2024年9月12日，在汽車智能照明技術(shù)論壇上，泛亞汽車技術(shù)中心有限公司外飾照明系統(tǒng)經(jīng)理amp;高級專家吳文芳對MLA投影實現(xiàn)前照燈全功能展開詳細介紹。MLA投影是一項基于半導(dǎo)體工藝與納米級透鏡技術(shù)的圖像投影、燈光分布及高效照明應(yīng)用。這一技術(shù)亮點在于其成品由數(shù)百個精密微透鏡構(gòu)成，每個透鏡底部均蘊含微圖像，利用超焦距原理，在傾斜面上投射出清晰聚焦的圖像來實現(xiàn)遠、近光功能。
通過精準(zhǔn)的光學(xué)設(shè)計，多個透鏡圖案完美融合，顯著提升圖像立體感。系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)單色圖案的靜態(tài)投影，還能借助透鏡分割技術(shù)，結(jié)合彩色LED的時序點亮，創(chuàng)造出多彩的動態(tài)投影效果，實現(xiàn)圖案的邏輯嵌套與動態(tài)變換。相比傳統(tǒng)透鏡式模組，其投射距離更廣，且采用高清光學(xué)鏡頭設(shè)計，不僅體積小巧，在外飾照明、信號燈、迎賓燈，以及內(nèi)飾燈等都有共性設(shè)計，應(yīng)用更加廣泛，更便于大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用。
泛亞汽車技術(shù)中心有限公司 外飾照明系統(tǒng)經(jīng)理amp;高級專家
以下為演講內(nèi)容整理:
外飾照明系統(tǒng)場景與技術(shù)路線匯總
在過往的相當(dāng)長時期內(nèi)，包括國內(nèi)各大主機廠，對場景的研發(fā)與調(diào)研已相當(dāng)深入。值得一提的是，當(dāng)前最新一代產(chǎn)品對新興科技的信賴度頗為良好，可達70%以上。所謂的功能需求亦涵蓋諸多方面，其中最為核心的是，仍以安全及日常需求為主導(dǎo)，此外，近郊需求亦是一個重要考量。
將外飾照明系統(tǒng)場景與技術(shù)路線趨勢劃分為橫向與縱向兩大類別，基本上圍繞著功能化與場景化的趨勢展開。最底部為基礎(chǔ)遠近光功能，例如，20萬以下車型主要以此類功能為主，通過兩個或三個透鏡實現(xiàn)基本的法規(guī)要求的遠近光。
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在此之上，是當(dāng)前主流車廠高配或豪華車型所采用的ADB功能，其需求大約在100個像素以下，這是走功能路線的體現(xiàn)。
再進一步，則是產(chǎn)品化交付較為普遍的領(lǐng)域，如常提及的HD萬級像素以及百萬級DLP像素，這些技術(shù)已在華為、高合、智己等品牌車型上得到廣泛應(yīng)用。
以功能為導(dǎo)向的像素化優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)更多場景，為客戶提供更多選擇，這是其顯著優(yōu)點。同時，它還能實現(xiàn)整車的OTA更新，每年可根據(jù)新發(fā)現(xiàn)的客戶需求和場景進行持續(xù)開發(fā)。
橫向坐標(biāo)代表了我們目前，包括與通用汽車共同研究的路線，我們正朝著功能方向邁進。因為若不進行功能實現(xiàn)，造型上很難在開口或燈具尺寸上達到極致。然而，若尺寸過小，功能將難以實現(xiàn)豐富的場景化。一旦我們選擇這條路徑，例如向右發(fā)展，采用大模組，進而應(yīng)用到如GL8及凱迪拉克車型上的小開口設(shè)計，我們將局限于ADB功能。開口若再進一步縮小，將難以繼續(xù)發(fā)展。因此，在幾大品牌的應(yīng)用過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)縮小尺寸將面臨極大限制。
關(guān)于場景，如進場的Logo、迎賓等場景，以及我們目前大量實現(xiàn)的地毯、DOP、DLP進場場景，這些在市場上已得到廣泛應(yīng)用。
泛亞光學(xué)傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)的探索
在過去兩年中，鑒于短周期開發(fā)要求日益嚴(yán)格，我們建立了光學(xué)實驗室，以提升光學(xué)及性能研究的基礎(chǔ)。
無論場景化路線如何發(fā)展，或是造型個性化方向如何演變，燈具設(shè)計絕不能忽視安全與性能。在燈具行業(yè)中，或許會因成本考慮而犧牲性能，或因造型需求而犧牲成本。
因此，在過去兩年中，我們建立了暗室，為接下來的布局工作奠定基礎(chǔ)，旨在更好地結(jié)合造型與性能。
由于周期開發(fā)越來越短，且公司內(nèi)部流程繁瑣，長期依賴供應(yīng)商使我們難以快速響應(yīng)短周期需求。因此，在過去一到兩年中，我們自主研發(fā)了燈具內(nèi)模組，將性能完全獨立出來。這樣，我們可以很早地介入到造型設(shè)計方案中，對基礎(chǔ)近光進行布局和設(shè)計，統(tǒng)一定點，確保所有性能統(tǒng)一，從而保障基本的基礎(chǔ)近光功能。
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除了DLP路線外，扁平化路線究竟如何？從2020年第一代GL8開始采用ADM窄型化設(shè)計，至今我們銷售的所有凱迪拉克及GL8第二代產(chǎn)品均采用slimline模組設(shè)計，后續(xù)所有凱迪拉克車型均沿此方向發(fā)展。
MLA實現(xiàn)遠近光、與信號燈功能融合
未來的發(fā)展方向究竟何在？我們?nèi)栽谔剿髦校驗闃O致化開發(fā)路線是有限的。其中，我們考慮的一個方案是MLA。眾所周知，MLA在燈具行業(yè)中已有所耳聞，目前主要應(yīng)用于Logo燈和頭地?zé)簦靥簾魬?yīng)用較多。然而，在遠近光方面，完全采用MLA技術(shù)的產(chǎn)品在市場上并不多見。
如今，大多數(shù)燈具都能清晰地辨識出大燈和格柵。當(dāng)然，也有人提出了前衛(wèi)的構(gòu)想，即前端一體發(fā)光，無法看到主光源。我們認為，如果采用傳統(tǒng)的HD模組或DLP模組，在這種造型下將難以實現(xiàn)，因為無法進行合理布置。
因此，我們亦在探索采用MLA方案的可行性，利用地毯燈既能投影的特性，探究其是否同樣適用于實現(xiàn)遠近光功能。在國際范圍內(nèi)，我們已發(fā)現(xiàn)存在類似應(yīng)用實例，盡管它們并未實現(xiàn)遠近光、信號燈全功能前照燈方案。基于此，我們已開發(fā)了一系列Demo與模型，旨在通過MLA技術(shù)全面實現(xiàn)近光與遠光，乃至信號燈的功能，且從外觀設(shè)計上難以辨識其主光源。此外，針對當(dāng)前眾多車型采用的發(fā)光格柵，我們正考慮如何將其與前臉設(shè)計無縫融合，這一構(gòu)想目前仍處于Demo設(shè)計與研究階段，尚未在量產(chǎn)車型上實現(xiàn)。
MLA方案的核心在于其獨特的設(shè)計理念，與傳統(tǒng)投影燈有所不同。我們的主要挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)遠近光功能。該方案通過掩膜方式，精確塑造近光的截止線。通過調(diào)節(jié)不同LED的光通量、邏輯控制及顏色管理，可實現(xiàn)多樣化的色彩與區(qū)分效果。
遠光的光形設(shè)計方面，我們采用單個MLA模塊進行精細控制，得益于MLA體積小巧且易于分割的特點，我們能在單個MLA內(nèi)劃分至多四個區(qū)域進行獨立控制。這些區(qū)域可根據(jù)需求分別作為主光源或投影功能使用，而近光的實現(xiàn)則是當(dāng)前的技術(shù)難點。經(jīng)過多種MASK方案的嘗試，我們已成功優(yōu)化了近光的截止線效果。
關(guān)于近光光形，初期有疑慮認為MLA的光效可能較低，擔(dān)心影響性能。然而，根據(jù)我們的Demo測試，MLA在均勻度方面表現(xiàn)出色，無論是遠光還是近光，其光形均勻且性能達到高水平，CNCAP評分可達7.8分以上，甚至能達到的良好水平。
在具體實施上，我們已確定了所需MLA片數(shù)，并注意到由于掩膜的存在，初始光線效率有所限制。但經(jīng)過優(yōu)化，我們已將效率從最初的10%提升至20%，并計劃在下一階段進一步提高至30%。考慮到遠近光模組的一般效率在40%至50%之間，若我們能達到40%以上，其性能將與傳統(tǒng)模組相近。遠光輸入方面，由于無掩膜設(shè)計，其效率已超過50%，展現(xiàn)出較大的光型展寬。
當(dāng)前的主要挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)遠近光的功能，以及如何融入場景化的動態(tài)效果。我們計劃通過仿真模擬，利用多片MLA及其分區(qū)，在遠近光融合中加入動態(tài)投影功能，這是MLA技術(shù)的強項。
單片MLA可細分為多個區(qū)域。盡管目前受限于其他光源與光效問題，像素與效率尚未達到最高水平，但我們認為，在眾多應(yīng)用場景中，真正能被客戶頻繁使用的可能不超過十種。因此，我們正研究如何精益化地實現(xiàn)這十種以下的應(yīng)用模式，而MLA正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的理想選擇。我們已制作了相關(guān)Demo，證明了MLA在近光中不僅能實現(xiàn)基本功能，還能進行基本的投影。
此外，MLA技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，不同于傳統(tǒng)主光源與信號燈的明確區(qū)分，采用此技術(shù)后，遠近光、信號燈、地毯燈乃至內(nèi)飾功能均可通過同一方式實現(xiàn)，這對于后續(xù)的成本控制極為有利。
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基于上述基本功能，我們正嘗試在近光基礎(chǔ)上疊加MLA投影，若能將應(yīng)用場景控制在十種以下，對于追求極致造型與前臉一體發(fā)光概念的設(shè)計而言，MLA將提供除HD模組或DLP模組之外的全新路徑。
鑒于當(dāng)前采用遠近光技術(shù)的成本相對較高，我們的關(guān)注點并不局限于此，而是著眼于其未來成本趨勢的走向。若全面采用MLA技術(shù)，前端各項功能均可與之無縫對接。關(guān)于其實現(xiàn)方式，由于體積小、能耗低，這對于我們的造型設(shè)計而言，在布置上顯得極為有利。
此外，該技術(shù)采用的是半導(dǎo)體工藝，這并非每家企業(yè)都能掌握，它類似于芯片或LED的半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)方式。因此，只要產(chǎn)量足夠大，應(yīng)用場景足夠廣泛，其成本有望實現(xiàn)急劇下降。我們設(shè)想，如果將此技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)飾、地毯燈等領(lǐng)域，其邊際成本將大幅降低。因為MLA中用于遠近光及功能實現(xiàn)的芯片圖形可直接復(fù)用，無需開發(fā)多套，且鏈路簡短，無需經(jīng)過整車廠、Tier1、Tier2等多層傳遞，主機廠可直接介入，這對于縮短開發(fā)周期和實現(xiàn)共用化、場景化設(shè)計極為有利。
最后，我們思考的一個問題是，目前遠近光的效率尚未達到理想水平，仍處于早期研發(fā)階段，尚未進入量產(chǎn)化研究的普遍階段。在第一階段，我們的效率和水平大約在10%到15%之間，而今年我們有望將其提高到30%到37%。我們的理想目標(biāo)是實現(xiàn)40%到50%的近光光學(xué)效率，以確保在包括中保研等在內(nèi)的所有性能測試中都能滿足要求。
為了提高效率，我們將探討后續(xù)是否有可能將光源工藝與MLA相結(jié)合。鑒于國內(nèi)光源工藝已相當(dāng)成熟，定制化服務(wù)眾多，我們期望能開發(fā)出一款與MLA效率相匹配的光源，以顯著提升效率。
從長遠應(yīng)用來看，我們堅信其邊際成本將極低，價格遠低于當(dāng)前的DLP和HD模組。這便是我們的構(gòu)想。
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