LED汽車(chē)燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及光學(xué)設(shè)計(jì)淺談

劉勇

（魯?shù)秘愜?chē)燈股份有限公司，濟(jì)南250000）

1 LED 汽車(chē)燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本概述

經(jīng)大量科研數(shù)據(jù)分析可知，LED 汽車(chē)車(chē)燈從使用用途來(lái)看可分為照明燈和信號(hào)燈兩大類(lèi)，其中，照明燈又分為外照明燈和內(nèi)照明燈，信號(hào)燈又分為外信號(hào)燈和內(nèi)信號(hào)燈。從某方面來(lái)講，在上述車(chē)燈類(lèi)別中，行車(chē)安全的關(guān)鍵部件是外照明燈和外信號(hào)燈。

1.1 LED 車(chē)燈防結(jié)露起霧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從目前來(lái)看，LED 車(chē)燈主要包括散熱器以及由燈罩與外殼組成的燈室，燈室中的金屬基PCB 板上焊接有LED 燈珠等結(jié)構(gòu)。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，LED 車(chē)燈防結(jié)露起霧結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)組成主要有：第一，LED 車(chē)燈燈具的外殼后端口和散熱器的前端的連接處設(shè)有硅膠密封圈，且兩者的連接方式主要為旋轉(zhuǎn)卡接方式；第二，在LED 車(chē)燈的燈罩及外殼的外側(cè)面，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需設(shè)有至少一條將迎面風(fēng)導(dǎo)向散熱器的導(dǎo)風(fēng)槽；第三，LED 車(chē)燈還包括設(shè)于燈室外的驅(qū)動(dòng)控制盒，驅(qū)動(dòng)控制盒內(nèi)設(shè)有控制LED 燈珠工作的控制元件；第四，為從根本上確保車(chē)燈作用的最大化發(fā)揮，PCB 板的后端面與散熱器的前端面之間也需設(shè)有導(dǎo)熱膠，以此來(lái)確保燈具效果的發(fā)揮。

1.2 電路及軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，為從根本上確保外照明燈和外信號(hào)燈等強(qiáng)制性檢驗(yàn)作用的最大化發(fā)揮，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一方面，設(shè)計(jì)者需明確本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新原理和現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，然后在進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合安裝過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行拼接，另一方面，由于汽車(chē)燈具現(xiàn)已成為汽車(chē)造型不可或缺的重要裝飾物，在汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中起到了畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用，因此，為將前照燈、霧燈以及轉(zhuǎn)彎指示燈有機(jī)地組合到一起，汽車(chē)工業(yè)的設(shè)計(jì)人員需明確了解汽車(chē)工業(yè)的電路及軟件方案的內(nèi)容，以此謹(jǐn)遵相關(guān)工序進(jìn)行組合拼接，以此來(lái)確保LED 汽車(chē)燈具作用的最大化發(fā)揮。

2 LED 汽車(chē)燈具光學(xué)設(shè)計(jì)的基本探析

2.1 配光特性

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查分析可知，在當(dāng)前城市化、工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的信息化產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，汽車(chē)的前照車(chē)燈是保障行車(chē)安全運(yùn)行的重要部件之一，因此，在進(jìn)行車(chē)燈光照的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為從根本上提高駕駛者的行車(chē)安全，前照燈的配光特性、光照強(qiáng)度需符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，從而在根本上避免后續(xù)使用過(guò)程中出現(xiàn)前照燈近光亮區(qū)暗、近光暗區(qū)漏光等情況[1]，以此來(lái)確保駕駛者能準(zhǔn)確地看清物體，最大程度地避免安全事故的發(fā)生，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

2.2 配光設(shè)計(jì)的流程

在進(jìn)行配光設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為從根本上提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和有效性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一方面，設(shè)計(jì)工作者需根據(jù)整體尺寸來(lái)確定燈絲位置和要求的擴(kuò)散角度，從而確保在后續(xù)使用過(guò)程中燈光的照射方向和照射范疇能滿(mǎn)足造型和配光的要求，另一方面，相對(duì)于一個(gè)自由曲面反射鏡光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)的核心要素為自由曲面反射弧加一個(gè)光源，而從某方面來(lái)講，自由曲面反射弧的設(shè)計(jì)基于IBM 工作站的CATIA及二次開(kāi)發(fā)軟件包，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和有效性，將CATIA 中自由曲面數(shù)據(jù)微分成N塊小的曲面，使得每塊小的曲面可以近似成小的平面，從而便可在后續(xù)的計(jì)算中準(zhǔn)確地計(jì)算出光源的成像區(qū)域，為后續(xù)的施工作業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

2.3 信號(hào)燈的分類(lèi)

在當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，信號(hào)燈按照不同的分類(lèi)依據(jù)，可分為不同的種類(lèi)[2]，例如按照配光設(shè)計(jì)分類(lèi)，信號(hào)燈可分為直射型、反射型和帶內(nèi)配光鏡型三種。

2.4 信號(hào)燈的ECE 的法規(guī)要求

當(dāng)前在我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，常用的配光類(lèi)別主要有美國(guó)的SAE 模式、歐洲的ECE 模式，而中國(guó)目前在進(jìn)行信號(hào)等光學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)除了高位制動(dòng)燈和倒車(chē)燈外，其他的信號(hào)燈在進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，其都能達(dá)到設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，測(cè)試點(diǎn)與中心數(shù)值的相對(duì)比率基本相同，為汽車(chē)工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，改革開(kāi)放以來(lái)，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的信息化產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展在一定程度上加快了各種款式汽車(chē)的涌現(xiàn)速度，同時(shí)也對(duì)各個(gè)構(gòu)成部件提出了更高的要求，而燈具作為汽車(chē)的重要構(gòu)成部件，其設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和有效性對(duì)駕駛者的信息獲取具有一定程度的影響，因此，為提高行車(chē)的安全性和舒適度，全面探析汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和光學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是十分必要的。