東京大學(xué)的一個(gè)研究項(xiàng)目使用新型壓電MEMS光學(xué)掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈，提升汽車駕駛安全性。

將道路安全技術(shù)融入現(xiàn)代車輛之中，持續(xù)減少對(duì)行人、駕駛員和乘客的危險(xiǎn)狀況，但是每年全球仍有100萬人死亡。

夜間駕駛是造成事故的一個(gè)重要原因，因此車輛的前照燈和前向照明對(duì)于安全行駛顯得尤為重要。

自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈（Adaptive Driving Beam，ADB）技術(shù)是一種很有吸引力的解決方案，在這種技術(shù)方案中，汽車前照燈會(huì)根據(jù)車速和行駛條件自動(dòng)調(diào)整照明情況。例如，自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈可以在需要時(shí)自動(dòng)啟用遠(yuǎn)光照明，然后在迎面而來的車輛周圍調(diào)整其光束掃描模式。

然而，目前商用自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)的“可控性”有限?；谝壕袼鼗驍?shù)字MEMS微鏡陣列的空間光調(diào)制器可以幫助緩解此問題，但實(shí)現(xiàn)起來成本昂貴，并且會(huì)因?yàn)槲蠢玫墓夤β识馃崃繐p失。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，東京大學(xué)的一個(gè)研究項(xiàng)目開發(fā)出一款新型基于MEMS光學(xué)掃描技術(shù)的自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)，這可能會(huì)提供一個(gè)更加通用的ADB平臺(tái)。這項(xiàng)研究工作發(fā)表在《光學(xué)微系統(tǒng)》期刊上。

該研究項(xiàng)目在其發(fā)表的論文中評(píng)論說：“我們已經(jīng)開發(fā)出一種壓電MEMS二維光學(xué)掃描器，可用于引導(dǎo)磷光體發(fā)光材料產(chǎn)生各種照明圖案，并通過成像透鏡投射到汽車前方?！?br />
該掃描器包括“將一層鋯鈦酸鉛（PZT）薄膜沉積到絕緣體上硅晶圓（SOI）上，并經(jīng)過一系列MEMS制造工藝形成的”一種掃描微鏡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過可控的壓電驅(qū)動(dòng)方式激發(fā)微鏡產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

在使用中，掃描微鏡的運(yùn)動(dòng)可將來自450nm / 3.5W藍(lán)色激光二極管發(fā)射的光以各種照明圖案引導(dǎo)到磷光體發(fā)光材料上，然后將磷光體產(chǎn)生的白光通過合適的透鏡向外引導(dǎo)。

東京大學(xué)的Hiroshi Toshiyoshi指出：“這種系統(tǒng)的獨(dú)特之處在于，激光束被高效地轉(zhuǎn)換為白光，從而減少了自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)的發(fā)熱?！?br />
邁向無風(fēng)險(xiǎn)駕駛

東京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)將壓電驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)在自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)架構(gòu)中，以允許MEMS掃描器以大角度進(jìn)行水平和垂直偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而可以對(duì)汽車前照燈光束進(jìn)行二維掃描，并且還設(shè)計(jì)了該掃描器的工作模式，使其不會(huì)對(duì)低頻噪聲（例如其它車輛產(chǎn)生的噪聲）作出反應(yīng)。

該研究團(tuán)隊(duì)指出：“投影的亮度取決于熒光板上的掃描區(qū)域。當(dāng)激發(fā)光聚焦在一個(gè)小光斑上時(shí)，光斑亮度增加；而當(dāng)通過在熒光板上擴(kuò)大面積來稀釋激發(fā)光時(shí)，光斑亮度減小?！?br />
在試驗(yàn)中，將自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)整合到一個(gè)組裝好的前照燈組中，并安裝在車輛的右側(cè)。作為概念驗(yàn)證，采用了兩個(gè)MEMS-ADB模塊來覆蓋高照度和低照度兩個(gè)區(qū)域，盡管最終目標(biāo)是采用一個(gè)MEMS-ADB模塊就能夠滿足不同照度需求。此外，車輛還安裝了攝像頭和圖像識(shí)別功能以理解路況并相應(yīng)地調(diào)整自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈。

研究人員發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)為駕駛員提供了更好的能見度，尤其是在看到行人時(shí)。它可以想象一個(gè)行人站在迎面而來的車輛旁邊，同時(shí)調(diào)節(jié)燈光以避免讓另一個(gè)司機(jī)眼花繚亂。

該研究項(xiàng)目指出：“雖然這項(xiàng)技術(shù)肯定會(huì)推動(dòng)高級(jí)駕駛輔助技術(shù)發(fā)展，但它在激光雷達(dá)以及汽車間光通信鏈路方面還有其它潛在應(yīng)用。該系統(tǒng)將來可能會(huì)在智能交通系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛技術(shù)中應(yīng)用，這使我們向無風(fēng)險(xiǎn)駕駛又邁進(jìn)了一步！”

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