白光LED應用于汽車前照燈照明中的研究.pdf

1、發(fā)光二極管(LED,Light Emitting Diode)的出現(xiàn),被人們認為是在照明領域繼愛迪生發(fā)明鎢絲燈泡一個世紀之后,又一項具有革命性意義的進展。與此同時,由于空氣動力學和汽車造型的需求,汽車前部位置越來越低且呈流線型,為前照燈預留的高度空間越來越小,而為滿足汽車照明的智能化和人性化需求,光型根據(jù)路況和天氣等因素自動變換的自適應前照燈(AFS,AdaptiveFrontlighting System)也逐漸成為車輛的熱點之一。L

2、ED光學系統(tǒng)結(jié)構緊湊、模塊化的優(yōu)點,恰好能滿足上述車燈發(fā)展的趨勢,因此在汽車前照燈照明上具有巨大的應用潛力。然而,作為一種全新的發(fā)光模式,LED存在著光度學、色度學方面的新問題,并且對傳統(tǒng)光學設計方法也提出了挑戰(zhàn)和創(chuàng)新的需求,因此雖然LED在汽車信號燈等照明方面的應用由來己久,但完全進入前照燈照明領域還需要一段時間。
　　 本論文從光度學、色度學和光學三方面,探討了LED在汽車前照燈中應用的潛在問題及可行性,以前霧燈為例進行了前

3、照燈光學設計,并在設計基礎上的樣件進行測試和對比驗證。在光度學方面,通過選擇不同色溫、不同光譜組成、不同白光生成方式的LED,結(jié)合傳統(tǒng)的鹵鎢燈和HID燈,研究在不同理論基礎下的中間視覺模型中有效光能量的變化,證實在中間視覺條件下,光譜組成恰當?shù)腖ED與傳統(tǒng)鹵鎢燈相比具有更高光效能。并對數(shù)據(jù)歸納總結(jié),利用S/P值(即光源在暗視覺和明視覺條件下有效光通之比)預測待評估光源在不同亮度水平下與參考光源相比較的相對效用,可以作為光源在中間視覺條件

4、下實際性能預測的依據(jù)。在色度學方面,本論文根據(jù)對LED照射下,交通標志顏色偏移情況的分析,證實大多數(shù)熒光粉型白光LED不會對交通標志的正確辨認產(chǎn)生影響,但是對熒光粉型白光LED的藍峰位置必須有一定限制,建議不低于450nm。在光利用率方面的研究,根據(jù)傳統(tǒng)包角、光通利用率、系統(tǒng)允許誤差和燈絲映像等方法的計算推導,創(chuàng)新的提出了針對LED獨特的發(fā)光形式和空間光強分布的光學系統(tǒng)設計方法,設計了基于復合拋物線的反射面、反射和投影模式的LED前霧燈

5、,驗證了關于短焦距拋物面誤差精度的分析,以及光源成像和空間能量分布在反射鏡不同位置的分析,充分利用LED的光強分布,完成能量有效合理利用,實現(xiàn)預期理論模擬效果,從而從理論和實踐上驗證了本論文提出的LED前照燈光學系統(tǒng)設計方式切實可行。
　　 本論文的創(chuàng)新點在于:
　　 1.對傳統(tǒng)拋物線型反射鏡進行修正,提出利用復合拋物線和拋物面用于LED光學系統(tǒng)設計,能明顯降低LED安裝位置的精度要求,并用相對簡單的方式實現(xiàn)多種配光形式