投射式led汽车近光灯自由曲面透镜设计

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1、第41卷第9期红外与激光工程2012年9月V01．4lNO．9InfraredandLaserEngineeringSep．2012投射式LED汽车近光灯自由曲面透镜设计王洪1,2，王丽君。，叶菲菲1，黄华茂1，罗婉霞。(1．华南理工大学理学院广东高校半导体照明工程研究中心，广东广州510640；2．SchoolofMaterialsScience&Engineering，GeorgiaInstituteofTechnology，Atlanta30332USA；3．广州广日电气设备有限公司，广东广州511447)摘要：根据LED光源的发光特性，设计了一种由椭球反射器、挡板和自由曲面透

2、镜所组成的投射式LED近光灯系统。基于非成像光学理论，建立了LED光源经椭球反射器后的出射光线角度与照明平面上坐标的对应关系，结合折反射定律计算透镜自由曲面上的点坐标，通过建模软件将坐标点拟合成曲面实体而得到自由曲面透镜模型。采用蒙特卡洛光线追迹法进行仿真，结果表明：其配光结果完全满足GB4599—2007标准，而且体积小，视野广阔，边缘区域光能也较高，光线利用率达到95．92％。关键词：LED近光灯；投射式系统；自由曲面透镜中图分类号：0434．19文献标志码：A文章编号：1007—2276(2012)09—2463—05DesignofLEDheadlightlow-beamfr

3、eeformlensbasedonprojectorsystemWangHon919，WangLijunl，YeFeifeil，HuangHuama01，LuoWanxia3(1．GuangdongEngineeringRegearchCenterforSolidStateLighting，SchoolofScience，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，GeorgiaInstituteofTechnology，Atlanta3

4、0332USA；3．GuangzhouGuangriElectricalEquipmentCompanyLimited，Guangzhou511447，China)Abstract：AccordingtothefeaturesofLEDlightsource，aprojectorlow—beamsystem，whichconsistedoftheellipsoidalreflector，baffleandfreeformlens，waspresented．Basedonnon—imagingopticstheory，thecorrespondencebetweentheangleof

5、thelightreflectedbytheellipsoidalreflectorandthecoordinatesofpointinthetargetplanewasestablished．Thefreeformlenspointcoordinatescalculatedaccordingtothecorrespondenceofreflectionandrefractionlawswasfittedtosurfaceentitybymechanicalmodelingsoftware，andwasimpogedintoopticalsoftwaretobesimulatedby

6、MonteCarloraytracingmethod．TheresultsshowthatlightdistributionoflensfullysatisfiedGB4599-2007standards，andthesystemhasasmallsize，broadvision，highlightofedgeregions，andtheefficiencyofincidentraysis95．92％．Keywords：LEDlow—beam；projectorsystem；freeformlens收稿日期：2012—01—12；修订日期：2012一02一19基金项目：广州市重大科技

7、专项计划(2010Ul-D00221，2011Y5—00006)；广东省战略性新型产业发展专项资金LED产业项目(2010A08t002009，201IA081301004)；华南理工大学中央高校基本科研业务费(2011ZZ0017)作者简介：王洪(1964一)，男，教授，博士，主要从事光学系统设计、光通信网络与器件方面的研究。Email：phhwang@scut．edu．cn万方数据2464红外与激光工程第4l豢0引言1投射式系统前照灯是汽车在夜问行驶时