LED摩托車(chē)信號燈配光設計

　　由公式(7) 可知：改變γi 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L ED 摩托車(chē)信號燈的配光設計。

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

　　2 　曲面LED陣列的光強分布數學(xué)模型在LED 摩托車(chē)信號燈配光設計中的應用

　　2. 1 　摩托車(chē)信號燈的國家標準

　　我國摩托車(chē)信號燈采用的標準是《摩托車(chē)光信號裝置配光性能GB T17510 - 1998》，這個(gè)標準是針對傳統白熾燈的規定，L ED 摩托車(chē)燈具的設計也只能繼續沿用上述標準， 對于LED 摩托車(chē)信號燈的配光性能具體規定如下：

　　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°的橢圓形區域內的測試點(diǎn)，光強要求在一定的范圍之內，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。

　　2. 2 　LED 摩托車(chē)信號燈的配光設計

　　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。