文化｜汽车大灯的前世今生（下）
续
氙气放电灯
虽然卤素灯泡相比传统白炽灯泡寿命更长也更耐用，但卤素灯泡依然是利用灯丝发热进而发光的原理，因此发热量大、耗电、照度不高依然是其不可克服的先天缺陷。
德国宝马汽车公司于1991年发表汽车氙气放电灯原理后，飞利浦公司花费5年时间研制成功成熟的车用氙气放电灯。
而最早装备氙气头灯的却是1995年新款奔驰E级轿车。
氙气放电灯的英文是High intensity Discharge Lamp，简称HID。
它的发光原理与卤素灯泡完全不同，它是一种气体放电灯，它利用惰性气体经高压电击形成电弧的原理，在石英灯泡内填充高压惰性气体——Xenon氙气，两个电极上分别涂有水银和碳素化合物，通过配套电子镇流器，将汽车电池12V电压瞬间提升到23KV以上的触发电压，将氙气电离形成电弧放电并使之稳定发光。
与普通灯泡相比，氙气放电灯有两个显著的优点：一方面，发光的是电弧光，不是通过灯丝发热进而发光，因此电能转化为光能的效率比卤素灯提高70%以上。
同时氙气放电灯具有比较高的能量密度和光照强度，它拥有比普通卤素灯泡高三倍的光照强度，耗能却仅为其三分之二。
以一支35W氙气灯为例：它的光强是55W卤素灯3.5倍以上，大大减轻了汽车电力系统的负荷，电力损耗节省40%，相应提高了车辆性能，节约能源。
另一方面，氙气灯光色温高，能发出4300K~12000K的高色温，6000K的色温接近日光，因此为驾驶者创造出更佳的视觉条件。
氙气灯拥有诸多优势，因此从1995年开始，欧洲法规批准了氙气灯用在汽车上。
由于最初氙气灯的制造成本较高，因此最初都用在高档豪华车上。
随着制造成本的不断降低，氙气灯也逐渐装备在经济型车上，并能提供配件供车主改装。
由于氙气灯的光强比卤素灯大很多，因此更易造成对向驾驶员的眩光，因此氙气大灯具的设计、制造和安装要更严格，一般都要搭配光学透镜以更好地控制灯光照射方向。
并且强烈的光线也不适合远光灯，而过高的色温穿透力弱，也并不适合雾灯，因此氙气灯泡一般都用作近光灯使用。
LED大灯
虽然氙气大灯有诸多优势，但随着汽车安全技术的发展，对灯具也提出了更高的要求，例如智能大灯系统：最早的随动转向功能氙气大灯还能勉强应付，而如今诸如自动会车调整等功能需要复杂的变光技术，甚至要能分别调节灯光照射区域，这对于氙气大灯来说就力不从心了。
要实现更精确的智能灯光调节，只有依靠LED灯泡了。
其实LED照明技术半个世纪前就已出现，LED是Light Emitting Diode的简称，俗称发光二极管，最初的LED只能发出红光和绿光，因其耗电低、寿命长、体积小的特点，常出现在仪表指示灯、单色LED灯箱广告上。
而LED发光反应时间短，最早应用在汽车上的则是制动尾灯。
如果LED作为照明工具，就必须合成出白光，而要合成出白光就必须要加入蓝光。
因此直到上世纪末研制出LED蓝光灯泡，LED技术才进入了照明光源时代。
除了作为普通照明光源，LED灯泡也很快成为汽车厂商瞄准的目标：LED汽车灯。
不过，LED灯泡作为汽车前照灯还要克服很多障碍：首先单个LED的光照亮度并不高，要达到氙气大灯的亮度，则必须要一个LED灯组来实现。
其次LED灯泡由于体积更小，所以散热性并不好，维修方面也不够方便。
不过LED灯泡的优势也是明显的，首先是更加节能：LED的发光效率达80%~90%，在汽车上，同样的日间行车灯，LED元件的能耗仅为卤素灯的1/20。
其次是寿命超长：目前用在汽车上的LED元件寿命基本都能达到5万小时，而知名的汽车灯光供应商已经能够提供寿命达10万小时的LED元件，并且亮度衰减也非常小，基本上在整车的设计寿命里都不需要更换。
相比之下，氙灯的寿命仅为3000小时左右。
最重要的是LED体积更小，灯组的造型更自由，能适应各种车灯造型，给汽车设计师无限的创造空间。
另外，LED灯组能实现精确的灯光控制，也就为真正的智能灯光系统提供了实现的可能性。
2013年，德国欧司朗（OSRAM）发布了LED的升级技术——OLED。
OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。
OLED具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当电流通过时，有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，能够显著节省电能，为此OLED屏幕具备了许多LED不可比拟的优势。
相比LED的点发光，OLED的面发光让车灯的形状不再受限制，现有LED只能以点阵的方式来组成发光面，而OLED可以直接制作成车辆所需的形状，大量减少发光原件的数量。
另外，矩阵式LED照明技术也被应用在豪华车的智能灯光系统中。
在此之前，要实现智能灯光技术，必须在LED灯组前安装一个类似快门的挡板系统，两个步进电机以及可以移动的前透镜组所组成，通过位于车头和前挡风内的两处光学摄像头扫描前方路面行驶的车辆与行走的行人，并以此为依据控制位于大灯组内的挡板，在会车或跟车时，灯光会自动避开相关车辆，防止车灯对司机造成的干扰，同时还能保持最清晰的视野。
而如今矩阵式LED通过单独控制整组光源中的一个或几个点，就能实现智能照明的功能，就好像将整束大灯光线像素化，而每一份都可以由主控芯片来控制，以实现不同的功能。
有了像素化的LED矩阵，省去了机械的步进电机和挡板，灯具的稳定性将得到大幅的提升，同时体积也将大幅减小。
同时灯具需要安装独立的散热系统，以满足LED灯组巨大的散热。
激光大灯
虽然LED灯泡有诸多优势，但它依然不是汽车大灯的终极选择，它的接替者就是激光大灯。
其实激光并不是什么新技术，半个世纪前就已经出现，激光相比其它光源所发出的光线，最大优势就在于激光是几乎平行的光束，它不会产生光散现象，因此其传送的能量非常集中，这也是激光能作为测距、医学、成像甚至是武器的原因。
近乎平行的光线也就意味着光的形状可以做到极度可控。
同一激光器所产生的光波具有恒定并且相同的波长，并且在理想状态下激光可以产生强度大于传统LED光源1000倍的光线。
产生同样的照明效果，激光所需要的能源以及所占用的体积能极大地缩减，也就提升了照明的效率。
而这些都是汽车制造企业所需要的汽车大灯特性，未来汽车对灯光的控制近乎苛刻，而对节能的要求也越来越高，激光大灯技术无疑是满足这些要求的最佳选择。
目前激光大灯的光源发生器是激光二极管，如今这项技术已经比较成熟，但用在汽车灯具上还需要进一步的发展，以满足更高的使用强度和可控性。
抛去制造成本和可靠性不谈，激光大灯有着无可比拟的优势：一，由于激光大灯具有极强的定向性，照射后发散度最低，加上极强的发光效率，因此激光大灯的亮度最高，照射距离最远。
也是由于这个原因，当今的激光大灯一般都将其作为远光光源，近光用其他照射距离“近”的光源。
二，激光大灯的元件可以压缩至极小的体积内（单个激光二极管元件的长度已可以做到10微米，仅为常规LED元件尺寸的1/100），由于其热量相对较低，不需要复杂的散热结构，因此激光大灯可以满足汽车造型设计师更天马行空的车灯创意造型。
写在最后
从煤油灯到激光大灯，汽车的照明技术随着汽车的发展不断进步。
虽然激光大灯从目前来看是最先进的汽车照明技术，但谁又能说它是车灯发展的终结呢？
随着汽车技术的发展，对车灯提出了更高的要求，未来车灯也会向着更节能环保、更安全智能的方向发展。
转自：爱卡汽车
