【歐司朗光電半導(dǎo)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(fā)布時間:2016-10-18
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道路安全解決方案
一個由工業(yè)界及科研界的知名機構(gòu)組成的德國研究聯(lián)盟已研發(fā)出可實現(xiàn)智能高分辨率LED前照燈的基礎(chǔ)解決方案,，將自適應(yīng)前照燈帶入了一個全新的領(lǐng)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(xié)會,、海拉集團和英飛凌密切協(xié)作,，開發(fā)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(jù)相應(yīng)的交通狀況,，十分精確的進行自適應(yīng)調(diào)節(jié),，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(jù)每個轉(zhuǎn)彎路段的實際情況自適應(yīng)調(diào)節(jié)燈光，高質(zhì)量,，因此不會產(chǎn)生黑暗邊緣區(qū)域,。此外，借助汽車上的傳感器對周邊環(huán)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(zhì)，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(yè)照明，對方駕駛員也能安全行駛,。得益于此,，在鄉(xiāng)間道路上行駛時，車輛駕駛員再也不必將前照燈的燈光調(diào)暗,。
創(chuàng)新型LED芯片
該項目由德國聯(lián)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(chǎn)和現(xiàn)場測試。在這個項目中,，歐司朗光電半導(dǎo)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(chuàng)新型LED芯片。
在此之前,，市場上現(xiàn)有的自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)是在前照燈內(nèi)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(guān)閉光段,。由于前照燈中的內(nèi)部空間有限,，因此光段的數(shù)量會受到限制。在新的解決方案中,，芯片內(nèi)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(chuàng)新型高分辨率智能汽車照明解決方案,，歐司朗特種照明業(yè)務(wù)部研制出了配備電氣和導(dǎo)熱接口的LED模塊，可直接連接至汽車的電子系統(tǒng),。
降低夜間夜間駕駛的事故風(fēng)險
如今,，該項目已成功證明了這個系統(tǒng)的可行性；智能高分辨率前照燈將持續(xù)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(jù)這些數(shù)據(jù),，可變自適應(yīng)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(qū)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(xiàn),，道路照明，無需任何機械執(zhí)行機構(gòu),。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(chǎn)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(fēng)險。
歐司朗照明公司首席技術(shù)官Stefan Kampmann表示：
“現(xiàn)在,，我們想在這種新型高分辨率LED光源的基礎(chǔ)上進一步研發(fā)出量產(chǎn)化產(chǎn)品,，LED球泡燈，我們看到了它在前照燈領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力,�,！�
智能驅(qū)動電路
英飛凌科技股份公司開發(fā)出了在創(chuàng)新型LED芯片中使用的智能驅(qū)動電路，超市照明,，從而實現(xiàn)了對1,024個光點中每個光點的獨立控制,。英飛凌成功的設(shè)計出了一種方式，可直接將智能驅(qū)動電路與其上方的放光LED陣列相連接,。技術(shù)挑戰(zhàn)在于如何將此方面的特殊要求與LED驅(qū)動器的制造技術(shù)進行協(xié)調(diào),。憑借智能驅(qū)動電路及其與汽車應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的豐富應(yīng)用知識,，英飛凌不斷為高度創(chuàng)新的自適應(yīng)前照明系統(tǒng)提供支持。
光源的主要技術(shù)要求
海拉胡克集團公司根據(jù)戴姆勒公司的功能要求,，明確了光源的主要技術(shù)要求,。照明和電子領(lǐng)域的專家們?yōu)檎彰髂K研發(fā)了整套光學(xué)系統(tǒng)及其散熱概念，并制作出了前照燈原型,。這些前照燈極為高效,，且能夠發(fā)出均勻的光型，CE認證,， led商業(yè)照明,，而且單個光點光質(zhì)良好。
僅使用電子元件就能產(chǎn)生不同光型,，無需任何機械執(zhí)行機構(gòu),。這是朝著照明行業(yè)數(shù)字化邁出的重要一步。海拉用這一研發(fā)成就踐行了其為自身設(shè)立的標準：攜手客戶研發(fā)創(chuàng)新照明系統(tǒng),，不僅在保持必要精度和質(zhì)量前提下批量生產(chǎn),，而且在技術(shù)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(tǒng)具體指定了功能要求和未來汽車特性,。以此為基礎(chǔ)，確定前照燈系統(tǒng)的組件和模塊特性,，包括根據(jù)未來的傳感器和汽車架構(gòu),，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(chuàng)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(huán)境下進行實地測試,。
最新LED前照燈技術(shù)
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(nèi)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(fā)像素更高且更精細的LED前照燈,，成就了其在照明領(lǐng)域的開拓者地位。
在這個項目中,，弗勞恩霍夫協(xié)會為連接技術(shù)（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(shù)實現(xiàn)更精細的結(jié)構(gòu),，獲得了極高的分辨率,。為了實現(xiàn)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(qū)動每個像素的有源驅(qū)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(shù)應(yīng)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(jié)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(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,，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(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)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(fā)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(shù)基礎(chǔ),。在此基礎(chǔ)上，可以開發(fā)出更具駕乘人員安全性的自適應(yīng)前車燈照明系統(tǒng)(AFS),。
借助數(shù)千個可獨立控制的光點,，新型智能自適應(yīng)前照燈可在充分照亮環(huán)境的同時,，防止對其他車輛產(chǎn)生眩光。內(nèi)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(xiàn)3,072像素的分辨率。
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