全部

全部
產(chǎn)品管理
新聞資訊
常見問題
企業(yè)視頻
企業(yè)圖冊(cè)

搜索

首頁

近期值得關(guān)注的光電、交互、材料和光學(xué)最新技術(shù)資訊

業(yè)內(nèi)資訊

發(fā)布時(shí)間：2021-05-28

作者：容祥安照明

近期值得關(guān)注的

光電、交互、材料和光學(xué)最新技術(shù)資訊

近年來各行業(yè)的技術(shù)發(fā)展之快，如Apple推出的新款iPad Pro采用了Mini LED作為屏幕顯示，索尼PS5采用液態(tài)金屬散熱，語音交互控制技術(shù)的廣泛普及...而燈具作為制造業(yè)中的一個(gè)受其他領(lǐng)域的高新科技發(fā)展影響較大的行業(yè)，如果想要預(yù)測(cè)未來應(yīng)用在燈具制造的技術(shù)趨勢(shì)，就不得不將目光投向近年科技的更新迭代。

一、光電顯示技術(shù)Mini LED

今年4月Apple在春季產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上推出了全新的iPad Pro，其屏幕首次采用了Mini LED，引起了行業(yè)的關(guān)注。市場分析認(rèn)為此舉可幫助Apple減少對(duì)三星OLED屏幕的依賴。那么Mini LED屏幕與主流OLED屏幕、傳統(tǒng)LCD屏幕相比有什么優(yōu)勢(shì)呢？

Mini LED是采用100微米量級(jí)的LED晶體制作的背光模組，介于傳統(tǒng)LED與 Micro LED之間。保證了體積小的同時(shí)，具有異形切割特性，所以生產(chǎn)難度較低，良率高。

相比LCD，Mini LED擁有更高的屏幕亮度和對(duì)比度：結(jié)合局部調(diào)光，支持單獨(dú)控制更多的屏幕區(qū)域，明暗控制更靈活。

相比OLED，Mini LED在純黑背景下，可以把分區(qū)調(diào)暗甚至關(guān)閉，獲得接近OLED屏幕的對(duì)比度；由于采用傳統(tǒng)背光層發(fā)光，Mini LED并不存在OLED屏幕的低頻頻閃問題，也不會(huì)因?yàn)橛袡C(jī)材料壽命短，而引起的亮度不均勻和燒屏等問題。

Mini LED是LCD向Micro LED發(fā)展中的過渡性技術(shù)，目前Micro LED在技術(shù)工藝方面還需攻破，如成熟的微縮制程技術(shù)和巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)，因此Micro LED還未能正式商用。未來的光電顯示市場，我們將可以看到Mini LED、LCD和OLED各自發(fā)展，長期共存。

下圖為LCD、OLED、Micro-LED、Mini-LED RGB和Mini-LED+LCD的性能對(duì)比，感興趣的朋友可以更加深入了解其發(fā)光原理及特性。

二、汽車交互：BMW全息觸摸控制

BMW在2017國際消費(fèi)電子展上展示了HoloActiveTouch 全息觸摸控制技術(shù)，讓人們?cè)俅晤I(lǐng)略未來自動(dòng)駕駛汽車的內(nèi)飾。駕駛員和車輛之間建立了一個(gè)虛擬的觸摸屏：駕駛員可以在自由漂浮的顯示屏上用手指手勢(shì)進(jìn)行操作，并通過觸覺反饋來確認(rèn)命令。

BMW HoloActive Touch匯集平視顯示器、手勢(shì)控制和直接觸摸屏操作的優(yōu)勢(shì)，并增加了額外的功能，創(chuàng)造了一種獨(dú)特的用戶交互方式。這是第一次駕駛員可以在不接觸任何材料的情況下控制交互功能。

如上圖所示，用戶可以用張開的手做出的簡單手勢(shì)來激活儀表板中大型全景顯示屏上的控制板，而無需觸摸控制界面。

畫面是如何顯示的？與平視顯示器類似，全彩色顯示器的圖像是通過巧妙地使用反射來生成的，呈自由浮動(dòng)形式，而不是投影到擋風(fēng)玻璃上。在中控臺(tái)高度處，駕駛員可以看到控制面板。此時(shí)，車內(nèi)搭載的高靈敏度攝像頭可在此檢測(cè)駕駛員的手部運(yùn)動(dòng)，并特別記錄其指尖的位置。用戶的指尖一接觸到這些虛擬按鈕，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出脈沖并激活相關(guān)功能。駕駛員的操縱除了會(huì)得到視覺、聽覺的反饋,甚至能從全息虛擬屏幕上直觀的感知到壓力反饋，使駕駛者在憑空揮舞手勢(shì)時(shí)同樣能得到觸摸實(shí)體按鍵的觸感反饋。

這種全息觸摸控制技術(shù)大大簡化了駕駛員的操作界面，并且增加了用戶交互體驗(yàn)的趣味性。期待不久的將來，這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)嵮b在更多車系中。

三、智能汽車語音助手

智能汽車市場日漸火熱，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的崛起，座艙內(nèi)的信息層級(jí)大爆炸，中控大屏越做越大，交互界面越來越復(fù)雜。如何能夠讓用戶快速、便捷地直達(dá)所需的功能層級(jí)呢？語音指令無疑是一個(gè)很好的解決辦法。近年汽車廠商都紛紛引入智能語音交互系統(tǒng)，深度理解用戶場景并與供應(yīng)商聯(lián)合定制。

以小鵬汽車為代表，其智能語音助手小P具有形象自定義和語音指令自定義功能。小P可以成為你想要的樣子，如孩子、寵物等。用戶還可以自定義語音指令及對(duì)應(yīng)操作，例如：定義指令為起飛，車內(nèi)可完成座椅躺平、空調(diào)最大風(fēng)、收起后視鏡等系列操作。

三、液態(tài)金屬的散熱應(yīng)用

2020年底，索尼互動(dòng)娛樂（SIE）公布了旗下最新世代的游戲機(jī)PlayStation 5。這款產(chǎn)品在設(shè)計(jì)方面其中一個(gè)最大的亮點(diǎn)在于其采用了涂抹型的導(dǎo)熱材料——液態(tài)金屬作為熱導(dǎo)體，將主處理器的熱量傳導(dǎo)到散熱片，以實(shí)現(xiàn)長期、穩(wěn)定的高冷卻性能。本次對(duì)PS5散熱設(shè)計(jì)，成功地讓游戲機(jī)的生產(chǎn)成本大大降低。

液態(tài)金屬是指一種不定型金屬，液態(tài)金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。雖然名稱中包含液態(tài)，但在常溫下其實(shí)并不是液態(tài)，而是非結(jié)晶的固態(tài)（又稱無定形體），類似玻璃，這樣的物質(zhì)也被稱為金屬玻璃。

液態(tài)金屬的基本性能

1、高強(qiáng)度、高硬度，液態(tài)金屬的強(qiáng)度是鋁、鎂合金的10倍以上，不銹鋼、鈦合金的1.5倍以上。在輕合金中，液態(tài)金屬的比強(qiáng)度（單位密度的強(qiáng)度）也是最高的。

2、極強(qiáng)的耐磨性和耐腐蝕性。

3、液態(tài)金屬在散熱性、電磁屏蔽性方面均在輕合金中出類拔萃，而且在加熱條件下不易變形、不易導(dǎo)熱。

雖然液態(tài)金屬導(dǎo)熱體有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有很多局限性。比如液態(tài)金屬具有導(dǎo)電性，要是發(fā)生泄漏、流到主板上的話則會(huì)導(dǎo)致主板電路發(fā)生短路故障。此外，導(dǎo)熱體所采用的液態(tài)金屬對(duì)鋁會(huì)比較活潑，所以也需要與鋁材料隔離開。而為了讓PS5能夠?qū)嵮b液態(tài)金屬作為散熱材料，索尼花費(fèi)了2年時(shí)間，并發(fā)明了使液態(tài)金屬不泄漏的密閉構(gòu)造的專利設(shè)計(jì)。

五、熱管散熱技術(shù)

熱管的工作原理很簡單，熱管分為蒸發(fā)受熱端和冷凝端兩部分（具體到產(chǎn)品上，受熱端就是和散熱器底座接觸的部分）。當(dāng)受熱端開始受熱的時(shí)候，管壁周圍的液體就會(huì)瞬間汽化，產(chǎn)生蒸氣，此時(shí)這部分的壓力就會(huì)變大，蒸氣流在壓力的牽引下向冷凝端流動(dòng)。蒸氣流到達(dá)冷凝端后冷凝成液體，同時(shí)也放出大量的熱量，最后借助毛細(xì)力回到蒸發(fā)受熱端完成一次循環(huán)。

熱管的出現(xiàn)已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，而在散熱領(lǐng)域被廣泛采用還是近些年的事，但發(fā)展迅猛。小到手機(jī)主板、LED燈具、CPU散熱器、顯卡/主板散熱器，大到機(jī)箱，我們都可以看到熱管的身影。
以戴森Dyson Lightcycle Morph照明燈為例，其使用熱管技術(shù)有效冷卻LED，大大避免光線衰退和顏色的退化的現(xiàn)象，保持照明質(zhì)量60年，從而能夠可靠地調(diào)節(jié)色溫和亮度。

如上圖，燈頭細(xì)節(jié)圖所示，真空密封銅管通過高效導(dǎo)熱體與LED連接，將熱量從LED移除走。熱管內(nèi)的液體預(yù)熱汽化，并在重新液化的過程中沿銅管將熱量散發(fā)。液體隨后通過毛細(xì)作用重新回到熱源處。這個(gè)過程中，LED光源產(chǎn)生的熱量能夠高效轉(zhuǎn)化。

六、石墨烯散熱材料

石墨烯原本就存在于自然界，只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。1毫米厚的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡可能就是幾層石墨烯——它是由一層碳原子以六角形蜂巢結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積構(gòu)成的二維碳材料。人們很早就發(fā)現(xiàn)了石墨，但直到2004年才發(fā)現(xiàn)石墨烯。

石墨烯由碳原子形成的原子尺寸蜂巢晶格結(jié)構(gòu)

石墨烯自從被發(fā)現(xiàn)以來，因其優(yōu)異的性能，在工業(yè)領(lǐng)域中擁有極佳的應(yīng)用場景和無可比擬的地位，被稱為“新材料之王”。石墨烯，是已知導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料，其散熱效率遠(yuǎn)高于目前的商用石墨散熱片。單層懸空的石墨烯熱傳導(dǎo)效率高達(dá)5300W/(m·k)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)金屬散熱材料如銅(約400W/(m·k)) 和鋁(約240W /(m·k))。可以說，石墨烯是智能手機(jī)等電子產(chǎn)品最理想的散熱材料。
由于5G手機(jī)功耗大幅增加，需要通過新型散熱材料、立體散熱設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)散熱性能全面提升，而石墨烯具有導(dǎo)熱性能好、快速散熱的優(yōu)點(diǎn)，與導(dǎo)熱性能好的熱管、VC等新材料搭配，可大大提升5G手機(jī)散熱效果。各大手機(jī)廠商紛紛采用石墨烯導(dǎo)熱膜，如小米10 系列手機(jī)采用VC + 石墨烯+ 6 層石墨的三明治散熱系統(tǒng)、Redmi K30 Pro 手機(jī)中采用石墨烯導(dǎo)熱膜、三星Galaxy S20 Ultra 采用VC + 石墨+ 高導(dǎo)碳纖維墊片的散熱方案、華為P40 pro 則采用VC+3D 石墨烯的散熱模組等。

七、小米手機(jī)液體透鏡變焦鏡頭

相信各位對(duì)液體變焦透鏡比較熟悉，Targetti品牌早在2018年法蘭克福照明展就曾展出一款液體變焦透鏡的燈具。液體透鏡的原理是通過改變外加電場來控制液面的接觸角以改變液面的形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)焦距的控制。

今年小米宣布MIX系列手機(jī)將全球首發(fā)液態(tài)鏡頭。小米自研液態(tài)鏡頭讓微距和長焦共存成為可能，類晶狀體液態(tài)結(jié)構(gòu)，通過馬達(dá)可以精準(zhǔn)控制液態(tài)球面形態(tài)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速對(duì)焦。同時(shí)具備高透光率，超低色散和耐極端環(huán)境等特性。