[发明专利]一种矩形光斑的闪光灯透镜系统及其设计方法

权利要求书

1.一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，包括光源(10)，所述光源(10)的出光面设有微透镜阵列(11)，所述微透镜阵列(11)包括一体成型的若干微透镜单元(20)，所述微透镜单元(20)包括棱柱透镜部(22)，所述棱柱透镜部(22)靠近所述光源(10)的一端一体成型有入光透镜部(21)，所述棱柱透镜部(22)远离所述光源(10)的一端一体成型有出光透镜部(23)；所述棱柱透镜部(22)与所述入光透镜部(21)之间设有入光矩形边框(221)，所述入光矩形边框(221)水平方向的长度和竖直方向的长度分别为a和b，a≠b，所述出光透镜部(23)的焦距满足以下方程：f＝(a/2)/(HFOV/2)，HFOV为a方向上的视场角，所述棱柱透镜部(22)的厚度为t＝f，所述出光透镜部(23)的曲率半径为r＝((n-1)/n)*f，n为所述微透镜单元(20)的折射率。

2.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述光源(10)的发光面为k*k的正方形，所述微透镜阵列(11)包括i*j个微透镜单元(20)，ki*a1.5k，kj*b1.5k。

3.根据权利要求2所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，i*a＝1.2k，kj*b＝1.2k。

4.根据权利要求2或3所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，0.05mm≤a≤0.5mm，0.05mm≤b≤0.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述入光透镜部(21)的焦距为p＝f，所述入光透镜部(21)的曲率半径为q＝r。

6.根据权利要求5所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述入光透镜部(21)为非球面透镜，所述入光透镜部(21)中心处的曲率半径为q＝r。

7.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述出光透镜部(23)为非球面透镜，所述出光透镜部(23)中心处的曲率半径为r。

8.根据权利要求1所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述光源(10)和所述微透镜阵列(11)之间设有准直透镜(12)。

9.根据权利要求8所述的一种矩形光斑的闪光灯透镜系统，其特征在于，所述准直透镜(12)为菲涅尔透镜，所述准直透镜(12)的光轴与所述光源(10)的光轴共轴。

10.一种矩形光斑的闪光灯透镜系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在光源(10)的出光面处设置微透镜阵列(11)，将所述微透镜阵列(11)离散分割为若干微透镜单元(20)，将所述微透镜单元(20)划分为依次设置的入光透镜部(21)、棱柱透镜部(22)和出光透镜部(23)，在所述入光透镜部(21)和所述棱柱透镜部(22)之间设置入光矩形边框(221)；

B、根据需求设置所述入光矩形边框(221)水平方向的长度和竖直方向的长度为a和b，a≠b，设置水平方向所需的配光视场角为HFOV，计算获得所述出光透镜部(23)的焦距满足下式：f＝(a/2)/(HFOV/2)；

C、设置所述棱柱透镜部(22)的厚度为t＝f；

D、设置所述出光透镜部(23)的曲率半径为r＝((n-1)/n)*f，n为所述微透镜单元(20)的折射率。