在智能汽車飛速發(fā)展的今天,汽車不再只是一種駕駛工具,它是家的延伸、辦公空間的拓展也是行動的娛樂空間。而在充份發(fā)揮“光”的設(shè)計技術(shù)后,更直觀的體現(xiàn)個性化。想象一下當你坐在駕駛座上,儀表盤的數(shù)字和圖標不再是靜止的,而是動態(tài)投影出的立體影像,仿佛在儀表盤上跳動,為你提供最直觀的駕駛信息。在夜晚,車輛的底部投影出璀璨的光毯,不僅增加了行車的安全性,也大大提升了車輛的科技感和未來感。當你打開車門,地面上立刻出現(xiàn)歡迎光毯,而車門上則投影出車輛的標志或者你的名字,這一切都讓你感到獨特和個性化。融合這些夢幻又個性化的光學技術(shù)使科技與藝術(shù)得以完美結(jié)合,也帶給我們?nèi)碌鸟{駛體驗。而將駕駛體驗推向一個全新的維度的技術(shù)之一正是源于仿生學中昆蟲復眼結(jié)構(gòu)的微透鏡陣列技術(shù)。
微透鏡陣列在汽車投影燈中的應(yīng)用
微透鏡陣列(Micro Lens Array,簡稱MLA),是由許多直徑在1毫米或更小的微型透鏡組成的陣列,源于仿生學中的昆蟲復眼結(jié)構(gòu)。這些陣列通常由玻璃基板和兩側(cè)的塑料透鏡陣列構(gòu)成,并主要應(yīng)用于汽車行業(yè)中的投影應(yīng)用,例如標志投影儀或光毯燈。由于其尺寸較小且能夠?qū)D像投影到目標表面上,因此非常適合這些應(yīng)用。
MLA采用半導體式晶圓量產(chǎn)工藝制造,并且切割成單個部件。這種工藝確保了光學元件與掩模版之間能實現(xiàn)高度對準精度,這對于投影儀來說至關(guān)重要,因為通過透鏡投影出的圖像需要在遠處精準重疊,否則重疊的圖像就會出現(xiàn)錯位,導致成像質(zhì)量下降。
微透鏡陣列的光學設(shè)計
在光學設(shè)計階段,LucidShape軟件能夠?qū)LA進行精細的設(shè)計和調(diào)整,可自動設(shè)計單個透鏡并生成矩形陣列。設(shè)計者可以在MF-Lens對話框中輕松調(diào)整透鏡陣列的尺寸和間距,為MLA的設(shè)計提供了極大的便利。
以一個5x5的透鏡陣列為例,每個透鏡的尺寸為1x1mm,透鏡層的厚度為0.2mm,由塑料制成;而玻璃層的厚度則為3mm。掩模版位于塑料透鏡材料內(nèi)部的玻璃層上方。
▲ 圖 一個5x5帶掩膜版的微透鏡陣列的示例,可以將符號投影到地面上
計算和處理掩模表面
在完成光學系統(tǒng)設(shè)計并確定投影區(qū)域后,設(shè)計者需要選擇圖像并計算相應(yīng)的掩模版。需要在LucidShape坐標系統(tǒng)內(nèi)生成所需圖像形狀的CAD表面并將其導入LucidShape,接著對其添加光線數(shù)據(jù)接收器。
通過運行光線追跡功能,設(shè)計者可以收集進入圖像表面的所有光線,并反向追蹤直至掩模版平面。位于掩模版平面上的照度接收器能夠收集照度分布,將其轉(zhuǎn)換成表面并導出到CAD進行處理,而設(shè)計者將導出的表面處理成可用的掩模版表面后,可重新導入LucidShape并模擬驗證。這一系列的精細操作保證了MLA的設(shè)計質(zhì)量和投影效果。
結(jié)論
微透鏡陣列(MLA)在汽車投影應(yīng)用中扮演著重要的角色。利用LucidShape軟件,可以高效地設(shè)計和優(yōu)化這些陣列。該軟件還能夠計算任意投影平面上目標圖像的掩模版。盡管存在一定限制,但是通過使用多個掩模版和LED,設(shè)計者仍然可以創(chuàng)造出豐富的小型動畫,從而使MLA的應(yīng)用更具靈活性。這項技術(shù)正在不斷發(fā)展,其應(yīng)用的可能性也在不斷擴大,我們有理由相信,MLA將在未來帶給我們更多的驚喜。
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原文標題:不僅僅是照明:微透鏡陣列如何讓汽車照明成為道路光影藝術(shù)?
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