CN105972558A - 一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法 - Google Patents

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    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/04—Optical design
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    • G02—OPTICS
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Abstract

本发明涉及一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其依次经过步骤一至五：步骤一,初始设定旋转反射曲面母线及焦点位置；步骤二，设定虚拟照射面；步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段；步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围；步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线；所述一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法摒弃了传统的先确定圆锥曲线类别、接着通过复杂计算得出圆锥曲线方程、再根据圆锥曲线方程划出旋转反射曲面母线的方法，大大提高了设计效率，更为重要的是本方法可由几何作图将任何圆锥曲线、圆弧或其片段组合而成，大大提高了设计精度并可满足各种反射要求的需要。

Description

一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法
技术领域
本发明涉及照明领域中光学配件产品的配光设计，尤其涉及一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法。
背景技术
照明领域中经常需要用到一种反光杯的配件，通过使用反光杯配件后使光线反射到我们需要的区域，并且达到我们所需要的光束角、光强及光照度等。与本发明较为接近的方法有：方法一，先确定圆锥曲线的类别、接着通过复杂计算得出圆锥曲线方程、再根据圆锥曲线方程划出旋转反射曲面母线的方法；方法二，在已知反射材料的材质属性及反光杯目标达成的光度分布曲线后，利于专业光学设计软件计算得出。
其不足之处在于：方法一人工计算复杂容易出错，效率低精确度不高一旦算错模具无法修复原因很难找到；方法二利用专业光学设计软件需要昂贵的软硬件投入、需要详细准确地知道软件所需要的各种属性信息，任何一项信息设定不准确都将影响其结果，且属性设定需要凭借长期的经验积累。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法，使其摒弃如前文所述方法一人工计算复杂容易出错、效率低、精确度不高的不足；同时克服如前文所述方法二中对专业光学设计软件所需的各种软硬件投入及专业光学设计软件所需的各种属性信息把握不准而导致的错误；大大提高设计效率及设计精度并可满足各种设计要求的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其特征在于依次经过步骤一至步骤五：
步骤一,初始设定旋转反射曲面母线及焦点位置，所述初始设定旋转反射面母线是以任意一段圆弧替代；
步骤二，设定虚拟照射面，所述虚拟照射面即目标要求的光照射区域；
步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段；
步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围，所述调整各分段母线反射光线的照射范围即调整各分段母线反射光线到达虚拟照射面上的范围；
步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线。
优选的，所述步骤一，初始设定旋转反射曲面母线及焦点位置，所述初始设定旋转反射面母线是以任意一段圆弧替代。
优选的，所述步骤二，设定虚拟照射面，所述虚拟照射面即目标要求的光照射区域。
优选的，所述步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段。
优选的，所述步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围即调整各分段母线反射光线到达虚拟照射面上的范围。
优选的，所述步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线。
本发明的有益效果是：所述一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法摒弃了传统的先确定圆锥曲线、接着通过复杂计算得出圆锥曲线方程、再根据圆锥曲线方程划出旋转反射曲面母线的方法，大大提高了设计效率，更为重要的是本方法可由几何作图将任何圆锥曲线、圆弧或其片段组合而成，大大提高了设计精度并可满足各种反射要求的需要且投入少。
附图说明
图1为传统设计旋转反射曲面母线的方法步骤示意图。
图2为本发明所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法步骤示意图。
图3为以本发明所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法为例，要求设计距离光源3米处光束角为18°的反光杯母线实施例示意图。其中a、反光杯底孔直径；b、反光杯上开口直径；c、焦距；h、反光杯高度；1、初始设定旋转反射曲面母线；2、焦点位置；3、任意一段圆弧；4、虚拟照射面；5、目标要求的光照射区域；6、对初始设定旋转反射曲面母线进行分段；7、各分段母线反射光线的照射范围；8、旋转反射曲面母线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图3所示，以本发明所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法为例，要求设计距离光源3米处光束角为18°的反光杯母线。
其依次经过步骤一至五：步骤一,初始设定旋转反射曲面母线1及焦点位置2，所述初始设定旋转反射面母线1是在开口直径为b、底孔直径为a、焦距为c、反光杯高度为h的范围内以任意一段圆弧3划一弧线；步骤二，设定虚拟照射面4，在距焦点位置2距离为3米的位置处划一垂直于光线主轴的虚拟照射面4，通过焦点位置2做一个与光线主轴各成18°的直线并与虚拟照射面4相交，即得目标要求的光照射区域5；步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段6；步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围7，所述调整各分段母线反射光线的照射范围7即调整各分段母线反射光线到达虚拟照射面4上的范围；步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线8。
本发明所述一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法摒弃了传统的先确定圆锥曲线、接着通过复杂计算得出圆锥曲线方程、再根据圆锥曲线方程划出旋转反射曲面母线的方法，大大提高了设计效率，更为重要的是本方法可由几何作图将任何圆锥曲线、圆弧或其片段组合而成，大大提高了设计精度并可满足各种反射要求的需要且投入少。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.本发明涉及一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其特征在于依次经过步骤一至五：步骤一,初始设定旋转反射曲面母线(1)及焦点位置(2)，所述初始设定旋转反射曲面母线(2)是以任意一段圆弧(3)替代；步骤二，设定虚拟照射面(4)，所述虚拟照射面(4)即目标要求的光照射区域(5)；步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段(6)；步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围(7)，所述调整各分段母线反射光线的照射范围(7)即调整各分段母线反射光线到达虚拟照射面(4)上的范围；步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线(8)。
2.根据权利要求1所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法，其特征在于所述步骤一，初始设定旋转反射曲面母线(1)及焦点位置(2)，所述初始设定旋转反射面母线(1)是以任意一段圆弧(3)替代。
3.根据权利要求1所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法，其特征在于所述步骤二，设定虚拟照射面(4)，所述虚拟照射面(4)即目标要求的光照射区域(5)。
4.根据权利要求1所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其特征在于所述步骤三,对初始设定旋转反射曲面母线进行分段(6)。
5.根据权利要求1所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其特征在于步骤四，调整各分段母线反射光线的照射范围(7)，所述调整各分段母线反射光线的照射范围(7)即调整各分段母线反射光线到达虚拟照射面(4)上的范围。
6.根据权利要求1所述的一种以点为光源设计旋转反射曲面母线的方法,其特征在于步骤五，连接各分段母线从而得到了适合设计要求的以点为光源设计旋转反射曲面的母线(8)。
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WO2019179279A1 (zh) * 2018-03-20 2019-09-26 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种摄像机
CN110513656A (zh) * 2018-05-22 2019-11-29 夏燕玲 一种以圆柱体光源设计旋转反射曲面母线的方法

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CN1948823A (zh) * 2006-10-19 2007-04-18 复旦大学 Led用复合反射面
CN102278708A (zh) * 2011-07-27 2011-12-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种用于led矿灯配光的新型非球面反光杯的设计方法

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