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未来十年激光照明将取代LED照明

来源:激光内参

  发布:星之球科技

关键词:激光照明 市场发展

2017-08-23

 “黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它来寻找光明。”人类在寻找光明的历史中从火,到油再到电。工具从火把、油灯、白炽灯、卤素灯到如今的LED灯,那么下一个照明领域里的新秀又是谁呢?
 
2014年诺贝尔物理学奖获得者“蓝光之父”中村修二曾公开表示:未来10年,激光照明将取代LED照明。根据RESEARCH AND MAEKETS报告预测,在2016 - 2020年期间,全球汽车激光前灯系统市场将增长267.38%。
 
什么是激光照明
 
激光照明是以激光作为光源,但可不是直接让激光“上路”,如此只怕钛合金眼也真的要被闪瞎。激光照明分可见光激光照明和红外激光照明。
 
可见光激光照明,按原理分为以下两种:
1)蓝光激发荧光粉实现白光照明(例如2014年宝马某车型推出的激光车大灯);
2)红绿蓝激光合成白色激光 ,或真彩色光照明(例如青岛中科光谱、Nova myth等)。
红外激光照明,多应用于夜视、夜间摄像头监控照明。
 
激光照明的两大应用领域一是应用在汽车行业的车灯照明,二是作为安全照明,应用在骑行警示中。
 
装备“激光眼”——更远更快更炫
 
记得CES2014展会上,素有“灯厂”之称的奥迪曾凭借Sport quattro Laserlight概念车上装配的“激光大灯”赚足眼球。随后宝马就在Twitter怼上了:“这技术我们2011年就有了!”
 
汽车车灯的发展至今,从最初的仅仅为了照明到如今评判标准越来越多,亮度、能耗、应对复杂环境的辅助功能甚至美学设计都是作为“汽车之眼”不可或缺的重要指标。
 
汽车车灯按使用时间依次是:煤油灯、乙炔灯、白炽灯、氙气灯、LED灯、激光大灯。
 
 
一项照明技术是否能够得到广泛应用也与其本身技术研发进展、成本高低有关。高档汽车早已配备LED大灯,并着手激光大灯的应用研究,也有一些中低端的汽车仍旧以卤素灯泡为主,卤素灯的暖黄光线在雨雾天气穿透性强。氙气灯利用电弧放电来发光,相比卤素灯的黄光,白光让人眼前一亮,但“远光狗”多用此灯,因此安全隐患也比较大。
 
LED灯玩得最溜的就是“灯厂”奥迪了,其能耗低(仅为卤素大灯的5%)、响应时间短、亮度高、寿命长(可达10万小时)。奥迪“矩阵LED”、宝马“天使眼”都是标志性LED车灯。
 
不同照明技术优势各异,LED灯和激光灯是不同于其之前照明车灯的“智能”车灯系列, 能够应付更多交通路况。中村修二认为相较LED,激光照明的发光面积更小,发光效率更高,感官上更容易聚焦且照射距离更远。激光车灯耗能更低,其理论发光效率比LED车灯高60%,例如全新宝马7系上搭载的激光车灯,单个灯组只采用了三个激光二极管(体积小也为车灯系统设计提供了更多可能性)。它还具有更快的响应速度、更窄的照明波束、超强的穿透力和照明距离。
 
宝马7系车灯
 
从照射距离上来说,氙气大灯可达到150 m,LED大灯最远可达300 m,而由于激光的超强聚拢性,激光大灯可以达到600 m。因此宝马新7系上采用的是远光灯设计,只有当车速超过70 km/h,周围的环境光允许的情况下,那盏激光车灯才会自动点亮,避免了远光灯的不良影响。奥迪R8 LMX车型同样装配了一套激光照明系统并将激光单元作为远光灯,其拥有四个强功率激光二极管,可发出5500 K色温的强白光。车速达到60 km/h,激光车灯就会自动开启,从而大大提升视野范围。
 
 
激光车灯也有其局限性,由于其使用过程中会产生巨大热量,如何散热来提高车灯耐用度,降低单套照明系统的成本,从而实现激光车灯量产,将会是未来主要研究方向。
 
开启魔法阵——骑行人的守护者
 
激光照明另一个应用则是在安全照明方面,起到骑行警示作用。曾有故事“盲人提灯笼”,为他人服务的同时也能够让他人在夜间看到自己,保护自己的安全。夜间骑行,没有路灯如何识路,如何提醒后方车辆避让,激光就成了助人护己的“灯笼”。
 
米其林的调查数据指出,有20%的驾驶没遵守汽车和自行车之间的安全距离,造成法国一年至少5,000起的擦撞交通事故。
 
“BikeSphere”就是米其林(不要怀疑,就是那个点评美食的米其林)为保护骑行者安全开发的一种新技术,通过将传统自行车灯与高科技组件搭配,实现自行车后轮自主开启避让提醒。
 
该技术包括标准前大灯和尾灯,并集成包括光线、距离检测等数个先进的传感器,实现智能照明和避让效果。平常状态下,骑行者周围是单条光束环绕。当汽车从各个方向侵入到安全距离时,BikeSphere会激活两个激光投射器、并进行频闪,对机动车驾驶员和骑行者来说都具有重大意义。
 
香港科学院的研发团队也推出了Speednite 智能单车,前方车灯可以和头盔上的感应器配合。车灯前方可投射红色激光到路面,激光会随着用户在扭头准备转弯变道时,照向相应的位置。
 
我国也曾是“自行车王国”,如今共享单车兴起,越来越多人开始使用单车解决出行问题。若将激光照明技术和共享单车结合,规模推广,将能够更好的保证骑行安全,产生极大的社会效益。
 
国内激光照明发展情况
 
随着产能过剩,竞争加剧,国内不少LED企业的发展遇到了瓶颈。不少LED企业被迫更名转型甚至倒闭。
 
激光照明技术的来临将会照亮LED企业的前程。就像中村修二大胆预测的那样,未来十年,激光照明将会代替LED照明。但因为激光现在价格太高,所以不能普遍民用,但未来会是一个大趋势。
 
在他看来,“能否让激光成为下一代照明的新光源,并且依靠这项技术发明开拓一个全新的产业?如果这一全新光源得到推广普及,其意义不亚于获得另一个诺贝尔奖。”
 
纵观全国,在珠三角地区,深圳、东莞及惠州等城市已经形成成熟的照明产业生态链,市场份额达到4000多亿元。其中,深圳照明产业发达,是我国LED产业的创新前沿地带。2016年深圳LED产业产值突破1700亿,稳居全国首位。
 
2016年的12月,深圳市中光工业技术研究院、中村修二激光照明实验室正式揭牌成立,致力于激光照明等工业技术攻关和技术产业化。
 
集聚人才、资本、创业、政策等优势,深圳有望成为国际激光照明领域源头创新的先头兵。
 
激光照明技术将成为新一代照明技术,其切入口是在汽车车灯照明的应用。目前主要任务仍是技术研发和成果转化,待技术成熟,成本降低,激光照明将应用在更多领域。