[發明專利]一種非對稱透鏡和燈具及其設計方法

有效

• 申請號: 201911261315.0
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110953556B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 周立樹;黃曉智
• 申請（專利權）人: 深圳市孔明科技有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;G06F30/20;G06F30/17;F21Y115/10
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 謝冰

本發明提出一種非對稱透鏡和燈具及其設計方法。一種非對稱透鏡包括透鏡基座(1)，透鏡本體(10)；在透鏡基座(1)上平行設置有多個長條形的透鏡(10)；透鏡本體(10)包括外表面和內表面；透鏡的外表面形成凸起部，透鏡的內表面形成凹陷部。本發明的透鏡采用曲面+平面及反光平面的組合設計，本發明透鏡專注于單一方向的照明設計，由內側近光源的曲面將光聚攏并偏成一定角度，內側垂直平面及折射反光面阻擋光源另一側的光，再由外側曲面進一步聚攏光線加上折射平面將光線偏成我們需要的角度，增加了單位面積的照度。采用本發明的非對稱透鏡沒有光源與透鏡需嚴格對齊的限制，增加光源僅需要在條狀透鏡本體內完成，設計自由度高。

技術領域

本發明涉及照明技術領域，尤其涉及一種非對稱透鏡和燈具及其設計方法。

技術背景

LED(發光二極管)燈具有高效低耗、節能環保、壽命長等特點，越來越受到世界各國的重視。LED吸頂燈是以LED為光源，以吸附或嵌入方式安裝于天花板或者墻壁上，是現今常用的室內(如家庭、辦公室、娛樂場所等)照明燈具。相較于傳統照明燈具具有節能、低碳、長壽、顯色性好、響應速度快等優點。目前現有技術中的LED光源在實際使用過程中需要為其設計一個光學透鏡作為燈罩以滿足均勻照明或特定方向上的非對稱照明。例如，市面上應用較多的LED均勻燈具透鏡主要采用兩種類型：一種是多片非球面型，這種結構雖然照度均勻度較高，但是會增加光學系統的復雜度和裝配的難度；另一種是單片非球面型，這種結構雖然光學復雜度低，但是此種結構的光源和透鏡的分布是一一對應的。當光源數量改變，例如排布密度發生變化，原有的透鏡將無法再使用。且光源與透鏡封裝在一起，光源的熱量直接作用于透鏡上不易散發，影響燈具的壽命。現有技術中亟需提供一種能夠實現特定方向照明的低光損，高耐久性的非對稱透鏡。

發明內容

為了實現一種特定方向的非對稱照明和高耐久性的非對稱透鏡和燈具及其設計方法，本申請實施例提供的技術方案如下：

一種非對稱透鏡，包括透鏡基座1，透鏡本體10。在透鏡基座1上平行設置有多個長條形的透鏡本體10。透鏡本體10包括外表面和內表面。透鏡本體的外表面形成凸起部，透鏡本體的內表面形成凹陷部。

一種采用非對稱透鏡的燈具，包括非對稱透鏡1扣設在鋁基板3上，非對稱透鏡1上的透鏡本體10在鋁基板3上的投影區域設置有光源2。

一種非對稱透鏡的設計方法，包括：

S1、使用CREO建模軟件，制作出結構和功能符合需求的三維模型；

S2、將步驟S1中的三維模型導入TracePro光線模擬軟件，通過TracePro光線模擬軟件對所設計的三維模型結構進行仿真，通過對模擬結果的分析，反復調整內外側曲面及平面的數據，實現所需的角度及光型，并通過改變條狀透鏡本體(10)之間的間距，確定最優的光源數目；

S3、導出優化后的三維模型圖紙進行一體化注塑成型；

S4、根據照射強度的需要調整長條形的透鏡本體(10)長度方向上的光源數量，將透鏡基座(1)和鋁基板(3)組裝在一起。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明的透鏡采用曲面+平面及反光平面的組合設計，本發明透鏡專注于單一方向的照明設計，由內側近光源的曲面將光聚攏并偏成一定角度，內側垂直平面及折射反光面阻擋光源另一側的光，再由外側曲面進一步聚攏光線加上折射平面將光線偏成我們需要的角度，增加了單位面積的照度。由此設計出非對稱透鏡，實現向特定方向的非對稱照明。同時我們采用長條形的透鏡分布，對比傳統透鏡的單顆設計，節約了空間，減少了多余的折射，減少了光損，提高了照明的效率。同時，采用長條形透鏡方案的設計解除了傳統單顆發光部位透鏡對于光源數量的限制，即現在通過這款透鏡我們能實現所需要的非對稱配光以及更高的光效，沒有光源與透鏡需嚴格對齊的限制，增加光源僅需要在條狀透鏡本體內完成，設計自由度高。

附圖說明

圖1為本發明的非對稱透鏡的正視圖；