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汽车达人秀(6)汽车激光前大灯技术解读

2014年01月06日 03:57:00
来源:凤凰汽车 作者:李志

凤凰汽车导购 伴随着电子科技的发展,汽车灯光也被赋予了更多使命和作用。人们希望它明亮、安全同时还要节能、美观和耐用...为此,汽车厂商和相关科研组一直在寻找更好的解决方案,相应的,汽车大灯也经历了卤素、氙气到LED,以及更具划时代意义的激光大灯技术。

激光大灯技术用于汽车照明是否可行?

在正式探讨汽车激光大灯技术前,简单科普一下激光照明是有必要的。首先,把激光用于灯光照射并不是新鲜事,它就在你我生活的周围。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了他们的使用计划。事实上,这个实现过程比我们在科幻电影中看到的复杂更多,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上的考虑。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、绿和黄四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概念车上使用。

美国桑迪亚国家实验室是个什么机构?

结构组成上,桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)是美国能源部与桑迪亚公司(美国电话电报公司子公司之一)联合管理的一个多计划高新实验室,总部位于美国加利福尼亚州利弗莫尔(California Livermore)。实验室研究项目覆盖广泛,主要涉及核武器材料开发、电气系统、矿物能源以及相关环境废料处理等研究。

宝马i8广告词:now with laser headlights

既然如此费力,宝马、奥迪等品牌为何还要如此推崇这一灯光技术呢?首先,激光大灯拥有LED大灯的主要优点,比如响应说速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等等。此外,比LED大灯更明显的好处在于:激光大灯总成的体积更小(单个激光二极管元件的长度已可以做到10微米,仅为常规LED元件尺寸的1/100),这意味着,给汽车设计师留下了更多前脸造型设计的空间;更重要的,激光大灯的照明效率更高(LED照明的光输出约为100流明/瓦,激光照明则约为170流明/瓦),同时,也较好的解决了灯光发热和重量问题,这些都可能为将来的汽车设计带来革命性的影响。正如宝马i8的广告词:now with laser headlights(现在是激光大灯时代了)。

此外,LED大灯需要非常繁复的冷却系统(LED大灯在每个LED光源发射光束后需要通过反光镜、透镜形成广范围的平行光,在这些镜片上产生了大量热量,需要通过风扇进行冷却。),但激光大灯由于发光面积以及能耗的减小,冷却系统也会相对简单。

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