LED摩托車(chē)信號(hào)燈配光設(shè)計(jì)

　　由公式(7) 可知：改變?chǔ)胕 和φi ， 可以改變曲面L ED 陣列的分布，通過(guò)合理的配置，無(wú)需附加反光杯或透鏡就可以實(shí)現(xiàn)L ED 摩托車(chē)信號(hào)燈的配光設(shè)計(jì)。

　　下面就以L(fǎng) ED 摩托車(chē)信號(hào)燈為例，介紹該方法的應(yīng)用。

　　2 　曲面LED陣列的光強(qiáng)分布數(shù)學(xué)模型在LED 摩托車(chē)信號(hào)燈配光設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　2. 1 　摩托車(chē)信號(hào)燈的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　我國(guó)摩托車(chē)信號(hào)燈采用的標(biāo)準(zhǔn)是《摩托車(chē)光信號(hào)裝置配光性能GB T17510 - 1998》，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)傳統(tǒng)白熾燈的規(guī)定，L ED 摩托車(chē)燈具的設(shè)計(jì)也只能繼續(xù)沿用上述標(biāo)準(zhǔn)， 對(duì)于LED 摩托車(chē)信號(hào)燈的配光性能具體規(guī)定如下：

　　在滿(mǎn)足光度學(xué)二次平方反比定律距離確定的配光屏幕上，分布在范圍為左右20°，上下10°的橢圓形區(qū)域內(nèi)的測(cè)試點(diǎn)，光強(qiáng)要求在一定的范圍之內(nèi)，且滿(mǎn)足如圖2 中的分布。

　　其中圖中的柵格線(xiàn)交叉處的數(shù)字為百分比，它表示該方向光強(qiáng)最小值與基準(zhǔn)軸線(xiàn)方向光強(qiáng)度最小值的比值，柵格線(xiàn)圍成的范圍內(nèi)任一方向測(cè)得的光強(qiáng)不得小于該方向周?chē)T方向中最小的光強(qiáng)值。

　　2. 2 　LED 摩托車(chē)信號(hào)燈的配光設(shè)計(jì)

　　由于單個(gè)L ED 的光強(qiáng)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)燈光強(qiáng)的要求，因此采用L ED 的摩托車(chē)信號(hào)燈必須對(duì)L ED 進(jìn)行陣列排布。

　　目前，市面上不同型號(hào)的球帽型L ED 光源的光強(qiáng)分布范圍和國(guó)標(biāo)要求的測(cè)點(diǎn)的光強(qiáng)百分比比值不滿(mǎn)足圖2 所示的國(guó)標(biāo)的光強(qiáng)要求，大部分球帽型L ED 光源的光強(qiáng)集中在水平角和垂直角±15°的范圍內(nèi)且垂直方向的光強(qiáng)分布基本上滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)光強(qiáng)分布圖V2V 方向的分布要求，但水平方向±20°處的光強(qiáng)值幾乎為零，因此只需要將水平角15°從擴(kuò)散到20°，根據(jù)公式(7) ，令

　　則

　　根據(jù)國(guó)家《摩托車(chē)光信號(hào)裝置配光性能GB T17510 - 1998》中摩托車(chē)信號(hào)燈光強(qiáng)滿(mǎn)足的要求，考慮到國(guó)標(biāo)要求光強(qiáng)分布分別關(guān)于H - H 對(duì)稱(chēng)和V2V 對(duì)稱(chēng)，則：

　　其中I (0 ，0) 表示水平方向角0°，垂直方向角0°時(shí)的光強(qiáng)值，其余的類(lèi)推。

　　上述方程組若γi 為方程的解，則- γi 亦為方程組的解?？紤]實(shí)際加工燈具的方便， 假設(shè)γi 為等差數(shù)列。只需從方程(10) —(18) 中求解出一組滿(mǎn)意解γi ， 即可以將水平方向的發(fā)散角擴(kuò)散到20°，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)摩托車(chē)信號(hào)燈的配光設(shè)計(jì)。

　　針對(duì)摩托車(chē)信號(hào)燈中具體的一款L ED 制動(dòng)燈，用上述方法來(lái)完成配光設(shè)計(jì)，進(jìn)而驗(yàn)證該方法的可行性。

3 　摩托車(chē)信號(hào)燈中L ED 制動(dòng)燈的配光設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證

　　根據(jù)《GB478921998 汽車(chē)及掛車(chē)外部照明和信號(hào)裝置的安裝規(guī)定》中規(guī)定的摩托車(chē)色度條件選取達(dá)晟光電的R33CA 型的紅光球帽型L ED ，其I0= 4. 55cd ，且θ1/ 2 = 10°。根據(jù)《摩托車(chē)光信號(hào)裝置配光性能GB T1751021998》標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)球帶系數(shù)法估算整個(gè)燈具所需的總光通量和所需的L ED 的數(shù)目，共采用15 個(gè)R33CA 型紅光L ED 來(lái)進(jìn)行摩托車(chē)制動(dòng)燈的配光設(shè)計(jì)。

　　將對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)規(guī)定的各測(cè)點(diǎn)的光強(qiáng)值代入公式(10) 到公式(18) ，通過(guò)MA TLAB 求解出方程組的滿(mǎn)意解，即采用3 ×5 的排布，γi 為(0 ， ±5°， ±10°) ，即每行5 個(gè)L ED 采用柱面型排布。

　　按照方程組的解將建立的15 個(gè)L ED 柱面排布的三維模型導(dǎo)入光學(xué)仿真軟件Tracepro 中，得到的矩形光強(qiáng)分布圖如圖3 所示，驗(yàn)證其光學(xué)效果。