一种用于LED准直的自由曲面透镜的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于LED准直的自由曲面透镜的制作方法。它包括折射面S1，反射面S2，圆柱面S3，出射面S4，折射面S1和反射面S2通过圆柱面S3相连，出射面S4即为反射面S2较大的圆形出口，将计算获得的折射面S1、反射面S2、圆柱面S3和出射面S4数据输入3D建模软件建立模型，将该模型导入五轴机床即可加工成型。光源发出的光线经过折射面S1的折射和反射面S2的全内反射，以平行光的形式从出射面S4出射；该透镜为全内反射型结构，并且关于z坐标轴旋转对称，光线收集半角为90°。本发明专利技术制作过程简单，结构紧凑易加工，准直效果好，能量利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学器件领域，尤其是涉及一种用于LED准直的自由曲面透镜的制作方法。
技术介绍
相对于传统光源，LED具有寿命长、功耗低、结构紧凑、设计灵活等优点，随着近年来LED光效的节节攀升，其应用也越来越广泛。一般地，LED的出射光强呈近朗伯分布，在很多应用中需要将LED光线进行准直(如内窥镜照明等)，因此需借助二次光学设计来重新分配LED出光。相比较球面，自由曲面以其更高的设计自由度已成为LED 二次光学设计的首选。实现LED准直照明的自由曲面设计主要采用偏微分程的方法。对于准直照明来说，偏微分程方法通常是采用理想点光源，根据入射光线、出射光线及对应的曲面法矢三者之间的关系构建出曲面所满足的一组常微分方程，并借助数值求解及三维建模构建曲面。为了获得更高的能量利用率及较小的透镜出光角度，用于LED准直的透镜通常需要采用全内反射(TIR)结构，并由偏微分程方法分别求解折射曲面及全反射曲面。由于LED具有一定的尺寸，且相比较紧凑的曲面结构LED通常不能视为点光源，在实际应用时容易出现准直效果不好，扩散角相对较大等问题。为了解决这个问题，设计者通常会用增大透镜口径的方法以获取更好的准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于LED准直的自由曲面透镜的制作方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：设计出用于点光源准直的自由曲面透镜初始结构，该自由曲面透镜的折射面（S1）的面型由如下公式确定：反射面（S2）的面型由如下公式确定：其中，z为光线传播正方向z轴的坐标，ω为入射光线经折射面（S1）折射或反射面（S2）反射后对应光线与z轴的夹角，平行光即ω?=?0，h为光源离折射面（S1）顶点的距离，d为折射面顶点与坐标原点之间的距离，R1为透镜下端面的半口径，n为透镜折射率，θ为入射光线与z轴的夹角，对于折射面公式，θ的取值范围是[?0,?)；对于反射面公式，θ的取值范围是[，π/2]，其中是折射面所能收集光线的最大角...

【技术特征摘要】
1. 一种用于LED准直的自由曲面透镜的制作方法，其特征在于包括如下步骤步骤一设计出用...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑臻荣，刘鹏，吴仍茂，王会会，杨洋，李海峰，刘旭，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：