技术分享 | 一种单透镜反射聚光器
发布者:cadit2022 发布时间:2022/8/5 阅读:41 次

我们在做光学设计的时候,经常会遇到产品空间尺寸的限制,从而没有办法去布置多个光学零件,来达到最好的光学效果。因此,如何在保证光学效果的同时,尽量缩小光学系统的尺寸极为重要。

本文通过一个多反射面的单透镜,对LED光源完成聚光和整形的工作,使光束角减小并改变方向。


1.建立3D模型

图1


本系统由LED、透镜、出光格栅构成。根据需求,在有限的空间内需要通过一个透镜改变光束角和发光方向,使得光线尽可能平行由出光口射出。


2.光路设计

图2


如上图所示:

为了提高光的利用率,首先将LED射出的光线做聚光处理,通过透镜底面聚光;然后通过全反射面将光反射到背面(镀铝)做二次配光处理,生成平行光,最后由出光面(全反射面)射出。


3.光线追踪分析

横向:

图3


纵向:


图4


如上两图所示:

横纵两个方向的光路追踪分析,可以看出:

1. LED有部分光线没有进入透镜发生损耗。

2. 由于LED发光面较大,透镜较小,导致两个方向的光平行度一般

3. 全反射面由部分光没有发生全反射而直接射出发生损耗


4.模拟结果分析


图5


从光学模拟结果可以得出,光型接近矩形存在一定畸变,中间区域较亮,整体亮度均匀。





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