一种均匀色温的双自由曲面透镜
专利汇可以提供一种均匀色温的双自由曲面透镜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种均匀 色温 的双自由曲面透镜，包括入射自由曲面、出射自由曲面和侧边连接面；侧边连接面为连接入射自由曲面及出射自由曲面的 侧壁 。目前，对于特殊照明领域，通常采用两种系统：透镜以及 反射器 或者两者相结合进行配光,一般的配光系统通常会采用单透镜，入射面/出光面采用自由曲面或者使用双自由曲面来实现配光的效果。但是单片透镜不可避免地存在光学畸变，例如：色差（色散），失真（枕形或桶形），球面差等。目前很少有研究针对使用单透镜对LED配光后色温的影响。本发明对上述问题提出了可以控制配光 角 度的双自由曲面透镜，为透明光学材料制成，其透明材料为PC或PMMA或光学玻璃；通过该双自由曲面透镜配光得到的光斑色温均匀。，下面是一种均匀色温的双自由曲面透镜专利的具体信息内容。
1.一种均匀色温的双自由曲面透镜，其特征在于包括入射自由曲面、出射自由曲面和侧边连接面；侧边连接面为连接入射自由曲面及出射自由曲面的侧壁；入射自由曲面、出射自由曲面的形状确定如下：定义配光角度θθ为折反射定律：
中法向量 与出射向量 的夹角，控制θθ为定值来实现色温均匀，固定配光角度θk即固定 与 的夹角，n为透镜折射率，由向量关系式得
以任一截面自由曲线为例，定义出射面其中一点的坐标为(x1,y1),入射面的其中一点坐标为(x2,y2)，则由点坐标关系得出 出射自由曲面入射向量
H为照明面距离，根据相关标准设定，R为光源角度α由能量对应关系
得出的照明面上点离中心的距离；则通过上式子反求出 最后求出入射向量 得第一组方程；
在入射面建立折反射关系式：
入射自由曲面入射向量 建立第二方
程组，进行迭代计算，得出待求双自由曲面，将计算得出的自由曲线在三维绘图软件中绘成三维实体。
2.根据权利要求1所述的一种均匀色温的双自由曲面透镜，其特征在于所述配光角度为自由曲面任一点法向量与出射向量的夹角，表现为自由曲面的曲度，能控制出射面的屈光角度。
3.根据权利要求1所述的一种均匀色温的双自由曲面透镜，其特征在于所述能量对应关系，对于汽车远光灯，设定其目标照明区域是椭圆形，定义其长轴a，短轴为b；光源的总光通量为Q，中心光强为I0；定义光源为朗伯型，坐标系中θ为出射光线在XOY平面上的投影与X轴的夹角， 为出射光线与Z轴正方向的夹角；对光源的立体角进行离散化，把 等分成i份，对于每一个 都将θ等分成j份，形成一系列角度环带区域，这样就得到了 和θ(i，j)的数组；
每一份 角内的每一份θ角内光源的光通量为：
利用能量守恒定律将目标照明区域进行环带划分，
对应于光源立体角的环带划分方式，照明面的直角坐标也相应的划分为椭圆形环带区域，椭圆长半轴a，短半轴b分别在x，y方向上分成i份，形成的椭圆可以表示为：
x＝aicosα
y＝bicosα
式中，ai表示等分后长半轴a的第i份，bi表示等分后短半轴b的第i份，α的取值范围为0～2π；
对于每一个i，都将α分成j份，在接收屏直角坐标系中得到与光源立体角中θ(i)和数组一一对应的ai，bi，x(i，j)和y(i，j)数组；
对于自由曲面，在目标照明区域上，每一份θ角所对应的是部分椭圆围成的环带区域，该环带区域的总能量为：
式中，S(x(i，j)，y(i，j))表示水平线下方的部分椭圆环带区域面积函数，u表示椭圆长半轴，v取表示椭圆短半轴，与其对应的α的取值范围为π～2π，δ(k)表示照度值，根据国标GB259912010远光灯的照明面上区域的照度值预设照度E，结合δ(k)函数用来控制接收屏上指定区域的照度值大小，用以形成预定的照度分布，对于照明面上的不同区域有t、k为调节参数；
从光源发出的光全部投射到照明面上，则环带区域与光源立体角间由能量守恒定律：
Etotal＝El。
4.根据权利要求1所述的一种均匀色温的双自由曲面透镜，其特征在所述双自由曲面透镜的光学材料采用PC或PMMA或光学玻璃。
一种均匀色温的双自由曲面透镜
技术领域
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