[發明專利]一種具有非平滑曲線的直下式背光透鏡

在審

• 申請號: 201710852912.5
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107816701A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 羅滔;王鋼
• 申請（專利權）人: 佛山市中山大學研究院;中山大學
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;G02B3/00;G06F17/17;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司44302
• 代理人: 李唐明,頓海舟

1.一種具有非平滑曲線的直下式背光透鏡，該透鏡為旋轉對稱體，該透鏡包括底面、入射面和出射面，光線自入射面射入透鏡內，自出射面射出透明外；其特征在于，該旋轉對稱體的對稱軸為光軸Z，穿過Z軸的截面沿Z軸的一側與入射面的相交線為入射曲線C1，與出射面的相交線為出射曲線C2；

以Z軸為Y軸建立直角坐標系，X軸位于截面上，則C1和C2中至少有一條曲線是按以下方式生成：

1)給定一平滑曲線C,該曲線C滿足函數y＝C(x)，且其二階導數為連續函數；

2)在曲線C上等間隔取N個點，這些點的坐標為：

y_i＝C(x_i)，(i＝1,2,…，N)，

其中x＝0時的點為第一個點，最后一個點為第N個點；

3)將第奇數個點向上移動一個偏移量du，這些奇數點的坐標為：

y_{i_1}＝C(x)+du₁；

將第偶數個點向下移動相同的偏移量du，這些偶數點的坐標為：

y_{i_2}＝C(x)-du₂；

經過位移的這些點的新坐標函數為y_i＝Cj(x)，其中y_i為第i個點的縱坐標；

4)用平滑連接方式逐段連接各點，形成新曲線y＝Cj(x)，即C1或/和C2。

2.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述步驟4)中，一種平滑連接的方式為，任意一個點的前段連接的曲線導數與后段連接的曲線導數相等。

3.根據權利要求2所述的透鏡，其特征在于，所述曲線y＝Cj(x)的二階導數在xi處不連續。

4.根據權利要求3所述的透鏡，其特征在于，當C1為y＝Cj(x)時，C1上任意點與坐標原點的直線，與Y軸的夾角為α1，與原點的距離為R1，則，在α1＜π/3的范圍內，R1隨α1單調遞減。

5.根據權利要求3所述的透鏡，其特征在于，當C2為y＝Cj(x)時，C2上任意點與坐標原點的直線，與Y軸的夾角為α2，與原點的距離為R2，則，在α2＜π/3的范圍內，R2隨α2單調遞減。

6.根據權利要求5所述的透鏡，其特征在于，若透鏡折射率為n，則相對于α2的增量Δα2的R2的增量ΔR₂，有如下關系：

ΔR2/(R2·Δα2)<1/n2-1.]]>

7.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述步驟4)中，所述平滑連接方式，為余弦擬合連接、多項式擬合連接或B-spline擬合連接。

8.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，du₁和du₂的絕對值與C2最后一個點的橫坐標x_N的比值，均不大于0.001。

9.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，du₁＝du₂＞0。

10.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，du₁＝du₂＜0。