#技术巡猎##比亚迪# 矩阵大灯有个光学上的矛盾。一颗颗LED可以分别控制，希望照亮的地方打开，不希望照到的地方关掉，分区越清楚越容易按需要安排；但把这些灯珠的边界原样投到路面上，人看到的又可能是一格一格的明暗。灯珠需要分开控制，但是照出来却不能像铺了一地发光马赛克，这中间还有光学系统的工作。

比亚迪这件远光模组专利，研究的就是矩阵光源后面那一组透镜。
它沿光轴依次放置四片透镜，分别采用弯月、双凸、弯月、双凸的组合，再配合光阑和局部微结构，处理收光、像差以及灯珠之间的拼缝。沿着光轴看，前一片先调整光线，后面几片继续承接，各片的形状和位置是一起设计的。

LED发出的光本来有一定发散角，并不是一束天生就朝着远处走的平行光。靠近光源的一组透镜，首先需要把这些光收集起来，调整进入后续系统的方向。如果前面没有接住足够的光，或者光线以不合适的角度进入后面，最后一片透镜再大，也未必能补回前面已经损失或者跑偏的部分。

第一片采用弯月形状，第二片采用双凸形状，组合起来承担前段的汇聚与光线调整。这里的弯月可以理解成一侧凹、一侧凸，双凸则是两面向外凸起，两种形状对光线的作用不同。设计时要看曲面、材料以及彼此距离，不能从剖面图里认出四片透镜的外形，就算理解了整条光路。透镜也未必都是玻璃，原文还给出了塑料材料的选择，并对色散相关的阿贝数提出相应范围。白光包含不同波长，材料对不同波长的折射并不完全相同，光通过多个曲面以后，这种差别需要纳入成像考虑。选择材料因此不只是重量与成本的比较，还会影响这组曲面怎样配合，不能先按一种材料算好，再随意换成外形相同的另一种。

到了后段，第三、第四片透镜继续参与校正和投射，光阑则限制能够通过的光束范围。矩阵光源上不同位置发出的光，经过的透镜区域并不完全一样，因此中心和边缘都要照顾到。光学设计需要控制这些差异，让不同发光区域在投射以后仍有可用的对应关系，否则软件明明关掉了一组灯珠，路面上该暗下来的地方却未必按预期变化。

不过，这种对应也不能僵硬到把每颗灯珠之间的空隙都展示出来。
LED阵列本身有发光区域，也有器件之间不能发光的间隔，投射系统如果把边界表现得太直接，光斑里就容易出现拼接痕迹。对于一整片本来需要照亮的道路来说，这些周期性的亮暗并没有什么用，反而影响照明的均匀程度。

专利在第三片或者第四片透镜上安排微结构，借助细小的表面变化调整局部光线分布，让相邻发光区域之间的过渡更柔和。它处理的是灯珠之间的拼缝，同时还要保留分区控制的能力，并不是在前面盖一块越模糊越好的磨砂板。把所有光完全打散，拼缝或许看不清了，原来想保留的照明边界也可能一起丢掉。

这就需要在两个目标之间认真调整：大范围内，哪个区域应该亮、哪个区域应该暗，要有足够明确的响应；同一片亮区里面，灯珠之间又不能留下明显的网格。讨论矩阵大灯，如果只看芯片可以控制多少个区，很容易漏掉后面这一步。电子分区最终要落在道路上，仍然得经过实际的透镜、光阑和表面结构。

除了正面投射的光，侧向杂散光也有自己的处理。方案可以对最后一片透镜的侧壁做磨砂或者涂黑，减少不受控的光从侧面参与照明。前面认真安排的光线方向，不能在镜片边缘又被额外的散射打乱，所以这类看起来不起眼的表面处理，也属于同一套配光工作。

装配上则用分段壳体定位镜片，保持它们之间的距离和相对位置，LED后面还有散热器和相应风道。壳体分段后，各段承担对应镜片的安装，装配时可以按光路次序建立位置关系。最终看的是整组同轴程度和间隔，某一片单独尺寸合格，不等于四片装起来已经合适；越是要求亮暗区域对应准确，这些实际安装关系就越需要保持稳定。后面的散热也服务于同一件事，让光源和结构在工作状态下有条件维持预定表现。图纸上的光路依赖这些位置，零件装进去以后如果偏了，或者热状态变化造成配合不稳定，最终光斑也会跟着变。车灯不是把一套实验台上的镜片搬进外壳就结束了，光学计算还要由结构和散热来维持。

这四片透镜本身当然不会识别迎面车辆，它们负责的是让前面的分区指令在光线中得到体现。把这部分拆开看，矩阵大灯的精细就不只剩下控制算法了：需要分开的地方能够分开，不希望看见的拼缝又能被处理掉，实际做灯时，这两件事得同时成立。