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原创 一文读懂智能大灯的技术路线

高合Hiphi X先进的PML可编程智能数字大灯的出现,让我们感受到了未来智能大灯的魅力。车灯,作为汽车安全的重要载体,信息技术的发展赋予了其更多的功能,让车灯可以传递和接收更多的信息,人、车及周围环境有了更多的交互,让驾驶者更安全,对道路使用者更友好。本文对智能大灯的主要技术路线进行了一个总结和展望,主要有以下几种实现形式:


1,LED矩阵式(Matrix)

2,μAFS式,

3,LCD式,

4,DLP式,

5,Blade scan式

6,MEMS式


高合Hiphi X先进的PML可编程智能数字大灯


为促进智能车灯行业的发展,艾邦智能汽车俱乐部搭建有智能车灯微信群,欢迎主机厂,配套供应商,光源,半导体,材料,设备等企业加入微信群,点击此处查看部分群友资源



1,LED矩阵式(Matrix)


基于 LED 小体积、易驱动、快速响应等特性,使用多颗 LED 组成行、列或矩阵式排列是实现入门级多像素智能大灯的基础方案。较经济的多像素实现方式。同样地,相关技术也相对较成熟,开发的不确定性较低,周期相对较短。这便是其最大的优势。

可其限制也很明显。无论是全部使用单芯片的 LED 颗粒,还是混合使用多芯片的颗粒,由于LED 封装尺寸的限制,最终的像素数量级能到百位级已经基本上是极限。



2,μAFS式


µAFS (Micro- LED)是业内对可寻址像素矩阵式LED(Addressable LED Pixel Array)的简称,是一种专门针对多像素智能大灯系统开发的LED 技术。技术原理 是预先在芯片的硅衬底中整合了矩阵式的 CMOS 控制电路,结合同样经矩阵式微结构处理的芯片,实现了对芯片上每一个独立的微结构区域进行单独的开、关及电流调节的功能,使每一个微结构区域直接成为了大灯光型中可独立控制的像素。



目前已面世的首款 µAFS——欧司朗的 EVIYOS, 能在 4mm×4mm 的单个芯片上做到 1024 像素,单个像素达到 3lm 的光通量。而EVIYOS2.0已经可以达到25600像素级别。


3,LCD式


随着像素数量的提高,智能大灯的照明功能已逐渐兼具显示功能。LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示技术)作为目前主流的显示技术自然而然地成为了智能大灯光源系统的一个选择。

目前的 LCD 式大灯的像素数量级已经能做到万级,鉴于当前用于显示的 LCD 技术能做到高得多的像素级别,有理由相信 LCD 式大灯能在不远的未来突破十万级乃至更高的像素数量级。


相对于下面介绍的基于投影技术的 DLP 式大灯光源系统,LCD 式具有成本相对较低,体积相对较小,光型可拉伸角度较宽,明暗对比度较高等优势。

其主要限制在于,由于偏光片及液晶面板的损耗,光学效率相对较低,而且从原理上来说改善空间有效。另外,液晶面板长时间在高温工作下的寿命衰减,乃至各项性能参数的变动(如液晶体反应速率,透过率,均匀性等)也是需要密切关注的技术点。


4,DLP式


DLP(Digital LightProcessing) 即为数字光处理,它不是车灯特有的技术,是基于TI(美国德州仪器)公司开发的数字微镜元件——DMD(Digital Micromirror Device)来完成可视数字信息显示的技术,即DLP投影技术应用了数字微镜晶片(DMD)来作为主要关键处理元件,以实现数字光学处理过程,其在工业上有着广泛的应用。


使用DLP技术的前大灯,可以说是照明分区更多的 ADB 车灯,也可以理解为有投影功能的汽车远光灯,在实现防眩目远光照明的基础上又增加了更多模式的信息交互功能。DLP 技术的高分辨率可实现精确的照明控制,将灯光精确地投放到所需位置, 这样大部分远光灯便可持续打开,且不会对对面车辆或行人造成眩目。可以通过数百万的微镜面将光以符号的形式投影到路面,有助于提供开拓性的驾驶辅助以及与驾驶员的沟通,并能在各种驾驶情况下创造理想的光照条件。


高合Hiphi X的PML(ProgrammableMatrix Lighting)可编程智能数字大灯,奥迪e-tron的DML(Digital Matrix Lighting)数字智能大灯,奔驰的Digital Light,都是基于这一核心技术的不同应用。


5,Blade scan式


暂名极速旋镜式远光自适应系统,原理如图,通过旋转的反射面和LED的亮灭,控制光的分布,然后通过透镜进一步把车辆前面的区域扩散。



当前方遇到车辆时,会自动识别目标并将信息传输到控制系统,控制系统会将远距离命令发送到LED,实时控制各种范围。而当需要进行遮蔽时,只需在灯光扫射到遮蔽区域的时候,关闭相应区域LED灯光即可,这种技术,使用22颗光源,就可以达到传统矩阵需要400颗灯源才能实现效果,极大降低了制造成本,同时也实现了更好的效果。因为远光的效果可以以更自然的方式铺展,所以系统照亮了传统远光系统可能难以照到的地方。




6.MEMS式


即Laser Scanner,其基本原理为利用基于 MEMS 技术(Micro-Electro-Mechanical System, 微机电系统)所制成的高精度扫描镜周期性地在不同角度上依次反射激光光路,在投射面上形成远高于人眼反应速率的快速刷新图像。

假如此技术能通过车规认证应用在智能大灯系统上,将有可能是效率最高,体积最小的解决方案。其像素数量级也能做到与 DLP 式接近。


总结


可以预见,随着自动驾驶技术的推进,电子化、软件化的高像素智能大灯是未来的发展方向。车灯,将不再是一个简单的照明和信号装置,而是一个重要的交流窗口。但在未来的两三年内,受技术、成本等限制,智能大灯的实现形仍将将以矩阵式ADB为主,并逐渐向中低端车型下沉。随着μAFS技术的成熟,高端车型会考虑使用更高像素的智能大灯,以带来更多的照明和投影交互模式。DMD等要求更高的技术,将在豪华车型引领技术的发展方向。DLP本身是比较成熟的技术,应用在智能车灯上具有其巨大的优势,相信在成本逐步降低后,应用范围将得到扩展,是车灯行业重点关注的发展方向。


注,预估成本以DMD为100基准


值得注意的是,以上几种技术路线可以同时用在一款大灯上,比如最新的奔驰S级前灯,同时使用了DLP透镜和84像素矩阵式ADB透镜。智能大灯的进化,离不开雷达,摄像头,传感器及软件控制系统的进步,相互融合的趋势将进一步加强。为促进智能车灯行业的发展,艾邦智能汽车俱乐部搭建有智能车灯微信群,欢迎主机厂,配套供应商,光源,半导体,材料,设备等企业加入微信群,点击此处查看部分群友资源


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