汽車照明設計中的虛擬光源

　　大多數(shù)汽車照明系統(tǒng)使用非成像光學系統(tǒng)，包括光學元件和一個真實光源。在進行照明系統(tǒng)設計時，使用虛擬光源需要用到額外的光學元件來構建一個虛擬光源，這可能會使設計過程更為復雜。但是這種方法打破了傳統(tǒng)汽車照明設計的限制，為汽車前照明和照明系統(tǒng)提供新的方法來構建光照模式，豐富了造型的自由度。本文將簡單介紹虛擬光源的成像原理，并通過兩個車燈的例子來具體描述虛擬光源為汽車照明設計帶來的優(yōu)勢。

    首先，根據(jù)物體位置的不同，我們可以利用凸透鏡和反射鏡來構造虛像，虛像是一個由真正的光源形成的圖像，不產(chǎn)生光，但似乎光線是從那里來的，也無法映射到屏幕上。而虛擬光源就是汽車車燈光源的一個虛像。

　　從下圖我們可以清晰地看出，通過凸透鏡或者反射鏡的運用，光源可以從遠離耦合反射鏡的一端移動到靠近反射鏡的一端，從而大大地節(jié)省了車燈的設計空間，使車燈有更緊湊的結構。如果各項參數(shù)能夠契合的話，最多可以在寬度上縮短一半，這使得定義光源位置時有更多自由，促進了新設計方案的誕生。

　　虛擬光源可以廣泛地運用在汽車的各類車燈設計中，比如頭燈、尾燈、霧燈和信號燈。

　　在尾燈設計中，大致的光路圖如下：

　　真實光源發(fā)射出的平行光擊中拋物面反射鏡，通過拋物面反射鏡生成虛擬光源，耦合反射鏡以虛擬光源為物像產(chǎn)生鏡像，從而創(chuàng)建出所需的光分布。本次實驗中所用的真實光源為5流明的LED燈，而從測試儀器中可檢測到4.52流明，也就是說，超過90%的發(fā)光通量被有效利用，這對于尾燈來說是很有必要的一個特點。

　　而在霧燈設計中，大致的光路圖是這樣的：

　　真實光源發(fā)射出的光擊中平面反射鏡,平面反射鏡就像復制粘貼一樣生成鏡像——虛擬光源，耦合反射鏡以虛擬光源為物像產(chǎn)生鏡像，從而創(chuàng)建出所需的光分布。本次實驗中所用的真實光源為LED燈，在霧燈設計中最看重的不是發(fā)光通量利用率，而是虛擬光源的截止線是否清晰，下圖可以看出此設計使得霧燈中間部分和周邊部分的截止線較為鋒利，這樣既可以讓中間部分發(fā)光明亮，又可以避免眩光對周邊路人產(chǎn)生不利影響。

　　總而言之，在汽車照明設計中利用虛擬光源可以提高光源定位和車燈造型的自由度，促進新設計方案的誕生，同時不同的設計還可以滿足不同車燈所需的要求，創(chuàng)建合適的光分布。有了這樣的設計新方案，照明開發(fā)人員創(chuàng)造用于汽車車燈的高效的創(chuàng)新型燈設計時有了全新的選擇。