車輛中心 技術服務處 李錦燦

隨著自動駕駛技術快速的發展，對於車燈照明系統的性能要求也越來越高，為提高夜間行車的安全性，各大車廠及燈具廠皆投入發展智慧化的適應性前方照明系統(Adaptive front lighting system, AFS)，系統包含可變光形近光燈及遠光燈，其中遠光燈ADB(Adaptive Driving Beam)為較可市場性的一種，透過攝影機擷取影像，經由影像處理系統分析，判斷出對向來車或前車的位置及距離以控制遠光燈光形分布與亮度，避免眩光的產生，影響其他車駕駛者的視野，並提供更精準及明亮的道路照明，本文將針對ADB光學模組的設計概念進行介紹。

ADB光形及光度測試要求
傳統車燈的遠光燈需滿足ECE R112遠光燈功能之光形分布及光度要求，其中心點亮度最小值需達40,500cd，水平線左右5度需達5,100cd，並無規範有關眩光測試之要求，因此遠光燈容易造成眩光而影響其他駕駛者的視線。

ECE R123為針對適應性前方照明系統所訂定之規範，除明訂基本、城鄉、高速及濕路等多光形之近光燈，也特別對遠光燈要求其光度與光形之分布，分別為對向來車(50公尺、100公尺、200公尺)及前方車輛(50公尺、100公尺、200公尺)等6個位置，規範其各分布範圍的最大光強度要求，以避免遠光燈產生眩光，ADB除須滿足傳統遠光燈要求外，亦須依據表1規定，確認水平線上方之光形符合法規要求。

表1. ADB性能規範

ADB光學系統模組設計模擬
市場上的ADB從簡單的遠燈自動點滅系統到複雜的高像素矩陣式燈具，其設計概念都相似，只要能滿足上述的法規要求即可達到避免眩光的功能，本文以基礎的ADB光學系統模組設計來做介紹，設計流程如圖1所示。

圖1. ADB光學系統模組設計流程

LED光源之選用為最主要的關鍵，其關係到光學系統的大小，整體燈具的外觀及尺寸設計也會受到光源大小及光通量高低而受影響，建議採小面積高流明之光源進行設計，搭配良好的散熱管理將可提供高效率及高清晰的光形分布，也能有效的縮小系統之尺寸，本文以透鏡式模組組成之光學系統作為設計範例，單顆透鏡直徑尺寸為30mm，燈具所運用之光源為Multi-channel LED，具有複數個發光晶粒，可依照需求獨立控制個別晶粒點亮及熄滅，以產出不同的亮區域與暗區域，依據法規需求進行最少發光區域設計並將遠光燈區分為6個區塊，光學設計完成後遠光燈中心點最大亮度49,877cd可符合ECE R112遠光燈測試標準，單一segment關閉時，兩旁之亮區不會有大幅暈光影響至暗區，最低亮度達0 cd，可以產生明顯的避光區域約1.5-2度，如圖2所示，滿足ECE R123之要求。

圖2. ADB光形

小結
ADB燈具系統之開發除運用光學及模擬分析技術來進行各區域之照明範圍設計外，並需透過影像處理系統分析及演算達到精準的光源控制，以達到流暢切換之效果，車輛中心(ARTC)目前已建立多項ADB燈具產品之開發能量與技術，包含光學設計、機構散熱分析、影像辨識、電控設計、光學驗證等技術，歡迎廠商透過與ARTC多領域之技術合作，朝向開發更高質化與智慧化之ADB燈具，未來替夜間的行車環境提供更安全更舒適的照明效果。
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