[发明专利]一种环形区域照明的自由曲线面反光器的设计方法

摘要

本发明公开了一种环形区域照明的自由曲线反光器的设计方法。本设计方法是通过照明目标环形区域的照明范围，反光器直径，反光器底端与目标照明面之间的距离以及反光器底端与光源面之间的距离等信息数据，导出环形区域照明反光器曲面生成算法，从而完成反光器曲线的初步设计，并利用多次迭代的方法优化照明面的均匀度和光能有效率。其主要优点是：(1)环形区域照射面的范围、反光器底端与光源之间的距离、反光器底端与照射面之间的距离以及环形光源的直径均可根据实际的结构要求设定；(2)根据结构要求，利用本发明中的曲面生成算法可得到反光器曲面，并能够保证较高的光能利用率和照明面均匀度。

主权项

一种环形区域照明的自由曲面反光器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)指定目标环形区域的照明范围、反光器直径、反光器底端与目标照明面之间的距离、反光器底端与光源面之间的距离以及环形光源的直径；(2)根据镜面反射原理，利用入射光线矢量和反光器上反射点的法线矢量可以获得经反光器反射后出射光线的方向矢量，并根据反光器与照明面之间的距离信息，建立光源面上点光源坐标、反光器上反射点坐标、斜率和照明面上照明点坐标之间的函数关系；(3)将反光器单边曲线，环形照明区域都均匀划分为若干段，其中反光器上各段用短线段连接。利用(2)中的光线照射几何关系，强制反光器上各段反射的光线落在环形照明区域中相应的段内，从而完成反光器曲线的初步设计；(4)计算出反光器上各段反射光线的光强大小，并根据该光强分布，重新调整照明面分段，使得照明面上每段的长度与相应反光器分段上的光能成正比。并利用多次迭代的方法优化照明面的均匀度和光能有效率；(5)将设计好的自由曲线沿光源的垂直方向选择360°，完成自由曲面的设计。