基于复眼透镜的汽车前照灯光学系统设计及性能研究
发布时间：2021-03-25 17:51
随着汽车造型趋向于流线型、运动型的扁平化发展,汽车造型对车灯的尺寸要求也越来越严格,目前在中低端汽车中,汽车前照灯存在光效利用率低、整体尺寸较大的问题。由于各种法规标准的限制,传统的前照灯设计的结构难以进一步优化前照灯的设计。因此根据目前汽车前照灯设计发展情况,本文提出并设计了一款基于复眼透镜的汽车前照灯光学系统,通过非成像光学系统设计理论及自由曲面设计方法,分析优化了汽车近光灯和远光灯光学系统的设计方法和结构,在符合国家法规标准的前提下,实现了提高光效利用率和尽量缩小整体体积的目标。本文的主要研究内容包括:1.近光灯光学系统。设计一款基于复眼透镜阵列结构的近光灯光学系统,通过非成像光学设计理论和自由曲面设计方法,对近光灯复眼透镜自由曲面进行建模。同时选定了合适的LED芯片光源,根据法规要求对此结构进行模拟、改进和优化。主要完成了对TIR复眼透镜、明暗截止线挡板和外部大透镜及外透镜花纹的设计。其中TIR复眼透镜结构由TIR准直透镜及计算所得的自由曲面阵列组成,在实现光型分布的同时达到均匀度要求。并对仿真模拟结果进行数据分析,得出近光灯系统的光通量达到了924 lm,且其光效利用率达到了...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一代到第四代光源汽车前照灯Figure1.1Firsttofourthgenerationlightsourceautomobileheadlamp
江苏大学专业型硕士学位论文3第五代车灯光源为发光二极管LED（LightEmittingDiode）。LED材料为半导体，半导体材料在电压作用下使电子运动与空穴复合自发辐射发光，这种发光为电信号直接转化为光信号，转化率高，发热小，光效利用率高，寿命长，同时它具有结构简单，体积小等优点[9]，在车灯设计过程中可以很好的对其进行二次光学设计，达到配光标准，因此在作为车灯光源来使用是一个很好的选择[10]。（a）LED颗粒（b）LED大灯图1.2常见的LED汽车前照灯Figure1.2ExamplesofLEDautomobilesheadlamp随着科技发展和用户需求，激光光源和OLED有机发光二极管OLED（OrganicLightEmittingDiode）也逐渐被引进车灯行业。如图1.3（a）所示为宝马i8所用激光大灯，图1.3（b）所示奥迪贯穿式尾灯。（a）宝马激光大灯(b)奥迪OLED贯穿式尾灯图1.3具有新型光源的车灯Figure1.3Automobilelampswithnewlightsource除了光源技术的发展，车灯结构同时也在改进。在电驱动光源出现之后，前照灯设计也在进行革新。（1）抛物面反射式反射式近光灯设计如图1.4（a）所示，这种设计模组主要由光源、反射镜和
江苏大学专业型硕士学位论文3第五代车灯光源为发光二极管LED（LightEmittingDiode）。LED材料为半导体，半导体材料在电压作用下使电子运动与空穴复合自发辐射发光，这种发光为电信号直接转化为光信号，转化率高，发热小，光效利用率高，寿命长，同时它具有结构简单，体积小等优点[9]，在车灯设计过程中可以很好的对其进行二次光学设计，达到配光标准，因此在作为车灯光源来使用是一个很好的选择[10]。（a）LED颗粒（b）LED大灯图1.2常见的LED汽车前照灯Figure1.2ExamplesofLEDautomobilesheadlamp随着科技发展和用户需求，激光光源和OLED有机发光二极管OLED（OrganicLightEmittingDiode）也逐渐被引进车灯行业。如图1.3（a）所示为宝马i8所用激光大灯，图1.3（b）所示奥迪贯穿式尾灯。（a）宝马激光大灯(b)奥迪OLED贯穿式尾灯图1.3具有新型光源的车灯Figure1.3Automobilelampswithnewlightsource除了光源技术的发展，车灯结构同时也在改进。在电驱动光源出现之后，前照灯设计也在进行革新。（1）抛物面反射式反射式近光灯设计如图1.4（a）所示，这种设计模组主要由光源、反射镜和
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有延展反射面的挡光板的多曲面前照灯的光学设计[J]. 姚红兵,陈枫,李留成,张海云. 应用光学. 2020(02)
[2]汽车前灯的发展趋势研究[J]. 宋岩. 时代农机. 2019(12)
[3]浅谈汽车前照灯性能主观评价[J]. 石文杰,荣军,高玉振,卢生林,杨旭耀. 汽车电器. 2019(11)
[4]2019年中国汽车市场半年度运行情况及全年预测[J]. 李子醇,许海东. 汽车纵横. 2019(08)
[5]浅析自适应前大灯（AFS）系统及发展趋势[J]. 黄连生. 轻工科技. 2019(07)
[6]试论汽车前照灯配光性能的测试方法[J]. 覃桂林. 汽车实用技术. 2019(10)
[7]2018年中国汽车市场运行情况及2019年预测[J]. 许海东. 汽车纵横. 2019(02)
[8]汽车前照灯远近光自动切换的研究[J]. 樊海红,郑志强,林景东. 电子技术与软件工程. 2018(24)
[9]浅谈汽车前大灯造型设计[J]. 王陈静雅,江浩,覃一鸣. 时代汽车. 2018(12)
[10]汽车前照灯自动变光系统设计研究[J]. 崔凌源,马文英. 企业科技与发展. 2018(11)
硕士论文
[1]自由曲面菲涅尔面TIR透镜的设计及其应用[D]. 胡甜甜.苏州大学 2019
[2]基于ADB汽车前照灯的光学系统研究与设计[D]. 王宣淇.江苏大学 2019
[3]辅助投影汽车倒车灯光学系统研究与设计[D]. 丁勇.江苏大学 2018
[4]LED路灯和车灯的二次光学设计[D]. 王启汶.江苏大学 2018
[5]双自由曲面LED汽车前照灯光学系统研究[D]. 罗蝶.华南理工大学 2017
[6]基于自由曲面的LED配光透镜设计[D]. 丁一.中国计量大学 2017
[7]LED光源二次配光的新型自由曲面透镜设计[D]. 万运佳.湖北大学 2017
[8]LED汽车前照灯的光学系统设计研究[D]. 彭安娜.华南理工大学 2016
[9]激光汽车前照灯自由曲面光学系统研究[D]. 王翔.华南理工大学 2016
[10]独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计[D]. 王单单.江苏大学 2016
本文编号：3100062
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一代到第四代光源汽车前照灯Figure1.1Firsttofourthgenerationlightsourceautomobileheadlamp
江苏大学专业型硕士学位论文3第五代车灯光源为发光二极管LED（LightEmittingDiode）。LED材料为半导体，半导体材料在电压作用下使电子运动与空穴复合自发辐射发光，这种发光为电信号直接转化为光信号，转化率高，发热小，光效利用率高，寿命长，同时它具有结构简单，体积小等优点[9]，在车灯设计过程中可以很好的对其进行二次光学设计，达到配光标准，因此在作为车灯光源来使用是一个很好的选择[10]。（a）LED颗粒（b）LED大灯图1.2常见的LED汽车前照灯Figure1.2ExamplesofLEDautomobilesheadlamp随着科技发展和用户需求，激光光源和OLED有机发光二极管OLED（OrganicLightEmittingDiode）也逐渐被引进车灯行业。如图1.3（a）所示为宝马i8所用激光大灯，图1.3（b）所示奥迪贯穿式尾灯。（a）宝马激光大灯(b)奥迪OLED贯穿式尾灯图1.3具有新型光源的车灯Figure1.3Automobilelampswithnewlightsource除了光源技术的发展，车灯结构同时也在改进。在电驱动光源出现之后，前照灯设计也在进行革新。（1）抛物面反射式反射式近光灯设计如图1.4（a）所示，这种设计模组主要由光源、反射镜和
江苏大学专业型硕士学位论文3第五代车灯光源为发光二极管LED（LightEmittingDiode）。LED材料为半导体，半导体材料在电压作用下使电子运动与空穴复合自发辐射发光，这种发光为电信号直接转化为光信号，转化率高，发热小，光效利用率高，寿命长，同时它具有结构简单，体积小等优点[9]，在车灯设计过程中可以很好的对其进行二次光学设计，达到配光标准，因此在作为车灯光源来使用是一个很好的选择[10]。（a）LED颗粒（b）LED大灯图1.2常见的LED汽车前照灯Figure1.2ExamplesofLEDautomobilesheadlamp随着科技发展和用户需求，激光光源和OLED有机发光二极管OLED（OrganicLightEmittingDiode）也逐渐被引进车灯行业。如图1.3（a）所示为宝马i8所用激光大灯，图1.3（b）所示奥迪贯穿式尾灯。（a）宝马激光大灯(b)奥迪OLED贯穿式尾灯图1.3具有新型光源的车灯Figure1.3Automobilelampswithnewlightsource除了光源技术的发展，车灯结构同时也在改进。在电驱动光源出现之后，前照灯设计也在进行革新。（1）抛物面反射式反射式近光灯设计如图1.4（a）所示，这种设计模组主要由光源、反射镜和
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有延展反射面的挡光板的多曲面前照灯的光学设计[J]. 姚红兵,陈枫,李留成,张海云. 应用光学. 2020(02)
[2]汽车前灯的发展趋势研究[J]. 宋岩. 时代农机. 2019(12)
[3]浅谈汽车前照灯性能主观评价[J]. 石文杰,荣军,高玉振,卢生林,杨旭耀. 汽车电器. 2019(11)
[4]2019年中国汽车市场半年度运行情况及全年预测[J]. 李子醇,许海东. 汽车纵横. 2019(08)
[5]浅析自适应前大灯（AFS）系统及发展趋势[J]. 黄连生. 轻工科技. 2019(07)
[6]试论汽车前照灯配光性能的测试方法[J]. 覃桂林. 汽车实用技术. 2019(10)
[7]2018年中国汽车市场运行情况及2019年预测[J]. 许海东. 汽车纵横. 2019(02)
[8]汽车前照灯远近光自动切换的研究[J]. 樊海红,郑志强,林景东. 电子技术与软件工程. 2018(24)
[9]浅谈汽车前大灯造型设计[J]. 王陈静雅,江浩,覃一鸣. 时代汽车. 2018(12)
[10]汽车前照灯自动变光系统设计研究[J]. 崔凌源,马文英. 企业科技与发展. 2018(11)
硕士论文
[1]自由曲面菲涅尔面TIR透镜的设计及其应用[D]. 胡甜甜.苏州大学 2019
[2]基于ADB汽车前照灯的光学系统研究与设计[D]. 王宣淇.江苏大学 2019
[3]辅助投影汽车倒车灯光学系统研究与设计[D]. 丁勇.江苏大学 2018
[4]LED路灯和车灯的二次光学设计[D]. 王启汶.江苏大学 2018
[5]双自由曲面LED汽车前照灯光学系统研究[D]. 罗蝶.华南理工大学 2017
[6]基于自由曲面的LED配光透镜设计[D]. 丁一.中国计量大学 2017
[7]LED光源二次配光的新型自由曲面透镜设计[D]. 万运佳.湖北大学 2017
[8]LED汽车前照灯的光学系统设计研究[D]. 彭安娜.华南理工大学 2016
[9]激光汽车前照灯自由曲面光学系统研究[D]. 王翔.华南理工大学 2016
[10]独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计[D]. 王单单.江苏大学 2016
本文编号：3100062
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