다기능 통합 LED 자동차 신호 램프의 최상의 배광 및 확산기 농도는 무엇입니까?

국가 표준의 자동차 광 신호 장치 설치 규정에 따르면 자동차의 중요한 표시 및 알림 기능 장치 인 신호등은 장착이 필요합니다. LED 기술이 발전함에 따라 자동차 신호등의 모양이 점점 더 다양해지고 있습니다. 자동차 신호등의 광학 설계는 주로 세 가지 구조를 채택합니다: 첫 번째는 뷰익의 새로운 잉롱 모델과 같은 라이트 가이드의 형태, 두 번째는 GAC MOTOR의 2013 GS4와 같은 반사 그릇의 형태, 세 번째는 샤오펑의 G3와 같은 두꺼운 벽의 부품 형태입니다.

이 논문에서 개발한 신호등은 세 번째 광학 설계를 기반으로 하며, 벽이 두꺼운 부품 앞에 광 확산기가 있는 내부 배광 미러를 추가하여 균일한 배광 효과를 얻을 수 있습니다. 신호등의 균일 성은 점차 주류 요구 사항이되었으며 디퓨저 재료의 사용과 결합하여 신호등의 균일 성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 현재 Tesla Model S / Model X 및 Roewe RX5 Plus에는 모두 전면 위치 램프의 균일 성을 높이기 위해 디퓨저가 장착되어 있지만 방향 지시등의 배광 요구 사항으로 인해 Roewe RX5 Plus 방향 지시등에는 여전히 완전히 투명한 소재가 장착되어 있습니다. 이 논문에서는 다양한 신호등의 배광과 디퓨저 농도 사이의 비례 관계를 분석하고 비교합니다.

3-in-1 신호 램프의 광학 설계

Hechuang 007 전방 콤비네이션 라이트, 신호등-전방 위치.
그림 1과 같이 라이트, 주간 주행등, 전방 방향 지시등의 세 가지 기능이 통합되어 있습니다.

광학 디퓨저의 적용과 결합하여 전면 조합 램프의 신호 램프는 세 가지 기능을 하나로 갖춘 LED 신호 램프를 실현하며 그 광학 구조는 그림 2에 나와 있습니다. 광선은 광 포트를 통해 두꺼운 벽 부분으로 통과하고 통과 후 전체 반사 표면이 전면 디퓨저로 반사되고 빛은 디퓨저를 통과 한 후 발산됩니다.
재료 회사의 입력에 따르면 디퓨저 데이터베이스는 당분간 광학 시뮬레이션을 지원하지 않습니다. 따라서이 논문에서는 물리적 테스트 결과와 결합하여 다양한 디퓨저 재료 비율과 실제 LED 신호등 배광 테스트 결과를 비교하고 디퓨저 재료 비율과 배광 값 변화 추세, 법규의 임계 값에 따른 배광 값을 얻습니다.

2가지 국가 표준 배광 요구 사항

국가 표준에는 각각 자동차 및 트레일러의 전방 위치 표시등, 주간 주행등, 전방 방향 지시등에 대한 배광 성능 요구 사항이 있습니다. 세 가지 기능이 통합되어 있기 때문에 설계된 LED 세마포어는 세 가지 규정의 최소값과 최대값을 동시에 고려해야 합니다. 규정의 최소 광도 분포 요구 사항과 광도 제한은 다음과 같습니다.

2. 전면 위치 램프 1개.
GB 5920 "자동차 및 트레일러 전면 램프, 후면 램프, 윤곽선"에 따라
램프 및 브레이크 램프의 배광 성능은 [1] 전조등(단일 램프)의 모든 측정 방향에서 투사된 그림 3의 배광 화면 상의 점의 광도가 그림 3에 표시된 각 점의 백분율 값과 4cd의 곱보다 낮지 않아야 한다는 것을 요구합니다. 동시에 광도는 전조등에서 보이는 모든 방향에서 60cd보다 크지 않아야 합니다.

그림 3에 따르면 표 1과 같이 전조등의 각 측정 방향에 대한 최소 광도 분포를 얻을 수 있습니다.

2. 주간 신호등 2개.
GB 23255 "주간에 자동차 주행 조명의 배광 성능"[2]에 따릅니다.
그림 4의 배광 화면의 지점에 투사된 주간 주행등의 모든 측정 방향에서 빛의 광도가 그림 4에 표시된 지점의 백분율 값과 400cd의 곱보다 낮지 않아야 합니다. 동시에 광도는 낮 동안 주행등이 보이는 모든 방향에서 1200cd보다 크지 않아야 합니다.

그림 4에 따르면 표 2와 같이 각 측정 방향에서 주간 주행등의 최소 광도 분포를 얻을 수 있습니다.

2. 3 전방 방향 지시등

GB 17509 "자동차 및 트레일러용 조향 신호등의 배광"[3]의 요구 사항에 따라 Hechuang007의 방향 신호 발광 영역은 클래스 1a 전방 조향등에 속하는 근거리 발광 영역에서 20mm 이상 40mm 미만입니다. 그림 5의 배광 화면의 지점에 투사된 클래스 1a 전방 조향등의 모든 측정 방향에서 빛의 광도는 그림 5에 표시된 지점의 백분율 값과 250cd의 곱보다 낮지 않아야 합니다. 동시에 광도는 낮 동안 주행등이 보이는 모든 방향에서 800cd를 넘지 않아야 합니다.

그림 5에 따르면, 표 3과 같이 각 측정 방향에서 클래스 1a 전방 조향등의 최소 광도 분포를 얻을 수 있습니다.

(3) 실제 테스트 결과 및 분석은 내부 배광 미러(내부)의 폴리카보네이트(PC) 소재를 통과합니다.
디퓨저를 재료에 혼합하고 질량 분율은 각각 0%, 3%, 4%, 5% 및 7%였습니다. 세 가지 기능의 LED 신호 램프의 배광은 V-H 좌표계 테스트 방법 [4]으로 테스트했습니다. 국가 표준의 요구 사항과 비교하여 법률 및 규정의 배광을 만족하지 못하는 테스트 결과가 강조 표시되어 있습니다.
표 4 및 표 5와 같이 전방 포지션 라이트와 주간 주행등의 HV 포인트가 규정 요건을 충족하지 못하며, 디퓨저를 추가하지 않아도 HV 포인트의 광도가 규정 상한을 초과합니다.

ATT: 참고: 이탤릭체 숫자는 이 방향의 배광 결과가 규정의 요구 사항을 충족하지 않음을 나타내며, '준수' 표는 해당 위치가 배광 규정을 준수하지만 정확한 테스트 값을 얻지 못했음을 나타냅니다.

동시에 표 5는 주간 주행광 분배 화면의 HV 포인트 원의 5 ° 위아래 및 약 5 ° 범위의 광도도 규정에서 요구하는 상한을 초과하는 것으로 나타났습니다.

디퓨저 비율이 5%에 도달하면 클래스 1a 전방 방향 지시등 HV 지점, H-5L 지점 및 H-5R 지점의 광도 값이 규정에서 요구하는 하한보다 낮아지며, 광 분포 결과는 표 6에 나와 있습니다.

참고: 이탤릭체 숫자는 이 방향의 배광 결과가 규정의 요구 사항을 충족하지 않음을 나타내고, '준수' 표는 해당 위치가 배광 규정은 준수하지만 정확한 테스트 값을 얻지 못했음을 나타냅니다.

표 7에서 볼 수 있듯이 디퓨저 비율이 7%에 도달하면 주간 배광 화면의 HV, H-5R 및 H-10R 지점의 광도 값이 규정에서 요구하는 하한값보다 낮아져 디퓨저 농도 증가가 제한됩니다.

표 8에서 볼 수 있듯이 디퓨저 비율이 7%에 도달하면 클래스 1a 전방 방향 지시등의 배광 화면에서 HV 포인트의 위아래 5 ° 및 약 5 ° 범위의 광도가 규정에서 요구하는 하한보다 낮으며, 이 영역의 배광 포인트는 디퓨저 농도 증가를 제한합니다.

참고: 이탤릭체 숫자는 이 방향의 배광 결과가 법률 및 규정의 요구 사항을 충족하지 않음을 나타냅니다.

위의 실제 시험 결과를 분석한 결과, 디퓨저 농도가 변하면 전조등, 주간주행등, 전방 방향지시등의 HV 포인트의 광도 값이 그에 따라 변화하게 되는데, 표 9에서 '방향지시등 VIS'의 마지막 줄은 방향지시등 D15-R45의 화각광 분포점의 광도 값이며, 그 변화 추세는 HV 포인트와 반대되는 경향을 보였습니다.

표 9에서 디퓨저 비율이 증가함에 따라 세 가지 기능의 HV 배광값이 모두 감소하는 것을 알 수 있습니다. 그 중에서도 주간 주행등의 HV 포인트의 배광 값이 가장 뚜렷하게 변화하며, 디퓨저 비율이 7%에 도달했을 때의 광도 값은 비 디퓨저의 약 1/4 수준입니다. 동시에 디퓨저 비율이 증가함에 따라 스티어링 라이트 D15-R45의 시야각 분포점의 광도 값이 증가하며, 디퓨저 비율이 7%에 도달했을 때의 광도 값은 비 디퓨저의 2. 5배입니다.

참고: 이탤릭체 숫자는 이 방향의 배광 결과가 규정의 요구 사항을 충족하지 않음을 나타내고, '준수' 표는 해당 위치가 배광 규정은 준수하지만 정확한 테스트 값을 얻지 못했음을 나타냅니다.

4 결론

위의 논의에 따르면 디퓨저를 추가하면 시야각에서 광도를 효과적으로 높이고 배광 화면 중앙의 광도를 줄일 수 있음을 알 수 있습니다. 이 백서의 3-in-1 LED 자동차 신호등의 배광 결과와 결합하여 디퓨저 비율의 합리적인 범위는 5% 미만이어야합니다.

또한 이 백서에서 논의된 디퓨저 비율의 범위는 Hechuang 007 전면의 결합 램프의 유효 발광 영역과 광학 구조를 기반으로 합니다(그림 2). 실제 발광 구조에 따라 해당 할당을 수행해야 합니다.