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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，每個 LED 光源由 1024 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(jìn)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，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(jìn)行分析，此款前照燈不僅能照亮對面駛來的車輛，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，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 1024 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，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，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)，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(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。”

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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，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(jìn)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，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(biāo)準(zhǔn)：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(jìn)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(xì)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(xiàn)。通過采用高超的微型化連接技術(shù)實現(xiàn)更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，獲得了極高的分辨率。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，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，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，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(dá)成目標(biāo)：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)。