[發明專利]光學器件、燈具以及用于制造光學器件的方法

有效

• 申請號: 201780063338.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN109952529B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: M·布蘭德
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B3/00;G02B27/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

1.一種具有自由造型光學面的光學器件，該自由造型光學面將入射光變換成包括沿著曲線聚焦的光線焦散的照射圖案，其中，在由零展度光源照明所述自由造型光學面時，照明曲線的橫向厚度由入射光波長的衍射極限確定，從而該橫向厚度小于入射光波長，并且，在由空間擴展光源照明所述自由造型光學面時，所述曲線具有防止所述光溢出到所述照射圖案外部的清晰邊緣邊界。

2.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述曲線在所述曲線的整個長度上在平面中延伸。

3.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述曲線延伸穿過三維空間，使得所述曲線包括位于不同平面上的至少兩個區段。

4.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述曲線位于三維幾何對象的表面上。

5.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述照射圖案包括形成象形圖、表意文字、標志、字形和字詞中的至少一種或組合的一個或多個曲線。

6.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述照射圖案包括為了路面的照明而形成非對稱遠光近光圖案的一個或多個曲線。

7.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述自由造型光學面由多個形狀形成，該多個形狀被調節以平衡所述照射圖案的各部分上的光照度。

8.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述自由造型光學面由多個形狀的組合形成，其中，所述形狀的凸度隨著距所述光學器件的光軸的距離而增大。

9.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述曲線包括一系列區段，各區段沿著其長度具有均一照度。

10.根據權利要求9所述的光學器件，其中，兩個相鄰區段具有不同照度。

11.根據權利要求10所述的光學器件，其中，所有區段具有相等長度。

12.根據權利要求1所述的光學器件，其中，所述自由造型光學面是使用支配所述入射光的傳播的費馬不變式，通過將包圍該光學面的空間的片映射到所述曲線上的對應點的滿射來形成的。

13.一種燈具，該燈具包括：

根據權利要求1所述的光學器件；和

空間擴展光源，該空間擴展光源設置在所述燈具中，以將光發射到所述自由造型光學面上以產生具有所述曲線的所述照射圖案，所述曲線具有增大的寬度或深度并且具有防止光溢出到所述照射圖案外部的清晰邊緣邊界。

14.根據權利要求13所述的燈具，其中，所述空間擴展光源包括發光二極管(LED)。

15.一種用于制造光學器件的方法，該方法包括：

確定自由造型光學面，該自由造型光學面將入射光變換成包括沿著曲線聚焦的光線焦散的照射圖案，其中，在由零展度光源照明所述自由造型光學面時，照明曲線的橫向厚度是入射光波長的艾里斑的尺寸從而該橫向厚度小于入射光波長，并且其中，在由空間擴展光源照明所述自由造型光學面時，所述曲線具有防止所述光溢出到所述照射圖案外部的清晰邊緣邊界；以及

制造具有所述自由造型光學面的所述光學器件。

16.根據權利要求15所述的方法，其中，確定步驟包括：

使用支配所述入射光的傳播的費馬不變式，通過將包圍所述曲線的空間的片映射到所述曲線上的對應點的滿射來確定所述自由造型光學面。

17.根據權利要求15所述的方法，其中，所述照射圖案包括形成象形圖、表意文字、標志、字形和字詞中的至少一種或組合的一個或多個曲線。