[实用新型]一种用于LED摩托车远光灯的自由曲面光学反射器

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED摩托车灯照明技术领域，特别涉及用于LED摩托车远光灯的自由曲面光学反射器。

背景技术

发光二极管（LED）作为第四代车用光源，具有体积小、能耗低、响应快、寿命长等诸多优点。随着LED技术的不断进步，在LED车用照明中越来越多的难题被攻克，应用也越来越普遍。但是，由于LED发光特性不同于传统光源，为了满足配光标准，提高系统性能，需针对LED来进行二次光学设计，从而实现前照灯照明系统的最优化。

LED车灯的配光效果不能达到国家标准，将影响汽车驾驶员以及路上行人的生命安全。在摩托车前照灯的设计上，国家标准GB5948-1998对摩托车前照灯的配光要求做了规定。对于远光灯，国标要求在车灯前25m远的照明面上规定区域的照度值达标，该照度值是由中间向两边近似逐步减小。

实用新型内容

针对LED摩托车前照灯设计面临的主要问题，本实用新型提供了用于LED摩托车远光灯的自由曲面光学反射器，该反射器体积小，眩光效应低，制作安装方便，能量利用率高，并能产生满足国标GB5948-1998的配光要求的照度分布。本实用新型利用网格法分配LED光源的能量，建立起LED光源出射光线的角度与照明平面上坐标的对应关系，使用该方法可得到椭圆形的照明区域，更加适用于摩托车灯的远光照明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于LED摩托车远光灯的自由曲面光学反射器，其特征在于所述反射器的内表面是自由曲面，构成光学反射面，该反射器的底面是一开口，开口中心处用于安装LED光源，与底面正对的一端为反射器的光出射口，所述自由曲面的结构满足：LED光源发射出的光少部分直接照射到照明面上，而大部分的光经过反射器内表面进行反射然后出射到照明面上。

进一步的所述自由曲面的形状确定如下：

以LED光源为坐标原点O建立坐标系，LED底面所在平面为XOY平面，过原点并与平面XOY垂直的轴为Z轴，其中平面XOZ为水平面；与Z轴交点为o，且平行于平面XOY的平面为照明面，点o为照明面的中心点；

目标照明面距LED的距离为d，LED光源的总光通量为Q，中心光强为I₀=Q/π；坐标系中θ为出射光线在XOY平面上的投影与X轴的夹角，为出射光线与Z轴正方向的夹角，α为照明面上任意一点和点o的连线与X轴的夹角；

对于远光灯，目标照明区域是椭圆形，椭圆长半轴为a，短半轴为b；对照明面的坐标进行离散化，把椭圆长半轴a和短半轴b分别等分成n份，a_i和b_i分别表示等分后长半轴a的第i份和短半轴b的第i份，其中0＜i≤n；以照明面中心点为中心，分别以a_i为长半轴、b_i为短半轴画椭圆，则将照明区域划分为n份椭圆形环带区域；将角α等分成m份，α_j表示等分后α的第j份，0≤α≤360°；在照明面上，以点o为端点，与X轴的夹角为α_j的射线束将每一份椭圆形环带区域再细分为m份；目标照明区域被划分成m×n个小格子，每一个小格子内的能量为：