[實用新型]用于紫外LED準直的透鏡

有效

• 申請號: 201220704077.3
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN202993059U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 尹韶云;孫秀輝;杜春雷;史浩飛
• 申請（專利權）人: 重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 周維鋒

1.用于紫外LED準直的透鏡，包括第一自由曲面(1)和全反射自由曲面(2)，所述第一自由曲面(1)和全反射自由曲面(2)為以光軸為軸心的回轉體，其特征在于，全反射自由曲面(2)的開口沿光軸出射方向逐漸增大；所述第一自由曲面(1)設置在全反射自由曲面(2)的內部，所述第一自由曲面(1)沿光軸方向凸出；所述第一自由曲面(1)用于對靠近光軸區域的光線進行折射，使得光線能夠平行于光軸射出；所述全反射自由曲面(2)用于對遠離光軸區域的光線進行反射，使得光線能夠平行于光軸射出。

2.根據權利要求1所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，還包括與光軸相平行的筒形連接面(3)和與光軸相垂直的環形出射面(4)，所述筒形連接面(3)的一端沿光軸伸入至全反射自由曲面(2)的內部并與第一自由曲面(1)的外邊緣連接，所述筒形連接面(3)的另一端與環形出射面(4)的內邊緣連接；所述環形出射面(4)的外邊緣與全反射自由曲面(2)的大端開口邊緣連接。

3.根據權利要求2所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，還包括沿光軸方向內凹的第二自由曲面(5)，所述第二自由曲面(5)的外邊緣與全反射自由曲面(2)的內邊緣相連接。

4.根據權利要求3所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，所述第二自由曲面(5)通過過渡平面(6)與全反射自由曲面(2)相連接，所述過渡平面(6)與光軸相垂直，過渡平面(6)的外圍尺寸與全反射自由曲面(2)的底部尺寸相等。

5.根據權利要求4所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，所述的透鏡由光學石英材料制成。

6.根據權利要求5所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，所述第一自由曲面(1)的外圍尺寸r₁滿足如下關系：

r₁/h₁＝r₂/h₂

其中，h₁為第一自由曲面(1)底部距離整體透鏡底部平面的高度，r₂為全反射自由曲面(2)頂部的外圍尺寸，h₂為其距離整體透鏡底部平面的高度。

7.根據權利要求6所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于，所述第一自由曲面(1)和全反射自由曲面(2)的計算均采用矢量Snell定律，其表達式如下：

Out→-nIn→=|Out→-nIn→|N→]]>

在第一自由曲面(1)的計算過程中，n取值為透鏡材料石英在紫外波段的折射率；在全反射自由曲面(2)的計算過程中，n取值為-1；在計算第一自由曲面(1)與全反射自由曲面(2)的過程中，入射光線表示為其中，θ、為入射光線在極坐標系統下的夾角，而作為準直透鏡，其出射光線表示為為自由曲面在光線入射點處的法線矢量。

8.根據權利要求7所述的用于紫外LED準直的透鏡，其特征在于：所述透鏡的棱邊處設置有圓角倒角或直接倒角。