随着时代发展变迁,汽车技术也随着市场需求变得愈加成熟,汽车也成为人们生活的一部分,因此汽车的安全性、功能性便成为了人们的迫切需要。汽车首先要保证照明强度充足,还要为驾驶员的夜间行驶的安全性考虑。虽然LED具有功率高及色温稳定等优点,但还是存在弊端。白光LED的发光光谱主要集中在蓝光和黄光波段。当不同波长的光经过光学透镜时,光线会出现分离,产生色散,导致光斑色温不稳定,而人眼对蓝光与黄光比较敏感,长时间的注视会使人产生视觉疲劳,驾车时存在极大的安全隐患。针对这一弊端,本文设计一个双自由曲面透镜光学系统,来针对色散问题进行有效的改进。首先,对投射式双自由曲面透镜光学系统进行设计。本文对可以实现均匀照明的双自由曲面进行重新优化,计算LED光源发出的光线和接收面的映射关系,建立方程,求解离散点,用三维软件建模,构建自由曲面,仿真结果表明其可以对光线重新分配,能准确地分配光强和控制发光角度,可以实现光斑色温稳定、目标区域照度过度平滑,能解决车灯系统中的色散问题,提高汽车行驶的安全性。其次,针对传统投射式模组光效利用率不高的问题,进行新型光学系统设计。对光学系统设计中的椭球反射镜进行优化,使用高效汇聚光线并准直的Collimator单元结构替换掉椭球反射镜。经仿真结果验证,Collimator可以有效地收集光束并将光束准直,光线利用率达80%以上,大大提高了光线利用率。最后,对光学系统进行仿真模拟和法规检查。查看光型分布是否及色温要求是否满足国标要求,并得到符合相应法规要求的测试结果。将光学系统的检测报告进行对比分析可知:本次设计传统光学系统远近光最大照度值分别为86lx、25lx,光学系统效率为56.7%;而新型光学系统远近光最大照度值分别为132lx、33.5lx,光学系统效率为72.2%。由结果表明本次新型光学设计既满足抑制色散的目的,同时又能提高系统光效利用率约15%,验证本次设计的合理性与可行性。