着80后90后乃至00后成为消费市场的活跃人群,汽车消费群体也越来越年轻化。年轻一代更追求个性化、时尚化的风格与标签。灯具做为汽车的颜值担当,被赋予了更多的期待。


汽车车外投影灯技术浅谈


汽车投影灯,也被称为照地灯、Logo迎宾灯、迎宾光毯,属于车外氛围灯,自问世以来,就吸引了广大年轻人的关注。其在夜间投射出来的图案,不仅可以起到寻车和照亮车前路面的功能,其与众不同的 logo 或图案,还能彰显显车主身份,提升逼格、科技感、仪式感, 提升夜间迎宾效果 。而随着技术的进步,其同时又被赋予了信号指示和信息交互等更多功能。这种个性化的彰显方式使其越来越受到灯具厂、主机厂、终端消费者的重视 ,具有巨大的市场空间 。


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投影灯一般安装在迎宾踏板、外后视镜等部位,我们按照成像原理的不同,将其分为菲林镜片式、MLA式、DLP式三种。

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菲林镜片式投影灯


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MLA式投影灯


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DLP式投影灯


菲林镜片式投影灯

菲林镜片式投影灯是依靠透镜成像的原理,其与胶片电影放映机类似,一般由聚光系统、菲林镜片、成像系统组成。它将菲林片中的图案经过放大,投射到特定区域,光学路径如图1 所示。LED发出的光经过透镜1和2形成的聚光系统,将锥形的LED光线转换为均匀平行光线。通过菲林片的遮挡,只有含有图案位置的光线透过该区域,经由透镜 3 、 4 、 5 成的成像系统,将菲林片上的倒立的小图案投影形成放大的正立的大图案 。

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图一 光学原理图


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图二 实物拆解图


前期比较广泛使用的是 PET 基材的胶片菲林,利用胶片照相机的成像拍照原理,曝光将LOGO 图案刻印到胶片菲林上,由于耐热和老化方面性能较差,现在已基本被璃菲林片取代了,其表面的图案经过成像系统 形成放大几十倍甚至几百倍的图像 ,菲林片上任何小的缺陷和误都会被倍放大显示,因此车投影灯菲林片的公差有着常严格的要求,可达到微米级别 , 以保证投射出来的图案不会产生缺陷和偏差。


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菲林镜片式投影灯结构紧凑,可靠性好,图案清晰,成本低。但其投影的LOGO/图案取决于加工到菲林片上的图片,而该图案是固定不变的,所以投影无法更新,更无法实现实现动态效果。


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微透镜阵列技术(MLA)

提到投影灯,就不能绕开宝马汽车迎宾灯“天使之翼”,正是“天使之翼”

的出现,推动动了汽车迎宾灯的发展,引起了人们对微透镜阵列技术(MLA)的关注。

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基于MLA的投影照明组件由LED光源、准直透镜和微透镜阵列组成。该阵列为定制设计的模块;典型MLA的尺寸为11.4mm x 10.7mm x 3.0mm(参见下图)。

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MLA的成像原理是将微透镜阵列中每个小透镜对应的图像投影在地面的同一位置。例如,在由64个微透镜组成的MLA中,所查看的图像实际上是64个重叠在一起的投影图像,其关键在于完美的叠加。此工作原理的实施带来了相当大的技术困难。即使是投影到平坦垂直的屏幕上,阵列内每个微透镜从单个光源的折射角度都会略有不同。因此,每一个微透镜需要彼此微微偏置,每个微透镜都需精确成型并定位,达到纳米级制造的水准,从而将单个锐聚焦图像投射到离投影仪一定距离的表面。

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在没有偏置的情况下,通过透镜阵列投影的图像很模糊。

(图片来源:艾迈斯半导体)

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偏置图像“幻灯片”在目标平面上精确重叠锐聚焦图像。

(图片来源:艾迈斯半导体)


任何给定MLA组件和图像的照明区大小也有限制。但照明区可通过并行安装多个基于MLA的投影灯来扩展,即一个投影图像的边缘与另一个投影图像再进行一次叠加。在这种情况下,必须为各投影仪的透镜阵列创建单独的滑动掩模,增加了投影仪系统的总成本。这种多掩模投影仪系统可用于创建3D和动态效果。


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MLA投影技术还可通过投影图标和信号灯指示标识,实现车辆到驾驶员、车辆到车辆以及车辆到行人的通信,是一种相对低成本的解决方案。

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MLA相对于传统的菲林镜片式投影灯,有一下优势

1,成像边界清晰,光学均匀性好,对比度高。

2,投影距离小,适应性强,可适应不同的入射角,可安装位置选择多

3,可实现一定的动态效果,可通过叠加实现较大范围和不同形状的投影


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DLP投影技术

DLP技术是车灯行业比较火热的投影技术,相关文章很多,这里就不再过多介绍了。DLP优势很明显,就相当于安装了一个微型投影仪,全色彩、全动态、可OTA升级、可自定义,是未来投影灯的发展方向,唯一需要解决的是成本问题。可以参考:一文读懂智能大灯的技术路线


微透镜阵列车灯介绍 – MLA



原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):汽车车外投影灯技术浅谈

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汽车光信号投射功能最新法规解读

作者 ab