[发明专利]60度光束角透镜结构的生成方法

说明书

本申请涉及一种60度光束角透镜结构的生成方法，通过设定满足60度光束角的折射场景，并将折射场景和平面直角坐标系耦合，通过求解常微分方程可以得到透镜结构曲面的母线。通过将透镜结构曲面的母线在平面直角坐标系中绕Y轴旋转360度形成曲面，以及将曲面与X轴所包围形成封闭几何体，使得60度光束角透镜结构最终得以生成，最终得到的60度光束角透镜结构的结构简单，组装简单，成本低。

技术领域

本申请涉及透镜技术领域，特别是涉及一种60度光束角透镜结构的生成方法。

背景技术

线条灯是用于勾勒建筑轮廓的设备，通常具有较多的灯珠和较小的尺寸，并且对出光角度也有一定的要求，因此在线条灯中设置透镜能够有效满足线条灯的出光角度。传统能进行60度配光的线条灯透镜一般结构较为复杂，导致透镜设计成本和生产成本较高，投入使用时组装也比较困难。

发明内容

基于此，有必要针对传统60度光束角透镜结构较为复杂，导致透镜设计成本和生产成本较高，投入使用时组装也比较困难的问题，提供一种60度光束角透镜结构的生成方法。

本申请提供一种60度光束角透镜结构的生成方法，所述60度光束角透镜结构应用于线条灯，所述60度光束角透镜结构的生成方法包括：

设定一个折射场景；所述折射场景包括点光源、曲面和目标水平面，所述曲面的两侧分别为第一介质和第二介质，所述点光源处于所述第一介质中，所述目标水平面处于所述第二介质中，由所述点光源为端点出发的多条射线在所述曲面上发生折射，射向所述目标水平面并在所述目标水平面上形成圆形光斑；所述圆形光斑的半径L为577毫米，所述点光源与所述目标水平面的直线距离H为1000毫米；

以所述点光源为坐标原点构建平面直角坐标系，进而将所述折射场景与平面直角坐标系耦合；

设定每条以点光源为端点出发的射线与曲面相交的交点为折射点，设定折射点与点光源的直线距离为r，设定每条以点光源为端点出发的射线与Y轴的夹角为θ，依据公式1计算得到多个折射点数据组(θ，r)，每一个θ与一个r对应；

其中，r为折射点与点光源的直线距离，θ为以点光源为端点出发的射线与Y轴的夹角，H为点光源与所述目标水平面的直线距离，L为圆形光斑的半径，n₁为第一介质的折射率，n₂为第二介质的折射率；

将每一个折射点数据组(θ，r)转化为一个处于平面直角坐标系中的坐标点，得到多个折射点坐标点；

用平滑的曲线将所述多个折射点坐标点顺次连接，生成一条曲线，将该曲线设置为透镜结构的母线；

以Y轴为旋转轴，将所述透镜结构的母线绕Y轴旋转360度形成的曲面与X轴所包围构成的封闭几何体作为60度光束角透镜结构，所述60度光束角透镜结构包括一个透镜曲面和一个圆形的透镜底面。

进一步地，依据公式1计算得到多个折射点数据组(θ，r)，包括：

设定每条以点光源为端点出发的射线与曲面相交的交点为折射点，设定折射点与点光源的直线距离为r，设定每条以点光源为端点出发的射线与Y轴的夹角为θ，依据所述折射场景构建常微分方程，所述常微分方程表示为公式1；

其中，r为折射点与点光源的直线距离，θ为以点光源为端点出发的射线与Y轴的夹角，H为点光源与所述目标水平面的直线距离，L为圆形光斑的半径，n₁为第一介质的折射率，n₂为第二介质的折射率；

将H等于1000毫米，L等于577毫米带入公式1中的常微分方程，并采用龙格-库塔算法求解公式1中的常微分方程，得到多个折射点数据组(θ，r)，每一个θ与一个r对应。