双光斑透镜的设计方法

摘要

一种双光斑透镜的设计方法，所述双光斑为同心圆形，每个光斑的照度分布均匀，设计步骤为：以任一过光源光轴的平面为入射面，在该入射面上，将光源发光角和两个光斑与入射面的交线段按照一定规律分别划分成一一对应的小角和被照小段，根据折射定律，确定被照小段上各被照点所对应的透镜第一面1和第二面2上的各特征点的位置，然后分别将各特征点依次连接起来，得到两条连续曲线，将该两条连续曲线绕光轴旋转，即得透镜的立体形状。该方法可以设计出能够形成同心圆形双光斑的透镜形状，且每个光斑的照度均匀度能够达到96%，光线利用率高，适合多种LED光源。

主权项

一种双光斑透镜的设计方法，所述双光斑为同心圆形，每个光斑的照度分布均匀，分别为E1和E2，其设计步骤如下：a)、以任一过光源光轴的平面作为入射面，在所述入射面上，将光轴一侧的发光角按照发光强度随发光角度的分布规律划分成N个小角，并使分布在每个小角内的光线的光通量相等，其中N≥4；b)、两个光斑分别与所述入射面在上述光轴一侧相交成被照线段R1和R2，将该被照线段R1和R2分别以长度为L1和L2等分成N1个小段和N2个小段，并且使N1+ N2=N，N1L1=R1,N2L2=R2,L1/L2=E2/E1；c）、将所述光源的N个小角分成两个部分，靠近光轴的部分为N1个小角，与所述N1个小段一一对应，远离光轴的部分为N2个小角，与所述N2个小段一一对应；d)、以所述N1个小段中的边缘小段作为起始被照小段，以边缘点为起始被照点，所述起始被照小段即对应了一个所述小角，根据透镜第一面离开光源的距离要求，在与起始被照点对应的入射光线上取一点作为透镜第一面上的起始特征点，在所述起始特征点处，平行于光源与起始被照点连线的直线同入射光线形成一夹角，为透镜的起始光线偏折角，根据预定的比例，将所述偏折角分成第一偏折角和第二偏折角，角分线作为入射光线经过透镜第一面后的折射线，通过折射定律，确定所述起始特征点的法线，垂直于该法线的直线与所述入射面形成一交线，该交线与对应的所述小角的角边的交点即分别为起始特征点和第二特征点，在所述被照线段R1上，该第二特征点对应与起始被照点相邻的第二被照点；e)、同上一步骤，依次求出N1个小段中的各个被照点所对应的透镜第一面上的各特征点的位置；f）、以与求得N1个小段中的各个被照点所对应的透镜第一面上的各特征点的位置相同的方法，求得N2个小段中的各个被照点所对应的透镜第一面上的各特征点的位置；g)、在经过所述第一面上的起始特征点后的折射线上，根据透镜厚度要求取一点，作为透镜第二面上的起始特征点，采用与得到第一面上的特征点类似的方法，求出第二面上的各特征点的位置；h）、将所述的第一面和第二面上的各特征点依次连接，分别形成两条连续曲线；i)、将所述两条曲线绕光源光轴旋转，形成透镜的立体形状。