從智能表面到AR-HUD，艾邁斯歐司朗給業(yè)界帶來哪些卓越的光學(xué)解決方案？

在當(dāng)前智能座艙的大趨勢(shì)下，越來越多的車廠傾向于在車內(nèi)布置各種各樣的交互式感應(yīng)和控制的智能器件，以及氛圍和指示用的燈光。在中國(guó)，智能座艙和汽車HUD的裝配量都在直線上升。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù)，2023年1-4月，中國(guó)乘用車新車 HUD總裝配量為52.03萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)41.4%；裝配率為9.2%，同比增加2.8個(gè)百分點(diǎn)。

近日，在第11屆EEVIA年度中國(guó)硬科技媒體論壇暨產(chǎn)業(yè)鏈研討趨勢(shì)展望論壇上，艾邁斯大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)白燕恭表示：“隨著汽車智能化進(jìn)程加速，動(dòng)態(tài)前照燈、抬頭顯示、駕駛員檢測(cè)、氛圍照明等新興應(yīng)用，讓汽車由傳統(tǒng)的交通工具變成帶有個(gè)人屬性的私人空間。人車交互方式的變化，將進(jìn)一步為汽車內(nèi)外新興應(yīng)用帶來的新的增長(zhǎng)和促進(jìn)。”

圖：艾邁斯大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應(yīng)用技術(shù)總監(jiān) 白燕恭

智能表面的內(nèi)涵

什么叫智能表面？白燕恭表示，這就是隱藏式的電子按鍵替代機(jī)械式的按鍵，一種直觀的理解。這樣的變化有它的必然性，隨著汽車架構(gòu)從分布式趨向集中式、中央式發(fā)展，對(duì)功能的要求也要在局部有更多的集中。智能表面正是這樣一個(gè)典型例子。

相對(duì)于傳統(tǒng)汽車內(nèi)飾，智能表面具有成本、功能自定義、OTA升級(jí)等優(yōu)勢(shì)，也順應(yīng)了汽車簡(jiǎn)潔化設(shè)計(jì)和輕量化的趨勢(shì)。在白燕恭看來，通過集成照明、傳感等部件，智能表面可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示、觸控操作、亮度調(diào)節(jié)等多種人機(jī)交互功能，為駕乘者提供更具吸引力的智能化體驗(yàn)。

做智能表面有哪些具體的挑戰(zhàn)？白燕恭認(rèn)為，智能表面要在有限的空間內(nèi)集成所有相關(guān)功能，并且實(shí)現(xiàn)低延時(shí)的即時(shí)控制，是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。艾邁斯歐司朗，作為一家有110+年設(shè)計(jì)和制造歷史的半導(dǎo)體公司，2022年汽車領(lǐng)域的營(yíng)收占比超過40%，這家公司給出的方案是用先進(jìn)的光和傳感科技，讓智能表面“內(nèi)外兼修”。

艾邁斯對(duì)智能表面提供的解決方案

一套智能表面的系統(tǒng)，包含了三個(gè)核心的部分：光源、傳感和連接。白燕恭表示，從光源來看，其種類和數(shù)量都在不斷增加，目前一些新型汽車的一側(cè)氛圍燈就可能有80顆甚至180顆LED燈，而未來這個(gè)數(shù)字可能會(huì)翻倍，甚至達(dá)到1000顆。隨著數(shù)量的增加，如何靈活、系統(tǒng)地調(diào)節(jié)這些燈，就需要復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。第二大挑戰(zhàn)，對(duì)LED亮度要求越來越高，客戶對(duì)氛圍燈的應(yīng)用環(huán)境由夜晚擴(kuò)展到白天、強(qiáng)光下；第三是要求LED耐高溫高壓，以滿足IME一次注塑成型的需求。

白燕恭指出，IME技術(shù)為智能表面的終極發(fā)展提供了基礎(chǔ)，這種一次注塑成型的技術(shù)可以通過壓印的方式實(shí)現(xiàn)智能表面，當(dāng)然，該技術(shù)要求LED本身能夠耐高溫高壓。另一個(gè)挑戰(zhàn)是如何保持燈顯色的一致性。

為滿足廣大汽車客戶對(duì)于智能表面的高要求，艾邁斯歐司朗推出了OSIRE? E3731i?？雌饋砗艹Ｒ?guī)，就是一個(gè)燈，但它跟普通的LED不同，它是一個(gè)智能的燈，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)，還帶有支持開放的通信協(xié)議（OSP）的串行總線接口和溫度傳感器。白燕恭表示，該OSP由艾邁斯歐司朗自行開發(fā)，任何汽車、LED、照明系統(tǒng)或微控制器廠商均可使用OSP，無需授權(quán)，完全免費(fèi)。

“以前需要幾個(gè)甚至幾十個(gè)驅(qū)動(dòng)的方案，現(xiàn)在僅需要一條差分總線就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高達(dá)1000個(gè)節(jié)點(diǎn)（LED燈）的控制。在整個(gè)系統(tǒng)端只有一個(gè)MCU，因?yàn)樗袩舻臄?shù)據(jù)都可以通過這條總線匯聚到MCU側(cè)。”白燕恭分析說，“相較于傳統(tǒng)的每個(gè)LED燈都需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)和MCU的控制方式，這種方式大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)復(fù)雜性?！?br />
白燕恭強(qiáng)調(diào)，由于內(nèi)置了驅(qū)動(dòng)和溫度傳感器，用戶可以在出廠時(shí)自定義想要的色點(diǎn)，或者不同亮度條件下的所有溫度補(bǔ)償信參數(shù)信息，使用時(shí)，只需要通過OSP總線讀取相應(yīng)的參數(shù)，對(duì)相應(yīng)的燈做補(bǔ)償即可。

基于這條OSP總線，艾邁斯歐司朗開發(fā)了一個(gè)OSP Converter，即將推向市場(chǎng)。該轉(zhuǎn)換器可將I2C協(xié)議的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為OSP協(xié)議，以便在OSP總線上接入燈的同時(shí)，接入各種傳感器。

基于這條OSP總線，艾邁斯歐司朗推出了相應(yīng)的智能RGB LED，也提供把傳感器接入到OSP總線的轉(zhuǎn)換器。通過這樣一整套方式，可以把整個(gè)智能表面應(yīng)用串起來。

AR HUD對(duì)光源要求

白燕恭表示，汽車HUD從以前小屏、大屏到AR HUD做虛實(shí)結(jié)合等，目的就是要讓駕駛者把注意力放到路上，把目光放在前面，從而提高駕駛安全性。

AR-HUD對(duì)于光源供應(yīng)商來講，也是有更高的要求。首先因?yàn)锳R HUD雖然功能越做越強(qiáng)，但它對(duì)體積要求越來越小，比如以前C-HUD也得做到10升，現(xiàn)在就只是3-5升的體積，對(duì)散熱或者光學(xué)各方面提出了更高的要求?！霸谶@種條件下，光源首先亮度要足夠，因?yàn)镠UD要在全場(chǎng)景條件下都能用，不管白天還是晚上這么小的空間要解決散熱問題，這種條件下，光源本身的效率能不能做到進(jìn)一步提高，也是對(duì)我們的要求?！卑籽喙П硎?。

白燕恭強(qiáng)調(diào)，以前最早的HUD還是以白光為主，現(xiàn)在為了增強(qiáng)全場(chǎng)景條件下的應(yīng)用，對(duì)不同場(chǎng)景下顏色的對(duì)比要求也會(huì)更高。對(duì)于光源本身，首先要做RGB的，其次還有一種趨勢(shì)local dimming（區(qū)域調(diào)光），對(duì)每個(gè)地方的亮度控制有了進(jìn)一步的要求。

據(jù)悉，艾邁斯歐司朗提供多款的關(guān)鍵光源解決方案，白光LED適用于使用TFT-LCD的PGU方案，彩色光適用于與DLP或LCoS搭配的組合。這些光源都經(jīng)過嚴(yán)格的AEC-Q102認(rèn)證，凸顯了它們?cè)诳煽啃院推噾?yīng)用方面的適用性。先進(jìn)的AR-HUD技術(shù)和可靠的LED光源結(jié)合，正在重新塑造駕乘體驗(yàn)。