泛亚汽车技术中心：前照灯实现造型个性化和场景多样化融合新方案

2024年9月12日，在汽车智能照明技术论坛上，泛亚汽车技术中心有限公司外饰照明系统经理&高级专家吴文芳对MLA投影实现前照灯全功能展开详细介绍。MLA投影是一项基于半导体工艺与纳米级透镜技术的图像投影、灯光分布及高效照明应用。这一技术亮点在于其成品由数百个精密微透镜构成，每个透镜底部均蕴含微图像，利用超焦距原理，在倾斜面上投射出清晰聚焦的图像来实现远、近光功能。

通过精准的光学设计，多个透镜图案完美融合，显著提升图像立体感。系统不仅能实现单色图案的静态投影，还能借助透镜分割技术，结合彩色LED的时序点亮，创造出多彩的动态投影效果，实现图案的逻辑嵌套与动态变换。相比传统透镜式模组，其投射距离更广，且采用高清光学镜头设计，不仅体积小巧，在外饰照明、信号灯、迎宾灯，以及内饰灯等都有共性设计，应用更加广泛，更便于大规模生产与应用。 

吴文芳 | 泛亚汽车技术中心有限公司 外饰照明系统经理&高级专家

以下为演讲内容整理：

外饰照明系统场景与技术路线汇总

在过往的相当长时期内，包括国内各大主机厂，对场景的研发与调研已相当深入。值得一提的是，当前最新一代产品对新兴科技的信赖度颇为良好，可达70%以上。所谓的功能需求亦涵盖诸多方面，其中最为核心的是，仍以安全及日常需求为主导，此外，近郊需求亦是一个重要考量。

将外饰照明系统场景与技术路线趋势划分为横向与纵向两大类别，基本上围绕着功能化与场景化的趋势展开。最底部为基础远近光功能，例如，20万以下车型主要以此类功能为主，通过两个或三个透镜实现基本的法规要求的远近光。 

图源：泛亚

在此之上，是当前主流车厂高配或豪华车型所采用的ADB功能，其需求大约在100个像素以下，这是走功能路线的体现。

再进一步，则是产品化交付较为普遍的领域，如常提及的HD万级像素以及百万级DLP像素，这些技术已在华为、高合、智己等品牌车型上得到广泛应用。

以功能为导向的像素化优势在于能够实现更多场景，为客户提供更多选择，这是其显著优点。同时，它还能实现整车的OTA更新，每年可根据新发现的客户需求和场景进行持续开发。

横向坐标代表了我们目前，包括与通用汽车共同研究的路线，我们正朝着功能方向迈进。因为若不进行功能实现，造型上很难在开口或灯具尺寸上达到极致。然而，若尺寸过小，功能将难以实现丰富的场景化。一旦我们选择这条路径，例如向右发展，采用大模组，进而应用到如GL8及凯迪拉克车型上的小开口设计，我们将局限于ADB功能。开口若再进一步缩小，将难以继续发展。因此，在几大品牌的应用过程中，我们可以发现，继续缩小尺寸将面临极大限制。

关于场景，如进场的Logo、迎宾等场景，以及我们目前大量实现的地毯、DOP、DLP进场场景，这些在市场上已得到广泛应用。

泛亚光学传统技术与新技术的探索

在过去两年中，鉴于短周期开发要求日益严格，我们建立了光学实验室，以提升光学及性能研究的基础。

无论场景化路线如何发展，或是造型个性化方向如何演变，灯具设计绝不能忽视安全与性能。在灯具行业中，或许会因成本考虑而牺牲性能，或因造型需求而牺牲成本。

因此，在过去两年中，我们建立了暗室，为接下来的布局工作奠定基础，旨在更好地结合造型与性能。

由于周期开发越来越短，且公司内部流程繁琐，长期依赖供应商使我们难以快速响应短周期需求。因此，在过去一到两年中，我们自主研发了灯具内模组，将性能完全独立出来。这样，我们可以很早地介入到造型设计方案中，对基础近光进行布局和设计，统一定点，确保所有性能统一，从而保障基本的基础近光功能。 

图源：泛亚

除了DLP路线外，扁平化路线究竟如何？从2020年第一代GL8开始采用ADM窄型化设计，至今我们销售的所有凯迪拉克及GL8第二代产品均采用slimline模组设计，后续所有凯迪拉克车型均沿此方向发展。

MLA实现远近光、与信号灯功能融合

未来的发展方向究竟何在？我们仍在探索中，因为极致化开发路线是有限的。其中，我们考虑的一个方案是MLA。众所周知，MLA在灯具行业中已有所耳闻，目前主要应用于Logo灯和头地灯，地毯灯应用较多。然而，在远近光方面，完全采用MLA技术的产品在市场上并不多见。

如今，大多数灯具都能清晰地辨识出大灯和格栅。当然，也有人提出了前卫的构想，即前端一体发光，无法看到主光源。我们认为，如果采用传统的HD模组或DLP模组，在这种造型下将难以实现，因为无法进行合理布置。

因此，我们亦在探索采用MLA方案的可行性，利用地毯灯既能投影的特性，探究其是否同样适用于实现远近光功能。在国际范围内，我们已发现存在类似应用实例，尽管它们并未实现远近光、信号灯全功能前照灯方案。基于此，我们已开发了一系列Demo与模型，旨在通过MLA技术全面实现近光与远光，乃至信号灯的功能，且从外观设计上难以辨识其主光源。此外，针对当前众多车型采用的发光格栅，我们正考虑如何将其与前脸设计无缝融合，这一构想目前仍处于Demo设计与研究阶段，尚未在量产车型上实现。

MLA方案的核心在于其独特的设计理念，与传统投影灯有所不同。我们的主要挑战在于如何实现远近光功能。该方案通过掩膜方式，精确塑造近光的截止线。通过调节不同LED的光通量、逻辑控制及颜色管理，可实现多样化的色彩与区分效果。

远光的光形设计方面，我们采用单个MLA模块进行精细控制，得益于MLA体积小巧且易于分割的特点，我们能在单个MLA内划分至多四个区域进行独立控制。这些区域可根据需求分别作为主光源或投影功能使用，而近光的实现则是当前的技术难点。经过多种MASK方案的尝试，我们已成功优化了近光的截止线效果。

关于近光光形，初期有疑虑认为MLA的光效可能较低，担心影响性能。然而，根据我们的Demo测试，MLA在均匀度方面表现出色，无论是远光还是近光，其光形均匀且性能达到高水平，CNCAP评分可达7.8分以上，甚至能达到的良好水平。

在具体实施上，我们已确定了所需MLA片数，并注意到由于掩膜的存在，初始光线效率有所限制。但经过优化，我们已将效率从最初的10%提升至20%，并计划在下一阶段进一步提高至30%。考虑到远近光模组的一般效率在40%至50%之间，若我们能达到40%以上，其性能将与传统模组相近。远光输入方面，由于无掩膜设计，其效率已超过50%，展现出较大的光型展宽。

当前的主要挑战在于如何实现远近光的功能，以及如何融入场景化的动态效果。我们计划通过仿真模拟，利用多片MLA及其分区，在远近光融合中加入动态投影功能，这是MLA技术的强项。

单片MLA可细分为多个区域。尽管目前受限于其他光源与光效问题，像素与效率尚未达到最高水平，但我们认为，在众多应用场景中，真正能被客户频繁使用的可能不超过十种。因此，我们正研究如何精益化地实现这十种以下的应用模式，而MLA正是实现这一目标的理想选择。我们已制作了相关Demo，证明了MLA在近光中不仅能实现基本功能，还能进行基本的投影。

此外，MLA技术的应用范围广泛，不同于传统主光源与信号灯的明确区分，采用此技术后，远近光、信号灯、地毯灯乃至内饰功能均可通过同一方式实现，这对于后续的成本控制极为有利。 

图源：泛亚

基于上述基本功能，我们正尝试在近光基础上叠加MLA投影，若能将应用场景控制在十种以下，对于追求极致造型与前脸一体发光概念的设计而言，MLA将提供除HD模组或DLP模组之外的全新路径。

鉴于当前采用远近光技术的成本相对较高，我们的关注点并不局限于此，而是着眼于其未来成本趋势的走向。若全面采用MLA技术，前端各项功能均可与之无缝对接。关于其实现方式，由于体积小、能耗低，这对于我们的造型设计而言，在布置上显得极为有利。

此外，该技术采用的是半导体工艺，这并非每家企业都能掌握，它类似于芯片或LED的半导体工艺实现方式。因此，只要产量足够大，应用场景足够广泛，其成本有望实现急剧下降。我们设想，如果将此技术应用于内饰、地毯灯等领域，其边际成本将大幅降低。因为MLA中用于远近光及功能实现的芯片图形可直接复用，无需开发多套，且链路简短，无需经过整车厂、Tier1、Tier2等多层传递，主机厂可直接介入，这对于缩短开发周期和实现共用化、场景化设计极为有利。

最后，我们思考的一个问题是，目前远近光的效率尚未达到理想水平，仍处于早期研发阶段，尚未进入量产化研究的普遍阶段。在第一阶段，我们的效率和水平大约在10%到15%之间，而今年我们有望将其提高到30%到37%。我们的理想目标是实现40%到50%的近光光学效率，以确保在包括中保研等在内的所有性能测试中都能满足要求。

为了提高效率，我们将探讨后续是否有可能将光源工艺与MLA相结合。鉴于国内光源工艺已相当成熟，定制化服务众多，我们期望能开发出一款与MLA效率相匹配的光源，以显著提升效率。

从长远应用来看，我们坚信其边际成本将极低，价格远低于当前的DLP和HD模组。这便是我们的构想。

（以上内容来自泛亚汽车技术中心有限公司外饰照明系统经理&高级专家吴文芳于2024年9月12日在汽车智能照明技术论坛发表的《前照灯实现造型个性化和场景多样化融合新方案》主题演讲。)