轰鸣的小跑SVM
26-10-13 08:00 微博认证:汽车达人 微博新知博主 汽车博主

#技术巡猎##小鹏汽车#车灯,如果想在白一点和暖一点之间切换,在电路板上放两种灯珠,听上去就能解决了?灯装进车里以后,驾驶者看的是前面那段路,如果两种灯珠各照各的,左边偏黄、中间偏白,颜色虽然多了,但这片道路的照明色温如果需要调整是算不上的。两种光从不同的位置出来,要让它们在前面那片路上重合,光路一定是需要专门设计的。

小鹏申请的这件可变色温照明模组专利,就没有只停留在两组LED的独立控制上。它把高色温灯珠放在中间,低色温灯珠放在两侧,再为不同位置的光源设计相应的聚光结构,让它们经过后面的投射光学系统以后,在主要照明区域形成重叠的光斑。这样调节两组光的比例,作用的才是同一片区域里的光色。

实施例给出的高色温范围是5500至6500K,低色温范围是2700至3300K,可以大致理解成偏白和偏暖的两组光。色温说的是光的颜色特征,和灯珠工作时烫不烫是两回事,也不能直接用来比较亮不亮。方案里有中间七颗、两侧各布置一颗的排布例子,中间承担主要的一组光,两侧负责引入另一种色温。

为什么要专门处理两边的灯珠?因为它们离整个模组的中心更远,发出的光进入光学系统时,起点已经不一样了。如果简单复制中间那颗灯珠前面的透镜形状,只把它平移过去,最终光斑的位置和分布也可能跟着偏移。想在路面上混光,设计者就得先在聚光器里处理这种偏置,不能等投射出去以后,再等两片光自己合在一起。

专利为边缘灯珠安排了不对称的聚光结构。不同侧面的形状承担不同的导向,让光线朝目标区域重新分配。这里的不对称是指,补偿光源本来就不在中心的条件。两边的灯珠位置不同,聚光面也跟着调整,最后让低色温的光进入需要重叠的照明范围。从剖面图看这件事,比只看灯珠排布容易理解:光源偏在一侧,聚光器既要收进它发散出来的光,也要改变这些光进入后段透镜时的方向。只增加边缘灯珠的亮度,能够让原来的光斑更亮,却不能代替这种方向上的调整。因此这项设计里,边缘灯珠为什么不能直接套用中央结构,并不是外观上喜不喜欢对称的问题,而是光线到达目标位置之前,实际经过的路径不同。

这时再调驱动,效果才有意义。高色温一组和低色温一组可以分别控制,改变各自输出的比例,最终光色随之变化。如果两组光的空间分布差得很远,就算电流控制得再细,也容易出现某些位置先变色、另一些位置变化很小的情况。电控负责给多少光,光学结构负责这些光到哪里去,两边的设计需要对在一起。混出来的色温也不能简单地把两组开尔文数值取平均,光谱和各组实际贡献的光都在起作用。

沿着模组往外看,光并不是离开聚光器就直接照到路上。后面还有遮光板和投射透镜,遮光板处理不希望照出去的部分,透镜把剩下的光按设计的方式投射出去。色温调节因此要放在整个配光过程里看,不能为了让黄白混得均匀,就把车灯原本需要控制的明暗分布也一起打散了。

这一点和家里的氛围灯不太一样。室内可以借墙面和天花板反射,光可以扩散得柔和一些,前照灯却要在有限的体积里,把光送到指定方向。哪一片区域需要亮一些,哪一片不应该受到多余照射,都得继续遵守原来的光学要求。增加一组颜色以后,光源、聚光器、遮光和透镜之间,实际上多了一轮配合工作。

机械和热的部分也不能落下。灯珠在同一模组里集中工作,后面的散热结构要把热量带走,安装位置则要保持稳定;否则图纸上可以重合的光斑,到了实际零件里未必还按原来的关系分布。我们平时看到的是车灯亮起来的颜色,背后同时在安排的,却是驱动、光路和结构之间的关系。

如果以后看到车灯增加色温调节,我会想看看它怎样处理两种光的重合。一个功能写进配置表,可以只有“色温可调”四个字,落到研发里,却得从两侧一颗灯珠的位置,一直处理到远处那片光斑。灯珠能选择两种颜色,只是这项工作的开始。

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