[发明专利]一种LED一次封装自由曲面透镜及其设计方法

摘要

本发明属于光学透镜领域，具体涉及一种LED一次封装自由曲面透镜及其设计方法。该透镜由平面和自由曲面组成，平面对应于内表面，自由曲面对应于外表面，自由曲面用来实现均与照度和矩形配光。当LED芯片发光面发出光束，经过内表面的折射，入射到一次透镜，再经过自由曲面出射到路面上。自由曲面的形状根据能量守恒定律和照度均匀性要求，通过数值求解得到。由于一次封装透镜含有自由曲面，可以把LED出射光全部照射到路面上，提高了光线的利用率，避免了“斑马条纹效应”。在使用时，只需要将多颗该封装的LED组合就可实现均匀照明，省去了二次光学设计这一环节，节省了大量时间。本LED一次配光透镜使用广泛，适用于所有的需要照度均匀的领域。具有巨大的社会效益和经济效益。

主权项

1.一种LED一次封装自由曲面透镜，其特征在于该透镜由透镜内表面(1)和透镜外表面(2)组成，其中：透镜内表面(1)为平面，透镜外表面(2)为自由曲面，自由曲面用来实现均与照度和矩形配光，当LED芯片发光面发出光束，经过内表面(1)的折射，入射到该透镜，再经过自由表面出射到路面上；所述透镜外表面(2)满足照度均匀公式①、矩形配光坐标转换公式②、③和初始条件，其表面坐标通过数值计算得到：照度均匀公式：①矩形配光坐标转换公式（2）、（3）：②③其中和为被照路面的长和宽，为LED与路面的距离；和为第一象限内LED的出光方位角；初始条件为：透镜第一平面距离与原点距离为，自由曲面与原点的距离为，即为。