一种基于复眼透镜的自适应前照灯设计方法

摘要

本发明公开一种基于复眼透镜的自适应前照灯设计方法。在汽车前照灯领域，现有的技术存在对光线控制不够精准和光能利用率低等缺点。本发明包括投射部分和反射部分，在投射部分中，采用抛物面反射器和准直透镜将LED发出的光线准直，再用双排复眼透镜和会聚透镜将光束均匀的成像在数字微镜上，每排复眼透镜由三种不同形状的小透镜组成。本设计方案的有益效果是：控制精准、实现的照明模式多且各种照明模式的效果都好；将远光和近光分开实现，降低散热难度；利用复眼透镜在数字微镜上形成均匀且具有明暗截止线的光斑，节约光能，提高光能利用率；用双排复眼透镜作为均光系统，光程短且均光效果好。

主权项

一种基于复眼透镜的自适应前照灯设计方法，包括投射部分和反射部分，在弯道和上下坡时，用步进电机控制车灯在水平和垂直方向偏转一定的角度，其特征是：投射部分用于实现近光、高速、城镇道路和雨雪天气照明功能；反射部分用于实现远光功能；在投射部分中，采用抛物面反射器和准直透镜将LED发出的光线准直；光线再经过双排复眼透镜以后照射到数字微镜元件上；建立xyz坐标系，z轴平行于地面且指向汽车正前方，x轴平行于地面且垂直z轴，y轴垂直于地面；选用半发散角为θ的LED光源二作为投射部分的光源，抛物面反射器的反射面满足：$x^2+z^2=2py(-2p\le x\le 2p,\frac{p+2{\mathrm{ptan}}^2\theta -2ptan\theta \sqrt{1+{\tan }^2\theta }}{2}\le y\le 2p,$$z\le 0);$LED光源二位于抛物面焦点上，焦距为f₁的半圆形准直透镜位于上，其光轴与y轴重合；每排复眼透镜都由M行×N列小透镜单元组成，每个小透镜单元的两个折射面分别是平面和曲率半径为r的球面，折射率为n，其焦距为f2＝r/(n‑1)，前排和后排透镜的间距等于f2；每排复眼透镜中有三种形状的小透镜，第一行透镜是将矩形透镜左下方去掉一个梯形得到，第二行到第M‑1行透镜是将矩形透镜左下方和右上方分别去掉一个梯形得到，最后一行透镜是将矩形透镜右上方去掉一个梯形得到；每个小透镜的长和较短的宽分别为和且比值为16:4.5或4:1.5；小透镜中倾斜部分的角度为45度或135度或215度；用一个复合抛物面聚光器、弯型导光管和平凸透镜二将数字微镜元件处于“OFF”态的微镜所反射的光线收集并投射到配光屏幕的右下方。