车灯光导设计探讨

车灯光导设计探讨

尽管目前宝马、奥迪都已推出了激光光源在车灯上的应用，但现阶段LED

光源在车灯上的应用依然是一个趋势和潮流。下图为奥迪车灯头灯照片，其DRL 设计采用光导技术。

本文将研究探讨LED光导设计，分析探讨导光条的导光特性和配光性能。

本光导条结构设计在CATIA软件完成，光学分析模拟选用ASAP软件。CATIA 是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。ASAP?全称为Advanced System Analysis Program，即高级系统分析程序。ASAP是由美国Breault Research Organization. Inc (BRO)公司开发的高级光学系统分析模拟软件。ASAP提供给光学系统工程设计师无与匹敌的设计能力、广泛的应用性、快速的光追踪速度和准确度。 ASAP精确地预测在汽车车灯光学系统、生物光学系统、相干光学系统、屏幕展示系统、光学成像系统、光导管系统、照明系统及医学仪器设计中的全真表现。

本研究设计借由目前市面上改装车灯为载体，以雪佛兰科鲁兹前大灯做改装设计，将LED反射碗结构改为光导，图示为光导造型，右下图为反射式结构。光导全长516mm，可视部分长度为456mm。

导光条设计需满足整个导光条视觉均匀性和符合法规配光性能两个基本要求（模具、散热等要求本文不做探讨）。研究发现，导光条设计需考虑以下几个基本参数：齿距 S，齿高h，齿宽L,开始角α，结束角β，如下图所示。通过调整上述参数，可使整个光导条具有视觉均匀性和满足配光法规。

本设计选用光源为OSRAM OSTAR LEUW D1W501,5chip,ultra white，模拟时光通量设为750LM。光导条材料为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯),折射率为1.49。 PMMA 是目前最优良的高分子透明材料，可见光透过率达到92%。

在CATIA三维设计软件内完成导光条结构设计，如下图所示：

光导入光处如下图所示处：

将CATIA内完成的导光条数据导入ASAP软件，进行光线追踪，通过循环修改和模拟获得最佳效果。

通过ASAP光线追踪分析，获得导光条分析效果图，如下图所示：

下图为ASAP模拟配光光型图和测试结果，模拟结果显示，测试符合GB23255日间行车灯配光要求：

本文采用头灯DRL光导设计为载体，分析探讨导光条的导光特性和配光性能，找出导光条设计技术要点。导光条设计不但要满足视觉均匀性，同时也需要满足法规要求。通过设计和分析，我们可以了解到，导光条背部齿状结构和参数，是导光条设计的关键，我们需要反复调整其参数（齿距S，齿高h，齿宽L，开始角α，结束角β）以获得符合要求的光导条。