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专利号: 202210594199X
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种光学透镜,其特征在于,所述光学透镜包括:第一表面微结构(1)、第一全反射面(2)、第二表面微结构(3)、第一折射面(4)、第二折射面(5)和第二全反射面(6);

两个所述第二全反射面(6)对称设置,两个所述第二全反射面(6)的一端连接;

两个所述第二全反射面的另一端分别有所述第一表面微结构(1),两个所述第一表面微结构(1)对称;两个所述第一表面微结构(1)位于同一平面;

两个所述第一表面微结构(1)的另一端分别有所述第一全反射面(2);

两个所述第一全反射面(2)的另一端分别有所述第一折射面(4);

两个所述第一折射面(4)的另一端分别有所述第二表面微结构(3);

两个所述第二表面微结构(3)之间有所述第二折射面(5);

两个所述第一折射面(4)、两个所述第二表面微结构(3)和所述第二折射面(5)形成凹槽。

2.根据权利要求1所述的光学透镜,其特征在于,所述第一表面微结构(1)为周期性三角形,所述三角形的角度为45°~90°,周期长度为5μm~20μm,高度为10μm~20μm。

3.根据权利要求1所述的光学透镜,其特征在于,所述第二表面微结构(3)为周期性三角形,所述三角形的角度为45°~90°,周期长度为5μm~20μm,高度为10μm~20μm。

4.根据权利要求1所述的光学透镜,其特征在于,所述第一全反射面和所述第二全反射面的截面为曲面,曲率为0°到45°。

5.一种设计权利要求1所述的光学透镜的方法,其特征在于,所述方法包括:根据光源确定第一全反射面(2)和第一折射面(4);

根据所述第一全反射面(2)确定所述第一表面微结构(1);

根据所述光源确定第二折射面(5)和第二表面微结构(3);

根据所述光源在所述第二折射面(5)和所述第二表面微结构(3)出射的光线确定第二全反射面(6)。

6.根据权利要求5所述的设计的光学透镜的方法,其特征在于,所述根据光源确定第一全反射面(2)和第一折射面(4)包括:设定光源所在位置为(x0,y0),光学透镜的高度为H,第一折射面(4)与水平轴交点坐标为(x1,y1);所述光源位于两个第一折射面(4)与水平轴交点的中间;

将[θ2,90°]范围以△θ为步长分为M分,获得一系列角度θi,i=1~M;设置系数α;

根据所述角度θi,利用 得到所述光源在第一折

射面(4)上的相应坐标点(x4i,y4i);其中,β是其内表面偏转角;In、Out分别为内表面入射矢量和出射矢量;N为过Pi点的法向矢量;nIn表示空气的折射率;nOut表示光学透镜的折射率;Pi和Pi+1为光线入射到所述第一折射面(4)的相邻点;

根据所述光源在第一折射面(4)上的相应坐标点(x4i,y4i),利用 得到第一全反射面(2)上的相应坐标点(x2i,y2i);其中,a、b、c分别表示角度;n为所述光学透镜的折射率。

7.根据权利要求6所述的设计的光学透镜的方法,其特征在于,所述根据所述光源确定第二折射面(5)和第二表面微结构(3)包括:在[0,θ1]的光线范围内确定所述第二折射面(5);

在[θ1,θ2]的光线范围内确定所述第二表面微结构(3)。

8.根据权利要求7所述的设计的光学透镜的方法,其特征在于,所述第一表面微结构(1)为周期性三角形,所述三角形的角度为45°~90°,周期长度为5μm~20μm,高度为10μm~

20μm;所述第二表面微结构(3)为周期性三角形,所述三角形的角度为45°~90°,周期长度为5μm~20μm,高度为10μm~20μm。

9.根据权利要求8所述的设计的光学透镜的方法,其特征在于,所述根据所述光源在所述第二折射面(5)和所述第二表面微结构(3)出射的光线确定第二全反射面(6)具体包括:设定所述第二全反射面(6),使所述第二全反射面(6)的截面为曲面,曲率为0°~45°,将所述第二全反射面(6)分为N段,N≥2,根据从所述第二折射面(5)和所述第二表面微结构(3)出射的光线对每段曲率进行调整,直至满足光线出射要求。

10.一种如权利要求1 4任意一项所述的光学透镜的应用,其特征在于,所述光学透镜~应用于液晶显示背光模组。