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市面上主流的 ADB 车大灯介绍

今天的主题是 ADB 车大灯,但我们在这里不直奔主题。先用两节的内容给大家进行一下科普,来简单介绍下汽车大灯发展史,看汽车大灯是如何一步步演变为今天的样子的,再来呢,介绍下我们常混淆的 AFS、ADB、DLP 这三个概念。最后带着清晰的思路在最后一节介绍市面上主流的 ADB 车大灯。

1. 汽车大灯发展史

1.1 煤油灯:1886 年至 1904 年

汽车刚诞生时,除了能行驶几乎没什么其他功能,更不用谈车灯了。那时候夜间照明都是用煤油为燃料的马灯,这也是汽车史上最早的照明工具。但是煤油灯的发光强度有限,并不能照亮远处的路面。所以为了提高前方路面照度,人们采用的办法是将反光镜安置在煤油灯后,使煤油灯成为世界上第一只聚光大灯,这也是车灯的最早雏形。

图1 – 煤油车灯(图片来自网络)

1.2 乙炔灯:1905 年至 1925 年

由于发光功率低下,煤油灯很快就被乙炔灯所代替,在当时的条件下,乙炔灯成了车灯的首选。但当时乙炔灯主要有以下缺陷,首先是依靠燃烧发光,在恶劣气候下行车很容易被雨水浇灭。其次,乙炔灯的耐用度与刚刚问世的白炽灯比较强不到哪里,并且焚烧后的乙炔会发生大量碱石灰,会对人身体产生危害。

图 2 – 乙炔车灯(图片来自网络)

1.3 白炽灯到卤素灯:1925 年至今

1913 年美国首先将白炽灯应用在凯迪拉克的前照灯上,但是因为灯丝技术不过关而被搁浅,直到 1925年开始,汽车才真正进入白炽灯照明时代,不过普通白炽灯的发光效率不高,于是到了 1960 年,用于前照灯的卤素车灯诞生了,一直延用到今天。卤素灯其实就是生活中我们使用白炽灯的升级版,加入卤族元素的应用,能使得白炽灯的亮度提高 1.5 倍,同时使用寿命也是普通白炽灯的 2-3 倍。


图 3 – 卤素车灯(图片来自网络)

1.4 氙气大灯

针对白炽灯系列亮度低、费电、寿命短等缺乏,90 年代,专业的车灯制作商海拉将技能老练的氙气车灯推向市场。氙气车灯亮度是卤素灯的三倍,能耗是其的一半,使用寿命更是卤素灯的七倍。


图 4 – 氙气车灯(图片来自网络)

1.5 LED大灯

氙气大灯之后,就是现在还没有遍及的 LED 头灯了,LED 属于冷光源,耗电量比氙气灯低;不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点;耐高温、体积小、稳定性好、反应速度快、寿命更长。


图 5 – LED 车灯(图片来自网络)

1.6 激光大灯

继 LED 大灯之后,激光大灯被称为“合理的下一步”,原理是激光发光二极管的蓝光灯将会贯穿前大灯单元内有荧光的荧光粉材料,将其转换成一个分散的白光。它愈加节能,愈加省油。不过目前激光大灯还属于新型技术,使用的车型还比较少。


图 6 – 激光车灯(图片来自网络)

2.  AFS、ADB、DLP 车灯

关于车灯系统,市面上常常可以听到 AFS 车灯、ADB 车灯,甚至是 DLP 车灯,很多人对这三种车灯系统的概念并不是太理解,甚至会混淆,这一节就给大家介绍下这三种车灯系统到底是什么。

2.1 AFS

AFS(Adaptive front-lighting system) 自适应前照灯系统,是一种智能前照灯照明系统,其能根据车辆目前所处的天气条件、环境状况以及车辆自身的状态,自动调整前照灯的光束模式,以达到最佳的照明效果。主要针对近光照明。AFS 近光类型可分为 C、V、E、W 四种模式,即基础近光照明模式、城市道路近光照明模式、高速道路近光照明模式和湿路(或称恶劣天气)近光照明模式,同时在这四种模式的基础上,都对应定义了一种T 模式(弯道照明模式)。而在修订过的 ECE R48 标准中,则规定了 AFS 各种照明模式的具体开启条件。

表 1 – AFS 近光类型描述(图片来自网络)

特别一点,ECE R123 法规规定了 AFS 中可以同时具备法规规定的 C、V、E、W 四种模式,但并没有明确规定必须具备,也就是说只需在基础模式的基础上,只要再加一种或者几种模式都可以算作是 AFS 系统。

AFS 系统虽然有基础、城市、高速、恶劣天气、弯道等几种照明模式,可以适应不同的路况和环境,但是 AFS 主要针对的是近光的照明,当汽车需要使用远光时,AFS 系统并不能对汽车的安全驾驶有很大的帮助。

2.2 ADB

ADB(Adaptive Driving Beam) 自适应远光灯,是一种能够根据路况自适应变换远光光型的智能远光控制系统。它将一个完整的远光光斑通过特殊的光学模组、电子控制变成由多个光学照明分区组合成的远光光斑。当路面出现车辆、行人等目标时,由传感器(摄像头)、驱动电路组成的控制系统将关闭或调暗部分远光照明分区,从而避免对被照目标的眩目,同时保证清晰的远光照明。


图 7 – ADB 大灯自适应防眩目模拟效果图(图片来自网络)

2.3 DLP

DLP(Digital Light Processing) 即为数字光处理,可以说是照明分区更多的 ADB 车灯,也可以理解为有投影功能的汽车远光灯,在实现防眩目远光照明的基础上又增加了信息交互功能。

如下图,车灯可以照射出一些图案实现信息的传达。


图 8 – DLP 车灯照射出斑马线的图像提醒行人先行(图片来自网络)


图 9 – DLP 车灯照射车速信息(图片来自网络)

所以,根据以上的介绍,AFS 是近光灯照明系统,ADB 和 DLP 均是远光灯照明照明系统,从技术难度来看 DLP 车灯 >一般的 ADB 车灯。 

3. 市面上主流的 ADB 车大灯产品介绍

3.1 别克君威 ADB 矩阵大灯

下图展示的是别克君威的 ADB 大灯总成,其中远光灯模组由两个特殊的光学透镜及 16 颗 LED 组成,每 8 颗为一组,搭配一个透镜。

  • 16 个 LED 一共产生 15 个独立的照明分区,每个区域可根据外界变化进行单独点亮和关闭;

  • 当侦测到同向车辆瞬间,前照灯会立刻关闭前方车辆所在区域的光束,并且随着距离的拉近,暗区将扩大。确保不会对前方车辆产生炫目;

  • 当侦测到迎面车辆时,Matrix 矩阵式 LED 大灯同样会立即响应,随着会车结束,LED 会重新亮起,改善路面照明,实现智能防炫目功能。


图 10 – 别克君威大灯(图片来自网络)


图 11 – 别克君威远光灯模组(图片来自网络)


图 12 – 别克君威远光灯 LED 模组


图 13 – 别克君威远光灯光学透镜及远光灯光型(图片来自网络)

3.2 奔驰 E 系列智能前照灯

下图展示的是奔驰 E 系列的大灯总成,其中远光灯模组由特殊的光学透镜及 84 颗 LED 组成,这样产生的独立光学区域将更加细致。


图 14 – 奔驰 E 系大灯(图片来自网络)


图 15 – 奔驰 E 系大灯远光灯模组(图片来自网络)


图 16 – 奔驰 E 系大灯防眩目功能图解(图片来自网络)

3.3 奥迪 Matrix LED

奥迪采用反射式的远光灯,一个远光灯模组内有 25 颗 LED。使用摄像头采集道路信息。


图 17 – 奥迪 ADB 车灯(图片来自网络)


图 18 – 奥迪 ADB 车灯远光灯 LED 模组(图片来自网络)

3.4 保时捷 Matrix LED

下图是保时捷 Matrix LED 的大灯展示图。


图 19 – 保时捷 Matrix LED 车灯(图片来自网页)

单边远光灯模组有多达 84 颗 LED,并且使用了 7 颗矩阵管理器芯片对 LED 的亮度进行调节,每颗矩阵管理器控制单独控制 12 颗LED。


图 20 – 保时捷 Matrix LED 远光灯 LED 模组(图片来自网页)

84 颗 LED 按照分三排排列,分别控制高中低角度的光照。


图 21 – 保时捷 Matrix LED 远光灯 LED 模组的 LED 分布(图片来自网页)

光线从 LED 出来之后还要经过一个类似硅胶材质的物体,作进一步的光学整理。


图 22 – 保时捷 Matrix LED 远光灯模组结构 1(图片来自网页)

之后通过一个黑色支架固定在电路板上。


图 23 – 保时捷 Matrix LED 远光灯模组结构 2(图片来自网页)

从“硅胶”出来的光学还要经过两块光学透镜,起到汇聚和消除紫色边缘的作用。


图 24 – 保时捷 Matrix LED 远光灯透镜(图片来自网页)

远光灯横切图。


图 25 – 保时捷 Matrix LED 远光灯横切图 1(图片来自网页)


图 26 – 保时捷 Matrix LED 远光灯横切图 2(图片来自网页)

远光灯外观视觉效果及路面照射效果。


图 27 – 保时捷 Matrix LED 远光灯路面照射效果(图片来自网页)

参考

  1. 论文《基于 AFS 和 ADB 的 LED 智能大灯光学设计》

文章来源:车灯高手

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