汽车LED前照灯光学设计方法

汽车前照灯应该能够照亮车辆前方100～150m范围内的行驶道路和道路边沿，为车辆行驶营造明亮、平整的行驶环境。提出了一种新的光学元件分析方法，以产生满足车辆远光灯需求的光照强度。其中，前照灯灯光的强度分布应接近瞄准仪的强度，且光线在水平方向呈细长分布。该方法需要利用一种光学元件，而该光学元件由一个瞄准仪和一个微透镜阵列构成，瞄准仪是利用全反射原理工作的元件，微透镜阵列用于产生车辆所需的光照强度分布并修正平整光束。瞄准仪能够将光线从车辆一侧反射到车辆行驶的正前方，并为车辆提供一个直射微地形上的瞄准光束。同时，微地形在水平方向上将光束进行分散以满足法规112、113的要求，在较大大范围内保证照明状况良好。基于全反射原理利用直径为33mm、高度为22mm的瞄准仪光学元件对3种类型的车灯（Cree XP-G2的LED灯、Cree XP-E的LED灯、Cree XM-L2的LED灯）进行模拟仿真。

仿真结果表明：①前照灯最小尺寸处的发光强度最大；②前照灯尺寸的增加会使灯光强度的分布不够清晰，降低灯光强度，但尺寸的增加会使前照灯具有更大的光通量，从而弥补灯光强度降低的部分；③采用两个Cree XP-E的LED灯就能满足车辆前照灯的光照强度需求，但Cree XP-G2的LED灯、Cree XM-L2的LED灯在水平面内的照明宽度范围更大。

刊名：Proc.of SPIE（英）

刊期：2015年第9629期

作者：Egor V.Byzov et al

编译：赵唤