用于车灯的三角形曲面单元、配光花纹及其设计生成方法技术

本发明专利技术涉及一种用于车灯的三角形曲面单元、配光花纹及其设计生成方法，三角形曲面单元是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，三条底边分别位于以底边的三个顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上；配光花纹是多个三角形曲面单元按产品表面区域的造型随形排布并经空间曲面拼接形成的一整片连续表面；生成方法是对产品表面划分网格，以网格角点、边线为参照确定三角形曲面单元的底边的顶点，用平面内曲线生成各底边，再利用底边通过填充曲面得到三角形曲面单元，最后通过曲面桥接将各个三角形曲面单元合并连接成整体。本发明专利技术能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，可以实现多样的光影效果。

Triangular surface element, light distribution pattern and its design and generation method for vehicle lights

The present invention relates to a triangular surface element, a light distribution pattern and a design and generation method for a vehicle lamp. The triangular surface element is an outer convex surface or an inner concave surface with three curved bottom edges, which are connected and closed in a circular sequence from the beginning to the end. The three bottom edges are respectively triangles formed by three vertices of the bottom edge. On the three sides of the right triangular prism on the bottom surface; the light distribution pattern is a continuous surface formed by several triangular surface units arranged according to the shape of the product surface area and spliced by the space surface; the method of generation is to divide the product surface into meshes and determine the bottom edge of the triangular surface unit by referring to the corner points and edges of the mesh. The vertices of the triangular surface elements are generated by using in-plane curves, and then the triangular surface elements are obtained by filling the surface with the bottom edges. Finally, the triangular surface elements are merged and connected into a whole by surface bridging. The invention can take into account the static appearance, the requirements of light distribution regulations and the lighting effect, and can realize various light and shadow effects.

【技术实现步骤摘要】
用于车灯的三角形曲面单元、配光花纹及其设计生成方法
本专利技术涉及一种车灯用配光花纹单元、配光花纹及其设计方法，可用于汽车灯具的各类信号灯，例如日间行车灯、前后转向灯、制动灯、后雾灯、倒车灯等，属于车灯照明

技术介绍
目前车灯信号灯配光设计中，对于能量值要求高的信号灯功能，例如日间行车灯、前后转向灯、倒车灯等功能，为满足配光法规要求，具有内配光镜、厚壁聚光器、普通厚壁发光形式的配光花纹一般采用鱼眼花纹(参见图1)或条状花纹(参见图2)等常规花纹，静态外观和点亮效果显得单调。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种用于车灯的三角形曲面单元、配光花纹及其设计生成方法，能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，可以实现多样的光影效果。本专利技术的主要技术方案有：一种用于车灯的三角形曲面单元，其是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，所述底边首尾相接的点为顶点，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。每一条所述底边均优选为一段劣弧。所述劣弧的弦长可以在0.5mm至3mm之间。一种用于车灯的三角形配光花纹，包括多个所述三角形曲面单元，各个所述三角形曲面单元按照待设置配光花纹的产品表面区域的造型随形排布，相邻所述三角形曲面单元之间的缝隙通过空间曲面拼接形成一整片连续表面。所述三角形曲面单元的方位设置可以有两种方式：方式一：所述三角形曲面单元的三个顶点均位于待设置配光花纹的产品表面区域上；方式二：每个所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于待设置配光花纹的产品表面区域上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与设计出光方向垂直。所述设计出光方向优选位于以该车灯的主出光方向(即车身坐标系下的±X向)为中心的上下15度、左右45度范围内。所述三角形曲面单元可以按行按列排布，同一列内相邻两个所述三角形曲面单元顶点与顶点相对、底边与底边相对，同一行内所述三角形曲面单元按照一个正三角与一个倒三角相间的规律排列。一种用于车灯的三角形配光花纹的设计生成方法，包括如下步骤：(1)把即将在其上设置配光花纹的产品表面定义为公共曲面，在所述公共曲面上选取一个有限边界区域作为待设置一组配光花纹单元的一个产品表面区域；(2)在所述产品表面区域上划分网格，所述网格由若干相互间隔的横列曲线和若干相互间隔的纵列曲线相互交叉形成；(3)确定三角形曲面单元的顶点：先在所述网格上取点，使每相邻的三个点能够形成一个三角形，每个三角形都对应有顶点A、B、C，且各个三角形按行按列排布，同一列内相邻两个三角形的顶点与顶点相对、边与边相对，同一行内按照一个正三角与一个倒三角相间的规律排列，所取的点由网格的角点和网格边线上除角点之外的点组成，一个三角形中有一至两个是角点；再通过以下任意一种方式确定三角形曲面单元的顶点：方式一：以每个三角形的顶点A、B、C作为一个三角形曲面单元的顶点A＇、B＇、C＇；方式二：在每个三角形ABC的内侧另外确定一个三角形A＇B＇C＇，使三角形A＇B＇C＇的三个顶点仍然在所述公共曲面上，且三角形A＇B＇C＇与三角形ABC边边相对，点A＇B＇C＇作为一个三角形曲面单元的顶点；方式三：在每个三角形ABC的内侧另外确定一个三角形A＇B＇C＇，使三角形A＇B＇C＇的三个顶点仍然在所述公共曲面上，且三角形A＇B＇C＇与三角形ABC边边相对。过每个三角形A＇B＇C＇中一个顶点做一个平面，并使这些平面与设计出光方向垂直，再做另外两个顶点沿设计出光方向在相应平面上的投影；以该平面经过的顶点以及另外两个顶点在该平面上的投影点作为一个三角形曲面单元的顶点并命名为A＂、B＂、C＂；上述各种方式下，对应于每个三角形曲面单元的三个顶点都确定一个基平面；(4)确定三角形曲面单元的底边：计算三角形曲面单元的三个顶点中两两之间的直线距离，分别赋值给三个弦长，并针对每个弦长设定一个拱高，利用每个弦长和相对应的拱高，确定一段劣弧的半径，在经过三角形曲面单元的每两个顶点且沿相对应的所述基平面的法向延伸的各平面内分别确定相应的劣弧，得到三角形曲面单元的三条底边，控制各段劣弧位于各自弦的同一侧；(5)确定三角形曲面单元：利用三条底边通过填充曲面得到外凸曲面或内凹曲面，即三角形曲面单元；(6)拼接缝合：对相邻所述三角形曲面单元之间存在间隔的，通过空间曲面进行桥接，将一组三角形曲面单元缝合成一整片连续表面。步骤(3)中网格边线上除角点之外的点优选为网格边线的中点。所述公共曲面上可以设有一个有限边界区域或多个相互独立的有限边界区域，相应形成一组配光花纹或多组配光花纹单元。当多组配光花纹单元在步骤(3)中都是采用方式三时，不同组配光花纹单元的设计出光方向不同，且位于中部的一组配光花纹单元的设计出光方向最接近主出光方向，越靠近边缘的各组配光花纹单元的设计出光方向越远离主出光方向。本专利技术的有益效果是：本专利技术的三角形配光花纹在外观上，各个三角形曲面单元可大致相同或具有一定差异性；在兼顾法规需求下每个三角形曲面单元三段劣弧可以是任意拱高的组合，在外观上独特不单调，起到美化灯具的作用；在光学上通过调节各个三角形曲面单元的三段劣弧拱高对光线进行不同信号灯功能相应配光法规需求的光线角度控制形成上下、左右扩散效果，不仅可以满足配光要求，还可以保证点亮效果相对均匀。本专利技术的三角形配光花纹能兼顾静态外观、配光法规要求和点亮效果，既有独特优美的静态外观，又有较强的光线扩散作用，能满足能量值要求高的日间行车灯、前后转向灯、倒车灯等信号灯功能的配光法规要求，同时点亮均匀性佳，点亮效果生动，能很好地解决车灯配光型花纹类型单一的问题。附图说明图1是现有技术下的鱼眼花纹的图示；图2是现有技术下的条状花纹的图示；图3(a)是三角形曲面单元的一个实施例(外凸曲面)；图3(b)是三角形曲面单元的另一个实施例(内凹曲面)；图4是贴面式三角形配光花纹的一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；图5是贴面式三角形配光花纹的另一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元内凹)；图6是台阶式三角形配光花纹的一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；图7是台阶式三角形配光花纹的另一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元内凹)；图8是台阶式三角形配光花纹的又一个实施例的结构示意图(三角形曲面单元外凸)；图9是贴面式三角形配光花纹的各个三角形曲面单元的衔接图示；图10是台阶式三角形配光花纹的各个三角形曲面单元的衔接图示；图11是所述三角形配光花纹的单条底边的设计原理图示；图12是网格划分示意图。具体实施方式如图3所示，本专利技术公开了一种用于车灯的三角形曲面单元(可以简称为配光花纹单元)，其是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边D1D2、D2D3、D3D1为边界的外凸曲面(参见图3(a))或内凹曲面(参见图3(b))，所述底边首尾相接的点为顶点D1、D2、D3，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。这三个侧面所在平面的延伸方向取决于所述基平面的法向方向。一般情况下，三条底边都可以是平面内的任意曲线(不包括直线)。图3中，所述三角形曲面单元的每一条底边均优选为一段劣弧，由此可极大地简化所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车灯的三角形曲面单元，其特征在于：其是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，所述底边首尾相接的点为顶点，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。

【技术特征摘要】
1.一种用于车灯的三角形曲面单元，其特征在于：其是以三条首尾顺次相接并闭合成环状的曲线形底边为边界的外凸曲面或内凹曲面，所述底边首尾相接的点为顶点，三个所述顶点定义一个基平面，三条底边分别位于以三个所述顶点构成的三角形为底面的直三棱柱的三个侧面上。2.如权利要求1所述的用于车灯的三角形曲面单元，其特征在于：每一条所述底边均为一段劣弧。3.如权利要求2所述的用于车灯的三角形曲面单元，其特征在于：所述劣弧的弦长在0.5mm至3mm之间。4.一种用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：包括多个如权利要求1、2或3所述的三角形曲面单元，各个所述三角形曲面单元按照待设置配光花纹的产品表面区域的造型随形排布，相邻所述三角形曲面单元之间的缝隙通过空间曲面拼接形成一整片连续表面。5.如权利要求4所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：所述三角形曲面单元的方位设置有两种方式：方式一：所述三角形曲面单元的三个顶点均位于待设置配光花纹的产品表面区域上；方式二：每个所述三角形曲面单元都只有一个顶点位于待设置配光花纹的产品表面区域上，且所有三角形曲面单元的基平面相互平行，并与设计出光方向垂直。6.如权利要求5所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：所述设计出光方向位于以该车灯的主出光方向为中心的上下15度、左右45度范围内。7.如权利要求4、5或6所述的用于车灯的三角形配光花纹，其特征在于：所述三角形曲面单元按行按列排布，同一列内相邻两个所述三角形曲面单元顶点与顶点相对、底边与底边相对，同一行内所述三角形曲面单元按照一个正三角与一个倒三角相间的规律排列。8.一种用于车灯的三角形配光花纹的设计生成方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)把即将在其上设置配光花纹的产品表面定义为公共曲面，在所述公共曲面上选取一个有限边界区域作为待设置一组配光花纹单元的一个产品表面区域；(2)在所述产品表面区域上划分网格，所述网格由若干相互间隔的横列曲线和若干相互间隔的纵列曲线相互交叉形成；(3)确定三角形曲面单元的顶点：先在所述网格上取点，使每相邻的三个点能够形成一个三角形，每个三角形都对应有顶点A、B、C，且各个三角形按行按列排布，同一列内相邻两个三角形的顶点与顶点相对、边与边相对，同一行内按照一个正三角与一个倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄春燕，王华，徐魏，严辉，胡尚斌，
申请(专利权)人：华域视觉科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31