基于复眼透镜的汽车前照灯光学系统设计随着汽车造型趋向于流线型、运动型的扁平化发展，车灯对于汽车造型的适应也要逐步跟进，同时目前在中低端汽车中，汽车前照灯的发展一直未有较大改进，存在光效利用率低、整体尺寸较大的问题，由于各种法规标准限制，目前常用前照灯设计方案的改进几乎达到了尺寸极限。因此根据目前汽车前照灯设计发展情况，本文基于非成像光学系统设计理论及自由曲面设计方法，设计了一款基于复眼透镜的汽车前照灯光学系统，旨在符合远近光灯各项法规标准的同时，实现提高光效利用率和缩小整体体积的目标。本文的主要研究内容包括：1. 对于复眼透镜近光灯光学系统，结合非成像理论和自由曲面设计方法，使用 Matlab 计算设计了其单个自由曲面类型，结合 Solidworks 完成了初始结构建模，同时选定了合适的 LED 芯片光源，根据法规要求使用了 Lucidshape 软件对此设计结构进行模拟、改进和优化，主要设计了 TIR 复眼透镜、明暗截止线挡板和外部大透镜及外透镜花纹，并对仿真模拟结果光型分布图及路照图的分析，最终实现了一款仿真模拟结果完全符合法规要求的近光灯光学系统。2. 对远光光学系统进行设计，设计了一款与近光灯光学系统共用一组外部透镜的远光灯光学系统，同样使用了 Matlab 计算设计了其单个自由曲面类型，结合Solidworks 完成了初始结构建模，同时在实现法规的基础上提高设计要求，使其与某主机厂高要求进行匹配，最后设计仿真测试分析，可完全符合设计需求。3. 对设计的产品进行快速样件实物测试，展示了装配爆炸图、近光灯实物模组和远光灯实物模组点亮后的实拍图。并对实物测试结果进行法规检查和路照分析，得出了实际效果与仿真效果的对比，此设计的近光灯系统实物测试对比仿真模拟结果，其光通量达到了 924lm，且其光效利用率达到了 77%，比目前常用的近光灯系统光效利用率提高了 20%-30%，此设计的远光灯系统光效利用率达到了 81.2%，相较于传统设计方法其光效利用率提高了 20%-25%。对于法规检测两套系统均达到法规各项要求，进行实物测试验证了设计的实际可行性。4.根据仿真结果及实物测试结果进行了对比分析，在实物装配和软件仿真上进行误差分析，讨论了偏差存在问题及后期优化方向。关键词：前照灯，TIR 准直系统，复眼透镜，自由曲面，光效利用率，配光标准ABSTRACTWith the trend of automobile styles to streamline and sporty flat development, the adaptatio...
