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新型LED汽车前照灯光学系统设计
| 论文题名： | 新型LED汽车前照灯光学系统设计 |
| 关键词： | 汽车前照灯;发光二极管灯;光学设计;双光透镜;自由曲面 |
| 摘要： | 汽车前照灯双光系统基于投射式前照灯结构，具有结构紧凑，可自由切换远近光，便于开发自适应前照灯系统等优点，目前被广泛应用于许多高档车型上。但由于该系统需要通过挡板来实现远近光的切换，造成了大量的光能损失，光效通常只有30％左右，因此有必要对其进行优化设计。此外，由于目前汽车前照灯双光系统中使用的光源多为氙气光源，如果采用更加节能环保的LED作为双光系统的光源，可以很好得将两者的优势结合起来。 本文的主要工作是利用LED作为汽车前照灯双光系统的光源，设计了符合GB25991-2010《LED汽车前照灯标准》配光要求的新型LED汽车前照灯光学系统结构，在设计过程中利用两个光源模组来实现远近光的切换，避免了由于使用挡板而造成的光能损耗。 本文首先设计了由抛物面反射器和自由曲面透镜组成的LED汽车前照灯投射式远光系统的初始模型，并通过对影响系统配光结果的各个参数进行分析，得到了LED汽车前照灯投射式远光系统的优化模型。其次，以优化的LED汽车前照灯投射式远光系统为基础，建立了LED汽车前照灯双光系统模型。基于非旋转对称自由曲面的设计方法对LED汽车前照灯双光系统中近光配光透镜进行了设计。按照国家标准对于汽车前照灯近光灯的要求进行了区域划分，利用能量守恒定律和Snell定律的矢量形式，建立了光源发光角度、配光屏幕坐标以及自由曲面透镜面型上坐标之间的关系，并通过计算得到自由曲面透镜面型上点坐标之间的迭代关系。利用MATLAB软件进行坐标的迭代计算，得到了近光部分自由曲面透镜的点云文件，并利用Solidworks软件对得到的点云进行拟合，建立了近光部分自由曲面透镜模型。基于LED汽车前照灯投射式远光系统中自由曲面透镜设计原理，建立了双光系统中远光部分的自由曲面透镜模型。最后，利用Tracepro软件，对LED汽车前照灯双光系统进行光线追迹，并对得到的远光和近光的配光结果进行分析。结果表明，配光屏幕上各测试点和测试区的照度值均符合标准的配光要求，产生近光时，在HV-H1-H2-H4线处产生了明暗截止线。 |
| 作者： | 李姜一欣 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 邢海英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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