自適應(yīng)前照燈誕生
德國研究聯(lián)盟協(xié)同工業(yè)和研究領(lǐng)域的知名機構(gòu)開發(fā)出智能化的高分辨率LED前照燈，此舉將推動自適應(yīng)前照燈朝著全新的維度發(fā)展進(jìn)步?？傢椖拷?jīng)理歐司朗，協(xié)同項目成員戴姆勒、弗勞恩霍夫協(xié)會、海拉和英飛凌共同合作開發(fā)了演示模型。
該模型的兩盞前照燈雙雙裝置了三個LED光源，每個光源都配有1024個獨立可控的光點。首先光線可以根據(jù)行駛過程中每個轉(zhuǎn)彎路段的實際情況作出自適應(yīng)調(diào)節(jié)，保證周邊不存在黑暗盲區(qū)。其次，利用車輛傳感器的幫助，可以分析周圍環(huán)境，照亮迎面駛來的車輛，使司機能夠?qū)⑦@些車輛看得更加清楚，并且不會使對方司機感到目眩。這樣一來，當(dāng)行駛在鄉(xiāng)間道路上時，司機再也不必將前照燈調(diào)暗了。
創(chuàng)新LED芯片
該項目由德國聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)資助，歷時三年半，才完成了前照燈演示裝置的生產(chǎn)和實地測試。為了實現(xiàn)這個項目，歐司朗光電半導(dǎo)體、英飛凌，以及弗勞恩霍夫協(xié)會的可靠性和微集成研究所(IZM)共同開發(fā)出了一個擁有1024個獨立可控像素的創(chuàng)新型LED芯片。
當(dāng)前市面上這一代的自適應(yīng)前照燈，都是由多個LED元件并排重疊安裝的。此外，還需要額外的電子元件對光段的開關(guān)進(jìn)行控制。前照燈內(nèi)部空間有限，因而光段的數(shù)量也會受限。新的解決方案是，LED的電子激活裝置集成進(jìn)芯片里，既達(dá)到了更高的分辨率，同時又滿足了有限的空間需求。為實現(xiàn)創(chuàng)新型高分辨率的智能汽車照明，項目進(jìn)行到第二階段時，由歐司朗特種照明業(yè)務(wù)部開發(fā)出了配備有能夠直接連接到車內(nèi)電子產(chǎn)品的電氣和導(dǎo)熱接口的LED模塊。
降低夜間行車事故風(fēng)險
一旦運用了智能高分辨率前照燈，就可以持續(xù)地分析行駛狀況和天氣情況：道速走勢，行駛速度，迎面車況，以及跟車距離。基于這些分析，多變的自適應(yīng)燈光分布保證了在各種情形下提供定制化照明。例如，高速行駛時，光束的照射范圍自動增大。另外一方面，城市交通中，更寬廣的燈光分布，除了改善了道路可見度，也通過更好地照亮人行道和周圍區(qū)域，大大提高了行車安全性。
“現(xiàn)在，我們想在這種新型高分辨率LED光源的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研發(fā)出量產(chǎn)化產(chǎn)品，我們看到了它在前照燈領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。”
——Stefan Kampmann ，歐司朗照明首席技術(shù)官
英飛凌 智能驅(qū)動電路
英飛凌科技公司研發(fā)了在創(chuàng)新型LED芯片里使用的智能驅(qū)動電路，從而實現(xiàn)了對1024個像素中的每一個像素的獨立控制。作為半導(dǎo)體生產(chǎn)商的英飛凌，以其高度創(chuàng)新的自適應(yīng)前照，實現(xiàn)了該電路直接與其上方發(fā)光的LED矩陣連接。技術(shù)挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)將這一特殊要求同LED驅(qū)動器的生產(chǎn)技術(shù)協(xié)調(diào)一致。
海拉 光學(xué)系統(tǒng)和散熱概念
海拉公司在戴姆勒功能要求的基礎(chǔ)上規(guī)定了光源的主要技術(shù)要求。作為照明和電子專家的海拉為照明模塊開發(fā)了整套的光學(xué)系統(tǒng)及其散熱概念，并制作出了前照燈原型。這些前照燈十分高效，并生成了非常均勻的光帶，而且單個光帶的光質(zhì)量也很高。無需機械啟動裝置，不同的光帶也可以純粹地通過電子技術(shù)生成，這是照明行業(yè)邁向數(shù)字化的重要一步。海拉通過此項研發(fā)正踐行著其為自身設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)：攜手客戶發(fā)展服務(wù)于他們的創(chuàng)新照明系統(tǒng)，不僅在保持精度和品質(zhì)的前提下批量生產(chǎn)，也在技術(shù)上始終堅持超前思維。
戴姆勒 系統(tǒng)組件和模塊性能
在該研究項目中，戴姆勒為完整的前照燈系統(tǒng)規(guī)定了功能要求和未來車輛性能，并以此為基礎(chǔ)，確定了整個前照燈系統(tǒng)的組件和模塊性能，即通過充分考慮未來的傳感器和車輛結(jié)構(gòu)，計算出最佳的光照分布，并將此信息傳遞至像素級前照燈。關(guān)于未來的電動汽車，能效是新開發(fā)的LED的一項重要條件。戴姆勒研制了一輛裝配了智能LED前照燈的汽車，用作真實交通條件下的實地測驗。
最新的梅賽德斯奔馳旗下的E級轎車裝載了來自海拉的多光束LED前照燈，每一盞都內(nèi)置84個獨立可控的歐司朗高性能LED。戴姆勒不斷致力于開發(fā)像素更高且愈發(fā)精細(xì)的LED前照燈，鞏固其作為照明領(lǐng)域先驅(qū)者的地位。
弗勞恩霍夫協(xié)會 高超微型化連接技術(shù)
弗勞恩霍夫研究會充分施展了自己在連接技術(shù)(LED和IC)、材料及缺陷的檢測和隔離領(lǐng)域的能力，也對該項目做出了重要貢獻(xiàn)。通過帶有高超微型化連接技術(shù)的更精細(xì)化的建構(gòu)，達(dá)到極高的分辨率。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，德國柏林的弗勞恩霍夫協(xié)會的可靠性和微集成研究所(IZM)將歐司朗提供的1024像素的LED矩陣裝配在了英飛凌生產(chǎn)的可獨立控制每一像素的有源驅(qū)動電路上。借助極佳的冷卻性能，一裝上芯片即可抵消微米級的高度差。
細(xì)看兩種不同的組裝技術(shù)：納米級的海綿狀多孔金熱壓焊接技術(shù)和高度可靠的鍍金錫回流焊接技術(shù)。經(jīng)證實，兩種組裝技術(shù)都能成功地為后續(xù)的LED工序提供高效的生產(chǎn)和魯棒性接口。
LED芯片面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
高分辨率 LED 前照燈面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一，是具備1,024 個可獨立控制像素的芯片尺寸偏大。因為LED 芯片尺寸越大，生產(chǎn)過程中的失敗風(fēng)險越高，像素矩陣中單個光點的亮度則會降低。為了解決這個問題，德國弗賴堡弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所 (IAF) 開發(fā)出了一項修復(fù)缺陷的新技術(shù)。
該技術(shù)基于紫外激光器微機械加工工藝，可以在生產(chǎn)過程中修復(fù) LED 芯片中的缺陷。其工作方式是：識別微觀缺陷，然后使用紫外激光妥善的移除材料，消除缺陷或?qū)⒅姼綦x，同時確保激光不會因疏忽而造成新缺陷，這被稱為漏電途徑。經(jīng)修復(fù)后，像素點將恢復(fù)完全，在此呈現(xiàn)均勻的 “光帶”。弗勞恩霍夫 IAF 研制的這種激光微機械加工工藝可帶來多重經(jīng)濟效益：一方面，它能在生產(chǎn)過程中消除缺陷，從而降低大尺寸 LED 芯片生產(chǎn)的報廢率和成本;另一方面，它還能延長 LED 的平均使用壽命，這是一個重要的競爭優(yōu)勢，且能提升客戶滿意度。
μAFS 項目
μAFS項目由德國聯(lián)邦教育和研究部 (BMBF)資助，編號為13N12510，項目周期從2013年2月到2016年9月。項目伙伴已合作達(dá)成目標(biāo)：開發(fā)出智能照明解決方案，為具備了道路安全功能的新型高效節(jié)能LED前照燈奠定技術(shù)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，可以開發(fā)出自適應(yīng)前照系統(tǒng) (AFS)，大大提高司機、乘客和其他行路者的安全性。
內(nèi)涵1024個獨立可控光點(像素)的新型LED芯片約莫指甲蓋大小。三個這樣的芯片組合在一起可使每個前照燈達(dá)到3072像素的分辨率。也是這個獨特的創(chuàng)新，提高行車的安全度的同時，也讓我們的行車生活更多一份貼心與安心。
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