一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法技术

一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法。包括同一个前照灯里的远光灯和近光灯用反射器自由曲面的形成方法，特征是远光灯为一种，其LED芯片发光面与照明面平行，近光灯为二种，即其LED芯片发光面与照明面垂直的近光灯一和其LED芯片发光面与照明面平行的近光灯二，各反射器自由曲面的形成方法是以LED芯片发光面中心点为原点建立直角坐标系，在原点前方距离25米处确设照明面，将照明面上的照明区域进行环带划分或网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器自由曲面上的一条自由曲线并旋转得到自由曲面模型，或计算得到反射器自由曲面上的一系列自由曲线并组成自由曲面模型。

Method for forming reflector free surface of LED motorcycle headlight

Method for forming reflector free surface of LED motorcycle headlight. Including one headlight in yuanguangdeng and the lamp with reflector forming method of free-form surface, is characterized as a high beam, the LED chip light emitting surface and the lighting lamp is parallel to the surface, into two kinds, namely the LED chip light emitting surface and the lighting lamp and the vertical to the surface of a LED chip light emitting surface with the lighting lamp two is parallel to the surface, forming method of each reflector surface is based on LED chip light emitting center of the Cartesian coordinate system was established for the origin of the origin, in the 25 meters in front of the distance is set as they will, on the surface of the lighting lighting area of annulus dividing or mesh, and then use the law of energy conservation division the light solid angle, and then use the law of refraction are obtained by numerical calculation of free curve and a reflector on the free surface of the rotating and free surface model, or calculated on the free surface of the reflector A series of free curves and a freeform surface model.

【技术实现步骤摘要】
一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法
本专利技术涉及摩托车照明灯灯具的设计方法，具体是一种远光灯和近光灯为一体结构的LED摩托车前照灯用反射器的自由曲面的形成方法。
技术介绍
普遍使用的传统摩托车前照灯，结构一般由灯罩、灯壳、反射器、灯丝灯泡、灯座、防尘盖、灯光调整螺钉等组成。灯泡内有两条灯丝，一条为远光灯丝，一条为近光灯丝。为了解决传统灯丝灯泡的前照灯存在照明耗电耗能较大、断电情况下照明持续时间短、灯泡寿命短等问题，目前已经开始采用具有节能、环保、体积小、响应快、寿命长以及抗震能力强等优良特性的LED光源的前车灯，并且将成为今后发展的趋势。摩托车前照灯的新国家标准中目前已添加了使用LED光源摩托车前照灯的相关条款，针对LED光源特点，新国家标准对光斑形状及光照强度方面有了不同的要求和规定，如何更好的适应新国家标准的新要求来设计摩托车前照灯，成为业界研究和探索的迫切课题。中国专利申请第201110255957.7号公开的一种LED汽车照明用的近光灯和远光灯为一体的反射器，其自由曲面形成方法的特点是:对于近光灯，以LED光源为坐标原点建立坐标系，对于远光灯，以距离LED光源的距离D点为坐标原点建立坐标系，远、近光灯LED光源呈平行放置；以LED底面所在平面为XOZ平面，过原点并与平面垂直XOZ的轴为Y轴；首先对光源立体角进行划分，然后根据汽车前照灯在照明面上照度分布特征，运用能量守恒定律，把照明面上的照明区域进行网格划分，然后运用折反射定律通过数值计算即得到最后的LED汽车照明的反射器自由曲面。这一前照灯反射器自由曲面的设计方法，可以适用于汽车前照灯的近光灯和远光灯为一体结构使用，但不适用于摩托车前照灯的近光灯和远光灯的设计要求，而且方法比较繁琐和复杂，给设计上增加了难度。
技术实现思路
为了克服现有缺乏LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的较为成熟的、能够适应摩托车前照灯新国家标准要求的设计方法，汽车前照灯反射器自由曲面的设计方法不适用于摩托车前照灯设计要求、且方法比较繁琐和复杂的缺陷，本专利技术的目的是提供一种改进的LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，可以克服现有技术的缺陷。本专利技术其技术问题所采用的技术方案是:一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，包括所述同一个前照灯里的远光灯用反射器自由曲面的形成方法和近光灯用反射器自由曲面的形成方法，其特征是:所述远光灯为一种，其LED芯片发光面与照明面平行，所述近光灯为二种，即其LED芯片发光面与照明面垂直的近光灯一和其LED芯片发光面与照明面平行的近光灯二，其中各反射器自由曲面的形成方法是: 远光灯用反射器的自由曲面的形成方法为:以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O1建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X1O1Y1平面，过原点并与X1O1Y1平面垂直的轴为Z1轴,其中X1O1Z1平面为水平面,在坐标原点O1前方距离25米处、与Z1轴交点为O1且平行于X1O1Y1平面的平面X1Oiyi设为照明面，点O1为照明面的中心点，将反射器的前部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O1下方的圆形区域，将反射器的后部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O1为中心的椭圆形区域，然后分别对该圆形区域进行环带划分和对该椭圆形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的前部自由曲面上的一条自由曲线，将自由曲线绕Z1轴旋转360°得到反射器的前部自由曲面模型，运用折射定律通过数值计算得到反射器的后部自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成反射器的后部自由曲面模型； 近光灯一用反射器的自由曲面的形成方法为:所述反射器采用部分椭球面形的反射器，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O2建立直角坐标系，以LED芯片发光面所在平面为X2O2Z2平面，过点O2并垂直于X2O2Z2平面的轴为Y2轴，其中X2O2Z2平面为水平面，在点O2前方距离25米处、与Z2轴交点为O2且平行于X2O2Y2平面的平面x2o2y2设为照明面，点O2为照明面的中心点，把照明面上的照明区域设定为照明面的中心点O2下方的以^轴对称的正倒梯形区域，然后对该正倒梯形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成自由曲面模型； 近光灯二用反射器的自由曲面的形成方法为:以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O3建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X3O3Y3平面，过原点O3并与X3O3Y3平面垂直的轴为Z3轴,其中X3O3Z3平面为水平面,在坐标原点O3前方距离25米处、与Z3轴交点为O3且平行于X3O3Y3平面的平面x3o3y3设为照明面，点O3为照明面的中心点，将照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O3下侧的半圆形区域，然后对该半圆形区域进行环带划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的上部自由曲面上的一条自由曲线和反射器的下部自由曲面上的一条自由曲线，将二条自由曲线各绕Z3轴旋转180°合并得到整个反射器的自由曲面模型。上述技术方案所述远光灯用反射器的前部自由曲面的形成方法中对该圆形区域进行环带划分，可以是首先通过Y1轴的负半径确定圆形区域的圆心和半径r，然后将半径r1分成η份，以ri_k表示等分后半径r1的第k份，然后在相同的圆心上，以ri_k为半径画圆圈，将该圆形区域划分为圆形环带区域。上述技术方案所述远光灯用反射器的后部自由曲面的形成方法中对该椭圆形区域进行网格划分，可以是首先把椭圆形区域的椭圆长半轴a和短半轴b分别等分成η份，以Bi和匕分别表示等分后长半轴a的第i份和短半轴b的第i份，然后以照明面中心点O1为中心，将照明区域划分为η份椭圆形环带区域，然后将照明面上任意一点和点O1的连线与X轴的夹角ω等分成m份，以表示等分后ω的第j份，以点O1为端点，与X轴的夹角为ω j的射线束将每一份椭圆形环带区域再细分为m份，这样将该椭圆形区域划分成mXn个网格。上述技术方案所述近光灯一用反射器的自由曲面的形成方法中对该正倒梯形区域进行网格划分，可以是首先把正倒梯形区域的上底半长P和下底半长q分别等分成η份，分别用Pi和Qi表示P和q的第i份，将对应的Pi和I 一一用直线相连，再将正倒梯形区域的高h等分为m份，用&表示h的第j份，然后在正倒梯形区域上以h为纵坐标画水平线，这样就将正倒梯形区域划分成mXn个网格。上述技术方案所述近光灯二用反射器的自由曲面的形成方法中对该半圆形区域进行环带划分，可以是以照明面中心点O3为圆心，将半圆形区域的半径r2分成η份，以Ivi表示等分后半径12的第i份，然后在相同的圆心上，以IVi为半径画半圆圈，将该半圆形区域划分为半圆形环带区域。上述技术方案所述远光灯用反射器的前部自由曲面的形成方法中运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，可以是把出射光线G1与Z1轴正方向的夹角Ct1分成η份(Ct1可以设置为30° ( 40° )，用表示^的第k份，与所述环带划分的IVk一一对应，将Φ 代入光通量公式，再将每一角度内光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，包括所述同一个前照灯里的远光灯用反射器自由曲面的形成方法和近光灯用反射器自由曲面的形成方法，其特征是：所述远光灯为一种，其LED芯片发光面与照明面平行，所述近光灯为二种，即其LED芯片发光面与照明面垂直的近光灯一和其LED芯片发光面与照明面平行的近光灯二，其中各反射器自由曲面的形成方法是：远光灯用反射器的自由曲面的形成方法为：以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O1建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X1O1Y1平面，过原点并与X1O1Y1平面垂直的轴为Z1轴，其中X1O1Z1平面为水平面，在坐标原点O1前方距离25米处、与Z1轴交点为o1且平行于X1O1Y1平面的平面x1o1y1设为照明面，点o1为照明面的中心点，将反射器的前部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点o1下方的圆形区域，将反射器的后部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点o1为中心的椭圆形区域，然后分别对该圆形区域进行环带划分和对该椭圆形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的前部自由曲面上的一条自由曲线，将自由曲线绕Z1轴旋转360°得到反射器的前部自由曲面模型，运用折射定律通过数值计算得到反射器的后部自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成反射器的后部自由曲面模型；近光灯一用反射器的自由曲面的形成方法为：所述反射器采用部分椭球面形的反射器，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O2建立直角坐标系，以LED芯片发光面所在平面为X2O2Z2平面，过点O2并垂直于X2O2Z2平面的轴为Y2轴，其中X2O2Z2平面为水平面，在点O2前方距离25米处、与Z2轴交点为o2且平行于X2O2Y2平面的平面x2o2y2设为照明面，点o2为照明面的中心点，把照明面上的照明区域设定为照明面的中心点o2下方的以y2轴对称的正倒梯形区域，然后对该正倒梯形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成自由曲面模型；近光灯二用反射器的自由曲面的形成方法为：以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O3建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X3O3Y3平面，过原点O3并与X3O3Y3平面垂直的轴为Z3轴，其中X3O3Z3平面为水平面，在坐标原点O3前方距离25米处、与Z3轴交点为o3且平行于X3O3Y3平面的平面x3o3y3设为照明面，点o3为照明面的中心点，将照明面上的照明区域设定为以照明面中心点o3下侧的半圆形区域，然后对该半圆形区域进行环带划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的上部自由曲面上的一条自由曲线和反射器的下部自由曲面上的一条自由曲线，将二条自由曲线各绕Z3轴旋转180°合并得到整个反射器的自由曲面模型。...

【技术特征摘要】
1.一种LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，包括所述同一个前照灯里的远光灯用反射器自由曲面的形成方法和近光灯用反射器自由曲面的形成方法，其特征是:所述远光灯为一种，其LED芯片发光面与照明面平行，所述近光灯为二种，即其LED芯片发光面与照明面垂直的近光灯一和其LED芯片发光面与照明面平行的近光灯二，其中各反射器自由曲面的形成方法是: 远光灯用反射器的自由曲面的形成方法为:以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O1建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X1O1Y1平面，过原点并与X1O1Y1平面垂直的轴为Z1轴,其中X1O1Z1平面为水平面,在坐标原点O1前方距离25米处、与Z1轴交点为O1且平行于X1O1Y1平面的平面X1Oiyi设为照明面，点O1为照明面的中心点，将反射器的前部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O1下方的圆形区域，将反射器的后部在照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O1为中心的椭圆形区域，然后分别对该圆形区域进行环带划分和对该椭圆形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的前部自由曲面上的一条自由曲线，将自由曲线绕Z1轴旋转360°得到反射器的前部自由曲面模型，运用折射定律通过数值计算得到反射器的后部自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成反射器的后部自由曲面模型； 近光灯一用反射器的自由曲面的形成方法为:所述反射器采用部分椭球面形的反射器，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O2建立直角坐标系，以LED芯片发光面所在平面为X2O2Z2平面，过点O2并垂直于X2O2Z2平面的轴为Y2轴，其中X2O2Z2平面为水平面，在点O2前方距离25米处、与Z2轴交点为O2且平行于X2O2Y2平面的平面x2o2y2设为照明面，点O2为照明面的中心点，把照明 面上的照明区域设定为照明面的中心点O2下方的以^轴对称的正倒梯形区域，然后对该正 倒梯形区域进行网格划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的自由曲面上的一系列自由曲线，然后由这些自由曲线组成自由曲面模型； 近光灯二用反射器的自由曲面的形成方法为:以LED芯片发光面的中心点为坐标原点O3建立直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为X3O3Y3平面，过原点O3并与X3O3Y3平面垂直的轴为Z3轴,其中X3O3Z3平面为水平面,在坐标原点O3前方距离25米处、与Z3轴交点为O3且平行于X3O3Y3平面的平面x3o3y3设为照明面，点O3为照明面的中心点，将照明面上的照明区域设定为以照明面中心点O3下侧的半圆形区域，然后对该半圆形区域进行环带划分，再运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，然后运用折射定律通过数值计算得到反射器的上部自由曲面上的一条自由曲线和反射器的下部自由曲面上的一条自由曲线，将二条自由曲线各绕Z3轴旋转180°合并得到整个反射器的自由曲面模型。2.按权利要求1所述的LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，其特征是所述对远光灯用反射器的前部的该圆形区域17进行环带划分，是首先通过yi轴的负半径确定圆形区域的圆心和半径r，然后将半径η分成η份，以ri_k表示等分后半径η的第k份，然后在相同的圆心上，以IVk为半径画圆圈，将该圆形区域17划分为圆形环带区域；反射器的前部的自由曲面的形成方法中运用能量守恒定律对光源立体角进行划分，是把出射光线G1与Z1轴正方向的夹角(J)1分成η份,用Φη表示Φ:的第k份，Φ η与所述环带划分的IVk—一对应，将Φ η代入光通量公式，再将每一角度内光通量等于所述每一份半圆形环带区域的能量，算出对应的Φη数值；反射器的前部自由曲面的形成方法中运用折射定律通过数值计算得到反射器的前部自由曲面上的一条自由曲线，是先设初始点的夹角Φ !值为30°，然后设定反射器的前部的平面与LED芯片发光面之间的距离，即确定了光入射面的位置，将以上确定的初始值代入折射定律的矢量公式进行计算，得到光出射面即自由曲面上的一条自由曲线。3.按权利要求1所述的LED摩托车前照灯用反射器自由曲面的形成方法，其特征是所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培坑，林祯彻，王洪，
申请(专利权)人：广东骑光车灯工业有限公司，
类型：发明
国别省市：