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因应新出行时代的汽车照明
由感测和视觉化融合的照明浪潮

【作者: ams OSRAM】2023年08月20日 星期日

浏览人次:【1471】

在谈汽车照明之前,先试着回答一个问题「自动驾驶时代对汽车照明意味着什麽?当自动驾驶逐步普及,传统照明又意义何在?」


艾迈斯欧司朗(ams OSRAM)资深行销经理罗理表示,这是他近年来在跟客户、行业专家聊天时,大家探讨得比较多的一个话题。可以说,汽车照明,也在寻找自己的时代定位。


在回答这个问题之前,我们先系统了解新出行时代下的汽车照明。


新出行时代下的汽车照明

「从上世纪 90 年代开始,我们的LED产品就已经批量上车了。」


但当时,产品的应用还主要集中在汽车内饰,比如按键、仪表灯等的背光照明,随後才逐步渗透到汽车尾部的讯号灯照明,再到汽车前大灯领域。


艾迈斯欧司朗在汽车照明领域的变迁发展仿佛是一个缩影,以一己之身让我们看到汽车照明行业每隔5年涨起的不同技术浪潮(如图一所示)。



图一 : 汽车照明行业每隔5年的技术浪潮(source:ams OSRAM)
图一 : 汽车照明行业每隔5年的技术浪潮(source:ams OSRAM)

「当然,我们能顺应各个技术浪潮的反覆运算,一方面是自身技术的发展,以及随之带来的效率提升和成本下降;另一方面也是我们能够带来额外的价值。」


这个价值主要分为2部分,其一,设计价值,比如其LED系列产品应用在汽车尾灯,可以带来造型优势。小封装更易组合的特点,也利於主机厂去推广其品牌设计;其二,性能价值,其产品相比於传统照明,会带来安全性、亮度、寿命、可靠性的全方位性能提升。「仅以寿命为例,传统光源的寿命一般仅为几千小时,我们的产品寿命基本都是5万小时起步,甚至很多能超过10万小时,几??是覆盖到汽车的整个生命周期。」


而汽车照明行至智慧联网新能源汽车这个新出行时代下,一个由「感测」和「视觉化」融合的照明浪潮也因此到来。


几??所有的灯都在从静态向动态转变,同时所有功能型的照明也都在叁与环境照明,而这都还不是全部。


比如,舱内舱外,趋势不同。


舱内,RGB LED的无极调色烘托舱内氛围;用创新性工艺和材料将织物和LED照明、甚至感测集合;从安全性考虑加入驾驶状态监控(DMS);越来越多舱内的显示器也慢慢过渡到3D显示器,甚至是用Micro LED直显的方式去替代传统背光方式等在不同应用场景提升人的互动以及体验;


舱外,从普通的ADB,到像素化头灯,在提升安全性的同时,增加驾驶的感知舒适度;车窗显示;LiDAR感测等这都是我们在汽车外饰上能窥见的中长期趋势。


以点窥面:Micro LED照明大灯

若想以点窥面,罗理认为从像素化头灯即可显现新时代出行的变化。


道路环境其实很复杂。


以图二为例,尽管是一张静态的图片,仍然显示了出行环境的复杂,同向行驶的汽车、对向形势的汽车,行人,非机动车辆,以及速度标牌,驾驶需要感知多维资讯。



图二 : 照明环境(source:ams OSRAM)
图二 : 照明环境(source:ams OSRAM)

而若是在夜晚,用合适的光源把环境照亮,从而方便驾驶去判断就非常关键。


「开车的人都知道,如果夜晚时候对面来车将远光打开,你的眼睛就会感到眩晕,这样的情况不仅不礼貌,最重要的是不安全。」



图三 : 像素前向照明可实现精确的去眩光(source:ams OSRAM)
图三 : 像素前向照明可实现精确的去眩光(source:ams OSRAM)

解决方案当然不能是「关闭远光,只开近光」,这样虽然保障了对向行车的安全,但也会同时丢失不少可用资讯,伴随潜在风险。


「因此,我们在ADB(Adaptive Driving Beam;自动调整远光灯)的基础上,创造了矩阵式大灯(Matrix Headlamp)。」


藉由把远光的覆盖区域化成不同的区块(如图三左下方,每一个竖条代表一个可控制的区域),借助相机镜头及感测器来辅助观察并将灯光作为执行器,「有意识」地去自动控制每个光束的打开或关闭,以及灯光灰度的调节在保证驾驶安全的同时,尽量增大驾驶的可视面积。


据悉,目前市面上已经量产的车型,最多可以把区间细分到100个像素左右,虽然有100个像素,但实际上每个区块还是较大,能不能进一步拓展到更小角度的区分(如图三右下角那种非常多小方格控制的光源类型)?


「因此,我们创新性地推出了一个全新产品系列,即Micro LED照明趋势代表产品之一EVIYOSR产品系列。」


在EVIYOSR系列中,艾迈斯欧司朗创新性地把其LED产品跟控制、驱动IC整合在一个封装体中(如图四所示)。



图四 : EVIYOS第一数位照明来源(source:ams OSRAM)
图四 : EVIYOS第一数位照明来源(source:ams OSRAM)

据悉,这个产品系列目前已经开发到第二代EVIYOS 2.0,它在40mm2的发光区间中,包含25,600个像素的LED,这其中的每一颗LED都是可以独立定址、控制其开关以及灰度。



图五 : Active Pixel-LED:EVIYOS 2.0元件(source:ams OSRAM)
图五 : Active Pixel-LED:EVIYOS 2.0元件(source:ams OSRAM)

这样的Micro LED照明产品,不仅能够带来更好的照明体验,同时也可满足视觉化的需求,比如二维码和字元均是EVIYOSR 2.0透过控制每一个单独的LED像素来实现,透过光学投影系统,就可以将所要的画面清晰投影到路面等,进而产生效果很好、精确控制的照明。


「基於EVIYOSR 2.0,我们还提供了更高的对比度以及热阻效能,使得产品能够更好应用在系统中。」


当然,除了EVIYOSR产品之外,市面上现在较为常见的是DPL或者雷射扫描的投影方式。而将3种方案进行对比(如上图中的雷达图所示),就会发现EVIYOSR这类Micro LED的解决方案,在多个维度,比如亮度、可视面积、能量优化、可延展性、空间使用以及最重要的系统成本等方面均表现领先性。


从系统层面来分析,上述方案中EVIYOSR 2.0在尺寸、重量减少一半的情况下,协助降低50%以上的系统成本,同时实现超过1倍的亮度。此外,EVIYOSR 2.0是一个主动式光源,相比DLP技术的被动式光源,可以在不使用时将功耗降到0。


目前,EVIYOS 2.0已经依计画於今年下半年量产,而且由於其产品开发和搭载车型量产基本是同步进行,预期今年下半年,也会有全球首发搭载EVIYOSR 2.0的车型同步上市。


回答最开始的问题

就文章开端的问题「自动驾驶时代对汽车照明意味着什麽?当自动驾驶逐步普及,传统照明意义何在?」罗理是这样回答的:


首先,他认为讯号灯不仅不会消失,甚至还会因为自动驾驶的到来得到加强。因为讯号灯未来很重要的一个作用是互动,告诉车上的其他感测器,以及周围的人、车,也就是Car-to-X,当前车辆是在一个什麽样的状态下行驶;


其次,目前已有草案就ADAS自动驾驶状态灯的颜色、安装角度、位置和亮度进行定义,未来这套全新的灯光法规,也会给照明市场带来进一步的规范提升;


再次,从另外一个角度来看,现在的自动驾驶执行机构,比如雷达、LiDAR等,在有一些条件下,它们的性能还是受限。特别是在夜间,它们仍然需要相机镜头的辅助,去进行感测器的融合,这就势必需要高精度的照明,提升相机镜头的感测以及品质,以输出更好的讯号品质,进而回??到执行机构去做判断;


甚至,目前已经可以看到传统做照明的厂家和当前ADAS厂商已经就例如车身四周的四个角落安装位置互相竞争、互相渗透。「这里面谁会先一步成功,我觉得关键点在於软硬体结合的能力。」


最後,伴随智慧驾驶的普及,汽车也在越来越多脱离驾驶本身的概念,车舱也会愈加体现第三生活空间的概念,除了家和办公区间以外,标榜第三生活空间的车舱需要很多灯光营造氛围,也需要smart surface等一系列人机互动的视窗出现,这也会对未来车载照明、感测这部分市场,带来不同的拓展和变化。


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