[發明專利]一種配光透鏡的形成方法和直下式LED背光源裝置

有效

• 申請號: 202011185314.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112198660B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 馬冬林;朱正波;韋信宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02F1/13357
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種配光透鏡的形成方法，其特征在于，所述配光透鏡應用于直下式LED背光源裝置，所述方法包括：

S1：以坐標點A₀(0,h)作為第一曲線的起始點，利用公式計算所述第一曲線下一點A_i(x_i,z_i)；

其中，h為所述配光透鏡上表面中心凹面的設定高度，N₀為A₀處的法向量，N_i-1為點A_i-1(x_i-1,z_i-1)處的法向量，θ_i為光源發光的第一角度區間[0,θ₁]的各個等分，R₁為所述第一角度區間內的光到達所述配光透鏡上側擴散板的最遠位置，H為所述擴散板高度；

S2：當步驟S1中θ_i＝θ₁時，將得到的點云A_i(x_i,z_i)擬合成所述第一曲線，并將所述第一曲線旋轉360°得到所述配光透鏡上表面的中心凹面；

S3：以光源為焦點，基于所述焦點和所述第一曲線的邊緣點獲取拋物線L；截取所述拋物線L的部分曲線，將所述部分曲線旋轉360°得到所述配光透鏡上表面的中間反射凸面；

S4：以B₀(b,0)為第二曲線的起始點，利用計算所述第二曲線下一點B_j(x_j,z_j)；N_j-1為點B_j-1(x_j-1,z_j-1)處的法向量；θ_j為光源發光的第二角度區間[θ₁,θ₂]上的各等分，B₀為光源發出出射角為θ₁的光線經所述上表面的中心凹面端點反射到下表面上的點；θ₂為光源發出光與光軸的夾角；

S5：當步驟S4中θ_j＝θ₂時，將得到的點云B_j(x_j,z_j)擬合成所述第二曲線，并將所述第二曲線旋轉360°得到所述配光透鏡下表面邊緣的反射凸面。

2.如權利要求1所述的配光透鏡的形成方法，其特征在于，所述S3中截取所述拋物線L的部分曲線，包括：

將所述第一曲線的邊緣點作為所述部分曲線的左端點；

將從光源發出與光軸夾角為θ₂的光線與所述拋物線的交點作為所述部分曲線的右端點；

光軸定義為垂直于光源中心的直線，也即透鏡的中心軸線；

基于所述左端點和所述右端點截取部分所述拋物線L得到所述部分曲線。

3.如權利要求1所述的配光透鏡的形成方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

S401：將所述第二角度區間[θ₁,θ₂]均分，用θ_j表示，光源發出與光軸夾角為θ₂的光到達所述擴散板時的最遠位置距離光軸距離為R₂；所述光線經上表面中心反射面的端點反射到點B₀(b,0)處，B₀為反射光線與z＝0平面的交點；

S402：利用費馬原理求得所述光線經過點B₀(b,0)與點D₀(R₁,H)時與上表面邊緣平面部分的交點C₀，利用反射定律求出點B₀處的法向量N₀；

S403：利用計算所述第二曲線下一點B_j(x_j,z_j)；

其中，利用費馬原理求得所述光線經過點B_j與點D_j(R₂sinθ_j/sinθ₂,H)時與上表面邊緣平面部分的交點C_j，利用反射定律求出點B_j處的法向量N_j。