基于双自由曲面透镜的汽车前照灯光学系统设计

发布时间：2024-02-19 08:48

　　随着时代发展变迁,汽车技术也随着市场需求变得愈加成熟,汽车也成为人们生活的一部分,因此汽车的安全性、功能性便成为了人们的迫切需要。汽车首先要保证照明强度充足,还要为驾驶员的夜间行驶的安全性考虑。虽然LED具有功率高及色温稳定等优点,但还是存在弊端。白光LED的发光光谱主要集中在蓝光和黄光波段。当不同波长的光经过光学透镜时,光线会出现分离,产生色散,导致光斑色温不稳定,而人眼对蓝光与黄光比较敏感,长时间的注视会使人产生视觉疲劳,驾车时存在极大的安全隐患。针对这一弊端,本文设计一个双自由曲面透镜光学系统,来针对色散问题进行有效的改进。首先,对投射式双自由曲面透镜光学系统进行设计。本文对可以实现均匀照明的双自由曲面进行重新优化,计算LED光源发出的光线和接收面的映射关系,建立方程,求解离散点,用三维软件建模,构建自由曲面,仿真结果表明其可以对光线重新分配,能准确地分配光强和控制发光角度,可以实现光斑色温稳定、目标区域照度过度平滑,能解决车灯系统中的色散问题,提高汽车行驶的安全性。其次,针对传统投射式模组光效利用率不高的问题,进行新型光学系统设计。对光学系统设计中的椭球反射镜进行优化,使用高效...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 汽车前照灯的发展史
        1.2.1 汽车前照灯光源的发展史
        1.2.2 LED汽车前照灯在国外的发展现状
        1.2.3 LED汽车前照灯在国内的发展现状
    1.3 课题研究的内容以及章节安排
第二章 光学系统设计原理
    2.1 光度学基础知识
        2.1.1 光通量
        2.1.2 发光强度
        2.1.3 照度
        2.1.4 亮度
    2.2 非成像光学设计原理
        2.2.1 能量收集比
        2.2.2 光学扩展量
        2.2.3 边缘光线理论
    2.3 白光LED光源
    2.4 色温
    2.5 本章小结
第三章 光学系统的设计与模拟
    3.1 软件介绍
        3.1.1 光学软件LucidShape简介
        3.1.2 建模软件CATIA简介
    3.2 传统双自由曲面透镜光学系统设计
        3.2.1 光源的选择
        3.2.2 反射面的设计
        3.2.3 挡板的设计
        3.2.4 双自由曲面透镜设计
        3.2.5 仿真结果模拟分析与优化
    3.3 新型双自由曲面透镜组光学系统设计
        3.3.1 光源的选择
        3.3.2 Collimator(准直器)设计
        3.3.3 挡板的设计
        3.3.4 透镜的设计
        3.3.5 仿真结果模拟分析
    3.4 本章小结
第四章 仿真结果的配光检测
    4.1 前照灯的配光标准
        4.1.1 远光配光标准解析
        4.1.2 近光配光标准解析
    4.2 仿真结果配光检测及对比分析
        4.2.1 双自由曲面透镜光学系统仿真结果配光检测
        4.2.2 新型双自由曲面透镜光学系统仿真结果配光检测
        4.2.3 配光报告的对比与分析
    4.3 实物可加工性评估
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3902426