Auto-ongelukken zijn wereldwijd verantwoordelijk voor ongeveer een miljoen doden per jaar. Onder de vele oorzaken, 's nachts rijden, wanneer het zicht het meest beperkt is, leidt tot ongevallen met een hoger sterftecijfer dan ongevallen overdag. Daarom, het verbeteren van het zicht tijdens het rijden in het donker is van cruciaal belang om het aantal dodelijke auto-ongelukken te verminderen.

Een adaptief grootlicht (ADB) kan tot op zekere hoogte helpen. Deze geavanceerde rijhulptechnologie voor koplampen van voertuigen kan het zicht van de bestuurder automatisch aanpassen op basis van de snelheid van de auto en de verkeersomgeving. ADB-systemen die in de handel bestaan, zijn een duidelijke verbetering ten opzichte van handmatig bediende koplampen, maar ze lijden aan beperkte beheersbaarheid. Terwijl ruimtelijke lichtmodulatoren, zoals vloeibare kristalpixels of digitale microspiegels, kan dit probleem verlichten, ze zijn vaak duur om te implementeren en leiden tot warmteverlies door ongebruikte lichtstroom.

In een recente studie gepubliceerd in de Journal of Optical Microsystems , onderzoekers uit Japan hebben een alternatief bedacht voor conventionele ADB-systemen:een optische scanner van micro-elektromechanische systemen (MEMS) die vertrouwt op het piëzo-elektrische effect van elektrisch geïnduceerde mechanische trillingen. Dit ontwerp bestaat uit een dunne film van lood-zirkonaat-titanaatoxide (of PZT), die mechanische trillingen in de scanner induceert synchroon met een laserdiode. De optische scanner stuurt de laserstraal ruimtelijk om gestructureerd licht op de fosforplaat te vormen, waar het wordt omgezet in helder wit licht. De lichtintensiteit is beurtelings, gemoduleerd door de ADB-controller op basis van het verkeer, stuurwiel hoek, en de kruissnelheid van het voertuig. Universiteit van Tokyo-onderzoeker Hiroshi Toshiyoshi, een van de auteurs op het papier, verklaart, "Het unieke aan deze opstelling is dat de laserstraal met een hoog rendement wordt omgezet in wit licht, waardoor de verwarming van het ADB-systeem wordt verminderd."

De onderzoekers ontwierpen de optische scanner op een enkele chip die bestaat uit een gebonden silicium-op-isolatorwafel met de PZT-laag erop gegroeid en gelamineerd met metaal om piëzo-elektrische actuatoren te vormen. Ze rangschikten de actuatoren als ophangingen om grote horizontale en verticale afbuigingen van de scanner mogelijk te maken. Dit, beurtelings, maakte tweedimensionaal scannen van de koplampstraal mogelijk. Verder, ze hebben de modi zo ontworpen dat ze niet reageren op laagfrequente ruis, zoals van andere voertuigen. Hun ADB-systeem houdt ook rekening met temperatuurschommelingen. Eindelijk, ze monteerden de module op een voertuig en evalueerden de prestaties voor daadwerkelijk rijden.

De onderzoekers ontdekten dat de ADB met een MEMS-scanner de bestuurder beter zicht gaf, vooral als het gaat om het zien van voetgangers. Het kan ook de schittering van tegemoetkomende voertuigen verminderen en het verlichtingsgebied opnieuw configureren, afhankelijk van de kruissnelheid van het voertuig.

Hoewel deze technologie zeker de rijhulptechnologie vooruithelpt, het heeft ook andere potentiële toepassingen in lichtdetectie en afstandsbepaling, evenals optische communicatieverbindingen tussen voertuigen, wat betekent dat het systeem in de toekomst gebruikt kan worden in zelfrijdende technologie van intelligente verkeerssystemen, een nieuwe stap in de richting van risicovrij rijden.