不可見的紅外LED及紅外激光已經應用到夜視系統或事故預警檢測等眾多汽車安全應用中。而在寶馬i8中,首次將可見激光應用到汽車前照燈系統中。
激光在此系統中的工作原理與在其他應用領域有所不同。激光束觸發車頭燈內熒光粉的激發態,使車頭燈點亮。激光的這一“變化”被稱為“轉換”。熒光粉是含有磷化合物的高性能陶瓷物質。總輸出取決于轉換器單元的幾何形狀、材料、處理性能和光學屬性,因此這些參數是當前開發活動的焦點。
為什么激光適用于汽車?
目前,汽車車頭燈主要采用三種光技術:鹵素燈、氙氣燈(氣體放電燈)和LED燈。對此領域來說,激光技術屬于全新事物,為什么開發人員現在將他們的注意力轉移到這一技術上?與LED一樣,激光二極管是光電半導體,以類似的方式產生光。但從嚴格意義上來說,LED在一個角度范圍內發射光,意味著離光源的距離越遠,光束越寬。激光二極管則是從一個極小的表面發射光,具有相對最小的光束發散度。正因為激光的密度極高,因此可在轉換器上產生極小的光點,從而實現發射光束較窄、距離較遠的緊湊車頭燈設計。最終可創造全新的設計可能性。
基于激光器的車頭燈僅需30 mm的直徑,就可產生遠光,且發光強度高達100,000 cd。相比之下,常用的鹵素車頭燈需要220 mm(大約七倍)的直徑才能達到相同的效果
具有挑戰性的環境:汽車行業
在汽車行業,運行性能和汽車制造商的要求都非常高:光源不僅要能夠耐受車頭燈內的溫度波動(從零下40度到零上80度),而且要經受高濕度。此外,還必須能夠長期抵抗強振動。
歐司朗作為汽車車燈光源的全球市場領導者,在LED和氙氣燈技術等照明產品方面積累了豐富的經驗,因此在滿足上述要求時,從這些經驗中獲益匪淺。
若要將激光安裝在批量生產的汽車上,除了上述技術挑戰外,還必須克服很多安全和認證問題。寶馬車頭燈中集成了數個安全系統,以確保在正常運行條件下,激光不會從車頭燈中漏出,進而傷害人眼等。這些系統經過精心設計,確保車頭燈損壞時,激光器將立即停用。
之所以采用這些嚴格的安全措施,其原因如下:在汽車中,照明系統管制嚴格,因為其目的就是加強安全、避免危及其他交通車輛或行人。因此,激光遠光燈與其他光源的車頭燈一樣,僅允許發射200,000 cd,這意味著眩光等級是一樣的, 駕駛者可充分享受激光的優勢。