專利名稱：用于led摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED摩托車燈照明技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)作為第四代車用光源，具有體積小、能耗低、響應(yīng)快、壽命長等諸多優(yōu)點。隨著LED技術(shù)的不斷進步，在LED車用照明中越來越多的難題被攻克，應(yīng)用也越來越普遍。但是，由于LED發(fā)光特性不同于傳統(tǒng)光源，為了滿足配光標(biāo)準(zhǔn)，提高系統(tǒng)性能，需針對LED來進行二次光學(xué)設(shè)計，從而實現(xiàn)前照燈照明系統(tǒng)的最優(yōu)化。
LED車燈的配光效果不能達到國家標(biāo)準(zhǔn)，將影響汽車駕駛員以及路上行人的生命安全。在摩托車前照燈的設(shè)計上，國家標(biāo)準(zhǔn)GB5948-1998對摩托車前照燈的配光要求做了規(guī)定。對于遠光燈，國標(biāo)要求在車燈前25m遠的照明面上規(guī)定區(qū)域的照度值達標(biāo)，該照度值是由中間向兩邊近似逐步減小。

發(fā)明內(nèi)容
針對LED摩托車前照燈設(shè)計面臨的主要問題，本發(fā)明提供了用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，該反射器體積小，眩光效應(yīng)低，制作安裝方便，能量利用率高，并能產(chǎn)生滿足國標(biāo)GB5948-1998的配光要求的照度分布。本發(fā)明利用網(wǎng)格法分配LED光源的能量，建立起LED光源出射光線的角度與照明平面上坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，使用該方法可得到橢圓形的照明區(qū)域，更加適用于摩托車燈的遠光照明。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于所述反射器的內(nèi)表面是自由曲面，構(gòu)成光學(xué)反射面，該反射器的底面是一開口，開口中心處用于安裝LED光源，與底面正對的一端為反射器的光出射口，所述自由曲面的結(jié)構(gòu)滿足LED光源發(fā)射出的光少部分直接照射到照明面上，而大部分的光經(jīng)過反射器內(nèi)表面進行反射然后出射到照明面上，目標(biāo)照明區(qū)域是橢圓形。進一步的所述自由曲面的形狀確定如下以LED光源為坐標(biāo)原點O建立坐標(biāo)系，LED底面所在平面為XOY平面，過原點并與平面XOY垂直的軸為Z軸，其中平面XOZ為水平面；與Z軸交點為O，且平行于平面XOY的平面為照明面，點O為照明面的中心點；目標(biāo)照明面距LED的距離為d, LED光源的總光通量為Q,中心光強為Itl = Q/ π ；坐標(biāo)系中Θ為出射光線在XOY平面上的投影與X軸的夾角，W為出射光線與Z軸正方向的夾角，α為照明面上任意一點和點ο的連線與X軸的夾角；對于遠光燈，目標(biāo)照明區(qū)域是橢圓形，橢圓長半軸為a，短半軸為b ;對照明面的坐標(biāo)進行離散化，把橢圓長半軸a和短半軸b分別等分成η份，a,和h分別表示等分后長半軸a的第i份和短半軸b的第i份，其中O彡i彡η ;以照明面中心點為中心，分別以％為長半軸、匕為短半軸畫橢圓，則將照明區(qū)域劃分為η份橢圓形環(huán)帶區(qū)域；將角α等分成m份，α」表示等分后α的第j份，O≤α≤360° ;在照明面上，以點ο為端點，與X軸的夾角為a j的射線束將每一份橢圓形環(huán)帶區(qū)域再細分為m份；目標(biāo)照明區(qū)域被劃分成mXn個小格子，每一個小格子內(nèi)的能量為
權(quán)利要求
1.用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于所述反射器的內(nèi)表面是自由曲面，構(gòu)成光學(xué)反射面，該反射器的底面是一開口，開口中心處用于安裝LED光源，與底面正對的一端為反射器的光出射口，所述自由曲面的結(jié)構(gòu)滿足=LED光源發(fā)射出的光少部分直接照射到照明面上，而大部分的光經(jīng)過反射器內(nèi)表面進行反射然后出射到照明面上，目標(biāo)照明區(qū)域是橢圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于所述自由曲面的形狀確定如下 以LED光源為坐標(biāo)原點O建立坐標(biāo)系，LED底面所在平面為XOY平面，過原點并與平面XOY垂直的軸為Z軸，其中平面XOZ為水平面；與Z軸交點為O，且平行于平面XOY的平面為照明面，點ο為照明面的中心點； 目標(biāo)照明面距LED的距離為d，LED光源的總光通量為Q，中心光強為Itl = Q/ π ;坐標(biāo)系中Θ為出射光線在XOY平面上的投影與X軸的夾角，W為出射光線與Z軸正方向的夾角，α為照明面上任意一點和點ο的連線與X軸的夾角； 對于遠光燈，目標(biāo)照明區(qū)域是橢圓形，橢圓長半軸為a，短半軸為b ;對照明面的坐標(biāo)進行離散化，把橢圓長半軸a和短半軸b分別等分成η份，a,和h分別表示等分后長半軸a的第i份和短半軸b的第i份，其中η ;以照明面中心點為中心，分別以％為長半軸、h為短半軸畫橢圓，則將照明區(qū)域劃分為η份橢圓形環(huán)帶區(qū)域；將角等分成m份，a j表示等分后的第j份，O彡α彡360° ;在照明面上，以點ο為端點，與X軸的夾角為α」的射線束將每一份橢圓形環(huán)帶區(qū)域再細分為m份；目標(biāo)照明區(qū)域被劃分成mXn個小格子，每一個小格子內(nèi)的能量為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于將得到的離散點坐標(biāo)導(dǎo)入到機械建模軟件，通過放樣擬合可得到反射器的自由曲面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于所述點O與點ο間的距離為25m。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于所述滬和Θ的取值范圍分別為30。&/^90。和O。( Θ彡360。。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，其特征在于反射器由電鍍塑膠材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于LED摩托車遠光燈的自由曲面光學(xué)反射器，所述反射器的內(nèi)表面是自由曲面，構(gòu)成光學(xué)反射面，該反射器的底面是一開口，開口中心處用于安裝LED光源，與底面正對的一端為反射器的光出射口，LED光源發(fā)射出的光少部分直接照射到照明面上，而大部分的光經(jīng)過反射器內(nèi)表面進行反射然后出射到照明面上。LED光源發(fā)出的光能量僅經(jīng)自由曲面反射器反射后出射，減少了損耗，提高了光能利用率。反射器的體積小，眩光效應(yīng)低，滿足GB5948-1998的配光要求。另外，散熱裝置和LED光源安裝方便，有利于提高整個燈具的散熱效率。
文檔編號F21W101/027GK102777857SQ20121023753
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者吳躍鋒, 楊潔, 王洪, 陳贊吉 申請人:華南理工大學(xué)