自適應(yīng)激光前照燈光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、汽車(chē)前照燈是汽車(chē)夜間行駛的“眼睛”，隨著汽車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展，前照燈也發(fā)生了矚目的巨變。前照燈發(fā)展主要表現(xiàn)為前照燈光源的更新?lián)Q代和照明功能的進(jìn)階：由最原始的乙炔氣體燈發(fā)展到今天的激光大燈；由傳統(tǒng)的固定遠(yuǎn)近光照明進(jìn)階為自適應(yīng)照明。目前，現(xiàn)有激光大燈僅用于產(chǎn)生遠(yuǎn)光固定光型；而具有自適應(yīng)功能的前照燈以氙燈或LED作為光源，僅能產(chǎn)生有限光型。因此，結(jié)合光源和照明功能的發(fā)展趨勢(shì)，以激光為光源的自適應(yīng)前照燈將可能引領(lǐng)成為汽車(chē)前照燈的發(fā)展趨勢(shì)。論文以實(shí)

2、現(xiàn)自適應(yīng)光型為設(shè)計(jì)目標(biāo)，以激光為光源進(jìn)行了前照燈的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。論文給出了激光光束合成勻化和自適應(yīng)光型輸出的設(shè)計(jì)思想和詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)部分設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)論證，其中激光光束合成勻化是論文的研究重點(diǎn)。論文的主要內(nèi)容如下：
　　以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)光型作為自適應(yīng)激光前照燈設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)自適應(yīng)配光標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合四種基本照明模式的路況特點(diǎn)對(duì)光型進(jìn)行分區(qū)，設(shè)計(jì)了四種基本自適應(yīng)光型。為實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)光型輸出目標(biāo)，選取數(shù)字光處理技術(shù)方案進(jìn)行空間光調(diào)制，

3、并針對(duì)車(chē)燈應(yīng)用需滿足的光通量、色度和光分布指標(biāo)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。總體光學(xué)系統(tǒng)主要分為兩大部分：激光光束合成和自適應(yīng)光型輸出。其中激光光束合成勻化主要目的是將三基色激光光束轉(zhuǎn)化為與顯示芯片尺寸一致的均勻矩形光斑，相較于傳統(tǒng)的激光合束及勻化結(jié)構(gòu)，論文提出了基于雙復(fù)眼透鏡的激光束合成勻化結(jié)構(gòu)，可將多束分立激光束合成勻化，并在結(jié)構(gòu)焦面及焦面后任意處均能獲得均勻合成光斑。該結(jié)構(gòu)不僅可應(yīng)用于系統(tǒng)的激光光束合成勻化，還可用于三基色激光合成大功率均勻白

4、光束，文中對(duì)給出了詳細(xì)理論推導(dǎo)及仿真實(shí)驗(yàn)分析。自適應(yīng)光型輸出部分，通過(guò)將矩形光斑像素化，控制各像素點(diǎn)的亮暗獲得光型圖片，并通過(guò)投影鏡頭投射至配光屏，相較于傳統(tǒng)等比例放大投影鏡頭論文提出采用變形鏡頭將圖片進(jìn)行縱向壓縮，實(shí)現(xiàn)尺寸比轉(zhuǎn)換，減少光能損失。論文提出以光學(xué)擴(kuò)展量守恒原理為設(shè)計(jì)依據(jù)對(duì)總體光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，并針對(duì)理論設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行建模仿真，通過(guò)光線追跡，所得照明光斑均勻性為93.8％，總體光能利用率為80.3%；爾后，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資