[實用新型]均勻色溫的雙自由曲面透鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720889083.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN207962520U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 王洪;葛鵬;王翔
• 申請（專利權(quán)）人: 中山市華南理工大學現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術研究院
• 主分類號: F21S41/25
• 分類號: F21S41/25;F21V5/04;G02B27/00;F21W102/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.均勻色溫的雙自由曲面透鏡，其特征在于包括入射自由曲面、出射自由曲面和側(cè)邊連接面；側(cè)邊連接面為連接入射自由曲面及出射自由曲面的側(cè)壁；入射自由曲面、出射自由曲面的形狀確定如下：定義配光角度θ_θ為折反射定律：

中法向量與出射向量的夾角，控制θ_θ為定值θ_k來實現(xiàn)色溫均勻，固定配光角度即固定與的夾角，n為透鏡折射率，由向量關系式得

以任一截面自由曲線為例，定義出射面其中一點的坐標為(x1,y1),入射面的其中一點坐標為(x2,y2).則由點坐標關系得出為照明面距離，根據(jù)相關標準設定，R為光源角度α由能量對應關系得出的照明面上點離中心的距離；則通過上式子反求出最后求出得第一組方程；

在入射面建立折反射關系式：

建立第二方程組，進行迭代進而得出待確定的雙自由曲面，將得出的自由曲線在三維繪圖軟件中繪成三維實體形狀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻色溫的雙自由曲面透鏡，其特征在于所述配光角度為自由曲面任一點法向量與出射向量的夾角，表現(xiàn)為自由曲面的曲度，能控制出射面的屈光角度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻色溫的雙自由曲面透鏡，其特征在于所述能量對應關系，對于汽車遠光燈，設定其目標照明區(qū)域是橢圓形，定義其長軸a，短軸為b；光源的總光通量為Q，中心光強為I0；定義光源為朗伯型，坐標系中θ為出射光線在XOY平面上的投影與X軸的夾角，為出射光線與Z軸正方向的夾角；對光源的立體角進行離散化，把等分成i份，對于每一個都將θ等分成j份，形成一系列角度環(huán)帶區(qū)域，這樣就得到了和θ(i，j)的數(shù)組；

每一份角內(nèi)的每一份θ角內(nèi)光源的光通量為：

利用能量守恒定律將目標照明區(qū)域進行環(huán)帶劃分，

對應于光源立體角的環(huán)帶劃分方式，照明面的直角坐標也相應的劃分為橢圓形環(huán)帶區(qū)域，橢圓長半軸a，短半軸b分別在x，y方向上分成i份，形成的橢圓可以表示為：

x＝a_icosα

y＝b_icosα

式中，ai表示等分后長半軸a的第i份，bi表示等分后短半軸b的第i份，α的取值范圍為0～2π；

對于每一個i，都將α分成j份，在接收屏直角坐標系中得到與光源立體角中θ(i)和數(shù)組一一對應的ai，bi，x(i，j)和y(i，j)數(shù)組；

對于自由曲面，在目標照明區(qū)域上，每一份θ角所對應的是部分橢圓圍成的環(huán)帶區(qū)域，該環(huán)帶區(qū)域的總能量為：

式中，S(x(i，j)，y(i，j))表示水平線下方的部分橢圓環(huán)帶區(qū)域面積函數(shù)，u表示橢圓長半軸，v取表示橢圓短半軸，與其對應的α的取值范圍為π～2π，δ(k)表示照度值，根據(jù)國標GB25991 2010遠光燈的照明面上區(qū)域的照度值預設照度E，結(jié)合δ(k)函數(shù)用來控制接收屏上指定區(qū)域的照度值大小，用以形成預定的照度分布，對于照明面上的不同區(qū)域有

從光源發(fā)出的光全部投射到照明面上，則環(huán)帶區(qū)域與光源立體角間由能量守恒定律：

E_total＝E_l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻色溫的雙自由曲面透鏡，其特征在所述雙自由曲面透鏡的光學材料采用PC或PMMA或光學玻璃。