上期我们聊了远近光透镜模组设计要点,这期来谈下性能指标。最重要的指标当然是法规。我国对应的国标有3个,分别是GB4599-2007汽车用灯丝灯泡前照灯,GB21259-2007汽车用气体放电光源前照灯,GB25991汽车用LED前照灯。可以看到,这三个标准是按照光源类型来分类的。因此,灯具定义的哪种光源,设计时就要看对应的标准,不能搞错了。
这三个国标正文不算长,约一二十页。有兴趣的朋友可以自行查看原文,本文将就光学设计的重点以及常见问题加以说明。
1, 什么样的光源都可以用在车灯上吗?
不是。车灯作为汽车核心零部件,肩负着安全照明的重要使命。使用的原材料跟民用照明相比,性能要求更高。国标对允许使用的光源有明确描述:“前照灯应使用符合ECE R99规定的气体放电光源,灯丝灯泡应符合GB15766.1或ECE R37规定的要求”。解释成大白话就是:对于灯泡而言,只需要在上述标准里查表,有则可用,无则禁止。
Led情况较为复杂,没有这样的标准列表。有个窍门就是在LED各品牌官网查找,通常车规级led会有专门的类别。
2, 如何定义光源光通量?
不管是灯泡,还是led,光通量都跟电压电流相关。另外即使是同一个型号,也会有个体差异。如果两个光源,一个配光合格,另一个不合格,该如何评价呢?国标对此也做了规定。
举个例子,用H7灯泡作为远近光光源,光通量应为1100lm。测试时应采用标准灯泡,标准灯泡尺寸公差更小,而且光通量被标定为1100lm。如果测试时使用未标定的普通灯泡,很可能光通量只有1000lm甚至更低,尺寸误差也大,从而导致配光不合格。只有使用了标准灯泡的测试结果才是可靠的。
3, 光源光通量随时间发生变化该如何评估?
LED光通量跟温度强相关。温度越高,光通量越低。LED点亮时间越长,温度越高。因此led灯具刚开启时最亮,慢慢就变暗了。那我们可不可以抢在变暗之前,赶紧把配光测试给做完呢?
回答是不可以,因为法规原文如下:
光度稳定状态的定义是“光度变化值在15分钟内小于3%”。对于远近光而言,通常要点亮30分钟后才能稳定,然后开始测试。
4, 如何理解近光配光要求
上面图表是近光配光屏幕示意图和测试点照度要求。为了更方便理解这个图我们做一些简化。hh线是灯具前方水平面,低于hh线的光线将照射到地面上,高于hh线的光线照射到空中。vv线是灯具纵向竖直面。
将配光屏幕划分为四个象限后,每个象限的照射目标如下图所示。地面左右侧应为有光区,照度越高照射距离越远。空中左侧为禁光区,防止眩目。空中右侧为部分禁光区,光线应保持一定的抬起角度照亮人行道,同时不过分眩目。
国标表1的测试点命名也有讲究。比如近光最关键的测试点75R表征车辆前方75米右侧,这个点的照度值决定了照射距离,越亮越好,因此法规有下限要求,应不小于12lx。测试点50L表征车辆前方50米左侧,是对向车道司机位置,太亮了导致眩目,因此法规要求不大于15lx。
其他测试点也都同理。
5, 近光三区是哪个区域?有什么作用?
近光三区在明暗截止线上方,不能眩光,有0.7lx的上限要求。另外三区内靠近截止线的地方有8个测试点,有最低照度要求,目的是为了能够照亮道路上方的路标指示牌。
在做近光光学设计时,需要为这8点设计特殊方案以满足法规要求。
上图红框内为满足三区8点要求的光线
6, 如何理解远光法规要求
远光没有防眩目的目的,照射距离越远越好,法规相对简单很多。最大照度应在HV附近,位于vv线上或略高。太低会影响近光路照效果。
7, Led前照灯注意事项
这条非常重要,却往往不小心被忽略。以远光为例,光学设计时按照正确参数设置光源光通量、光学零件参数,得到远光模拟结果,Emax为60lx。表2中LED远光法规要求Emax不小于48lx。请问这个设计是否合规?
答案是不合规。因为60乘0.7后只有42lx,小于48lx。
以上七点就是汽车远近光的法规常见问题解读,满足法规是最重要也是最基本的要求。法规的配光屏幕在灯具前方25米处,对路面照度并无要求,为了弥补这个缺失,除此以外还有CNCAP、CIASI、车企要求。我们改天再来详聊。
…………………..
文章转自 公众号 从任光学
发表评论 取消回复