二、激光灯在汽车灯具中的应用
把激光用于灯光照射并不是新鲜事,它就在你我的生活中。实际上,作为激光大灯的光源—激光二极管(Laser Diode)和我们更熟悉的发光二极管(LED)几乎诞生在同一年代,并且使用颇为广泛,人们用它测量、通信、加工甚至是医疗手术和演出娱乐。
但是将激光二极管作为汽车大灯光源确是近几年才提出的想法,目前也只有宝马和奥迪品牌公布丫它们的使用计划。事实上,这个实现过程比我们在科幻电影中看到的复杂许多,甚至在研发之初,很多光学科研机构并不看好这一项目,质疑主要来自激光器的狭窄光斑和使用稳定性。同时,激光照明的另一个局限性在于非常狭窄的光线输出:红、蓝、绿和黄4色波长不能产生很好的显色性。通俗一点讲,激光光源不容易形成片状照射区域,并且可实现的颜色非常有限。
最早提出可行性及解决方案的是宝马汽车和美国桑迪亚国家实验室,他们利用蓝色、红色、绿色和黄色光源相结合,创造出了一个媲美普通发光器产生的白色光源,同时也较好的解决了激光二极管激光器所发的白光颜色渲染质量差的问题。并且针对用户偏好,实验室也做过大量试验,他们希望志愿者说出自己对物体在不同光源照射下的喜好,结论是:激光照明的表现让人满意。并最终将激光大灯应用到了宝马i8概念车上。
据2011年10月14日腾讯汽车网站公布,宝马的光学系统设计师哈纳菲·阿卜杜勒在与美国汽车专业网站Inside Line的访谈中表示,全新的激光头灯将会在未来2-3年中应用在宝马汽车上。实际上,这项技术本身已经可以投入生产了,只是宝马正在等待合适的应用推广时机和车型。
2013年初,斯坦利电气为SIM-Drive公司研发的“SIM-CEL”开发出了激光组合头灯。该头灯配备蓝色激光发光元件,通过将蓝色发光元件发出的激光照射到黄色萤光材料上来形成白色光。“SIM-CEL”在车头2侧各配备1盏远光灯和4盏近光灯,近光灯中上面2盏采用LED灯,下面2盏采用激光灯,远光灯为氙气大灯。
到2013年10月
15日,爱卡汽车网站在其“爱卡研究院”板块发布了一篇《深度解读汽车激光头灯》的文章,介绍了宝马的激光头灯。关于宝马车激光灯的文章也相继在各大汽车论坛上遍地开花。
3个月后,2014年1月6日,凤凰网在其“凤凰汽车”板块刊登了李志采写的一篇名为(汽车激光大灯技术解读》的文章,更深入地介绍了宝马的激光大灯。选配了激光大灯的宝马i8,近光灯和远光灯,都会采用激光光源,这才是真正意义上量产的、革命性的灯光升级。激光大灯被宝马称为“合理的下一步”。
无独有偶,奥迪也在最新发布的概念车上应用了这项技术,以确保其在车灯应用上的领先优势,正式使用的车型可能是奥迪R18e-tron quattro,这也将是激光大灯技术第一次应用到汽车比赛中。奥迪不仅在头灯上应用了激光技术,甚至还将激光光源应用到了尾灯。
三、激光灯的优点
宝马夸赞激光光源是LED光源技术的理所应当接班者,声称激光光源比LED光源要亮1,000倍,并且体积更小,使用效率更高,而且更为坚固。激光头灯也看起来非常前卫时尚,由于其体积小,所以能够为设计师留出更多前端设计造型的空间。
汽车发出激光光束,这样的场景可能会让你联想到科幻小说或世界大战等恐怖场景,但是据宝马称,激光光源技术对人类、动物和自然界都是完全安全的。在蓝色激光发射到路面上之前,它将会被转换成纯白色的、柔和的、对眼睛无害的光线。
在Connected Drive技术框架内,激光头灯将与其它光学技术一起,为驾驶者提供尽可能完美的驾驶视觉效果。动态光点技术(DynamicLight- Spot)是目前正在慕尼黑开发的一套全新系统,利用传感器来识别和照亮前方道路上的行人和动物。
应用激光大灯后,由于其更小的尺寸、更亮的照明以及更低的发热等优点,便允许设计师重新设计车体,可以将更大的空间留给空气动力学的布局,以及适当的对前悬和发动机位置进行调整,以达到优化空间的用意等等。
另外,正如奥迪的试验(见图6)可见新款激光大灯可以照亮500m范围内的车道(一般量产车的远光灯照射范围为100m,部分配有适应性大灯的车型可达200~300m)。应用激光大灯后,夜间行车也会更加安全,驾驶员的视野也会因灯光的改变而变得更加开阔,有助于更早做出危险判断,同时,面向对方向会车,灯光的可控范围也会更大,避免炫目带来的潜在危险。
而奥迪车型的激光尾灯,在雨雾天行车时,激光雾灯会散开一个向下的扇形区域,可视效果更佳,同时有效避免强光给后车驾驶员带来的潜在危险(如图7所示)。查阅宝马和奥迪对其新车应用的激光大灯技术介绍,我们能够感受到充满自信的态度,并且也对之后量产的使用效果充满期待。