CN106704867B - 一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明系提供一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，包括以下步骤：设置透镜为菲涅尔透镜，入射面设有菲涅尔纹路，出射面光滑；入射面设有n组菲涅尔纹路，n≧1；在入射面取一个旋转对称平面空间，并在旋转对称平面空间上设置平面直角坐标系x‑y；透镜中的菲涅尔纹路沿x轴或y轴成轴对称关系；取一组菲涅尔纹路，在旋转对称平面空间内的x轴方向上设置穿过有a条菲涅尔纹路，在旋转对称平面内的y轴方向上设置穿过有b条菲涅尔纹路，a>1，b>1，a、b均为整数；设置a≠b。本发明设置闪光灯透镜的纹路非旋转对称，形成的光斑在一个维度压缩或拉伸，能够与手机拍摄的矩形视场匹配，能有效提高能量的利用率。

Description

一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法
技术领域
本发明涉及闪光灯透镜领域，具体公开了一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法。
背景技术
LED的发光效率高、耗电量小、使用寿命长、安全，是一种环保可靠的光源，广泛应用于各个显示照明领域。手机是现代生活中必不可少的工具，融合了各种各样的功能，其中一个就是拍照功能，在光线不足的环境下拍照，需要有闪光灯的配合，手机闪光灯一般是LED芯片配合透镜使用。
现有的闪光灯透镜，包含一颗或多颗LED芯片，配合有圆形或方形的透镜，透镜一般都采用菲涅尔透镜，单颗LED上对应的纹路基本都是圆形的菲涅尔纹，最终形成的照明光斑都是接近圆形的对称光斑，而手机拍摄照片、影像大部分都是矩形的图像，在使用闪光灯配合使用手机拍摄功能时，如图1所示，闪光灯的照明范围大于摄像头的视场，导致闪光灯的光能利用率较低。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，使形成的光斑呈类矩形，形状能够与手机拍摄的视场匹配，光能的利用率高。
为解决现有技术问题，本发明公开一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法包括以下步骤：
A、设置透镜为菲涅尔透镜，入射面为设有菲涅尔纹路的凹凸面，出射面为光滑的平面；
B、入射面设有n组菲涅尔纹路，n≧1，n为整数；
C、在入射面取一个旋转对称平面空间，旋转对称平面空间的中心点与透镜的中心点重合，并在旋转对称平面空间上设置平面直角坐标系x-y；
D、平面直角坐标系x-y的原点与透镜的中心点重合，透镜中的菲涅尔纹路沿x轴或y轴成轴对称关系，菲涅尔纹路为连贯的纹路结构；
E、取一组菲涅尔纹路，在旋转对称平面空间内的x轴方向上设置穿过有a条菲涅尔纹路，在旋转对称平面内的y轴方向上设置穿过有b条菲涅尔纹路，a>1，b>1，a、b均为整数；
F、设置a≠b；
G、将透镜压缩后的光场方向与手机拍摄视场较窄的方向匹配设置，将透镜拉伸后的光场方向与手机拍摄视场较宽的方向匹配设置。
进一步的，步骤B中的n具体为偶数。
进一步的，步骤C中取一个旋转对称平面空间具体为取一个圆形的平面。
进一步的，步骤F具体为设置b>a。
进一步的，步骤G具体为：将透镜的x轴方向与手机拍摄视场中较宽的方向匹配设置，将透镜的y轴方向与手机拍摄视场中较窄的方向匹配设置。
本发明的有益效果为：本发明公开一种矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，设置闪光灯透镜的纹路非旋转对称，形成的光斑在一个维度压缩或拉伸，即能够形成非旋转对称的类矩形光斑，能够与手机拍摄的矩形视场匹配，使LED芯片的出射光多集中在有效照明区域中，能有效提高能量的利用率，光斑要达到同样的亮度和均匀性，只需要更小的功率，能够有效减少能量的损耗。
附图说明
图1为现有技术中形成的光斑与手机拍摄视场的关系示意图。
图2为现有技术中闪光灯形成的光斑示意图。
图3为本发明形成的光斑与手机拍摄视场的关系示意图。
图4为本发明形成的光斑示意图。
图5为本发明实施例一的结构示意图。
图6为本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参考图1至图6。
本发明公开一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，包括以下步骤：
A、设置透镜为菲涅尔透镜，入射面为设有菲涅尔纹路的凹凸面，菲涅尔纹路由若干个同心圆组成，出射面为光滑的平面；
B、入射面设有n组菲涅尔纹路，n≧1，n为整数；
C、在入射面取一个旋转对称平面空间，旋转对称平面空间的中心点与透镜的中心点重合，并在旋转对称平面空间上设置平面直角坐标系x-y，优选地，取一个旋转对称平面空间具体为取一个圆形的平面；
D、平面直角坐标系x-y的原点与透镜的中心点重合，透镜中的菲涅尔纹路沿x轴或y轴成轴对称关系，菲涅尔纹路为连贯的纹路结构；
E、取一组菲涅尔纹路，在旋转对称平面空间内的x轴方向上设置穿过有a条菲涅尔纹路，在旋转对称平面内的y轴方向上设置穿过有b条菲涅尔纹路，a>1，b>1，a、b均为整数；
F、设置a≠b；
G、将透镜压缩后的光场方向与手机拍摄视场较窄的方向匹配设置，将透镜拉伸后的光场方向与手机拍摄视场较宽的方向匹配设置。
实施例一，通过本发明的方法设计闪光灯透镜，设置闪光灯透镜为菲涅尔透镜，入射面为设有菲涅尔纹路的凹凸面，出射面为光滑的平面，在入射面内设置两组菲涅尔纹路，以整个透镜的中心点为圆心，取一个圆形的平面，并在平面上设置平面直角坐标系x-y，平面直角坐标系x-y的原点与透镜中心点重合，将两组菲涅尔纹路分别设置于y轴的左右两侧，沿x轴或y轴，透镜中的菲涅尔纹路都成轴对称关系；取平面直角坐标系x-y的一、四象限中的菲涅尔纹路组，x轴穿过的菲涅尔纹路为a条，y轴穿过的菲涅尔纹路为b条，b>a，整个透镜在x轴方向上被拉伸，在y轴方向上被压缩，将透镜的x轴方向与手机拍摄视场中较宽的方向匹配设置，将透镜的y轴方向与手机拍摄视场中较窄的方向匹配设置。
实施例二，通过本发明的方法设计闪光灯透镜，设置闪光灯透镜为菲涅尔透镜，入射面为设有菲涅尔纹路的凹凸面，出射面为光滑的平面，在入射面内设置一组菲涅尔纹路，以整个透镜的中心点为原点，取一个圆形的平面，并在平面上设置平面直角坐标系x-y，平面直角坐标系x-y的原点与透镜的中心点重合，设置菲涅尔纹路为一组同中心椭圆，同中心椭圆的中心点与透镜的中心点重合，同中心椭圆的两焦点都位于x轴上，沿x轴或y轴，透镜中的菲涅尔纹路都成轴对称关系；x轴穿过的菲涅尔纹路为a条，y轴穿过的菲涅尔纹路为b条，b>a，整个透镜在x轴方向上被拉伸，在y轴方向上被压缩，将透镜的x轴方向与手机拍摄视场中较宽的方向匹配设置，将透镜的y轴方向与手机拍摄视场中较窄的方向匹配设置。
本发明的一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，设置闪光灯透镜的纹路为非旋转对称，形成一个在某一维度上拉伸或压缩的光斑，即能够形成非旋转对称的类矩形光斑，能够有效与手机拍摄的矩形视场实现匹配，使从LED芯片中出射的光集中在手机拍摄的视场中，能够有效提高光能的利用率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，包括以下步骤：
A、设置透镜为菲涅尔透镜，入射面为设有菲涅尔纹路的凹凸面，出射面为光滑的平面；
B、入射面设有n组菲涅尔纹路，n≧1，n为整数；
其特征在于，还包括以下步骤：
C、在入射面取一个旋转对称平面空间，旋转对称平面空间的中心点与透镜的中心点重合，并在旋转对称平面空间上设置平面直角坐标系x-y；
D、平面直角坐标系x-y的原点与透镜的中心点重合，透镜中的菲涅尔纹路沿x轴或y轴成轴对称关系，菲涅尔纹路为连贯的纹路结构；
E、取一组菲涅尔纹路，在旋转对称平面空间内的x轴方向上设置穿过有a条菲涅尔纹路，在旋转对称平面内的y轴方向上设置穿过有b条菲涅尔纹路，a>1，b>1，a、b均为整数；
F、设置a≠b；
G、将透镜压缩后的光场方向与手机拍摄视场较窄的方向匹配设置，将透镜拉伸后的光场方向与手机拍摄视场较宽的方向匹配设置。
2.根据权利要求1所述的一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，其特征在于，步骤B中的n具体为偶数。
3.根据权利要求1所述的一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，其特征在于，步骤C中取一个旋转对称平面空间具体为取一个圆形平面。
4.根据权利要求1所述的一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，其特征在于，步骤F具体为设置b>a。
5.根据权利要求4所述的一种类矩形光斑的闪光灯透镜设计方法，其特征在于，步骤G具体为：将透镜的x轴方向与手机拍摄视场中较宽的方向匹配设置，将透镜的y轴方向与手机拍摄视场中较窄的方向匹配设置。
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