准直透镜及准直透镜设计方法技术

本发明专利技术公开一种准直透镜及准直透镜设计方法。准直透镜为旋转对称结构，光源中心设置在透镜旋转对称轴上，包括全内反射自由曲面组、低角度自由曲面组和高角度自由曲面组，光源发出的低角度入射光束经过低角度自由曲面组折射后准直射出；光源发出的高角度入射光束经过高角度自由曲面组折射准直射出以对准直透镜的光输出补偿。本申请通过构建高低角度入射光束对应的自由曲面对准直透镜中全内反射部分的光输出进行补偿，使得高低角度部分和全内反射部分两部分光到达目标照明区域时，光斑完整且均匀，同时通过构建高低角度入射光束对应的自由曲面，使整体透镜具有更多的自由度以及具有良好的光学性能。及具有良好的光学性能。及具有良好的光学性能。

【技术实现步骤摘要】
准直透镜及准直透镜设计方法


[0001]本专利技术涉及透镜
，尤其涉及一种准直透镜及准直透镜设计方法。

技术介绍

[0002]市面上的准直透镜有很多，包括球面的和非球面的。通常利用多片透镜组成的镜组来准直光斑，不仅结构复杂，而且效率低。近年来，自由曲面透镜的使用相比于普通透镜，可以在一定程度上减少透镜的数量，但目前常用的自由曲面透镜通常只具有一个或者两个自由曲面，自由度较低，不能实现很好的光学效果。
[0003]目前，研究人员已经成功设计出多种基于LED光源的自由曲面准直透镜。主要包括两种类型，一种是全内反射(TIR：Total internal reflection)式准直透镜，另一种是透射式准直透镜。但这些自由曲面准直透镜只有一个或者两个自由曲面，其光学性能相对受限。例如，由于LED光源是发散角较大的朗伯光源，当LED通过上述准直透镜时，光强分布近似高斯分布，大部分能量集中在照射区域的中心，产生明显的眩光。因而需要一种能够对光线进行合理分布调控的准直透镜。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足之处，本专本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.准直透镜，其特征在于：所述准直透镜为旋转对称结构，光源中心设置在透镜旋转对称轴上，该准直透镜的全部面均为自由曲面，包括低角度自由曲面组，设置成用于将光源发出的与光源的光轴夹角角度在0
°
至第一角度的入射光束折射后准直射出；高角度自由曲面组，设置成用于将光源发出的与光源的光轴夹角角度在第二角度至90
°
的入射光束折射后准直射出，所述第二角度大于第一角度；全内反射自由曲面组，设置成用于将光源发出的与光源的光轴夹角角度在第一角度至第二角度的入射光束折射后准直射出。2.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于：所述低角度自由曲面组包括第二入射曲面(1)和第二出射曲面(6)，光源发出的低角度入射光束经过第二入射曲面(1)射入透镜内并经过第二出射曲面(6)准直射出，所述第一角度为30
°
。3.根据权利要求2所述的准直透镜，其特征在于：所述全内反射自由曲面组包括第一入射曲面(2)、第二反射曲面(5)和第一出射曲面(7)，光源发出的入射光束经第一入射曲面(2)射入透镜内并经过第二反射曲面(5)折射，再从第一出射曲面(7)准直射出。4.根据权利要求3所述的准直透镜，其特征在于：光源发出的入射光束反射至第一出射曲面(7)上的位置随着入射光束与光源的光轴夹角角度降低而从第一出射曲面(7)上与第二出射曲面(6)的交界位置开始逐渐远离第二出射曲面(6)。5.根据权利要求1所述的准直透镜，其特征在于：所述高角度自由曲面组包括第三入射曲面(3)和第一反射曲面(4)，光源发出的高角度入射光束经过第三入射曲面(3)射入透镜内并经过第一反射曲面(4)折射，再从第一出射曲面(7)和/或第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志清，李鸿，邢景超，夏智锋，古志良，许毅钦，陈志涛，赵维，
申请(专利权)人：广东省科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：