Метод расчёта вторичной оптики светодиодов для автомобильных фар дальнего света
Бызов Е.В., Моисеев М.А., Досколович Л.Л.

Институт систем обработки изображений РАН,
Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва
(национальный исследовательский университет) (СГАУ)

Аннотация:
В данной работе представлен аналитический метод расчёта оптического элемента, формирующего диаграмму направленности, удовлетворяющую требованиям для автомобильных фар дальнего света. Оптический элемент состоит из коллиматора, работающего по принципу полного внутреннего отражения, и микролинзового массива, расфокусирующего световой пучок в горизонтальном направлении и создающего требуемое распределение интенсивности. В качестве примера был рассчитан и промоделирован с различными светодиодами оптический элемент, позволяющий формировать пучок дальнего света классов B, C, D. Результаты моделирования показывают, что при размерах оптического элемента 33 × 23 мм достаточно 2 модулей для формирования пучка света классов B, C и 3 модулей – для пучка класса D.

Ключевые слова :
неизображающая оптика, геометрический расчёт оптики, оптический элемент, расчёт преломляющей поверхности, дальний свет, светодиод, поверхность свободной формы, TIR-оптика.

Литература:

  1. Guan, P. On a Monge-Ampere equation arising in geometric optics / P. Guan, X.-J. Wang // Journal of Differential Geometry. – 1998. – Vol. 48(2). – P. 205-223.
  2. Oliker, V.I. Geometric and variational methods in optical design of reflecting surfaces with prescribed irradiance properties / V.I. Oliker // SPIE Proceedings. – 2005. – Vol. 5942. – P. 594207.
  3. Parkyn, W.A Illumination lenses designed by extrinsic differential geometry / W.A. Parkyn // SPIE Proceedings. – 1998. – Vol. 3482. – P. 389-396.
  4. Kirkilionis, M. Trends in Nonlinear Analysis / M. Kirkilionis, S. Kromker, R. Rannacher, F. Tomi. – Berlin: Sprin­ger, 2003. – P. 193-224.
  5. Kusch, O. Computer-aided optical design of illumination and irradiating devices / O. Kusch – Moscow: “ASLAN” Publishing House, 1993. – 192 p.
  6. Досколович, Л.Л. Расчёт радиально-симметричных преломляющих поверхностей с учётом френелевских потерь / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2008. – Т. 32, № 2. – С. 201-203.
  7. Досколович, Л.Л. Расчёт преломляющих оптических элементов для формирования диаграммы направленности в виде прямоугольника / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Оптический журнал. – 2009. – Т. 76, № 7. – С. 70-76.
  8. Zhenrong, Zh. Freeform surface lens for LED uniform illumination / Zh. Zhenrong, H. Xiang, L. Xu // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48(35). – P. 6627-6634.
  9. Jiang, J. Optical design of a freeform TIR lens for LED streetlight / J. Jiang, S. To, W.B. Lee, B. Cheung // Optik. – 2010. – Vol. 121. – P. 1761-1765.
  10. Vazquez-Molini, D. High-efficiency light-emitting diode collimator / D. Vazquez-Molini, M. Gonzalez-Montez, A. Al­varez, E. Bernabeu // Optical Engineering. – 2010. – Vol. 49(12). – P. 123001.
  11. Parkyn, B. Free-form illumination lens designed by a pseudo-rectangular lawnmower algorithm / B. Parkyn, D. Pelka // SPIE Proceedings. – 2006. – Vol. 6338. – P. 633808.
  12. Elmer, W.B. Optical design of reflectors / W.B. Elmer // Applied Optics. – 1978. – Vol. 17(7). – P. 977-979.
  13. Moiseev, M.A. Design of TIR optics generating the prescribed irradiance distribution in the circle region / M.A. Moiseev, L.L. Doskolovich // Journal of the Optical Society of America A. – 2012. – Vol. 29(9). – P. 1758-1763.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20