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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 新一代车灯———光纤灯
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年06月01日09:13:41 星期天), 站内信件

新一代车灯———光纤灯
    这里说的车灯，包括各种汽车、摩托车和拖拉机等交通工具和农机使用的各种

灯具，即其前灯和工作照明灯等。电气车灯的历史比内燃发动机悠久，但是，和内

燃发动机一样，从诞生至今缺点甚多而实质性的改进很少。即使是经历了一系列变

革后的80—90年代的车灯，也仍然有许多严重缺点。
    长期以来，车灯的变革主要是力图增强灯照度，结果其耗电功率也更高了，从

而使发电机的功率和重量更大、价格更高，发动机空转时的油耗也随之增加了；在

采用金属卤化灯泡的情况下，由于必须采用启动调控装置而使造价和重量大增，并

要采用很贵并且难以加工的耐热塑料；在许多情况下，照明技术性能的一点小小的

改进都要以使用者很不趁心的灯光色差为代价，而要消除这种色差就必须使用散光

镜，这样一来，灯的重量就加大了，照明技术效果也要打折扣；此外，这些车灯都

采用反射镜—散光镜—灯泡三位一体的死硬结构，所以必须加用调整光束状态的器

件，而这不但导致耗电功率加大，还使车灯尺寸和重量增加，并要求在车身和车灯

之间留下很大的装灯间隙。
    最后还有一点。由于改进方式五花八门，结果使一辆车上的照明系统失去了车

灯大小和连接部件结构上的统一标准，例如小轿车和摩托车，大都是近光灯用投影

灯，远光灯用探照灯，这不但给车灯的生产和维修带来很大麻烦，在经济上也是很

不合算的。
    后来，在保持车灯照度的同时降低其耗电功率被认定为进一步改进车灯的必经

之路，因为一台汽车上的灯具多达8—12只，每只灯泡功率为55瓦或70瓦，其总耗
电
功率达440—660瓦（灯泡55瓦时）或560—840瓦（在灯泡70瓦时）。但这种改进是

很不容易做到的，因为它面临的是一个两难课题：既要减少灯的尺寸和重量，又要

降低灯的造价。
    XENARC公司在降低车灯耗电功率方面成功地迈出了第一步。它在工作照明灯中

采用35瓦D1型灯泡，这不仅使耗电总功率大降，降到了280—420瓦，而且显著地改

善了它们的照明技术性能。但仍有很多问题：灯的尺寸依然很大，其重量有增无减
，
因为在其设计中还是要采用启动调控装置；而尤为重要的是，灯具的造价大为提
高。此外，在前灯的改进上，XENARC公司并未取得多大成绩。
    1994—1997年间，俄罗斯“法罗斯—汽车”公司对车灯缺点作了深入分析和研

究，找到了一种全新的解决办法，即以一种称作“光纤变像器”的照明光学部件为

基础的新技术，研制出了“光纤变像灯”，简称“光纤灯”。它的最大特点就在于

不是靠散光镜，而是靠光纤变像器即一种专门的“光纤嵌入物”来形成光束：变像

器输入端为圆形剖面，输出端则具有产生“理想”光束所应有的剖面形状；光纤本

身有如许许多多的毛细管，入射光沿光纤蜿蜒通过时“裂变”成千万条细光线，通

过光纤变像器后就在输出端变成具有预定剖面形状的光束。这种新技术使光纤灯具

有了任何别的车灯都望尘莫及的优点：以15瓦HS2型灯泡作光源，耗电总功率仅
120
—180瓦。
    更具体点说，光纤灯的主要优点是在小功率光源条件下具有近乎理想的配光功

能和很好的照明效果，“使司机觉得其照明度比现有大功率车灯还好”。灯口直径

仅46毫米的光纤灯，也能达到汽车前灯的照明性能要求；如用H1型灯泡，灯口直径

有36毫米即可；如用较贵的D1型气体放电金属卤化灯，灯口直径可缩小到15—20毫

米。
    光纤变像器是一种高通用性光学部件，不但使汽车近光灯和远光灯、防雾灯的

构造达到高度统一，即可用同一种反射器、同一种灯泡，甚至于同一种灯罩来制作
，
而且摩托车灯、拖拉机工作照明灯也同样如此。在某些情况下，就连光纤变像器
本身也可以是通用的。
    此外，光纤灯有内装式光束状态调控元件，所以在车身安装时可不必有调节间

隙；光纤部件能部分滤去红外辐射而发散热流，从而使车灯外层镜片受热程度大大

减少，所以，这种新式车灯的镜片可用不耐热但耐磨的塑料来制造，例如用聚甲基

丙烯酸甲酯来制造；“法罗斯—汽车”公司总经理伊里亚·亚诺夫斯基强调，这意

味着光纤灯价格在批量生产时可以降到可接受水平———传统的70瓦H3型灯泡50马

克，传统的35瓦D1型灯泡300马克，而“法罗斯—汽车”公司研制的15瓦HS2型光纤

灯估计为45马克。
    （何永晋）
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