[发明专利]一种光学透镜

摘要

本发明涉及一种光学透镜，所述透镜包括凹形面和凸形面，所述凹形面为半球形曲面；所述凸形面的形状通过本发明设定的方法获得。本发明提供的透镜相比于现有技术的透镜能够获得更高的照射均匀度。

主权项

1.一种光学透镜，所述光学透镜包括凹形面和凸形面，其特征在于：所述凹形面为半球形曲面；所述凸形面的形状通过如下方法获得，包括：预设照射面，所述照射面平行于第一平面，所述第一平面为由所述透镜凹形面边缘线所确定的发光面，在所述照射面上预设照射范围；建立以所述凹形面所确定的半球形的球心为坐标原点O的坐标系，其中将第一平面所在的平面设为xoy平面，其中x轴和y轴相互正交，过原点O且与xoy平面相垂直的轴为z轴，沿O点向透镜射出的方向设为z轴的正方向；照射面与z轴相交于O’，预设照射范围在x’轴上的中点为O’，将照射面设为x’O’y’，其中x’轴平行于x轴，y’轴平行于y轴；在原点O设置点光源；α是y‑z轴形成的平面与O’A和O’y’形成的平面之间的夹角，β是x‑z轴形成的平面与O’A和O’x’形成的平面之间的夹角，所述凹形面所确定的球体半径为R，所述凹形面上的光线入射点A(x,y,z)满足公式(1)：确定照射面上目标位置点C(xt,yt,H)，H表示从第一平面到所述照射面的垂直距离，(xt,yt)采用公式(2)和公式(3)获得：Xmax表示照射范围在x轴上一半的尺寸，Ymax表示照射范围在y轴上正方向的尺寸，Ymin表示照射范围在y轴负方向的尺寸，αmax表示沿着α方向光线的最大的照射角度，βmax表示光线沿着β的方向的最大照射角度，βmin表示光线沿着β的方向的最小照射角度，I(α,β)为光源发射位置的光强度分布；确定相应光线与透镜的凸形面相交的点B的参数，包括：光线射入凸形面以及射出凸形面满足如下公式：N＝(O‑n·T)/|O‑n·T|  (4)O表示光线在凸形面点B的归一化输出向量，T表示光线在凸形面点B的归一化输入向量，N表示点B的归一化法向量，n表示折射率，根据公式(4)获得法向量N；采用迭代算法公式(9)计算出每一个凸形面上的点Bi，j参数，(Bi，j+1‑Bi，j)·N＝0 (9)，进而重复计算公式(4)和(9)，获得凸形面上离散的点B；根据所得到的离散的凸形面上的点B确定透镜凸形面形状。