一種導光條的建模方法與流程
2023-04-23 15:03:36 1
本發明涉及導光條，尤其是一種導光條的建模方法。
背景技術：
傳統的導光條一般採用一端設置光源的方式，光源產生的光線斜射入導光條，光線在導光條內以反射的方式在導光條內部傳輸，在傳輸過程中，由於導光條設計問題，部分光線在反射的同時產生折射，折射後的光線射出所述導光條形成照明光線，而此種折射光線由於導光條表面平滑產生的漫反射少，因此只能夠在迎合折射角度的方向才能夠看到較強的光源，從上還可以看出，導光條距離光源越遠，在導光條內、外傳輸的光線強度均遞減。為了解決上述問題，出現一種勻強導光條，如中國專利公開號為104033770的導光條，包括光源和導光條，所述光源設置在所述導光條的一端，所述導光條內設置有圓心處於所述導光條軸線上的漫反射環，所述漫反射環按與所述光源距離的增加而增加直徑的長度，所述漫反射環表面設置有透明的磨砂塗層，本發明通過在所述導光條內設置直徑不同的漫反射環，並保持距離所述光源遠的漫反射環直徑遞增，使遠端的漫反射環接收光線的面積增加，達到補充導光條離光源遠端的光照強度。上述方法雖然也能解決導光條出光不均勻的問題，但是其工藝相對複雜。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種導光條的建模方法，能夠使製造出來的導光條光效更好，出光更均勻。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種導光條的建模方法，導光條的側面設有鋸齒面，鋸齒面上設有鋸齒，該導光條的建模方法包括以下步驟：(1)根據已知要求，得出導光條母線的離散數據點，並選用二元三次多項式的目標函數，採用最小二乘法等擬合算法擬合出導光條母線的曲線函數；導光條母線為鋸齒面的中心線；f1(x,y)＝a0x3+a1x2y+a2xy2+a3y3+a4x2+a5xy+a6y2+a7x+a8y+a9(2)採用步驟(1)所述方法，分別擬合得到導光條母面兩條邊線的的曲線函數，導光條母面為鋸齒面；選擇合適的步長間隔求得一系列同時垂直於兩條邊線的直線族，以過導光條母線且同時垂直於所求直線族及導光條母線的方向作為導光條鋸齒方向的法向方向，擬合併計算得出其函數，如下形式；f2(x,y)＝b0x3+b1x2y+b2xy2+b3y3+b4x2+b5xy+b6y2+b7x+b8y+b9(3)根據所需設計導光條的安裝位置確定導條出射光線的方向，並計算設定初始齒高h，初始齒間距w，初始齒傾斜角度α，齒高變量Δh，齒間距變量Δw，齒傾斜角度變量Δα等參數，在母線上選取所設計鋸齒輪廓的起始點P0，依據初始參數h,w,α及步驟(1)(2)所得出的母線曲線函數及法向方向函數，分別計算得出Q0,R0的坐標值，採用分段等差數列法計算得出後面一系列齒的高度，間距，傾斜角度h(1),w(1),α(1)，h(2),w(2),α(2)，h(3),w(3),α(3)...，並分別求得坐標點P1,Q1,R1，P2,Q2,R2...，由所求得的各坐標點可得出導光條鋸齒輪廓曲線；齒高，齒間距，傾斜角度變化的等差數列選擇如下形式，其中，齒高，齒傾斜角度採用遞增形式的等差數列，而齒間距則採用遞減形式的等差數列：h(i)＝h+(i-1)·Δhα(i)＝α+(i-1)·Δαw(i)＝w-(i-1)·Δw(4)將步驟(3)所得導光條鋸齒的輪廓曲線導入三維軟體中建模得到導光條模型；並對所得模型進行光學模擬仿真，分析仿真結果並適當修正初始參數，其中，調整初始齒傾斜角度α以及齒傾斜角度變量Δα來改變光線的出射方向，調整初始齒高h，初始齒間距w，齒高變量Δh，齒間距變量Δw來增大或減小某些部位的出射光強度，以優化整根導光條的出光均勻度；(5)重複步驟(3)(4)，不斷修正所設參數，直至得到所需導光條模型。作為改進，所述步驟(3)中，h＝0.3mm，w＝4.2mm，α＝25°，Δh＝0.01mm，Δw＝0.032mm，Δα＝0.08。作為改進，所述導光條應用於車燈日行燈。本發明與現有技術相比所帶來的有益效果是：通過合理的建模方法，能夠使製造出來的導光條光效更好，出光更均勻。附圖說明圖1為本發明流程圖。圖2為導光條結構示意圖。圖3為圖2的局部放大圖。圖4為齒形結構示意圖。具體實施方式下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。如圖2、3所示，一種導光條的建模方法，導光條的側面設有鋸齒面1，鋸齒面1上設有鋸齒2，如圖1所示，該導光條的建模方法包括以下步驟：(1)根據已知要求，得出導光條母線的離散數據點，並選用二元三次多項式的目標函數，採用最小二乘法等擬合算法擬合出導光條母線的曲線函數；導光條母線為鋸齒面的中心線；f1(x,y)＝a0x3+a1x2y+a2xy2+a3y3+a4x2+a5xy+a6y2+a7x+a8y+a9(2)採用步驟(1)所述方法，分別擬合得到導光條母面兩條邊線的的曲線函數，導光條母面為鋸齒面；選擇合適的步長間隔求得一系列同時垂直於兩條邊線的直線族，以過導光條母線且同時垂直於所求直線族及導光條母線的方向作為導光條鋸齒方向的法向方向，擬合併計算得出其函數，如下形式；f2(x,y)＝b0x3+b1x2y+b2xy2+b3y3+b4x2+b5xy+b6y2+b7x+b8y+b9(3)如圖4所示，根據所需設計導光條的安裝位置確定導條出射光線的方向，並計算設定初始齒高h，初始齒間距w，初始齒傾斜角度α，齒高變量Δh，齒間距變量Δw，齒傾斜角度變量Δα等參數，在母線上選取所設計鋸齒輪廓的起始點P0，依據初始參數h,w,α及步驟(1)(2)所得出的母線曲線函數及法向方向函數，分別計算得出Q0,R0的坐標值，採用分段等差數列法計算得出後面一系列齒的高度，間距，傾斜角度h(1),w(1),α(1)，h(2),w(2),α(2)，h(3),w(3),α(3)...，並分別求得坐標點P1,Q1,R1，P2,Q2,R2...，由所求得的各坐標點可得出導光條鋸齒輪廓曲線；齒高，齒間距，傾斜角度變化的等差數列選擇如下形式，其中，齒高，齒傾斜角度採用遞增形式的等差數列，而齒間距則採用遞減形式的等差數列：h(i)＝h+(i-1)·Δhα(i)＝α+(i-1)·Δαw(i)＝w-(i-1)·Δw(4)將步驟(3)所得導光條鋸齒的輪廓曲線導入三維軟體中建模得到導光條模型；並對所得模型進行光學模擬仿真，分析仿真結果並適當修正初始參數，其中，調整初始齒傾斜角度α以及齒傾斜角度變量Δα來改變光線的出射方向，調整初始齒高h，初始齒間距w，齒高變量Δh，齒間距變量Δw來增大或減小某些部位的出射光強度，以優化整根導光條的出光均勻度；(5)重複步驟(3)(4)，不斷修正所設參數，直至得到所需導光條模型。所述步驟(3)中，h＝0.3mm，w＝4.2mm，α＝25°，Δh＝0.01mm，Δw＝0.032mm，Δα＝0.08。本發明的導光條大致為圓形，其一側為出光面，另一側為齒形的反射面，導光條用於汽車燈的日行燈中，其發光均勻。