自適應激光前照燈光學系統(tǒng)設計.pdf

1、汽車前照燈是汽車夜間行駛的“眼睛”，隨著汽車技術的飛速發(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)的固定遠近光照明進階為自適應照明。目前，現(xiàn)有激光大燈僅用于產(chǎn)生遠光固定光型；而具有自適應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，結合光源和照明功能的發(fā)展趨勢，以激光為光源的自適應前照燈將可能引領成為汽車前照燈的發(fā)展趨勢。論文以實

2、現(xiàn)自適應光型為設計目標，以激光為光源進行了前照燈的光學系統(tǒng)設計。論文給出了激光光束合成勻化和自適應光型輸出的設計思想和詳細設計方案，并對部分設計結果進行仿真和實驗論證，其中激光光束合成勻化是論文的研究重點。論文的主要內(nèi)容如下：
　　以實現(xiàn)自適應光型作為自適應激光前照燈設計目標，根據(jù)自適應配光標準并結合四種基本照明模式的路況特點對光型進行分區(qū)，設計了四種基本自適應光型。為實現(xiàn)自適應光型輸出目標，選取數(shù)字光處理技術方案進行空間光調(diào)制，

3、并針對車燈應用需滿足的光通量、色度和光分布指標進行光學系統(tǒng)設計?？傮w光學系統(tǒng)主要分為兩大部分：激光光束合成和自適應光型輸出。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構，論文提出了基于雙復眼透鏡的激光束合成勻化結構，可將多束分立激光束合成勻化，并在結構焦面及焦面后任意處均能獲得均勻合成光斑。該結構不僅可應用于系統(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，文中對給出了詳細理論推導及仿真實驗分析。自適應光型輸出部分，通過將矩形光斑像素化，控制各像素點的亮暗獲得光型圖片，并通過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行縱向壓縮，實現(xiàn)尺寸比轉換，減少光能損失。論文提出以光學擴展量守恒原理為設計依據(jù)對總體光學系統(tǒng)進行參數(shù)設計，并針對理論設計參數(shù)進行建模仿真，通過光線追跡，所得照明光斑均勻性為93.8％，總體光能利用率為80.3%；爾后，利用實驗室現(xiàn)有資