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著80后90后乃至00后成為消費市場的活躍人群,汽車消費群體也越來越年輕化。年輕一代更追求個性化、時尚化的風格與標簽。燈具做為汽車的顏值擔當,被賦予了更多的期待。


汽車車外投影燈技術淺談


汽車投影燈,也被稱為照地燈、Logo迎賓燈、迎賓光毯,屬于車外氛圍燈,自問世以來,就吸引了廣大年輕人的關注。其在夜間投射出來的圖案,不僅可以起到尋車和照亮車前路面的功能,其與眾不同的 logo 或圖案,還能彰顯顯車主身份,提升逼格、科技感、儀式感, 提升夜間迎賓效果 。而隨著技術的進步,其同時又被賦予了信號指示和信息交互等更多功能。這種個性化的彰顯方式使其越來越受到燈具廠、主機廠、終端消費者的重視 ,具有巨大的市場空間 。


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投影燈一般安裝在迎賓踏板、外后視鏡等部位,我們按照成像原理的不同,將其分為菲林鏡片式、MLA式、DLP式三種。


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菲林鏡片式投影燈


汽車車外投影燈技術淺談

MLA式投影燈


汽車車外投影燈技術淺談

DLP式投影燈


菲林鏡片式投影燈


菲林鏡片式投影燈是依靠透鏡成像的原理,其與膠片電影放映機類似,一般由聚光系統、菲林鏡片、成像系統組成。它將菲林片中的圖案經過放大,投射到特定區域,光學路徑如圖1 所示。LED發出的光經過透鏡1和2形成的聚光系統,將錐形的LED光線轉換為均勻平行光線。通過菲林片的遮擋,只有含有圖案位置的光線透過該區域,經由透鏡 3 、 4 、 5 成的成像系統,將菲林片上的倒立的小圖案投影形成放大的正立的大圖案 。

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圖一 光學原理圖


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圖二 實物拆解圖


前期比較廣泛使用的是 PET 基材的膠片菲林,利用膠片照相機的成像拍照原理,曝光將LOGO 圖案刻印到膠片菲林上,由于耐熱和老化方面性能較差,現在已基本被璃菲林片取代了,其表面的圖案經過成像系統 形成放大幾十倍甚至幾百倍的圖像 ,菲林片上任何小的缺陷和誤都會被倍放大顯示,因此車投影燈菲林片的公差有著常嚴格的要求,可達到微米級別 , 以保證投射出來的圖案不會產生缺陷和偏差。


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菲林鏡片式投影燈結構緊湊,可靠性好,圖案清晰,成本低。但其投影的LOGO/圖案取決于加工到菲林片上的圖片,而該圖案是固定不變的,所以投影無法更新,更無法實現實現動態效果。


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微透鏡陣列技術(MLA)


提到投影燈,就不能繞開寶馬汽車迎賓燈“天使之翼”,正是“天使之翼”

的出現,推動動了汽車迎賓燈的發展,引起了人們對微透鏡陣列技術(MLA)的關注。


汽車車外投影燈技術淺談

 

基于MLA的投影照明組件由LED光源、準直透鏡和微透鏡陣列組成。該陣列為定制設計的模塊;典型MLA的尺寸為11.4mm x 10.7mm x 3.0mm(參見下圖)。


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MLA的成像原理是將微透鏡陣列中每個小透鏡對應的圖像投影在地面的同一位置。例如,在由64個微透鏡組成的MLA中,所查看的圖像實際上是64個重疊在一起的投影圖像,其關鍵在于完美的疊加。此工作原理的實施帶來了相當大的技術困難。即使是投影到平坦垂直的屏幕上,陣列內每個微透鏡從單個光源的折射角度都會略有不同。因此,每一個微透鏡需要彼此微微偏置,每個微透鏡都需精確成型并定位,達到納米級制造的水準,從而將單個銳聚焦圖像投射到離投影儀一定距離的表面。

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在沒有偏置的情況下,通過透鏡陣列投影的圖像很模糊。

(圖片來源:艾邁斯半導體)

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偏置圖像“幻燈片”在目標平面上精確重疊銳聚焦圖像。

(圖片來源:艾邁斯半導體)


任何給定MLA組件和圖像的照明區大小也有限制。但照明區可通過并行安裝多個基于MLA的投影燈來擴展,即一個投影圖像的邊緣與另一個投影圖像再進行一次疊加。在這種情況下,必須為各投影儀的透鏡陣列創建單獨的滑動掩模,增加了投影儀系統的總成本。這種多掩模投影儀系統可用于創建3D和動態效果。


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MLA投影技術還可通過投影圖標和信號燈指示標識,實現車輛到駕駛員、車輛到車輛以及車輛到行人的通信,是一種相對低成本的解決方案。

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汽車車外投影燈技術淺談

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MLA相對于傳統的菲林鏡片式投影燈,有以下優勢
1,成像邊界清晰,光學均勻性好,對比度高。
2,投影距離小,適應性強,可適應不同的入射角,可安裝位置選擇多
3,可實現一定的動態效果,可通過疊加實現較大范圍和不同形狀的投影


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DLP投影技術


DLP技術是車燈行業比較火熱的投影技術,相關文章很多,這里就不再過多介紹了。DLP優勢很明顯,就相當于安裝了一個微型投影儀,全色彩、全動態、可OTA升級、可自定義,是未來投影燈的發展方向,唯一需要解決的是成本問題。


總結:


投影燈作為一個能提升汽車科技感、儀式感的配置,帶給客戶的優勢也是比較直觀明顯的,其迎合了當代年輕人的需求,將越來越多的成為汽車配置的選項。菲林鏡片式仍是當前市場主流的投影燈形式。MLA可以實現一定的動態效果,成本也比較適中,但其技術和專利主要集中在海拉、AMS等大公司手里。DLP是未來投影燈的發展方向,成本問題解決后具有很大的想象空間。


為促進智能車燈行業的發展,艾邦智能汽車俱樂部搭建有智能車燈微信群,歡迎主機廠,配套供應商,光源,半導體,材料,設備等企業加入微信群。

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 2021年11月18日
江蘇 常州富力喜來登酒店

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星宇車燈 技術專家 朱彩萍

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耐高溫PC和特殊視覺效果的車燈材料解決方案

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永豪光電汽車前大燈光學非球面透鏡在智能車燈的應用

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福特汽車工程研究(南京)有限公司

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吉利汽車研究總院

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南京福特

師**

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蘭**

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作者 ab

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