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創新光科技提升汽車外飾燈照明度
 

【作者: 艾邁斯歐司朗】   2024年11月25日 星期一

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隨著汽車功能的不斷升級,消費者對汽車照明的需求也日益多元化。如今,汽車照明已不再侷限於提供基本的照明功能,而是向著更加智慧化、個性化和互聯化的方向發展,成為汽車安全與美學的關鍵組成部分。


據TrendForce分析,艾邁斯歐司朗(ams OSRAM)在2022年全球汽車LED供應商市場占有率達到35%,排名第一。根據Omdia的分析報告,艾邁斯歐司朗在汽車光感測器供應商領域也處於領先地位,市場占有率34%;此外,艾邁斯歐司朗在整個汽車半導體供應商領域表現出色,排名第16位。又據Yole的《2023年半導體設備行業概述》,艾邁斯歐司朗包括光源/可視化和感測在內的產品在高級車市場的營收已超過50歐元。艾邁斯歐司朗在汽車發射器和光感測器領域提供全面的技術支援,致力於為汽車照明領域帶來持續的創新和突破,開?多姿多彩的駕乘新體驗。


汽車照明的發展趨勢

早期汽車頭燈功能較為單一,只有開?或關閉,僅能提供基本的照明功能。後來,像素化大燈技術的出現為汽車照明帶來了革命性的變革。像素化大燈採用多個離散的LED燈珠形成像素化的照明,像素數量顯著增加,能夠提供更加精細和分佈均勻的照明效果,提升了駕駛安全性。例如,可實現動態光束控制,減少對迎面駛來車輛駕駛的眩光。


現階段的汽車照明設計正朝著動態高解析度和高像素數的方向發展,並呈現出兩大主要趨勢:一是汽車照明不再侷限於單純的照明功能,而是不斷探索創新應用,例如採用投影技術、增強人機互動的燈光系統。另一方面,汽車照明已成為塑造車輛外觀的重要元素,設計師們透過LED光源的差異化使用,強化品牌特色,賦予車輛獨特的視覺識別效果。


汽車照明技術已從單純的亮度競爭逐步向創新驅動轉變,透過增加像素數量和整合智慧化功能,不斷提升駕駛的安全性和用戶體驗,為未來交通照亮道路。因此,不斷優化和提升車用LED的效能與成本效益,已成為新產品開發過程中的核心追求。


汽車大燈四大類產品線

汽車大燈的種類主要可以分為三大類別:一、標準遠近光的靜態大燈(HB);二、動態低像素大燈(ADB),這種大燈可以根據需要調節光束的方向和範圍;三、高畫質大燈,主要是指萬級或百萬級像素大燈。


艾邁斯歐司朗針對不同車燈應用需求,推出四大類車燈產品線:



圖一 : 艾邁斯歐司朗四大類車燈產品線適合不同車燈應用需求。(source:艾邁斯歐司朗)
圖一 : 艾邁斯歐司朗四大類車燈產品線適合不同車燈應用需求。(source:艾邁斯歐司朗)

 OSLON Boost HM:主要集中在高亮度和高電流密度方面,適用於窄透鏡設計,其造型更前衛並且表現出優異的光源效率。此產品還可應用於(ADB)的部分光源或標準HB,其超薄HL設計特別適用於小型光學設備和擴展光束範圍的內部應用。


 OSLON Compact PM/PL:具有高性價比、高通用性的特點,該產品在市面的一晶片和二晶片方案中應用廣泛。它採用緊湊的封裝佈局,專注於矩陣光束ADB系統和DRL光導應用場景當中。


目前OSLON Compact PL已發展到第三代,第三代產品的效率更高,亮度更高。三代產品擁有1晶片和4晶片的解決方案,可以滿足不同應用需求。針對1晶片產品,艾邁斯歐司朗特別開發適合長光導的偏藍色域方案,包括 2PAD 和 3PAD 架構,有效解決白光末端發黃的痛點。


作為 OSLON Compact CM 的升級產品—OSLON Compact PM已經迭代到第二代,OSLON Compact PM Gen2與Gen1相比也提高最小光通量,而Gen2更提供了2 pads 和 3 pads 架構版本,可滿足不同應用需求。


 OSLON Black Flat:OSLON Black Flat(OBF)產品系列多年來的大燈設計,表現極為出色。該系列產品可用於鹵素的替換,在光效和熱度方面具有很大的優勢,具有最佳化的性價比和可靠性。


OSLON Black Flat包括OBF S Gen2和OBF X Gen1系列,它們都有1晶片到5晶片的選擇,這些不同晶片選擇都可以做單獨的控制。其中OBF X的晶片面積更大,更適合用來進行鹵素燈的替換。此外,OBF X是為模組層面的成本優化提供更多選擇,為適用於入門級市場的頭燈模組。


現階段,OBF S Gen2的典型光通量和最小光通量均有明顯優勢,艾邁斯歐司朗也正在著手研發下一代OBF S Gen3,計劃將產品效能提升更多,並提供1至4晶片的解決方案。


 OSLON Submount PL:採用了特殊的結構,電極在封裝的上方,具有極致的散熱效果,特別有利於做標準化的模組產品。


突破訊號燈設計界限

除了汽車大燈,訊號燈也很重要。訊號燈是車輛安全行駛的重要保障,其效能和可靠性至關重要。


當前,汽車尾燈設計正朝著輕量化、緊湊化、類OLED、低成本、能夠進行簡單的訊息交流以及富有吸引力的造型幾個關鍵方向發展。這些趨勢體現了現代汽車尾燈設計在功能、成本、空間利用和美觀度上的綜合考量。


為了滿足這些新興需求,艾邁斯歐司朗為客戶提供全方位的解決方案:


 標準尾燈組合(RCL), 日間行車燈(DRL),轉向燈(TI):艾邁斯歐司朗提供PLCC系列、SYNIOS系列和OSLON Compact PL系列的多款產品解決方案,滿足這些訊號燈的各種需求;


 車身均勻光效:創新的SYNIOS P1515,能夠實現整個車身的平滑外觀和均勻光效,提升整體美觀度和視覺效果。


 超薄和3D效果設計:對於追求超薄和3D效果設計的應用,SYNIOS P2720和OSLON Compact PL系列產品能夠滿足這一需求,提供高品質的照明效果。


 車身照明(如車標/格柵):有SYNIOS P3030、SYNIOS P2720、SYNIOS P2222等產品可供選擇。


值得一提的是,在?多LED產品中,艾邁斯歐司朗SYNIOS P1515新型光源技術正在解鎖汽車訊號燈照明新可能。


SYNIOS P1515系列汽車訊號燈LED是艾邁斯歐司朗推出的一款創新性五面發光產品。如下圖所示,P1515採用獨特的「三明治」結構設計:最上層是白色反光層,中間是晶片部分,最下面則是QFN基座。該系列LED採用超小型封裝,實現小尺寸設計,可提供黃色、紅色和超紅色三種顏色選擇。



圖二 : SYNIOS P1515系列汽車訊號燈LED採用獨特的「三明治」結構設計。(source:艾邁斯歐司朗)
圖二 : SYNIOS P1515系列汽車訊號燈LED採用獨特的「三明治」結構設計。(source:艾邁斯歐司朗)

SYNIOS P1515能給尾燈設計帶來新的思路,包括:


【方案一】降本或效能提升的貫穿式尾燈

在貫穿式尾燈的目標應用中,SYNIOS P1515顯著提升尾燈的光照標準,成為提升尾燈品質的關鍵。與傳統方案相比,在同等光學厚度下,基於SYNIOS P1515的方案,可大幅減少LED與驅動IC的數量。這一優化不僅簡化尾燈系統的結構,還顯著降低了製造成本,為汽車製造商帶來更高的性價比與效率。



圖三 : 在同等光學厚度下,基於SYNIOS P1515的方案可較傳統方案大幅減少LED與驅動IC的數量。(source:艾邁斯歐司朗)
圖三 : 在同等光學厚度下,基於SYNIOS P1515的方案可較傳統方案大幅減少LED與驅動IC的數量。(source:艾邁斯歐司朗)

艾邁斯歐司朗預期該系統降本明顯,主要來自於LED數量以及IC用量的顯著減少以及裝配工藝的簡化。雖然該方案LED數量有限,但仍能實現很好的均勻化尾燈效果以及動態效果,在弱驅動電流的情況下仍然能實現表面足夠亮度。


在某些空間受限貫穿式尾燈應用中,要實現炫酷的功能,艾邁斯歐司朗給出的效能提升方案是「LED間距為10mm,LED用量為120pcs」。對比傳統的同樣纖薄的導光條方案,該方案能實現更加豐富的動態效果,並在實際使用中電流可以大幅降低。


【方案二】人車互動式像素尾燈

該方案使用12顆LED,每個像素的尺寸以及間距都經過精心設計,光學厚度為6mm(從LED底部到透鏡底部),並配有1mm厚的霧化透鏡。此設計無需在PCB表面使用高反塗層,整燈的均勻性超過90%,系統光學效率達到75%。


在驅動電流為10mA的情況下,該方案能夠提供良好的亮度和對比度。這為設計師提供新的設計思路,不僅實現了良好的均勻性,還具備強大的訊息互動功能。



圖四 : 人車互動式像素尾燈方案使用12顆LED,每個像素的尺寸及間距都經過精心設計。(source:艾邁斯歐司朗)
圖四 : 人車互動式像素尾燈方案使用12顆LED,每個像素的尺寸及間距都經過精心設計。(source:艾邁斯歐司朗)

【方案三】自由曲面造型尾燈

該Demo的特徵如下:其最小光學厚度為5mm(從LED底部到透鏡底部),最大單元的LED數量為18顆。根據不同的光學厚度,LED間距有所不同,最小間距為6mm。霧化透鏡的厚度為2mm,整體均勻性約為51%。



圖五 : 自由曲面造型尾燈根據不同的光學厚度,LED間距有所不同。(source:艾邁斯歐司朗)
圖五 : 自由曲面造型尾燈根據不同的光學厚度,LED間距有所不同。(source:艾邁斯歐司朗)

該類比基於的亮度bin為DX,在最右邊光學厚度最短的位置和其他區域LED設置了不同的光通量,透過合理的光學設計,能實現自由曲面造型的均勻化尾燈功能。


結語

艾邁斯歐司朗將繼續致力於創新,協助汽車訊號燈設計朝著更加智慧化、互聯化的方向發展,為未來交通安全貢獻力量。


**刊頭圖(來源:艾邁斯歐司朗)


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