光信号投影灯的应用探讨

摘要：调研了汽车用户对于光信号投影灯在汽车上搭载的需求，考察了光信号投影灯搭载的法规符合性风险，研究了光信号投影功能法规要求，给出了转向、倒车、示廓、侧标志、迎宾等功能投影符号的投影位置及投影范围要求，解决了光信号投影在汽车外部灯具上应用时出现的不合法规、无法认证的问题，并推荐了静态投影、半动态投影、动态投影相应的应用技术。

关键词：汽车灯具；光信号投影；静态投影；半动态投影；动态投影

中图分类号：U471 收稿日期：2023-09-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.11.014

1 前言

汽车行业竞争愈加激烈，人们对于汽车的需求已不仅仅局限于安全舒适，针对“汽车的眼睛”—汽车外部灯具，也不再仅仅要求其实现基本功能。

a.汽车外饰灯具在实现基本功能的基础上应该如何去改进与创新呢？

投影仪已家喻户晓，且广泛应用，公司开会、家庭影院等，这些无不体现着人们对于投影光科技的喜爱及认可。

b.汽车外部灯具是否可以实现投影功能呢？

答案是肯定的，各大汽车灯具产品供应商已提出了多种多样的光信号投影方案，且最新灯具相关法规也对汽车外部灯具投影在安全性方面进行了指导性的规定，目的也是辅助汽车实现改进与创新。

c.汽车外部灯具投影应该注意哪些呢？

汽车外部灯具的作用在于行驶过程中是给予汽车驾驶员照明，以及给予其他驾驶员和行人信号。但在此过程中，又不得给其他驾驶员和行人造成炫目或给予错误信号，以免发生交通事故。所以，针对汽车外部灯具投影我们也应在法规允许范围内避免以上问题的出现［1-2］。

本文针对光信号投影在汽车外部灯具上的应用给出了方案和建议。

2 汽车外饰灯具功能类及非功能类的界定

2.1 功能类灯具

功能类灯具是指一般在汽车行驶状态中开启，具有照明或信号指示功能的灯具，如前照灯、雾灯、倒车灯、牌照灯、转向灯、位置灯、昼间行驶灯等。

2.2 非功能类灯具

非功能类灯具是指一般在汽车非行驶状态下开启，仅做非功能性效果展示的灯具［3］。

3 光信号投影法规相关定义

本文光信号投影法规相关定义出自《汽车和挂车光信号装置及系统》审查稿。

3.1 光信号投射功能（light-signalling projection）

光信号投射功能与光信号功能同时启动，通过在路面上投射符号来加强该信号的功能。

3.2 光信号投射单元（projection unit）

光信号投射单元是提供光信号投射功能的装置，可独立于其他照明或光信号装置，或与其他照明或光信号装置组合或混合，包含光学、机械和/或电子等组件。

3.3 光信号投射功能

光信号投射功能发出的光色应与对应的光信号功能相同，且不会引起歧义。

光信号投射功能的图应由简单几何图形和/或单个字母组成，可由制造商定义，并在用户说明书中说明。图案的选择应确保不会引起歧义。

光信号投影功能的图案在整个开启期间只允许改变图案的长短、大小比例、投影方向或位置。

转向投射功能、倒车投射功能允许采用顺序开启，需满足如下要求［4］：

a.顺序投射的符号在投射后应保持投射状态直至点亮节拍结束。

b.顺序开启时，投射符号的变化应从距离车辆行驶方向在路面的投影由近到远并以均匀的速度渐进点亮。

c.转向投射功能顺序开启时序要与转向灯一致，倒车投射功能顺序开启的变化过程应在点亮节拍开始后200 ms以内结束。

汽车灯具行业应将此定义引申出光信号投影灯概念。

4 安装位置建议

根据电器产品密封性要求，除侧面迎宾及侧标志光信号投影灯外，建议均与汽车外饰灯具集成，以确保其密封性［5］。

4.1 前部光信号投影灯

前部光信号投影灯中，功能类包括前转向、前位置、前示廓，非功能类包括迎宾及其他。

4.2 侧面光信号投影灯

侧面光信号投影灯中，功能类包括侧标志，非功能类包括迎宾及其他。

4.3 后部光信号投影灯

后部光信号投影灯中，功能类包括后转向、后位置、倒车，非功能类包括迎宾及其他。

5 投射符号位置要求

5.1 示廓灯/位置灯/侧标志灯的投射符号位置

前示廓灯/前位置灯投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至100 mm处。

纵向：车身前端最外边界以外；未做前端最大距离限制，建议5 000 mm以内。

后示廓灯/后位置灯投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至100 mm处。

纵向：车身后端最外边界以外；未做后端最大距离限制，建议5 000 mm以内。

侧标志灯的投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至100 mm处。

纵向：车身前端最外边界与车身后端最外边界之间。

按图2要求，投射符号车辆横向外边界在图示范围内。

车身宽度指车辆两侧最大外部突出物之间的宽度，光信号的投射符号应符合图2的要求。

5.2 转向灯的投射符号位置

前转向灯投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至3 750 mm处。

纵向：车身前端最外边界至5 000 mm处。

后转向灯投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至2 000 mm处。

纵向：车身后端最外边界至2 000 mm处。

侧转向灯投射符号位置要求如下：

横向：车身侧面最外边界至2 000 mm处。

纵向：车身前端最外边界与车身后端最外边界之间

按图3要求，投射符号在图3所示范围内，投射符号离车辆行驶方向在路面投影的最近距离需不大于700 mm。转向灯投射的符号指示方向应和车辆行驶方向一致。

5.3 倒车灯的投射符号位置

横向：以车辆纵向轴线为起始，向左3 000 mm，向右3 000 mm。

纵向：车身后端最外边界至3 000 mm处。

按图4要求，投射符号在图4所示范围内，投射符号离车辆行驶方向上在路面投影的最近距离需不大于1 000 mm。

6 电路连接

a.光信号投射功能仅允许在相应的光信号功能开启的情况下工作；允许手动关闭。

b.转向投射功能和倒车投射功能允许闪烁，对于转向投射功能，要与转向灯闪烁频率一致，倒车投射功能的闪光频率为（90±30）次/min。

c.车速高于30 km/h时自动关闭车辆光信号的投射符号。

d.如车辆前面或后面5 m的范围内有汽车存在，则可自动关闭车辆向前或向后的光信号的投射符号，或者适当调整该符号的投射位置，或者降低投射符号的光束光强。

e.如在车辆侧面3 m范围内有汽车存在，则可自动关闭车辆同一侧面的光信号的投射符号，或者适当调整该符号的投射位置，或者降低投射符号的光束光强［6］。

7 应用技术推荐

a.静态投影：单个菲林片或MLA模组，如图5～图8所示。

b.半动态投影：由几个静态投影模组通过组合，顺序点亮实现简单动态效果，如图9所示。

c.动态投影：MicroLED、DLP、彩色地投（与DLP一样，同为DMD芯片，像素20～40 W，光源更换为三基色LED），如图10～图12所示。

参考文献：

[1]《汽车和挂车光信号装置及系统》审查稿草案［Z］.2022-03.

[2]王香娟，刘松，张丽.后视镜投影灯缺陷分析及改善方案的研究［J］.汽车电器，2022（17）：65-67.

[3]崔江维，李彦奇，邓伟.汽车MLA投影技术应用［J］.汽车电器，2023（3）：48-50.

[4]祁高进，张海升，熊衍建.基于MicroLED的高像素前照灯模组的开发［J］.汽车零部件，2023（4）：8-11.

[5]张宏双，应世明.基于DLP投影的智能像素前照灯研究［J］.汽车电器，2022（2）：43-45.

[6]王柯.用于汽车外部照明的DLP动态地面投影技术［J］.世界电子元器件，2023（3）：17-20.

作者简介：

孙铁成，男，1989年生，工程师，研究方向为汽车照明系统。