准直透镜的光学设计
准直透镜的作用是将近似点光源的LED/LD光源变成一束类似平行的准直光束。它是光学应用领域的一个基础元器件,可广泛应用于照明、成像、数据传输等领域,如远距离照明用探照灯,3D打印,医疗特种光源,虚拟现实,可见光通信,精密光学仪器等方面。
针对准直透镜的设计方法,国内外研究得比较多的是球面、及非球面平凸透镜,进行光束准直调控,随着计算机技术的快速发展,主要表现在计算机算力,及算法的提升,光学准直透镜的设计方法,也在不断突破与改良。而准直透镜的设计的方法的先进与否,主要体现设计方法对准直透镜曲面结构的调控能力,及其是否匹配现有加工工艺。
相比传统设计方法,我们的设计具有以下优势:基于非成像光学理论,利用能量守恒定律和菲涅耳定律,完成了自由曲面准直透镜算法的推导,依托算法进行的准直透镜设计。该设计方法在原有平凸准直透镜、或单自由曲面准直透镜的基础上,增加了多个自由曲面,大大提高透镜的调控自由度,使得光学透镜性能极大提升,主要体现在能量利用率,以及均匀性方面。
a)相比传统非球面平凸透镜,调控自由度更大,控光能力更强;
b)采用超精密模具加工、注塑工艺;
c)体积小、节能、成本低、角度可控,超远距离传输;
d)依托算法,定制响应时间短;
参数说明:K值最大可达500cd/lm (光源不同K值相应改变);
a)相比现有TIR透镜,采用面光源SMS设计,调控自由度大,控光能力强;
c)体积小、节能、成本低、角度可控,无杂光、光斑过渡均匀;