Les accidents de voiture sont responsables d'environ un million de décès chaque année dans le monde. Parmi les nombreuses causes, conduire la nuit, lorsque la vision est la plus limitée, conduit à des accidents avec des taux de mortalité plus élevés que les accidents de jour. Par conséquent, l'amélioration de la visibilité pendant la conduite de nuit est essentielle pour réduire le nombre d'accidents de voiture mortels.

Un faisceau de route adaptatif (ADB) peut aider dans une certaine mesure. Cette technologie avancée d'assistance à la conduite pour les phares des véhicules peut ajuster automatiquement la visibilité du conducteur en fonction de la vitesse de la voiture et de l'environnement de circulation. Les systèmes ADB qui existent dans le commerce sont une nette amélioration par rapport aux phares à commande manuelle, mais ils souffrent d'une contrôlabilité limitée. Alors que les modulateurs spatiaux de lumière, comme les pixels à cristaux liquides ou les micromiroirs numériques, peut atténuer ce problème, elles sont souvent coûteuses à mettre en œuvre et entraînent des déperditions thermiques dues à la puissance lumineuse inutilisée.

Dans une étude récente publiée dans le Journal des microsystèmes optiques , des chercheurs japonais ont mis au point une alternative aux systèmes ADB conventionnels :un scanner optique de systèmes microélectromécaniques (MEMS) qui repose sur l'effet piézoélectrique des vibrations mécaniques induites électriquement. Cette conception se compose d'un film mince d'oxyde de plomb-zirconate-titanate (ou PZT), qui induit des vibrations mécaniques dans le scanner en synchronisation avec une diode laser. Le scanner optique dirige spatialement le faisceau laser pour former une lumière structurée sur la plaque de phosphore, où il est converti en lumière blanche brillante. L'intensité lumineuse est, à son tour, modulé par le contrôleur ADB en fonction du trafic, angle du volant, et la vitesse de croisière du véhicule. Hiroshi Toshiyoshi, chercheur à l'Université de Tokyo, l'un des auteurs de l'article, explique, "Ce qui est unique dans cette configuration, c'est que le faisceau laser est converti en lumière blanche à haute efficacité, ce qui réduit l'échauffement du système ADB."

Les chercheurs ont conçu le scanner optique sur une seule puce constituée d'une plaquette de silicium sur isolant liée avec la couche PZT développée dessus et stratifiée avec du métal pour former des actionneurs piézoélectriques. Ils ont disposé les actionneurs comme des suspensions pour permettre des déviations horizontales et verticales à grand angle du scanner. Cette, à son tour, a permis le balayage bidimensionnel du faisceau de phare. Plus loin, ils ont conçu les modes de sorte qu'ils ne réagissent pas au bruit basse fréquence, comme d'autres véhicules. Leur système ADB tient également compte des variations de température. Finalement, ils ont monté le module sur un véhicule et évalué ses performances pour la conduite réelle.

Les chercheurs ont découvert que l'ADB avec un scanner MEMS offrait au conducteur une meilleure visibilité, surtout quand il s'agit de voir les piétons. Il pourrait également réduire l'éblouissement des véhicules venant en sens inverse et reconfigurer la zone d'éclairage en fonction de la vitesse de croisière du véhicule.

Bien que cette technologie fasse certainement progresser la technologie d'assistance à la conduite, il a également d'autres applications potentielles dans la détection de la lumière et la télémétrie, ainsi que des liaisons de communication optique inter-véhicules, ce qui signifie que le système pourrait à l'avenir être utilisé dans la technologie de conduite autonome des systèmes de circulation intelligents, nous fait franchir une nouvelle étape vers une conduite sans risque.