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解決方案？

在當前智能座艙的大趨勢下，越來越多的車廠傾向于在車內布置各種各樣的交互式感應和控制的智能器件，以及氛圍和指示用的燈光。在中國，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，中國乘用車新車 HUD總裝配量為52.03萬臺，同比增長41.4%；裝配率為9.2%，同比增加2.8個百分點。

近日，在第11屆EEVIA年度中國硬科技媒體論壇暨產(chǎn)業(yè)鏈研討趨勢展望論壇上，艾邁斯大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應用技術總監(jiān)白燕恭表示：“隨著汽車智能化進程加速，動態(tài)前照燈、抬頭顯示、駕駛員檢測、氛圍照明等新興應用，讓汽車由傳統(tǒng)的交通工具變成帶有個人屬性的私人空間。人車交互方式的變化，將進一步為汽車內外新興應用帶來的新的增長和促進?！?br />

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

智能表面的內涵

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，隨著汽車架構從分布式趨向集中式、中央式發(fā)展，對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典型例子。

相對于傳統(tǒng)汽車內飾，智能表面具有成本、功能自定義、OTA升級等優(yōu)勢，也順應了汽車簡潔化設計和輕量化的趨勢。在白燕恭看來，通過集成照明、傳感等部件，智能表面可以實現(xiàn)動態(tài)顯示、觸控操作、亮度調節(jié)等多種人機交互功能，為駕乘者提供更具吸引力的智能化體驗。

做智能表面有哪些具體的挑戰(zhàn)？白燕恭認為，智能表面要在有限的空間內集成所有相關功能，并且實現(xiàn)低延時的即時控制，是一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務。艾邁斯歐司朗，作為一家有110+年設計和制造歷史的半導體公司，2022年汽車領域的營收占比超過40%，這家公司給出的方案是用先進的光和傳感科技，讓智能表面“內外兼修”。

艾邁斯對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氛圍燈就可能有80顆甚至180顆LED燈，而未來這個數(shù)字可能會翻倍，甚至達到1000顆。隨著數(shù)量的增加，如何靈活、系統(tǒng)地調節(jié)這些燈，就需要復雜的系統(tǒng)設計和優(yōu)化。第二大挑戰(zhàn)，對LED亮度要求越來越高，客戶對氛圍燈的應用環(huán)境由夜晚擴展到白天、強光下；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技術為智能表面的終極發(fā)展提供了基礎，這種一次注塑成型的技術可以通過壓印的方式實現(xiàn)智能表面，當然，該技術要求LED本身能夠耐高溫高壓。另一個挑戰(zhàn)是如何保持燈顯色的一致性。

為滿足廣大汽車客戶對于智能表面的高要求，艾邁斯歐司朗推出了OSIRE? E3731i。看起來很常規(guī)，就是一個燈，但它跟普通的LED不同，它是一個智能的燈，內置驅動，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，完全免費。

“以前需要幾個甚至幾十個驅動的方案，現(xiàn)在僅需要一條差分總線就可以實現(xiàn)對高達1000個節(jié)點（LED燈）的控制。在整個系統(tǒng)端只有一個MCU，因為所有燈的數(shù)據(jù)都可以通過這條總線匯聚到MCU側。”白燕恭分析說，“相較于傳統(tǒng)的每個LED燈都需要一個驅動和MCU的控制方式，這種方式大大簡化了系統(tǒng)復雜性?！?br />
白燕恭強調，由于內置了驅動和溫度傳感器，用戶可以在出廠時自定義想要的色點，或者不同亮度條件下的所有溫度補償信參數(shù)信息，使用時，只需要通過OSP總線讀取相應的參數(shù)，對相應的燈做補償即可。

基于這條OSP總線，艾邁斯歐司朗開發(fā)了一個OSP Converter，即將推向市場。該轉換器可將I2C協(xié)議的數(shù)據(jù)直接轉換為OSP協(xié)議，以便在OSP總線上接入燈的同時，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的智能RGB LED，也提供把傳感器接入到OSP總線的轉換器。通過這樣一整套方式，可以把整個智能表面應用串起來。

AR HUD對光源要求

白燕恭表示，汽車HUD從以前小屏、大屏到AR HUD做虛實結合等，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對于光源供應商來講，也是有更高的要求。首先因為AR HUD雖然功能越做越強，但它對體積要求越來越小，比如以前C-HUD也得做到10升，現(xiàn)在就只是3-5升的體積，對散熱或者光學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，因為HUD要在全場景條件下都能用，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一步提高，也是對我們的要求。”白燕恭表示。

白燕恭強調，以前最早的HUD還是以白光為主，現(xiàn)在為了增強全場景條件下的應用，對不同場景下顏色的對比要求也會更高。對于光源本身，首先要做RGB的，其次還有一種趨勢local dimming（區(qū)域調光），對每個地方的亮度控制有了進一步的要求。

據(jù)悉，艾邁斯歐司朗提供多款的關鍵光源解決方案，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)過嚴格的AEC-Q102認證，凸顯了它們在可靠性和汽車應用方面的適用性。先進的AR-HUD技術和可靠的LED光源結合，正在重新塑造駕乘體驗。