使用lighttools设计反射罩.pdf

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1、使用LightTools設計反射罩LightTools能夠用來設計和分析多樣化照明系統的性能。最近，北美的Yorka把LightTools用於重新設計一個分段式反射罩的停車燈。透過LightTools精準的分析原始設計的發光强度和照明分佈分析，我們能夠矯正設計上的問題、符合SAE的標準以及建構一個令人滿意的原型。這份文件敘述如何達到重新設計的目的。分析原始設計第一步是在最初的原型中模擬原始的系統去重現這些問題來觀察。這個分段式停車燈反射罩原始的幾何物件是使用IGES輸入功能來輸入到LightTools裏（見圖1）。接著3157的電燈泡被加入到各個區域。在圖2上所示是一個

2、近場的3157燈泡模型。另外，設定了反射表面的特性和增加兩個接收器來進行照明分析。一個接收器是測量遠場的發光强度，另一個是表面接收器測量打在尾燈外部透鏡上的照明分佈。圖1、、在、在LightTools裏建構原始系統：圖2、、近場的、近場的3157電燈泡模型：：這個：這個使用分段式反射罩的雙功能車燈。。分析後。分析後燈泡有兩個燈絲，，而每次僅有一個被點，而每次僅有一個被點發現會有討厭的條紋現象，，無法達到，無法達到亮亮。亮。。停車燈為主要的燈絲最亮為。停車燈為主要的燈絲最亮為SAEJ585和J586的規定。33MSCP（（平均球面燭光强度（平均球面燭光强度），而尾燈為次要

3、的燈絲僅產生3MSCP。原始設計的模擬分析確認了兩個主要的問題：
討厭的亮痕：亮點和條紋在透明的尾燈外部被看出。圖1的模擬顯示出燈絲經由個別的分割區域將光線集中在尾燈外部的觀察面上。
太強的光線：因為有太多的光線集中在尾部，這組車燈的表現無法通過SAEJ585尾燈1的規格。當停車和轉彎兩部份都被點亮時，尾燈會輸出超過45燭光的峰值，這個大大的超過SAE所規定25燭光的最大值。重新設計分段式反射罩原始反射罩的分割區域被重新設計。如圖3所示，轉彎的部分切割成1-12個區域而停車部分成13-24的範圍，同時每個切割的形狀被重新設計去修正主要的問題。圖3、、系統的形狀、系統的形

4、狀：：轉彎：轉彎或或停車作用或停車作用時會點亮單一電燈泡（（主要燈絲（主要燈絲），而而尾燈而尾燈的的作用的作用會會同時會同時點亮兩個燈泡（（次要燈絲（次要燈絲）。加上尾燈外殼後的的範圍圍（圍（Clearapertureoutertaillens））顯示出）顯示出一些切割部份會會被限制會被限制到到。到。重新設計分段部份的首要目標就是要排除在尾燈上的亮點。圖4展示了原始橢圓反射切片是如何從燈絲直接地聚集光線到後面透鏡上。改變反射罩的設計使用擴散的方法來代替聚焦的方式將在尾燈上的亮點移去，如圖5所示。新的反射切片是使用可修改表面形狀並從燈絲中心沿著使用者指定的方向去照亮目標的

5、LightTools巨集來重新設計。LightTools的巨集類似Basic語言是一個强大的工具能夠被使用來做複雜系統的自動化設計和分析。圖4、、聚焦和擴散的設計方法、聚焦和擴散的設計方法：：使用橢圓分割：使用橢圓分割（（上（上方圖片））燈絲影像聚到尾燈外部）燈絲影像聚到尾燈外部，，導致條紋產生，導致條紋產生。使用擴散方式（（下方（下方））可）可可移可移移除移除除條紋的問題除條紋的問題。2圖5、、重新設計反射罩的形狀、重新設計反射罩的形狀：：這個重新設計：這個重新設計是是使用分散是使用分散光線的反射切片（（左邊（左邊圖面）。尾燈外部的照明結果（（右邊（右邊）顯示亮點與條

6、紋都被消除了。。光型。光型目前也也已也已已大面積已大面積的的散佈的散佈均勻。每一個反射罩的光形都必須符合SAE的規定（例如，大概是水平±20°，垂直±10°）。光源中心的選擇（主要或次要的燈絲）是自由的參數。透過切片設計把主要燈絲的中心作為光源的中心，相較於停車和轉彎時的功能，尾燈的角度分佈增加了，如圖6所示。這使得在保持停車與轉彎時的峰值强度下，尾燈的相對强度降低了。圖6、、模擬重新設計的、模擬重新設計的反射罩光光度光度度：度：：一個遠場接收器對於：一個遠場接收器對於停車、、轉彎、轉彎時時和尾燈用時和尾燈用A型的光度計為操作目的。。所。所所產生所產生的的停車的停車、、

7、轉彎、轉彎時時和尾燈作用的時和尾燈作用的光形全部都符合根據SAE水平±20°、、垂直、垂直±10°的形狀要求。。尾燈。尾燈角度的增加與停車和轉彎時的關係改善了整體性能。重新設計後的反射罩把原始尾燈的峰值從45燭光減弱至18燭光，符合SAEJ585規定最大的25燭光。而停車和轉彎時的最大强度仍然保持不變，滿足了SAE的停車燈和尾燈之間5：1的要求比例。即使尾燈使用兩個電燈泡，而停車時僅用一個結果還是達到了。3比較模擬和實際的表現尾燈特性的模擬和原型的實際量測非常符合。表1列出在尾燈各個測試點的結果，這些結果的誤差在5~10%的範圍內。表2所