新光源帶來了設(shè)計(jì)自由 增加了安全性

在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的汽車市場(chǎng)中取得成功僅限于那些將精心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與極具吸引力的設(shè)計(jì)相結(jié)合的人，例如通過前照燈的完美集成。弗勞恩霍夫研究人員開發(fā)出一種新的照明技術(shù)，使設(shè)計(jì)人員能夠更自由地創(chuàng)造具有非常規(guī)造型的車輛，并為駕駛員和汽車制造商提供額外的好處。該原型將于2019年6月24日至27日在LASER World of PHOTONICS交易會(huì)上展出。

位于耶拿的弗勞恩霍夫應(yīng)用光學(xué)和精密工程研究所IOF開發(fā)出新一代車燈，它不僅超出法律和汽車行業(yè)對(duì)照明性能和功能的要求，而且比現(xiàn)有的更高效，更緊湊，更靈活。關(guān)于它們?cè)谲囕v上的位置的系統(tǒng)。

每個(gè)前照燈200,000個(gè)微光學(xué)元件

在今年的LASER World of PHOTONICS交易會(huì)上，來自Fraunhofer IOF的科學(xué)家們將展示分段式遠(yuǎn)光燈裝置的第二個(gè)功能原型，它可以最大限度地減少光散射。該裝置基于多孔徑投影儀，該投影儀已連續(xù)發(fā)展多年。200,000個(gè)微光學(xué)元件將光最佳地聚焦在車輛的行進(jìn)方向上。

可以根據(jù)需要單獨(dú)或成組停用段，而不會(huì)有時(shí)間延遲。結(jié)合現(xiàn)代車輛傳感器技術(shù)，可以有效地防止遠(yuǎn)光燈對(duì)迎面而來的駕車者造成傷害。此外，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該設(shè)計(jì)需要的安裝空間顯著減少。

減少眩光

光線不僅可以專門用于迎面而來的交通，甚至可以保護(hù)行人，例如騎自行車的人不會(huì)受到眩光的阻礙。這提高了所有道路使用者的安全水平。

“我們正在開發(fā)前照燈作為WISA項(xiàng)目SSL-StructuredSpotLight的一部分 - 使用Fraunhofer內(nèi)部資金。具有商業(yè)相關(guān)性的內(nèi)部研究項(xiàng)目使跨機(jī)構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)前研究能夠?yàn)楹罄m(xù)的行業(yè)發(fā)展項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)，”弗勞恩霍夫IOF微光學(xué)系統(tǒng)部研究員斯蒂芬妮菲舍爾說。

該項(xiàng)目依賴于汽車制造商和零部件供應(yīng)商的一組顧問。因此，它們能夠提供關(guān)于高光束和近光束的期望參數(shù)以及機(jī)械設(shè)計(jì)要求的輸入。該集團(tuán)的參與者包括諸如AUDI，HELLA，Trilux和OSRAM等知名品牌。

功能遵循設(shè)計(jì)

未來幾年，汽車制造商將在設(shè)計(jì)前照燈時(shí)獲得更大的創(chuàng)作自由。因此，設(shè)計(jì)師可以完全自由地決定是否將前照燈安裝在車輛前端的外緣(如通常所做的那樣)，或者將其安裝在其中心的窄條上。

這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)非常小的安裝深度并且在尺寸和形狀方面提供更大的自由度。“前大燈不再是長(zhǎng)方形的：設(shè)計(jì)師可以選擇任何其他所需的形狀，”Stephanie Fischer說。“大型光學(xué)裝置的空間要求限制了過去的設(shè)計(jì)可能性。”

此外，新系統(tǒng)增加了LED的光輸出。例如，當(dāng)設(shè)置為近光時(shí)，僅35%的光輸出會(huì)丟失，這對(duì)于LED前照燈來說是一個(gè)很好的價(jià)值。這種效率的提高還改善了車輛的能量平衡，并提高了汽車應(yīng)用的可接受水平。

遠(yuǎn)光燈單元由兩個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊包含七個(gè)可單獨(dú)控制的LED簇?？偣菜膫€(gè)準(zhǔn)直透鏡將來自LED簇的光引導(dǎo)到兩個(gè)串聯(lián)透鏡陣列上。這些微光學(xué)元件處理來自各個(gè)LED的光的分布。數(shù)千個(gè)微透鏡精確地將光引導(dǎo)到相應(yīng)的照明段。通過單獨(dú)控制24個(gè)LED的總數(shù)，可以在幾分之一秒內(nèi)打開或關(guān)閉每個(gè)段。

生產(chǎn)過程由內(nèi)部開發(fā)

有史以來第一次使用各種尺寸的矩形聚合物鏡片來實(shí)現(xiàn)更精確的光建模。最小的型號(hào)尺寸為0.045 mm x 0.180 mm。在這里，F(xiàn)raunhofer IOF開發(fā)了自己的矩形透鏡生產(chǎn)方法，即“High Five”灰度光刻系統(tǒng)。High Five不僅能夠產(chǎn)生極其精細(xì)的微結(jié)構(gòu)，而且還可以產(chǎn)生相對(duì)較大的輪廓深度(高達(dá)100μm)，以最佳地利用LED的可用亮度。

Fraunhofer IOF現(xiàn)已成功實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)近光前照燈模塊原型。一旦所有部件完全開發(fā)出來，8 000個(gè)微透鏡將確保夜間和惡劣天氣條件下的最佳視野。