[发明专利]一种基于三次样条的双自由曲面LED匀光透镜设计方法

摘要

本发明公开了一种基于三次样条的双自由曲面LED匀光透镜设计方法，该方法通过分析LED光源数据，构建三次样条曲线作为透镜内曲面母线，运用边缘光线理论、光通量网格划分及Snell定律等计算外曲面母线，旋转母线得到透镜模型，最后对透镜进行优化，提高照明均匀度。该方法解决了对LED光源进行均匀照明配光时内曲面为半球面等特定面型的透镜无法满足对照明均匀度的要求、光源适用性也不广泛的问题。该方法的优势包括分析LED光源数据，确保了光源适用性和准确性；构建三次样条曲线作为内曲面母线，具有较高设计自由度，利于适应不同封装的LED灯珠；求得透镜模型后可通过多种方式的优化提高均匀度，可用于设计近场匀光透镜。

主权项

一种基于三次样条的双自由曲面LED匀光透镜设计方法，所述方法的前两个步骤为：a.通过LED光源IES文件(光度学数据文件)或利用光线追迹软件分析，得到需要设计透镜的光源不同发射角的光强；b.对光源光通量及照明目标面进行划分，并建立光源与目标面间映射关系；其特征是：所述方法的后续步骤如下：c.设定数个拟合点，按三次样条构建初始内曲面母线；d.按照步骤b中对光源光通量的划分得到不同发射角的光线，光线与初始内曲面母线相交，得到交点，以交点对初始内曲面母线进行插值，将插值点作为新的拟合点，并以三次样条重新进行拟合，得到新的内曲面母线并以插值点作为其控制点；e.利用Snell定律求得外曲面母线上的离散点坐标，连接获得外曲面母线；f.旋转内外曲面母线获得初始LED透镜模型；g.对初始LED透镜模型进行内曲面局部优化及外曲面反馈优化，直到符合照明需求。