CN102661502A - 鳞片式反射灯具及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及鳞片式反射灯具及其设计方法,该灯具包括光源和鳞片式反射杯,光源设置在鳞片式反射杯的光学中点正前方;鳞片式反射杯包括多个镜面单元,镜面单元通过以下方法拼接:以光源位置、鳞片式反射杯的光学中点位置、预期光斑的形状与位置为初始条件,根据几何光学成像原理,确定经过子午线上的镜面单元节点的位置;依据子午线上的镜面单元节点的位置,利用几何光学的迭代原理,将鳞片式反射杯上的其余位置的镜面单元节点的位置迭代出来确定镜面单元的位置。实施本发明的灯具照明均一度较好且能获得锐利的边缘,可以依照需求进行形状裁剪。

Description

鳞片式反射灯具及其设计方法
技术领域
本发明涉及照明领域,更具体地说,涉及一种鳞片式反射灯具及其设计方法。
背景技术
在灯具照明的中,常常会对光斑有特定的要求,例如在牙科灯中,就需要牙科灯能够产生矩形的光斑,以实现提供足够亮度的照明,并且不会对患者产生炫目的不适。通常实现控制光斑的方法是制定特殊的鳞片式反射杯,使得光源通过鳞片式反射杯的反射后产生预期的光斑。
常见的鳞片式反射杯可以分成两种:一种是依据配光要求直接一次脱模成型的鳞片式反射杯,另一种是利用相同的镜片“组合”而成的鳞片式反射杯。一次脱模成型的鳞片式反射杯由于在模型设计时能够进行调整,因而其光学精度高,但是需要开设模具,成本较高,并且一旦出现损坏就需要整个鳞片式反射杯进行替换;另一种为用相同的镜片“组合”而成的鳞片式反射杯,由于利用相同的镜片进行近似拼合,多鳞片式反射杯因为其照明均一度较好以及在组装误差上的容忍程度大,所以获得了广泛的应用,但是若使用相同镜片组合拼接,产生的光斑在边缘锐利度上和照明区域内的均一度较差。
因此,现在急需一种鳞片式反射灯具及其设计方法,能够产生良好均一性和边缘锐利度的光斑。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种鳞片式反射灯具及该灯具的设计方法,以产生具有良好均一性和边缘锐利度的光斑。
本发明的一个方面,构造一种鳞片式反射灯具,包括光源和鳞片式反射杯,光源设置在鳞片式反射杯的光学中点正前方。
本发明的鳞片式反射灯具,光源为LED或灯丝或朗伯型面光源。
本发明的鳞片式反射灯具,鳞片式反射杯包括多个镜面单元,镜面单元相互紧密拼接,形成自由曲面。
本发明的鳞片式反射灯具,鳞片式反射杯的镜面单元为直角三角形或矩形的平面反射镜。
本发明的鳞片式反射灯具,鳞片式反射杯的镜面单元通过以下方法拼接:首先以光源位置、鳞片式反射杯的光学中点位置、预期光斑的形状与位置为初始条件,根据几何光学成像原理,确定经过鳞片式反射杯的光学中点的水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置,镜面单元节点为镜面单元的顶点;依据水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置,利用几何光学的迭代原理,将鳞片式反射杯上的其余位置的镜面单元节点的位置迭代出来;依据所有的镜面单元节点的位置确定镜面单元的位置。
本发明的另一方面,提供一种鳞片式反射灯具的设计方法,该方法包括以下步骤:
S1)设定以下的初始条件:光源坐标位置、照明区域边界点坐标(上边缘、下边缘、左边缘、右边缘)、鳞片式反射杯的光学中点位置、鳞片式反射杯的边缘位置;其中鳞片式反射杯的光学中点为迭代初始点,且该点与光源位置的连线垂直于照射区域所在平面;
S2)在鳞片式反射杯的光学中点上作水平子午线和竖直子午线,水平子午线和竖直子午线相互垂直,且分别平行于照射区域所在平面;依据S1步骤中的初始条件,利用几何光学的迭代方法,迭代出沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,该镜面单元节点为镜面单元的顶点,一直迭代至鳞片式反射杯的边缘位置;
S3)依据S2中迭代出来的沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,利用几何光学的迭代方法,迭代出鳞片式反射杯的其他位置的镜面单元节点,一直迭代至鳞片式反射杯的边缘位置;
S4)依据步骤S2和S3迭代出来的镜面单元节点设定三角形镜面单元;
S5)依据步骤S4的三角形镜面单元,每两个相邻的三角形镜面单元拟合成一个矩形的镜面单元。
本发明的鳞片式反射灯具的设计方法,其中步骤S2还具体包括以下步骤:
S201)从照明区域的其中一个边缘位置(例如下边缘),以鳞片式反射杯的光学中点位置为迭代初始点,向鳞片式反射杯的光学中点位置引直线,并延长该直线至一点,使得延长的部分与光源到鳞片式反射杯的光学中点位置的距离相等;
S202)连接延长点与光源位置点,并作该连线的中垂线,由于几何对称关系,该中垂线经过鳞片式反射杯的光学中点位置;
S203)连接延长点与边缘位置的相对另一边缘位置(下边缘的相对边缘为上边缘),该连线与S202步骤中的中垂线相交的点即为镜面单元节点;
S204)以步骤S203产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行类似步骤S201至S203的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯的预定边缘。
经过步骤S201至S204的迭代,最终在鳞片式反射杯的水平子午线和竖直子午线上获得所有的镜面单元节点。
本发明的鳞片式反射灯具的设计方法,其中步骤S3还具体包括以下步骤:
S301)取水平子午线为x轴,竖直子午线为y轴,鳞片式反射杯与光源连线为z轴,取水平子午线和竖直子午线上,紧邻鳞片式反射杯光学中点的各一个镜片光学节点(A,B)作为迭代初始点,进行步骤S2中的迭代,得到两个迭代结果点(C1和C2);两个迭代结果点的x坐标与y坐标相同,z坐标(Cz1和Cz2)不同,取拟合迭代点(C)的z坐标(Cz)为两个迭代结果点(C1和C2)的z坐标(Cz1和Cz2)的算术平均值(Cz=(Cz1+Cz2)/2),取拟合迭代点(C)的x坐标与y坐标为两个迭代结果点的x坐标与y坐标,得到拟合迭代点(C)的初始位置(x,y,Cz);
S302)计算光源在经过初始迭代点和拟合迭代点组成的三角形反射面(ABC)后,在照明区域所在平面上的投影(A′B′C′);
S303)计算S302步骤中的实际投影(A′B′C′)与预期光斑的各顶点的对应偏移量|di|(每个投影点与目标点在x坐标上和y坐标上各有一个偏移量,i=1,2,3,...),并取其中的最大值d,即d=Max{|di|};
S304)利用二分法,调节拟合迭代点(C)的z坐标(Cz),使得步骤S303中的偏移量最大值d最小;
S305)以步骤S304产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行类似步骤S301至S304的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯的预定边缘;
经过步骤S301至S305的迭代,最终在鳞片式反射杯的其余位置上获得所有的镜面单元节点。
本发明的鳞片式反射灯具的设计方法,其中步骤S5还可拟合成六角形、梯形等其他形状,优选为三角形或矩形。
实施本发明的鳞片式反射灯具及其设计方法带来以下的有益效果:本发明的鳞片式反射灯具,照明均一度较好且能获得锐利的边缘,且可以依照需要对反射镜的形状进行裁剪,以适应特殊的外观需求。使用本发明的鳞片式反射灯具的设计方法,能够依照不同的光斑需求进行灯具设计,并且设计方法中使用的迭代均具有数学上的唯一性,可以利用计算机辅助进行快速的灯具设计。
附图说明
以下结合附图对本发明进行说明:
图1为本发明鳞片式反射灯具第一实施例鳞片式反射杯的立体图;
图2为本发明鳞片式反射灯具第一实施例鳞片式反射杯的主视图;
图3为本发明鳞片式反射灯具第一实施例的光线追迹图;
图4.a为本发明鳞片式反射灯具第一实施例照度分布图;
图4.b为本发明鳞片式反射灯具第一实施例竖直方向上的照度分布;
图4.c为本发明鳞片式反射灯具第一实施例水平方向上的照度分布;
图5为本发明鳞片式反射灯具第二实施例的立体图;
图6为本发明鳞片式反射灯具第二实施例的主视图;
图7为本发明鳞片式反射灯具第二实施例的光线追迹图;
图8.a为本发明鳞片式反射灯具第二实施例的照度分布图;
图8.b为本发明鳞片式反射灯具第二实施例竖直方向上的照度分布;
图8.c为本发明鳞片式反射灯具第二实施例水平方向上的照度分布;
图9为本发明鳞片式反射灯具第三实施例鳞片式反射杯的立体图;
图10为本发明鳞片式反射灯具第三实施例鳞片式反射杯的主视图;
图11为本发明鳞片式反射灯具第三实施例光源结构图;
图12为本发明鳞片式反射灯具的第三实施例光线追迹图;
图13.a为本发明鳞片式反射灯具第三实施例的照度分布图;
图13.b为本发明鳞片式反射灯具第三实施例竖直方向上的照度分布;
图13.c为本发明鳞片式反射灯具第三实施例水平方向上的照度分布;
图14为本发明鳞片式反射灯具第三实施例鳞片式反射杯的立体图;
图15为本发明鳞片式反射灯具第三实施例鳞片式反射杯的主视图;
图16为本发明鳞片式反射灯具的第四实施例光线追迹图;
图17.a为本发明鳞片式反射灯具第四实施例的照度分布图;
图17.b为本发明鳞片式反射灯具第四实施例竖直方向上的照度分布;
图17.c为本发明鳞片式反射灯具第四实施例水平方向上的照度分布;
图18为本发明鳞片式反射灯具的设计方法的流程图;
图19为本发明鳞片式反射灯具的设计方法示意图;
图20为本发明鳞片式反射灯具的设计方法步骤S2的详细流程图;
图21为本发明鳞片式反射灯具的设计方法步骤S2的示意图;
图22为本发明鳞片式反射灯具的设计方法步骤S3的详细流程图;
图23为本发明鳞片式反射灯具的设计方法步骤S3的示意图;
图24为本发明鳞片式反射灯具的设计方法步骤S3的另一示意图;
图25为本发明鳞片式反射灯具的设计方法中,实际光斑与预期光斑的关系图;
图26为本发明鳞片式反射灯具的设计方法中,镜面单元节点的位置与偏移量的关系图;
图27为本发明鳞片式反射灯具的设计方法中,镜面单元节点的位置与偏移量的另一关系图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示为本发明鳞片式反射灯具第一实施例的鳞片式反射杯的结构图,其中图1为第一实施例的鳞片式反射杯的立体图,图2为第一实施例的鳞片式反射杯的主视图。
本发明鳞片式反射灯具第一实施例,鳞片式反射杯2为长方体材质通过刻蚀成型,鳞片式反射杯2的刻蚀面为由三角形的镜面单元22组成的自由曲面。具体的刻蚀面的形状由以下的初始条件所决定:
在该实施例中,光源选择为2.2mm×2.2mm的朗伯型面光源,采用45°仰角照射,预定的照明区域为距离鳞片式反射杯700mm,照射范围140×80mm。照射区域中心在竖直方向上高于光源50mm。以上述的尺寸为初始条件,根据几何光学的迭代条件以及在鳞片式反射杯的水平子午线和竖直子午线上确定镜面单元的节点,再依据水平子午线和竖直子午线上确定镜面单元的节点迭代出其他位置的镜面单元节点,通过相邻的镜面单元节点,在长方体中刻蚀出鳞片式反射杯2的形状。
具体的,所得到的鳞片式反射灯具的光线追迹图如图3所示,从图3可以看出经过鳞片式反射杯2的反射,在的照射区域上,光线被限制成预期的光斑形状。进一步的,可以从图4.a~图4.c的照度分布图中得到本实施例的成像质量。图4.a为整体的照度分布,光斑基本形成140mm×80mm的矩形,基本得到了预期的光斑,图4.b为经过光斑中点的竖直方向上的照度分布,图4.c为经过光斑中点的水平方向上的照度分布。从图4.a~图4.c的照度分布可以看出,在光斑的边缘位置,照度的变化迅速,在光斑的中央区域,光斑的照度分布平均,即实现了较为均匀的照度和锐利的矩形边缘。
如图5、图6所示为本发明鳞片式反射灯具第二实施例的鳞片式反射杯的结构图,其中图5为第二实施例的鳞片式反射杯2的立体图,图6为第二实施例的鳞片式反射杯2的主视图。
本发明鳞片式反射灯具第二实施例,鳞片式反射杯2由多片矩形反射镜片作为镜面单元22拼接而成的自由曲面,其具体的形状通过以下的方法所给出:
本实施例使用各项照度均匀的点光源置于原点位置,并采用45°的仰角照射,照射区域中心在竖直方向上高于光源50mm,预定的照射区域为700mm外的120mm×60mm的矩形区域,根据几何光学的迭代条件以及在鳞片式反射杯的水平子午线和竖直子午线上确定镜面单元的节点,再依据水平子午线和竖直子午线上确定镜面单元的节点迭代出其他位置的镜面单元节点,再从光学中点开始,将相邻的4个镜片节点按照矩形进行拟合,最后得到各矩形镜片的位置。
具体的,所得到的鳞片式反射灯具的光线追迹图如图7所示,从图7可以看出经过鳞片式反射杯的反射,在的照射区域上,光线被限制成预期的光斑形状。进一步的,通过图8.a~图8.c的照度分布图中得到本实施例的成像质量。图8.a为整体的照度分布,光斑基本形成120mm×60mm的矩形,基本得到了预期的光斑,图8.b为经过光斑中点的竖直方向上的照度分布,图8.c为经过光斑中点的水平方向上的照度分布。从图8.a~图8.c的照度分布可以看出,在光斑的边缘位置,照度的变化迅速,在光斑的中央区域,光斑的照度分布平均,即实现了较为均匀的照度和锐利的矩形边缘,得到了预期的光斑。
以下结合图9、图10的本发明鳞片式反射灯具第三实施例的鳞片式反射杯的结构图进行说明。本实施例中采用的也为矩形的镜面单元22拼接而成的的鳞片式反射杯,与本发明的第二实施例所不同的是,在本实施例中采用的是如图11所示的灯丝作为光源1,灯丝长度为3mm,并采用0度的仰角出射,照射区域中心在竖直方向上高于光源50mm,预期的照射区域为距离700mm外的140mm×80mm的矩形。
本实施例中迭代、拟合各个镜面单元22的节点方法与上一实施例基本相同,仅在光源处理上有所区别:由于灯丝的大小远小于其与鳞片式反射杯2的距离,在迭代、拟合的过程中将其近似为点光源处理。
本实施例获得的光线追迹图如图12所示,在使用灯丝作为光源的条件下,所得到的光线也基本能限定在一个照明区域内,不会出现发散的情况。
进一步的,通过图13.a~图13.c的照度分布图中得到本实施例的成像质量。图13.a为整体的照度分布,光斑基本形成140mm×80mm的矩形,得到了预期的光斑,图13.b为经过光斑中点的竖直方向上的照度分布,图13.c为经过光斑中点的水平方向上的照度分布。从图13.a~图13.c的照度分布可以看出,在光斑的边缘位置,照度的变化迅速,在光斑的中央区域,光斑的照度分布平均,即实现了较为均匀的照度和锐利的矩形边缘。可见即使对于非点光源,在使用本发明的设计方法时,也可以获得较佳质量的光斑。
以下结合本发明鳞片式反射灯具第四实施例,说明本发明的鳞片式反射灯具的外形可任意设计。如图14、15所示为本发明的第四实施例,在该实施例中鳞片式反射杯的外形呈四叶裁剪,光源使用1mm×1mm的朗伯型面光源,并以0°仰角出射,照射区域的中心点高于光源50mm,照射范围为700mm外的130mm×70mm的矩形区域。
从图16的光线追迹图以及图17.a~图17.c的照度分布图可以看出,本实施例实现了非常均匀的照度以及锐利的矩形边缘。这是由于在获得鳞片式反射杯的方法中,使用了迭代、拟合的手段,从鳞片式反射杯的光学中心21开始向鳞片式反射杯的边缘“生长”出镜面单元,由于每个镜面单元的成像均为预期的光斑形状,因此获得的光斑质量与鳞片式反射杯2的边缘无关,鳞片式反射杯2的边缘只影响光斑的整体亮度。即在设计好鳞片式反射杯2后可以对鳞片式反射杯2进行切割裁剪。
以上的第二至四实施例的鳞片式反射杯并不限于使用镜面单元22进行拼接,还可以为塑料、金属等脱模成型后进行镀膜、抛光等处理所得。
以下结合图18、图19具体阐述本发明的鳞片式反射灯具的设计方法。鳞片式反射灯具的设计方法包括以下步骤:
S1)设定以下的初始条件:光源1的坐标位置、照明区域3的边界点坐标(以矩形为例)、鳞片式反射杯的光学中点21的位置、鳞片式反射杯的边缘位置;其中鳞片式反射杯的光学中点21为迭代初始点,且该点与光源1位置的连线垂直于照射区域所在平面;
S2)在鳞片式反射杯的光学中点21上作水平子午线(图19中的虚线H)和竖直子午线(图19中的虚线V),水平子午线和竖直子午线相互垂直,且分别平行于照射区域所在平面;依据S1步骤中的初始条件,利用几何光学的迭代方法,迭代出沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,该镜面单元节点为镜面单元的顶点,一直迭代至鳞片式反射杯的边缘位置;
S3)依据S2中迭代出来的沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,利用几何光学的迭代方法,迭代出鳞片式反射杯2的其他位置的镜面单元节点,一直迭代至鳞片式反射杯的边缘位置;
S4)依据步骤S2和S3迭代出来的镜面单元节点设定三角形镜面单元;
S5)若设计所需的镜面单元为矩形,则依据步骤S4的三角形镜面单元,每两个相邻的三角形镜面单元拟合成一个矩形的镜面单元。
以下结合附图20和21详细说明步骤S2的具体流程。
步骤S2还具体包括以下步骤:
S201)从照明区域的其中一个边缘位置(例如图21中照明区域3的下边缘32),以鳞片式反射杯的光学中点21位置为迭代初始点,向鳞片式反射杯的光学中点位置引直线,并延长该直线至一点(附图21中的光源镜像101),使得延长的部分与光源1到鳞片式反射杯的光学中点21位置的距离相等;
S202)连接延长点与光源位置点,并作该连线的中垂线23,由于几何对称关系,该中垂线23经过鳞片式反射杯的光学中点21位置;
S203)连接延长点与边缘位置的相对另一边缘位置(附图21中的照明区域3的上边缘31),该连线与S202步骤中的中垂线23相交的点即为镜面单元节点(子午线镜面单元节点201);
S204)以步骤S203产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行类似步骤S201至S203的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯的预定边缘。
经过步骤S201至S204的迭代,最终在鳞片式反射杯的水平子午线和竖直子午线上获得所有的镜面单元节点。
以下结合附图22和24详细说明步骤S3的具体流程。
S301)取水平子午线为x轴,竖直子午线为y轴,鳞片式反射杯2与光源1连线为z轴,取水平子午线和竖直子午线上,紧邻鳞片式反射杯光学中点21的各一个镜片光学节点(水平或竖直子午线镜面单元节点201)作为迭代初始点,进行步骤S2中的迭代,得到两个迭代结果点(C1和C2);两个迭代结果点的x坐标与y坐标相同,z坐标(Cz1和Cz2)不同,取拟合迭代点(C)的z坐标(Cz)为两个迭代结果点(C1和C2)的z坐标(Cz1和Cz2)的算术平均值(Cz=(Cz1+Cz2)/2),取拟合迭代点(C)的x坐标与y坐标为两个迭代结果点的x坐标与y坐标,得到拟合迭代点(C)的位置(x,y,Cz);
S302)计算光源在经过初始迭代点和拟合迭代点组成的三角形反射面后,在照明区域所在平面上的投影;
S303)计算S302步骤中的投影与预期光斑的对应偏移量|di|(每个投影点与目标点在x坐标上和y坐标上各有一个偏移量),并取其中的最大值d,即d=Max{|di|};
S 304)利用二分法,调节拟合迭代点(C)的z坐标(Cz),使得步骤S303中的偏移量最大值d最小;
S305)以步骤S304产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行类似步骤S301至S304的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯的预定边缘;
经过步骤S301至S305的迭代,最终在鳞片式反射杯的其余位置上获得所有的镜面单元节点。
一般的,在步骤S304中,拟合迭代点(C)的z坐标(Cz)与最大偏移量存在如图26或27的关系。通过微调拟合迭代点(C)的z坐标(Cz),可以使最大偏移量为零(如图26)或达到最小(如图27),具体的z坐标值为图26或27中的Tc。具体的,可以采用二分法来确定。
以上仅为本发明的较佳实施例,不能以此来限定本发明的范围,本技术领域内的一般技术人员根据本创作所作的均等变化,以及本领域内技术人员熟知的改变,都应仍属本发明涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种鳞片式反射灯具,包括光源(1),其特征在于,所述鳞片式反射灯具还包括鳞片式反射杯(2),所述光源(1)设置在鳞片式反射杯的光学中点(21)正前方。
2.根据权利要求1所述的鳞片式反射灯具,其特征在于,所述光源(1)为LED或灯丝或朗伯型面光源。
3.根据权利要求1所述的鳞片式反射灯具,其特征在于,所述鳞片式反射杯(2)包括多个镜面单元(22),所述镜面单元(22)相互紧密拼接,形成自由曲面。
4.根据权利要求4所述的鳞片式反射灯具,其特征在于,所述鳞片式反射杯的镜面单元(22)为直角三角形或矩形的平面反射镜。
5.根据权利要求1-4任一所述的鳞片式反射灯具,其特征在于,所述鳞片式反射杯的镜面单元(22)通过以下方法拼接:
首先以光源(1)位置、鳞片式反射杯的光学中点(21)位置、预期光斑的形状与位置为初始条件,根据几何光学成像原理,确定经过鳞片式反射杯的光学中点(21)的水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置,镜面单元节点为镜面单元的顶点;
依据水平子午线和竖直子午线上的镜面单元节点的位置,利用几何光学的迭代原理,将鳞片式反射杯上的其余位置的镜面单元节点的位置迭代出来;
依据所有的镜面单元节点的位置确定镜面单元的位置,再进行镜面单元拼接。
6.一种鳞片式反射灯具的设计方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1)设定以下的初始条件:光源(1)坐标位置、照明区域(3)边界点坐标、鳞片式反射杯的光学中点(21)位置、鳞片式反射杯(2)的边缘位置;其中鳞片式反射杯的光学中点(21)为迭代初始点,且该点与光源(1)位置的连线垂直于照射区域(3)所在平面;
S2)在鳞片式反射杯的光学中点(21)上作水平子午线和竖直子午线,水平子午线和竖直子午线相互垂直,且分别平行于照射区域(3)所在平面;依据S1步骤中的初始条件,利用几何光学的迭代方法,迭代出沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,该镜面单元节点为镜面单元的顶点,一直迭代至鳞片式反射杯(2)的边缘位置;
S3)依据S2中迭代出来的沿水平子午线和竖直子午线方向分布的镜面单元节点,利用几何光学的迭代方法,迭代出鳞片式反射杯(2)的其他位置的镜面单元节点,一直迭代至鳞片式反射杯(2)的边缘位置;
S4)依据步骤S2和S3迭代出来的镜面单元节点设定三角形镜面单元。
7.根据权利要求6所述的鳞片式反射灯具的设计方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
S5)依据步骤S4的三角形镜面单元,每两个相邻的三角形镜面单元拟合成一个矩形的镜面单元。
8.根据权利要求6或7所述的鳞片式反射灯具的设计方法,其特征在于,所述步骤S2还具体包括以下步骤:
S201)从照明区域(3)的其中一个边缘位置,以鳞片式反射杯的光学中点(21)位置为迭代初始点,向鳞片式反射杯的光学中点(21)位置引直线,并延长该直线至一点,使得延长的部分与光源到鳞片式反射杯的光学中点(21)位置的距离相等;
S202)连接延长点与光源(1)位置点,并作该连线的中垂线,由于几何对称关系,该中垂线经过鳞片式反射杯的光学中点(21)位置;
S203)连接延长点与边缘位置的相对另一边缘位置,并与S202步骤中的中垂线相交,相交的点即为镜面单元节点;
S204)以步骤S203产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行步骤S201至S203的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯(2)的预定边缘。
9.根据权利要求6或7所述的鳞片式反射灯具的设计方法,其特征在于,所述步骤S3还具体包括以下步骤:
S301)取水平子午线为x轴,竖直子午线为y轴,鳞片式反射杯与光源连线为z轴,取水平子午线和竖直子午线上,紧邻鳞片式反射杯光学中点(21)的各一个镜片光学节点作为迭代初始点,进行步骤S2中的迭代,得到两个迭代结果点;两个迭代结果点的x坐标与y坐标相同,z坐标不同,取拟合迭代点的z坐标为两个迭代结果点z坐标的算术平均值,取拟合迭代点的x坐标与y坐标为两个迭代结果点的x坐标与y坐标,得到拟合迭代点的初始位置;
S302)计算光源在经过初始迭代点和拟合迭代点组成的三角形反射面后,在照明区域(3)所在平面上的投影;
S303)计算S302步骤中的实际投影与预期光斑各顶点的对应偏移量,并取其中的最大值;
S304)利用二分法,调节拟合迭代点的z坐标,使得步骤S303中的最大偏移量最小;
S305)以步骤S304产生的镜面单元节点为新的迭代初始点,进行步骤S301至S304的迭代,直到迭代遇到鳞片式反射杯(2)的预定边缘。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257251A (ja) * 2007-04-07 2008-10-23 Tetsuhiro Kano 反射鏡
US20110169412A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Yurich Gary D Reflector for a lighting assembly
CN201992572U (zh) * 2010-11-24 2011-09-28 周礼书 防眩目刺眼的led灯具反光碗及其灯具
CN102384434A (zh) * 2010-09-03 2012-03-21 常州金茂车灯有限公司 后尾灯反光碗

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257251A (ja) * 2007-04-07 2008-10-23 Tetsuhiro Kano 反射鏡
US20110169412A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Yurich Gary D Reflector for a lighting assembly
CN102384434A (zh) * 2010-09-03 2012-03-21 常州金茂车灯有限公司 后尾灯反光碗
CN201992572U (zh) * 2010-11-24 2011-09-28 周礼书 防眩目刺眼的led灯具反光碗及其灯具

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