[实用新型]均匀色温的双自由曲面透镜

权利要求书

1.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θ_θ为折反射定律：

中法向量与出射向量的夹角，控制θ_θ为定值θ_k来实现色温均匀，固定配光角度即固定与的夹角，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得第一组方程；

在入射面建立折反射关系式：

建立第二方程组，进行迭代进而得出待确定的双自由曲面，将得出的自由曲线在三维绘图软件中绘成三维实体形状。

2.根据权利要求1所述的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＝a_icosα

y＝b_icosα

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GB25991 2010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

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：

E_total＝E_l。

4.根据权利要求1所述的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。