淺析LED汽車燈具結構設計及光學設計

吳晨 李丙佳

摘要：隨著我國經濟和爾科技的飛速發展，我國汽車行業得到了較為穩定的發展，借助于汽車行業的穩定發展可將駕駛員的判斷能力提升。據研究，在汽車燈具設計過程中較為重要的兩個部分就是結構設計及其燈具的光學設計，本文主要對LED汽車燈具結構設計及光學設計進行研究，文章分三個方面進行闡述，先給出了使用LED汽車燈具的主要優點，后對其實際設計進行了具體研究。

關鍵詞：LED汽車車燈;結構設計;光學設計

一、LED汽車燈的優勢

（一）節能環保

在發光效率方面，LED汽車燈所使用的LED材料相較普通材料具有較為常見的發展優勢，發光效率相較于其他材料具有了很大的提升，該類型材料在實際應用過程中的實際發光效率數值可達到七十，實際應用還可進行積極的能量轉換，將大部分能量轉化為光能，降低了熱量的損失。此外使用LED汽車燈可改變傳統材料在實際應用過程中車輛的燃料燃燒指數，使得該數值得到提高，達到了解決經濟的作用。

（二）大燈顏色的區分

當前，幾乎所有的路標都使用被動發光反射。已經開發出具有接近日光光譜的LED，這使物體（例如道路交通標志等）發出的光比其他光源更有效，因此駕駛員可以停留更長的時間并盡快在車內找到它，可能保持距離，提高駕駛安全性，并幫助駕駛員在夜間和白天一樣輕松地發現和看到交通標志。

（三）防眩光頭燈

據研究白光的LED光源色溫介于五千到六千之間，該光源相較于氙氣光源更接近自然光，使用該類型燈可保證車輛駕駛員在實際操作過程中不會出現疲勞的現象，降低出現安全問題的概率，使得駕駛員可舒適駕駛。此外，由于高強度的放電燈會對人體的眼睛造成直接的影響，會有較為明顯的炫光效果，要降低出現給現象的概率，就要在實際設計過程中將光譜中的藍色部分移到匯聚點的邊緣地區，確保這些區域不被駕駛員注意到，降低汽車車燈色彩對人體造成的干擾。有鑒于此，就防眩光而言，燈的設計應盡量減少450nm以下波段的光，并增加450nm-510nm波段的光，以減少不適感并改善邊緣視覺區。因此，LED大燈不僅可以保護駕駛員的視線，而且不會對附近的汽車或駕駛員造成視覺障礙。

二、LED汽車燈結構設計基本概述

根據大量科學研究數據的分析，從使用角度來看，LED汽車燈可分為兩類：照明燈和信號燈。其中，照明燈分為外部照明燈和內部照明燈，信號燈分為外部信號燈和內部燈。信號燈。從特定的角度來看，在上述車輛照明類別中，用于駕駛安全的關鍵組件是外部照明和外部信號燈。

（一）LED汽車燈的防凝霧結構設計

在LED汽車燈實際設計過程中較為主要的部分就是燈罩，該部分會由燈罩和殼體組成，燈室內的金屬基板PCB板焊接有LED燈珠和其他結構。根據大量研究數據的分析，LED車燈的防霧結構的主要組成如下：首先，LED車燈殼體的后端口與車燈之間的連接。散熱器的前端裝有硅酮密封環，兩者之間的主要連接是旋轉夾緊方法[4]。其次，必須在燈罩和LED燈的外殼中至少提供一個外部，以將引入的風引導至散熱器的風管。第三，LED汽車燈還包括位于燈外部的驅動控制箱。驅動控制箱配有控制組件，用于控制LED燈珠的操作。第四，為了從根本上確保汽車燈的最大功能，PCB板的背面和散熱也需要在燈的前表面之間添加導熱膠，以確保燈的效果。LED汽車燈還包括位于燈外部的驅動控制箱。驅動控制箱配有控制組件，用于控制LED燈珠的操作。第四，為了從根本上確保汽車燈的最大功能，PCB板的背面和散熱也需要在燈的前表面之間添加導熱膠，以確保燈的效果。LED汽車燈還包括位于燈外部的驅動控制箱。驅動控制箱配有控制組件，用于控制LED燈珠的操作。第四，為了從根本上確保汽車燈的最大功能，PCB板的背面和散熱也需要在燈的前表面之間添加導熱膠，以確保燈的效果。

（二）電路與軟件設計

電路及其軟件設計時，要保證設計符合基本要求，就要確保設計的外部照明部分和外部的信號燈部分具有較強的檢查功能，要增強這些功能可通過一下方面進行完善。一方面，相關設計人員可在設計過程中對實際設計的產品設計原理進行明確化，優化原有技術，使得相關零件在實際組裝過程中符合基本拼接要求。另一方面，考慮到汽車燈屬于汽車造型的主要部分，在實際設計過程中還要考慮到裝飾的作用，要將前燈及其霧燈和轉向指示器等部分進行有機結合，在實際設計過程中要保證相關設計人員對汽車的工業電路和軟件內容熟悉了解，使得LED汽車燈得到最大化的使用。

三、LED汽車燈具光學設計的基本探析

（一）配光特性

根據相關數據的調查分析，隨著我國信息化和工業化的不斷發展，汽車燈的設計會對車輛的實際行駛安全造成直接的影響，故在實際設計過程中要將汽車駕駛員安全駕駛的因素考慮到，保證汽車前照明等的基本配光性質和光的強度符合汽車燈設計的技術要求，避免駕駛員的近光區域出現。此外，汽車燈在后續使用中，要考慮到暗度、近光暗區的漏光等[1]，確保駕駛員能夠準確看到目標，最大程度地避免安全事故，并為實現公司的可持續發展目標奠定良好的基礎。

（二）配光設計過程

在配光設計過程中，為了從根本上提高設計的科學性，合理性和有效性，一方面，設計人員需要從整體上確報燈絲的基本位置和等死所需要的擴散角度正確，確保其實際尺寸可滿足燈光照射范圍和方向的要求，達到燈光使用建模和配光的基本要求。另一方面，與自由曲面反射鏡光學系統相比，其設計的核心要素是自由曲面反射弧加A光源。從某種角度看，自由曲面反射弧的設計基于CATIA和IBM工作站的輔助開發軟件包。因此，在設計過程中，為了確保設計的科學性，合理性和有效性，將CATIA中的自由曲面數據劃分為N個小曲面，以便每個小曲面都可以近似為一個小平面，從而可以在隨后的計算中將準確計算出光源的成像面積，這為后續的施工操作提供了有利的基礎。

（三）信號燈的分類

在當前汽車工業快速發展的背景下，信號燈可以根據不同的分類分為不同的類型[2]。例如，根據配光設計分類，信號燈可以分為三種類型：直接型，反射型和帶內光學透鏡。

（四）ECE信號燈法規要求

對我國汽車工業發展情況進行研究可發現，我國常用配光類型會設計掉美國SAE模型及歐洲ECE模型。而我國在信號燈的光學設計過程中，不僅包括高位剎車燈和倒車燈，其他信號燈在實際使用過程中也要符合相關設計要求[3]。通過進一步的研究發現，測試點與中心值的相對比值基本相同，為汽車工業的進一步發展奠定了良好的基礎。

四、結語

簡而言之，改革開放以來，在當前經濟全球化和信息產業持續發展的背景下，汽車工業的不斷發展在一定程度上促進了各種形式汽車的興起。同時，它為各種組件提出了更高的標準。作為汽車的重要組成部分，其設計的科學性，合理性和有效性將對駕駛員的信息獲取產生一定程度的影響。因此，為了提高駕駛的安全性和舒適性，非常有必要對汽車的結構設計和光學設計內容進行綜合分析。

參考文獻：

[1]梁海志，劉東靜，陸翰，覃有硬.LED汽車燈具防霧裝置設計及應用[J].汽車電器，2017（12）：48-49+53.

[2]郭朋新.LED技術在汽車燈具中的應用[J].中國高新技術企業，2016（20）：36-37.

[3]李志剛，王磊，盛紅金，滕云鵬，朱麗媛，王浩博，李野.汽車燈具產品關聯性設計方法[J].汽車電器，2020（05）：53-54.

[4]傅劍華，李文強，周華，于紅秀.LED技術在汽車燈具中的應用[J].照明工程學報，2010，21（03）：64-69+75.