基于固态照明技术的汽车灯具形态发展分析

基于固态照明技术的汽车灯具形态发展分析

许晶晶邵翔李玲

许晶晶邵翔李玲

长城汽车股份有限公司河北保定071000

摘要：随着“工业4.0”概念的普及，汽车产业正逐步向可持续化、高效化、数字化、智能化的方向转型，新能源汽车将是未来我国汽车产业的核心发展方向。而在此背景下，通过与最新的电子信息技术相结合，汽车照明系统将会融入情感化设计、交互设计等新概念，使其性能和功能得到进一步提升和拓展。固态照明作为一种新型高效环保的照明技术，在新能源汽车照明中具有极大的发展潜力。?

关键词：固态照明；发光二极管；有机发光二极管；汽车灯具；形态设计??

1固态照明技术概况及其对灯具造型设计的影响

1.1LED灯具的普及

LED对于造型自由度的提升极大满足了灯具形态多样化的要求，它进一步强化了汽车灯具的形态价值，对传统灯具造型产生了革命性的影响。在外部照明灯具中，LED使DRL这一概念逐渐得到普及。DRL在安全上起到示宽的作用，它注重低能耗，对亮度要求不高，因此造型上的硬性要求少，这与LED的造型优势相结合，让DRL成为灯具造型中的闪光点。光纤技术让DRL的能耗进一步下降，同时造型语言更为丰富，呈现出流畅的均质条状光带。随着LED成本的降低，DRL在未来有着极大的设计空间。而在内饰设计中，LED也相应孕育了环境氛围灯（interiorambientlight，IAL）这一概念。通过嵌入LED光源和条状光带，IAL不仅强化了内饰设计的形态特征，同时也可以塑造出符合车型定位的环境气氛。IAL目前已经逐渐成为现今车辆的标准配置。

1.2OLED灯具的诞生和发展

OLED是以有机半导体薄膜为电致发光层的LED。在最基本的OLED结构中，一层有机半导体薄膜夹在两个电极之间，共同放置在一个基质上，而目前的一些设计则通过增多薄膜层数来提高效率，整个结构的厚度一般为1mm左右。外加电场作用下，有机半导体薄膜释放出光子，从而让整个表面发光。

因此，OLED是一种均匀的面光源，无需背光，由于发光面均匀，光线接近自然光谱，对人眼的伤害相对较小。此外，OLED的散热性能较好，无需额外的散热装置，因而结构比LED更为轻巧简单。OLED的基质可为柔性或透明材料，让其具有断电无色和形态可变的特点。作为一种高效环保的新型光源，OLED光线柔和自然的特点让它在各种数字显示屏和室内照明中得到广泛应用，同时也被应用到汽车内饰中，装备OLED显示屏的车载多媒体系统已经逐步取代传统的LCD屏幕，成为未来发展的主流。但OLED目前还面临着成本高、寿命短、色差大、发光密度低等问题。因此，现今对OLED作为照明灯具的实践还处于概念研发和生产验证阶段，距离真正产业化还尚需时日。

2在此基础上，本文进一步对固态照明技术之于汽车灯具造型的影响和应用价值进行了以下三个方面的详细分析。

2.1灯具造型与整车逻辑关联性的加强

抽象形态的设计方法强调造型设计的整体性思维，要求从整车宏观的层面着手。注重各个造型元素之间一种逻辑（logical）关系的构建，从而让整车造型更为协调[8]。对于灯具设计来说，如何处理好整体与局部的关系，让灯具造型在与整车造型协调的同时，成为整车设计的闪光点，便是目前灯具设计师所面临的一大挑战。

从整车造型来看，车灯一般位于多个造型面汇聚、转折的位置，这一区域造型关系复杂，是构建上述逻辑关系的难点。以往在研究此类问题时，通常把灯具看成一个整体，寻求其在整车中比例、形态层面的关联性。而当时灯具技术对灯具内部造型限制较大，设计师将造型重点放在灯组外轮廓线和灯罩曲面上，但灯组内部还是以反光罩为主导的造型，缺乏明朗的设计特征。20世纪90年代设计语言的进化使复杂的车身型面开始出现，灯组造型也随之异形化，这一逐渐激化的矛盾对灯具与整车更为明晰的造型关联性提出了更高的要求。

而基于固态照明技术的逻辑化设计思维则首次将灯具与车身造型有机联结起来。一方面，DRL将“线”的造型引入灯具设计，灯具造型不再仅仅是一个曲面轮廓，而是作为造型主体元素与其它的特征产生呼应关系。另一方面，固态照明技术在照明灯具上的应用有效减小了配光元件的尺寸，并让灯具的形态灵活多变，以更好地配合整车设计语言。大众在近年来着重强化了这种关联性特征，成为这一逻辑化思维的代表，其车型中灯组成为中央格栅的延伸，DRL也与格栅线条相连接，同时照明灯具也全部采用方正形态，以此凸显其品牌平行化的设计语言。随着汽车设计界对整车造型逻辑性重视程度的日益加深，通过固态照明技术构建灯具与车身的形态关系已经成为当下灯具造型发展的主流趋势。

固态照明的进一步发展让上述的这种逻辑关系向着多元化的方向发展，从而衍生出更为新颖的逻辑关系。固态照明灯具在空间上的灵活性让设计师开始对灯具与车身造型面的结合方式进行深入的探讨。在未来，OLED技术让自由的三维发光形态出现在灯具设计之中成为可能，从而呈现出前所未有的设计概念。在近年来推出的概念车中，一些采用包裹、穿插、镂空等处理方式的造型出现在雷克萨斯、起亚、雷诺等以前卫造型著称的品牌之中，这些设计强调了灯组作为一个独立形体的三维特征，让灯组在视觉上不再是从整车造型面中切割出的部件，而是作为独立形体的造型元素与车身构建逻辑关系，达到在对立中寻求统一的造型效果。

2.2功能导向型的造型语言

抽象形态造型设计方法指出，优秀的设计能够在造型中体现出相应功能，使两者得到有机的结合，而汽车灯具本身就是功能与美观相协调的产物。如何将技术和造型有效衔接起来，是目前设计面临的核心问题。从心理学层面上看，外观造型的积极变化也是让消费者接受认可新技术的有效途径之一。固态照明技术的普及则为这种功能美学的发展提供了良好契机。本文重点讨论灯具造型结构化和像素化这两个基于功能导向语言的发展方向。

结构化语言是这种功能导向造型方法的一个产物，它是灯具技术进步在形态上的的直观体现。21世纪伊始，汽车灯组内部还没有明确的造型特征，而LED技术的造型特性则让灯组有了明确的功能分区。得益于LED结构更为紧凑的体积，在设计品质较高的灯组结构中，除了各个照明灯具组件以外，通常还会有专门用以构建整个灯组的造型框架的设计部件：它在与整车的造型语言相呼应的同时，将各灯具划分到相应区域，让各个灯具的造型给人以相应的功能联想，成为灯组造型设计的核心。这种以展示结构来体现功能的思路在近年来得到迅猛发展，成为体现各个品牌照明技术的象征。

2.3品牌特征在灯具造型中的进一步强化

建立品牌特征面临的另一个核心问题便是家族化形态特征的塑造，车厂不仅要横向地在不同车型的灯具上兼具家族特征和独特风格，做到求同存异，还要纵向地与时俱进，让品牌特征历久弥新。这在对品牌认知度更为敏感的中高端品牌中体现得更加明显。固态照明技术的广阔设计空间也为厂商提供了崭新的思路。宝马经典的双圆形前照灯元素通过不同的表现形式一直延续至今，但其中灯具运用的照明技术已经经历了从卤素、氙气、LED到激光的演变。奥迪通过DRL取得市场上的成功之后，也面临着产品线灯具造型单一的问题，因而欲从矩阵式灯组、OLED等技术创新中寻求突破，以保持其在汽车灯具造型中的领先地位。

3结论

固态照明技术为未来新能源汽车灯具造型的发展演化开辟了全新的领域，通过与抽象形态的造型方法相结合，它不仅使灯具造型满足照明安全要求，达到造型与功能相契合的高度，同时也让汽车照明系统在造型和功能上的重要价值得到进一步放大，让灯具真正成为汽车明亮、美丽而智慧的眼睛。

参考文献：

[1]谭功伟.发光二极管（LED）在汽车灯具上的应用[J].光源与照明，2009，（2）.

[2]郑秋云.LED在汽车照明及信号灯具中的广泛应用[J].机电技术，2014，（3）.