用于改变光分布的光学装置制造方法及图纸

一种光学装置(201)包括反射器区段(208)，该反射器区段包括：光入射表面(203)，用于从光源(202)接收光；反射器表面(204)，用于基于全内反射来反射光；以及光出射表面(205)，被反射的光穿过该光出射表面离开光学装置。当光源相对于光学装置处于预定位置处时，光出射表面处的光的入射角(θ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改变光分布的光学装置
本公开总体上涉及照明工程。更明确地说，本公开涉及一种用于改变由光源产生的光的分布的光学装置，该光源可以包括(例如，但未必)一个或多个发光二极管(LED)。
技术介绍
在一些应用中，光源产生的光的分布可能是重要的，甚至是关键的。光源可以包括(例如，但未必)一个或多个发光二极管(LED)、一个或多个白炽灯或一个或多个气体放电灯。由光源产生的光的分布可以用光学装置(诸如，透镜、反射器和组合式透镜-反射器装置(其包括充当透镜的区段和充当反射器的区段))改变。图1a示出了根据现有技术的示范性光学装置101的剖视图，该光学装置101用于改变由光源102辐射的光的分布。由光源102辐射的光束中的一些光束在图1a中用虚线箭头描绘。光学装置101由折射率大于一的合适的透明材料制成。光学装置101可以相对于图1a所示的几何线120旋转对称。几何线120平行于坐标系199的z轴。光学装置101包括用于从光源102接收光的光入射表面103和用于反射穿过光入射表面103而被接收的光的反射器表面104，使得当光到达反射器表面104时发生全内反射(TIR)。光学装置101还包括用于被反射的光和穿过光入射表面106而被接收的光的光出射表面105。与上述种类的光学装置相关的不便之处在于，光的一部分在光的主要部分离开光学装置时在所穿过的光出射表面处被反射。在图1a中，在光出射表面105处的反射用点划线箭头表示。当光束垂直到达光出射表面105处时，反射率R为(1–n)2/(1+n)2，其中n是光学装置101的透明材料的折射率。例如，当光垂直到达玻璃-空气界面处时，玻璃的折射率为约1.5，并且因此反射率R为约4％。因此，如果光学装置101的透明材料是玻璃，那么光出射表面105将到达光出射表面105处的光的约4％进行反射。在许多情况下，在光出射表面处的反射的必然结果是用光学装置产生的光分布图案偏离期望的光分布图案。图1b示出了作为极角的函数的、用光学装置101产生的光分布图案。极角呈现在图1a中。如图1b所示，光分布图案包括在许多情况下不合需要的侧峰。
技术实现思路
下文呈现简化概述，以便提供对各种专利技术实施例的一些方面的基本理解。该概述并不是本专利技术的详尽概括。它既不希望标识本专利技术的关键或重要元素，也不希望描绘本专利技术的范围。下文概述仅以简化形式呈现本专利技术的一些概念，以作为本专利技术的示范性实施例的更详细描述的序言。在本文献中，词语“几何”在用作前缀时是指几何概念，其未必是任何物理对象的一部分。几何概念可以是例如几何点、直线或曲线几何线、几何平面或非平面几何表面、几何空间或零维、一维、二维或三维的任何其它几何实体。根据本专利技术，提供了一种新颖的用于改变由光源产生的光的分布的光学装置。根据本专利技术的光学装置由透明材料制成，并且该光学装置包括反射器区段，该反射器区段包括：-光入射表面，用于从光源接收光；-反射器表面，用于基于全内反射对穿过光入射表面而被接收的光进行反射；以及-光出射表面，用于被反射的光。反射器区段的光入射表面、反射器表面和光出射表面被成形为使得当光源相对于光学装置位于预定位置处时，到达光出射表面处的被反射的光的入射角基本上是偏振角。偏振角是上述光的p偏振分量透射穿过光出射表面而不被光出射表面反射的入射角。偏振角也被称为布儒斯特角。入射角介于上述光的光束与光出射表面的几何法线之间，并且上述光的p偏振分量的偏振方向平行于由光出射表面的几何法线与上述光的光束限定的几何入射平面。因为上述入射角基本上是上述偏振角，即，布儒斯特角，所以可以减少上述光出射表面处的不希望的反射并因而减少光的不希望的散射，同时具有良好的透射效率。光学装置的反射器区段的光入射表面、反射器表面和光出射表面有利地被成形为使得当光源相对于光学装置位于预定位置处时，上述入射角在所有被反射的光离开光学装置时所穿过的光出射表面的至少75％上基本上是偏振角。根据本专利技术，还提供了一种新颖的照明装置，包括：-光源；以及-根据本专利技术的光学装置，用于改变由光源产生的光的分布。光源相对于光学装置被定位成使得从光学装置的反射器表面到达光学装置的光出射表面处的光的入射角是上述光的p偏振分量透射穿过光出射表面而不被光出射表面反射的偏振角。照明装置的光源可以包括例如一个或多个发光二极管(LED)。根据本专利技术，还提供了一种新颖的模具，该模具具有适用于通过模铸来制造具有根据本专利技术的光学装置的形状的一片透明材料(例如，塑料)的形式。本专利技术的各种示范性且非限制性的实施例在随附从属权利要求中描述。当结合附图阅读时，将从具体示范性的实施例的以下描述最好地理解本专利技术的示范性且非限制性的实施例(关于构造与操作方法两者)，以及本专利技术的额外目标和优点。动词“包括”和“包含”在本文献中用作开端限制，所述开端限制既不排斥也不需要未叙述的特征的存在。除非另有明确陈述，否则从属权利要求中所叙述的特征可相互自由地组合。此外，应理解，“一”或“一个”(即，单数形式)的使用在本文献全文中不排斥多个。附图说明下文参考附图更详细地解释示范性且非限制性的实施例及其优点，其中：图1a图示了根据现有技术的用于改变光分布的光学装置，并且图1b示出了用图1a所示的光学装置产生的光分布图案，图2a图示了包括根据示范性且非限制性的实施例的光学装置的照明设备，图2b图示了图2a所示的光学装置的操作原理，并且图2c示出了用图2a所示的光学装置产生的光分布图案，以及图3示出了根据示范性且非限制性的实施例的光学装置。图1a和图1b已在本文献的
技术介绍
章节中进行了解释。具体实施方式下文给出的描述中所提供的具体实例不应解释为限制随附权利要求书的范围和/或适用性。除非另有明确陈述，否则下文给出的描述中所提供的实例的列表和群组并非是详尽的。图2a示出了根据示范性且非限制性的实施例的光学装置201的剖视图。几何截平面平行于坐标系299的yz平面。光学装置201被布置成改变由光源202产生的光的分布。根据示范性且非限制性的实施例，光学装置201和光源202构成照明装置。图2a中未示出支撑光学装置201和光源202的机械支撑结构。光源220可以包括例如一个或多个发光二极管(LED)、一个或多个白炽灯或一个或多个气体放电灯。光学装置201由折射率大于一的透明材料制成。透明材料可以是例如丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光学硅酮(silicone)或玻璃。光学装置201的制造方法可以是例如模铸。光学装置201可以(例如，但未必)相对于几何线220旋转对称。在此示范性情况下，光源202被机械支撑，使得光源202位于光学装置201的几何光轴上。作为另一实例，光学装置也可以具有在坐标系299的x方向上伸长的形状。在这种示范性情况下，光学装置适用于改变由细长光源(例如，荧光管或被布置成构成直线的多个LED)产生的光的分布。光学装置201包括反射器区段208和透镜区段209本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于改变光分布的光学装置(201、301)，所述光学装置由透明材料制成并且包括反射器区段(208、308)，所述反射器区段包括：/n-光入射表面(203、303)，所述光入射表面用于从光源接收光；/n-反射器表面(204、304)，所述反射器表面用于基于全内反射，对穿过所述光入射表面而被接收的所述光进行反射；以及/n-光出射表面(205、305)，所述光出射表面用于被反射的光，/n其特征在于，所述光入射表面、所述反射器表面和所述光出射表面被成形为使得当所述光源相对于所述光学装置在预定位置处时，到达所述光出射表面处的所述被反射的光的入射角(θ

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181129 FI 201860081.一种用于改变光分布的光学装置(201、301)，所述光学装置由透明材料制成并且包括反射器区段(208、308)，所述反射器区段包括：
-光入射表面(203、303)，所述光入射表面用于从光源接收光；
-反射器表面(204、304)，所述反射器表面用于基于全内反射，对穿过所述光入射表面而被接收的所述光进行反射；以及
-光出射表面(205、305)，所述光出射表面用于被反射的光，
其特征在于，所述光入射表面、所述反射器表面和所述光出射表面被成形为使得当所述光源相对于所述光学装置在预定位置处时，到达所述光出射表面处的所述被反射的光的入射角(θi)基本上是所述被反射的光的p偏振分量透射穿过所述光出射表面而不被所述光出射表面反射的偏振角，所述入射角介于所述被反射的光的光束与所述光出射表面的几何法线之间，并且所述被反射的光的所述p偏振分量的偏振方向平行于由所述光出射表面的所述几何法线和所述被反射的光的所述光束限定的几何入射平面。


2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述反射器区段的所述光入射表面、所述反射器表面和所述光出射表面被成形为使得当所述光源相对于所述光学装置位于所述预定位置处时，所述入射角在所有所述被反射的光离开所述光学装置所穿过的所述光出射表面的至少75％上基本上是所述偏振角。


3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，所述反射器区段的所述光入射表面(203)与所述几何入射平面之间的区段是凸出的，以用于准直穿过所述反射器区段的所述光入射表面而被接收并且位于所述几何入射平面中的所述光的光束。


4.根据权利要求1到3中的任一项所述的光学装置，其中，所述反射器表面(204)与所述几何入射...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔约萨卡里·马蒂凯宁，
申请(专利权)人：莱迪尔公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI