光信號投影燈的應(yīng)用探討

摘要：調(diào)研了汽車用戶對于光信號投影燈在汽車上搭載的需求，考察了光信號投影燈搭載的法規(guī)符合性風(fēng)險，研究了光信號投影功能法規(guī)要求，給出了轉(zhuǎn)向、倒車、示廓、側(cè)標(biāo)志、迎賓等功能投影符號的投影位置及投影范圍要求，解決了光信號投影在汽車外部燈具上應(yīng)用時出現(xiàn)的不合法規(guī)、無法認(rèn)證的問題，并推薦了靜態(tài)投影、半動態(tài)投影、動態(tài)投影相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：汽車燈具；光信號投影；靜態(tài)投影；半動態(tài)投影；動態(tài)投影

中圖分類號：U471 收稿日期：2023-09-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.11.014

1 前言

汽車行業(yè)競爭愈加激烈，人們對于汽車的需求已不僅僅局限于安全舒適，針對“汽車的眼睛”—汽車外部燈具，也不再僅僅要求其實現(xiàn)基本功能。

a.汽車外飾燈具在實現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上應(yīng)該如何去改進與創(chuàng)新呢？

投影儀已家喻戶曉，且廣泛應(yīng)用，公司開會、家庭影院等，這些無不體現(xiàn)著人們對于投影光科技的喜愛及認(rèn)可。

b.汽車外部燈具是否可以實現(xiàn)投影功能呢？

答案是肯定的，各大汽車燈具產(chǎn)品供應(yīng)商已提出了多種多樣的光信號投影方案，且最新燈具相關(guān)法規(guī)也對汽車外部燈具投影在安全性方面進行了指導(dǎo)性的規(guī)定，目的也是輔助汽車實現(xiàn)改進與創(chuàng)新。

c.汽車外部燈具投影應(yīng)該注意哪些呢？

汽車外部燈具的作用在于行駛過程中是給予汽車駕駛員照明，以及給予其他駕駛員和行人信號。但在此過程中，又不得給其他駕駛員和行人造成炫目或給予錯誤信號，以免發(fā)生交通事故。所以，針對汽車外部燈具投影我們也應(yīng)在法規(guī)允許范圍內(nèi)避免以上問題的出現(xiàn)［1-2］。

本文針對光信號投影在汽車外部燈具上的應(yīng)用給出了方案和建議。

2 汽車外飾燈具功能類及非功能類的界定

2.1 功能類燈具

功能類燈具是指一般在汽車行駛狀態(tài)中開啟，具有照明或信號指示功能的燈具，如前照燈、霧燈、倒車燈、牌照燈、轉(zhuǎn)向燈、位置燈、晝間行駛燈等。

2.2 非功能類燈具

非功能類燈具是指一般在汽車非行駛狀態(tài)下開啟，僅做非功能性效果展示的燈具［3］。

3 光信號投影法規(guī)相關(guān)定義

本文光信號投影法規(guī)相關(guān)定義出自《汽車和掛車光信號裝置及系統(tǒng)》審查稿。

3.1 光信號投射功能（light-signalling projection）

光信號投射功能與光信號功能同時啟動，通過在路面上投射符號來加強該信號的功能。

3.2 光信號投射單元（projection unit）

光信號投射單元是提供光信號投射功能的裝置，可獨立于其他照明或光信號裝置，或與其他照明或光信號裝置組合或混合，包含光學(xué)、機械和/或電子等組件。

3.3 光信號投射功能

光信號投射功能發(fā)出的光色應(yīng)與對應(yīng)的光信號功能相同，且不會引起歧義。

光信號投射功能的圖應(yīng)由簡單幾何圖形和/或單個字母組成，可由制造商定義，并在用戶說明書中說明。圖案的選擇應(yīng)確保不會引起歧義。

光信號投影功能的圖案在整個開啟期間只允許改變圖案的長短、大小比例、投影方向或位置。

轉(zhuǎn)向投射功能、倒車投射功能允許采用順序開啟，需滿足如下要求［4］：

a.順序投射的符號在投射后應(yīng)保持投射狀態(tài)直至點亮節(jié)拍結(jié)束。

b.順序開啟時，投射符號的變化應(yīng)從距離車輛行駛方向在路面的投影由近到遠(yuǎn)并以均勻的速度漸進點亮。

c.轉(zhuǎn)向投射功能順序開啟時序要與轉(zhuǎn)向燈一致，倒車投射功能順序開啟的變化過程應(yīng)在點亮節(jié)拍開始后200 ms以內(nèi)結(jié)束。

汽車燈具行業(yè)應(yīng)將此定義引申出光信號投影燈概念。

4 安裝位置建議

根據(jù)電器產(chǎn)品密封性要求，除側(cè)面迎賓及側(cè)標(biāo)志光信號投影燈外，建議均與汽車外飾燈具集成，以確保其密封性［5］。

4.1 前部光信號投影燈

前部光信號投影燈中，功能類包括前轉(zhuǎn)向、前位置、前示廓，非功能類包括迎賓及其他。

4.2 側(cè)面光信號投影燈

側(cè)面光信號投影燈中，功能類包括側(cè)標(biāo)志，非功能類包括迎賓及其他。

4.3 后部光信號投影燈

后部光信號投影燈中，功能類包括后轉(zhuǎn)向、后位置、倒車，非功能類包括迎賓及其他。

5 投射符號位置要求

5.1 示廓燈/位置燈/側(cè)標(biāo)志燈的投射符號位置

前示廓燈/前位置燈投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至100 mm處。

縱向：車身前端最外邊界以外；未做前端最大距離限制，建議5 000 mm以內(nèi)。

后示廓燈/后位置燈投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至100 mm處。

縱向：車身后端最外邊界以外；未做后端最大距離限制，建議5 000 mm以內(nèi)。

側(cè)標(biāo)志燈的投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至100 mm處。

縱向：車身前端最外邊界與車身后端最外邊界之間。

按圖2要求，投射符號車輛橫向外邊界在圖示范圍內(nèi)。

車身寬度指車輛兩側(cè)最大外部突出物之間的寬度，光信號的投射符號應(yīng)符合圖2的要求。

5.2 轉(zhuǎn)向燈的投射符號位置

前轉(zhuǎn)向燈投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至3 750 mm處。

縱向：車身前端最外邊界至5 000 mm處。

后轉(zhuǎn)向燈投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至2 000 mm處。

縱向：車身后端最外邊界至2 000 mm處。

側(cè)轉(zhuǎn)向燈投射符號位置要求如下：

橫向：車身側(cè)面最外邊界至2 000 mm處。

縱向：車身前端最外邊界與車身后端最外邊界之間

按圖3要求，投射符號在圖3所示范圍內(nèi)，投射符號離車輛行駛方向在路面投影的最近距離需不大于700 mm。轉(zhuǎn)向燈投射的符號指示方向應(yīng)和車輛行駛方向一致。

5.3 倒車燈的投射符號位置

橫向：以車輛縱向軸線為起始，向左3 000 mm，向右3 000 mm。

縱向：車身后端最外邊界至3 000 mm處。

按圖4要求，投射符號在圖4所示范圍內(nèi)，投射符號離車輛行駛方向上在路面投影的最近距離需不大于1 000 mm。

6 電路連接

a.光信號投射功能僅允許在相應(yīng)的光信號功能開啟的情況下工作；允許手動關(guān)閉。

b.轉(zhuǎn)向投射功能和倒車投射功能允許閃爍，對于轉(zhuǎn)向投射功能，要與轉(zhuǎn)向燈閃爍頻率一致，倒車投射功能的閃光頻率為（90±30）次/min。

c.車速高于30 km/h時自動關(guān)閉車輛光信號的投射符號。

d.如車輛前面或后面5 m的范圍內(nèi)有汽車存在，則可自動關(guān)閉車輛向前或向后的光信號的投射符號，或者適當(dāng)調(diào)整該符號的投射位置，或者降低投射符號的光束光強。

e.如在車輛側(cè)面3 m范圍內(nèi)有汽車存在，則可自動關(guān)閉車輛同一側(cè)面的光信號的投射符號，或者適當(dāng)調(diào)整該符號的投射位置，或者降低投射符號的光束光強［6］。

7 應(yīng)用技術(shù)推薦

a.靜態(tài)投影：單個菲林片或MLA模組，如圖5～圖8所示。

b.半動態(tài)投影：由幾個靜態(tài)投影模組通過組合，順序點亮實現(xiàn)簡單動態(tài)效果，如圖9所示。

c.動態(tài)投影：MicroLED、DLP、彩色地投（與DLP一樣，同為DMD芯片，像素20～40 W，光源更換為三基色LED），如圖10～圖12所示。

參考文獻：

[1]《汽車和掛車光信號裝置及系統(tǒng)》審查稿草案［Z］.2022-03.

[2]王香娟，劉松，張麗.后視鏡投影燈缺陷分析及改善方案的研究［J］.汽車電器，2022（17）：65-67.

[3]崔江維，李彥奇，鄧偉.汽車MLA投影技術(shù)應(yīng)用［J］.汽車電器，2023（3）：48-50.

[4]祁高進，張海升，熊衍建.基于MicroLED的高像素前照燈模組的開發(fā)［J］.汽車零部件，2023（4）：8-11.

[5]張宏雙，應(yīng)世明.基于DLP投影的智能像素前照燈研究［J］.汽車電器，2022（2）：43-45.

[6]王柯.用于汽車外部照明的DLP動態(tài)地面投影技術(shù)［J］.世界電子元器件，2023（3）：17-20.

作者簡介：

孫鐵成，男，1989年生，工程師，研究方向為汽車照明系統(tǒng)。