[發明專利]一種LED準直光學透鏡

有效

• 申請號: 201911330268.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111023042B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 陳云飛;汪洋;張艷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.一種LED準直光學透鏡，其特征在于：包括折射部分和反射部分，所述折射部分包括第一自由曲面(1)和第二自由曲面(2)，分別構成所述折射部分的入射面和出射面，所述反射部分包括圓臺面(3)、第三自由曲面(4)、第四自由曲面(5)和環面(6)，所述圓臺面(3)為所述反射部分的入射面，所述環面(6)為所述反射部分的出射面，所述圓臺面(3)與第一自由曲面(1)構成透鏡底部中心的空腔區域，LED視為點光源安裝于底部空腔內的0點處；以0點為原點建立直角坐標系X0Y，所述第一自由曲面(1)、第二自由曲面(2)、圓臺面(3)、第三自由曲面(4)、第四自由曲面(5)、環面(6)均以點光源0為中心，并且關于Y軸旋轉對稱，所述環面(6)的輪廓線B₀G與X軸平行，LED準直光學透鏡以α為分界角，將光線分成中間光線和邊緣光線分別進行配光，所述中間光線的發光角度小于α，由0點發出，經過第一自由曲面(1)折射后，再經過第二自由曲面(2)折射后實現準直；所述邊緣光線的發光角度大于α，由0點發出，經過圓臺面(3)折射后，先后經過第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)的反射，最后經環面(6)出射實現準直。

2.根據權利要求1所述的一種LED準直光學透鏡，所述反射部分的第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)形狀由如下方法確定：

首先對(α，90°)角度區間進行等分，再根據能量守恒定律建立光線發光角度θ_j(α≤θ_j≤90°)與通過透鏡后到達目標區域半徑r_j的映射關系，然后運用Snell定律建立自由曲線上相鄰兩點坐標的迭代關系，最后通過給定初始參數和迭代關系式求出自由曲面輪廓線上各點的離散坐標，

所述折射部分的第一自由曲面(1)和第二自由曲面(2)形狀采用與上述同樣的方法確定。

3.根據權利要求1所述的一種LED準直光學透鏡，其特征在于，第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)的外側均鍍有一層反射膜。

4.根據權利要求1所述的一種LED準直光學透鏡，其特征在于，該透鏡由透明材料制成，透明材料為PMMA或PC或光學玻璃。