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[发明专利]基于自由曲面透镜的光束整形结构的设计方法-CN202010334804.0在审
发明人：刘冬明;龙潜;李语强 -专利权人：中国科学院云南天文台
申请日： 2020-04-24 - 公布日： 2020-07-24 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明的基于自由曲面透镜的光束整形结构的设计方法包括：沿准直光束传播方向依次设置第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜，在第一自由曲面透镜的自由曲面上取母线并划分子线段；以准直光束传播方向和与其相垂直的垂线作为坐标平面建立笛卡尔坐标系，由折射定律得到第一自由曲面透镜的自由曲面的离散坐标点，经曲线拟合得到第一自由曲面透镜的自由曲面的第一母线；由等光程原理计算得到第二自由曲面透镜的自由曲面的离散坐标点，经曲线拟合得到第二自由曲面透镜的自由曲面的第二母线；将第一母线、第二母线旋转，经曲面拟合得到第一自由曲面透镜的自由曲面面型和第二自由曲面透镜的自由曲面面型。
基于自由曲面透镜光束整形结构设计方法

[实用新型]一种形成均匀方形光斑的LED透镜-CN201721629669.2有效
发明人：张志清;陈志涛;许毅钦;古志良 -专利权人：广东省半导体产业技术研究院
申请日： 2017-11-29 - 公布日： 2018-06-19 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：一种形成均匀方形光斑的LED透镜，该LED透镜由双自由曲面准直透镜和单自由曲面透镜组成，所述双自由曲面准直透镜的入射面和出射面均为自由曲面，所述单自由曲面透镜的入射面为平面，出射面为自由曲面，所述单自由曲面透镜位于双自由曲面准直透镜与LED光源之间，LED光源发出的光线从单自由曲面透镜的入射面进入并经单自由曲面透镜和双自由曲面准直透镜共同组成的折射光路的多次折射后从双自由曲面准直透镜的出射面射出。本实用新型通过采用多次折射光路，其光线可控，聚光效果好，且光源经透镜后在照射面形成照度均匀的方形光斑，光斑边界清晰可见，发散角小，具有节约光能的效果，能量利用率更高，从而可以有效提高光的利用率，达到节能的目的
自由曲面自由曲面透镜准直透镜方形光斑出射面入射面折射光路透镜本实用新型能量利用率聚光效果照度均匀光斑发散角照射面光能光源可控射出节能折射节约

[实用新型]基于自由曲面透镜的光束整形结构-CN202020568796.1有效
发明人：刘冬明;龙潜;李语强 -专利权人：中国科学院云南天文台
申请日： 2020-04-16 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G02B27/09 文献下载
摘要：本实用新型提供一种基于自由曲面透镜的光束整形结构。该光束整形结构包括两块自由曲面透镜，沿光路方向分别为第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜；沿光路方向，第一自由曲面透镜的前表面为平面，第一自由曲面透镜的后表面为内凹型的自由曲面，第二自由曲面透镜的前表面为外凸型的自由曲面，第二自由曲面透镜的后表面为平面。本实用新型提供的基于自由曲面透镜的光束整形结构，不但可以将激光器出射的高斯光束整形为环形光束，而且具有光学结构简单、实施成本低、易于推广应用的特点。
基于自由曲面透镜光束整形结构

[发明专利]一种用于光刻多极照明的自由曲面微透镜阵列装置-CN201010272051.1有效
发明人：李海峰;吴仍茂;郑臻荣;邢莎莎;刘旭 -专利权人：浙江大学
申请日： 2010-09-03 - 公布日： 2011-01-05 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于光刻多极照明的自由曲面微透镜阵列装置，包括沿光束传播方向依次放置的自由曲面微透镜阵列1和聚光透镜组2；自由曲面微透镜阵列1由按行和列均匀排布的自由曲面透镜单元U构成，每个自由曲面透镜单元U形状相同，自由曲面微透镜阵列1的前表面S1.1为平面，后表面S1.2为自由曲面，自由曲面微透镜阵列1包括偶极照明的自由曲面微透镜阵列和四极照明的自由曲面微透镜阵列；聚光透镜组2由至少一个聚光透镜组成；激光束经自由曲面微透镜阵列1偏折后成像于无穷远，再经聚光透镜组2作用后，出射光束成像于聚光透镜组2的后焦面。
一种用于光刻多极照明自由曲面透镜阵列装置

[发明专利]一种用于光学显微镜照明系统的LED自由曲面透镜-CN201510264676.6有效
发明人：张宪民;吴衡;李海;王恺;余金栋 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2015-05-18 - 公布日： 2018-01-16 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：本发明公开一种用于光学显微镜照明系统的LED自由曲面透镜，透镜包括三个自由曲面；透镜的底面中心有一个供LED安装于其内的空腔；空腔的一部分腔壁是柱面，构成内侧柱面，另一部分是自由曲面，构成内侧自由曲面；内侧自由曲面位于内侧柱面的顶部，两者构成透镜的入射面；透镜的外侧面是自由曲面，构成外侧自由曲面，透镜的顶面中部是自由曲面，构成顶部自由曲面，顶部自由曲面的外侧是部分柱面，部分柱面的顶部是平面，构成所述的顶部平面，透镜的顶部自由曲面和顶部平面构成透镜的出射面。本发明结构紧凑、体积小巧，可用于光学显微镜照明系统的自由曲面透镜，能够在目标照明面上形成照度分布均匀的圆形光斑，同时保持很高的光学效率。
一种用于光学显微镜照明系统 led 自由曲面透镜

[发明专利]LED均匀准直的光学系统-CN201410126291.9有效
发明人：张晓晖;陈琛;陈亮;程刚 -专利权人：中国人民解放军海军工程大学
申请日： 2014-03-31 - 公布日： 2014-07-09 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：本发明涉及LED照明的准直光学系统技术领域，具体涉及一种LED均匀准直的光学系统，包括共轴设置的第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜，第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜间距为0.01m-0.1m；第一自由曲面透镜包括第一曲面，为旋转对称自由曲面；第二曲面，为旋转对称自由曲面；第三曲面，为旋转对抛物面；第五曲面，为旋转对称自由曲面；以及第四曲面，为圆柱面，用于连接第三曲面和第五曲面；所述第二自由曲面透镜，由三个曲面组成，其中第一曲面为自由曲面，控制第二自由曲面透镜发出的光束的方向，第二曲面和第三曲面分别为透镜的连接曲面和光线出射面。
led 均匀光学系统

[实用新型]LED均匀准直的光学系统-CN201420151092.9有效
发明人：张晓晖;陈琛;陈亮;程刚 -专利权人：中国人民解放军海军工程大学
申请日： 2014-03-31 - 公布日： 2014-10-22 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：本实用新型涉及LED照明的准直光学系统技术领域，具体涉及一种LED均匀准直的光学系统，包括共轴设置的第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜，第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜间距为0.01m-0.1m；第一自由曲面透镜包括第一曲面，为旋转对称自由曲面；第二曲面，为旋转对称自由曲面；第三曲面，为旋转对抛物面；第五曲面，为旋转对称自由曲面；以及第四曲面，为圆柱面，用于连接第三曲面和第五曲面；所述第二自由曲面透镜，由三个曲面组成，其中第一曲面为自由曲面，控制第二自由曲面透镜发出的光束的方向，第二曲面和第三曲面分别为透镜的连接曲面和光线出射面。
led 均匀光学系统

[发明专利]用于LED面光源近距离照明的双自由曲面透镜设计方法-CN201910750922.7在审
发明人：王洪;赖军;张辉 -专利权人：中山市华南理工大学现代产业技术研究院;华南理工大学
申请日： 2019-08-15 - 公布日： 2019-12-06 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于LED面光源近距离照明的双自由曲面透镜设计方法。所述双自由曲面透镜包括内曲面和外曲面，内外曲面均为自由曲面，内外曲面的轮廓线分别为透镜内轮廓曲线和透镜外轮廓曲线。所述设计方法包括以下步骤：确定照明面照度分布与LED面光源参数的关系；双自由曲面透镜内外轮廓曲线的确定。所述双自由曲面透镜的轮廓线的确定包括以下步骤：用抛物线拟合入射面和出射面的初始透镜内外轮廓曲线；迭代计算双自由曲面的其他部分。本发明结合边缘光线法和逆向推导法，解决了LED面光源近距离照明的难点问题。本发明中设计的透镜为双自由曲面透镜，相较于单自由曲面透镜，在设计过程中提供了更大的设计自由度。
自由曲面透镜透镜近距离照明轮廓曲线轮廓线抛物线内轮廓曲线设计自由度外轮廓曲线迭代计算结合边缘难点问题设计过程照度分布自由曲面内曲面入射面外曲面照明面自由曲推导出射拟合

[实用新型]一种用于光学显微镜照明系统的LED自由曲面透镜-CN201520323848.8有效
发明人：张宪民;吴衡;李海;王恺;余金栋 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2015-05-18 - 公布日： 2016-03-02 - 主分类号： F21V5/04 文献下载
摘要：本实用新型公开一种用于光学显微镜照明系统的LED自由曲面透镜，透镜包括三个自由曲面；透镜的底面中心有一个供LED安装于其内的空腔；空腔的一部分腔壁是柱面，构成内侧柱面，另一部分是自由曲面，构成内侧自由曲面；内侧自由曲面位于内侧柱面的顶部，两者构成透镜的入射面；透镜的外侧面是自由曲面，构成外侧自由曲面，透镜的顶面中部是自由曲面，构成顶部自由曲面，顶部自由曲面的外侧是部分柱面，部分柱面的顶部是平面，构成所述的顶部平面，透镜的顶部自由曲面和顶部平面构成透镜的出射面。本实用新型结构紧凑、体积小巧，可用于光学显微镜照明系统的自由曲面透镜，能够在目标照明面上形成照度分布均匀的圆形光斑，同时保持很高的光学效率。
一种用于光学显微镜照明系统 led 自由曲面透镜

[实用新型]投影机投射镜头的改进结构-CN200920136332.7无效
发明人：汪方彪;陈圣慧 -专利权人：日立数字映像(中国)有限公司
申请日： 2009-01-09 - 公布日： 2009-11-04 - 主分类号： G02B13/00 文献下载
摘要：包括一第一自由曲面透镜、一第二自由曲面透镜、一自由曲面反射镜；其中所述第一自由曲面透镜与第二自由曲面透镜并列设在投影机投射镜头出口，所述自由曲面反射镜固定在支架上，所述支架通过固定架与所述第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜相连接
投影机投射镜头改进结构

[实用新型]一种光固化3D打印机光源系统-CN202022861158.1有效
发明人：洪英盛;张胜哲 -专利权人：深圳市智能派科技有限公司
申请日： 2020-12-02 - 公布日： 2021-08-17 - 主分类号： B29C64/264 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种光固化3D打印机光源系统，包括光源、自由曲面透镜以及LCD屏幕，自由曲面透镜位于光源与LCD屏幕之间；自由曲面透镜靠近光源的一侧为平面，自由曲面透镜靠近LCD屏幕的一侧为自由曲面。本实用新型经过自由曲面透镜后的光束均匀性好，系统利用率高，可以根据不同的打印屏幕，进行光斑大小的调节。自由曲面透镜采用的是单透镜形式，不会存在拼接的痕迹，光斑比较均匀；自由曲面透镜可以根据实际使用屏幕的大小，来调节光斑的大小；自由曲面透镜可以根据实际需要光束发散角的大小，调节自由曲面的面型，来实现不同发散角的照明光束
一种光固化打印机光源系统

[发明专利]一种物像双倾斜成像光学系统及其设计方法-CN202210815160.6有效
发明人：赵哲承;陈新华 -专利权人：苏州大学
申请日： 2022-07-09 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G02B13/00 文献下载
摘要：依据物面水平、垂直方向的成像范围及系统的放大倍率，确定成像光学系统外部结构的设计参数和各透镜结构的设计参数。成像光学系统采用双远心结构，依次为第一自由曲面透镜、第一球面透镜、第二自由曲面透镜、第二球面透镜、第三自由曲面透镜、第三球面透镜和第四自由曲面透镜；三片球面透镜的前后表面均为球面，第一、第二和第四自由曲面透镜的前表面为球面，后表面为自由曲面，第三自由曲面透镜的前表面为自由曲面，后表面为球面；自由曲面采用2D‑Q‑type多项式自由曲面表达式。
一种物像倾斜成像光学系统及其设计方法

[实用新型]一种光固化3D打印机高均匀性小角度光源系统-CN202120172455.7有效
发明人：洪英盛;黄伟伦;张胜哲 -专利权人：深圳市智能派科技有限公司
申请日： 2021-01-22 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： B29C64/264 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种光固化3D打印机高均匀性小角度光源系统，包括光源、自由曲面透镜、菲涅尔透镜以及打印屏幕，自由曲面透镜位于光源与菲涅尔透镜之间，菲涅尔透镜位于自由曲面透镜与打印屏幕之间，光源、自由曲面透镜、菲涅尔透镜以及打印屏幕的中心处于同一光轴上；自由曲面透镜靠近光源的一侧为平面，自由曲面透镜靠近菲涅尔透镜的一侧为自由曲面。矩形光斑经过菲涅尔透镜后，光束的入射角度变小，可以有效地提高打印精度；自由曲面透镜和菲涅尔透镜组合的形式可以通过调整菲涅尔透镜的焦距或工作距离，实现入射光束角度的有效控制；照射光斑均匀性优于90％，光源利用率高于
一种光固化打印机均匀角度光源系统

[发明专利]一种高出光效率的自由曲面透镜及设计方法-CN201510998052.7有效
发明人：李春峰;罗小兵;谢斌;边盾 -专利权人：天津中环电子照明科技有限公司
申请日： 2015-12-25 - 公布日： 2017-05-17 - 主分类号： G02B3/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种高出光效率的自由曲面透镜及设计方法，自由曲面透镜为半圆形，自由曲面透镜的底面为圆锥形凹槽，自由曲面透镜的半圆形面为外表面，自由曲面透镜圆锥形凹槽面为内表面，内表面和外表面构成两个自由曲面。本发明还公开了该自由曲面透镜的设计方法。本发明的设计方法简单，通过对透镜的内外表面同时进行设计，可以实现特定的照明光型；由于透镜内外表面都是自由曲面，因此优化透镜形状，可以使得透镜的光能量损失最小，从而使LED发出的光高效率地投射到照明平面；由于透镜的材料是产业界常用的透光材料，因此加工成本低，适用于大规模生产。
一种高出光效率自由曲面透镜设计方法

[发明专利]一种新型的高亮度照度均匀的标准光源-CN201810902745.5在审
发明人：赵会富;杨宏飞 -专利权人：吉林省威科拓科技有限公司
申请日： 2018-08-09 - 公布日： 2018-12-11 - 主分类号： F21K9/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种新型的高亮度照度均匀的标准光源，包括LED COB芯片、散热器、散热风扇、镜筒、自由曲面透镜组、可控硅电源、电源插座及插座开关和外壳体，其中LED COB芯片、散热器和散热风扇依次连接，自由曲面透镜组包括曲率半径不同的第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜，第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜均固定在镜筒内，镜筒设置在LED COB芯片的出射光方向上，且LED COB芯片、第一自由曲面透镜和第二自由曲面透镜同轴，可控硅电源分别为LED COB芯片和散热风扇供电本发明采用大功率、高亮度的LED COB芯片作为光源，并通过在LED COB芯片的前端设置自由曲面透镜组，使光束通过自由曲面透镜组后，形成照明亮度高、照明面能量密度均匀的照明光斑。
自由曲面透镜散热风扇镜筒散热器可控硅电源标准光源照度均匀插座开关电源插座光束通过密度均匀前端设置依次连接照明光斑出射光外壳体照明面光源同轴供电

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