淺談旋轉(zhuǎn)對稱燈罩的設(shè)計

1、淺談旋轉(zhuǎn)對稱燈罩的設(shè)計淺談旋轉(zhuǎn)對稱燈罩的設(shè)計廣東東松三雄電器有限公司蔣常義摘要：利用光學軟件Photopia設(shè)計旋轉(zhuǎn)對稱燈罩與其產(chǎn)品成型后的配光曲線圖、平面等照度曲線及照度均勻性的效果圖比較，探討旋轉(zhuǎn)燈罩在設(shè)計、生產(chǎn)和表面處理等相關(guān)問題。關(guān)鍵詞：Photopia軟件；旋轉(zhuǎn)對稱燈罩；配光曲線；平面等照度曲線；光束角1引言引言一只優(yōu)秀的綠色照明燈具不僅有優(yōu)美的外型、合理的結(jié)構(gòu)、高品質(zhì)的電器組件，還要有高效能的反射器，而這個高效能的反射器是最

2、有技術(shù)含量的部件之一，它接受來自光源的光線，反射出需要的光線分布，起到加工光線組合的作用。它應該具有高反射性、良好的眩光控制和反射出來的均勻度。在多次的理論與實踐中的探索與思考，就以旋轉(zhuǎn)對稱的燈罩為例，探討這類燈罩的一些相關(guān)問題。2根據(jù)市場上反饋的需求，定義燈罩選用的材料和基本的外觀尺寸根據(jù)市場上反饋的需求，定義燈罩選用的材料和基本的外觀尺寸如要求設(shè)計一個寬光束蝙蝠翼形（約110）的配單端光源的燈罩，材料一般是選擇高純度鋁，中、低檔燈具

3、的反射器有時會用到不銹鋼。應該說這個旋轉(zhuǎn)對稱燈罩有點象橢圓或雙曲線的某一段曲線，而不象拋物線那樣的曲線，為什么？因為橢圓焦點出來的光線會從另一個焦點交叉射出去，雙曲線是從一個焦點發(fā)光，反射光線的反向延伸到雙曲線的另一個焦點，拋物線焦點出來的光線會平行的射出去，利用數(shù)學公式是可以證明的，從光學設(shè)計軟件Photopia里也會很直觀的得到這個結(jié)果。其實也并不是一段簡簡單單的標準曲線就可做好一個燈罩的，簡單的一段標準曲線常常會導致一些斑點和條紋

4、出現(xiàn)，因為光線的分配得不到應有的補償，多曲面組成的一個近似某類形狀能夠較好的克服這個缺點。3結(jié)合燈罩所匹配的燈具結(jié)構(gòu)尺寸和安裝方法，確定燈罩的基本尺寸、沖孔位置和材料厚度結(jié)合燈罩所匹配的燈具結(jié)構(gòu)尺寸和安裝方法，確定燈罩的基本尺寸、沖孔位置和材料厚度燈罩往往是根據(jù)已有燈具結(jié)構(gòu)及市場需要的規(guī)格尺寸要求設(shè)計，這些要求決定了燈罩的最大的高度和直徑，固定方式和安裝光源方式?jīng)Q定了燈罩沖孔尺寸，結(jié)合燈罩的高度、直徑、沖孔方式和需要的強度，就決定了材料

5、的厚度。燈罩口徑過小或高度過高都就會影響了燈罩的配光曲線，特別是在設(shè)計寬角度燈罩時，影響究竟多大，可通過相關(guān)的數(shù)學和物理公式計算出來，如在某曲面上作法線，反射角等于入射角。有時理論需要的東西不一定在實際中能夠做出來。燈罩相對光源的尺寸和匹配光源類型，也是必須考慮的，因為這將影響到眩光控制和配光曲線的問題。不同光分布的光源安裝在同一反射器中，反射的光線分布即不同，同一光源安裝在不同的反射器中，反射光線分布也各不相同，在燈具中小光源放置的位

6、置要比大光源嚴格得多。4確定燈罩基本尺寸參數(shù)后，把參數(shù)代入光學軟件確定燈罩基本尺寸參數(shù)后，把參數(shù)代入光學軟件Photopia進行模擬進行模擬燈罩的大體尺寸已經(jīng)確定了，把相關(guān)已確定的參數(shù)輸入到光學設(shè)計軟件Photopia里，調(diào)出需要安裝的光源，光源中心設(shè)置在軟件坐標軸的零點位置上，有著良好的配光曲線的反射器，光源發(fā)光點離燈罩設(shè)計的焦點約有偏差，應對配光曲線的影響不大，因為燈罩在裝配時不可能沒有偏差。設(shè)計燈罩的剖面曲線（母線），這時在Pho

7、topia里得到的燈罩形狀和配光曲線也許會與要求不符，如最大直徑偏大了、高度偏高了或配光曲線達不到要求，利用軟件里的微調(diào)參數(shù)調(diào)節(jié)燈罩的尺寸、反射光線的分布等。燈罩形狀的改變，反射光線也跟著改變。耐心的調(diào)試，在軟件從圖中可知：燈罩的光束角(10%):H:110Deg[5555]V:110Deg[5555]5用DWG格式導出曲線，在格式導出曲線，在3D軟件（軟件（CAD、ProE或SolidWks等）中精確修改，在等）中精確修改，在此曲線的

8、基礎(chǔ)上設(shè)計需要的燈罩此曲線的基礎(chǔ)上設(shè)計需要的燈罩在不影響這段理想的曲線情況下，可能對曲線做些小修改，變成我們所需要的精確尺寸，利用這段弧旋轉(zhuǎn)成需要的三唯立體圖，根據(jù)燈具已有的結(jié)構(gòu)設(shè)計燈罩的沖孔、翻邊等事項，這些問題在3D軟件里處理起來比在Photopia要快得多，特別是一些復雜的反射器，更是如此。這時候，我們并沒有完成對它的設(shè)計，把它存為STL文件格式。6在Photopia里輸入燈罩的里輸入燈罩的STL格式，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，結(jié)果與一次的模

9、擬數(shù)據(jù)進行對比格式，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，結(jié)果與一次的模擬數(shù)據(jù)進行對比在Photopia里輸入燈罩的STL格式和輸入安裝的光源，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，讓光源中心設(shè)置在軟件坐標軸的零點位置上，這時燈罩的曲線在Photopia里是不能夠修改的，把燈罩的原設(shè)計焦點與光源的發(fā)光點重合，設(shè)置與第一次照射的平面距離和反射罩的反射率，這時會發(fā)現(xiàn)與先做的模擬數(shù)據(jù)有些不同。如圖二：3D軟件設(shè)計好的燈罩在Photopia模擬的效果圖從圖中可知：燈罩的光束角(10%):H: