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未來十年激光照明將取代LED照明

星之球科技 來源:光電匯OESHOW2017-08-29 我要評論(0 )   

黑夜給了我黑色的眼睛,我卻用它來尋找光明。人類在尋找光明的歷史中從火,到油再到電。工具從火把、油燈、白熾燈、鹵素燈到如今的LED燈,那么下一個照明領域里的新秀又...

 “黑夜給了我黑色的眼睛,我卻用它來尋找光明。”
 
人類在尋找光明的歷史中從火,到油再到電。工具從火把、油燈、白熾燈、鹵素燈到如今的LED燈,那么下一個照明領域里的新秀又是誰呢?
 
2016年6月25日,諾貝爾物理學獎獲得者中村修二出席“2016中國·成都全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)交易會”時接受媒體采訪大膽預測:未來十年,激光照明將會取代LED照明。
 
根據(jù)RESEARCH AND MAEKETS報告預測,在2016 - 2020年期間,全球汽車激光前燈系統(tǒng)市場將增長267.38%。
 
什么是激光照明
 
激光照明是以激光作為光源,但可不是直接讓激光“上路”,如此只怕鈦合金眼也真的要被閃瞎。激光照明分可見光激光照明和紅外激光照明。
 
可見光激光照明,按原理分為以下兩種:
1)藍光激發(fā)熒光粉實現(xiàn)白光照明(例如2014年寶馬某車型推出的激光車大燈);
2)紅綠藍激光合成白色激光 ,或真彩色光照明(例如青島中科光譜、Nova myth等)。
紅外激光照明,多應用于夜視、夜間攝像頭監(jiān)控照明。
 
激光照明的兩大應用領域一是應用在汽車行業(yè)的車燈照明,二是作為安全照明,應用在騎行警示中。
 
裝備“激光眼”——更遠更快更炫
 
記得CES2014展會上,素有“燈廠”之稱的奧迪曾憑借Sport quattro Laserlight概念車上裝配的“激光大燈”賺足眼球。隨后寶馬就在Twitter懟上了:“這技術我們2011年就有了!”
 
汽車車燈的發(fā)展至今,從最初的僅僅為了照明到如今評判標準越來越多,亮度、能耗、應對復雜環(huán)境的輔助功能甚至美學設計都是作為“汽車之眼”不可或缺的重要指標。
 
汽車車燈按使用時間依次是:煤油燈、乙炔燈、白熾燈、氙氣燈、LED燈、激光大燈。
 
一項照明技術是否能夠得到廣泛應用也與其本身技術研發(fā)進展、成本高低有關。高檔汽車早已配備LED大燈,并著手激光大燈的應用研究,也有一些中低端的汽車仍舊以鹵素燈泡為主,鹵素燈的暖黃光線在雨霧天氣穿透性強。氙氣燈利用電弧放電來發(fā)光,相比鹵素燈的黃光,白光讓人眼前一亮,但“遠光狗”多用此燈,因此安全隱患也比較大。
 
LED燈玩得最溜的就是“燈廠”奧迪了,其能耗低(僅為鹵素大燈的5%)、響應時間短、亮度高、壽命長(可達10萬小時)。奧迪“矩陣LED”、寶馬“天使眼”都是標志性LED車燈。
 
不同照明技術優(yōu)勢各異,LED燈和激光燈是不同于其之前照明車燈的“智能”車燈系列, 能夠應付更多交通路況。中村修二認為相較LED,激光照明的發(fā)光面積更小,發(fā)光效率更高,感官上更容易聚焦且照射距離更遠。激光車燈耗能更低,其理論發(fā)光效率比LED車燈高60%,例如全新寶馬7系上搭載的激光車燈,單個燈組只采用了三個激光二極管(體積小也為車燈系統(tǒng)設計提供了更多可能性)。它還具有更快的響應速度、更窄的照明波束、超強的穿透力和照明距離。
 
從照射距離上來說,氙氣大燈可達到150 m,LED大燈最遠可達300 m,而由于激光的超強聚攏性,激光大燈可以達到600 m。因此寶馬新7系上采用的是遠光燈設計,只有當車速超過70 km/h,周圍的環(huán)境光允許的情況下,那盞激光車燈才會自動點亮,避免了遠光燈的不良影響。奧迪R8 LMX車型同樣裝配了一套激光照明系統(tǒng)并將激光單元作為遠光燈,其擁有四個強功率激光二極管,可發(fā)出5500 K色溫的強白光。車速達到60 km/h,激光車燈就會自動開啟,從而大大提升視野范圍。
 
激光車燈也有其局限性,由于其使用過程中會產(chǎn)生巨大熱量,如何散熱來提高車燈耐用度,降低單套照明系統(tǒng)的成本,從而實現(xiàn)激光車燈量產(chǎn),將會是未來主要研究方向。
 
開啟魔法陣——騎行人的守護者
 
激光照明另一個應用則是在安全照明方面,起到騎行警示作用。曾有故事“盲人提燈籠”,為他人服務的同時也能夠讓他人在夜間看到自己,保護自己的安全。夜間騎行,沒有路燈如何識路,如何提醒后方車輛避讓,激光就成了助人護己的“燈籠”。
 
米其林的調(diào)查數(shù)據(jù)指出,有20%的駕駛沒遵守汽車和自行車之間的安全距離,造成法國一年至少5,000起的擦撞交通事故。
 
“BikeSphere”就是米其林(不要懷疑,就是那個點評美食的米其林)為保護騎行者安全開發(fā)的一種新技術,通過將傳統(tǒng)自行車燈與高科技組件搭配,實現(xiàn)自行車后輪自主開啟避讓提醒。
 
該技術包括標準前大燈和尾燈,并集成包括光線、距離檢測等數(shù)個先進的傳感器,實現(xiàn)智能照明和避讓效果。平常狀態(tài)下,騎行者周圍是單條光束環(huán)繞。當汽車從各個方向侵入到安全距離時,BikeSphere會激活兩個激光投射器、并進行頻閃,對機動車駕駛員和騎行者來說都具有重大意義。
 
香港科學院的研發(fā)團隊也推出了Speednite 智能單車,前方車燈可以和頭盔上的感應器配合。車燈前方可投射紅色激光到路面,激光會隨著用戶在扭頭準備轉彎變道時,照向相應的位置。
 
我國也曾是“自行車王國”,如今共享單車興起,越來越多人開始使用單車解決出行問題。若將激光照明技術和共享單車結合,規(guī)模推廣,將能夠更好的保證騎行安全,產(chǎn)生極大的社會效益。
 
國內(nèi)激光照明發(fā)展情況
 
隨著產(chǎn)能過剩,競爭加劇,國內(nèi)不少LED企業(yè)的發(fā)展遇到了瓶頸。不少LED企業(yè)被迫更名轉型甚至倒閉。
 
激光照明技術的來臨將會照亮LED企業(yè)的前程。就像中村修二大膽預測的那樣,未來十年,激光照明將會代替LED照明。但因為激光現(xiàn)在價格太高,所以不能普遍民用,但未來會是一個大趨勢。
 
在他看來,“能否讓激光成為下一代照明的新光源,并且依靠這項技術發(fā)明開拓一個全新的產(chǎn)業(yè)?如果這一全新光源得到推廣普及,其意義不亞于獲得另一個諾貝爾獎。”
 
縱觀全國,在珠三角地區(qū),深圳、東莞及惠州等城市已經(jīng)形成成熟的照明產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,市場份額達到4000多億元。其中,深圳照明產(chǎn)業(yè)發(fā)達,是我國LED產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新前沿地帶。2016年深圳LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破1700億,穩(wěn)居全國首位。
 
2016年的12月,深圳市中光工業(yè)技術研究院、中村修二激光照明實驗室正式揭牌成立,致力于激光照明等工業(yè)技術攻關和技術產(chǎn)業(yè)化。
 
集聚人才、資本、創(chuàng)業(yè)、政策等優(yōu)勢,深圳有望成為國際激光照明領域源頭創(chuàng)新的先頭兵。
 
激光照明技術將成為新一代照明技術,其切入口是在汽車車燈照明的應用。目前主要任務仍是技術研發(fā)和成果轉化,待技術成熟,成本降低,激光照明將應用在更多領域。

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