從
LED頭燈、夜視安全系統(tǒng),到正在涌現(xiàn)的
激光點(diǎn)火系統(tǒng),
光子學(xué)技術(shù)正憑借其帶來的緊湊、低能耗以及高性能等優(yōu)勢,在汽車應(yīng)用中大顯身手。
b3xkJ&Z C|\^uR0 目前,
光學(xué)與光子學(xué)技術(shù)正在為汽車制造商提供一個(gè)日益豐富的“工具包”,幫助汽車制造商提高汽車的安全性、降低長期成本、提高效率,并為汽車增添獨(dú)特的設(shè)計(jì)元素。除了常見的LED尾燈,有些汽車也正在嘗試LED頭燈。與此同時(shí),
光纖也正在被用于連接汽車中的通信及顯示設(shè)備。據(jù)悉,目前福特公司正在調(diào)查研究汽車激光點(diǎn)火系統(tǒng),而另有一些高端汽車還將提供夜視系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)。
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6rB CLEG'bZa, LED尾燈和頭燈
k8e"5 he &ZN'Ey? “雖然目前汽車尾燈和車內(nèi)
照明燈采用LED解決方案的成本仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白熾燈的成本,但是LED解決方案的巨大優(yōu)勢已經(jīng)足以使汽車制造商在開發(fā)和制造中接受其較高的成本!钡聡査刽敹虼髮W(xué)(University Karlsruhe)專門研究汽車照明的Cornelius Neumann教授說,“LED除了具備超長的使用壽命外(其壽命通常長于汽車壽命),其快速的響應(yīng)時(shí)間也是制動(dòng)燈的一項(xiàng)重要安全因素,通常LED的響應(yīng)時(shí)間要比常用的燈泡縮短約75毫秒。此外,LED的低功耗以及新穎的造型,也是制造商選擇LED用作汽車信號(hào)等的主要原因。”
~8t}*oV fVUBCu Neumann教授聯(lián)合德國汽車照明與電子產(chǎn)品供應(yīng)商海拉公司(Hella)在汽車照明領(lǐng)域進(jìn)行了11年的深入研究。他表示,雖然LED尾燈在汽車中比較常見,但是汽車要采用LED頭燈卻面臨著更多的挑戰(zhàn)。
VaSNFl1_M rA,Y_1b * “到目前為止,市場上至少有三種型號(hào)的汽車采用了LED頭燈:雷克薩斯的LS 600、奧迪R8和凱迪拉克Escalade Platinum。”Neumann教授說,“但是在頭燈中完全采用LED解決方案,仍然有許多問題需要解決!
"g%:#'5 &&1Y"dFs Neumann教授指出,灰塵、潮濕、機(jī)械振動(dòng)以及周圍溫度約高達(dá)90°C的苛刻環(huán)境,將對(duì)LED帶來一定的挑戰(zhàn),因?yàn)長ED的性能會(huì)隨著溫度的升高而下降,因此一些高功率的LED都需要配有冷卻裝置。而且,LED頭燈不是使用一個(gè)單一的
光源(如鹵素?zé)艋蚋邚?qiáng)度放電(HID)燈),而是要將多個(gè)LED組裝在一起,以達(dá)到行車信號(hào)照明的需求。[1]在LED頭燈中,通常使用三種不同的
光學(xué)系統(tǒng),分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。這三種系統(tǒng)需要彼此穩(wěn)固地配合在一起,發(fā)出亮度足夠高的光,以滿足路上行車照明的要求。
H?j-=Zka 'c0'P%[5A 盡管LED頭燈仍然面臨著諸多挑戰(zhàn),但Neumann教授補(bǔ)充說,與常用的燈泡解決方案相比,LED解決方案能節(jié)省50%甚至更多的能耗(見表1)。[2]另據(jù)一些研究顯示,用不到20%的LED光就能獲得與HID燈同等的亮度,并且LED的照明更加安全。[3]隨著數(shù)學(xué)模型和軟件算法的發(fā)展,現(xiàn)在工程師們可以設(shè)計(jì)產(chǎn)生各種形式的反射鏡和
透鏡,將從光源發(fā)出的光引導(dǎo)到交通路面的特定區(qū)域(見圖1)。
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