12/06/2022

Tech Talk|刹车灯为什么越红越好?

红色在交规中是警示的代表色,信号灯、禁行标识、汽车尾灯都用红色来提醒车辆、行人及时减速。眼睛如何感受光的颜色与强弱?什么样的光在夜间能减少眩目感?超红光尾灯为何受到青睐?

本期Tech Talk,我们邀请到了蔚来灯组光学工程师 L.史,蔚来尾灯产品工程师 H.宋,与我们探秘汽车采用红色尾灯的原因,以及超红光(Super Red)尾灯如何做到更鲜艳、更细腻。


汽车刹车灯为什么是红色

每当提到这个问题,大家便会想到红色的波长更长,传播距离更远;红色是膨胀色,可以让物体看起来更大;红色是警示色,能够让后车从心理上更加重视……此外,刹车灯采用红色还有一个重要功能:在夜晚警示后车的同时,减少对驾驶员的眩目感

驾驶员大多有这样的经历:当夜晚遭遇对向车辆的远光灯时,自己的视觉会出现短暂的模糊。相比之下,在跟车情况下,前车的刹车灯点亮时虽然也会刺眼,但是对视觉的干扰时长会短很多,这与我们眼睛的感知方式有关。

人类眼睛的视网膜上有两种光感受器——视锥细胞、视杆细胞。视锥细胞能感受强光和颜色(S/M/L能识别三段可见光),并对蓝、绿、红最为敏感。眼睛从暗处到亮处通过自我调节看清物体的过程被称为明适应,几秒钟即可完成初步调节,2-3分钟达到稳定状态。

视杆细胞能感受弱光,但无法识别颜色。在黑暗环境中,更多是适应低照明的视杆细胞在工作。眼睛从强光下进入暗处、视觉光敏度逐渐增强以分辨周围物体的过程,被称作暗适应,完全进入状态大约需要30分钟。

对后方驾驶员来说,大部分情况下前车刹车灯的点亮与熄灭都相对突然,夜晚闪烁的光亮会对眼睛观察的敏感度产生影响。反复进入暗适应状态需要较长的时间,而其中时差会带来安全隐患。鲜明的红色,能被视锥细胞轻易察觉,又不容易干扰视杆细胞,能尽量维持眼睛在夜晚环境中的暗适应状态。

什么样的红光能更好维持暗适应

对红色光保持眼睛在弱光环境敏感度的研究,最先应用于军事领域:夜航的潜艇在进入战斗状态时,会采用红灯照明舱内,将艇员在夜晚的视觉感知(暗适应)保持在最佳状态,便于在用潜望镜观测时立刻适应外部黑暗的环境。

图:潜艇舱内红灯的照明

第二次世界大战期间,夜勤飞行员为了能更快进入暗适应状态,会佩戴特制护目镜,仅让620nm以上光线通过,尽可能降低光线对视杆细胞的干扰。当需要出发时,飞行员在摘掉护目镜后5分钟内就能让眼睛达到最佳夜视状态。

图:卤素尾灯(前)/LED尾灯(后)

在汽车刹车灯的研发中,工程师也在寻找更鲜亮、同时在夜晚尽可能降低对暗适应干扰的红色。早期汽车刹车灯多采用卤素灯泡(暖白色光源),搭配红色塑料/玻璃灯罩实现红灯效果。随着LED灯组技术的成熟,更低能耗、更长寿命、更纯色彩、更密光源等优势令其成为在售新车的首选,并发展出超红光(Super Red)这样识别度更高的照明技术。

超红光刹车灯为何受到青睐

汽车车灯不仅要满足安全行驶的功能,还需要兼顾整车设计语言的诠释,作为尾灯的重要组成部分,刹车灯也不例外。尤其在夜晚,一款在造型与亮度上都有高辨识度的尾灯,能在提升行车安全性的同时,彰显车主的审美品位。

在安全性方面,相比普通刹车灯的红光波长在617nm左右,超红光刹车灯的LED灯珠红光波长可达624nm,相同环境下绕过尘埃阻隔的能力更强,因而能在更远的距离被识别。同时,更鲜艳的红色起到的膨胀色与警示效果更好。

图:普通LED(左)/超红光LED(右)

更重要的是,超红光624nm的波长基本离开了视杆细胞的感知范围,同时仍处于视锥细胞的感知范围内。当夜晚点亮时,视锥细胞能第一时间捕获红色,而视杆细胞仍能处于暗适应状态,实现清晰而不眩目的警示效果。

在设计美学方面,随着LED技术的发展,原本由一个卤素光源点亮的大色块,可以被数十个LED灯珠拆解为线条的勾勒,贯穿式、立体式、悬浮式等尾灯造型层出不穷,更好融于整车设计语言。

但以线为主的尾灯造型,相比传统的灯罩尾灯面积更小。超红光的鲜红色搭配LED小巧的体积,能够用更长波长带来的鲜艳色彩与更多灯珠集成带来的更亮光源,利用更小的平面实现更高的辨识度。

通过与全球领先的光学解决方案合作伙伴——欧司朗(OSRAM)合作,蔚来已有两款车型采用超红光(Super Red)技术:ES7的Air Wing飞翼尾灯中集成138颗超红光LED灯珠,ET5的illumiBlade光锋尾灯集成了140颗超红光LED灯珠。单颗独立控制实现细腻流畅的灯语效果,而专属设计的散热工艺,确保上百颗LED灯珠同时工作的高温能及时导出,实现光亮的持续、稳定。

综合考量色彩、造型、动效、可视距离等因素后,创造更高的辨识度,是刹车灯研发的核心方向。随着技术的发展,我们也将持续探索更多可能性,点亮更美观、更易用的鲜红光影,让每一次出行更安心、愉悦。