【摘 要】
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随着LED生产和封装技术的不断提高,LED光源被广泛的用于各种照明领域,尤其是汽车照明领域。不同于传统照明光源,使用LED进行照明需要进行二次光学设计以满足照明要求。现有的汽车前照灯光学系统包括远近光分离式光学系统和远近光一体化光学系统,其存在体积大、不利于自适应转向系统的设计、远光低照度等问题。因此,研究更紧凑、高照度的一体化LED汽车前照灯光学系统具有重要的现实意义。基于非成像光学设计和自由曲
【基金项目】
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广东省科技计划项目（2016B010123004,2017B010112003,2020B010171001）; 广州市科技计划项目（201604046021,201905010001）; 中山市科技发展专项资金项目（2019AG014,2019AG042,2020AG023）
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随着LED生产和封装技术的不断提高,LED光源被广泛的用于各种照明领域,尤其是汽车照明领域。不同于传统照明光源,使用LED进行照明需要进行二次光学设计以满足照明要求。现有的汽车前照灯光学系统包括远近光分离式光学系统和远近光一体化光学系统,其存在体积大、不利于自适应转向系统的设计、远光低照度等问题。因此,研究更紧凑、高照度的一体化LED汽车前照灯光学系统具有重要的现实意义。基于非成像光学设计和自由曲面设计理论,提出了3种基于非对称双自由曲面透镜的一体化LED前照灯光学系统设计方法,所研制的3种一体化前照灯光学系统各有优势,均满足国家标准。一体化前照灯设计的主要工作包括目标面区域的照度划分、确定LED出光角度和目标面点的映射关系、根据法向量迭代法得到非对称双自由曲面透镜离散点坐标、离散点导入三维软件建模、利用光学软件进行仿真、根据仿真结果反馈调整、得到满足国标的非对称双自由曲面透镜模型。针对各光学系统设计了散热器进行散热,采用有限元软件对所设计的散热结构进行散热仿真,确保芯片热量可以很好的散发。在仿真的基础上,为其中的两种光学系统开模制作了光学样品,利用车灯测试系统对一体化车灯进行测试,测试结果和仿真结果很接近,满足国标,同时光斑色温稳定、光学系统体积小、远光的照度得到了提高,所提出的3种前照灯构造方法均可用在汽车照明领域。
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