本公開通常涉及照明工程。更具體地，本公開涉及一種光學(xué)裝置，用于修改由光源產(chǎn)生的光分布，該光源可以是，例如但不是必須的，發(fā)光二極管“LED”。

背景技術(shù)：

由光源產(chǎn)生的光分布在某些應(yīng)用中可以是重要的，甚至是關(guān)鍵性的。該光源可以是，例如但不是必須的，發(fā)光二級管“LED”、白熾燈或氣體放電燈。圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于修改由光源102產(chǎn)生的光分布的示例透鏡101的剖面圖。該剖面平行于坐標(biāo)系199的yz平面。光源102發(fā)出的一些光束在圖1中的用虛線箭頭來描述。透鏡101可以相對于圖1中示出的幾何線120而旋轉(zhuǎn)對稱。幾何線120平行于坐標(biāo)系199的z軸。透鏡101由折射率大于1的透明材料制成。該透鏡包括兩個(gè)光活性(opticallly active)表面103和104。在圖1中示出的示例情況中，光活性表面103起到進(jìn)光面的作用，并且光活性表面104起到出光面的作用。

透鏡101的光學(xué)特性由光活性表面的形狀和透明材料的折射率來確定。因此，透鏡的光學(xué)特性可以通過透明材料的選取和光活性表面的塑形來調(diào)諧。在圖1說明的示例情況中，透鏡101是準(zhǔn)直透鏡，其中光活性表面103基本上是平面的，光活性表面104是凸面的。關(guān)于透鏡101的不方便之處是設(shè)計(jì)光學(xué)特性的自由度有限。因此，在很多光學(xué)裝置中，存在兩個(gè)或更多連續(xù)的透鏡，以使得穿過光學(xué)裝置的光路包括多于兩個(gè)的光活性表面。關(guān)于上述這種光學(xué)裝置的不便之處是需要能機(jī)械地支撐透鏡的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)，以使得透鏡相對于彼此的位置足夠精確。典型地，如果透鏡相對于彼此的位置偏離于其期望的位置，其光學(xué)特性偏離于期望的特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了對多種實(shí)用新型實(shí)施方案的某些方面提供基本的理解，下述內(nèi)容表示簡化的概要。該概要不是本實(shí)用新型的詳盡概述。其既不是想表明本實(shí)用新型的重要或關(guān)鍵性元件，也不是劃定本實(shí)用新型的范圍。下述概要僅以簡化的形式來表示本實(shí)用新型的某些概念，作為對本實(shí)用新型示例性實(shí)施方案的更詳細(xì)描述的序言。

在該文獻(xiàn)中，當(dāng)作為前綴使用時(shí)，單詞“幾何(geometric)”意味著不必然是任一物理對象一部分的幾何概念。幾何概念可以是例如幾何線、幾何曲線、幾何平面、非平面幾何表面、幾何空間或一維、二維或三維的任一其他幾何實(shí)體。

根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種新的用于修改光分布的光學(xué)裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)裝置包括相對于彼此連續(xù)的至少兩個(gè)透鏡部分，其中：

透鏡部分的第一透鏡部分包括能起第一進(jìn)光面作用的第一表面和能起第一出光面作用的第二表面，和

透鏡部分的第二透鏡部分包括能起第二進(jìn)光面作用的第三表面和能起第二出光面作用的第四表面，第三表面被設(shè)置為接收穿過第二表面離開透鏡部分的第一透鏡部分的光的至少一部分。

該至少兩個(gè)透鏡部分構(gòu)成單件(single piece)透明材料，以使得在透鏡部分相對于彼此連續(xù)的方向上，存在從第一表面的一點(diǎn)到第四表面的一點(diǎn)的光路，以使得該光路在該單件透明材料內(nèi)部。

由于該光學(xué)裝置是單件材料，不需要用于機(jī)械地支撐透鏡部分以使得透鏡部分相對于彼此的位置足夠精確的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，與包括分離透鏡和用于機(jī)械地支撐透鏡以使得透鏡相對于彼此的位置足夠精確的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)的光學(xué)裝置相比，根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)裝置在制造上更容易且更有成本效益。

根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)裝置可以例如通過成型鑄模來制造。依照本實(shí)用新型，還提供一種新的模具，其具有適于通過成型鑄模來制造根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)裝置的形狀。

依據(jù)本實(shí)用新型，還提供了一種新的照明裝置，其包括至少一個(gè)光源，和至少一個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)裝置。該至少一個(gè)光源可能包括例如一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二級管“LED”。

本實(shí)用新型的許多示例性和非限制性實(shí)施方案在隨同的從屬權(quán)利要求中說明。

當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)從以下特定的示例性實(shí)施方案的描述中，將會很好地理解關(guān)于結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方法兩者的多種示例性和非限制性實(shí)施方案，連同其附加目的和優(yōu)點(diǎn)。

在本文獻(xiàn)中所用的動(dòng)詞“包括”和“包含”為開放性限制，其既不排除也不需要尚未列舉特征的存在。

除非在其他方面明確聲明，在從屬權(quán)利要求中列舉的特征可相互自由地組合。而且，可以理解，貫穿這篇文獻(xiàn)使用的“a”或“an”即單數(shù)形式，沒有排除復(fù)數(shù)。

附圖說明

下文將參考附圖更詳細(xì)地說明本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透鏡剖面圖，

圖2a和2b說明了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置，

圖3a和3b說明了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置，

圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置的剖面圖，以及

圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置的剖面圖。

圖1已經(jīng)在本文獻(xiàn)的背景技術(shù)部分中說明。

具體實(shí)施方式

在下面給出的說明書中提供的特定實(shí)施例不應(yīng)該解釋為限定附加權(quán)利要求的范圍和/或應(yīng)用性。除非在其他方面明確聲明，在下面給出的說明書中提供的特定實(shí)施例列表和組不是窮舉的。

圖2a和2b說明了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置。圖2a示出了照明裝置的前視圖，圖2b示出了沿著圖2a中示出的線A-A截取的剖面圖。圖2b中示出的剖面是沿著平行于坐標(biāo)系299xz平面的幾何剖平面截取的。該照明裝置包括光源202和根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的光學(xué)裝置201。光學(xué)裝置201設(shè)置為修改由光源202射出的光分布。光源202可以是，例如但不是必須的，發(fā)光二極管“LED”、白熾燈或氣體放電燈。光學(xué)裝置201由折射率大于1的透明固體材料制成。該透明材料可以是，例如，丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光學(xué)硅樹脂或玻璃。光學(xué)裝置201的制造方法可以是例如成型鑄模。

光學(xué)裝置201包括透鏡部分205和206，其在坐標(biāo)系299的z方向上相對于彼此連續(xù)。在透鏡部分205和206之間的過渡(transition)區(qū)域由單個(gè)幾何閉合曲線222來劃定界限，該閉合曲線222由圖2a中的虛線圓來描述。透鏡部分的第一透鏡部分，即透鏡部分205，包括能起第一進(jìn)光面作用的第一表面207和能起第一出光面作用的環(huán)形第二表面208。透鏡部分的第二透鏡部分，即透鏡部分206，包括能起第二進(jìn)光面作用的環(huán)形第三表面209和能起第二出光面作用的第四表面210。第三表面209被設(shè)置為接收穿過第二表面208離開透鏡部分205的光的至少一部分。透鏡部分205和206構(gòu)成單件透明材料，以使得在透鏡部分相對于彼此連續(xù)的方向上，存在從第一表面207的一點(diǎn)到第四表面210的一點(diǎn)的光路，以使得這條光路在該單件透明材料內(nèi)部。在圖2b中，由光源202發(fā)射的光束中的一些由虛線箭頭來描述。即使連續(xù)的透鏡部分是分離的多件透明材料，僅穿透第一和第四表面207和210而沒有穿透第二和第三表面208和209的光束僅有少量被折射。因此，設(shè)計(jì)光學(xué)裝置201的光學(xué)特性的自由度沒有過分地受限于透鏡部分205和206構(gòu)成單件透明材料的事實(shí)。

圖2a和2b中說明的示例性光學(xué)裝置相對于幾何線220是旋轉(zhuǎn)對稱的，幾何線220平行于透鏡部分205和206相對于彼此連續(xù)的方向。幾何線220平行于坐標(biāo)系299的z坐標(biāo)軸。在該情況下，光源202優(yōu)選基本上是點(diǎn)形式的光源，例如單個(gè)發(fā)光二極管“LED”或白熾燈。

圖3a和3b說明了根據(jù)本實(shí)用新型示例性和非限制性實(shí)施方案的用于修改光分布的光學(xué)裝置301。圖3a示出了光學(xué)裝置301的前視圖。圖3b示出了沿著圖3a中示出的線A1-A1截取的第一剖面圖、沿著圖3a中示出的線A2-A2截取的第二剖面圖、和沿著圖3a中示出的線A3-A3截取的第三剖面圖。幾何剖面平行于坐標(biāo)系399的xz平面。光學(xué)裝置301包括透鏡部分305和306，其在坐標(biāo)系399的z方向上相對于彼此連續(xù)。透鏡部分305包括能起第一進(jìn)光面作用的第一表面307和能起第一出光面作用的第二表面308。透鏡部分的第二透鏡部分306，包括能起第二進(jìn)光面作用的第三表面309和能起第二出光面作用的第四表面310。第三表面309被設(shè)置為接收穿過第二表面308離開透鏡部分305的光的至少一部分。透鏡部分305和306構(gòu)成單件透明材料，以使得在透鏡部分相對于彼此連續(xù)的方向上，存在從第一表面307的多點(diǎn)到第四表面310的多點(diǎn)的光路，以使得這些光路在該單件透明材料內(nèi)部。在該示例性情況中，光學(xué)裝置301具有如此的形式，以使得當(dāng)幾何剖平面在坐標(biāo)系399的y方向上移動(dòng)預(yù)定位移時(shí)，沿著平行于坐標(biāo)系399的xz平面的幾何剖平面截取的橫截面基本上是不變的。上述幾何特性由圖3b中示出的剖面圖彼此相似的事實(shí)所證明。在該示例性情況中，光源302可以基本上是線形式的光源，其可以是例如熒光管或成直線的多個(gè)發(fā)光二極管“LED”或白熾燈。

在圖2a和2b中說明的示例性光學(xué)裝置201中，第一表面207基本上是平面的，第二表面208是凸面的，第三表面209基本上是平面的，第四表面210是凸面的。在圖3a和3b中說明的示例性光學(xué)裝置301中，第一表面307基本上是平面的，第二和第三表面308和309是凸面的，第四表面310基本上是平面的。然而，這些不是唯一可能的選擇。圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的照明裝置401的剖面圖。幾何剖平面平行于坐標(biāo)系499的xz平面。光學(xué)裝置401包括透鏡部分405和406，其在坐標(biāo)系499的z方向上相對于彼此連續(xù)。透鏡部分405包括能起第一進(jìn)光面作用的第一表面407和能起第一出光面作用的第二表面408。透鏡部分406包括能起第二進(jìn)光面作用的第三表面409和能起第二出光面作用的第四表面410。第三表面409被設(shè)置為接收穿過第二表面408離開透鏡部分405的光的至少一部分。透鏡部分405和406構(gòu)成單件透明材料。在該示例性情況中，第二表面408是凹面的，第三表面409是凸面的，以使得第二表面408凹面的曲率半徑大于第三表面409凸面的曲率半徑。

光學(xué)裝置401可以是例如相對于幾何線420而旋轉(zhuǎn)對稱的，幾何線420平行于透鏡部分205和206相對于彼此連續(xù)的方向。在圖4中，幾何線420平行于坐標(biāo)系499的z坐標(biāo)軸。對于另一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)裝置401可能以與圖3a和3b中說明的光學(xué)裝置301相同的方式具有延長的形式。

圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的示例性和非限制性實(shí)施方案的光學(xué)裝置501的剖面圖。該幾何剖面平行于坐標(biāo)系599的xz平面。在該示例性情況下，該光學(xué)裝置包括三個(gè)透鏡部分505、506和515，其在坐標(biāo)系599的z方向上相對于彼此連續(xù)。透鏡部分505包括能起第一進(jìn)光面作用的第一表面507和能起第一出光面作用的第二表面508。透鏡部分506包括能起第二進(jìn)光面作用的第三表面509和能起第二出光面作用的第四表面510。透鏡部分515包括能起第三進(jìn)光面作用的第五表面516和能起第三出光面作用的第六表面517。第三表面509被設(shè)置為接收穿過第二表面508離開透鏡部分505的光的至少一部分，相應(yīng)地，第五表面516被設(shè)置為接收穿過第四表面510離開透鏡部分506的光的至少一部分。透鏡部分505、506和515構(gòu)成單件透明材料。

光學(xué)裝置501可以是例如相對于幾何線520而旋轉(zhuǎn)對稱的，幾何線520平行于透鏡部分505、506和515相對于彼此連續(xù)的方向。在圖5中，幾何線520平行于坐標(biāo)系599的z坐標(biāo)軸。對于另一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)裝置501可能以與圖3a和3b中說明的光學(xué)裝置301相同的方式具有延長的形式。

在上面給出的說明書中提供的特定實(shí)施例不應(yīng)該解釋為限定附加權(quán)利要求的范圍和/或應(yīng)用性。除非在其他方面明確聲明，在上面給出的說明書中提供的實(shí)施例列表和組不是窮舉的。