车坛“电眼” 宝马激光大灯技术解读

2014-01-25 17:44  作者: 钟志涛

眼睛身为灵魂之窗，可以说是帅哥美女的“标配”。在汽车界，亦然。奥迪凭借Sport quattro Laserlight概念车上装配的“激光大灯”在CES2014展会大放异彩，赚足观众眼球。而一边旁观的宝马君十分淡定，手指轻按键盘，在Twitter上宣告：“这技术我们2011年就有了！”

那究竟是什么让宝马底气如此充足？至少，这事儿总不能说谁早就谁吃香吧。事不宜迟，我将为大家“马上解读”。

能被宝马相中，激光大灯拥有什么过人之处？

稍微度娘一下，包括响应速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长……一大堆激光大灯的优点扑面而来，甚至在某些方面较LED更胜一筹，比如只有数微米的直径，仅有常规LED的百分之一，理论发光效率却要远高于LED灯60%，也就是说，两者达到相同照明效果时，激光大灯能耗更低，从而节约电能。同时，LED的发热问题一直被诟病，因此需要非常复杂的冷却系统，但激光大灯的的发光面积以及能耗较少，冷却系统也变得相对简单。

说得那么神，激光大灯的效果和作用又是如何？

首先，激光大灯的照射范围是LED的数倍之多，达到500-600米左右，让驾驶者提前了解前方障碍。其次，由于激光大灯总成体积更小、发热更低，留给设计师在美学、空气动力学、空间布局等发挥都有着不少好处。再次，得益于激光大灯本身较为狭窄的光斑，无论照射范围还是穿透力都较LED更出彩，尤其在夜间行车以及雨雾天气，驾驶员视野也因此变得更加开阔，能更早作出危险判断。此外，激光大灯往往与自适应技术相结合，尤其在对向会车时，灯光可控范围会更大，提早避免炫目带来的潜在危险。

激光大灯优势明显，但为什么之前没有应用在汽车上？

没错，激光大灯有着众多优势，但往往理想是丰满的，现实却是骨感的。一方面，激光本身就有狭窄光斑与光线输出（红、蓝、绿、黄）以及稳定性不足等问题。往通俗一点讲，激光光源不容易形成片状照射区域，并且可实现的颜色非常有限。说到底，就是前期并不具备解决这些问题的能力。另一方面，LED的成本也较激光大灯更低，而且技术也更成熟，毕竟现在的激光大灯也是参照LED的结构来实现的。

作为新兴灯光技术，宝马是如何克服一系列困难的？

最早找到可行性解决方案的是宝马和美国桑迪亚国家实验室，他们利用红、蓝、绿、黄四种不同颜色光源进行结合，调配出媲美太阳光的白色光源，同时也解决了激光二极管白光渲染质量差的问题。这个不难理解，稍微懂点颜色学问的也知道，自然界的太阳光是由7种不同颜色调配而成，而红黄蓝三原色可以用不同比例搭配可调成各种颜色，那么能发出红、蓝、绿、黄四种颜色的激光想要调配成白光也并不是难事，只要经过长期而大量的试验即可得到结论。此外，实验室更针对用户偏好专门试验，寻找大众对不同光源照射下的喜好。

宝马激光大灯的结构是怎样？工作原理又是怎样？

说白了，激光大灯无非就是一种集合多种优势的新式光源，是技术进步的产物，但与现在LED一样，被车厂重新包装并神化。那我就撕开表皮，先从结构说起，宝马激光大灯包括激光光源、反射镜、黄磷滤光镜以及反射碗四个部分。其工作原理就是让激光经历“射出、穿透、两反射”合共四个过程，首先三束蓝色激光先从激光器射出，然后经过激光反射镜，接着聚焦到黄磷滤光镜产身白光，之后在反射碗上再反射一次，最终形成集中照射的圆锥形光束射出车外。

看似不太复杂的结构和原理，其实宝马并没有少花心思，但有些投机取巧，因为i8身上的激光大灯采用了与LED普遍采用的方法，也就是蓝色单色光+黄磷滤光镜来制造白光。这样做的好处是不受激光二极管只能发射单色激光的特性影响，又能保证其稳定性和可靠性。同时，以更加坚固的硬化薄玻璃作为灯罩材质（共分两层，每层厚0.7毫米），重量相比传统材质降低了50%。

激光对肉眼是有害的，对此，宝马又是怎样处理？

或许会有人认为激光会对肉眼产身不良影响，不过，宝马的激光大灯亮度和色温都经过研究，对人类、动物以及周边自然环境都是安全无害的。目前，宝马的激光大灯技术被设定在40km/h以上启用，宝马表示不希望这些光束长时间照射在人眼上造成凝视静态光，所以当车速减慢，激光大灯将不再介入照明系统，遇到碰撞或仅因磨损而熄火时激光大灯也会关闭。此外，有关激光大灯后续可用功能，目前透露不多，但可以肯定的是自适应灯光、动态光点等功能已能实现。

“灯具厂”奥迪加入战局，宝马还有什么优势可言？

有着汽车界“灯具厂”之称的奥迪，对车灯的雕琢早已自成风格，也是融进品牌印象中非常突出的一部分。当激光大灯技术有望成为替代LED的未来产品之时，奥迪的反应却有点后知后觉，即便如此，在Sport quattro Laserlight概念车身上的激光大灯仍不容忽视。这款名matrix的激光大灯为矩阵式LED与激光大灯相结合的产品，总共动用了50个LED模块，并由NVDIA的Tegra3处理器驱动。

这套激光大灯系统由内外两圈组成，其中外圈的近光灯是矩阵式LED以及多孔障板，内圈的远光灯是高强度激光灯。奥迪的激光灯照明范围在500m左右，亮度是LED的3倍，同样能通过传感器自动控制远近光灯及调节亮度。相较而言，宝马这个调侃似乎更胸有成竹，毕竟其照射范围落在更远的600m，亮度则是LED的5倍。补充一句，宝马的激光大灯已经搭载在量产的i8上，但奥迪这套激光大灯却迫于成本，并不会引入量产。

激光大灯，“高富炫”时代来临

从某种意义上说，玩灯还是一个高富帅炫耀（姑且称为“高富炫”）的游戏，与自主品牌这种草根屌丝无缘，对于走平民路线的合资品牌似乎有点小题大做。要对车灯整形手术如此费煞思量，并系统地规划车灯产品线，没有软硬兼施的实力是站不稳的，这也是为什么这圈子只有高富帅的原因。但玩灯要成功的前提是，激光大灯这个方向得走对，要不然即使激光大灯进入量产，其结果也与玩火无异。

即使激光大灯尚处于攻坚和观望阶段，但宝马还是很有信心走对路的，看看i8的广告词：now with laser headlights（现在是激光大灯时代了），你懂的。