单模组LED光源的一体式汽车前照灯设计

随着LED光源技术及应用的发展,其在汽车照明市场中所占的份额也逐年增大。目前,市场上大多采用多个模组LED光源及其分别的结构设计汽车近光灯和远光灯,再由这些汽车LED近光灯和远光灯组合成不同车型的汽车LED前照灯,这种方法设计的汽车前照灯体积大、功耗大、成本高、适用车型少。提出了一种以单模组LED光源的一体式汽车前照灯系统的光学设计方法,使用一个LED光源模组和一组反射器的组合来满足远光和近光的照明的要求,仅仅通过光阑板的切换来达到近光和远光照明的目的,重点通过光学仿真软件模拟仿真的方式,通过对比研究不同光学结构设计方式来确定最后的设计方案。最终给出了一个效率较高、体积较小、应用范围广泛、照明效果好、适用于多种车型的一体式汽车前照灯的设计方法。     

汽车前照灯设计原理的研究

汽车前照灯主要是提供司机驾驶时前方的路面照明,保障行车的安全,它是汽车的重要组成部分。汽车前照灯在结构上一般有光源、反射器、配光镜三部分。分别从这三部分的原理、国内外研究进展、相关的法规和配光检测、前照灯的分类等方面展开论述,分析了几种新颖的LED前照灯设计,总结了前照灯设计的一般步骤,介绍了当前热门的自适应前照灯系统（AFS）。     

自由曲面LED汽车前照灯光学透镜设计方法

由于LED配光特性不同于传统光源,为了将LED 应用于汽车照明中需对LED 进行二次光学设计。文中根据LED 汽车前照灯的配光特性,提出了一种自由曲面LED 汽车前照灯光学透镜的设计方法。首先由能量守恒原理,在接收屏上的坐标和透镜自由曲面上的坐标之间建立能量的一一对应关系,基于非成像光学理论,采用照度优化设计法,运用数值计算求解出光学透镜曲面各个点坐标的坐标值,并使用三维模型软件制作出透镜光学模型。通过蒙特卡洛模拟法来追迹光线仿真,最后的配光效果完全满足《汽车用LED前照灯》（GB25991-2010）标准,系统的光学效率得到显著提高,可达到91%。     

汽车用LED前照灯光源显色性要求探析

介绍了显色性的基本概念和目前主流的评价方法、白光LED显色性评价方法,分析了汽车用LED前照灯采用红色比作为光源显色性评价方法的原因,对红色比方法的适用性进行研究,提出对于未来前照灯用白光LED光源显色性评价的建议。     

LED汽车灯技术及标准化现状

介绍了LED光源在车灯信号灯及前照灯等方面的广泛应用,概述了LED光源应用所涉及的新型光学设计技术及为解决LED光源的散热所采用的不同技术;对LED车灯产品国内外的标准现状进行了分析和解读,归纳了这些标准与LED相关的主要技术要求.     

基于增强现实的LED照明光源自适应调节系统

针对LED照明光源在路灯照明系统存在运行时延长、能量消耗高等问题,提出了基于增强现实的LED照明光源自适应调节系统。首先分析LED照明光源自适应调节系统的硬件设计需求,将无线传感器、人体热释传感器等设计在硬件中。通过对RF无线射频电路的设计,实现了ZigBee无线传感网络对LED照明现场重要数据采集,软件主要通过计算光照度、工作效率等,实现基于增强现实的LED照明光源调节。对ZigBee路由算法进行全面改进,引入邻居节点以及邻居表,实现重要节点的控制。通过网络拓扑结构的ZigBee协议栈,采集LED照明现场的环境参数,结合相关参数,利用优化改进后的ZBR动态路由算法,对LED照明光源进行集中调节以及管理。结果表明,系统能够实现LED照明光源自适应调节,系统运行能耗更低,运用到路灯系统中效果更佳。     

LED路灯的光学系统研究与设计

随着大功率LED光源和照明技术的发展,LED已经广泛的应用于照明领域,这也给灯具的配光设计带来了新的挑战.本文从LED光源应用于道路照明的实际要求出发,对LED路灯的光学系统和灯具的配光要求进行了研究,设计出了一种混合型反射罩光学结构,同时调整每列光源的偏转角度,并通过光学仿真软件进行了仿真,从而达到路灯照叫所要求的均匀矩形配光.     

LED照明系统二次配光设计方法研究

在人们生活质量不断提高的过程中,照明质量与技能的要求也不断提高。作为第四代光源的半导体照明,以其长寿命、节能、环保以及色温可调的优点被广泛的应用于人们的生活中。但是固体照明光源的特性和外形等与传统的光源具有一定差异性,导致其不能直接应用在传统光源照明系统中。此特点在LED照明系统中表现得更为明显。因而针对此种情况需要对LED光源进行配光设计,使其能够满足各种照明需求。本文就简单研究LED照明系统二次配光的设计方法。     

LED合成光谱光源色度参数的快速计算及应用

为满足色彩还原的需要,白光LED照明光源通常用光谱合成的方法获得连续的宽光谱。各频段的光谱分量与光源最终色度参数的关系以及它们比例的确定通常由实验得出。因而目前光源的设计是一个极其复杂的尝试过程,对实验要求高、周期长、投入大。对LED合成光谱白光照明光源的色参数进行了系统的分析,依据LED光源相关标准测量方法,推导出了LED合成光谱白光光源色度参数的快速计算方法,开发了计算机设计分析软件,并通过了设计过程和产品的使用验证。     

RGB LED白光照明单元的组合设计

在含有多个LED排列的光源中,需要对RGB LED照明单元的排列组合进行精确的设计.文章将每一个单色LED看成是一个非理想的朗伯发射体,分析了LED排列的几种典型结构,根据设计方程式模拟出了不同LED结构的照度分布情况.模拟结果表明,排列LED在其极值范围内可以得到比较均匀的照度分布,随着LED之间距离的增大,其中心位置的照度随之下降;增大LED阵列中心到被照平面的距离z,照度均匀性也随之逐渐降低.     

车灯自由曲面的配光设计

随着现代汽车车灯设计的发展,传统的车灯配光镜由于其设计繁琐,光能利用率较低,且影响汽车美观等缺点,现已逐渐被自由曲面的车灯产品所替代。从汽车前照近光灯国标GB4599-2007出发,在已知光源属性的前提下,利用RefCAD和LightTools设计了一款适用于H7卤素灯的自由曲面反射器,经过对各测试点、区域的照度值的分析,较好地符合了GB4599-2007对近光的要求。该方法能够大大缩短车灯设计周期,为未来大功率LED用于车灯设计提供参考。     

面向大功率LED集成光源的反射器设计方法

分析了传统光学设计方法中将LED光源近似为理想点光源的设计方法的局限性,基于非成像光学中的边缘光线理论,提出了一种面向大功率LED集成光源的均匀照明反射器的光学设计方法,在集成光源与接收面上点的照度之间建立了一种能量对应关系,得到了可以在照明面上实现均匀照度分布的反射器光学模型,最后运用光学仿真软件进行了仿真,并与点光...     

基于补偿法的均匀照明自由曲面LED反光杯设计

根据面向理想光源的设计原理,提出了基于能量补偿和坐标迭代的自由曲面母线求解方法。在二维坐标系中建立系统模型,由反光杯反射光对直射投射光进行补偿,将反光杯右上边缘的光线反射到目标面左边缘,且随着光线下移反射光线逼近目标中心。根据Snell定律,以上边缘点为初始点,逐一迭代得母线上各点坐标,旋转或拉伸生成所求反光杯。在Tracepro软件中的模拟结果表明对圆形或正方形目标照度均匀性均优于85%,且系统能量利用率仅由LED出光角度和反光杯反射系数决定,该结构可使LED光源用于大范围照明。     

基于单片机的LED车灯及仪表控制设计与实现

文章分析了LED车灯及仪表控制系统网络的设计要求,在明确汽车灯光种类及各种控制要求的基础上,对利用单片机多机通信方式实现LED车灯及仪表控制系统网络化控制进行了研究,设计了硬件电路图及主、从机程序。车灯的外观设计力求模拟真车,技术控制利用单片机的多机通信原理,在模拟仿真的基础上用6块万能板制作出基于单片机多级通信的LED矩阵车灯及仪表控制系统网络,将万能板安装在车模上仿真真车的灯光运行,此成果可作为汽车类各专业课程的教具。     

旋转轴对称LED均匀照明系统设计方法

基于边缘光学理论,提出了一种应用于LED照明的光学系统设计方法,分别实现基于透镜和反射器的LED均匀照明光学系统,可在一特定距离的目标面上形成均匀圆形光斑。采用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对两种光学系统进行模拟仿真,结果显示,目标面上光斑的均匀度优于85%,系统效率高于90%。     

LED照明的光学器件设计与仿真

大功率LED集成光源在实际照明工程应用很多,但是集成光源的照明效果不是很理想。为了解决大功率LED集成光源难以直接应用于照明的问题,根据非成像光学理论,设定合适的初始参数,利用能量守恒建立LED光源与目标照明面之间的映射,设计了筒灯反射器和透镜。并用Tracepro软件对这两类光学器件进行模拟仿真,均得到了良好的均匀圆形照明光斑。仿真结果表明,设计出的反射器和透镜,随着发光光源面积增大,照度均匀性都降低,当光源尺寸均设置为1 mm1 mm时,照明面上照度均匀性都达到95%以上,当光源尺寸增大10 mm10 mm时,照明面的照度均匀性下降到85%,符合对均匀性很高的室内照明设计标准。     

一种面向LED扩展光源的道路配光设计

在多车道的道路照明中,需要非对称矩形配光。本文根据非成像光学理论,建立点光源空间与目标照明面之间的拓扑关系,采用合适的反馈优化方法,获得面向扩展光源且在路面上形成均匀非对称矩形光斑的反射器,仿真结果表明,配光后光源的能量基本上被限制在20m×12m的矩形区域内,且实现了非对称的配光,横向照度均匀度达到了85%,纵向照度均匀度达到了80%,满足道路照明要求;并且通过开模实际测试出整体的照度均匀度为80.13%,验证仿真结果以及证明了设计方案的可行性和反射器在路灯灯具中的实用性。     

LED面光源均匀化方法

文章通过半导体发光二极管（Light—emittingdiode,LED）的配光曲线,构建单颗LED的理论模型,设计可实现均匀照度的LED排列方式。基于几何光学和辐射照度理论,对满足均匀照明的LED阵列进行分析,推导光源照射到观测屏上的总辐射照度的表达式,使用光学模拟软件建立LED阵列的模型,利用软件进行光线追迹。通过仿真结果分析LED之间排列间距,光源到接收面间距离等因素对于照明均匀性的影响。     

Optimized Design of LED Daylight Lamp Lighting System

In order to meet the requirements of indoor illumination, a LED daylight lamp model was designed, it can replace traditional fluorescent lamp without insteading additional power supply establishment. The optical properties of the model were simulated using optical analysis software. Its luminous efficiency is about 30.4 lm/W, and the illuminance is about 38 lux when the distance is 1.5 m between the center of the model and measured spot. With the theoretically-optimized design of LED model, experiments based on the results of the optimal simulation in the laboratory were conducted to verify the performance of the proposed LED model, it reaches a power factor of about 0.8 at 6 W. The simulation results are very similar with the measured values. It is testified that simulative method is one of the effective tools for LED lighting optical design.     

基于方位角调制的LED道路照明灯具的配光设计研究

提出了一种基于方位角调制的LED道路照明灯具的配光设计方法。选择型号为OSLON SX的大功率LED作为光源,利用16颗LED建立了4×4阵列LED灯具的光学模型。通过改变每一排LED的方位角控制了接收面上的光照度分布。研究表明,当LED阵列上下部分分别倾斜±30°时,接收面的光照度最均匀。