一、多曲面汽车前照灯反射器的设计（论文文献综述）
李祥兵,王坦,王春才[1]（2019）在《反射式LED汽车前照灯近光光学设计研究》文中指出反射式LED车灯因其造型独特且灵活多样,正在被越来越多的主机厂广泛使用。针对反射式LED光学设计中出现的截止线不清晰、均匀性较差的问题,总结了反射式LED光学设计的优化步骤,并提出了基于多曲面反射原理的光线空间传播方程。基于该光学空间传播模型,设计出一款多曲面反射镜,并进行了光学模拟,模拟效果能满足ECE法规设计要求。该照明单元比传统光源更加均匀,且截止线的清晰度有了很大的改善。实践证明光学设计步骤以及光学空间模拟的合理性。该方法将对后续反射式LED车灯的设计特别是对较为复杂曲面的光学设计具有一定的指导作用。
贺姝慜[2]（2016）在《LED汽车前照灯的光学设计》文中研究指明得益于汽车行业和半导体产业的蓬勃发展,LED在汽车领域的应用备受关注,基于LED的汽车前照灯尤为研究热点。相较于传统光源,LED用作汽车前照灯光源具备更大优势。LED的节能长寿利于降低汽车成本,LED的低响应时间提高行车的安全系数,LED小巧的体积便于汽车轮廓的流线型设计,LED的环保无污染推进汽车的“绿色”发展。此外,近年来LED光效、亮度的提高和成本的降低使LED在汽车前照灯方面具备更强的应用潜力。尽管如此,基于LED的汽车前照灯设计也面临着一定挑战。就光学方面而言,LED的光源特性不同于传统光源,针对传统光源设计的前照灯光学系统不再适用于LED,因此需重新设计针对LED的汽车前照灯。基于这样的目的,本文就LED汽车前照灯的光学设计进行探索性的研究,完成了以下工作。首先重点研究了LED汽车前照灯的组成、分类、发展历程和研究现状,简要对比了世界两大汽车法规标准——欧洲经济共同体的ECE标准和美国汽车工程师协会的SAE标准,仔细探究了我国LED汽车前照灯的配光标准GB25991-2010,并基于该标准计算了近光光束的水平垂直扩展角和LED汽车前照灯光学系统的最小尺寸。其次推导了简单的光线追踪过程,探究了蒙特卡罗光线追踪法的基本思想,研究了Lucidshape里多曲面反射器的建模原理。利用车灯软件Lucidshape分别设计了基于LE UW U1A4 01 LED的两款多曲面反射器做汽车前照灯的远近光灯,光学尺寸都为72mm?45mm,光能利用率分别为86.9%和76.3%。配光结果都符合国家标准GB25991-2010。再者设计了符合GB25991-2010的基于TIR（全内反射透镜）阵列的LED远光灯。首先利用折反射定律的矢量公式推导出TIR剖面轮廓线的数值表达式,通过matlab计算和solidworks建模得到直径为22.12mm的TIR。然后分别设计了基于1mm?1mm朗伯型LED面光源的3?4 TIR阵列和基于直径3.5mm的Cree XLamp XPE LED的4?5 TIR阵列作远光灯,利用光学设计软件Tracepro进行仿真实验,所得配光结果都符合GB25991-2010,而光能利用率分别为90.6%和89.7%。同时提出了利用TIR透镜设计近光灯的方法,然而未成功验证设计的可行性。
彭安娜[3]（2016）在《LED汽车前照灯的光学系统设计研究》文中进行了进一步梳理随着新能源汽车产业的迅猛发展,社会和市场对新能源汽车有了巨大的需求,作为新能源的创新制高点,LED是可以减少电力消耗的绿色光源,具有节能耐用更安全的优势,并且自由的车灯造型还能为汽车整体增色。LED照明已经成为现代汽车前照灯的发展趋势,但由于LED的发光特性与传统光源完全不同,现有的照明系统设计无法达到国家标准的配光要求,需要对LED系统进行二次光学设计。由此,LED汽车前照灯的光学系统设计研究具有十分重要的意义。文中对GB25991-2010《汽车用LED前照灯》的要求进行了分析和总结,针对远光灯系统提出了由菲涅尔准直透镜与微自由曲面阵列相结合的设计方法:与前人的研究方案中的全反射透镜相比,设计菲涅尔透镜来作为准直系统,光线需要经过更长的光程才到达全反射面,更有利于本文将LED作为点光源进行设计的前提,并且减小了光学系统的结构尺寸和重量,节省了成本。准直后的光束再经过微自由曲面阵列结构进行配光处理分布到特定照明区域,整个远光系统由三个相同的模组呈正三角形排列,仿真结果表明,远光灯系统的光能利用率高达了新的高度90.58%;近光灯系统的设计提出了一种由变焦距椭球反射器、自由曲面透镜、遮光板和反射面底板组成的方案:变焦距椭球反射器实现了近光光型水平方向长、垂直方向短的分布特点;遮光板设计成曲面,抵消透镜畸变的影响,形成15°清晰且笔直的明暗截止线,防止产生眩光;自由曲面透镜控制光线走向,合理分配光能形成近光分布。通过改变夹角间隔优化反射器的设计,同时用反射面底板将被遮光板挡住的光再次利用,优化结果表明,近光灯系统光线利用率提高了近8%,达到了84.87%,相比于前人研究中最高光效的投射型近光系统,光能利用率提高了近5%。两个系统均在25m远处的接收屏上形成了预设的光型分布,各测试点的照度值完全符合国家标准的要求,证明该方案可行、有效,解决了传统设计方法中存在的问题,并且提高了系统光能利用率。
王单单[4]（2016）在《独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计》文中进行了进一步梳理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。
李姜一欣[5]（2016）在《新型LED汽车前照灯光学系统设计》文中认为汽车前照灯双光系统基于投射式前照灯结构,具有结构紧凑,可自由切换远近光,便于开发自适应前照灯系统等优点,目前被广泛应用于许多高档车型上。但由于该系统需要通过挡板来实现远近光的切换,造成了大量的光能损失,光效通常只有30%左右,因此有必要对其进行优化设计。此外,甘于目前汽车前照灯双光系统中使用的光源多为氙气光源,如果采用更加节能环保的LED作为双光系统的光源,可以很好得将两者的优势结合起来。本文的主要工作是利用LED作为汽车前照灯双光系统的光源,设计了符合GB25991-2010 《LED汽车前照灯标准》配光要求的新型LED汽车前照灯光学系统结构,在设计过程中利用两个光源模组来实现远近光的切换,避免了由于使用挡板而造成的光能损耗。本文首先设计了由抛物面反射器和自由曲面透镜组成的LED汽车前照灯投射式远光系统的初始模型,并通过对影响系统配光结果的各个参数进行分析,得到了LED汽车前照灯投射式远光系统的优化模型。其次,以优化的LED汽车前照灯投射式远光系统为基础,建立了LED汽车前照灯双光系统模型。基于非旋转对称自由曲面的设计方法对LED汽车前照灯双光系统中近光配光透镜进行了设计。按照国家标准对于汽车前照灯近光灯的要求进行了区域划分,利用能量守恒定律和Snell定律的矢量形式,建立了光源发光角度、配光屏幕坐标以及自由曲面透镜面型上坐标之间的关系,并通过计算得到自由曲面透镜面型上点坐标之间的迭代关系。利用MATLAB软件进行坐标的迭代计算,得到了近光部分自由曲面透镜的点云文件,并利用Solidworks软件对得到的点云进行拟合,建立了近光部分自由曲面透镜模型。基于LED汽车前照灯投射式远光系统中自由曲面透镜设计原理,建立了双光系统中远光部分的自由曲面透镜模型。最后,利用Tracepro软件,对LED汽车前照灯双光系统进行光线追迹,并对得到的远光和近光的配光结果进行分析。结果表明,配光屏幕上各测试点和测试区的照度值均符合标准的配光要求,产生近光时,在HV-H1-H2-H4线处产生了明暗截止线。
吴超雄[6]（2015）在《汽车前照灯的光学器件设计及配光分析》文中提出汽车前照灯是汽车在夜间或光线昏暗情况下安全驾车的关键部件,其照明性能的好坏直接影响汽车的安全性。汽车前照灯光学器件设计的优劣对照明性能及照射效果有较大影响,本论文来源于企业合作项目,在对现有前照灯进行逆向设计、仿真研究及配光分析的基础上,为了提高车灯的照射性能及提高驾驶员夜间行车的舒适性,对光学器件进行了优化分析,以达到提高光源利用率的目的,同时对提高驾驶员夜间行驶的安全性具有重要意义。在前照灯逆向设计中,首先对某车型前照灯进行3D扫描,得到点云数据模型,再利用逆向软件Imageware对点云数据进行处理以及近光灯、远光灯、遮光罩三部分的曲面重构,然后建立光学仿真模型,通过光学照明仿真软件LucidShape对车灯模型进行配光分析,按照国标GB4599-2007标准对车灯进行性能评定及分析。为提高光源利用率,本文将反射镜小截面类似看成抛物线进行分析,得出了影响光通量的几个主要因素,包括反射镜的口径、焦距、中心孔直径,并对影响光通量的其中两个参数口径和中心孔直径进行分析计算,根据计算结果对该前照灯的近光部分进行结构改进和配光分析。结果表明,对光学器件进行改进设计后,其中一组反射镜口径增大的数据符合要求且配光合理,该情况下的近光灯的光源利用率提高了2.9%。本文通过逆向、光学仿真照明技术相结合对前照灯光学器件进行研究分析,并对其结构进行了相关的优化改进,使其照明性能得到提升,获得较好的照明效果,以期提高驾驶员夜间行车的安全性和舒适性。
李晓艳,石岩,杨凯,吴伟丹,黄来波,金尚忠[7]（2014）在《一种基于光棒的反射式LED汽车前照灯照明系统设计》文中研究表明论文提出一种基于光棒的反射式LED汽车前照灯照明系统,该系统采用集成封装的多芯片白光LED为光源,光线利用全反射原理通过光棒实现匀光,与光棒出口连接的是柱面集光器,最后经过自由曲面反射器投射到路面上。经仿真软件模拟表明照明系统性能能够满足GB25991-2010标准对汽车前照灯近光和远光光照分布的要求。
陈赞吉[8]（2014）在《基于微透镜阵列的LED汽车前照灯光学系统研究》文中研究说明随着LED技术的迅猛发展，LED光源在汽车照明中获得越来越广泛的应用，由于LED光源发光特性不同于传统光源，为满足国家标准的配光要求，需对基于LED光源的汽车照明系统进行二次光学设计。因此，基于LED光源的汽车照明系统的研究具有重要的实际应用价值。基于微透镜阵列的自由曲面具有灵活的空间布局和自由度，能简化光学系统结构，提高光能利用率。尤其在车灯照明光学系统中，可以很好地分配光强和控制发光角度，适用于LED光源汽车前照灯光学系统设计，论文对基于微透镜阵列LED汽车前大灯照明系统的设计进行了研究。文中对LED汽车前照灯的应用现状及发展前景进行了分析，对我国《汽车用LED前照灯》（GB25991-2010）国家标准进行了总结，提出了基于微透镜阵列LED汽车前大灯照明系统的设计方法，通过LED光源发出的光经过光学准直系统后形成平行光束，并将平行光束经微透镜阵列结构进行配光处理后出射。根据LED光源的空间光强分布和LED汽车前照灯的配光要求，利用非成像光学理论和能量守恒定律计算求解出基于微透镜阵列的自由曲面数据。通过三维模型软件将求得的面型数据拟合为自由曲面光学模型，并将该模型导入到光学仿真软件中进行模拟仿真，验证了该设计方法的正确性。在此基础上，研制了基于微透镜阵列LED汽车远光灯光学系统并进行了测试，测试结果完全符合国家标准的要求，验证了基于微透镜阵列LED汽车远光灯系统的设计方法是可行的，可广泛应用于LED汽车前照灯系统中。
闫巍[9]（2014）在《新型汽车前照灯反射面的研究与设计》文中指出前照灯作为汽车夜间照明的主要部件，对汽车夜间的行车安全起到关键作用。随着汽车美观性要求的提高，前照灯的研究已逐渐集中于对反射面的研究上，避免因配光镜外观的固定设计而影响汽车外型的美观性。而现有的前照灯反射面都采用自由曲面反射面并运用分块法即有限元法进行设计。此种方法一方面不可避免的在片体连接处出现阶跃现象，从而达不到平滑过渡的要求。另一方面在最终照亮区域边界处缺乏收敛性。针对这些缺陷，必须研究一种可使反射面平滑并解决收敛性问题的新方法，软件的运用大大提高反射面设计的效率。本文根据光反射定律及光度学知识，提出一种将光源及对应照亮区域进行等光通量离散化的方法。将光源光通量进行等光通量离散化，与光源离散化对应的将照亮区域进行等光通量离散化处理，并建立两者之间的一一对应关系。对所用方法进行误差分析及处理，随后在Matlab中进行相应程序的编写。根据程序进行反射面点云的计算，并将结果导入UG软件中拟合出光滑的反射面模型，最后在LightTools中进行实际模拟分析验证本文方法的优越性。本文的研究方法为以后汽车前照灯反射面的研究与设计提供一个全新的思路，具有一定的理论意义和使用价值。
王静[10]（2014）在《LED前照灯近光系统实现及散热机理研究》文中研究指明随着汽车工业的不断发展以及节能减排、发展低碳经济政策的推行,人们对绿色汽车照明光源的需求与日俱增,使得LED在汽车照明领域的应用越来越广泛,汽车灯具的LED化成为必然的发展趋势。与传统汽车前照灯光源相比,LED具有使用寿命长、体积小、耗能低、可靠耐用、响应快、设计灵活等优点。尽管如此,LED要在汽车前照灯中取代传统光源并非易事,需解决配光性能、驱动电源和散热性能等关键问题。研究中,基于大功率白光LED的光学特性,实现了一种满足标准配光要求的汽车近光灯光学系统；基于LED汽车前照灯的电学特性,对该近光系统对应的驱动电源工作性能展开了研究；以结温和热阻作为控制指标,从被动式散热和主动式散热两个角度揭示了LED前照灯的散热机理。汽车前照灯的光学性能,尤其是近光灯的配光性能是影响汽车行驶安全和照明质量的关键因素。研究中,基于大功率白光LED芯片的光电特性和GB25991-2010标准要求,以非成像光学理论和能量守恒定律为指导,实现了一种由变截面椭球体反射器、挡板和自由曲面透镜组成的投影式LED前照灯近光光学系统；基于Monte-Carlo光学追迹原理,对该近光系统的配光性能和光能利用率进行仿真研究；基于多场耦合理论揭示了LED前照灯光学特性与散热性能的相互作用规律。结果表明：该近光系统的配光性能能够满足标准要求,其光能利用率相对于传统椭圆截面投影式近光系统有较大提高；LED前照灯的光学特性与散热性能彼此影响,相互制约,其工作过程是复杂的多场耦合过程。汽车照明电源的输出电压稳定性不高、工作环境恶劣。因此,研究一种高效、高精度、恒流、亮度可调且可靠性高的驱动系统,是LED前照灯得以成功应用的基础。根据LED前照灯的电学特性,选择电感升压式拓扑结构,实现了一种基于MAX16832A驱动器的大功率白光LED汽车前照灯驱动系统,并对其工作性能进行了研究分析；基于热耦合效应揭示了驱动电源对LED前照灯热传递作用效果的影响机制。研究表明：不同负载和输入电压下,该驱动系统能输出700mA稳流精度较高的恒定电流；相同负载下,驱动系统转换效率随输入电压增加呈现先增加后降低的趋势；负载为2颗LED时,驱动系统的整体转换效率高于1颗LED负载和3颗LED负载,且输入电压为13V左右时,驱动系统转换效率达到峰值94.3%；该驱动电路启动迅速,性能参数稳定,能满足大功率LED汽车前照灯的工作要求；驱动电源对LED前照灯散热性能的影响较为显着,它与LED光源形成的双耦合热源会使LED前照灯热负荷增加,通过折返式热管理可以同时降低驱动电路和LED光源的发热量,进而降低系统的热负荷。LED前照灯工作过程中,大部分输入功率将转化为热能,这些热量若不能及时散去,将导致芯片发光效率下降、使用寿命缩短以及色温漂移。研究了结温和热阻对LED前照灯光学特性和散热机制的影响,根据LED前照灯近场气体流动方式的不同,制定了被动式和主动式两种散热方案,优化了LED前照灯的散热机制。基于多场耦合理论研究了自然对流模式下LED前照灯的散热机理,结合传热强化的场协同理论,对散热系统进行了优化,同时完善了LED前照灯的强化散热理论。研究散热器材质对系统散热性能的影响,探寻了散热装置结构变化对系统散热性能产生影响的物理本质。研究表明：环境温度相同时,发热量越大,材料对系统散热性能的影响越大；改变翅片的拔模角度会影响系统的散热效果,随着翅片拔模角度的增大,散热系统最高温度呈现先下降后上升的趋势；对散热器翅片开缝可以改善气流速度场和温度梯度场的协同性,从而强化散热,开缝宽度过小时不利于气体流动,开缝宽度增大后,气体流动较均匀,流场与温度场的协同角变小；被动式散热方案只适用于LED前照灯在较低温度和较小发热功率的条件下工作,为进一步提高散热性能,需要采用强制散热措施。建立了LED前照灯散热的热阻网络模型,利用无相变换热方式下气体显热的改变、相变换热方式下工质汽化潜热能的变化以及基于帕尔帖效应的热电制冷理论,对LED前照灯的散热性能进行优化。探寻了导热板散热、热管散热和半导体制冷散热方案下LED前照灯的散热机制。当环境温度最高为80℃、LED发热功率最大为25W时,使LED芯片结温低于125℃作为控制目标。研究了不同散热方案下LED前照灯的传热特点,分析了存在的主要热阻；研究不同控制参数下的热传递作用特性,探寻了强化LED前照灯散热的基本途径。结果表明：热管式和半导体制冷式散热系统的热传递作用效果优于导热板式散热系统；采用风扇辅助导热板散热,其主要热阻存在于导热板的前后端,可使LED前照灯在低于65℃的环境温度下正常工作,但不能满足控制目标；热管式散热系统工作性能的影响因素主要有热管充液率、布置方式以及各组成段的长度；优化热管的受热面积与冷却面积之比,有利于热量对外传导,从而改善热传递作用效果,当蒸发段、绝热段和冷凝段长度分别为30mm、40mm和50mm时,试验得到的芯片结温较低；芯片结温随热管充液率的增加呈现先降低后上升的趋势,当充液率为30%时,热传递作用效果较好；由微热沉、U型热管和散热鳍片组成的“三级”散热系统不仅可以减小接触热阻和扩散热阻,还增加了热管的冷凝面积,使回流工质具有更高的过冷度,能够降低补偿室乃至蒸发段的温度,当环境温度为80℃、发热功率为25W时,测得的芯片结温为107.7℃,能够较好地满足控制目标要求；半导体制冷式散热系统的工作响应时间快、光通量衰减小、装置结构紧凑、散热效果显着,相同工况下,采用该方案的芯片结温仅为105.4℃,能够更好地满足控制目标要求,且其制冷量可以通过改变输入电压或电流来调节。
二、多曲面汽车前照灯反射器的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、多曲面汽车前照灯反射器的设计（论文提纲范文）
（2）LED汽车前照灯的光学设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽车前照灯 |
| 1.2.1 汽车前照灯的结构 |
| 1.2.2 汽车前照灯的分类 |
| 1.3 LED汽车前照灯 |
| 1.3.1 LED汽车前照灯应用的发展历程 |
| 1.3.2 LED汽车前照灯设计的研究状况 |
| 1.4 研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 LED汽车前照灯的配光要求 |
| 2.1 光学基本概念 |
| 2.2 汽车前照灯的配光标准 |
| 2.2.1 国家标准GB25991-2010 |
| 2.2.2 依据GB25991-2010的计算 |
| 2.3 本章小节 |
| 第3章 基于Lucidshape的LED汽车前照灯设计 |
| 3.1 设计的理论基础 |
| 3.2 LED阵列光源 |
| 3.3 设计过程和结果 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 基于TIR透镜的LED汽车前照灯 |
| 4.1 基于TIR透镜的LED远光灯 |
| 4.1.1 TIR建模 |
| 4.1.2 基于TIR阵列的远光灯 |
| 4.2 基于TIR透镜的LED近光灯 |
| 4.3 本章小节 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）LED汽车前照灯的光学系统设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究意义 |
| 1.2 汽车照明光源的变迁 |
| 1.3 LED汽车前照灯的国内外发展现状 |
| 1.3.1 LED汽车前照灯在国外的应用 |
| 1.3.2 LED汽车前照灯在国内的应用 |
| 1.4 课题研究存在的问题 |
| 1.5 主要研究内容和章节结构组织 |
| 第二章 汽车前照灯配光标准及光学系统分析 |
| 2.1 LED汽车远光灯的配光标准 |
| 2.2 LED汽车近光灯的配光标准 |
| 2.3 汽车前照灯的常用光学系统 |
| 2.3.1 反射型光学系统 |
| 2.3.2 投射型光学系统 |
| 2.3.3 混合型光学系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光学设计的相关理论 |
| 3.1 LED光源的原理与选取要求 |
| 3.2 光学基础理论 |
| 3.2.1 非成像光学理论 |
| 3.2.2 光学扩展量 |
| 3.2.3 光学扩展量守恒 |
| 3.3 自由曲面的设计 |
| 3.3.1 自由曲面的概念 |
| 3.3.2 自由曲面的设计思路 |
| 3.4 相关工具软件简介 |
| 3.5 LED前照灯的光学系统设计流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 LED汽车远光灯系统的光学设计 |
| 4.1 远光灯系统结构 |
| 4.2 准直系统设计 |
| 4.2.1 菲涅尔准直透镜 |
| 4.2.2 菲涅尔透镜准直系统的设计思路 |
| 4.2.3 菲涅尔透镜模型及仿真分析 |
| 4.3 微自由曲面阵列的设计 |
| 4.4 远光灯系统仿真及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 LED汽车近光灯系统的光学设计 |
| 5.1 近光灯系统方案的选择 |
| 5.2 投射型LED汽车近光灯系统结构 |
| 5.3 变焦距椭球反射器 |
| 5.3.1 变焦距椭球反射器的设计思路 |
| 5.3.2 反射器模型仿真 |
| 5.4 自由曲面配光透镜 |
| 5.4.1 自由曲面透镜的设计思路 |
| 5.4.2 配光透镜模型仿真 |
| 5.5 遮光板 |
| 5.6 近光灯系统优化与仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 课题总结与工作展望 |
| 课题总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）独立自由曲面式LED汽车远近光灯光学设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 LED汽车前照灯发展历史及现状 |
| 1.2.1 汽车前照灯发展历史 |
| 1.2.2 LED汽车前照灯国内、国外发展现状 |
| 1.3 课题研究的内容以及章节安排 |
| 第二章 前照灯几何光学和光度学知识基础 |
| 2.1 几何光学 |
| 2.1.1 光的直线传播定律 |
| 2.1.2 光的反射定律和折射定律 |
| 2.2 光度学的基本概念 |
| 2.2.1 辐射通量 |
| 2.2.2 光通量 |
| 2.2.3 立体角 |
| 2.2.4 发光强度 |
| 2.2.5 光照度 |
| 2.2.6 光亮度 |
| 2.2.7 光色 |
| 2.2.8 色温 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 远近光光学系统设计基础及配光标准 |
| 3.1 汽车前照灯远近光光学系统分类 |
| 3.1.1 反射式光学系统 |
| 3.1.2 投射式光学系统 |
| 3.2 自由曲面反射器设计的理论基础-非成像光学 |
| 3.2.1 光学扩展量 |
| 3.2.2 能量收集比 |
| 3.3 配光标准 |
| 3.3.1 近光的配光要求 |
| 3.3.2 远光的配光要求 |
| 3.4 TC4-45 |
| 3.5 软件介绍 |
| 3.5.1 CATIA |
| 3.5.2 Lucid Shape |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 前照灯远近光系统光学设计与模拟测试 |
| 4.1 LED光源的选择 |
| 4.2 自由曲面设计 |
| 4.2.1 反射镜区域划分 |
| 4.2.2 自由曲面反射镜的设计 |
| 4.3 软件设计模拟与分析 |
| 4.3.1 虚拟光源设计 |
| 4.3.2 自由曲面反射器设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 LED与卤素前照灯对比分析及样灯测试 |
| 5.1 与卤素灯光学系统设计的比较分析 |
| 5.1.1 等照度光型对比 |
| 5.1.2 路照图对比 |
| 5.1.3 TC4-45评估报告对比 |
| 5.2 LED 前照灯远近光样灯测试与分析 |
| 5.2.1 灯具测试仪器介绍 |
| 5.2.2 测量结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（5）新型LED汽车前照灯光学系统设计（论文提纲范文）
| 学位论文的主要创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 LED在照明领域的发展及应用 |
| 1.1.1 LED照明的发展历程及现状 |
| 1.1.2 LED照明在各领域应用 |
| 1.2 LED与其它汽车前照灯光源对比介绍 |
| 1.3 LED汽车前照灯光学系统的研究现状 |
| 1.3.1 LED汽车前照灯产业发展趋势 |
| 1.3.2 LED汽车前照灯光学系统的研究现状 |
| 1.4 课题研究意义及主要内容 |
| 第二章 LED汽车前照灯光学设计基础 |
| 2.1 LED汽车前照灯光学设计分类 |
| 2.1.1 反射式LED汽车前照灯光学设计 |
| 2.1.2 投射式LED汽车前照灯光学设计 |
| 2.2 《汽车用LED前照灯》标准介绍 |
| 2.3 光学设计软件介绍 |
| 2.4 非成像光学理论 |
| 2.4.1 非成像光学的发展 |
| 2.4.2 非成像光学基本理论 |
| 2.5 光度学基本理论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 LED汽车前照灯投射式远光系统设计 |
| 3.1 抛物面反射器设计 |
| 3.2 自由曲面远光透镜设计 |
| 3.3 参数分析及优化 |
| 3.3.1 透镜参数分析 |
| 3.3.1.1 透镜尺寸选定 |
| 3.3.1.2 透镜材料选定 |
| 3.3.2 反射器参数分析 |
| 3.3.3 LED光源设定 |
| 3.3.3.1 光源芯片选定 |
| 3.3.3.2 光源阵列设 |
| 3.4 LED汽车前照灯投射式远光系统配光分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 LED汽车前照灯双光系统设计 |
| 4.1 LED汽车前照灯自由曲面双光系统整体设计 |
| 4.2 抛物面反射器建模 |
| 4.3 双光透镜模型设计 |
| 4.3.1 自由曲面透镜近光部分设计 |
| 4.3.2 自由曲面透镜远光部分设计 |
| 4.4 LED汽车前照灯双光系统配光分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文情况 |
| 致谢 |
（6）汽车前照灯的光学器件设计及配光分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 逆向工程的定义及特征 |
| 1.2.1 逆向工程的定义 |
| 1.2.2 逆向工程的特征 |
| 1.2.3 逆向工程中的关键技术 |
| 1.3 逆向工程研究现状 |
| 1.4 车灯发展现状 |
| 1.5 前照灯的性能要求 |
| 1.5.1 近光灯配光要求 |
| 1.5.2 远光灯的配光要求 |
| 1.6 汽车前照灯光学性能的评价方法 |
| 1.7 论文的研究内容 |
| 1.8 小结 |
| 第2章 车灯及遮光罩点云数据获取和预处理 |
| 2.1 数据采集方法的介绍及分类比较 |
| 2.1.1 接触式采集方法 |
| 2.1.2 非接触式采集方法 |
| 2.1.3 接触式、非接触式数据采集方法的比较 |
| 2.1.4 光栅投影测量技术 |
| 2.2 前照灯几种配光形式 |
| 2.2.1 抛物面式前照灯 |
| 2.2.2 多曲面式前照灯 |
| 2.2.3 自由曲面式前照灯 |
| 2.2.4 投影式前照灯 |
| 2.3 车灯点云数据获取 |
| 2.4 点云数据的处理 |
| 2.5 逆向软件Imageware的介绍 |
| 2.6 车灯以及遮光罩点云数据的预处理 |
| 2.7 小结 |
| 第3章 车灯及遮光罩自由曲面的模型重构 |
| 3.1 汽车前大灯之概述 |
| 3.1.1 前照灯的组成以及用灯方式 |
| 3.1.2 常规前照灯（亦即传统的带花纹配光镜的前照灯） |
| 3.1.3 自由曲面前照灯（亦即新型不带配光花纹之透镜） |
| 3.1.4 前照灯的光源分类 |
| 3.2 利用逆向软件Imageware求取车灯实体之模型 |
| 3.2.1 逆向软件Imageware曲面重构之注意事项 |
| 3.2.2 逆向设计的要点 |
| 3.2.3 车灯自由曲面之重构 |
| 3.2.4 近光灯曲面重构和误差分析 |
| 3.2.5 近光灯侧面的拼接 |
| 3.3 遮光罩的点云数据获取及重构 |
| 3.4 近光反射面和遮光罩的拼接 |
| 3.5 远光灯的曲面重构 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 车灯自由曲面的光学仿真模拟 |
| 4.1 前照灯的光学和配光特性及几个光学基本概念 |
| 4.1.1 光学特性 |
| 4.1.2 配光特性 |
| 4.1.3 几个光学基本概念 |
| 4.2 车灯光学仿真软件简介 |
| 4.2.1 海拉之光概略 |
| 4.2.2 Lucideshape的特点 |
| 4.3 车灯配光分析 |
| 4.3.1 近光灯的配光分析 |
| 4.3.2 远光灯的配光分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 近光灯的优化设计 |
| 5.1 影响反射镜包容角的因素 |
| 5.2.径的变化对光源利用率的影响 |
| 5.3 近光灯的口径变化 |
| 5.4 中心孔直径的变化对光源利用率的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与论文相关的科研成果 |
| 附录 |
（8）基于微透镜阵列的LED汽车前照灯光学系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽车照明光源 |
| 1.3 LED 光源在汽车照明中应用 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 存在的问题及研究意义 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 汽车前照灯光学设计要求 |
| 2.1 汽车前照灯的配光标准 |
| 2.1.1 汽车远光灯的配光标准 |
| 2.1.2 汽车近光灯的配光标准 |
| 2.2 自由曲面光学系统设计 |
| 2.2.1 自由曲面 |
| 2.2.2 自由曲面的设计 |
| 2.3 LED 汽车前照灯光学设计流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于微透镜阵列 LED 汽车前照灯设计 |
| 3.1 基于微透镜阵列的光学系统模型 |
| 3.2 LED 光学准直系统 |
| 3.2.1 LED 光学准直器 |
| 3.2.2 全反射透镜的设计方法 |
| 3.2.3 抛物面反射器的设计方法 |
| 3.3 基于微透镜阵列 LED 远光灯设计 |
| 3.3.1 设计方案的建立 |
| 3.3.2 微透镜阵列的设计方法 |
| 3.3.3 仿真及结果分析 |
| 3.4 基于微透镜阵列 LED 近光灯设计 |
| 3.4.1 设计方案的建立 |
| 3.4.2 微透镜阵列的设计方法 |
| 3.4.3 仿真及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于微透镜阵列 LED 汽车远光灯应用 |
| 4.1 基于微透镜阵列 LED 汽车远光灯 |
| 4.1.1 具有微阵列结构的远光灯透镜 |
| 4.1.2 远光灯系统光学模块 |
| 4.1.3 应用效果的分析对比 |
| 4.2 基于微透镜阵列 LED 汽车远光灯测试 |
| 4.2.1 配光性能测试设备 |
| 4.2.2 配光性能测试原理 |
| 4.2.3 配光性能测试结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 课题总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）新型汽车前照灯反射面的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 汽车前照灯与安全行车 |
| 1.2 汽车前照灯的现状与发展 |
| 1.2.1 四种汽车前照灯的配光型式 |
| 1.2.2 几种反射系统的比较 |
| 1.3 前照灯反射体的一般设计流程 |
| 1.4 国内外自由曲面反射体前照灯的研究现状 |
| 1.4.1 国外的研究现状 |
| 1.4.2 国内的研究现状 |
| 1.5 目前研究方法现状及缺陷 |
| 1.6 本文的研究目的和意义 |
| 1.7 本论文的研究内容及创新 |
| 1.7.1 研究的主要内容 |
| 1.7.2 研究的创新点 |
| 第2章 前照灯设计的理论基础 |
| 2.1 前照灯结构和工作原理 |
| 2.2 前照灯反射镜设计的理论基础 |
| 2.2.1 几何光学基础 |
| 2.2.2 光度学基础 |
| 2.2.3 光迹追踪算法 |
| 2.3 反射面造型的光学基础 |
| 2.3.1 蒙特卡罗方法(Monte Carlo Method) |
| 2.3.2 光线追踪方法(Ray-tracing Method) |
| 2.3.3 光通量转移方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 反射面数据的理论处理 |
| 3.1 Matlab 在反射面数据理论处理中的应用 |
| 3.1.1 螺旋理论对直线和平面进行描述的问题 |
| 3.1.2 直线与平面的交点问题 |
| 3.1.3 点与直线的距离问题 |
| 3.1.4 曲面法向量的求法 |
| 3.2 数据格式的规定 |
| 3.2.1 光照亮度定义 |
| 3.2.2 曲面点云数据格式 |
| 3.2.3 点云数据的存储方式 |
| 3.3 坐标系建立问题 |
| 3.3.1 曲面计算坐标系 |
| 3.3.2 照亮区域面坐标系 |
| 3.3.3 光源包裹面球面坐标系 |
| 3.4 三种坐标之间的转换 |
| 3.4.1 照亮面极坐标和笛卡尔坐标之间转换 |
| 3.4.2 照亮面极坐标与绝对坐标之间转换 |
| 3.4.3 光源包裹球上点的球面坐标与绝对坐标之间的转换 |
| 3.5 具体算法 |
| 3.5.1 照亮区域的亮度函数 |
| 3.5.2 点光源光通量划分 |
| 3.5.3 照亮面处和光源相对应的划分 |
| 3.5.4 根据曲面一点求另一点 |
| 3.6 反射曲面点云求解 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 反射面及照亮区域的划分及标准 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 总体方案确定 |
| 4.3 反射面作用及划分 |
| 4.3.1 环数划分 |
| 4.3.2 每环份数划分 |
| 4.4 照亮面划分要求和方法 |
| 4.4.1 环间距的确定 |
| 4.4.2 每份大小 |
| 4.4.3 每份中误差处理 |
| 4.4.4 整体份数误差处理 |
| 4.5 国际汽车照明系统的分类及标准 |
| 4.5.1 汽车照明系统的分类 |
| 4.5.2 国际配光标准 |
| 4.6 国家对照亮区域的相关规定及标准 |
| 4.6.1 近光灯测试点及相关含义 |
| 4.6.2 近光照度限值 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 曲面拟合及仿真 |
| 5.1 初始点的确定 |
| 5.2 点云的计算 |
| 5.3 Matlab 中的初模拟 |
| 5.4 实体反射面模型的创建 |
| 5.5 UG 拟合反射面要点 |
| 5.5.1 拟合反射面坐标系的选取 |
| 5.5.2 UG 中拟合反射面修整问题 |
| 5.5.3 反射面厚度问题 |
| 5.6 LightTools 中进行最终实际光型模拟 |
| 5.7 与 Matlab 程序中的模拟进行比较分析 |
| 5.8 模拟分析注意问题 |
| 5.9 反射面创新点介绍 |
| 5.10 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）LED前照灯近光系统实现及散热机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 汽车前照灯的发展 |
| 1.1.2 发展我国LED汽车产业的必要性 |
| 1.1.3 LED在汽车领域的应用 |
| 1.1.4 LED前照灯应用需解决的问题 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 基于能量分配的LED近光灯光学系统 |
| 2.1 汽车照明用大功率白光LED |
| 2.2 近光配光要求 |
| 2.3 LED近光灯常用光学系统 |
| 2.3.1 反射式LED近光系统 |
| 2.3.2 投影式LED近光系统 |
| 2.3.3 典型近光灯系统光能利用率比较 |
| 2.4 非成像光学理论 |
| 2.5 基于光能利用率的LED近光灯系统 |
| 2.5.1 近光灯光源 |
| 2.5.2 变截面椭球体反射器 |
| 2.5.3 挡板 |
| 2.5.4 自由曲面透镜 |
| 2.5.5 构建模型与仿真分析 |
| 2.6 近光灯光学系统与前照灯散热 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 大功率LED前照灯驱动电源研究 |
| 3.1 LED前照灯的电学特性 |
| 3.2 LED前照灯的主驱动电路 |
| 3.2.1 电路结构及工作原理 |
| 3.2.2 电路工作频率 |
| 3.2.3 电流检测电阻 |
| 3.2.4 储能电感 |
| 3.2.5 续流二极管 |
| 3.2.6 PCB布局与驱动电路板 |
| 3.3 LED前照灯驱动电路测试与分析 |
| 3.4 驱动电源与LED前照灯散热机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 LED前照灯散热理论基础 |
| 4.1 LED的发热原理 |
| 4.2 结温与热阻 |
| 4.3 结温对LED性能的影响 |
| 4.3.1 结温对输出光通量的影响 |
| 4.3.2 结温对LED寿命的影响 |
| 4.3.3 结温对LED波长的影响 |
| 4.3.4 结温对LED工作稳定性的影响 |
| 4.4 结温的测试方法 |
| 4.4.1 正向压降法测LED结温 |
| 4.4.2 管脚温度法测LED结温 |
| 4.5 热传递的基本方式 |
| 4.6 LED汽车前照灯的散热方案 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 LED前照灯被动散热机理研究 |
| 5.1 热流体仿真基础 |
| 5.2 热源模拟系统 |
| 5.3 被动散热机理 |
| 5.3.1 材料物性对散热性能的影响 |
| 5.3.2 气流状态对散热性能的影响 |
| 5.3.3 基于场协同理论的散热优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 LED前照灯主动散热机理研究 |
| 6.1 热传递数学模型 |
| 6.2 散热研究试验系统及误差分析 |
| 6.3 主动散热机理 |
| 6.3.1 无相变散热机理及热阻网络模型 |
| 6.3.2 基于相变换热的散热机理及优化 |
| 6.3.3 基于热电制冷效应的散热机理及优化 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
| 附录1 |
四、多曲面汽车前照灯反射器的设计（论文参考文献）
- [1]反射式LED汽车前照灯近光光学设计研究[A]. 李祥兵,王坦,王春才. 2019中国汽车工程学会年会论文集（5）, 2019
- [2]LED汽车前照灯的光学设计[D]. 贺姝慜. 深圳大学, 2016(05)
- [3]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(02)
- [4]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(11)
- [5]新型LED汽车前照灯光学系统设计[D]. 李姜一欣. 天津工业大学, 2016(02)
- [6]汽车前照灯的光学器件设计及配光分析[D]. 吴超雄. 武汉理工大学, 2015(01)
- [7]一种基于光棒的反射式LED汽车前照灯照明系统设计[A]. 李晓艳,石岩,杨凯,吴伟丹,黄来波,金尚忠. 2014年中国照明论坛——LED照明产品设计、应用与创新论坛论文集, 2014
- [8]基于微透镜阵列的LED汽车前照灯光学系统研究[D]. 陈赞吉. 华南理工大学, 2014(01)
- [9]新型汽车前照灯反射面的研究与设计[D]. 闫巍. 燕山大学, 2014(01)
- [10]LED前照灯近光系统实现及散热机理研究[D]. 王静. 江苏大学, 2014(08)