近年来,微型光学投影仪已在汽车应用中得到广泛应用。这些投影仪使汽车能够与周围环境进行通信。
弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所IOF的研究人员现已开发出一种动态指示灯,即使在日光条件下,也能以紧凑的形式保证最大的可见度。该信号灯将于5月14日至16日在法兰克福(美因河畔)举行的OPTATEC2024上首次亮相。
盲点、小转向灯或能见度差——道路交通参与者之间可能发生危险情况的原因有很多,例如,当骑自行车的人忽视了汽车驶出的转向灯时。
弗劳恩霍夫IOF的研究人员现已开发出一种投影转向信号灯,其照度超过7,000勒克斯,尺寸仅为35x35x55毫米。“这种高水平的照明,加上人字形的动态追光效果,使得即使在白天也能看到指示器,”光学和机械系统设计系的科学家RohanKundu解释道。
FraunhoferIOF开发的设计方法克服了微型光学投影仪应用中的关键挑战:传统投影系统中埋藏的吸收掩模层会导致传输损耗、制造过程复杂且成本高昂,并缩短投影仪的使用寿命。
弗劳恩霍夫IOF的研究人员在开发投射式闪光灯时完全去除了这些掩模,并将图案生成和光束整形转移到微透镜阵列(MLA)。
基于孔径的传统微型光学投影仪(上)和具有不规则透镜阵列的新型投影仪(下)的原理。图片来源:弗劳恩霍夫IOF
设计可实现最高可见度和动态灯光序列
双面MLA由光输入侧的V形微透镜(小透镜)排列和输出侧的较小方形小透镜组成。通过以不同的入射角照射MLA,光路在输入和输出小透镜的特定组合之间定向。
这种有意的通道串扰使得能够在道路上投射动态的V形序列。该设计方法允许单个投影仪系统在不同位置产生多个V形,从而简化安装并降低成本和空间要求。
两侧微光学阵列通过灰度光刻(母版制作)生产。然后将它们复制为玻璃上聚合物串联阵列。聚合物和玻璃的组合可以精确控制光学性能,因为聚合物材料可以专门应用于并模制到玻璃表面上。
简化制造流程和交通安全
FraunhoferIOF的研究人员表示,串联阵列也可以使用更便宜的技术来制造。“使用注射成型或热压印等极具成本效益的工艺,可以在光学质量损失最小的情况下生产更大的且可选的弯曲基材,”RohanKundu解释道。
近年来,微型光学投影仪已应用于许多街道投影应用。它们可以高度小型化,适合所谓的Car2X通信。投射的图案使汽车能够与周围环境进行交流,无论是其他汽车、行人还是骑自行车的人。
因此,开发的动态转向信号有助于提高道路安全。投影系统仍然是未来智能交通系统(例如自动驾驶汽车)的关键技术。