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La seguente tesi ha l’obiettivo di illustrare le diverse fasi che concorro per lo sviluppo di un sistema di lenti per i proiettori di veicoli stradali, componente sempre più cruciale per ottenere la corretta illuminazione su strada combinata con i vincoli imposti dallo stile della vettura.
La loro progettazione ha inizio con il modellare e determinare un primo layout, per poi ottimizzarlo al fine di soddisfare le specifiche tecniche e rispettare i target imposti. Infine, si procede alla modellazione dei componenti meccanici del proiettore e dopo aver modellato anche la sorgente LED si può procedere a svolgere ulteriori verifiche virtuali su strada, per simulare il comportamento reale dei proiettori.
Nei primi capitoli di questo elaborato si richiamano i riferimenti per gli argomenti alla base della progettazione di sistemi ottici e dell’illuminazione. Dopo aver svolto un’introduzione dei nuovi e moderni Headlamp HD LED Matrix, sono stati illustrati i principi della fotometria per quanto riguarda l’illuminazione e la luce, successivamente sono illustrati l’ottica e i diversi fenomeni descritti in questo campo della fisica, per poi concludere attraverso la descrizione dei parametri più comuni delle lenti ottiche e dei difetti che possono verificarsi.
Successivamente all’introduzione dei principi fisici e dei parametri che sono alla base della progettazione di un sistema di lenti per i proiettori, è illustrato il Software Ansys Zemax OpticStudio con le sue due modalità. Zemax OpticStudio è un software creato appositamente per la progettazione delle lenti di sistemi ottici come i microscopi o telescopi, quindi con fini differenti da quelli di un proiettore automobilistico, ma può essere adattato perfettamente all’obiettivo di questo progetto di tesi. A tal proposito si è proceduto in generale all’esposizione delle funzionalità del software, per poi descrivere dettagliatamente come è stato possibile modellare e ottimizzare le superfici delle diverse lenti del sistema preso come caso studio in questo elaborato. Una volta ottimizzato il sistema, viene mostrata la validazione ottica svolta, paragonando i risultati ottenuti con quelli del sistema originale in relazione anche ai requisiti e target imposti a inizio progetto.

The aim of the following thesis is to illustrate the different stages involved in the development of a lens system for road vehicle headlamps, an increasingly crucial component to achieve the correct lighting on the road combined with the constraints imposed by the style of the car. Their design begins with modelling and determining an initial layout, then optimising it to meet the technical specifications and comply with the imposed targets. Finally, the mechanical components of the headlamp are modelled, and after having also modelled the LED source, further virtual road tests can be carried out to simulate the real behaviour of the headlamps. In the first chapters of this paper, references are made to the basic topics of optical system and lighting design. After an introduction of the new and modern HD LED Matrix Headlamps, the principles of photometry with regard to illumination and light are illustrated, then optics and the various phenomena described in this field of physics are explained, and we conclude by describing the most common parameters of optical lenses and the defects that can occur. Following the introduction of the physical principles and parameters underlying the design of a projector lens system, the Ansys Zemax OpticStudio software is illustrated with its two modes. Zemax OpticStudio is a software specifically created for the design of lenses for optical systems such as microscopes or telescopes, therefore with different purposes to those of an automotive projector, but can be adapted perfectly to the objective of this thesis project. To this end, the software's functionalities were generally explained, and then it was possible to describe in detail how it was possible to model and optimise the surfaces of the various lenses of the system taken as a case study in this paper. Once the system has been optimised, the optical validation carried out is shown, comparing the results obtained with those of the original system in relation also to the requirements and targets imposed at the start of the project.