[发明专利]带有折射透镜和反射器的LED准直照明光学装置

权利要求书

1.带有折射透镜和反射器的LED准直照明光学装置，其特征在于：包括折射透镜(1)和反射器(2)，所述折射透镜(1)为由第一曲面(11)、第二曲面(12)、第三曲面(13)、第四曲面(14)、第五曲面(15)、第六曲面(16)和第七曲面(17)构成的实体，所述反射器(2)为由第八曲面(21)、第九曲面(22)、第十曲面(23)、第十一曲面(24)和第十二曲面(25)构成的实体；

其中，所述第一曲面(11)为旋转对称自由曲面，用于将LED灯发出的光线折射，并使折射后的光线与第一曲面的对称轴垂直；

所述第二曲面(12)为半圆状平面，用于将LED发出的光线折射，并使折射后的所有光线均能到达第三曲面；

所述第三曲面(13)为利用全反射原理的旋转对称自由曲面，用于将经过第二曲面(12)折射之后的光线反射至与所述第三曲面(13)的旋转对称轴垂直的方向；

所述第四曲面(14)和第五曲面(15)均为圆柱面，经过所述第四曲面(14)和第五曲面(15)的折射后的光线均不改变方向；

所述第一曲面(11)的对称轴、第二曲面(12)的对称轴、第三曲面(13)的对称轴、第四曲面(14)与第五曲面(15)的对称轴均为垂直第二曲面(12)且经过第二曲面(12)圆心的轴线，也即为x轴；

所述第六曲面(16)为非旋转对称自由曲面，用于准直已经被第一曲面(11)、第二曲面(12)、第三曲面(13)准直，但未经过所述第四曲面(14)和第五曲面(15)的光线；

所述第七曲面(17)为不参与光线方向的控制的平面，用于连接所述第三曲面(13)和第六曲面(16)；

所述第八曲面(21)和第九曲面(22)均为反射自由曲面，其中，第八曲面(21)用于将来自第四曲面(14)的光线准直，并使折射光线与z轴平行，第九曲面(22)用于将来自第五曲面(15)的光线准直；

所述第十曲面(23)和第十一曲面(24)均为不参与光线方向控制的反射平面，均用于连接第八曲面(21)和第九曲面(22)；

所述第十二曲面(25)为不参与光线方向控制的平面，用于向外延展第八曲面(21)、第九曲面(22)、第十曲面(23)和第十一曲面(24)的厚度，并使第八曲面(21)、第九曲面(22)、第十曲面(23)、第十一曲面(24)和第十二曲面(25)构成一个实体。

2.根据权利要求1所述的带有折射透镜和反射器的LED准直照明光学装置，其特征在于：所述第一曲面(11)上点的坐标由下式计算得出,确定第一曲面(11)的初始点的坐标值，所述第一曲面(11)的初始点为第一曲面(11)与z轴的交点，通过迭代的方式计算轮廓曲线上点的坐标值，令当前已知点(x_i-1,z_i-1)的法向量为N＝(N_x,N_z)，要计算的轮廓曲线下一点对应的入射光线与z轴的夹角为θ_i，则下一点的坐标值(x_i,z_i)为：

其中k＝N_x/N_z。

3.根据权利要求2所述的带有折射透镜和反射器的LED准直照明光学装置，其特征在于：所述第一曲面(11)的初始点的z轴坐标值为3-100mm，第一曲面(11)的边缘对应的LED光线与z轴夹角为5-50°。

4.根据权利要求2所述的带有折射透镜和反射器的LED准直照明光学装置，其特征在于：所述第二曲面(12)垂直于z＝0平面，且所述第二曲面(12)的初始点为第一曲面(11)的边缘点。