東京大學的一個研究項目使用新型壓電MEMS光學掃描技術實現自適應遠光燈，提升汽車駕駛安全性。

將道路安全技術融入現代車輛之中，持續減少對行人、駕駛員和乘客的危險狀況，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重要原因，因此車輛的前照燈和前向照明對于安全行駛顯得尤為重要。

自適應遠光燈（Adaptive Driving Beam，ADB）技術是一種很有吸引力的解決方案，在這種技術方案中，汽車前照燈會根據車速和行駛條件自動調整照明情況。例如，自適應遠光燈可以在需要時自動啟用遠光照明，然后在迎面而來的車輛周圍調整其光束掃描模式。

然而，目前商用自適應遠光燈系統的“可控性”有限。基于液晶像素或數字MEMS微鏡陣列的空間光調制器可以幫助緩解此問題，但實現起來成本昂貴，并且會因為未利用的光功率而引起熱量損失。

據麥姆斯咨詢報道，近日，東京大學的一個研究項目開發出一款新型基于MEMS光學掃描技術的自適應遠光燈系統，這可能會提供一個更加通用的ADB平臺。這項研究工作發表在《光學微系統》期刊上。

該研究項目在其發表的論文中評論說：“我們已經開發出一種壓電MEMS二維光學掃描器，可用于引導磷光體發光材料產生各種照明圖案，并通過成像透鏡投射到汽車前方。”

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，并經過一系列MEMS制造工藝形成的”一種掃描微鏡結構，該結構通過可控的壓電驅動方式激發微鏡產生機械運動。

在使用中，掃描微鏡的運動可將來自450nm / 3.5W藍色激光二極管發射的光以各種照明圖案引導到磷光體發光材料上，然后將磷光體產生的白光通過合適的透鏡向外引導。

東京大學的Hiroshi Toshiyoshi指出：“這種系統的獨特之處在于，激光束被高效地轉換為白光，從而減少了自適應遠光燈系統的發熱。”

邁向無風險駕駛

東京大學研究團隊將壓電驅動裝置設計在自適應遠光燈系統架構中，以允許MEMS掃描器以大角度進行水平和垂直偏轉運動，從而可以對汽車前照燈光束進行二維掃描，并且還設計了該掃描器的工作模式，使其不會對低頻噪聲（例如其它車輛產生的噪聲）作出反應。

該研究團隊指出：“投影的亮度取決于熒光板上的掃描區域。當激發光聚焦在一個小光斑上時，光斑亮度增加；而當通過在熒光板上擴大面積來稀釋激發光時，光斑亮度減小。”

在試驗中，將自適應遠光燈系統整合到一個組裝好的前照燈組中，并安裝在車輛的右側。作為概念驗證，采用了兩個MEMS-ADB模塊來覆蓋高照度和低照度兩個區域，盡管最終目標是采用一個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別功能以理解路況并相應地調整自適應遠光燈。

研究人員發現，該系統為駕駛員提供了更好的能見度，尤其是在看到行人時。它可以想象一個行人站在迎面而來的車輛旁邊，同時調節燈光以避免讓另一個司機眼花繚亂。

該研究項目指出：“雖然這項技術肯定會推動高級駕駛輔助技術發展，但它在激光雷達以及汽車間光通信鏈路方面還有其它潛在應用。該系統將來可能會在智能交通系統的自動駕駛技術中應用，這使我們向無風險駕駛又邁進了一步！”

責任編輯：lq