CN104456228B - 一种导光条的建模方法 - Google Patents

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Abstract

一种导光条的建模方法，包括以下步骤：(1)根据已知要求，采用拟合算法出拟合出导光条母线的曲线函数；(2)拟合得到导光条母面的曲面方程，并由此得出导光条锯齿方向的法向方程；(3)以初始齿高，初始齿间距，初始齿斜率，齿高变量，齿间距变量，齿斜率变量为参数，并依据步骤(1)(2)所得母线曲线方程及法向方程，采用分段等差数列法设定导光条锯齿曲线方程；(4)设定初始参数，依据步骤(3)所得方程计算得出导光条锯齿曲线，并在三维软件建模得到导光条模型；(5)将步骤(4)所得模型进行光学模拟仿真，分析仿真结果并适当修正初始参数；(6)重复步骤(3)(4)(5)，直至得到理想导光条模型。

Description

一种导光条的建模方法
技术领域
本发明涉及导光条，尤其是一种导光条的建模方法。
背景技术
传统的导光条一般采用一端设置光源的方式，光源产生的光线斜射入导光条，光线在导光条内以反射的方式在导光条内部传输，在传输过程中，由于导光条设计问题，部分光线在反射的同时产生折射，折射后的光线射出所述导光条形成照明光线，而此种折射光线由于导光条表面平滑产生的漫反射少，因此只能够在迎合折射角度的方向才能够看到较强的光源，从上还可以看出，导光条距离光源越远，在导光条内、外传输的光线强度均递减。为了解决上述问题，出现一种匀强导光条，如中国专利公开号为104033770的导光条，包括光源和导光条，所述光源设置在所述导光条的一端，所述导光条内设置有圆心处于所述导光条轴线上的漫反射环，所述漫反射环按与所述光源距离的增加而增加直径的长度，所述漫反射环表面设置有透明的磨砂涂层，本发明通过在所述导光条内设置直径不同的漫反射环，并保持距离所述光源远的漫反射环直径递增，使远端的漫反射环接收光线的面积增加，达到补充导光条离光源远端的光照强度。上述方法虽然也能解决导光条出光不均匀的问题，但是其工艺相对复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种导光条的建模方法，能够使制造出来的导光条光效更好，出光更均匀。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种导光条的建模方法，导光条的侧面设有锯齿面，锯齿面上设有锯齿，该导光条的建模方法包括以下步骤：
(1)根据已知要求，得出导光条母线的离散数据点，并选用二元三次多项式的目标函数，采用最小二乘法等拟合算法拟合出导光条母线的曲线函数；导光条母线为锯齿面的中心线；
f1(x,y)＝a0x3+a1x2y+a2xy2+a3y3+a4x2+a5xy+a6y2+a7x+a8y+a9
(2)采用步骤(1)所述方法，分别拟合得到导光条母面两条边线的的曲线函数，导光条母面为锯齿面；选择合适的步长间隔求得一系列同时垂直于两条边线的直线族，以过导光条母线且同时垂直于所求直线族及导光条母线的方向作为导光条锯齿方向的法向方向，拟合并计算得出其函数，如下形式；
f2(x,y)＝b0x3+b1x2y+b2xy2+b3y3+b4x2+b5xy+b6y2+b7x+b8y+b9
(3)根据所需设计导光条的安装位置确定导条出射光线的方向，并计算设定初始齿高h，初始齿间距w，初始齿倾斜角度α，齿高变量Δh，齿间距变量Δw，齿倾斜角度变量Δα等参数，在母线上选取所设计锯齿轮廓的起始点P0，依据初始参数h,w,α及步骤(1)(2)所得出的母线曲线函数及法向方向函数，分别计算得出Q0,R0的坐标值，采用分段等差数列法计算得出后面一系列齿的高度，间距，倾斜角度h(1),w(1),α(1)，h(2),w(2),α(2)，h(3),w(3),α(3)...，并分别求得坐标点P1,Q1,R1，P2,Q2,R2...，由所求得的各坐标点可得出导光条锯齿轮廓曲线；齿高，齿间距，倾斜角度变化的等差数列选择如下形式，其中，齿高，齿倾斜角度采用递增形式的等差数列，而齿间距则采用递减形式的等差数列：
h(i)＝h+(i-1)·Δh
α(i)＝α+(i-1)·Δα
w(i)＝w-(i-1)·Δw
(4)将步骤(3)所得导光条锯齿的轮廓曲线导入三维软件中建模得到导光条模型；并对所得模型进行光学模拟仿真，分析仿真结果并适当修正初始参数，其中，调整初始齿倾斜角度α以及齿倾斜角度变量Δα来改变光线的出射方向，调整初始齿高h，初始齿间距w，齿高变量Δh，齿间距变量Δw来增大或减小某些部位的出射光强度，以优化整根导光条的出光均匀度；
(5)重复步骤(3)(4)，不断修正所设参数，直至得到所需导光条模型。
作为改进，所述步骤(3)中，h＝0.3mm，w＝4.2mm，α＝25°，Δh＝0.01mm，Δw＝0.032mm，Δα＝0.08。
作为改进，所述导光条应用于车灯日行灯。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
通过合理的建模方法，能够使制造出来的导光条光效更好，出光更均匀。
附图说明
图1为本发明流程图。
图2为导光条结构示意图。
图3为图2的局部放大图。
图4为齿形结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图2、3所示，一种导光条的建模方法，导光条的侧面设有锯齿面1，锯齿面1上设有锯齿2，如图1所示，该导光条的建模方法包括以下步骤：
(1)根据已知要求，得出导光条母线的离散数据点，并选用二元三次多项式的目标函数，采用最小二乘法等拟合算法拟合出导光条母线的曲线函数；导光条母线为锯齿面的中心线；
f1(x,y)＝a0x3+a1x2y+a2xy2+a3y3+a4x2+a5xy+a6y2+a7x+a8y+a9
(2)采用步骤(1)所述方法，分别拟合得到导光条母面两条边线的的曲线函数，导光条母面为锯齿面；选择合适的步长间隔求得一系列同时垂直于两条边线的直线族，以过导光条母线且同时垂直于所求直线族及导光条母线的方向作为导光条锯齿方向的法向方向，拟合并计算得出其函数，如下形式；
f2(x,y)＝b0x3+b1x2y+b2xy2+b3y3+b4x2+b5xy+b6y2+b7x+b8y+b9
(3)如图4所示，根据所需设计导光条的安装位置确定导条出射光线的方向，并计算设定初始齿高h，初始齿间距w，初始齿倾斜角度α，齿高变量Δh，齿间距变量Δw，齿倾斜角度变量Δα等参数，在母线上选取所设计锯齿轮廓的起始点P0，依据初始参数h,w,α及步骤(1)(2)所得出的母线曲线函数及法向方向函数，分别计算得出Q0,R0的坐标值，采用分段等差数列法计算得出后面一系列齿的高度，间距，倾斜角度h(1),w(1),α(1)，h(2),w(2),α(2)，h(3),w(3),α(3)...，并分别求得坐标点P1,Q1,R1，P2,Q2,R2...，由所求得的各坐标点可得出导光条锯齿轮廓曲线；齿高，齿间距，倾斜角度变化的等差数列选择如下形式，其中，齿高，齿倾斜角度采用递增形式的等差数列，而齿间距则采用递减形式的等差数列：
h(i)＝h+(i-1)·Δh
α(i)＝α+(i-1)·Δα
w(i)＝w-(i-1)·Δw
(4)将步骤(3)所得导光条锯齿的轮廓曲线导入三维软件中建模得到导光条模型；并对所得模型进行光学模拟仿真，分析仿真结果并适当修正初始参数，其中，调整初始齿倾斜角度α以及齿倾斜角度变量Δα来改变光线的出射方向，调整初始齿高h，初始齿间距w，齿高变量Δh，齿间距变量Δw来增大或减小某些部位的出射光强度，以优化整根导光条的出光均匀度；
(5)重复步骤(3)(4)，不断修正所设参数，直至得到所需导光条模型。
所述步骤(3)中，h＝0.3mm，w＝4.2mm，α＝25°，Δh＝0.01mm，Δw＝0.032mm，Δα＝0.08。
本发明的导光条大致为圆形，其一侧为出光面，另一侧为齿形的反射面，导光条用于汽车灯的日行灯中，其发光均匀。

Claims (3)

1.一种导光条的建模方法，其特征在于，导光条的侧面设有锯齿面，锯齿面上设有锯齿，该导光条的建模方法包括以下步骤：
(1)根据已知要求，得出导光条母线的离散数据点，并选用二元三次多项式的目标函数，采用最小二乘法等拟合算法拟合出导光条母线的曲线函数；导光条母线为锯齿面的中心线；
f1(x,y)＝a0x3+a1x2y+a2xy2+a3y3+a4x2+a5xy+a6y2+a7x+a8y+a9
(2)采用步骤(1)所述方法，分别拟合得到导光条母面两条边线的的曲线函数，导光条母面为锯齿面；选择合适的步长间隔求得一系列同时垂直于两条边线的直线族，以过导光条母线且同时垂直于所求直线族及导光条母线的方向作为导光条锯齿方向的法向方向，拟合并计算得出其函数，如下形式；
f2(x,y)＝b0x3+b1x2y+b2xy2+b3y3+b4x2+b5xy+b6y2+b7x+b8y+b9
(3)根据所需设计导光条的安装位置确定导光条出射光线的方向，并计算设定初始齿高h，初始齿间距w，初始齿倾斜角度α，齿高变量Δh，齿间距变量Δw，齿倾斜角度变量Δα等参数，在母线上选取所设计锯齿轮廓的起始点P0，依据初始参数h,w,α及步骤(1)(2)所得出的母线曲线函数及法向方向函数，分别计算得出Q0,R0的坐标值，采用分段等差数列法计算得出后面一系列齿的高度，间距，倾斜角度h(1),w(1),α(1)，h(2),w(2),α(2)，h(3),w(3),α(3)...，并分别求得坐标点P1,Q1,R1，P2,Q2,R2...，由所求得的各坐标点可得出导光条锯齿轮廓曲线；齿高，齿间距，倾斜角度变化的等差数列选择如下形式，其中，齿高，齿倾斜角度采用递增形式的等差数列，而齿间距则采用递减形式的等差数列：
h(i)＝h+(i-1)·Δh
α(i)＝α+(i-1)·Δα
w(i)＝w-(i-1)·Δw
(4)将步骤(3)所得导光条锯齿的轮廓曲线导入三维软件中建模得到导光条模型；并对所得模型进行光学模拟仿真，分析仿真结果并适当修正初始参数，其中，调整初始齿倾斜角度α以及齿倾斜角度变量Δα来改变光线的出射方向，调整初始齿高h，初始齿间距w，齿高变量Δh，齿间距变量Δw来增大或减小某些部位的出射光强度，以优化整根导光条的出光均匀度；
(5)重复步骤(3)(4)，不断修正所设参数，直至得到所需导光条模型。
2.根据权利要求1所述的一种导光条的建模方法，其特征在于：所述步骤(3)中，h＝0.3mm，w＝4.2mm，α＝25°，Δh＝0.01mm，Δw＝0.032mm，Δα＝0.08。
3.根据权利要求1所述的一种导光条的建模方法，其特征在于：所述导光条应用于车灯日行灯。
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