基于LED光強分布的摩托車(chē)信號燈配光設計
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其中圖中的柵格線(xiàn)交叉處的數字為百分比，它表示該方向光強最小值與基準軸線(xiàn)方向光強度最小值的比值，柵格線(xiàn)圍成的范圍內任一方向測得的光強不得小于該方向周?chē)T方向中最小的光強值。
由于單個(gè)L ED 的光強達不到國家標準對機動(dòng)車(chē)燈光強的要求，因此采用L ED 的摩托車(chē)信號燈必須對L ED 進(jìn)行陣列排布。
目前，市面上不同型號的球帽型L ED 光源的光強分布范圍和國標要求的測點(diǎn)的光強百分比比值不滿(mǎn)足圖2 所示的國標的光強要求，大部分球帽型L ED 光源的光強集中在水平角和垂直角±15°的范圍內且垂直方向的光強分布基本上滿(mǎn)足國標光強分布圖V2V 方向的分布要求，但水平方向±20°處的光強值幾乎為零，因此只需要將水平角15°從擴散到20°，根據公式（7） ，令
則
根據國家《摩托車(chē)光信號裝置配光性能GB T17510 - 1998》中摩托車(chē)信號燈光強滿(mǎn)足的要求，考慮到國標要求光強分布分別關(guān)于H - H 對稱(chēng)和V2V 對稱(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γi 為等差數列。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)散角擴散到20°，從而實(shí)現對摩托車(chē)信號燈的配光設計。
針對摩托車(chē)信號燈中具體的一款L ED 制動(dòng)燈，用上述方法來(lái)完成配光設計，進(jìn)而驗證該方法的可行性。
3 摩托車(chē)信號燈中L ED 制動(dòng)燈的配光設計與仿真驗證
根據《GB478921998 汽車(chē)及掛車(chē)外部照明和信號裝置的安裝規定》中規定的摩托車(chē)色度條件選取達晟光電的R33CA 型的紅光球帽型L ED ，其I0= 4. 55cd ，且θ1/ 2 = 10°。根據《摩托車(chē)光信號裝置配光性能GB T1751021998》標準，通過(guò)球帶系數法估算整個(gè)燈具所需的總光通量和所需的L ED 的數目，共采用15 個(gè)R33CA 型紅光L ED 來(lái)進(jìn)行摩托車(chē)制動(dòng)燈的配光設計。
將對應的國標規定的各測點(diǎn)的光強值代入公式（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入光學(xué)仿真軟件Tracepro 中，得到的矩形光強分布圖如圖3 所示，驗證其光學(xué)效果。
通過(guò)方程組（10） —（18） 計算得到國標要求的測點(diǎn)的理論值。從圖3 所示的矩形光強分布圖中，讀取國標要求的測點(diǎn)的仿真值。由于測點(diǎn)關(guān)于H2H 對稱(chēng)又關(guān)于V2V 對稱(chēng)，則國標要求的測點(diǎn)的光強值可以簡(jiǎn)化為如表1 所示。
從表1 中的數據可以看出，測試點(diǎn)的光強仿真值都在國家標準要求的范圍之內，且仿真值與理論值很接近，而仿真結果也一定誤差范圍內比較真實(shí)的反映了燈具實(shí)際的光強分布，從而驗證了該設計方案的可行性。
4 結 論
本文提出了一種基于曲面L ED 陣列的光強分布數學(xué)模型的新型方法，在推導了曲面L ED 陣列光強分布數學(xué)模型的基礎上，將其應用于L ED 摩托車(chē)信號燈配光設計。進(jìn)一步采用Tracepro 光學(xué)仿真軟件對該方法設計的L ED 摩托車(chē)制動(dòng)燈進(jìn)行了模擬實(shí)驗，結果證明曲面L ED 陣列光強分布的數學(xué)模型正確，能夠滿(mǎn)足國家摩托車(chē)配光標準的要求。該方案設計的L ED 摩托車(chē)制動(dòng)燈光線(xiàn)絕大部分集中在左右20°，上下15°的橢圓形區域內，且無(wú)需聚光器和配光鏡，光效大大的提高，成本大大的降低，并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟實(shí)用。
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