[發明專利]用于產生均勻照明的光學系統

有效

• 申請號: 201480046307.3
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN105556374B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: O·德洛斯
• 申請（專利權）人: 飛利浦照明控股有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;鄭振

1.一種用于對目標產生均勻照明的光學系統，所述光學系統包括：

主體(204)；

形成在所述主體(204)的底部側上在所述底部側的中心區域處的凹部(202)，用以容納布置在積分區(206)中的光源，所述凹部(202)具有側進入表面(208)和中心進入表面(210)；

提供在所述主體(204)的側表面處的全內反射表面(212)，其中所述全內反射表面(212)包括多個第一小透鏡(216)；以及

提供在所述主體(204)的頂部側處的出射表面(214)，所述出射表面(214)包括多個第二小透鏡(218)，

其中所述第一小透鏡(216)中的每一個與所述第二小透鏡(218)中的每一個形成配對(220)，

其中所述配對(220)中的所述第一小透鏡(216)將來自所述積分區(206)的光聚焦在所述配對(220)中的所述第二小透鏡(218)上，

其中所述配對(220)中的所述第二小透鏡(218)將所述目標聚焦在所述配對(220)中的所述第一小透鏡(216)上，使得所述光學系統(200)對所述目標產生均勻照明，以及

其中每個第一小透鏡(216)具有廣義的笛卡爾卵圓的自由形態的形狀，其被布置為將起源于所述積分區(206)的中心并且在所述側進入表面(208)處折射的波前和起源于相對應的所述第二小透鏡(218)的中心的波前進行耦合。

2.根據權利要求1所述的光學系統，其中所述全內反射表面(212)包括非球旋轉表面。

3.根據權利要求1或2所述的光學系統，其中所述出射表面(214)從包括平坦表面、傾斜表面和非球旋轉表面的幾何形狀群組中選擇。

4.根據權利要求1至2中任一項所述的光學系統，進一步包括中心透鏡(222)，所述中心透鏡(222)包括：

布置在所述凹部(202)的所述中心進入表面(210)處的中心透鏡進入表面(224)，其中所述中心透鏡進入表面(224)包括多個第三小透鏡(228)；

以及布置在所述光學系統(200)的所述出射表面(214)上中心處的中心透鏡出射表面(226)，其中所述中心透鏡出射表面(226)包括多個第四小透鏡(230)，

其中所述第三小透鏡(228)中的每一個與所述第四小透鏡(230)中的每一個形成配對，

其中所述配對中的所述第三小透鏡(228)將來自所述積分區(206)的光聚焦在所述配對中的所述第四小透鏡(230)上，并且

其中所述配對中的所述第四小透鏡(230)將所述目標聚焦在所述配對中的所述第三小透鏡(228)上，

使得所述光學系統(200)對所述目標產生均勻照明。

5.根據權利要求4所述的光學系統，其中所述多個第三小透鏡(228)中的每一個為具有非球面輪廓的旋轉對稱形狀的表面的離軸區段。

6.根據權利要求4所述的光學系統，其中所述第二小透鏡(218)和所述第四小透鏡(230)中的每一個在將光投射到無窮遠時具有旋轉對稱性，所述旋轉對稱性具有橢圓形輪廓以聚焦光學介質內的點來成為平行光束。

7.根據權利要求1所述的光學系統，其中所述自由形態的形狀由球面、橢球表面或由兩個交叉球面部分所描述的圓環表面來逼近。

8.根據權利要求1、2、5、6和7中任一項所述的光學系統，其中所述積分區(206)被布置在所述光學系統(200)的所述凹部(202)中。

9.根據權利要求1、2、5、6和7中任一項所述的光學系統，其中所述積分區(206)為平坦的、碟狀或者球狀體。

10.一種照明設備，包括根據權利要求1到9中任一項的光學系統(200)以及光源。

11.根據權利要求10所述的照明設備，其中所述光源為固態光源。

12.根據權利要求11所述的照明設備，其中所述固態光源是具有紅色、綠色、藍色、白色中的一個或多個顏色的單芯片或多芯片封裝，或者單獨包裝的LED陣列。