【汽车照明技术】RGB激光前照灯的特性研究 Characteristics of RGB Laser Headlamp

作者：Yuichi Shibata*, Toshiaki Tsuda, Michihiko Hayakawa, Satoshi Yamamura

单位：Koito Manufacturing Co. Ltd. ; Shizuoka, Japan

编译：李浩然

指导老师：林燕丹

Introduction

简介

汽车照明的光源从卤素灯发展到HID灯，之后有发展成白光LED，而激光可能会成为下一代的光源。实现白光激光有两种途径：一种是蓝色激光配黄色荧光粉，另一种是采用RGB三色激光的组合。RGB三色激光的方式在改变照明颜色上更方便，但由于其光谱不连续，因此被照射物体的色貌与传统光源下有所差异。

如表1所示的例子中，同样的粉色衣服在RGB激光光源照射和白色LED光源照射下颜色有所不同。

表1 白光LED与RGB激光光源照射下的颜色对比

Background

测试背景

表2表示了测试过程中所使用的光源的光谱分布、色坐标和色温。

表2 测试光源的光谱分布

表3表示了测试过程中所使用的交通信号标志

表3 测试所用的交通信号标志

测量所使用的标志的反光板是棱镜高强度反光板，这种反光板被广泛用于日本的公共道路，包括国家公路。

图1示意性地示出了它的反射特性

图1 交通信号标志反光板的反射特性

Methods

测量方法

图2表示了在假定测试过程中各部分之间的位置关系：交通标志位于车辆前方100m，离车辆左边的距离为2.25m，高度为1.8m。前照灯的水平上离中心线的位置0.7m，高度0.7m。驾驶者眼睛离中心线的距离为0.5m，高度1.2m。在该位置安装有一台光谱辐射计。

图2 假定测试过程中的各部分位置关系

而实际测试中，为了能在暗室中进行，将上述各部分的关系按比例缩小并在人眼位置安装有一台光谱辐射计来测量信号标志的亮度和色度。

图3 测试结构

在测试时先测量了一个硫酸钡表面的漫射板的亮度了作为参考亮度，然后依次测量各个交通标志的亮度（因为各个光源的亮度不同，所以在分析时的亮度是测量亮度比上参考亮度）

Results

测量结果

【亮度】

图4是蓝色标志的亮度，RGB激光最亮

图4 蓝色交通信号标志的亮度

图5是红色标志的亮度，RGB激光和卤素灯的较亮

图5 红色交通信号标志的亮度

图6是黄色标志的亮度，RGB激光的亮度低于其他光源，但是不影响实际的可见度，因为即使最低，此时的亮度也高于蓝色和红色标志的亮度

图6 黄色交通信号标志的亮度

图7是白色标志的亮度，各个光源下的亮度基本无明显差异。

图7 白色交通信号标志的亮度

【色度】

图8是蓝色标志在各个光源照射下的色坐标分布，在RGB激光照射下的色坐标与在卤素灯照射下的相似

图8 蓝色标志在各个光源照射下的色坐标分布

图9是红色标志在各个光源照射下的色坐标分布，在RGB激光照射下的颜色更接近纯红

图9 红色标志在各个光源照射下的色坐标分布

图10是黄色标志在各个光源照射下的色坐标分布，在RGB激光照射下的色坐标与在卤素灯照射下的相似

图10 黄色标志在各个光源照射下的色坐标分布

Summary

总结

使用RGB激光照射时，红色和蓝色标志的亮度高于其他光源，而黄色标志的亮度低于其他光源，但高于相应的红色与蓝色标志。

RGB激光光源下红色标志的色纯度更高，蓝色标志和红色标志与其在卤素灯下照射的色貌类似。

需要注意的问题是可能导致一些颜色的错误辨认如橙色，其只反射红色部分。而对于红绿色盲的人，红色标志可能很难辨认。

因此，采用RGB激光作为汽车前照灯可以提高交通标志的可见度，但是考虑到潜在存在的问题，实际的效果还需要进一步通过实际车辆中观察者的评估来进行验证。

本文来源：第四届中国国际汽车照明论坛（IFAL 2016）论文集 P62-68