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用于轿车外部照明的 DLP 动态地上投影技能 Brandon Seiser

动态地面照明系统支持高分辨率投影,可实现更清晰的通信和更安全的驾驶。这些系统还需要足够的紧凑和小巧(

动态地上照明体系支撑高分辨率投影,可完成更明晰的通讯和更安全的驾驭。这些体系还需求满意的紧凑和细巧(长度约 50mm,宽度和高度约 25mm),这样才干装置在车门、侧视镜、前照灯、尾灯或嵌入在前后保险杠等方位。

DLP® 技能可在地上或车辆周围的其他表面上投影动态内容,具有许多优势:不只支撑车辆与行人通讯,还能以更直观的方法向周围车辆传达驾驭员较为杂乱的信息。

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图 1. DLP 技能经过高速操控数百万个微镜来显现高分辨率图画

轿车照明简史:

近几十年来,轿车照明体系发生了许多革新,其间尾部、旁边面和前方照明选用的照明技能有很大改变。轿车前照灯光源从卤钨灯演变为高强度放电灯泡再到大功率白光 LED,完成了更高的光通量和功率并延长了作业寿数。

许多前照灯运用包含反射透镜和透镜体系的集成光源装备,供给远光灯、近光灯和雾灯功用。相似布局与后灯及后雾灯相结合,可供给多种信号功用。其他车装照明包含用于冗余转向信号的侧视镜照明、夜间照明以及中心高位刹车灯 (CHMSL)。辅佐车辆照明包含其他定制功用,例如轿车制造商徽标照明,乃至是坐落车门内部的投影徽标灯。

轿车照明体系有必要恪守美国国家公路交通安全办理局或欧洲经济委员会关于规范化信号和反射器材的规则。前照灯安全要求也益发严厉,提出了强制性光形规则和精细光度测定要求。规划人员有必要恪守这些要求,一起还应满意制造商关于轿车外形的实用性和装修性要求。DLP 技能不只可经过数字微镜器材 (DMD)(一种可编程微电子机械体系反射阵列)弥补任何光源来轻松满意这些要求,并且还能进一步增强光束的全体功用。

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图 2. 从侧视镜向地上投影徽标的小车外灯

DLP 技能概览:

DLP 技能可经过运用 DMD 显现动态内容。DMD 包含多达 830 万个微镜,这些微镜可在两个方位之间切换,然后依据电输入重定向入射光(图 1)。该技能还需求后续图画处理、存储器、光源和投影光学元件来操控体系和显现动态内容。

DMD 经过独自切换微镜来再现图画,这些微镜构成了所投影内容的像素。下面从五个方面介绍一下 DLP 技能对轿车照明体系的重要作用。

可重复编程性

DLP 技能可动态更改内容,无需修正所衔接的任何光学元件。如果与舞台照明运用中常用的“遮光板”(也称为 Gobo)等常见的静态投影技能比较,那么此功用的优势会更显着。Gobo 投影仪运用相似于模板的木刻滤镜生成图画,然后生成投影光图画。此类投影技能已运用于定制路面照明灯中,但图画是不行修正的,因而有必要包含完全独立的模块才干生成一个静态图画。

DLP 技能完全可编程,可在不一起间完成多个图画的投影。例如,在侧视镜灯座内完成定制照明的一起,还可依据需求投影车门翻开正告标志,或依据用户需求和路况更新其他杂乱的图画。例如,当车门翻开或驾驭员将手放到车门把手上时,将会投影正告标志,提示车门行将翻开。关于停在自行车车道邻近的轿车来说,这会很有协助。

全色域支撑

静态投影技能一般局限于以单一色彩显现图画。例如,Gobo 运用二向色模板进行五颜六色图画投影,但二向色滤镜只能发生单一色彩。

DLP 技能可将赤色、绿色和蓝色 LED 脉冲或激光脉冲快速传输到 DMD,然后完成全色支撑。DMD 的切换速度为几微秒,因而可对上述三种色彩运用单一成像仪来生成炫丽的印象和视频。

不受光源束缚

因为 DLP 技能是一种根据反射的技能,因而可运用任何类型的光源,包含 LED 和激光二极管,它们将替代前方和尾部照明所运用的白炽灯或气体放电灯光源。凭仗这种灵活性,DLP 技能可在轿车照明和通讯体系中习惯各种波长规模(包含可见光和近红外光)的多种照明技能。

已满意轿车级要求

轿车级 DMD、DMD 操控器和电源办理集成电路现可在 –40°C 至 105°C 的作业温度规模正常作业,并经过轿车集成电路必要的静电放电认证,这为在当时的轿车照明体系中运用 DLP 技能供给了支撑。

外形细巧

轿车照明体系的首要方针是增强轿车的美感出现。除了轿车的整体外形和原料外,照明体系是打造轿车精美外观的要害要素。轿车车灯的形状规划触及许多作业,一般,内部电路的容差更为严厉。整个 DLP 子体系可轻松装置到侧视镜内的狭槽中或轿车四周的其他狭小区域。

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图 3. 从车辆上的多个方位投影的轿车光毯

DLP 技能用例:

鉴于这些优势,DLP 技能在轿车照明运用的远景一片大好。下面是 DLP 技能和轿车照明体系的一些或许运用。

小车外灯

DLP 技能可大大扩展轿车小车外灯的功用,包含车门内部、脚踏板或侧视镜底部方位的小车外灯(图 2)。DLP 技能无需其他可移动组件即可生成动态图画。因而,当驾驭员挨近车辆时,可运用小车外灯从侧视镜投影轮胎压力低或车门翻开正告,或从小型车门的底部投影车辆徽标或其他款式的图画和视频。运用这些功用,原始设备制造商可经过小车外灯,而不是现在车灯生成的静态徽标,来充沛定制传达音讯和进行品牌推行。车灯只能显现单一图画,无法用于与行人或驾驭员通讯。

轿车光毯

侧视镜灯可一起履行多种功用,用作规范转向信号以及在车辆旁边面区域投射跨过整个车辆长度的光毯(图 3)。当驾驭员在光照暗淡的区域或是在夜间脱离或挨近车辆时,这类照明特别有用。

正告驾驭员和乘客

DLP 技能供给了一种正告方法,比驾驭员现在用于正告别人的闪光灯和手势更为先进。运用 DLP 技能生成的正告可选用在路面显现可视信息的方式,指示风险路况或特别交通区(如施工场所或校园区域)等信息。驾驭员还可在人行横道上投影,或挑选在地上显现“可安全过马路”字样的预设音讯,与企图穿越大街的行人直接通讯。

播送目的:私家车

播送目的功用可防止因不知道其他驾驭员的移动方向而严重、犹疑或紊乱所引发的许多事端。DLP 投影可传达众所周知难以说清楚的简略目的,例如调头 (U-turn) 或转弯 (K-turn)。出租车可运用符号投影来正告交游车辆,有一辆车行将完全停下来,并可向地上投影,提示有乘客行将下车。

即将退出车道并有盲点的车辆可经过投影标明其退出目的。平行泊车或倒车等自主功用可向后投射其途径,指示其终究泊车方位,然后将其目的清楚地传达给经过的车辆和骑车人(图 4)。

播送目的:公用车

消防车、救护车或警车可发布其精确道路,让邻近车辆的驾驭员更好地了解应该驶到何处以让道。警车可传达需求前方驾驭员开到路旁边或许变道以便超车的目的。

需求大转弯半径的大型车辆,例如公共轿车和牵引式挂车,或许需求向后方的驾驭员传达需求他们撤退以便成功转弯的目的。公共轿车可投影驶进和驶离公共车站的道路,以便邻近车辆的驾驭员更好地了解其移动轨道。载有超大货品的牵引式挂车在经过狭小空间时,可投影出其他车辆应该让出的精确空间巨细。校车也可投影其目的以确保乘客安全。例如,校车可在一切车道上投影泊车标志,而不是运用规范泊车标志。

道路引导

DLP 子体系可运用图形(例如显现本不存在的车道线)扩展驾驭员的视界,然后辅佐导航。这一主意可建立在实时视觉导向的基础上,在协助驾驭员的一起,向邻近车辆发布驾驭员接下来的行进方向。

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图 4. 驾驭员可经过后灯在车后的地上上投影行进道路,然后播送其预期轨道

定论:

动态地上投影是轿车照明体系的未来发展方向,一起也是自习惯远光灯技能的发展趋势。独自操控投影体系中数百万像素的功用可完成各种车辆运用。与 Gobo 等其他静态投影技能比较,DLP 技能供给更大的灵活性和具有高分辨率的细巧、可重复编程的多色渠道。此外,因其相对本钱效益、习惯不同光源的灵活性以及整体功率,DLP 技能在很多动态数字投影技能中处于领先地位。

鉴于 DLP 芯片组现已契合轿车级规范,并具有特定于轿车运用的定制处理功用,其上市时刻或许会缩短。经过充沛运用这些技能腾跃并为捷变光束照明和音讯/符号投影施行 DMD 等空间光调制器,轿车照明职业有或许收获颇丰。

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