US 7,261,426 B2 · Fig. 13–19 的光效

回射光效实验台

同一块标志上并排贴了三块反光膜,只是膜片方向不同:0°、45°、90°。切换立方角的倾斜设计,再转动标志改变车灯的入射角,看三块膜片的亮度怎么变化。

立方角设计
入射角 β(车灯与标志法线的夹角)
40°
标志转动方向 ψ
0°水平偏转
场景预设
车灯 → 标志 30 m亮度 ∝ TLR(总回射光量)

膜片里面发生了什么

把一块膜片翻过来放大:光从上面的平整前表面折射进入,在下方的立方角三个面上各反射一次后原路返回。下面的光线是真实追迹的结果。

查看膜片
拖动旋转 · 滚轮缩放
入射 β / ω
—
有效面积三面各反射一次、原路返回
—
前表面往返透射
—
回射光中遇到非全反射部分光从背面漏出
—
TLR 实时追迹4 000 条光线
—
TLR 预计算表
—
回到光源方向的光线
没有回到光源方向
未满足全反射,从这里漏出
primary groove 面
side groove 两侧面

看什么

前倾 9.74°:入射角 40° 时,45° 膜片几乎全暗,90° 膜片却很亮。同一块标志会出现明暗分块,这就是专利要解决的方向不均匀问题。

侧倾 5.23° / 6.03°:三块膜片亮度接近,不需要把膜片拼成多个方向(tiling)也能做到均匀。

路边轮廓标:离车越近,入射角越大,亮度随之下降。

怎么算的

TLR = 有效面积 × 光线强度。在一个结构周期内撒平行光线,穿过前表面(n = 1.59,Fresnel 透射),与 lamina 的 V 槽面和 primary 面精确求交,只统计原路返回的光线。每个面满足全反射时反射率为 1,否则按 Fresnel 计算部分反射。

40° 入射时 0°/45°/90° 的平均值与专利 Table 1 吻合(前倾 0.212 对 0.210,后倾 0.132 对 0.133)。

没有算进去的

场景亮度只反映回射总量,没有考虑光斑的发散:观察角、衍射、二面角误差决定了驾驶员眼睛实际接收到多少光。车灯的光强分布、膜片颜色和人眼的暗视觉响应也都做了简化。