激光光源及像素／矩阵级光束照明研究

智能大灯发展趋势根据不同路况改变光型的大灯概念早在1958年已被首次提出，但在以卤素灯为主要大灯光源的年代自然是难以实现。而随着汽车灯具技术的不断进步，由其是LED光源的普及，以及传感器和算法处理领域的大量技术革新，目前较先进的大灯系统已实现根据各种复杂的路面环境进行多样化光型调节的功能，执行如多道路模式切换、智能随动转向、自动识别对向来车的无眩光远光、路标识别、行人警示等智能照明动作。此类功能既对行驶安全有帮助， 也能直观地提升车辆的科技感，市场前景广阔。

图 2．3 ADB （Adaptive Driving Beam）的市场份额趋势评估

光源技术路线分析

LED矩阵式

基于LED小体积、易驱动、快速响应等特性，使用多颗LED进行行、列或矩阵式排列是实现入门级多像素智能大灯最直接的方案。与普通LED大灯相比，LED矩阵式大灯需要更多路的驱动，更大的散热能力，以及给每颗LED配光成为独立像素的二次光学系统。

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。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。

图 2．4 LED 矩阵式智能大灯示例 （来源 ： HELLA官网）

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，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限。

图 2．5 LCD式智能大灯示例 （图片来源 ： HELLA官网）

DLP式

与发展LCD式智能大灯的原因类似，作为目前投影设备主流技术的基于DMD器件（Digital Micromirror Device， 数字微镜元件）的DLP技术 （Digital Light Processing， 数字光处理 ） 自然也成为了多像素智能大灯光源系统的可选技术路线。

光源方面，与目前的投影技术类似，LED 和激光 （Laser）均可作为DLP系统的光源。LED＋DMD的优势在于技术比较成熟，亮度、效率等各主要参数也足够好。激光 ＋ DMD 的优势在于，得益于激光的强方向性。目前的首款DLP式智能大灯已突破百万级的像素，遥遥领先于其他技术，而且将来还有进一步上升的空间。

μAFs 式

μAFs 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。在过去传统的LED工艺里，每个芯片只有单个正极和单个负极（多芯片LED仅是把多个独立的LED芯片整合到一个LED封装），外部驱动提供电能后，整片芯片同时点亮。而μAFs则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。

得益于无需额外增加像素形成系统的特性，μAFs的主要优势便体现在较低的系统成本，较小的系统体积，以及相当高的效率。

图 2．7 μAFS 式智能大灯示例 （图片来源 ： OSRAM）