汽車照明智能控制技術由光源技術，電氣技術，微電子技術，檢測技術，微機技術，自控技術，傳感技術，通信技術等密切結合，互相滲透而形成。隨著人類高新技術廣泛地應用于汽車照明領域，汽車照明控制技術也將繼續朝著節能化，智能化，信息化，人性化，藝術化，個性化等方面發展。智能化控制在汽車照明中占據著重要地位，也是必不可少的一部分，將越來越受到人們的青睞。

智能大燈發展趨勢

根據不同路況改變光型的大燈概念早在 1958 年已被首次提出，但在以鹵素燈為大燈主要光源的年代從技術上難以實現。

并且伴隨著汽車燈具技術不斷提升，從它是LED光源推廣到傳感器及算法處理等方面大量技術革新，現在較為先進的大燈系統已經實現了針對多種復雜路面環境下的多樣化光型調整功能，實施智能照明動作，如多道路模式切換，智能隨動轉向，自動識別向來車輛無眩光遠光，路標識別，行人警示。

圖一 ADB （Adaptive Driving Beam）的市場份額趨勢評估

無論實現何種智能照明動作，其光源技術的核心均為把遠近光光型分為數量不等的多個區域，并根據攝像頭或傳感器的數據輸入及預設的算法對每個區域進行開關控制或亮度調節。

劃分的面積越大，可結合的光型數目便越多，可以實現更為復雜的智能照明動作。隨著被劃分地區的逐步增加和個別地區面積的減小，業界已經開始使用顯示技術“像素”這一概念去指這類地區。

光源技術路線分析

LED 矩陣式

基于LED具有小體積，易驅動和快速響應的特點，利用多個LED形成行列式或者矩陣式布局是入門級智能大燈多像素設計的基本方案。LED矩陣式前大燈比一般LED前大燈要求有更多的路驅動、更大的散熱能力和為每一個LED配光成獨立像素等更為復雜的二次光學系統。

一、前照燈自適應控制技術

前照燈隨動調節

1.光照強度傳感器感知車輛外部的環境亮度。

2.轉角傳感器測量出汽車轉彎的角度。

3.橫擺角速度傳感器測量出汽車的橫擺角速度。

4.車速傳感器測量出當前汽車的行駛速度。

5.加速度計傳感器獲取車身高度(車輛質心)。

6.車燈轉角傳感器獲取車燈轉角等變化信息。

7.多傳感器信息交互對汽車前大燈的配光進行最優化的調節。

二、矩陣式LED光束調節

矩陣式LED大燈可以實現對照明區域的精確控制，即在光源的覆蓋范圍內，系統可以選擇特定區域進行照明，亦可以選擇一些區域來進行遮蔽。基于LED具有小體積，易驅動和快速響應的特點，利用多個LED形成行列式或者矩陣式布局是入門級智能大燈多像素設計的基本方案。待會車完畢后，先前因遮蔽關閉的LED燈珠又會自動打開以恢復正常照明工作。

無論是全部使用單芯片的 LED 顆粒，還是混合使用多芯片的顆粒，由于 LED 封裝尺寸的限制，最終的像素數量級能到百位級已經基本上是極限。

與此同時，當LED顆數增加時,LED間亮度，顏色和電壓的參數一致性調控難度成正比增加。加工中二次光學系統和LED的標定難度亦將隨LED個數成正比增加。上述因素制約了該方案應用于高像素需求智能大燈。

三、防炫目技術

矩陣式LED大燈控制系統能夠通過車輛檢測系統，感知和跟蹤到800米距離內的其它車輛；當檢測到汽車前方或對向車道有車輛和行人時，大燈控制系統會實時檢測跟蹤目標車輛，并關閉相應位置的LED單體，同時，其他LED單體繼續保持照明。這樣既能夠避免對方產生炫目的情況，又保證了駕駛員的正常照明需求。

LCD 式

隨著像素的增加，智能大燈照明功能逐漸同時具備了顯示功能。LCD（Liquid Crystal Display,液晶顯示技術）是當前的主流顯示技術，自然也是智能大燈光源系統中的一種選擇。

除去大燈所不需要的三色濾色片（RGB Color Filter）, LCD 式大燈與普通 LCD 顯示器一樣，需要背光源、偏光片及液晶面板等基本構件。

另由于功率密度比普通顯示器高得多，LED 矩陣背光大量發熱，使得液晶面板無法像 LCD 顯示器一樣直接放在背光源上，需要增加如反射鏡等一些二次光學器件來形成一定距離的光路。

即便如此，因為亮度比較大，偏光片和液晶面板所需從光線自身吸收的損耗都要比一般液晶顯示器要高出很多，再加上要通過苛刻的車規級認證，這類設備，被它作為液晶面板來使用，還需廠商專門定制。

目前的 LCD 式大燈的像素數量級已經能做到萬級，鑒于當前用于顯示的 LCD 技術能做到高得多的像素級別，有理由相信 LCD 式大燈能在不遠的未來突破十萬級乃至更高的像素數量級。

相對于下面介紹的基于投影技術的 DLP 式大燈光源系統，LCD 式具有成本相對較低，體積相對較小，光型可拉伸角度較寬，明暗對比度較高等優勢。

更加需要注意的是能夠滿足大燈使用需求的液晶面板一定要經過特殊定制才能與液晶面板廠商一起定制這種類型的面板，而且只有規模相當大的燈具廠才能做到；而現在估計只有很少幾家面板廠能夠制造出滿足要求的面板，所以推廣這一技術存在著一定困難。

DLP 式

與發展 LCD 式智能大燈的原因類似，作為目前投影設備主流技術的基于 DMD 器件 （Digital Micromirror Device, 數字微鏡元件）的 DLP 技術 (Digital Light Processing, 數字光處理)自然也成為了多像素智能大燈光源系統的可選技術路線。

DLP 式大燈光源系統，可以理解為只用白色像素，基本原理和投影儀沒有本質不同。當然要想滿足車規認證的要求，尤其是大燈內部苛刻的使用環境要求，無論是DMD器件還是與其相配合的光機系統都必須進行設計優化。此外，前大燈投影面是水平路面，投影距離越遠對投影圖像梯形畸變影響越顯著，所以也需進行相關圖像算法校正。

光源方面，與目前的投影技術類似，LED 和激光（Laser）均可作為 DLP 系統的光源。由于 RGB 三原色激光混光技術對于僅需要白光的大燈系統不合適，因此激光光源主要為藍光激光+熒光粉轉換白光的方案。

LED+DMD 的優勢在于技術比較成熟，亮度、效率等各主要參數也足夠好。激光+DMD 的優勢在于，得益于激光的強方向性，即使需要加上熒光粉轉換白光，其光機出光孔仍可以做得非常小，一方面可以減少系統體積，另一方面小出光口本身也是一直與眾不同的頭燈設計語言。

從效率上看，激光在理論上可以達到較LED更高的水平，但是從現有車規級藍光激光技術水平和熒光粉轉換效率來看，總體差距實際上并不明顯。另外，以激光為光源還需解決車用激光壽命、高溫光衰、以及熒光粉脫落造成直射人眼安全隱患（比如，在碰撞事故之后）等等車用激光光源都需面臨的共性問題。

整體方案而言，DLP 相對于目前其他的多像素技術最大的優勢正是在于像素數量之多。目前的首款 DLP 式智能大燈已突破百萬級的像素，遙遙領先于其他技術，而且將來還有進一步上升的空間。此外，雖然投影光機的技術門檻較高，但汽車主機廠或燈具廠可發揮自身熟悉車規行業規范的設計優勢與傳統投影光機廠開展合作，實現相關的技術轉移和技術升級。

另外，目前的車規級 DMD 器件投射角度有限，單顆 DMD 僅適合近場小范圍投射。除非將來有為大燈特殊定制的廣角度 DMD 器件。

當汽車遇到各種不同的交通情況時，采用的DMD（Digital Micromirror Device）技術能夠提供最適合的照明方案。從技術層面上來說，DMD技術可以讓矩陣式激光大燈擁有無限種可能的控制方式。

為了極大地擴大DLP系統圖像范圍，（比如，利用投影直接進行隨動轉向）也許只能添加附加DMD器件，或者重新添加機械轉動結構。前者將使成本顯著提高，而后者與智能大燈數字化趨勢背道而馳，再一次提高系統復雜度并降低可靠性。

μAFS 式

μAFS 是業內對可尋址像素矩陣式 LED（Addressable LED Pixel Array）的簡稱，是一種專門針對多像素智能大燈系統開發的 LED 技術。

在過去傳統的LED工藝里，每個芯片只有單個正極和單個負極（多芯片LED只是將若干個獨立LED芯片集成在單個LED封裝中），外部驅動提供電能后，整片芯片同時點亮。

而 μAFS 則是預先在芯片的硅襯底中整合了矩陣式的 CMOS 控制電路，結合同樣經矩陣式微結構處理的芯片，實現了對芯片上每一個獨立的微結構區域進行單獨的開、關及電流調節的功能，使每一個微結構區域直接成為了大燈光型中可獨立控制的像素。

因此，μAFS 雖仍以 LED 為光源，但其與同以 LED 為光源的 LCD 式和 DLP 式大燈光源系統的區別在于像素的形成：μAFS 在 LED 芯片的層面直接形成像素；LCD 通過液晶面板、DLP 通過 DMD 器件形成像素。

與 LCD 式及 DLP 式相比，μAFS 的主要限制在于像素的數量。目前面世的 μAFS 像素數量級在千級，未來幾年有望能提升到萬級，十萬級以上產品則在更遠期的規劃當中。

激光掃描式

激光掃描式投影技術已經開始被應用于消費和工業領域，它的基本原理是采用基于MEMS技術的高精度掃描鏡（Micro-Electro-Mechanical System,微機電系統）從不同角度周期性依次反射激光光路，在投射面形成比人眼反應速率高得多的快速刷新圖像。

假如此技術能通過車規認證應用在智能大燈系統上，將有可能是效率最高，體積最小的解決方案。其像素數量級也能做到與 DLP 式接近。

但此技術目前離通過車規認證還有相當的距離，特別是在大燈的高溫度、強震動工作環境下，目前的 MEMS 掃描鏡技術還遠達不到應用要求。

另外，掃描式的投影圖像有可能在真實路況中與車輛的震動形成頻率疊加，產生人眼可感知的圖像抖動或者閃爍，嚴重時可能會引起駕駛員的不適。

450納米的光線輻射到3毫米的鏡片上，精密的就像微創手術

從這個光源照射距離圖上可以看出激光燈源的照射距離幾乎是LED遠光燈的2倍，最遠距離為500米，而鐳射燈二極管的直徑只有幾微米，遠遠小于構成LED燈二極管。

OLED車燈技術

OLED（Organic Light-Emitting Diode）有機發光二極管的優點：

1.可視度和亮度高，呈現出來的色彩更加準確。

2.單片二極管厚度小于1毫米，而且不需要反射器和導光板之類光學組件，重量自然會減輕。

3.驅動電壓低且省電效率高，同樣亮度的情況下，工作壽命可提高 10 倍，而且在零下 40 °正常工作。

總結及展望

除去技術目前尚未成熟的激光掃描式大燈，對于技術相對接近并各有所長的LED+LCD, LED+DMD, Laser+DMD 及 μAFS 四種高像素技術，外加入門級的低像素 LED 矩陣進行主要參數對比，可得對比圖如下：

圖七 各技術綜合對比

LED+LCD 總的來說各方面比較均衡，效率是瓶頸；LED/LASER+DMD 在像素數量上一枝獨秀；而 μAFS 在效率、對比度、工作溫度范圍等方面均有相當優勢。

典型示例：利用超高像素LCD或者DLP,在近場中形成高清圖案（例如行人指示、自行車安全區域標識等等）或者信息簡潔的智能動作，而不會對司機造成太多干擾（例如投影在路面上的導航箭頭等）；同時，遠場和主要照明區域采用μAFS大面積區域照明，實現功能性智能動作（如無眩光遠光燈）；并配以分立式LED作為光型的補充（例如隨動轉向的光型延展等）。如下圖八:

圖八 幾種技術的有機結合