Bilolyckor är ansvariga för cirka en miljon dödsfall varje år globalt. Bland de många orsakerna, kör bil på natten, när synen är som mest begränsad, leder till olyckor med högre dödlighet än olyckor under dagen. Därför, Att förbättra sikten under mörkerkörning är avgörande för att minska antalet dödliga bilolyckor.

Ett adaptivt helljus (ADB) kan hjälpa till i viss mån. Denna avancerade körhjälpteknik för fordonsstrålkastare kan automatiskt justera förarens sikt baserat på bilens hastighet och trafikmiljö. ADB-system som finns kommersiellt är en markant förbättring jämfört med manuellt styrda strålkastare, men de lider av begränsad kontrollerbarhet. Medan rumsliga ljusmodulatorer, som flytande kristallpixlar eller digitala mikrospeglar, kan lindra detta problem, de är ofta dyra att implementera och leder till värmeförlust från outnyttjad ljuskraft.

I en nyligen publicerad studie publicerad i Journal of Optical Microsystems , forskare från Japan har kommit på ett alternativ till konventionella ADB-system:en optisk skanner för mikroelektromekaniska system (MEMS) som förlitar sig på den piezoelektriska effekten av elektriskt inducerade mekaniska vibrationer. Denna design består av en tunn film av bly-zirkonat-titanatoxid (eller PZT), som inducerar mekaniska vibrationer i skannern i synkronisering med en laserdiod. Den optiska skannern styr spatialt laserstrålen för att bilda strukturerat ljus på fosforplattan, där det omvandlas till starkt vitt ljus. Ljusintensiteten är, i tur och ordning, modulerad av ADB-styrenheten baserat på trafiken, rattvinkel, och fordonets marschhastighet. University of Tokyo forskare Hiroshi Toshiyoshi, en av författarna på tidningen, förklarar, "Det unika med den här installationen är att laserstrålen omvandlas till vitt ljus med hög effektivitet, vilket minskar uppvärmningen av ADB-systemet."

Forskarna designade den optiska skannern på ett enda chip bestående av en bunden kisel-på-isolatorskiva med PZT-skiktet odlat på det och laminerat med metall för att bilda piezoelektriska ställdon. De arrangerade ställdonen som upphängningar för att möjliggöra stora vinklar horisontella och vertikala avböjningar av skannern. Detta, i tur och ordning, möjliggjorde tvådimensionell skanning av strålkastaren. Ytterligare, de designade lägena så att de inte reagerar på lågfrekvent brus, från andra fordon. Deras ADB-system står också för temperaturvariationer. Till sist, de monterade modulen på ett fordon och utvärderade dess prestanda för faktisk körning.

Forskarna fann att ADB med en MEMS-skanner gav föraren bättre synlighet, speciellt när det gäller att se fotgängare. Det kan också minska bländningen från mötande fordon och konfigurera om belysningsområdet beroende på fordonets marschhastighet.

Även om den här tekniken verkligen utvecklar körhjälpteknik, den har också andra potentiella tillämpningar inom ljusdetektion och avståndssökning, samt optiska kommunikationslänkar mellan fordon, vilket innebär att systemet kan komma att användas i självkörande teknik av intelligenta trafiksystem i framtiden, tar oss ytterligare ett steg mot riskfri körning.