未来汽车照明技术之LED和激光

未来汽车照明技术之LED篇：让车灯代你“眉目传情”

上帝说：“要有光”，于是便出现了车灯

早在汽车刚被发明出来那阵，在车身侧面挂个煤油灯，几乎是那个时代所有“红眼”司机的无奈之举，因为这盏灯不但照不远，而且一旦汽车颠簸起来，搞不好灯火儿还给晃灭咯，所以与其说这灯是照明用的，倒不如说是警示路人用的：

“嘿，哥们儿，皮皮虾来了，麻烦让一下！”

后来，乙炔灯替代了煤油灯，开始在汽车上值夜班。1913年，螺旋钨丝白炽灯出现在了汽车上，从此，汽车车灯正式定型，并在白炽灯的基础上又进化出了远光灯和近光灯，同时在设计层面也开始浮现现代车灯的雏形。

▲1968年的Mercedes Benz 300SEL

1962年，德国海拉公司发明出了卤素灯泡，并随即应用到了汽车上，更亮的照明效果，更低的成本，更长的使用寿命注定了其在车灯历史上“称王称霸”的重要地位。即使在眼下，依然有很多汽车上使用的还是卤素灯泡。在卤素灯泡之后，一种更好的照明技术被搭载到了汽车车灯上，与卤素照明技术一高一低的形成了搭配，这就是氙气车灯。

至此，纯粹以提升照明质量为目的汽车车灯发展到这里，便可以被划定为一个时代的终结——以纯粹为了优化照明效果为目的的原始进化期；在接下来的汽车车灯继续演变的过程里，上帝就没法插嘴了，汽车车灯将随着“智能”和“文字”的加持，演变出越来越多的形式，同时也将担负起越来越多的任务。

上文说到卤素车灯或者氙灯，其实这是我们目前所见汽车中的主流照明装备，虽然照明效果可以说是非常不错了，但是随着我们现在用车环境的变化，以及分配到每个人身上的交通资源的日渐匮乏，车灯单单能够照明，已经是不大跟得上时代的发展了。

譬如，作为老司机的你，在马路上一定遇到过下面的尴尬：

1、面对来车时，因对方忘记关闭远光灯，被灯光晃得睁不开眼睛。

2、看见前方行人过马路，双方都在博弈对方的想法，都在“让”和“闯”之间犹豫。

3、在山路上开夜车，被从灯光死角中蹿出来的东西吓一跳。

所以，在这些特殊情况下，单纯一个照明效果好的车灯（哪怕是可以转向随动的氙气车灯），也解决不了日常生活中面临的一些尴尬了，因此，以LED和激光为代表的新“智能车灯”技术，便应运而生。虽然目前在车灯上采用了LED和激光技术的品牌还不多（逃不过成本和可靠性两个坎）。但是单从性能和潜能来讲，激光和LED确实大大打开了人们对车灯的想象力。

LED技术：让汽车代你“眉目传情”

目前，在LED车灯领域，奔驰是当之无愧的“扛把子”，我们以2016年发布的全新长轴距奔驰E级上搭载的LED车灯为例，说说LED车灯到底能有哪些作为？

在奔驰长轴距E上，LED车灯总计使用了84颗由电脑独立控制的LED点光源，而这84颗LED点光源的亮与灭，则可以通过光学部件的光学约束，组成在前方道路上不同的动态照明效果，实现对精细化照明的需求（譬如我可以实现对某一个部分路面区域的照亮与不照亮的选择）。而下达这些照明指令的来源，则是一个用摄像头以100Hz频率扫描路面获取信息，并结合驾驶模式发出照明指令的高性能电脑。

在实际使用层面，奔驰长轴距E所搭载的LED车灯可以在摄像头发现对向来车，或前方接近另外一部车辆时，根据路况顺次关闭部分负责远光照明的LED模块，从而遮蔽射向对方/前方驾驶员的眩目光线。

如果车辆行驶在蜿蜒曲折的山路上，这辆奔驰E的灯组会随着车辆前进，提前判断弯道方向，动态控制LED单元的照明指令，把常规照明系统无法覆盖的死角照得无所遁形。甚至，这辆奔驰E的LED车灯还能“识别”前车尾部的车牌及道路指示牌，并主动减弱对反光区域的照射强度，保证自身驾驶员的视野中没有刺目的反光。

在未来，从工作原理上接近点阵式显示器的LED车灯，完全有能力担负起让司机与外界交流复杂信息的任务，这个能力是以传统照明技术想都不敢想的一件事（你别想着用车灯的一亮一灭来发莫尔斯电码，因为没有多少人能读懂），譬如说：

另外，当路况不佳的时候，LED车灯还可以把缺失的道路标志直接投射在路面（譬如限速，前方有学校什么的），提醒驾驶者注意；甚至，我们还可以设想在不久的未来，LED车灯甚至能像投影仪一样工作，我们只需要把车停在一堵墙的前面，就可以把电影投射到对面墙上，坐在车里跟女朋友一起看电影了（干掉汽车电影院的节奏）；或者说当车辆在路边抛锚的时候，车尾灯完全可以在后方的路面上投射一个三角警示标的符号，免得我们在慌乱之中忘了在车后方布置安全警示装置。

除了以上这些出色的使用效果， LED车灯技术相比于传统照明技术，还具有节能、发光原件小（允许对车灯进行颠覆性的造型设计）、抗震抗冲击能力强，寿命长，工作要求低等特点。但是，在照明距离这个方面，LED照明技术相对于氙气照明技术并没有得到实质性的提高，因此，激光车灯顺势而生。

未来汽车照明技术之激光篇：给驾驶员一门“意大利炮”

激光车灯，驾驶员手里的“意大利炮”

和LED车灯的工作原理相近似，激光车灯也是靠一种激光二极管来发光的照明技术。不过，所谓的激光车灯并不是说把激光直接照射到路面上（那样钛合金眼也受不了，路上的瞎子也会越来越多），而是在照明光和激光之间布置一个中间滤镜，靠这个滤镜把激光转化成人眼能接受的照明用光。

和LED车灯相比，激光车灯不但会消耗更低的能量（激光车灯的理论发光效率比LED车灯高60%，譬如在全新宝马7系上搭载的激光车灯，单个灯组只采用了三个激光二极管）、而且还具有更快的响应速度、更窄的照明波束、超强的穿透力和照明距离。

从下图你可以看到，得益于光束的超强聚拢性，激光车灯的理论照射距离几乎比LED车灯增加了一倍（目前行业内最好的LED车灯照明距离是300多米）。但成也萧何败也萧何，激光车灯这种超强的聚拢性，意味着它更适合做远光灯，而非需要照亮大面积范围的近光灯。事实上在宝马新7系上采用的那个近光灯，就是远光灯设计，只有当车速超过70公里，周围的环境光允许的情况下，那盏激光车灯才会自动点亮。

而宝马i8上采用的激光车灯，激光模块只配合远近一体的LED车灯使用，其主要作用便是增强远光灯的照射距离。基于这个原因，宝马i8的激光车灯只有当车速在40公里/小时以上时才会启用。

在奥迪方面，既然是大众公认的“灯泡厂”，那么车灯照明技术便要研究的更多一些，譬如奥迪根据不同车型的使用环境分析出不同的照明需求，并依此有侧重点地针对不同产品，在LED和激光技术中做相应的取舍。

譬如在新A8L车型上，奥迪便配置了一套矩阵式LED车灯，25颗LED灯体5个为一组构成一个远光照明组件，每个LED灯体均可独立调节亮度或关闭，由此便可实现与奔驰类似的多样化照明需求。

在奥迪R8 LMX车型上，奥迪则装配了一套激光照明系统，同样的，这个激光单元也是作为远光灯设计的，其拥有四个强功率激光二极管，可以发出5500K色温的强白光。只要车速达到60km/h，这个激光车灯就会自动开启，从而大大提升视野范围。

除此之外，在2014年代表奥迪争夺勒芒24小时耐力赛的R18 e-tron Quattro LMP1赛车上，奥迪也是首次采用了激光大灯技术，为什么用激光灯的道理很简单，因为车跑的快，所以必须照的远啊。

参照上图你就可以知道，这辆赛车上的激光大灯，竟然把那些“光子”，给“轰”到了836外的物体上又弹了回来。不过根据非官方信息说，当年的比赛间歇有车手忍不住吐槽了，说是跑在奥迪赛车前面简直被闪得啥都看不见了，所以你也知道了，为啥激光大灯一定要在车辆达到一定速度之后才会开启，同时还必须配合智能远光灯技术使用。

说了LED车灯和激光车灯这么多厉害的地方，下面我们聊聊它们的局限性：

对LED和激光车灯来说，其色温不可调是个比较大的问题，因为LED车灯一般为了符合眼睛的接收习惯，在出厂时把色温设定在了日照色温。但是在雨雾天的时候，这个色温的灯光很容易在车辆前方造成一大片光晕，影响驾驶安全。此时倒是色温较低（偏黄）的卤素灯光，具有更好穿透力和照明效果，因此在未来很长的一段时间以内，卤素大灯还是不能说扔就扔，而如何让车灯可以拥有动态调节的色温，也是未来的主要研究方向。

另外，就激光车灯来说，如何提高车灯的耐用度（激光在高效的同时也会产生巨大的热量），并降低单套照明系统的成本，将会是未来发展的首要研究方向。目前，根据非官方资料透露，一套激光车灯的造价在1万美金左右，这绝对不是随便哪个消费者可以承受得起的。

未来LED矩阵大灯的普及，会是伴随着电动汽车和自动驾驶一起发生的事情，如果没有强大电池系统的支持以及自动驾驶的智力辅助，单单是一个会谈情说爱抛媚眼的LED矩阵大灯，充其量不过也就是一个营销噱头而已，至于激光大灯技术，确实是强中之强，不过等到起成本降到足够低，或许就是未来之后未来的事情了。

来源：车云，作者;飞行的摄影师