[發明專利]一種形成環狀光暈的方法

有效

• 申請號: 201510321192.0
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104930464B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 梁培;王璟;陳超;杜罡
• 申請（專利權）人: 橫店集團得邦照明股份有限公司
• 主分類號: F21V13/00
• 分類號: F21V13/00;F21V5/04;F21V1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 張金剛

技術領域

本發明涉及透鏡技術，具體來說是一種形成環狀光暈的方法。

背景技術

普通透鏡對光的折射只能產生一般效果，光的均勻分布性不好。為了增強光分散的均勻性，需要使用多個透鏡，并且可以將多個透鏡在同一平面內連接為一體構成聯體透鏡。通常的聯體透鏡相當于多個透鏡的簡單組合，雖然折射光分布的均勻程度有一定改善，但仍然出現光分布不均勻、光點明顯、邊界過于清晰等問題，不利于照明設備產生照度梯度分布但又漸變均勻的漫射光效果。照度梯度分布但又漸變均勻的漫射光效果常用于高級照明燈具的特種狀況照明，例如睡眠燈的催眠狀態照明。

發明內容

本發明的目的在于克服以上現有技術存在的不足，提供了一種可以制造出照度梯度分布但又漸變均勻的漫射光效果，使使用者感覺燈光舒適而慵懶，可用于睡眠燈的催眠狀態照明的形成環狀光暈的方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種形成環狀光暈的方法，包括如下步驟：

(a)光源發出平行光；

(b)平行光射入底部具有導光槽(5)的透鏡體(1)，透鏡體(1)為中部下凹結構，具有下凹低點(2)；

(c)在平行光射入透鏡體(1)同時，對未進入透鏡體(1)的平行光進行遮擋；

(d)使用屏幕或類似裝置將經過透鏡體(1)折射后的折射光線成像；

(e)在同一時間、同一幾何平面上，以同心圓周上均勻分布的方式，重復上述步驟(a)至(d)，形成多個經過透鏡體(1)折射而成的光斑，該多個光斑最終組成環狀光暈。

所述的步驟(e)重復次數不少于12次。

所述的步驟(b)中透鏡體(1)的橫截面為圓形、橢圓形、多邊形或棱向外側凸出彎曲的多邊形。

所述的步驟(e)中的同心圓周為一個以上；當所述的步驟(e)中的同心圓周為兩個以上時，每個同心圓周上重復步驟(e)不少于12次。

所述的步驟(e)中的同心圓周為一個以上；當所述的步驟(e)中的同心圓周為兩個以上時，每個同心圓周上重復步驟(e)24次。

所述的步驟(b)中的導光槽具有梯形橫截面。

所述的步驟(c)中采用遮光板(3)對平行光進行遮擋。

所述的遮光板(3)采用圓盤狀遮光板。

所述的遮光板朝向透鏡體的底面一側帶有光反射層。

所述的步驟(b)中的下凹低點到透鏡底面的距離，與透鏡體最高點到透鏡底面的距離之比為1:2至1:5。

本發明的實現原理：采用具有下凹低點的透鏡體，可以使點光源產生的光線折射后，產生邊緣模糊的光斑。該光斑實際上是一個小光環，具有內徑和外徑。每個透鏡體都將產生相應的光斑。將多個透鏡體聯接成為聯體透鏡，則可以產生由光斑組成的幾何形狀，例如一個或多個光環。在透鏡體足夠多的情況下，組合產生的光環將呈現出照度梯度分布但又漸變均勻的漫射光效果。

導光槽的作用在于增加光線的反射次數，從而進一步制造出柔和的漫射光效果，梯形的導光槽比其他形狀導光槽具有更好的增加反射次數的效果。遮光板的作用在于遮擋未經透鏡體折射過的光線，從而防止折射光線照度梯度漸變的效果受到影響。

單個透鏡體的幾何形狀設計方法如下:根據能量守恒定律，可得點光源和目標面上的照度關系的表達式：dR/dcita＝I0*cos(cita)*sin(cita)/R/E。

其中R的臨界值就是單個小光環內徑和外徑的大小。將R等分為N個值，則根據R的值即可得N個對應入射光線與光軸的夾角cita，再利用snell定律，可以算出相應點的法線向量以及該點的切線。如第一條入射光線的法向量是[0，1]，那么第二個點即為第二條入射光線與第一點的切線的交點，同時又可以求得第二點的法向量和它所處位置的切線，之后只需要不斷迭代擬合可得自由曲面的母線，旋轉可得單個透鏡體1的幾何形狀的3D模型。

本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

1、本發明可以制造出照度梯度分布但又漸變均勻的漫射光效果，使使用者感覺燈光舒適而慵懶，可用于睡眠燈的催眠狀態照明等特種照明環境。

2、本發明中的下凹低點到透鏡底面的距離，與透鏡體最高點到透鏡底面的距離之比為1:2至1:5，經實驗證明，使用效果好，有助于睡眠。

3、本發明中的透鏡體底部設置有導光槽，導光槽為縱橫交錯的槽狀溝，增加反光次數，提高利用率。

附圖說明

圖1為一種形成環狀光暈的方法的流程框圖；

圖2為本發明中單個透鏡體的結構示意圖；

圖3為本發明中單個透鏡體形成光斑的效果及沿X軸光分布圖；