新型汽车照明逆向反射光学结构的研究

汽车上的逆向反射组件能够将光线沿原路径反射回去，常被用在汽车后车灯和示廓灯上。常用的逆向反射光学结构表面有若干个凸出的四边形，这些四边形的表面与相邻的四边形表面互相垂直，因而称为直角逆向反射光学结构。但是，这种结构具有很大局限性，其制造过程涉及到多种复杂的加工过程和装配过程。对此，给出了一种新型逆向反射光学结构，其可以降低制造过程中的复杂程度，同时提高入射光束的逆向反射效率。通过光学模拟分析了该结构在不同入射角下入射光线的逆向反射效率。

新型逆向反射光学结构的基本单元由两部分组成：一部分为具有直角的垂直三角柱；另一部分为长方体，且长方体的厚度可根据反射需要进行调整。垂直三角柱直立，直角对应斜边所处的平面与长方体的平面相连。该结构可以利用金刚石工具采用单点倒切技术制造，大大降低了制造难度。采用光学仿真软件对该结构进行了性能仿真。仿真共设定3种模型，分别为不具有长方体只含有垂直三角柱的光学结构、厚度为100μm的长方体与垂直三角柱构成的光学结构、厚度为1000μm的长方体与垂直三角柱构成的光学结构。仿真时，设定入射光线的入射角为0～45°，步长为5°，记录不同入射角对应的逆向反射效率。同时，采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制备该逆向反射光学结构的原型和传统的直角逆向反射光学结构原型，对两种原型的逆向反射效率、亮度和光发散情况进行测量和对比。仿真结果表明，随着入射光线入射角度的增加，新型逆向反射光学结构的反射效率随之降低。在入射角度为0时，逆向反射效率为99.994%。与传统的直角逆向反射光学结构相比，新型逆向反射光学结构的性能约提高了57%。上述结果表明，新型逆向反射光学结构将成为未来汽车照明系统的新选择。

SamaHusseinetal.SAE 2016-01-1407.

编译：李臣