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么?当自动驾驶逐步普及,传统照明又意义何在?”
新出行时代下的汽车照明
“当然,我们能顺应各个技术浪潮的迭代,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,也利于主机厂去推广其品牌设计;
其二,性能价值,其产品相比于传统照明,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,几乎是覆盖到汽车的整个生命周期。”
而汽车照明行至智能网联新能源汽车这个新出行时代下,一个由“传感”和“可视化”融合的照明浪潮也因此到来。
几乎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参与环境照明,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、甚至传感集合;从安全性考虑加入驾驶员状态监控(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交互以及体验;
舱外,从普通的ADB,到像素化头灯,在提升安全性的同时,增加驾驶员的感知舒适度;车窗显示;LiDAR传感等——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。
以下图为例,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,驾驶员需要感知多维信息。
而若是在夜晚,用合适的光源把环境照亮,从而方便驾驶员去判断就非常关键。
“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,这样的情况不仅不文明,最重要的是不安全。”
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信息,伴随潜在风险。
“因此,我们在ADB(Adaptive Driving Beam,自适应远光灯)的基础上创造了矩阵式大灯(Matrix Headlamp)。”
通过把远光的覆盖区域化成不同的区块(如上图左下方,每一个竖条代表一个可控制的区域),借助摄像头及传感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,尽量增大驾驶员的可视面积。
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(如上图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——EVIYOS®产品系列。”
在EVIYOS®系列中,艾迈斯欧司朗创新性地把其LED产品跟控制、驱动IC集成在一个封装体中(如下图所示)。
据悉,这个产品系列目前已经开发到第二代——EVIYOS® 2.0,它在40平方毫米的发光区间中,包含了25,600个像素的LED,这其中的每一颗LED都是可以独立寻址、控制其开关以及灰度。
这样的Micro LED照明产品,不仅能够带来更好的照明体验,同时也可满足可视化的需求,比如上图左侧中的二维码和字符均是EVIYOS® 2.0通过控制每一个单独的LED像素来实现,通过后面的光学投影系统,就可以把这个画面,或是其他画面,清晰投影到路面等(如下方视频所示),从而产生效果很好、精确控制的照明。
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“基于EVIYOS® 2.0,我们还提供了更高的对比度以及热阻性能,使得产品能够更好应用在系统中。”
当然,除了EVIYOS®产品之外,市面上现在较为常见的是DPL或者激光扫描的投影方式。而将3种方案进行对比(如上图中的雷达图所示),就会发现EVIYOS®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。
第三方力证
事实上,EVIYOS® 2.0的产品还得到了奥迪总监的力证。他在2021 DVN Shanghai的论坛上展示了ADB的多种方案。
上图中,前面几种方式均是像素数较少的ADB方案,目前在应用端也具有较大局限性,而列表后边罗列的方案,比如Blade Scan、LCD和MEMS等,一方面其技术成熟度还不够;另一方面系统效率等因素也制约了相应发展。
从系统层面来分析,上述方案中EVIYOS® 2.0在尺寸、重量减少一半的情况下,帮助降低50%以上的系统成本,同时实现超过1倍的亮度。此外,EVIYOS® 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。
“这是一个极大的功耗进步,因此整个系统都是非常优化的解决方案。”
据悉,EVIYOS® 2.0将于今年下半年量产,而且由于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EVIYOS® 2.0的车型同步上市。
回答最开始的问题
就文章开篇的问题——“自动驾驶时代对汽车照明意味着什么?当自动驾驶逐步普及,传统照明意义何在?”罗理先生是这样回答的:
首先,他认为信号灯不仅不会消失,甚至还会因为自动驾驶的到来得到加强。因为信号灯未来很重要的一个作用是交互,告诉车上的其他传感器,以及周围的人、车,也就是Car-to-X,当前车辆是在一个什么样的状态下行驶;
其次,目前已有草案就ADAS自动驾驶状态灯的颜色、安装角度、位置和亮度进行明确,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,它们仍然需要摄像头的辅助,去做传感器的融合,这就势必需要高精度的照明,提升摄像头的传感以及质量,以输出更好的信号品质,从而反馈到执行机构去做判断;
甚至,目前已经可以看到目前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,我觉得关键点在于软硬件结合的能力。”
最后,伴随智能驾驶的普及,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就需要很多灯光营造氛围,也需要smart surface等一系列人机交互的窗口出现,这也会对未来车载照明、传感这部分市场带来不同的拓展和变化。
来源:感光现象