给定照度分布的LED三维光学系统设计方法及光学系统

摘要

本发明公开了属于应用光学领域中的非成像光学技术的给定照度分布的LED三维光学系统设计方法及光学系统。以发光二极管为光源、在给定定照度分布区域形成三维的非成像光学系统，以此光学系统进行三维透镜设计，针对给定照度分布区域的几何形状，遵循能量守恒定律，在区域长轴方向按照光学折射将光源表面与照度平面划分成对应的能量区域，并在短轴方向按照全内反射和折射共同作用的原则进行能量划分；根据能量对应关系计算光源光线沿长轴方向和短轴方向的光学系统表面所有特征点的坐标和法线矢量，从而确定光学系统的表面。有利于充分利用能源并降低工程成本，光学系统封装灵活，能采用单芯片和多芯片封装，多组光学系统排列时自由、简单、灵活。

主权项

1.一种给定照度分布的LED三维光学系统设计方法，其特征在于，以发光二极管作为光源、在给定定照度分布区域形成三维的非成像光学系统，以此光学系统进行三维透镜设计，其三维透镜设计的基本流程：针对给定照度分布区域的几何形状，遵循能量守恒定律，在区域长轴方向按照光学折射将光源表面与照度平面划分成对应的能量区域，并在短轴方向按照全内反射和折射共同作用的原则进行能量划分；确定给定照度平面任意一个初始点和任意一个光源角度的初始值，根据能量对应关系计算光源光线出射角的角度范围和光源投射到对应的照度平面上划分的能量区域的入射角范围，再根据角度对应关系并利用叠代求解的方法求出光学系统表面的所有特征点的坐标和法线矢量，从而确定光学透镜的表面。