原创 四郎 车灯研究院
自汽车诞生之日起，尾灯就是汽车行驶安全必不可少的部件。而且除了安全性，造型设计的重要性也越来越受到重视。在LED时代到来之前，用传统的灯泡来实现车灯功能且要保持造型原创性还是颇具挑战的（如图1左，甲壳虫20年间尾灯差异不大）。但是，随着LED技术的发展，各种外观要求和各种车灯制造工艺的革新，催生了一系列光学创新方案。当前的尾灯已经变得越来越复杂，同时集成了更多先进的功能，此外，由于数字化的趋势，尾灯功能有越来越多的动态效果，而不仅仅是简单的开和关。（如图1右）
图1: 大众甲壳虫传统尾灯 和 2021奔驰 新S-Class尾灯尾灯是汽车行驶过程中最容易看到的部件，而且被关注的时间最长。因此，为了在转向和刹车时，后车驾驶员能随时注意到，汽车尾灯理应设计得更有吸引力。图2是基于2000年至2020年的汽车安全数据，可以明显看到追尾碰撞的比例非常高，高达21%。这一事实也促使车厂和灯厂不断开发新的尾灯技术，以消除这些事故类型，并提高行车安全性。2014年，大众在帕萨特车型上首次采用了一种新型的尾灯功能。尾灯可以在位置灯和刹车灯之间进行有选择的切换。从位置灯切换到刹车灯，除了亮度增强之外，形状和位置也发生了改变，从而显著增加了刹车灯的可辨识度。通常，人类对运动变化的物体比较敏感。因此，可变位置灯/刹车灯不仅是一种造型变化，同时也是一种功能改变，可显著提高尾灯辨识度，提高道路行车安全。当位置灯和刹车灯在夜间切换时，视觉的效果尤为明显。如今，带有这种切换功能的LED尾灯已经普遍应用于其他大众车型，如图3所示。对车厂和灯厂来说，车灯始终是安全的重要零部件，同时也体现了整车的造型设计。现在，驾驶员已经可以通过智能设备或车载娱乐系统，对自己的尾灯进行个性化定制。图5所示的奥迪Q5尾灯已于2021年量产，提供了四种不同的车灯模式。在所有这四种车灯模式下，外侧的LED位置灯保持不变且符合法规，中间的OLED位置灯则为个性化创造了空间。可定制的尾灯符合车灯潮流，使用车载系统控制来实现车灯的个性化，并根据个人喜好来显示。这一潮流来源于车内可定制的环境氛围灯，从而形成了具有高度辨识度的新车灯设计。
虽然车内照明允许更多酷炫的功能，但车外照明还是必须符合法规要求。可以预想的是，在定制化尾灯推出以后，各种尾灯功能也可按需单独解锁。将尾灯与特定的驾驶模式联系起来，比如“舒适”，“运动”或“越野”。未来，车灯将越来越个性化，尾灯正从一个静态的功能转变为一个交互式的动态设计。可定制尾灯的下一个发展趋势是数字化尾灯，如下图5,6所示。数字化尾灯不仅实现功能点亮，而且可以作为一种符号和文字的显示方式。数字化尾灯打开了一个全新的交互通道，它可以显示清晰的警告，比如“雪花”图案以警示湿滑的路况。这些信号由驾驶员手动控制，也可以通过Car-to-x通信自动完成。例如在堵车时可以发出预警，从而预防严重的追尾事件，此外，无人驾驶的车辆通过尾灯与周围环境进行信息交互也很重要。当然，清晰的标志和独特的符号必不可少。同时，数字化尾灯还可以扩展到一些其他的功能，比如离开家或回家的迎宾动画效果，或者电动汽车显示当前的电量状态。此外，还需要研究什么样的符号对最终用户而言，具有好的感知性和理解性。当然，数字化尾灯技术也将持续更新，以实现更广泛的信号和安全功能。辅助投影尾灯功能可以在汽车前后和旁边的地面上投射任何类型的信息和导航符号。例如，此信息可用于阐明驾驶员的意图，以便提高交通安全。辅助投影可以安装在尾灯里、车门把手、侧视镜或车门装饰件上。
图7: 倒车投影如图7，白色条纹投影于汽车后面，以显示汽车的宽度，这些条纹通过侧视镜可见，并在泊车时提供直观的方向支持。在不久的将来，泊车将完全自动化而不需要驾驶员参与。因此，泊车路径可以通过线条投射，以便将信息传达给行人和其他道路使用者。在发生故障或打开门时，此项新功能也可以提供额外的安全，比如将安全区域或光带投射到汽车周围的地面上，以显示安全情况。辅助尾灯投影的另一个例子是转向投影（图8）。地面上的转向附加投影有助于提高汽车启动或超车情况下的可预见性。当然转向投影也可以扩展为一个危险警告，比如在一辆熄火或撞坏的汽车周围投射一个安全区域。当全息一词出现时，许多人立刻联想到科幻小说，但其实全息不是虚构的，全息图或全息光学方案在其它领域有很多应用。例如，所有传统信用卡或钞票上都可以找到全息图作为安全标志。利用3D全息技术在物理上悬空的地方产生光。这一特性一旦实现，将很快开辟一个全新的车灯设计和功能领域。光通过光学方式从灯中凸显出来，看起来是自由的悬浮在车灯中，从而产生虚幻效果。除了传统的车灯信号灯功能，还可以应用在车标灯上，而且以更加隐蔽的方式进行集成，只有站在汽车旁边才能看到这个车标或文字。生产全息膜的工艺是很高效的。但是要在车灯塑料透镜上完全复制全息光学图案，必须增加额外的生产工艺。对于灯厂来说，由于这项技术所需的生产工艺是全新的，一旦掌握，全息尾灯有可能是继OLED技术之后的下一个大的尾灯技术突破。
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