Led摩托车前照灯组合式透镜的制作方法
【专利摘要】本发明公开LED摩托车前照灯组合式透镜。该组合式透镜包括远光灯和近光灯光组合式透镜自由曲面，每个组合式透镜由双自由曲面和单自由曲面组合而成，远光灯的光学透镜放置于芯片前面，近光灯的光学透镜放置于反射杯前面。曲面的确定过程包括建立直角坐标系，分别确定照明面中心点为中心的椭圆形区域和半圆形区域，对椭圆形区域和半圆形区域进行能量划分，得出单自由曲面和双自由曲面各自所占能量比，分别计算出芯片的出光角度和目标平面的映射关系，然后可得出双自由曲面和单自由曲面上点的坐标值，将得到的点进行组合然后进行建模即可得到模型实体。本发明解决了现有摩托车透镜照明技术中存在的色散严重、色温偏高及光效利用率低等缺陷。
【专利说明】
LED摩托车前照灯组合式透镜
技术领域
[0001] 本发明涉及LED摩托车灯照明技术领域，特别涉及用于LED摩托车近光灯和远光灯 组合式透镜。
【背景技术】
[0002] 由于LED芯片技术的不断突破和封装技术的改进，LED的发光效率得到不断提升， LED芯片所具有的体积小，重量轻，高稳定性和高发光效率越来越得到各行各业的认可和喜 爱，近年来，LED应用于机动车照明领域也越来越受到重视，尤其是使用LED光源的摩托车前 照灯领域，由于LED芯片的发光模型近似为余弦辐射体，光学特性不同于传统摩托车的白炽 丝光源，使LED光源应用于摩托车前照灯时要面临更加复杂的光学设计问题，而现有的摩托 车透镜前照灯存在色温偏高和光学效率不高的问题，给行车途中的舒适性和安全性带来很 大困扰，为了使LED更好地应用于摩托车照明领域，这一问题亟需解决。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述存在的问题，提供了摩托车用的LED前照灯，该LED摩托车前照灯 包括远光灯和近光灯，能满足新的国家标准对摩托车用LED前照灯的配光要求，解决了使用 LED光源的光学设计问题，用双自由曲面加单自由曲面的组合式透镜，既解决色温偏高问题 又解决光斑照度问题。
[0004] 本发明实现上述目的技术方案如下。
[0005] LED摩托车前照灯组合式透镜，包括位于同一所述前照灯里的远光灯光学透镜和 近光灯光学透镜，所述远光灯光学透镜和近光灯光学透镜均由双自由曲面和单自由曲面组 合而成，摩托车近光灯和远光灯的光斑均由两种自由曲面的光斑叠加而成;根据国家标准 中对摩托车前照灯照度的分布要求，确定单自由曲面和双自由曲面各自所占的能量比，进 而确定单自由曲面和双自由曲面所利用的芯片的光能即双自由曲面利用从芯片发出的〇° 到0:°的光线，单自由曲面利用到θ°(θ可以设定，通常为60左右）的光线，由于组合式透镜 采用的是两种自由曲面相叠加的方式达到所要求的光效，为了解决现行的透镜式摩托车前 照灯所存在的色温偏高的问题，组合式透镜用双自由曲面对能量相对集中的光线打在整个 照明区域内，作为照明区域的基底，稳定光斑色温，再用单自由曲面将余下的光线进行利 用，对主要的照明区域进行加强，以达到国标中对照明区域照度值的要求;组合式透镜中双 自由曲面主要由两部份组成，前一个自由曲面作为入射面，主要对入射的光线进行准直，后 一个自由曲面作为出射面对准直后的光线进行能量分布;组合式透镜中单自由曲面为平凸 结构，包括作为入射面的平面和位于入射面后方的作为出射面的自由曲面，作为出射面的 自由曲面对光线进行能量分布;组合式透镜的底部为凸型曲面即双自由曲面的入射面，LED 芯片放置在凸型曲面的焦点处，将从LED芯片发出的光进行准直，平行射出，凸型曲面的起 点由初始给定，终点由双自由曲面利用的角度0:° (可以设定，如32°左右)决定;组合式透镜 的单自由曲面中，为入射面的平面的高度由双自由曲面的入射面的终点确定，作为入射面 的平面的高度与双自由曲面的终点等高。
[0006] 进一步地，远光灯组合式透镜中双自由曲面出射面确定如下：将光学透镜的所述 平面与LED芯片发光面平行放置，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立直角坐标 系，LED芯片发光面所在平面为ΧΛΥ!平面，过原点(h并与ΧΛΥ!平面垂直的轴为，其中 XiOiYi平面为竖直平面，在坐标原点0!前方距离25米处平行于ΧχΟΛ平面的平面设为照明 面，点0为照明面中心，将照明面上的照明区域设定为以照明面中心0的椭圆形区域，对该椭 圆形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网格划分，运用能量守恒定律建立环带网格 能量对应立体角能量关系，然后将经过双自由曲面的光源立体角按照明要求进行相等数量 的多份划分，经双自由曲面的入射面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心点距离， 设定出射面的起始点，在对应的XiOiYi平面直角坐标系中，把第一象限内按等角度将曲面划 分为90份，取XiOiZi为第一条曲线所在的平面，然后运用折射定律和所给定的起始点反向对 应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线，以此类推计算出第一象限内其他89份立体角内 的曲线，最后将这些曲线组合放样即得到所要的远光灯组合式透镜中双自由曲面出射面。
[0007] 进一步地，远光灯组合式透镜中双自由曲面入射面确定如下：将光学透镜的所述 平面与LED芯片发光面平行放置，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立直角坐标 系，LED芯片发光面所在平面为ΧΛΥ!平面，过原点(h并与ΧΛΥ!平面垂直的轴为，其中 XiOiYi平面为竖直平面，给定一个初始点，由已知的入射光线的方向和出射后的平行光线， 用折反射定律迭代出其他点的坐标，双自由曲面入射面的终点由双自由曲面利用的角度确 定。
[0008] 进一步地，近光灯组合式透镜中双自由曲面出射面确定如下：将光学透镜平行放 置于反射器的前方，与芯片的发光面垂直，反射器采用部分椭球面作为内表面，以反射器的 外侧焦点为坐标原点〇 2建立直角坐标系，以过点〇2并平行于光学透镜的所述平面平行的平 面为X2O2Y2平面，过原点〇2并与X2O2Y2平面垂直的轴为Z 2轴，其中X2〇2Y2平面为水平面，在坐标 原点〇2前方距离25米处、与2 2轴交点为0且平行于Χ2〇2Υ2平面的平面设为照明面，点0为照明 面的中心点，把照明区域设为以照明面的中心点0为圆心的半圆形区域，对该半圆形区域进 行多环带划分，且各能带内的光强设为相同，运用能量守恒定律建立环带能量对应立体角 能量关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等数量的多份划分，光线经双自由曲面的 入射面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心点距离，给曲面设定一初始点，然后运 用折射定律和给定的初始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线，然后由得出 的自由曲线绕Ζ 2轴旋转360°组成近光灯组合式透镜中双自由曲面出射面。
[0009] 进一步地，近光灯组合式透镜中双自由曲面入射面确定如下：将光学透镜平行放 置于反射器的前方，反射器采用部分椭球面作为内表面，以反射器的外侧焦点为坐标原点 〇 2建立直角坐标系，以过点〇2并平行于光学透镜的平面平行的平面为Χ2〇2Υ 2平面，给定一个 初始点，由已知的入射光线的方向和出射后的平行光线，用折反射定律迭代出其他点的坐 标，双自由曲面入射面的终点由双自由曲面利用的角度确定。
[0010] 进一步地，远光灯组合式透镜单自由曲面确定如下:将光学透镜的所述平面与LED 芯片发光面平行设置，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立直角坐标系，LED芯片 发光面所在平面为ΧιΟιΥι平面，过原点〇ι并与ΧιΟιΥι平面垂直的轴为Zdil，其中ΧχΟΛ平面为 竖直面，在坐标原点⑴前方距离25米处、与交点为0且平行与XiOih平面的平面设为照明 面，点0为照明面中心，将照明面上的照明区域设定为以照明面为中心点0的椭圆环形区域， 所形成的椭圆光斑与通过双自由曲面形成的椭圆光斑相似，且椭圆环形区域的内环与双自 由曲面形成的椭圆重合，然后对该椭圆环形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网格 划分，运用能量守恒定律建立环带能量对应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要 求进行相等数量的多份划分，给定一个初始点，然后运用折射定律通过迭代数值计算得出 该段曲线，以此类推计算出其他曲线，然后由得出的这些自由曲线组成自由曲面模型。
[0011] 进一步地，近光灯组合式透镜单自由曲面确定如下：将光学透镜平行放置于反射 器的前方，反射器采用部分椭球面作为内表面，以反射器的外侧焦点为坐标原点0 2建立直 角坐标系，以过点〇2并平行于光学透镜的平面平行的平面为χ2〇 2γ2平面，过原点〇2并与χ2〇2γ 2 平面垂直的轴为22轴，其中Χ2〇2Υ2平面为水平面，在坐标原点0 2前方距离25米处、与Ζ2轴交点 为0且平行于Χ2〇2Υ 2平面的平面设为照明面，点0为照明面的中心点，把照明区域设为以照明 面的中心点0为圆心的半圆形区域，对该半圆形区域进行两个环带划分，两个环带的尺寸为 将由双自由曲面所形成的光斑半径等分为两份，且两个环带照度坡度较大，第一个环带照 度值较大，这样用来加强截止线附近的照度值，使截止线更加清晰，运用能量守恒定律建立 环带能量对应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等数量的划分，经双 自由曲面的入射面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心点距离，给单自由曲面设 定一初始点，然后运用折射定律和给定的初始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出 该曲线，然后由得出的自由曲线绕ζ 2轴旋转360°组成自由曲面模型；
[0012] 进一步地，所述对该椭圆形区域进行多环带划分具体包括:按椭圆区域的长半轴a 分成η份，然后将短半轴b按长半轴划分的相同比例分成η份，ai，bi分别表不划分后第i份长 短轴的长度，然后以照明面中心点〇为中心，分别为长短轴做椭圆，然后以 ai，b^ 长短轴作椭圆，两椭圆之间的区域为该环带区。
[0013] 进一步地，所述对该半圆形区域进行多环带划分具体包括:首先把半圆形区域的 圆半径r等分成η份，以^表示等分后第j份的半径，然后以照明面中心点0为圆心，分别以和 ^为半径画圆，将该半圆形区域划分为半圆形环带区域。
[0014] 进一步地，单自由曲面和双自由曲面为独立的光学系统，各自对光源的光能进行 能量分布，双自由曲面利用〇°到θ:°的能量，为设定值，单自由曲面利用余下能量，两者形 成的光斑进行叠加，即为所需的照明效果。
[0015] 与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果:本发明解决了现有摩托车透 镜照明技术中存在的色散严重、色温偏高及光效利用率低等缺陷。该LED摩托车前照灯包括 远光灯和近光灯，能满足新的国家标准对摩托车用LED前照灯的配光要求，解决了使用LED 光源的光学设计问题，用双自由曲面加单自由曲面的组合式透镜，既解决色温偏高问题又 解决光斑照度问题。
【附图说明】
[0016] 图1为远光灯组合式透镜的剖视图。
[0017] 图2为远光灯组合式透镜的俯视图。
[0018] 图3为近光灯组合式透镜的剖视图。
[0019] 图4为近光灯组合式透镜的俯视图。
[0020]图5为远光灯组合式透镜光线踪迹示意图。
[0021 ]图6为近光灯组合式透镜光线踪迹示意图。
[0022]图中1-照明面，2-远光灯出光面，3-近光灯出光面，4-近光灯反射杯，5-挡光板； 11 -远光灯双自由曲面入射面起始点，12-远光灯双自由曲面入射面，13-远光灯双自由曲面 终点，14-远光灯单自由曲面入射面，15-远光灯单自由曲面，16-远光灯单自由曲面起始点， 17-远光灯双自由曲面出射面起始点，18-远光灯双自由曲面出射面;21-近光灯双自由曲面 入射面起始点，22-近光灯双自由曲面入射面，23-近光灯双自由曲面终点，24-近光灯单自 由曲面入射面，25-近光灯单自由曲面，26-近光灯单自由曲面起始点，27-近光灯双自由曲 面出射面起始点，28 -近光灯双自由曲面出射面。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的实施和保护不 限于此。
[0024]本实例的LED摩托车前照灯组合式透镜，组合式透镜中双自由曲面主要由两部份 组成，前一个自由曲面主要对入射的光线进行准直，后一个自由曲面对准直后的光线进行 能量分布，组合式透镜中单自由曲面为平凸结构，前一个入射面为平面，出射面为自由曲面 对光线进行能量分布。
[0025]远光灯组合式透镜的确定如下。
[0026] 如图1所示，远光灯组合式透镜中双自由曲面入射面12确定如下:将光学透镜的平 面与LED芯片发光面平行放置，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立直角坐标系， LED芯片发光面所在平面为XiOiZi平面2,过原点(h并与XiOiZi平面垂直的轴为，其中 XiOiZi平面为水平面，给定一个初始点11，由已知的入射光线的方向和出射后的平行光线， 用折反射定律迭代出其他点的坐标，曲面的终点13由双自由曲面利用的角度决定。
[0027] 如图1、图2所示，远光灯组合式透镜中双自由曲面出射面18确定如下:将光学透镜 的平面与LED芯片发光面平行放置(如图5)，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立 直角坐标系，LED芯片发光面所在平面为XiOiZi平面2,过原点&并与XiOiZi平面垂直的轴SZi 轴，其中XiOiZi平面为水平面，在坐标原点(^前方距离25米处平行于XiOiZi平面的平面设为 照明面1，点0为照明面中心，将照明面上的照明区域设定为以照明面中心0的椭圆形区域， 然后对该椭圆形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网格划分，运用能量守恒定律建 立环带能量对应立体角能量关系，然后将经过双自由曲面的光源立体角按照明要求进行相 等数量的多份划分，经双自由曲面的入射面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心 点距离，设定一个曲面的起始点17,在第一象限内按角度将曲面划分为90份，取ΧΛΖ!为第 一条曲线所在的平面，然后运用折射定律和所给定的初始点反向对应照射区域通过迭代数 值计算得出该曲线，以此类推计算出其他角度内的曲线，最后将这些曲线组合放样即可得 到所要的曲面模型。
[0028] 远光灯组合式透镜单自由曲面15确定如下：将光学透镜的平面与LED芯片发光面 平行设置，以LED芯片发光面的中心点为坐标原点(h建立直角坐标系，LED芯片发光面所在 平面为ΧιΟιΖ!平面2，过原点(h并与ΧχΟ?平面垂直的轴为，其中ΧχΟ?平面为水平面，在 坐标原点〇!前方距离25米处、与交点为0且平行与ΧΑ?平面的平面设为照明面1，点0为 照明面中心，将照明面上的照明区域设定为以照明面为中心点0的椭圆环形区域，所形成的 椭圆光斑与通过双自由曲面形成的椭圆光斑相似，且椭圆环形区域的内环与双自由曲面形 成的椭圆重合，然后对该椭圆环形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网格划分，运用 能量守恒定律建立环带能量对应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等 数量的多份划分，给定一个初始点16,然后运用折射定律通过迭代数值计算得出该段曲线， 以此类推计算出其他曲线，然后由得出的这些自由曲线组成自由曲面模型。
[0029]近光灯组合式透镜的确定如下。
[0030] 近光灯组合式透镜中双自由曲面入射面22确定如下:将光学透镜平行放置于反射 器4的前方，反射器4采用部分椭球面作为内表面，以反射器的外侧焦点为坐标原点0 2建立 直角坐标系，以过点〇2并平行于光学透镜的平面平行的平面为Χ2〇 2Υ2平面3，给定一个初始 点21，由已知的入射光线的方向和出射后的平行光线，用折反射定律迭代出其他点的坐标， 曲面的终点23由双自由曲面利用的角度决定。
[0031] 如图3、图4所示，近光灯组合式透镜中双自由曲面出射面28确定如下:将光学透镜 平行放置于反射器4的前方(如图6)，反射器4采用部分椭球面作为内表面，以反射器的外侧 焦点为坐标原点〇 2建立直角坐标系，以过点〇2并平行于光学透镜的平面平行的平面为χ2〇2γ 2 平面3,过原点02并与Χ2〇2Υ2平面垂直的轴为Ζ 2轴，其中Χ2〇2Υ2平面为水平面3,在坐标原点0 2 前方距离25米处、与22轴交点为0且平行于Χ2〇2Υ2平面的平面设为照明面1，点0为照明面的 中心点，把照明区域设为以照明面的中心点0为圆心的半圆形区域，对该半圆形区域进行多 环带划分，且各能带内的光强设为相同，运用能量守恒定律建立环带能量对应立体角能量 关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等数量的多份划分，光线经双自由曲面的入射 面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心点距离，给曲面设定一初始点27,然后运用 折射定律和给定的初始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线，然后由得出的 自由曲线绕Ζ 2轴旋转360°组成自由曲面模型。
[0032] 近光灯组合式透镜单自由曲面25确定如下：将光学透镜平行放置于反射器4的前 方，反射器4采用部分椭球面作为内表面，以反射器的外侧焦点为坐标原点0 2建立直角坐标 系，以过点〇2并平行于光学透镜的平面平行的平面为Χ2〇 2Υ2平面3，过原点02并与Χ2〇2Υ 2平面 垂直的轴为22轴，其中Χ2〇2Υ 2平面为水平面，在坐标原点02前方距离25米处、与22轴交点为0 且平行于Χ 2〇2Υ2平面的平面设为照明面1，点〇为照明面的中心点，把照明区域设为以照明面 的中心点0为圆心的半圆形区域，对该半圆形区域进行两个环带划分，且两个环带照度坡度 较大，这样用来加强截止线附近的照度值，使截止线更加清晰，运用能量守恒定律建立环带 能量对应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等数量的划分，经双自由 曲面的入射面后准直为平行光线，将入射角度转化为距中心点距离，给曲面设定一初始点 26,然后运用折射定律和给定的初始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线， 然后由得出的自由曲线绕Ζ 2轴旋360°组成自由曲面模型。
【主权项】
1丄抓摩托车前照灯组合式透镜，其特征在于:包括位于同一所述前照灯里的远光灯光 学透镜和近光灯光学透镜，所述远光灯光学透镜和近光灯光学透镜均由双自由曲面和单自 由曲面组合而成，摩托车近光灯和远光灯的光斑均由两种自由曲面的光斑叠加而成;根据 国家标准中对摩托车前照灯照度的分布要求，确定单自由曲面和双自由曲面各自所占的能 量比，进而确定单自由曲面和双自由曲面所利用的忍片的光能即双自由曲面利用从忍片发 出的0°到耸°的光线，单自由曲面利用邱°到貧°的光线，由于组合式透镜采用的是两种自 由曲面相叠加的方式达到所要求的光效;组合式透镜用双自由曲面对能量相对集中的光线 打在整个照明区域内，作为照明区域的基底，稳定光斑色溫，再用单自由曲面将余下的光线 进行利用，对主要的照明区域进行加强，W达到国标中对照明区域照度值的要求;组合式透 镜中双自由曲面主要由两部份组成，前一个自由曲面作为入射面，主要对入射的光线进行 准直，后一个自由曲面作为出射面对准直后的光线进行能量分布;组合式透镜中单自由曲 面为平凸结构，包括作为入射面的平面和位于入射面后方的作为出射面的自由曲面，作为 出射面的自由曲面对光线进行能量分布;组合式透镜的底部为凸型曲面即双自由曲面的入 射面，L抓忍片放置在凸型曲面的焦点处，将从L抓忍片发出的光进行准直，平行射出，凸型 曲面的起点由初始给定，终点由双自由曲面利用的角度好1°决定;组合式透镜的单自由曲面 中，为入射面的平面的高度由双自由曲面的入射面的终点确定，作为入射面的平面的高度 与双自由曲面的终点等高。2. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，远光灯组合式透镜中双 自由曲面出射面确定如下：将光学透镜的所述平面与L抓忍片发光面平行放置，WL抓忍片 发光面的中屯、点为坐标原点化建立直角坐标系，L抓忍片发光面所在平面为Xi化Yi平面，过 原点化并与XiOiY评面垂直的轴为Zi轴，其中Xi化Yi平面为竖直平面，在坐标原点化前方距离 25米处平行于Xi化Yi平面的平面设为照明面，点0为照明面中屯、，将照明面上的照明区域设 定为W照明面中屯、0的楠圆形区域，对该楠圆形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网 格划分，运用能量守恒定律建立环带网格能量对应立体角能量关系，然后将经过双自由曲 面的光源立体角按照明要求进行相等数量的多份划分，经双自由曲面的入射面后准直为平 行光线，将入射角度转化为距中屯、点距离，设定出射面的起始点，在对应的Xi化Yi平面直角 坐标系中，把第一象限内按等角度将曲面划分为90份，取XiOiZ功第一条曲线所在的平面， 然后运用折射定律和所给定的起始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线，W 此类推计算出第一象限内其他89份立体角内的曲线，最后将运些曲线组合放样即得到所要 的远光灯组合式透镜中双自由曲面出射面。3. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，远光灯组合式透镜中双 自由曲面入射面确定如下:将光学透镜的所述平面与Lm)忍片发光面平行放置，WLm)忍片 发光面的中屯、点为坐标原点化建立直角坐标系，L抓忍片发光面所在平面为Xi化Yi平面，过 原点化并与Xi化Yi平面垂直的轴为Zi轴，其中Xi化Yi平面为竖直平面，给定一个初始点，由已 知的入射光线的方向和出射后的平行光线，用折反射定律迭代出其他点的坐标，双自由曲 面入射面的终点由双自由曲面利用的角度确定。4. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，近光灯组合式透镜中双 自由曲面出射面确定如下:将光学透镜平行放置于反射器的前方，与忍片的发光面垂直，反 射器采用部分楠球面作为内表面，w反射器的外侧焦点为坐标原点化建立直角坐标系，w 过点化并平行于光学透镜的所述平面平行的平面为X2化Y2平面，过原点化并与X2化Y2平面垂 直的轴为Z2轴，其中X2化Y2平面为水平面，在坐标原点化前方距离25米处、与Z2轴交点为0且 平行于X2化Y2平面的平面设为照明面，点0为照明面的中屯、点，把照明区域设为W照明面的 中屯、点0为圆屯、的半圆形区域，对该半圆形区域进行多环带划分，且各能带内的光强设为相 同，运用能量守恒定律建立环带能量对应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要求 进行相等数量的多份划分，光线经双自由曲面的入射面后准直为平行光线，将入射角度转 化为距中屯、点距离，给曲面设定一初始点，然后运用折射定律和给定的初始点反向对应照 射区域通过迭代数值计算得出该曲线，然后由得出的自由曲线绕Z2轴旋转360°组成近光灯 组合式透镜中双自由曲面出射面。5. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，近光灯组合式透镜中双 自由曲面入射面确定如下：将光学透镜平行放置于反射器的前方，反射器采用部分楠球面 作为内表面，W反射器的外侧焦点为坐标原点化建立直角坐标系，W过点化并平行于光学透 镜的平面平行的平面为X2化Y2平面，给定一个初始点，由已知的入射光线的方向和出射后的 平行光线，用折反射定律迭代出其他点的坐标，双自由曲面入射面的终点由双自由曲面利 用的角度确定。6. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，远光灯组合式透镜单自 由曲面确定如下:将光学透镜的所述平面与Lm)忍片发光面平行设置，WLm)忍片发光面的 中屯、点为坐标原点化建立直角坐标系，L邸忍片发光面所在平面为Xi化Yi平面，过原点化并与 XiOiY评面垂直的轴为Zi轴，其中Xi化Yi平面为竖直面，在坐标原点化前方距离25米处、与Zi 轴交点为0且平行与XiOiY评面的平面设为照明面，点0为照明面中屯、，将照明面上的照明区 域设定为W照明面为中屯、点0的楠圆环形区域，所形成的楠圆光斑与通过双自由曲面形成 的楠圆光斑相似，且楠圆环形区域的内环与双自由曲面形成的楠圆重合，然后对该楠圆环 形区域进行多环带划分，然后将各环带进行网格划分，运用能量守恒定律建立环带能量对 应立体角能量关系，然后将光源立体角按照明要求进行相等数量的多份划分，给定一个初 始点，然后运用折射定律通过迭代数值计算得出该段曲线，W此类推计算出其他曲线，然后 由得出的运些自由曲线组成自由曲面模型。7. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，近光灯组合式透镜单自 由曲面确定如下：将光学透镜平行放置于反射器的前方，反射器采用部分楠球面作为内表 面，W反射器的外侧焦点为坐标原点化建立直角坐标系，W过点化并平行于光学透镜的平面 平行的平面为X2O2Y2平面，过原点〇2并与X2O2Y2平面垂直的轴为Z2轴，其中X2O2Y2平面为水平 面，在坐标原点化前方距离25米处、与Z2轴交点为0且平行于拉化Y2平面的平面设为照明面， 点0为照明面的中屯、点，把照明区域设为W照明面的中屯、点0为圆屯、的半圆形区域，对该半 圆形区域进行两个环带划分，两个环带的尺寸为将由双自由曲面所形成的光斑半径等分为 两份，且两个环带照度坡度较大，第一个环带照度值较大，运样用来加强截止线附近的照度 值，使截止线更加清晰，运用能量守恒定律建立环带能量对应立体角能量关系，然后将光源 立体角按照明要求进行相等数量的划分，经双自由曲面的入射面后准直为平行光线，将入 射角度转化为距中屯、点距离，给单自由曲面设定一初始点，然后运用折射定律和给定的初 始点反向对应照射区域通过迭代数值计算得出该曲线，然后由得出的自由曲线绕Z2轴旋转 360°组成自由曲面模型。8. 如权利要求2所述的Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，所述对该楠圆形区域 进行多环带划分具体包括:按楠圆区域的长半轴a分成η份，然后将短半轴b按长半轴划分的 相同比例分成η份，曰1，bi分别表示划分后第i份长短轴的长度，然后W照明面中屯、点0为中 屯、，分别为长短轴做楠圆，然后Wai, bi为长短轴作楠圆，两楠圆之间的区域为该 环带区。9. 如权利要求4所述的Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，所述对该半圆形区域 进行多环带划分具体包括:首先把半圆形区域的圆半径r等分成η份，Wn表示等分后第j份 的半径，然后W照明面中屯、点0为圆屯、，分别W和rj为半径画圆，将该半圆形区域划分为半 圆形环带区域。10. 如权利要求1所述Lm)摩托车前照灯组合式透镜，其特征是，单自由曲面和双自由曲 面为独立的光学系统，各自对光源的光能进行能量分布，双自由曲面利用0°到巧°的能量， 卑°为设定值，单自由曲面利用余下能量，两者形成的光斑进行叠加，即为所需的照明效果。
【文档编号】F21Y115/10GK105972538SQ201610515300
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】王洪, 罗蝶, 葛鹏
【申请人】中山市华南理工大学现代产业技术研究院