汽车照明设计中的虚拟光源

　　大多数汽车照明系统使用非成像光学系统，包括光学元件和一个真实光源。在进行照明系统设计时，使用虚拟光源需要用到额外的光学元件来构建一个虚拟光源，这可能会使设计过程更为复杂。但是这种方法打破了传统汽车照明设计的限制，为汽车前照明和照明系统提供新的方法来构建光照模式，丰富了造型的自由度。本文将简单介绍虚拟光源的成像原理，并通过两个车灯的例子来具体描述虚拟光源为汽车照明设计带来的优势。

    首先，根据物体位置的不同，我们可以利用凸透镜和反射镜来构造虚像，虚像是一个由真正的光源形成的图像，不产生光，但似乎光线是从那里来的，也无法映射到屏幕上。而虚拟光源就是汽车车灯光源的一个虚像。

　　从下图我们可以清晰地看出，通过凸透镜或者反射镜的运用，光源可以从远离耦合反射镜的一端移动到靠近反射镜的一端，从而大大地节省了车灯的设计空间，使车灯有更紧凑的结构。如果各项参数能够契合的话，最多可以在宽度上缩短一半，这使得定义光源位置时有更多自由，促进了新设计方案的诞生。

　　虚拟光源可以广泛地运用在汽车的各类车灯设计中，比如头灯、尾灯、雾灯和信号灯。

　　在尾灯设计中，大致的光路图如下：

　　真实光源发射出的平行光击中抛物面反射镜，通过抛物面反射镜生成虚拟光源，耦合反射镜以虚拟光源为物像产生镜像，从而创建出所需的光分布。本次实验中所用的真实光源为5流明的LED灯，而从测试仪器中可检测到4.52流明，也就是说，超过90%的发光通量被有效利用，这对于尾灯来说是很有必要的一个特点。

　　而在雾灯设计中，大致的光路图是这样的：

　　真实光源发射出的光击中平面反射镜,平面反射镜就像复制粘贴一样生成镜像——虚拟光源，耦合反射镜以虚拟光源为物像产生镜像，从而创建出所需的光分布。本次实验中所用的真实光源为LED灯，在雾灯设计中最看重的不是发光通量利用率，而是虚拟光源的截止线是否清晰，下图可以看出此设计使得雾灯中间部分和周边部分的截止线较为锋利，这样既可以让中间部分发光明亮，又可以避免眩光对周边路人产生不利影响。

　　总而言之，在汽车照明设计中利用虚拟光源可以提高光源定位和车灯造型的自由度，促进新设计方案的诞生，同时不同的设计还可以满足不同车灯所需的要求，创建合适的光分布。有了这样的设计新方案，照明开发人员创造用于汽车车灯的高效的创新型灯设计时有了全新的选择。