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公开日：2025年4月3日
自动车分野での一般的な応用例として、全反射(TIR)レンズを使用したヘッドランプの设计があります。本記事では、ハイビームとロービームで構成されるTIRヘッドランプの光学设计ワークフローの概要を紹介します。具体的には自动车用照明设计ソフトウェアLucidShapeのマクロフォーカル设计機能を使用してTIRレンズを作成し、ハイビームとロービーム用にTIRデバイスの设计例を示します。また、これらの设计を既存の車両モデルに統合し、リアリティのある印象を表現します。
光源
初期设计における重要な要素の1つは、光源の選択です。LucidShapeでは、マクロフォーカル計算を行うために光源が必要です。この事例では、OSRAMのOSLON? Compact PL LED 光線ファイルを選択しました。このLEDは白色光を生成します。しかし、光線ファイルよりも多くの光線を出射したいため（よりリアルなレンダリングを行うため）、元のランプのサイズに対応するランバート発光面に置き換えました。光源の位置、方向、スペクトルは、LucidShapeのカラーデータ解析ツールを使用して確認しました。
TIRハイビーム设计
ハイビームのモデル
このハイビーム设计は、OSRAM Ford F150ヘッドランプモジュールから着想を得ています。構造は単純です。まず、コリメーター光学部品が発散する光源からの光を平行化します。続いて、複数の面を持つレンズで配光制御を行います。
ハイビームのモデル
ハイビームのユニットは3つのモジュールで構成されています。この设计では、効果的な配光制御を行うために、長方形の対称コリメーターとマクロフォーカルレンズを採用しています。数多くのシミュレーションとテストの後、コリメーターとレンズは、データ変換機能を使用してCADソフトウェアに直接転送され、ハウジングに収まるように正確にカットされました。
結果の可視化には、设计を検証するための鳥瞰図やドライバービュー、スペクトルおよび非スペクトルシミュレーションなど、さまざまな確認方法が用意されています。さらに、配光規格テーブルを使用して、法規に適合する配光パターンを確認しました。
罢滨搁ロービームモデル
ロービームモデルの设计と解析
ロービーム用途のTIR光学部品は、LucidShapeのマクロフォーカル?リフレクター设计機能と透明プラスチックを素材として作成されました。切り替え機能により、光源の位置決めをできるだけ簡単にできるよう、中央のファセットを無効にすることができました。主な特徴として、ファセットの広がり角を変化させることで、希望するロービームパターンを実現することができます。最後に、リフレクターをCADに転送して閉じたボディを作成し、TIRオブジェクトを生成しました。
ロービーム解析では、异なるビュー、スペクトルおよび非スペクトルシミュレーション、配光规格テーブルも使用して、配光パターンが要件を満たしているかどうかを确认しました。
フォトリアリスティックシミュレーション
现実的なイメージを视覚化するために、尝耻肠颈诲厂丑补辫别の辉度カメラを活用して、フォトリアリスティック?レンダリング用のデータを収集しました。
ヒューマンアイビジョンによる后処理
最終的な視覚化には、Human Eye Vision Image (HEVI)ツールによる後処理も含めました。設定項目はプリセットを使用することで、非常に短時間で写実的な画像を作成することができます。この例では、Vosグレアモデルを使用することで、グレア効果により、さらにリアルな印象が生まれます。
まとめ
コリメーターとレンズ、またはソリッドリフレクターを使用することは、ハイビームおよびロービーム用途のTIR光学系を设计する2つの方法に過ぎません。设计プロセスの包括的な理解を得るために、モデルのビジュアライゼーションについても検討されています。
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