未來的車燈可不只是車燈！

為了更好地照亮黑暗的夜晚，OEM汽車生產廠家和照明系統的供應商們紛紛開發了一些不同的照明技術。不論是LED發光二極管照明技術、μAFS發光二極管照明技術，還是DMD數字微鏡裝置照明技術，目的都是將未來的車燈提高分辨率，而且不僅僅具有發光照明的功能，還可以集成其他功能，比如交流功能。

智能車燈，能夠避免燈光直射對向車輛

黑暗潮濕的路面加上對面車輛發出的耀眼燈光——這些都是駕駛員們經常遇到的情況，這難免讓人擔心行車的安全性，而且這種情況下，路上的行人和自行車等弱勢群體同樣非常危險。多年來，汽車工業領域的供應商和OEM汽車生產廠家們都一直在致力於具有動態照明、高分辨率、精準照明效果而且不影響其他道路使用者的車燈研究。今天，防炫目的全發光二極管遠光燈已經在很大程度上提高了夜間行車的安全性。

在「燈光—視線安全倡議聯盟」中，不同的照明設備生產廠家的代表們匯聚在Gieβen技術研究所，經過研究表示，在使用近光燈時駕駛員會比使用防炫目遠光燈更晚意識到危險性，在平均時速80 km/h時大約會晚1.4 s，這相當於車輛行駛了32 m的距離！看來，現在我們同樣需要更好的近光燈。

圖1 將來，夜間行駛時的周圍環境將利用進一步開發的μAFS技術做到高分辨率的、防炫目的照明

戴姆勒公司、保時捷公司、BMW公司和奧迪公司等汽車生產廠家都在按照自己的開發項目開發不同的車燈，包括LED發光二極管技術的車燈、μAFS發光二極管技術的車燈(見圖1)和DMD數字微鏡技術的車燈等。

更高分辨率的LED車燈

全LED（發光二極管）車燈，例如今天戴姆勒公司的多波束LED智能前照燈系統，還有保時捷公司的動態照明系統中，每一盞車燈內都安裝了84支發光二極管，可以形成矩陣式LED前照燈、防炫目燈和日間行車燈。這種車燈利用電子技術控制開關和發光，因此可以有目的性地照亮或者不照亮某一區域的空間和路面。不過這一技術的應用有很高的技術要求：為了將燈光精確地投射到路面上，並使之能夠更好地與交通狀況和黑暗的邊緣區域保持匹配，同時也為其他的車輛、行人有目的地提供照明，就需要分辨率非常高的技術。

除此之外，其他很多相關的技術也在不斷發展，「今天的矩陣式LED車燈技術最多能夠做到一盞車燈配備120支發光二極管了。」Hella公司照明技術開發部光電機一體化技術主管人Wolfgang
Pohlmann博士說道。但新的問題是，今天的LED元器件都是作為離散的元器件排列在車燈中的，這些發光照明元器件的開啟和關閉都是由電路板上其他電子元器件控制的，按照未來汽車的設計趨勢，車燈將會更小、更加細長，這就使得今天的LED發光二極管技術可能無法繼續作為車燈照明系統而使用了。

μAFS照明技術的創新

圖2 在μAFS技術中，一塊晶片就能完成對1024 個發光點的電子控制

之前由戴姆勒公司、IZM和IAF兩家霍倫霍夫研究所，還有Hella公司、Osram公司以及Infineon公司組成的德國汽車照明技術研究協會介紹了它們最新開發的μAFS發光二極管照明技術(見圖2)。

據介紹，μAFS是一種微結構化的自適應前照明系統，這一技術將會帶來汽車車燈技術領域的一場歷史性革命。在這一合作項目中，Osram公司、Infineon公司和IZM霍倫霍夫研究所合作，按照Hella公司和戴姆勒公司的要求，設計製造了一種新型LED發光二極管車燈控制晶片，該晶片可以控制1024個單獨的二極管發光點。實際上，在他們試制的前照燈原型中，共有三組LED光源，其中有總計3072個單獨的發光控制點。

將來，為了更好地利用車燈內的空間並減少車燈所消耗的能源，研發人員會把LED的電子控制系統集成到一塊晶片中，這塊晶片可以對1024個發光點進行單獨的控制。「我們用的只是它發出的光，而不需要像高分辨率系統這一替代解決方案所產生的陰影，這樣就能夠提高能源的利用效率了。」Pohlmann先生解釋說。Infineon公司成功地做到了這一點，他們設計的LED晶片中的驅動電路直接把它控制的LED發光二極管連接起來了。霍倫霍夫研究所也成功地解決了高分辨率的問題：適合於矩陣式LED技術使用的結構非常精細的、最小化的有源驅動電路的電器連接技術。

在車燈中使用雷射技術

圖3 奧迪公司更加偏愛DMD

數字鏡像照明技術，它能將高分辨率的燈光投射到路面上，做到很多新的功能，比如車寬顯示功能，可以告知駕駛員前方車輛的寬度尺寸在戴姆勒公司堅持不懈地專注於LED發光二極管技術的車燈時，BMW公司則集中精力開始了DMD(數字微鏡照明裝置)的開發(見圖3)。在這一基於投影原理的照明技術中，BMW公司利用雷射作為車燈光源。其實早在2014年，BMW公司在i8車型中就推出了DMD數字微鏡車燈。不過迄今為止，這種雷射光源的車燈僅被用來作為遠光燈使用。也許將來，DMD技術將在BMW公司的車燈中發揮更重要的作用。

BMWi8所使用的DMD數字微鏡車燈

相比較而言，DMD技術的光效率比LED更好，消耗的能源也減少了1/3。另外，其雷射二極管的體積也只有傳統LED發光二極管的1/10，這就大大減少了所占用的空間，能夠讓車燈的體積更小。「將來，一旦雷射二極管的價格能夠與LED發光二極管相媲美時，它將成為汽車車燈中新的標準配置，我相信這只是一個時間早晚的問題。」BMW公司的發言人Silke Brigl女士說道。她還說：「就像LED一樣，雷射二極管可以通過脈沖寬度調制進行調光，並不會因脈沖調制而影響使用壽命。」

利用燈光傳遞信息

奧迪公司也在開發車燈的替代解決方案，除了廣泛使用的LED矩陣光源之外，奧迪公司也在研究DMD數字微鏡照明技術。「我們已經利用DMD數字鏡像技術在一個車燈中集成了大約10萬個發光點，並能夠更好地分配車燈燈光或者利用光與周圍環境交換信息。」奧迪公司車燈功能和創新的研發主管人Stephan Berlitz先生說道。

DMD數字鏡像技術

利用今天的LED車燈技術是無法做到利用燈光與道路上的行人、騎自行車的人進行交流和溝通的，而高分辨率的車燈照明技術則有可能做到車輛之間的記錄和溝通，或者是利用新的燈光照明技術做到自動駕駛，例如：做到車輛行駛的安全性、提高駕駛的舒適性等，也包括了下一步與道路上的其他交通參與者之間的交流。

可編顯示內容智能車頭燈

雖然今天的LED技術相對於明天的智能化燈光技術，幾乎已經被挖盡了潛力，但在今後幾年里，矩陣式LED技術的車燈仍將全面安裝在所有的奧迪車型中，全面取代氙氣燈。

對Berlitz先生來講，控制著1024個發光點的μAFS技術是最新的矩陣式LED車燈照明技術，但還不足以取代DMD數字微鏡照明技術。「它至今還沒有照射出一條線來。」Berlitz先生說。但奧迪公司仍然十分關注這一技術的研發成果，也並不排除今後採用這一技術，只要它的像素能夠明顯提高。

集成新的功能

高像素不僅提高了遠光燈的分辨率，而且也為一些新功能的開發與集成提供了更多可能性。當車輛在公路上高速行駛時，這種車燈能夠自動地在高速公路上投射一個光錐;當車輛在城市市內行駛時，則可以更好地為行人提供照明，照亮道路邊緣;當車輛在鄉村公路上行駛時，車燈的燈光可以清楚地照亮每一個轉彎的彎道。將來，這種前照燈在保證本車駕駛員的最大照明範圍的情況下，甚至可以只將逆向車輛駕駛人的部分面孔照亮，而不會使他被燈光照的眼花繚亂。

未來，全新的車燈功能只能由高分辨率的車燈來滿足，比如車寬顯示功能，利用車燈投射在路面左右兩條明亮的光帶表示前方車輛的寬度，這使駕駛員能夠了解到在車寬顯示功能確定的範圍內，有無其他車輛超車，從而也可以避免因車道狹窄而出現後果嚴重的交通事故。

當然，若讓每塊電路板只能控制120支LED發光二極管的車燈來做到上述功能時，就只能用更高分辨率的車燈才能做到了。這也導致了一些場景出現：停車場表示「歡迎光臨」的燈火通明、能夠照亮建築工地車輛寬度的光帶或者大貨車車隊行駛時照明強度太弱——因為在一輛接一輛的車隊行駛中，只有第一輛車需要啟用全部燈光，而後面的車輛則可以把燈光的亮度開到最小。

結語

不論是LED發光二極管照明技術、μAFS發光二極管照明技術，還是DMD數字微鏡照明技術，明天的車燈將會有著更高的分辨率，而且不僅僅是發光照明，還會集成其他一些功能。

Berlitz先生堅信，從長遠發展的觀點來看，最終將只有一種照明技術會占領市場。不過，在今後的若干年里，尤其是在自動化駕駛車輛即將問世的時候，究竟哪一種技術能夠得到大範圍的應用呢?也許目前我們還無法給出定論。

本文綜合整理自汽車製造業

擴展閱讀：

汽車座椅設計門道及最具未來感的25款汽車座椅設計

汽車前照燈動態效果圖大集合

LED燈、鹵素燈、氙氣燈，到底哪個好？

與小編交流請加微信：

18518227486

投稿請發送郵件到：

[email protected]

（歡迎行業內人士踴躍投稿，將你們的文章分享給大家）