独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计

发布时间：2017-10-09 15:51

  本文关键词：独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计

  更多相关文章： LED 自由曲面反射镜 远近光灯 配光标准 TC4-45

【摘要】：随着汽车产业技术的进一步发展,照明产业的推陈出新,汽车前照灯光源也经历了更新换代。LED因其体积小、寿命长、安全性高、抗震性好等诸多优点迅速获得人们的青睐,也成为各大生产厂商争相追逐利用的焦点。汽车前照灯尤其是远近光照明为夜间安全出行提供了必要的保障,所以国标对汽车远近光提出了严格的要求。目前LED前照灯已经有所发展,但是相关技术还不够成熟以及单颗LED光效较低的问题依然是汽车前照灯远近光设计的难题。论文主要分为以下几个部分:1.对汽车前照灯的发展历程以及国内外发展现状进行了梳理,总结了LED作为汽车光源的优势,阐述了汽车前照灯设计的理论基础,同时对实现前照灯远近光光学系统做出了分类,得出设计选用自由曲面反射镜的结论,并对法规进行了简要介绍。2.根据GB25991-2010汽车用LED前照灯配光标准,尝试使用大功率白光LED和3片独立自由曲面反射镜来实现前照灯近光功能同时利用1片自由曲面反射镜实现远光功能。首先利用CATIA软件对汽车前照灯结构进行区域测算,合理划分基础面,并优化调整各子面的面型数据,实现配光要求。并利用Lucid Shape软件进行光学模拟和法规分析,结果表明,本设计获得了较高的光学利用率,且完全满足法规对各测试点照度的要求,加之结构简单成本低廉,为低配汽车光源全LED化提供了可能。3.通过与同一结构前照灯的卤素光源设计结果在等照度光型、路照图以及TC4-45技术报告方面进行对比分析,进一步验证LED光源实现汽车远近光的优势以及本设计的可行性。并对样灯进行测试及法规验证,样灯测试结果达到模拟值的73.5%远高于预期的60%,初步达到了装车标准。
【关键词】：LED 自由曲面反射镜 远近光灯 配光标准 TC4-45
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.65
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 LED汽车前照灯发展历史及现状11-18
• 1.2.1 汽车前照灯发展历史11-15
• 1.2.2 LED汽车前照灯国内、国外发展现状15-18
• 1.3 课题研究的内容以及章节安排18-20
• 第二章 前照灯几何光学和光度学知识基础20-27
• 2.1 几何光学20-21
• 2.1.1 光的直线传播定律20
• 2.1.2 光的反射定律和折射定律20-21
• 2.2 光度学的基本概念21-26
• 2.2.1 辐射通量21-22
• 2.2.2 光通量22
• 2.2.3 立体角22-23
• 2.2.4 发光强度23
• 2.2.5 光照度23-24
• 2.2.6 光亮度24
• 2.2.7 光色24-26
• 2.2.8 色温26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 远近光光学系统设计基础及配光标准27-42
• 3.1 汽车前照灯远近光光学系统分类27-30
• 3.1.1 反射式光学系统27-29
• 3.1.2 投射式光学系统29-30
• 3.2 自由曲面反射器设计的理论基础-非成像光学30-32
• 3.2.1 光学扩展量30-31
• 3.2.2 能量收集比31-32
• 3.3 配光标准32-35
• 3.3.1 近光的配光要求34-35
• 3.3.2 远光的配光要求35
• 3.4 TC4-4535-40
• 3.5 软件介绍40-41
• 3.5.1 CATIA40
• 3.5.2 Lucid Shape40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 前照灯远近光系统光学设计与模拟测试42-52
• 4.1 LED光源的选择42-44
• 4.2 自由曲面设计44-47
• 4.2.1 反射镜区域划分44-46
• 4.2.2 自由曲面反射镜的设计46-47
• 4.3 软件设计模拟与分析47-51
• 4.3.1 虚拟光源设计47-48
• 4.3.2 自由曲面反射器设计48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 LED与卤素前照灯对比分析及样灯测试52-59
• 5.1 与卤素灯光学系统设计的比较分析52-55
• 5.1.1 等照度光型对比52-54
• 5.1.2 路照图对比54-55
• 5.1.3 TC4-45评估报告对比55
• 5.2 LED 前照灯远近光样灯测试与分析55-58
• 5.2.1 灯具测试仪器介绍56-57
• 5.2.2 测量结果分析57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 课题总结59-60
• 6.2 工作展望60-61
• 参考文献61-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文64

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