本文關(guān)鍵詞：LED汽車(chē)前照燈的光學(xué)設(shè)計(jì)

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【摘要】：得益于汽車(chē)行業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,LED在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注,基于LED的汽車(chē)前照燈尤為研究熱點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)光源,LED用作汽車(chē)前照燈光源具備更大優(yōu)勢(shì)。LED的節(jié)能長(zhǎng)壽利于降低汽車(chē)成本,LED的低響應(yīng)時(shí)間提高行車(chē)的安全系數(shù),LED小巧的體積便于汽車(chē)輪廓的流線型設(shè)計(jì),LED的環(huán)保無(wú)污染推進(jìn)汽車(chē)的“綠色”發(fā)展。此外,近年來(lái)LED光效、亮度的提高和成本的降低使LED在汽車(chē)前照燈方面具備更強(qiáng)的應(yīng)用潛力。盡管如此,基于LED的汽車(chē)前照燈設(shè)計(jì)也面臨著一定挑戰(zhàn)。就光學(xué)方面而言,LED的光源特性不同于傳統(tǒng)光源,針對(duì)傳統(tǒng)光源設(shè)計(jì)的前照燈光學(xué)系統(tǒng)不再適用于LED,因此需重新設(shè)計(jì)針對(duì)LED的汽車(chē)前照燈�；谶@樣的目的,本文就LED汽車(chē)前照燈的光學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行探索性的研究,完成了以下工作。首先重點(diǎn)研究了LED汽車(chē)前照燈的組成、分類(lèi)、發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,簡(jiǎn)要對(duì)比了世界兩大汽車(chē)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)——?dú)W洲經(jīng)濟(jì)共同體的ECE標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)的SAE標(biāo)準(zhǔn),仔細(xì)探究了我國(guó)LED汽車(chē)前照燈的配光標(biāo)準(zhǔn)GB25991-2010,并基于該標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算了近光光束的水平垂直擴(kuò)展角和LED汽車(chē)前照燈光學(xué)系統(tǒng)的最小尺寸。其次推導(dǎo)了簡(jiǎn)單的光線追蹤過(guò)程,探究了蒙特卡羅光線追蹤法的基本思想,研究了Lucidshape里多曲面反射器的建模原理。利用車(chē)燈軟件Lucidshape分別設(shè)計(jì)了基于LE UW U1A4 01 LED的兩款多曲面反射器做汽車(chē)前照燈的遠(yuǎn)近光燈,光學(xué)尺寸都為72mm?45mm,光能利用率分別為86.9%和76.3%。配光結(jié)果都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB25991-2010。再者設(shè)計(jì)了符合GB25991-2010的基于TIR(全內(nèi)反射透鏡)陣列的LED遠(yuǎn)光燈。首先利用折反射定律的矢量公式推導(dǎo)出TIR剖面輪廓線的數(shù)值表達(dá)式,通過(guò)matlab計(jì)算和solidworks建模得到直徑為22.12mm的TIR。然后分別設(shè)計(jì)了基于1mm?1mm朗伯型LED面光源的3?4 TIR陣列和基于直徑3.5mm的Cree XLamp XPE LED的4?5 TIR陣列作遠(yuǎn)光燈,利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Tracepro進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),所得配光結(jié)果都符合GB25991-2010,而光能利用率分別為90.6%和89.7%。同時(shí)提出了利用TIR透鏡設(shè)計(jì)近光燈的方法,然而未成功驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.651

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本文編號(hào)：1190019