Sistema óptico de farol automático: Inteligência de iluminação colaborativa de componentes de precisão

Farol automático Utiliza lâmpadas, refletores e distribuição de luz refletem como três componentes principais. Através do controle óptico preciso, converte energia elétrica em luz de iluminação eficiente e segura, criando um ambiente visual claro e confiável para o motorista. ​
Evolução técnica e mecanismo emissor de luz de lâmpadas
Como o ponto de partida da conversão de energia no sistema óptico do farol, a iteração tecnológica das lâmpadas tem um impacto profundo no desempenho da iluminação. As primeiras lâmpadas incandescentes usaram filamentos de tungstênio como corpos luminosos. O calor da joule gerado pela corrente que passava pelos filamentos de tungstênio foi usado para excitar os átomos de tungstênio a um estado de alta energia. Quando os elétrons saltaram de volta para o baixo nível de energia, eles irradiavam luz visível. No entanto, devido à perda de sublimação e eficiência de dissipação de calor do filamento de tungstênio a altas temperaturas, as lâmpadas incandescentes têm defeitos inerentes à baixa eficiência da luz e vida curta. O surgimento de lâmpadas de halogênio de tungstênio revolucionou o modo tradicional emissor de luz. Os elementos de halogênio são adicionados aos gases inertes para construir um ciclo de regeneração de halogênio de tungstênio. As lâmpadas de arco de alto brilho rompem as limitações da luminescência de estado sólido. Ao preencher o gás xenônio e os sais de metal em um tubo de quartzo e usando descarga de arco excitados por pulsos de alta frequência entre eletrodos, é gerada luz branca de alta intensidade próxima à luz natural. Seu fluxo luminoso e renderização de cores são significativamente melhores que as fontes de luz tradicionais. ​
Configuração óptica e regulação da luz dos refletores
O refletor assume a principal função da convergência da luz direcional. Com base no princípio da reflexão parabólica, seu projeto de superfície parabólica rotativa garante que a luz dispersa emitida pela fonte de luz no foco seja refletida por uma superfície espelhada de alta refletividade da prata, alumínio ou cromo e depois convertida em um feixe paralelo de luz na frente. Na prática de engenharia, os refletores de placas de aço fino estampadas são amplamente utilizadas devido às suas vantagens de custo e resistência mecânica, enquanto os materiais de vidro ou plástico são usados ​​através da tecnologia de moldagem por injeção de precisão para obter uma replicação de alta precisão de superfícies ópticas para atender aos requisitos complexos de distribuição de luz. O processo de tratamento da superfície do refletor determina diretamente a taxa de utilização da luz. Através da tecnologia de polimento e revestimento a vácuo de nível nano, a refletividade do espelho pode ser aumentada para mais de 90%, e a reflexão seletiva da luz em uma banda específica de comprimento de onda pelo revestimento óptico pode efetivamente reduzir a decaimento da luz e a interferência de luz perdida. Alguns refletores inteligentes integram mecanismos de ajuste adaptativo, que podem ajustar dinamicamente o ângulo de reflexão de acordo com a direção e o status de direção do veículo. ​
Estrutura do prisma e distribuição de luz do espelho de distribuição de luz
Como a unidade de execução do terminal do sistema óptico, o espelho de distribuição de luz atinge a remodelação precisa da luz através de prismas complexos e matrizes de lentes. Seu projeto de superfície contém inúmeras unidades de micro-prisma, cada uma das quais otimiza o ângulo e a curvatura de acordo com a curva de distribuição de luz predefinida. Quando a saída do feixe de luz paralela pelo refletor é incidente, a matriz de prisma dispersa a luz em diferentes ângulos através da refração e reflexão total. O material do espelho de distribuição de luz deve ter alta transmitância e resistência mecânica. São utilizados plásticos de engenharia de grau óptico, como o policarbonato, combinados com a tecnologia de moldagem por precisão, para garantir o desempenho óptico enquanto atende aos requisitos do ambiente automotivo, como resistência ao impacto e antienvelhecimento. O novo espelho de distribuição de luz inteligente também integra uma unidade de cristal líquido controlado eletricamente, que pode obter o ajuste local da transmitância alterando o arranjo de moléculas de cristal líquido para evitar dinamicamente o brilho dos veículos que se aproximam.

Acoplamento de precisão e otimização de desempenho de componentes ópticos ​
O desempenho do sistema óptico do farol vem da correspondência precisa e da otimização coordenada entre os componentes. A fonte de luz deve estar posicionada com precisão no foco do refletor, com um desvio de não mais que 0,1 mm para garantir a saída do feixe paralelo; Os parâmetros do prisma do espelho fotométrico devem ser estritamente pareados com o ângulo de foco do refletor para evitar sobreposição de luz ou iluminar pontos cegos. A aplicação da tecnologia de simulação óptica permite que os engenheiros simulem o caminho de propagação de luz através da modelagem de computadores e complete otimização de parâmetros de componentes e verificação de integração do sistema no estágio de design. Em aplicações práticas, o impacto dos fatores ambientais no desempenho da iluminação não pode ser ignorado. O sistema óptico precisa ser selado para resistir à erosão da chuva e pó, e um mecanismo de compensação de temperatura deve ser usado para lidar com a deformação do material causada por diferenças de temperatura. O tratamento anti-ultravioleta e o processo de endurecimento da superfície do revestimento óptico podem efetivamente atrasar o envelhecimento do material e garantir a estabilidade a longo prazo do desempenho óptico. O sistema óptico de farol de automóveis depende da coordenação requintada da lâmpada, refletor e espelho fotométrico para obter uma cadeia de controle óptico completo da geração de fonte de luz, convergência de luz para distribuição precisa.