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作者：Brandon Seiser 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)工程師 德州儀器 (TI) 簡(jiǎn)介 動(dòng)態(tài)地面投影技術(shù)能夠在同一模塊內顯示任何圖案，該技術(shù)通過(guò)提供全新的創(chuàng )新型照明功 能，重塑消費者對外部照明的認知。創(chuàng )新型照明功能包括汽車(chē)光“毯”，可照亮車(chē)外的周 圍區域或從側視鏡投影車(chē)輛信息，例如 EV 電量水平和剩余里程、輪胎壓力警告、交通警 告、轉向指示、檢查引擎燈警告、汽油量/里程等。地面照明還有幫助汽車(chē)與駕駛員和行 人進(jìn)行通信的其他增強功能，包括角落照明、倒車(chē)照明、車(chē)輛定制和停車(chē)指示燈。 動(dòng)態(tài)地面照明系統支持高分辨率投影，可實(shí)現更 清晰的通信和更安全的駕駛。這些系統還需要足 夠的緊湊和小巧（長(cháng)度約 50mm，寬度和高度約 25mm），這樣才能安裝在車(chē)門(mén)、側視鏡、前照 燈、尾燈或嵌入在前后保險杠等位置。 DLP® 技術(shù)可在地面或車(chē)輛周?chē)钠渌砻嫔贤队?動(dòng)態(tài)內容，具有諸多優(yōu)勢：不僅支持車(chē)輛與行人通 信，還能以更直觀(guān)的方式向周?chē)?chē)輛傳達駕駛員較 為復雜的信息。 汽車(chē)照明簡(jiǎn)史 近幾十年來(lái)，汽車(chē)照明系統發(fā)生了許多變革，其中 尾部、側面和前方照明采用的照明技術(shù)有很大變 化。汽車(chē)前照燈光源從鹵鎢燈演變?yōu)楦邚姸确烹姛?泡再到大功率白光 LED，實(shí)現了更高的光通量和效 率并延長(cháng)了工作壽命。 許多前照燈利用包含反射透鏡和透鏡系統的集成光 源配置，提供遠光燈、近光燈和霧燈功能。類(lèi)似布 局與后燈及后霧燈相結合，可提供多種信號功能。 其他車(chē)裝照明包括用于冗余轉向信號的側視鏡照 明、夜間照明以及中央高位剎車(chē)燈 (CHMSL)。輔助 車(chē)輛照明包括其他定制功能，例如汽車(chē)制造商徽標 照明，甚至是位于車(chē)門(mén)內部的投影徽標燈。 汽車(chē)照明系統必須遵守美國國家公路交通安全管理 局或歐洲經(jīng)濟委員會(huì )關(guān)于標準化信號和反射器件的 規定。前照燈安全要求也愈發(fā)嚴格，提出了強制性 光形規定和精密光度測定要求。設計人員必須遵守 這些要求，同時(shí)還應滿(mǎn)足制造商關(guān)于汽車(chē)外形的實(shí) 用性和裝飾性要求。DLP 技術(shù)不僅可通過(guò)數字微 鏡器件 (DMD)（一種可編程微電子機械系統反射陣 列）補充任何光源來(lái)輕松滿(mǎn)足這些要求，而且還能 進(jìn)一步增強光束的整體功能。 DLP 技術(shù)概覽 DLP 技術(shù)可通過(guò)使用 DMD 顯示動(dòng)態(tài)內容。DMD 包含多達 830 萬(wàn)個(gè)微鏡，這些微鏡可在兩個(gè)位置之 間切換，從而根據電輸入重定向入射光（圖 1）。 該技術(shù)還需要后續圖像處理、存儲器、光源和投影 光學(xué)元件來(lái)控制系統和顯示動(dòng)態(tài)內容。 
圖 1. DLP 技術(shù)通過(guò)高速控制數百萬(wàn)個(gè)微鏡來(lái)顯示高分辨 率圖像。 DMD 通過(guò)單獨切換微鏡來(lái)再現圖案，這些微鏡構 成了所投影內容的像素。下面從五個(gè)方面介紹一下 DLP 技術(shù)對汽車(chē)照明系統的重要作用。 可重復編程性 DLP 技術(shù)可動(dòng)態(tài)更改內容，無(wú)需修改所連接的任 何光學(xué)元件。如果與舞臺照明應用中常用的“遮光 板”（也稱(chēng)為 Gobo）等常見(jiàn)的靜態(tài)投影技術(shù)相比， 那么此功能的優(yōu)勢會(huì )更明顯。Gobo 投影儀利用類(lèi) 似于模板的木刻濾鏡生成圖像，從而生成投影光圖 案。此類(lèi)投影技術(shù)已應用于定制路面照明燈中，但 圖像是不可修改的，因此必須包含完全獨立的模塊 才能生成一個(gè)靜態(tài)圖像。 DLP 技術(shù)完全可編程，可在不同時(shí)間實(shí)現多個(gè)圖像 的投影。例如，在側視鏡燈座內實(shí)現定制照明的同 時(shí)，還可根據需要投影車(chē)門(mén)打開(kāi)警告標志，或根據 用戶(hù)需求和路況更新其他復雜的圖像。例如，當車(chē) 門(mén)打開(kāi)或駕駛員將手放到車(chē)門(mén)把手上時(shí)，將會(huì )投影 警告標志，提醒車(chē)門(mén)即將打開(kāi)。對于停在自行車(chē)車(chē) 道附近的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，這會(huì )很有幫助。 全色域支持 靜態(tài)投影技術(shù)通常局限于以單一顏色顯示圖像。例 如，Gobo 利用二向色模板進(jìn)行彩色圖像投影，但 二向色濾鏡只能產(chǎn)生單一顏色。 DLP 技術(shù)可將紅色、綠色和藍色 LED 脈沖或激光脈 沖快速傳輸到 DMD，從而實(shí)現全色支持。DMD 的 切換速度為幾微秒，因此可對上述三種顏色使用單 一成像儀來(lái)生成炫麗的影像和視頻。 不受光源約束 由于 DLP 技術(shù)是一種基于反射的技術(shù)，因此可使 用任何類(lèi)型的光源，包括 LED 和激光二極管，它 們將取代前方和尾部照明所使用的白熾燈或氣體放 電燈光源。憑借這種靈活性，DLP 技術(shù)可在汽車(chē)照 明和通信系統中適應各種波長(cháng)范圍（包括可見(jiàn)光和 近紅外光）的多種照明技術(shù)。 已滿(mǎn)足汽車(chē)級要求 汽車(chē)級 DMD、DMD 控制器和電源管理集成電路現 可在 –40°C 至 105°C 的工作溫度范圍正常工作， 并通過(guò)汽車(chē)集成電路必要的靜電放電認證，這為在 當前的汽車(chē)照明系統中應用 DLP 技術(shù)提供了支持。 外形小巧 汽車(chē)照明系統的主要目標是增強汽車(chē)的美感呈現。 除了汽車(chē)的總體外形和材質(zhì)外，照明系統是打造汽 車(chē)精致外觀(guān)的關(guān)鍵要素。汽車(chē)車(chē)燈的形狀設計涉及 許多工作，通常，內部電路的容差更為嚴格。整個(gè) DLP 子系統可輕松安裝到側視鏡內的狹槽中或汽車(chē) 四周的其他狹小區域。 DLP 技術(shù)用例 鑒于這些優(yōu)勢，DLP 技術(shù)在汽車(chē)照明應用的前景一 片大好。下面是 DLP 技術(shù)和汽車(chē)照明系統的一些可 能應用。 小車(chē)外燈 DLP 技術(shù)可大大擴展汽車(chē)小車(chē)外燈的功能，包括車(chē) 門(mén)內部、腳踏板或側視鏡底部位置的小車(chē)外燈（圖 2）。DLP 技術(shù)無(wú)需其他可移動(dòng)組件即可生成動(dòng)態(tài) 圖像。因此，當駕駛員靠近車(chē)輛時(shí)，可使用小車(chē)外 燈從側視鏡投影輪胎壓力低或車(chē)門(mén)打開(kāi)警告，或從 小型車(chē)門(mén)的底部投影車(chē)輛徽標或其他樣式的圖像和 視頻。利用這些功能，原始設備制造商可通過(guò)小車(chē) 外燈，而不是如今車(chē)燈生成的靜態(tài)徽標，來(lái)充分定 制傳播訊息和進(jìn)行品牌推廣。車(chē)燈只能顯示單一圖 案，無(wú)法用于與行人或駕駛員通信。
圖 2. 從側視鏡向地面投影徽標的小車(chē)外燈。 汽車(chē)光毯 側視鏡燈可同時(shí)執行多種功能，用作標準轉向信號 以及在車(chē)輛側面區域投射跨越整個(gè)車(chē)輛長(cháng)度的光毯 （圖 3）。當駕駛員在光照昏暗的區域或是在夜間 離開(kāi)或接近車(chē)輛時(shí)，這類(lèi)照明尤其有用。
圖 3. 從車(chē)輛上的多個(gè)位置投影的汽車(chē)光毯。 警告駕駛員和乘客 DLP 技術(shù)提供了一種警告方式，比駕駛員目前用于 警告他人的閃光燈和手勢更為先進(jìn)。使用 DLP 技 術(shù)生成的警告可采用在路面顯示可視信息的形式， 指示危險路況或特殊交通區（如施工場(chǎng)地或學(xué)校區 域）等信息。駕駛員還可在人行橫道上投影，或選 擇在地面顯示“可安全過(guò)馬路”字樣的預設消息，與 試圖穿越街道的行人直接通信。 廣播意圖：私家車(chē) 廣播意圖功能可避免因不知道其他駕駛員的移動(dòng)方 向而緊張、猶豫或混亂所引發(fā)的許多事故。DLP 投 影可傳達眾所周知難以說(shuō)清楚的簡(jiǎn)單意圖，例如調 頭 (U-turn) 或轉彎 (K-turn)。出租車(chē)可使用符號投影 來(lái)警告來(lái)往車(chē)輛，有一輛車(chē)即將徹底停下來(lái)，并可 向地面投影，提醒有乘客即將下車(chē)。 將要退出車(chē)道并有盲點(diǎn)的車(chē)輛可通過(guò)投影表明其退 出意圖。平行泊車(chē)或倒車(chē)等自主功能可向后投射其 路徑，指示其最終泊車(chē)位置，從而將其意圖清楚地 傳達給經(jīng)過(guò)的車(chē)輛和騎車(chē)人（圖 4）。
圖 4. 駕駛員可通過(guò)后燈在車(chē)后的地面上投影行駛路線(xiàn)， 從而廣播其預期軌跡。 廣播意圖：公用車(chē) 消防車(chē)、救護車(chē)或警車(chē)可公布其準確路線(xiàn)，讓附近 車(chē)輛的駕駛員更好地了解應該駛到何處以讓道。警 車(chē)可傳達需要前方駕駛員開(kāi)到路邊或者變道以便超 車(chē)的意圖。 需要大轉彎半徑的大型車(chē)輛，例如公共汽車(chē)和牽引 式掛車(chē)，可能需要向后方的駕駛員傳達需要他們后 退以便成功轉彎的意圖。公共汽車(chē)可投影駛進(jìn)和駛 離公共車(chē)站的路線(xiàn)，以便附近車(chē)輛的駕駛員更好地 了解其移動(dòng)軌跡。載有超大貨物的牽引式掛車(chē)在經(jīng) 過(guò)狹小空間時(shí)，可投影出其他車(chē)輛應該讓出的準確 空間大小。校車(chē)也可投影其意圖以保證乘客安全。 例如，校車(chē)可在所有車(chē)道上投影停車(chē)標志，而不是 使用標準停車(chē)標志。 路線(xiàn)引導 DLP 子系統可利用圖形（例如顯示本不存在的車(chē)道 線(xiàn)）擴大駕駛員的視野，從而輔助導航。這一想法 可建立在實(shí)時(shí)視覺(jué)導向的基礎上，在幫助駕駛員的 同時(shí)，向附近車(chē)輛公布駕駛員接下來(lái)的行駛方向。 結論 動(dòng)態(tài)地面投影是汽車(chē)照明系統的未來(lái)發(fā)展方向，同 時(shí)也是自適應遠光燈技術(shù)的發(fā)展趨勢。單獨控制投影系統中數百萬(wàn)像素的功能可實(shí)現各種車(chē)輛應用。 與 Gobo 等其他靜態(tài)投影技術(shù)相比，DLP 技術(shù)提供 更大的靈活性和具有高分辨率的小巧、可重復編程 的多色平臺。此外，因其相對成本效益、適應不同 光源的靈活性以及總體效率，DLP 技術(shù)在眾多動(dòng)態(tài) 數字投影技術(shù)中處于領(lǐng)先地位。 鑒于 DLP 芯片組已經(jīng)符合汽車(chē)級標準，并具有特 定于汽車(chē)應用的定制處理功能，其上市時(shí)間可能會(huì ) 縮短。通過(guò)充分利用這些技術(shù)飛躍并為捷變光束照 明和消息/符號投影實(shí)施 DMD 等空間光調制器，汽 車(chē)照明行業(yè)有可能受益匪淺。 |
