潘希超

摘要：物理學(xué)的應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中無處不在，而光學(xué)則是整個(gè)物理學(xué)科領(lǐng)域較早為人類發(fā)現(xiàn)并加以應(yīng)用的學(xué)科。發(fā)展到今天，光學(xué)中的反射、干涉、衍射等特點(diǎn)被人們發(fā)現(xiàn)、熟知并廣泛應(yīng)用，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，作用越來越突出。以汽車擋風(fēng)玻璃為例，其集中了力學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，而光學(xué)在其中發(fā)揮著最關(guān)鍵的作用。這也是問題探究的核心點(diǎn)，即基于中間視覺條件下汽車玻璃貼膜對(duì)駕駛員視力清晰度的影響，著重圍繞著兩點(diǎn)，不同人工光源下視覺可見度和光的穿透力。

關(guān)鍵詞：人工光源；汽車玻璃貼膜；視力清晰度；穿透性

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.088

1概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮發(fā)展，人們生活水平和經(jīng)濟(jì)收入均大幅提升。尤其是進(jìn)入到了全新的二十一世紀(jì)之后，作為出行最方便的汽車，汽車擋風(fēng)玻璃種多采用曲面的形式。之所以要這樣來設(shè)計(jì)，主要考慮的直立擋風(fēng)玻璃的危害性。即汽車駕駛員在所看到的圖像中是直立著的車內(nèi)圖像，很有可能造成安全事故。此外，汽車玻璃貼膜也逐漸成了汽車組成中不可缺少的一部分。以人們最常見到的私家小汽車來說，汽車中的防眩光貼膜通過在其中添加一定的顏色從而將太陽光中的一部分可見光過濾掉，如此一來，即可降低太陽光對(duì)擋風(fēng)玻璃的輻射強(qiáng)度，以此來最大限度的減少太陽光對(duì)汽車駕駛員肉眼的刺激程度。然而，一個(gè)問題的解決，另一個(gè)新問題也就出現(xiàn)了。在汽車玻璃貼膜這一生產(chǎn)領(lǐng)域，就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，市面上商家給出的汽車玻璃貼膜的各種參數(shù)指標(biāo)大多都是針對(duì)白天太陽光的，包括透光度、隔熱率、紫外線阻隔率等等，均是對(duì)明視覺的太陽光而言的。相反，對(duì)于夜間汽車駕駛員處在中間視覺條件下的道路照明，所給出了產(chǎn)品透光度參數(shù)值的指導(dǎo)效果到底如何，還需要做進(jìn)一步的檢驗(yàn)和測(cè)試。比如，LED燈光、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等等。在這種情形下，以往所說的透光度，實(shí)際上不再等同于清晰度（汽車駕駛員）。根據(jù)最新的市場(chǎng)調(diào)查與技術(shù)分析顯示，汽車玻璃貼膜中清晰度相對(duì)最高的貼膜，即便它的透光率只有5%-6%（深色膜），其單向透視效果也非常好。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的

本次關(guān)于汽車玻璃貼膜在不同人工光源下的視覺可見度與穿透性的實(shí)驗(yàn)研究，視覺可見度是對(duì)于汽車駕駛員來說的，旨在保護(hù)駕駛員肉眼在汽車行駛過程中不受到影響。故此，在中間視覺條件下，選取了多個(gè)種類的汽車玻璃貼膜，在幾種不同的人工光源環(huán)境下來進(jìn)行，測(cè)試在汽車內(nèi)的視覺可見度，并以此來進(jìn)一步建立透光度和可見度兩種參數(shù)之間的關(guān)系。

2.2實(shí)驗(yàn)條件的選取

本次實(shí)驗(yàn)研究，盡可能滿足所有的條件。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所選在光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并準(zhǔn)備了1500萬像素的單反相機(jī)（佳能）、高精度全自動(dòng)的接觸性單向調(diào)壓器、XYI-III照度計(jì)、微型捷達(dá)前擋風(fēng)玻璃、全數(shù)字亮度計(jì)。其中，接觸式單向調(diào)壓器的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0-250V，照度計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100klx，亮度計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100kcd/m2。除此之外，專門準(zhǔn)備了三種不同的人工光源，分別是白熾燈、LED燈、金鹵燈。

3實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案及結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.1實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案

本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的進(jìn)行，主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，收集、查閱相關(guān)的資料，以及國內(nèi)外前人的一些權(quán)威研究文獻(xiàn)，深入了解和認(rèn)識(shí)光源的透膜性；第二環(huán)節(jié)，在上一步準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，圍繞著切入點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的校正；第三環(huán)節(jié)，準(zhǔn)備好三種不同的人工光源，即LED燈、金鹵燈、白熾燈；第四環(huán)節(jié)，分析三種不同人工光源各自對(duì)車玻璃貼膜的透光度，以及車膜本身對(duì)視覺可見度的影響，包括汽車前擋風(fēng)玻璃貼膜和汽車側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜。

3.2實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

首先來看透光度和照度透射率。所謂“透光度”，它是相對(duì)于吸光度來說的，簡(jiǎn)單一點(diǎn)來概括，就是指光透性的量度。在其關(guān)系的表達(dá)上，一般都是用百分率來表示，所以在界內(nèi)也被稱為透光率、透射率。具體來表示，即用透過的光量與入射光量之比的百分率。如下所示：

T=dφ/dφ0（1）

在上式中，φ在這里所表示的是光通量，即透過介質(zhì)后的光通量（lm），這里所說的介質(zhì)，指貼膜后的玻璃。φ0在這里所表示的是入射到介質(zhì)表面之后的光通量（lm）。

基于此，進(jìn)一步表示出照度投射率，用E來表示，即

E=dφ/dA（2）

將上式（2）代入到（1）式中，最終可推得出T值

T=（E*dA）/（E0*dA）（3）

在（3）式中，E所表示的是照度值（lx），即人工光源透過介質(zhì)（車膜）的照度值；而E0所表示的是入射到介質(zhì)表面之后的照度值（lx）。

綜合考慮到汽車擋風(fēng)玻璃的前后面積一般都是相同的，在這種情況下，上述公式T可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化處

理，表示為T=E/E0。也就是說，在計(jì)算與研究透光度

和清晰度關(guān)系的時(shí)候，照度透射率可以從T來表示。

下述圖1所呈現(xiàn)的是此次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)情況，即各實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料所處的位置分布。

9種汽車玻璃貼膜（包括三種前擋風(fēng)玻璃貼膜、六種側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜）在三種不同人工光源環(huán)境下的視覺可見度與穿透性。在表1中統(tǒng)計(jì)的是三種不同人工光源下的6種汽車貼膜玻璃透射率的數(shù)值。

3.4結(jié)論

汽車工業(yè)是一個(gè)國家發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)于我國也不例外，而光學(xué)在該生產(chǎn)制造領(lǐng)域及技術(shù)研究領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入，盡管期間經(jīng)歷了多次的技術(shù)改革與變革，但萬變不離其宗。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究，依據(jù)的是國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997第一號(hào)修改單中的相關(guān)規(guī)定。通過本次實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以認(rèn)識(shí)到，汽車在行駛的途中（夜間），無論是前擋風(fēng)玻璃貼膜還是側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜，汽車駕駛視區(qū)部位的透光度與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)數(shù)值規(guī)定相比，相差非常大。簡(jiǎn)單一點(diǎn)來理解，如表1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比較，數(shù)值遠(yuǎn)低于。也就是說，國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997中的參數(shù)值只適合太陽光，正如本文開篇部分所闡明的觀點(diǎn)看法。汽車在夜間行駛的過程中，面對(duì)不同人工光源，汽車玻璃貼膜的透光度差別很小。此外，從表1中還可以觀察到，在環(huán)境條件不變的情況下，汽車玻璃貼膜的透光度越高，相應(yīng)的駕駛員在車內(nèi)視覺可見度也就越高。

參考文獻(xiàn)

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