[实用新型]一种新型双自由曲面透镜及汽车车灯

权利要求书

1.一种新型双自由曲面透镜，其特征在于，所述透镜的后端面的截面为抛物线形状，在后端面的中心位置设置用于安装光源的空腔，所述空腔由一球面(2)、圆锥面(4)和内自由曲面(5)围成；所述球面(2)是以光源为球心，所述圆锥面(4)是以光源为顶点、以内自由曲面(5)收光角θ'为圆锥半顶角、且与所述球面(2)连接；所述内自由曲面(5)与圆锥面(4)衔接，所述透镜的前端面为外自由曲面(6)。

2.根据权利要求1所述的新型双自由曲面透镜，其特征在于，将目标照明屏幕的照明区域设定为以照明面中心点为中心的椭圆区域，设定椭圆区域的长短半轴分别为a、b，然后将该照明区域进行网格划分，沿径向化为n份，用a_i,b_i分别表示等分后长半轴a的第i份和短半轴b的第i份，其中0in，然后以照明面中心点为中心，分别以a_i,b_i为长半轴，短半轴画椭圆，则将照明区域划分为n份椭圆形环带区域；沿周向将α划分为m份，用α_j表示等分后α的第j份，其中0＜j＜m，在照明面上，以照明面中心点为端点，与X轴的夹角为α_j的射线束将每一份椭圆形环带区域再细分为m份；

设置常量E为预设照度值，结合变量k_i用来控制照明面上指定区域的照度值大小，则每个格子所需的照度值可以表示为：

设定小角度光线对其照度贡献与大角度光线对其照度贡献分别为q_i和1-q_i，其中0q_i1；E_b1为小于内自由曲面收光角θ'的小角度光线为每个格子所贡献的照度值，E_b2为大于内自由曲面收光角θ'的大角度光线为每个格子所贡献的照度值，

以光源中心为原点建立空间直角坐标系，将光能立体角分解为直角坐标系角度，其中为入射光线(7)与Z轴正方向的夹角，θ为入射光线(7)在XOY平面上的投影与X轴正方向的夹角，接着再将角度划分，即把角分成n份，表示的第i份，与a_i,b_i对应；把角θ分成m份，θ_j表示的第j份，θ_j与α_j对应；在反射前，每一份角度内光源的光通量为：

E_d1为光线反射前小于内自由曲面(5)收光角θ'的光线的光通量值；E_d2为光线反射前大于内自由曲面(5)收光角θ'的光线的光通量值；E_d1为θ_j＜θ'且时E_d的取值；E_d2为θ_j≥θ'且时E_d的取值；

经过内自由曲面(5)、外自由曲面(6)折射后：

使得入射光θ_j＜θ'且的，E_b1＝E_d1，

使得入射光θ_j≥θ'且的，E_b2＝E_d2。

3.根据权利要求1所述的新型双自由曲面透镜，其特征在于，L₁为内自由曲面(5)边缘到光源中心点的水平距离，L₂为外自由曲面(6)边缘到光源中心点的水平距离，0L₁L₂，抛物线方程为所述球面(2)的半径是R，p/2RL₁。

4.根据权利要求1所述的新型双自由曲面透镜，其特征在于，所述后端面的侧壁上涂覆一层反光膜。

5.根据权利要求1所述的新型双自由曲面透镜，其特征在于，所述双自由曲面透镜采用PC或PMMA或光学玻璃制成。

6.一种包括权利要求1至5任一项所述的新型双自由曲面透镜的汽车车灯，其特征在于，所述透镜的安装光源的空腔中装有光源。

7.根据权利要求6所述的汽车车灯，其特征在于，所述光源为LED光源(3)。