一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法
【專利摘要】一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，包括以下步驟：(1)在X、Y、Z三維坐標(biāo)系中建立基礎(chǔ)拋物面，光源位置設(shè)于坐標(biāo)(0，0，15mm)；(2)將反射器在與光軸垂直的平面內(nèi)劃分出若干矩形；(3)反射器由上、下兩個對稱的反射器組成，每個反射器由左、右兩個對稱的反射器組成，每個反射器內(nèi)設(shè)有六個反射面，所述反射面之間由經(jīng)緯線分隔；(4)以上的基礎(chǔ)面參數(shù)、各反射面的參數(shù)及所光源的參數(shù)輸入計算機軟件中，經(jīng)過光線追跡可以得到25米遠的配光屏上各反射面的照度分布梯度圖和總的照度分布梯度圖；依次修改近光反射面參數(shù)和遠光反射面的參數(shù)，并反復(fù)進行光線追跡，直至近光和遠光總照度分布滿足要求。
【專利說明】一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及前照燈，尤其是一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車前照燈要求具備近光光型和遠光光型，且近光光型和遠光光型都必須符合相 關(guān)要求?，F(xiàn)有前車前照燈包括光源和反射器，其中反射器包括近光反射器和遠光反射器。由 于近光光型要求比較高，近光光斑需要在產(chǎn)生清晰的明暗截止線，現(xiàn)有技術(shù)的反射器由于 設(shè)計不合理，光線無法通過反射器的反射直接得到明暗截止線，因此，現(xiàn)有普遍的做法是近 光由反射器加擋板、透鏡構(gòu)成，前端設(shè)置的遮光片用于將近光的部分光線遮擋，射出的光線 通過透鏡后，從而使得近光打出的光斑具有明暗截止線，從而滿足近光光型的要求。該種近 光前照燈雖然也能滿足前照燈的出光要求，但是其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而且由于光線需要通過 透鏡，導(dǎo)致其光效偏低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，反射器結(jié)構(gòu) 簡單，而且能夠通過反射器的反射滿足近光光型和遠光光型的要求。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，包 括以下步驟：
[0005] (1)在X、Y、Z三維坐標(biāo)系中建立基礎(chǔ)反射面，所述基礎(chǔ)反射面為拋物面，拋物面的 焦點為f，光源位置設(shè)于坐標(biāo)（〇,〇，15mm);
[0006] (2)根據(jù)目標(biāo)面光斑與反射器曲面一一對應(yīng)原則，將反射器在與光軸垂直的平面 內(nèi)劃分出若干矩形；
[0007] (3)反射器由上、下兩個對稱的4反射器組成，每個！反射器由左、右兩個對稱的 2 2 I反射器組成，每個j反射器內(nèi)設(shè)有六個反射面，所述反射面之間由經(jīng)緯線分隔；^反射 4 4 4 器內(nèi)從左到右經(jīng)線間隔寬度為12mm，12mm，IOmm ;從光源位置往上緯線間隔寬度為15mm， 15mm ;邊緣圓形角度為40度；反射器初始計算點坐標(biāo)為（0,0, 2. 5mm);
[0008] (4)以上的基礎(chǔ)面參數(shù)、各反射面的參數(shù)及所光源的參數(shù)輸入計算機軟件中，經(jīng) 過光線追跡可以得到25米遠的配光屏上各反射面的照度分布梯度圖和總的照度分布梯度 圖；依次修改近光反射面參數(shù)和遠光反射面的參數(shù)，并反復(fù)進行光線追跡，直至近光和遠光 總照度分布滿足要求。
[0009] 作為改進，位于上半部的}反射器為近光反射器，位于下半部的^反射器為遠光 反射器。
[0010] 作為改進，近光反射器中，右半部的^反射器的六個反射面從左只有分別SU1Lp 11山2、U1L3，和位于U1L1上方的U 2L"位于U1L2上方的U 2L2、位于U1L3上方的U 2L3;遠光反身寸 器中，右半部的1反射器的六個反射面從左只有分別為D1Lp D1Ly D1L3，和位于D1L1上方的 D2L1、位于D1L2上方的D 2L2、位于D1L3上方的D 2L3;每個反射面包括垂直和水平兩個方向的經(jīng) 過反射面反射后的擴張角度：

【權(quán)利要求】
1. 一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 在X、Y、Z三維坐標(biāo)系中建立基礎(chǔ)反射面，所述基礎(chǔ)反射面為拋物面，拋物面的焦點 為f，光源位置設(shè)于坐標(biāo)（〇,〇，15mm); (2) 根據(jù)目標(biāo)面光斑與反射器曲面一一對應(yīng)原則，將反射器在與光軸垂直的平面內(nèi)劃 分出若干矩形；
從左到右經(jīng)線間隔寬度為12mm，12mm，IOmm;從光源位置往上纟韋線間隔寬度為15mm，15mm; 邊緣圓形角度為40度；反射器初始計算點坐標(biāo)為（0,0, 2.5mm); (4)以上的基礎(chǔ)面參數(shù)、各反射面的參數(shù)及所光源的參數(shù)輸入計算機軟件中，經(jīng)過光線 追跡可以得到25米遠的配光屏上各反射面的照度分布梯度圖和總的照度分布梯度圖；依 次修改近光反射面參數(shù)和遠光反射面的參數(shù)，并反復(fù)進行光線追跡，直至近光和遠光總照 度分布滿足要求。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，其特征在于：位于上半部
反射面從左只有分別為D1LpD1LyD1L3，和位于D1L1上方的D、位于D1L2上方的D2L2、位于D1L3上方的D2L3;每個反射面包括垂直和水平兩個方向的經(jīng)過反射面反射后的擴張角度：

O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，其特征在于：反射器的具 體設(shè)計步驟為： 經(jīng)過區(qū)域劃分之后，根據(jù)能量守恒定律可以建立經(jīng)過拋物面反射器后的能量與照射到 配光屏幕的能量的關(guān)系等式； 設(shè)給定光分布為Pci，光源的中心光強為Ici，考慮方向為9i的光入射到的配光屏幕的位 置為^，與軸線夾角小于S1的光入射的位置坐標(biāo)也小于ri，將第一部分光線S1等分成i 份，對應(yīng)每一個Q1在半徑ri上都分成了i份，這樣就得到了數(shù)組0 那么第 一區(qū)域出射光和屏幕上的照度的能量守恒表達式為：
角度為ei?e2之間的光線入射到配光屏幕的位置為^?！^，將這部分光線等分成j份，對應(yīng)每一個角度在半徑上都分成了j份，則出射光和屏幕上的照度的能量守恒表達式 為：
根據(jù)拋物面反射器的特性，光源位置在反射器焦點時，折反射定律的矢量形式可表示 為：
其中：n為自由曲面介質(zhì)折射率，石為入射光線單位向量，^為出射光線單位向量， 及為自由曲面在光線入射點的單位法向量； 首先確定一個計算的初始點，設(shè)光線經(jīng)過反射面（B點）折射光線經(jīng)過透鏡折射后投 射到屏幕上的點C坐標(biāo)為（r，H)，其中H= 25m，r根據(jù)能量守恒定律由式（7)、（8)、（9)決 定，入射光線AB與出射光線BC的單位向量均可求得，再利用折反射定律式（11)即可得到 B點的法向向量，從而確定該點的切平面，該切平面與下一點經(jīng)過面反射后入射到自由曲面 上的光線相交從而確定自由曲面的下一點；由前一點的切平面與下一點的法向量所在的直 線相交得到下一點，通過計算機迭代即可得到各點的坐標(biāo)，從而確定了自由曲面上的每個 點的坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車前照燈反射器設(shè)計方法，其特征在于：所述計算機 軟件和采用光學(xué)設(shè)計軟件LucideShape。
【文檔編號】F21V7/06GK104501061SQ201410830421
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】陳煥杰, 袁沅 申請人:廣州市雷騰照明科技有限公司