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(dāng)你坐在駕駛座上，儀表盤的數(shù)字和圖標(biāo)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(dāng)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(biāo)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(xué)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(xué)中昆蟲復(fù)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(xué)中的昆蟲復(fù)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(biāo)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(biāo)表面上，因此非常適合這些應(yīng)用。

MLA采用半導(dǎo)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(xué)元件與掩模版之間能實現(xiàn)高度對準(zhǔn)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(yuǎn)處精準(zhǔn)重疊，否則重疊的圖像就會出現(xiàn)錯位，導(dǎo)致成像質(zhì)量下降。

微透鏡陣列的光學(xué)設(shè)計

在光學(xué)設(shè)計階段，LucidShape軟件能夠?qū)LA進行精細(xì)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(xué)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(biāo)系統(tǒng)內(nèi)生成所需圖像形狀的CAD表面并將其導(dǎo)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(dǎo)出到CAD進行處理，而設(shè)計者將導(dǎo)出的表面處理成可用的掩模版表面后，可重新導(dǎo)入LucidShape并模擬驗證。這一系列的精細(xì)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(biāo)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。