[发明专利]一种全反射透镜及其成型方法

权利要求书

1.一种全反射透镜，其特征在于，所述全反射透镜包括有平面透镜部（1），所述平面透镜部（1）的下端部向下延伸而形成有平凸透镜部（2）和反射镜部（3），所述平凸透镜部（2）位于反射镜部（3）之内且二者之间设有一空气隔离层（4），所述平凸透镜部（2）的下端部开设有凹陷部（5），所述凹陷部（5）位于反射镜部（3）的焦点处，该反射镜部（3）的反射面形状与平凸透镜部（2）的全反射面形状相同。

2.如权利要求1所述的全反射透镜，其特征在于，所述平面透镜部（1）呈条形设置，所述平凸透镜部（2）和反射镜部（3）沿平面透镜部（1）的长度方向延伸。

3.如权利要求2所述的全反射透镜，其特征在于，所述凹陷部（5）呈狭槽状设置。

4.如权利要求2所述的全反射透镜，其特征在于，所述凹陷部（5）的数量是多个，多个凹陷部（5）沿平凸透镜部（2）的长度方向以预设间距依次分布。

5.如权利要求1所述的全反射透镜，其特征在于，所述平面透镜部（1）呈圆盘状设置，所述平凸透镜部（2）呈半球状设置，所述反射镜部（3）环绕于该平凸透镜部（2）。

6.如权利要求1所述的全反射透镜，其特征在于，所述平面透镜部（1）、平凸透镜部（2）和反射镜部（3）一体成型。

7.如权利要求1所述的全反射透镜，其特征在于，所述平面透镜部（1）与平凸透镜部（2）一体成型，所述平面透镜部（1）与反射镜部（3）固定连接。

8.一种全反射透镜成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，构建平凸透镜部（2）的全反射面结构，以平凸透镜部（2）的中心对称轴方向为Y轴方向，以垂直于该Y轴的方向为X轴方向，建立直角坐标系，该平凸透镜部（2）的全反射面由如下公式确定：

Yn+1=tan[arcisn(cosam)](xn+1-r)+rcota]]>

上式中，m为平凸透镜部（2）的折射率，LED光源在凹陷部（5）的侧壁的投影为A点，r为LED光源至A点的距离，a为入射光与Y轴的夹角；

步骤二，将上述公式联立，得到该全反射面的曲线方程离散解：

步骤三，根据LED光源的固定位置和LED光源的大小，确定曲线的初始点，之后根据龙格-库塔法进行微分求解，得到平凸透镜部（2）的全反射面的形状及各点坐标；

步骤四，构建反射镜部（3）的反射面结构，并根据步骤一至步骤三得到反射镜部（3）的反射面形状及各点坐标；

步骤五，构建凹陷部（5）的底部曲面结构，对经过该底部曲面而射入平凸透镜部（2）的光线进行准直，该底部曲面的曲线方程由如下公式确定：

y₁=cota·x

y₂=k₂·(x-Xn)+Yn

上式中，k1为光源至Pn+1点的直线的斜率，k2为Pn点的切线方程的斜率，该Pn+1和Pn是该底部曲面上无限接近的两点，将上式联立后，得到：

y1=k1·xy2=F(k1)·(x-r)+rcota]]>

根据LED光源所发出光线的角度阈值，确定临界光线与该底部曲面的交点，得到该底部曲面的初始点，之后根据龙格-库塔法进行微分求解，得到凹陷部（5）的底部曲面形状及各点坐标；

步骤六，通过计算机对上述平凸透镜部（2）的全反射面的形状、反射镜部（3）的反射面形状和凹陷部（5）的底部曲面形状进行仿真和修订，得到全反射透镜模型；

步骤七，将全反射透镜模型导入挤出机挤出成型。

9.如权利要求8所述的全反射透镜成型方法，其特征在于，所述全反射透镜的制作材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。