[发明专利]用于LED二次光学设计的光通量线方法

权利要求书

1.一种用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、获取物方所包含的各个光通量线的方向的数列；

步骤S2、获取像方所包含的各个光通量线的方向的数列；

步骤S3、获取光学元件内部的光通量线的方向的数列；

步骤S4、根据物方、光学元件内部和像方的光通量线的方向的数列，获取光学元件的表面形状。

2.根据权利要求1所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：所述步骤S1中，令物方LED的光强分布函数为Iw(θ)，则

Sw=∫θaθbIw(θ)dθ]]>

其中，Sw为物方的总能量，θa和θb为物方LED的边缘光线的角度；则

iSwn=∫θaθiIw(θ)dθ]]>

其中，θi表示物方LED光通量线的方向，i＝1…n，n表示光通量线的条数，物方所包含的各个光通量线的方向的数列即为θ＝(θ1,θ2...θn)。

3.根据权利要求1所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下步骤：

21)由照度要求得到像面的照度分布函数

22)根据照度分布函数得到光强分布函数

23)由像方被照明范围和光源与像面的距离得到像方边缘光线的角度

24)按照如下公式计算像方所包含的各个光通量线的方向的数列

其中，Sx为像方的总能量，i＝1…n，n表示光通量线的条数。

4.根据权利要求3所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：在均匀照明时，

5.根据权利要求1所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：所述步骤S3中，设定所述光学元件为透镜，则透镜内部光通量线的方向的数列为γi＝(γ1,γ2...γn)，其中，

其中，C1和C2分别表示透镜的入射面和出射面的偏折力的权重，i＝1…n。

6.根据权利要求1所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：在所述步骤S4中，在已知像方、光学元件内部和物方的各n条光通量线方向的数列后，分别将物方和光学元件内部中的n对光通量线的方向顺序运用n次折射定律就得到入射面上n个折射小面的方向和折射点的坐标；再由光学元件内部和像方的n条光通量线方向的数列求得出射面上n个出射小面的方向和折射点的坐标；最后分别将这些小面首尾相连便得到具有两个表面的整个光学元件。

7.根据权利要求6所述的用于LED二次光学设计的光通量线方法，其特征在于：所述折射定律的矢量形式为：

其中，n1，n2为界面双方的介质折射率，和为入射和折射光通量线矢量，为表面的法线矢量，×代表叉乘。