贴膜的汽车玻璃在不同人工光源下的视觉可见度

潘希超

摘要：物理学的应用在现实生活中无处不在，而光学则是整个物理学科领域较早为人类发现并加以应用的学科。发展到今天，光学中的反射、干涉、衍射等特点被人们发现、熟知并广泛应用，尤其是在工业生产领域，作用越来越突出。以汽车挡风玻璃为例，其集中了力学、光学、热力学等多个学科，而光学在其中发挥着最关键的作用。这也是问题探究的核心点，即基于中间视觉条件下汽车玻璃贴膜对驾驶员视力清晰度的影响，着重围绕着两点，不同人工光源下视觉可见度和光的穿透力。

关键词：人工光源；汽车玻璃贴膜；视力清晰度；穿透性

中圖分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.088

1概述

随着经济社会的繁荣发展，人们生活水平和经济收入均大幅提升。尤其是进入到了全新的二十一世纪之后，作为出行最方便的汽车，汽车挡风玻璃种多采用曲面的形式。之所以要这样来设计，主要考虑的直立挡风玻璃的危害性。即汽车驾驶员在所看到的图像中是直立着的车内图像，很有可能造成安全事故。此外，汽车玻璃贴膜也逐渐成了汽车组成中不可缺少的一部分。以人们最常见到的私家小汽车来说，汽车中的防眩光贴膜通过在其中添加一定的颜色从而将太阳光中的一部分可见光过滤掉，如此一来，即可降低太阳光对挡风玻璃的辐射强度，以此来最大限度的减少太阳光对汽车驾驶员肉眼的刺激程度。然而，一个问题的解决，另一个新问题也就出现了。在汽车玻璃贴膜这一生产领域，就目前的发展现状来看，市面上商家给出的汽车玻璃贴膜的各种参数指标大多都是针对白天太阳光的，包括透光度、隔热率、紫外线阻隔率等等，均是对明视觉的太阳光而言的。相反，对于夜间汽车驾驶员处在中间视觉条件下的道路照明，所给出了产品透光度参数值的指导效果到底如何，还需要做进一步的检验和测试。比如，LED灯光、金属卤化物灯、高压钠灯等等。在这种情形下，以往所说的透光度，实际上不再等同于清晰度（汽车驾驶员）。根据最新的市场调查与技术分析显示，汽车玻璃贴膜中清晰度相对最高的贴膜，即便它的透光率只有5%-6%（深色膜），其单向透视效果也非常好。

2实验设计

2.1实验设计的目的

本次关于汽车玻璃贴膜在不同人工光源下的视觉可见度与穿透性的实验研究，视觉可见度是对于汽车驾驶员来说的，旨在保护驾驶员肉眼在汽车行驶过程中不受到影响。故此，在中间视觉条件下，选取了多个种类的汽车玻璃贴膜，在几种不同的人工光源环境下来进行，测试在汽车内的视觉可见度，并以此来进一步建立透光度和可见度两种参数之间的关系。

2.2实验条件的选取

本次实验研究，尽可能满足所有的条件。实验场所选在光学实验室，并准备了1500万像素的单反相机（佳能）、高精度全自动的接触性单向调压器、XYI-III照度计、微型捷达前挡风玻璃、全数字亮度计。其中，接触式单向调压器的动态范围设定为0-250V，照度计的动态范围设定为0.1-100klx，亮度计的动态范围设定为0.1-100kcd/m2。除此之外，专门准备了三种不同的人工光源，分别是白炽灯、LED灯、金卤灯。

3实验测试方案及结果统计

3.1实验测试方案

本次实验测试的进行，主要划分为四个环节。第一环节，收集、查阅相关的资料，以及国内外前人的一些权威研究文献，深入了解和认识光源的透膜性；第二环节，在上一步准备工作的基础上，围绕着切入点对实验做进一步的校正；第三环节，准备好三种不同的人工光源，即LED灯、金卤灯、白炽灯；第四环节，分析三种不同人工光源各自对车玻璃贴膜的透光度，以及车膜本身对视觉可见度的影响，包括汽车前挡风玻璃贴膜和汽车侧挡风玻璃贴膜。

3.2实验进行

首先来看透光度和照度透射率。所谓“透光度”，它是相对于吸光度来说的，简单一点来概括，就是指光透性的量度。在其关系的表达上，一般都是用百分率来表示，所以在界内也被称为透光率、透射率。具体来表示，即用透过的光量与入射光量之比的百分率。如下所示：

T=dφ/dφ0（1）

在上式中，φ在这里所表示的是光通量，即透过介质后的光通量（lm），这里所说的介质，指贴膜后的玻璃。φ0在这里所表示的是入射到介质表面之后的光通量（lm）。

基于此，进一步表示出照度投射率，用E来表示，即

E=dφ/dA（2）

将上式（2）代入到（1）式中，最终可推得出T值

T=（E*dA）/（E0*dA）（3）

在（3）式中，E所表示的是照度值（lx），即人工光源透过介质（车膜）的照度值；而E0所表示的是入射到介质表面之后的照度值（lx）。

综合考虑到汽车挡风玻璃的前后面积一般都是相同的，在这种情况下，上述公式T可以进一步简化处

理，表示为T=E/E0。也就是说，在计算与研究透光度

和清晰度关系的时候，照度透射率可以从T来表示。

下述图1所呈现的是此次实验的设计情况，即各实验设备、材料所处的位置分布。

9种汽车玻璃贴膜（包括三种前挡风玻璃贴膜、六种侧挡风玻璃贴膜）在三种不同人工光源环境下的视觉可见度与穿透性。在表1中统计的是三种不同人工光源下的6种汽车贴膜玻璃透射率的数值。

3.4结论

汽车工业是一个国家发展的重要支柱产业，对于我国也不例外，而光学在该生产制造领域及技术研究领域的应用越来越深入，尽管期间经历了多次的技术改革与变革，但万变不离其宗。本次实验设计与研究，依据的是国家强制性标准GB7258-1997第一号修改单中的相关规定。通过本次实验研究及数据统计可以认识到，汽车在行驶的途中（夜间），无论是前挡风玻璃贴膜还是侧挡风玻璃贴膜，汽车驾驶视区部位的透光度与国家行业标准中的参数数值规定相比，相差非常大。简单一点来理解，如表1数据统计显示，与标准规定比较，数值远低于。也就是说，国家强制性标准GB7258-1997中的参数值只适合太阳光，正如本文开篇部分所阐明的观点看法。汽车在夜间行驶的过程中，面对不同人工光源，汽车玻璃贴膜的透光度差别很小。此外，从表1中还可以观察到，在环境条件不变的情况下，汽车玻璃贴膜的透光度越高，相应的驾驶员在车内视觉可见度也就越高。

参考文献

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