【歐司朗光電半導體】推出全新汽車照明革新道路安全解決方案

文章來源:恒光電器

發布時間:2016-10-18

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　　道路安全解決方案

　　一個由工業界及科研界的知名機構組成的德國研究聯盟已研發出可實現智能高分辨率LED前照燈的基礎解決方案，將自適應前照燈帶入了一個全新的領域。作為項目綜合管理者，歐司朗與項目合作伙伴戴姆勒公司、弗勞恩霍夫協會、海拉集團和英飛凌密切協作，開發出了演示模型。

　　該模型的兩盞前照燈分別包含三個LED光源，家用照明，每個LED光源由1,024個可獨立控制的光點組成。這意味著前照燈可根據相應的交通狀況，十分精確的進行自適應調節，時刻保持最佳光照條件，避免讓其他駕駛員感到炫目。

　　同時，它能根據每個轉彎路段的實際情況自適應調節燈光，高質量，因此不會產生黑暗邊緣區域。此外，借助汽車上的傳感器對周邊環境進行分析，此款前照燈不僅能照亮對面駛來的車輛，照明資質，使駕駛員看的更加清晰，而且由于光束不會照射在對面來車的駕駛員頭部， led商業照明，對方駕駛員也能安全行駛。得益于此，在鄉間道路上行駛時，車輛駕駛員再也不必將前照燈的燈光調暗。

　　創新型LED芯片

　　該項目由德國聯邦教育和研究部(BMBF)提供資助，歷時三年半成功完成了對前照燈演示裝置的生產和現場測試。在這個項目中，歐司朗光電半導體、英飛凌和弗勞恩霍夫工程院可靠性和微集成研究所(IZM)共同研制出配備1,024個可獨立控制光點的創新型LED芯片。

　　在此之前，市場上現有的自適應前照燈系統是在前照燈內并排重疊安裝多個LED元件，LED射燈，并且還需要使用其他電子元件來打開和關閉光段。由于前照燈中的內部空間有限，因此光段的數量會受到限制。在新的解決方案中，芯片內集成了LED電子激活裝置，不僅滿足了有限空間要求，也大幅提升了分辨率。

　　項目第二階段，針對這種創新型高分辨率智能汽車照明解決方案，歐司朗特種照明業務部研制出了配備電氣和導熱接口的LED模塊，可直接連接至汽車的電子系統。

　　降低夜間夜間駕駛的事故風險

　　如今，該項目已成功證明了這個系統的可行性；智能高分辨率前照燈將持續不斷地分析汽車行駛情況和天氣狀況：道路走向、行駛速度、前方是否有來車、以及車距等。根據這些數據，可變自適應光分布可確保在各種情形下提供定制化照明。譬如，高速行駛時，光束射程將會自動加長。

　　而在城市交通中，前照燈的光線分布更廣，廠房照明，照亮了路面同時，也更好地照亮了人行道和周邊區域，大大提高了道路安全性。這些功能完全通過電子方式實現，道路照明，無需任何機械執行機構。有了無眩光前照燈燈，駕駛員在夜間始終擁有最佳照明，同時不會對其他駕駛員產生不良影響。這顯然有利于提高駕駛員的視覺感知度，從而極大的降低夜間夜間駕駛的事故風險。

　　歐司朗照明公司首席技術官Stefan Kampmann表示：

　　“現在，我們想在這種新型高分辨率LED光源的基礎上進一步研發出量產化產品，LED球泡燈，我們看到了它在前照燈領域應用的巨大潛力。”

　　智能驅動電路

　　英飛凌科技股份公司開發出了在創新型LED芯片中使用的智能驅動電路，超市照明，從而實現了對1,024個光點中每個光點的獨立控制。英飛凌成功的設計出了一種方式，可直接將智能驅動電路與其上方的放光LED陣列相連接。技術挑戰在于如何將此方面的特殊要求與LED驅動器的制造技術進行協調。憑借智能驅動電路及其與汽車應用領域相關的豐富應用知識，英飛凌不斷為高度創新的自適應前照明系統提供支持。

　　光源的主要技術要求

　　海拉胡克集團公司根據戴姆勒公司的功能要求，明確了光源的主要技術要求。照明和電子領域的專家們為照明模塊研發了整套光學系統及其散熱概念，并制作出了前照燈原型。這些前照燈極為高效，且能夠發出均勻的光型，CE認證， led商業照明，而且單個光點光質良好。

　　僅使用電子元件就能產生不同光型，無需任何機械執行機構。這是朝著照明行業數字化邁出的重要一步。海拉用這一研發成就踐行了其為自身設立的標準：攜手客戶研發創新照明系統，不僅在保持必要精度和質量前提下批量生產，而且在技術上始終追求超前思維。

　　在該研究項目中，戴姆勒公司針對完整的前照燈系統具體指定了功能要求和未來汽車特性。以此為基礎，確定前照燈系統的組件和模塊特性，包括根據未來的傳感器和汽車架構，計算出最佳光分布，并將這些信息傳遞給像素前照燈。就未來的電動汽車而言，能效是這些創新LED必須滿足的重要要求。戴姆勒公司制造了一輛配有該智能LED前照燈的汽車，用于在真實交通環境下進行實地測試。

　　最新LED前照燈技術

　　最新的梅賽德斯-奔馳E級轎車采用了海拉提供的多光束LED前照燈，每只燈內含84顆可獨立控制的歐司朗高性能LED。戴姆勒公司不斷致力于研發像素更高且更精細的LED前照燈，成就了其在照明領域的開拓者地位。

　　在這個項目中，弗勞恩霍夫協會為連接技術（LED和IC）和材料，以及缺陷檢測和隔離等方面做出卓越貢獻。通過采用高超的微型化連接技術實現更精細的結構，獲得了極高的分辨率。為了實現這一目標，位于德國柏林的弗勞恩霍夫工程院可靠性和微集成研究所(IZM)將歐司朗提供的具有1,024像素的LED陣列組裝在英飛凌提供的可以單獨驅動每個像素的有源驅動器電路上。借助極佳的冷卻性能，芯片組裝后可以將微米級的高度差抵消掉。

　　兩種不同的技術應運而生：采用海綿狀納米多空金熱壓焊接和使用高可靠度金錫的回流焊接。結果證明，這兩種貼裝工藝都十分成功，能為隨后的LED工序提供成品率高且魯棒性好的接口。

　　面臨的技術挑戰

　　高分辨率LED前照燈面臨的技術挑戰之一，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，生產過程中的失敗風險越高，家用照明，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用固體物理研究所(IAF)開發出了一項修復缺陷的新技術。

　　該技術基于紫外激光器微機械加工工藝，可以在生產過程中修復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，消除缺陷或將之電隔離，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。經修復后，像素點將恢復完全，在此呈現均勻的“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濟效益：一方面，它能在生產過程中消除缺陷，從而降低大尺寸LED芯片生產的報廢率和成本；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勢，且能提升客戶滿意度。

　　μAFS項目

　　μAFS項目由德國聯邦教育和研究部(BMBF)提供資助，LED燈管，資助編號為13N12510，項目周期從2013年2月到2016年9月。項目合作伙伴已達成目標：開發出智能照明解決方案，為兼具道路安全功能的新型高能效LED前照燈奠定技術基礎。在此基礎上，可以開發出更具駕乘人員安全性的自適應前車燈照明系統(AFS)。

　　借助數千個可獨立控制的光點，新型智能自適應前照燈可在充分照亮環境的同時，防止對其他車輛產生眩光。內含1,024個可獨立控制光點的新型LED芯片只有指甲蓋大小。三個同類芯片組合起來，便可使每個前照燈實現3,072像素的分辨率。

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