車(chē)燈增透膜設(shè)計(jì)和虛擬評(píng)測(cè)
車(chē)燈增透膜設(shè)計(jì)和虛擬評(píng)測(cè)
簡(jiǎn)介：前照燈的路面光通量是照明質(zhì)量的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在相同照明設(shè)計(jì)下，通過(guò)增加抗反涂層，可以提高前照燈外燈罩和透鏡的透過(guò)率，從而提高路照光通量。本文提出一種汽車(chē)前照燈寬光譜增透膜的設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法，并通過(guò)仿真評(píng)價(jià)增加涂層后前照燈的路照效果及外觀視覺(jué)效果。
-引言-汽車(chē)前照燈對(duì)于駕駛者夜間駕駛尤為重要，評(píng)價(jià)一個(gè)汽車(chē)前照燈路面照明效果好壞的重要指標(biāo)是路面光通量，所以設(shè)計(jì)者不斷的通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)提高前照燈的光學(xué)系統(tǒng)效率，提高光源的亮度和光通量，提高散熱設(shè)計(jì)來(lái)提高路面的光通量。隨著汽車(chē)前照燈的智能化，汽車(chē)前照燈系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，電子零件越來(lái)越多。在不斷縮小的設(shè)計(jì)空間下，塞滿(mǎn)這么多電子期間，同時(shí)又要考慮散熱的要求。給提高汽車(chē)前照燈的路照光通量帶了巨大的挑戰(zhàn)。往往為了多增加幾十流明的光通量而選擇了成本更貴的散熱方案和光學(xué)方案。
通過(guò)在前照燈的光學(xué)器件增加增透膜的方法，提高光學(xué)零件的透過(guò)率，從而提高光學(xué)系統(tǒng)的路面光通量。但是傳統(tǒng)的汽車(chē)前照燈增透膜設(shè)計(jì)只考慮了單波長(zhǎng)，并沒(méi)有針對(duì)汽車(chē)照明常用的光源進(jìn)行寬帶增透膜設(shè)計(jì)，也沒(méi)有考慮人眼視覺(jué)函數(shù)對(duì)結(jié)果的影響。本文提出一種方法，利用計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)寬帶增透膜，并考慮光源光譜特性及人眼視覺(jué)特性，利用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行了虛擬評(píng)測(cè)。
-膜系設(shè)計(jì)理論-
增透膜的設(shè)計(jì)原理是利用光的干涉原理，通過(guò)膜層上下界面的反射光相互抵消來(lái)減少反射。通過(guò)能量守恒我們可以得知，入射光的總強(qiáng)度=反射光的強(qiáng)度+膜層吸收的光強(qiáng)度+透射光的強(qiáng)度（由于膜層的吸收率極小，可忽略），由于反射光的強(qiáng)度降低，透射光的強(qiáng)度得到了提高，從而達(dá)到了增透的作用[1]。因此膜層上下界面反射光的光程差應(yīng)滿(mǎn)足如下公式：
式中：n?為膜層的折射率；d?為膜層的厚度；λ?為中心波長(zhǎng)。
同時(shí)，膜層的折射率n?應(yīng)介于空氣和基材折射率之間，并滿(mǎn)足如下公式，所以
為入射介質(zhì)的折射率；n?為所選膜料的折射率；n?為基材的折射率。
-設(shè)計(jì)方法-
本文使用AnsysLumerical來(lái)設(shè)計(jì)單層膜的*佳厚度，并考慮目前廣泛使用的LED光源光譜，疊加人眼視覺(jué)函數(shù)的權(quán)重，以及多個(gè)入射角度的影響，獲得*佳的增透膜厚度。
圖3分析流程
本文主要仿真分析以下三種優(yōu)化目標(biāo)方案下的結(jié)果：
?方案一：考慮550nm，垂直入射角度下的透過(guò)率*大
?方案二：考慮LED寬光譜，以及0-90°入射角度下的透過(guò)率*大
?方案三：考慮LED寬光譜，0-90°入射角以及人眼視見(jiàn)函數(shù)加權(quán)下的透過(guò)率*大
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專(zhuān)業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶(hù)提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國(guó)薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線(xiàn)薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫(huà)框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線(xiàn)】，這條生產(chǎn)線(xiàn)能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無(wú)色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)**難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實(shí)用性突出，濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
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上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶(hù)，努力為客戶(hù)創(chuàng)造新的利潤(rùn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。