[发明专利]一种LED准直光学透镜

权利要求书

1.一种LED准直光学透镜，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)，分别构成所述折射部分的入射面和出射面，所述反射部分包括圆台面(3)、第三自由曲面(4)、第四自由曲面(5)和环面(6)，所述圆台面(3)为所述反射部分的入射面，所述环面(6)为所述反射部分的出射面，所述圆台面(3)与第一自由曲面(1)构成透镜底部中心的空腔区域，LED视为点光源安装于底部空腔内的0点处；以0点为原点建立直角坐标系X0Y，所述第一自由曲面(1)、第二自由曲面(2)、圆台面(3)、第三自由曲面(4)、第四自由曲面(5)、环面(6)均以点光源0为中心，并且关于Y轴旋转对称，所述环面(6)的轮廓线B₀G与X轴平行，LED准直光学透镜以α为分界角，将光线分成中间光线和边缘光线分别进行配光，所述中间光线的发光角度小于α，由0点发出，经过第一自由曲面(1)折射后，再经过第二自由曲面(2)折射后实现准直；所述边缘光线的发光角度大于α，由0点发出，经过圆台面(3)折射后，先后经过第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)的反射，最后经环面(6)出射实现准直。

2.根据权利要求1所述的一种LED准直光学透镜，所述反射部分的第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)形状由如下方法确定：

首先对(α，90°)角度区间进行等分，再根据能量守恒定律建立光线发光角度θ_j(α≤θ_j≤90°)与通过透镜后到达目标区域半径r_j的映射关系，然后运用Snell定律建立自由曲线上相邻两点坐标的迭代关系，最后通过给定初始参数和迭代关系式求出自由曲面轮廓线上各点的离散坐标，

所述折射部分的第一自由曲面(1)和第二自由曲面(2)形状采用与上述同样的方法确定。

3.根据权利要求1所述的一种LED准直光学透镜，其特征在于，第三自由曲面(4)和第四自由曲面(5)的外侧均镀有一层反射膜。

4.根据权利要求1所述的一种LED准直光学透镜，其特征在于，该透镜由透明材料制成，透明材料为PMMA或PC或光学玻璃。