摘要：在汽车远近光设计领域，有两种最为常见的方案，分别是反射镜方案与透镜模组方案。1908 年，第一款电气车灯问世，其采用的便是反射镜设计。此后长达九十年的时间里，反射镜在汽车远近光设计中始终占据主导地位。
在汽车远近光设计领域，有两种最为常见的方案，分别是反射镜方案与透镜模组方案。1908 年，第一款电气车灯问世，其采用的便是反射镜设计。此后长达九十年的时间里，反射镜在汽车远近光设计中始终占据主导地位。
但到了 21 世纪初，这一长期稳定的格局被一个小小的电子元件 ——LED 彻底打破。与 LED 适配的透镜模组顺势登上历史舞台，从那时起，便一直作为汽车远近光设计的主角延续至今 。
在汽车照明领域，透镜组逐渐成为了更受市场青睐的设计方案，这背后有着诸多令人信服的原因：
在透镜组的细分领域中，根据不同的设计和应用需求，又可以将其细分为三种类型：
直射式透镜：这种透镜方案具有零件数量少、成本低廉、尺寸小巧的优点。由于其成本优势和紧凑的结构，直射式透镜在电瓶车和摩托车等小型交通工具上得到了广泛的应用。它能够为这些车辆提供基本的照明功能，同时满足了对成本和空间的严格要求。 反射镜式透镜：反射镜式透镜具有极高的包容度，能够适配多种不同类型的光源，包括卤素灯泡、气体放电灯泡以及 LED 等。这种通用性使得它在汽车照明领域中具有广泛的应用前景。无论是在传统的燃油汽车还是在新兴的电动汽车上，反射镜式透镜都能够根据不同的光源需求进行灵活配置，为车辆提供合适的照明解决方案。 聚光器式透镜：聚光器式透镜是专门为 LED 光源设计的专属方案。它充分发挥了 LED 光源的特性，具有光学效率高、光学性能好的显著优点。在汽车照明中，聚光器式透镜能够将 LED 发出的光线进行高效的汇聚和投射，实现更远的照射距离和更宽的照射范围，为驾驶者提供更加清晰和安全的视野。因此，它在现代汽车的远近光设计中得到了大量的应用。透镜组自诞生起，便一直是车灯核心零部件中的关键一员。在全球车灯产业格局中，不少欧美老牌灯厂出于技术保密等多方面考量，仍将透镜组设计业务牢牢限制在总部或欧美分部，仅在中国区开展本土化生产工作。然而，随着国内汽车照明领域研发人才的不断涌现，中国灯厂自主研发的透镜模组在市场中所占份额正逐步攀升。国产自研模组凭借成本低廉、研发周期短以及能紧密贴合整车厂需求灵活调整等显著优势，展现出强劲的市场竞争力。
当着手设计一款全新的远近光透镜组时，前期准备工作至关重要，需全面确认一系列关键信息。包括透镜组在三维空间内允许的最大尺寸范围，这直接决定了透镜组的空间布局与适配车型；明确所采用的光源类别，不同光源特性差异显著，会对最终照明效果产生深远影响；拟定详细的零件材料清单，确保所选材料既能满足性能要求，又契合成本预算；透彻了解法规要求，保证产品符合行业标准与安全规范；精准界定光学性能指标，如光通量、照射距离、光分布均匀度等，这些是衡量透镜组照明质量的核心参数；明晰仿真参数要求，借助计算机模拟技术辅助设计，提前优化设计方案；确定光学输出文件格式与内容，方便数据传输与后续分析；准备好规范的光学报告模板，用于记录和总结整个设计过程中的光学数据与成果。
在具体设计过程中，光源的选择是首要考虑因素，目前主要有以下三种光源可供选用：
透镜的设计并非表面上那般简单，实则蕴含着诸多细致的考量因素，其中包括尺寸、焦距、材料以及面型等方面，每一项都对透镜的性能和应用有着重要影响。
在汽车车灯透镜的设计中，挡板的设计并非适用于所有类型的透镜。直射式透镜和远光透镜由于其自身的光学特性和功能需求，不需要额外设计挡板，而近光透镜则是挡板设计的重点应用对象。
挡板在近光透镜系统中的核心作用是形成明暗截止线，这一截止线对于保障夜间行车安全至关重要。通常情况下，挡板会被精准地放置在透镜的焦平面上。从光源发射出的光线，一部分经过挡板的上方区域，顺利照射到透镜上，经过透镜的折射后，在前方形成近光光斑，为驾驶者提供清晰的近距离照明视野。而挡板下方的光线则会被挡板阻挡，无法到达透镜，从而在相应区域形成暗区，避免了光线对前方车辆驾驶员和行人造成眩光干扰。从光学原理上来说，挡板沿光轴方向的投影形状，就是我们所看到的明暗截止线的形状。
当我们从上方俯视挡板时，会发现它并非是一条简单的直线，而是呈现出特殊的弯曲形状。这种独特形状的设计是基于光学原理的考量。由于单个厚透镜存在较大的场曲现象，即大角度光线的焦点与轴向光线的焦点并不在同一位置，存在一定的偏差。为了克服这一问题，确保最终能够得到水平的截止线光束，使近光光线的分布更加合理和安全，就必须将挡板设计成弧形，以此来补偿场曲带来的影响，让光线能够按照预期的方式传播和分布。
在挡板的材质和功能设计方面，也存在不同的选择。当挡板仅仅承担挡光这一基本功能时，通常可以采用涂黑处理的金属件，这种材质能够有效地吸收光线，阻挡光线的传播，实现暗区的形成。而如果挡板除了挡光之外，还需要具备附加的反射作用，例如将部分光线反射到特定的方向，以优化光线的分布和利用效率，那么就需要对挡板进行镀铝处理，并且要求其具有较高的反射率，以确保反射效果达到预期的标准，提升近光透镜的整体光学性能。
反射镜和聚光器在汽车车灯透镜组系统中扮演着至关重要的角色，它们的主要功能在于收集由光源发出的光线，并对这些光线进行有效的调整。通过精确控制光线的分布以及照射范围，将光线聚焦于特定的区域，从而为驾驶者提供更为清晰、合理且安全的照明环境。
透镜组的光学性能能否达到法律法规所规定的要求，以及光线是否能够均匀地分布，在很大程度上都依赖于反射镜和聚光器的设计质量。这是因为它们直接影响着光线的传播路径和最终的照明效果。如果设计不当，可能会导致光线分布不均匀，出现暗区或眩光，不仅无法满足法规要求，还会对行车安全造成威胁。因此，这部分设计是整个光学设计过程中的关键环节，光学设计师往往需要花费大量的时间和精力，进行反复的调试和优化，以确保其性能达到最佳状态。
在反射镜和聚光器的设计过程中，涉及到多个重要的设计参数，这些参数相互关联、相互影响，共同决定着它们的性能：
反射镜和聚光器的设计是汽车车灯透镜组光学设计中不可或缺的一部分，其设计质量直接关系到整个车灯系统的性能和安全性。
来源：瑾瑜教育
