[发明专利]一种组合式LED光学透镜及其设计方法

摘要

本发明涉及光学透镜领域，特别涉及一种组合式LED光学透镜及其设计方法。本发明的一种组合式LED光学透镜包括多个单元透镜，各单元透镜包括透镜内表面和透镜外表面；所述透镜内表面为凹面，所述透镜外表面为凸面；所述透镜内表面与光源配合，所述透镜外表面由本发明的一种组合式LED光学透镜设计方法设计得到。本发明的一种组合式LED光学透镜，提高了光的利用率，安装方便快捷；LED光源经本发明的一种组合式LED光学透镜配光后，不会给远处的车辆或行人造成眩光，其出射光斑为一个长方形、均匀分布的光斑，符合城市道路照明设计标准。

主权项

1.一种组合式LED光学透镜设计方法，其特征在于，包括如下步骤：得到所述组合式LED光学透镜的单元透镜外表面曲面上各个点的法线矢量，其具体计算方法为：设光轴上的O点位于LED芯片发光面的中心，O点同时为单元透镜内表面的中心点，OZ垂直于LED的芯片发光面，光线OB由LED的芯片中心发出，经过单元透镜内表面之后，交单元透镜外表面于B点，则所述组合式LED光学透镜的单元透镜外表面上B点的坐标为（x,y,z），其矢量为：B→=(Bx,By,Bz)]]>入射光线OB的单位矢量为：C→=(Cxi,Cyj,Czk)]]>经过B点的折射后，其出射光线的单位矢量为：O→=(Oxi,Oyj,Ozk)]]>B点的法线矢量为：M→=(Mxi,Myj,Mzk)]]>根据斯涅尔折射定律，入射光线、折射光线和法线矢量有如下的关系式：[1+n2-2n(O→.C→)]1/2.M→-O→-n.C→]]>上式中n为透镜材料的折射率；设出射光线照射的路面上的目标位置点为T点，其矢量为：T→=(Txi,Tyj,Tzk)]]>则矢量满足如下条件：O→=(T→-B→)|T→-B→|]]>不难得出：x=Mx[n0(z-Bz)-nCCz|T→-B→|]n0Mz+Bx+ncn0Cx|T→-B→|]]>y=My[n0(z-Bz)-nCCz|T→-B→|]n0Mz+By+nIn0Cy|T→-B→|]]>于是得到B点的曲面法线矢量：M→=∂B(x,y)∂x×∂B(x,y)∂y=(Bx×By)|Bx×By|;]]>根据得到的组合式LED光学透镜的单元透镜外表面上各个点的法线矢量，得到组合式LED光学透镜的单元透镜外表面上各个点的轮廓线；根据得到的组合式LED光学透镜的单元透镜外表面上各个点的轮廓线，得到所述组合式LED光学透镜的单元透镜外表面。