[發明專利]透鏡、透鏡的制造方法以及具有該透鏡的照明裝置

有效

• 申請號: 201210461526.0
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103807804B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李愛愛;袁未來;李皓;楊江輝
• 申請（專利權）人: 歐司朗有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21Y115/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發明涉及一種透鏡（100），包括基體（1）和形成在所述基體（1）上的多個子透鏡（2），每個所述子透鏡（2）都與相鄰的所有所述子透鏡（2）相連，其特征在于，所述子透鏡（2）具有隨機的邊界輪廓，使得光線通過各個子透鏡（2）后產生具有隨機的邊界輪廓的光斑，這些光斑彼此至少部分地重疊和/或相接，以獲得均勻的光分布。此外，本發明還涉及一種上述類型的透鏡的制造方法，以及一種具有上述類型的透鏡的照明裝置。

技術領域

本發明涉及一種用于照明裝置的透鏡。此外，本發明還涉及一種上述類型的透鏡的制造方法和具有該透鏡的照明裝置。

背景技術

在燈具中通常應用微透鏡以實現均勻的光斑。但是，因為處理工藝和光學效果的原因，一些時候可能會獲得較差的光斑。在一些燈具中通常采用這樣的一種透鏡，在透鏡上形成有由多個具有規則的六邊形的邊界輪廓的微透鏡構成的透鏡陣列。然而，在加工制造的過程中，需要通過刀具在透鏡的基板上切削出這樣的微透鏡結構。在理想的狀態下，相鄰的微透鏡結構之間的相交部分應該是非常尖銳的，然而刀具的刀刃本身也具有半徑，因此在相鄰的微透鏡結構之間的相交部分也可能會具有一定的半徑。因此投射出的光斑的邊界區域可能不均勻。此外，由于各個微透鏡結構都是相同的正六邊形，因此投射出的光斑也是正六邊形的，規則排列的光斑會放大在光斑的邊界區域的不均勻的光分布效果，進而使得透鏡產生的整個光斑的光分布不均勻。

為解決該技術問題，現有技術中提出，例如改變微透鏡的尺寸。但是效果是有限的。因為如果希望獲得良好的光分布，那么其他的光學參數，例如光束角、光學效率等就會變差。另外的解決方案是在微透鏡面上增加一個散射片。但這會顯著地降低光學效率。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種用于照明裝置的透鏡，該透鏡在能夠確保所有的光學參數不發生顯著變化的前提下，還能夠提供均勻的光學分布。此外，本發明還提出了一種上述類型的透鏡的制造方法和具有該類型的透鏡的照明裝置。

本發明的第一個目的通過一種用于照明裝置的透鏡由此實現，即該透鏡包括基體和形成在基體上的多個子透鏡，每個子透鏡都與相鄰的所有子透鏡相連，其中，子透鏡具有隨機的邊界輪廓，使得光線通過各個子透鏡后產生具有隨機的邊界輪廓的光斑，這些光斑彼此至少部分地重疊和/或相接，以獲得均勻的光分布。在本發明的設計方案中，各個子透鏡的邊界輪廓都是隨機的，邊界輪廓的每個部分的走向都是隨機的。這樣，大部分的子透鏡的邊界輪廓都是不規則的。在此，術語“不規則的邊界輪廓”應該理解為區別于正多邊形的邊界輪廓，這種邊界輪廓的各個部段的長度和彼此之間的夾角都應該是隨機的。由此帶來的效果是，由這些子透鏡產生的子光斑的邊界輪廓也是不規則的，這些子光斑的邊界輪廓的走向也是隨機的，這些子光斑互相混合，從而在觀察根據本發明的透鏡產生的整體光斑中不會出現規則走向的條紋，進而使得形成的整體光斑在視覺上看起來具有均勻的光分布效果。

根據本發明的一個優選的設計方案，各個子透鏡的邊界輪廓各不相同。由于各個子透鏡的邊界輪廓互不相同，因此在最大程度上避免了在透鏡的出射面上形成規則地連接在一起的邊界輪廓部分，進而在最大程度上避免了子光斑的部分邊緣部分連接起來，以破壞整體上均勻的光分布效果。

根據本發明提出，子透鏡在基體上形成子透鏡陣列，子透鏡陣列由至少一個以一個子透鏡為中心的子透鏡環構成，其中，在透鏡的光軸方向上看，最外側的子透鏡環中的子透鏡的邊界輪廓由多個直線段構成或者由多個直線段和一條曲線段構成，并且除了最外側的子透鏡環中的子透鏡之外的所有子透鏡的邊界輪廓均由多個直線段構成。根據本發明的設計方案，在未形成最終的透鏡之前，子透鏡應該具有相同的或者不同的曲面輪廓，而為了獲得不規則的邊界輪廓，相鄰的子透鏡之間要至少部分地重疊，根據布爾運算，這些重疊的部分被去除，從而使得子透鏡的邊界輪廓包括了多個直線段。另外在最外側的子透鏡環中的子透鏡的一些區域沒有重疊的部分，因此該部分形成了曲線段。然而，在一些特殊的情況中，例如需要透鏡具有方形的整體輪廓，設計人員也可以考慮對形成的透鏡進行修正，此時，最外側的子透鏡環的子透鏡的曲線段就會被修整為直線段。