透镜、透镜的制造方法以及具有该透镜的照明装置制造方法

透镜、透镜的制造方法以及具有该透镜的照明装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种透镜（100），包括基体（1）和形成在所述基体（1）上的多个子透镜（2），每个所述子透镜（2）都与相邻的所有所述子透镜（2）相连，其特征在于，所述子透镜（2）具有随机的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜（2）后产生具有随机的边界轮廓的光斑，这些光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。此外，本发明还涉及一种上述类型的透镜的制造方法，以及一种具有上述类型的透镜的照明装置。
【专利说明】透镜、透镜的制造方法以及具有该透镜的照明装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于照明装置的透镜。此外，本发明还涉及一种上述类型的透镜的制造方法和具有该透镜的照明装置。
【背景技术】
[0002]在灯具中通常应用微透镜以实现均匀的光斑。但是，因为处理工艺和光学效果的原因，一些时候可能会获得较差的光斑。在一些灯具中通常采用这样的一种透镜，在透镜上形成有由多个具有规则的六边形的边界轮廓的微透镜构成的透镜阵列。然而，在加工制造的过程中，需要通过刀具在透镜的基板上切削出这样的微透镜结构。在理想的状态下，相邻的微透镜结构之间的相交部分应该是非常尖锐的，然而刀具的刀刃本身也具有半径，因此在相邻的微透镜结构之间的相交部分也可能会具有一定的半径。因此投射出的光斑的边界区域可能不均匀。此外，由于各个微透镜结构都是相同的正六边形，因此投射出的光斑也是正六边形的，规则排列的光斑会放大在光斑的边界区域的不均匀的光分布效果，进而使得透镜产生的整个光斑的光分布不均匀。
[0003]为解决该技术问题，现有技术中提出，例如改变微透镜的尺寸。但是效果是有限的。因为如果希望获得良好的光分布，那么其他的光学参数，例如光束角、光学效率等就会变差。另外的解决方案是在微透镜面上增加一个散射片。但这会显著地降低光学效率。

【发明内容】

[0004]为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于照明装置的透镜，该透镜在能够确保所有的光学参数不发生显著变化的前提下，还能够提供均匀的光学分布。此外，本发明还提出了一种上述类型的透镜的制造方法和具有该类型的透镜的照明装置。
[0005]本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的透镜由此实现，即该透镜包括基体和形成在基体上的多个子透镜，每个子透镜都与相邻的所有子透镜相连，其中，子透镜具有随机的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜后产生具有随机的边界轮廓的光斑，这些光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。在本发明的设计方案中，各个子透镜的边界轮廓都是随机的，边界轮廓的每个部分的走向都是随机的。这样，大部分的子透镜的边界轮廓都是不规则的。在此，术语“不规则的边界轮廓”应该理解为区别于正多边形的边界轮廓，这种边界轮廓的各个部段的长度和彼此之间的夹角都应该是随机的。由此带来的效果是，由这些子透镜产生的子光斑的边界轮廓也是不规则的，这些子光斑的边界轮廓的走向也是随机的，这些子光斑互相混合，从而在观察根据本发明的透镜产生的整体光斑中不会出现规则走向的条纹，进而使得形成的整体光斑在视觉上看起来具有均匀的光分布效果。
[0006]根据本发明的一个优选的设计方案，各个子透镜的边界轮廓各不相同。由于各个子透镜的边界轮廓互不相同，因此在最大程度上避免了在透镜的出射面上形成规则地连接在一起的边界轮廓部分，进而在最大程度上避免了子光斑的部分边缘部分连接起来，以破坏整体上均匀的光分布效果。
[0007]根据本发明提出，子透镜在基体上形成子透镜阵列，子透镜阵列由至少一个以一个子透镜为中心的子透镜环构成，其中，在透镜的光轴方向上看，最外侧的子透镜环中的子透镜的边界轮廓由多个直线段构成或者由多个直线段和一条曲线段构成，并且除了最外侧的子透镜环中的子透镜之外的所有子透镜的边界轮廓均由多个直线段构成。根据本发明的设计方案，在未形成最终的透镜之前，子透镜应该具有相同的或者不同的曲面轮廓，而为了获得不规则的边界轮廓，相邻的子透镜之间要至少部分地重叠，根据布尔运算，这些重叠的部分被去除，从而使得子透镜的边界轮廓包括了多个直线段。另外在最外侧的子透镜环中的子透镜的一些区域没有重叠的部分，因此该部分形成了曲线段。然而，在一些特殊的情况中，例如需要透镜具有方形的整体轮廓，设计人员也可以考虑对形成的透镜进行修正，此时，最外侧的子透镜环的子透镜的曲线段就会被修整为直线段。
[0008]优选的是，直线段为相邻的子透镜的出射面的以出射面延伸趋势延伸的虚拟面在基体的形成有子透镜的一侧上形成的曲线之间的交点之间的直线连线的部分部段。实际上，所谓的虚拟面是指子透镜的本来应该延伸至基体的形成有子透镜的一侧上的部分，但是由于相邻的子透镜部分地重叠而导致这些虚拟面通过布尔运算，尤其是并集的运算模式而被去除。
[0009]进一步优选的是，曲线段为处于透镜的最外侧的子透镜的出射面在所述基体的形成有子透镜的一侧上形成的曲线。正如上面所述的那样，由于在最外侧的子透镜环中的子透镜的一些区域没有重叠的部分，因此该部分在基体上形成的曲线直接构成了曲线段。
[0010]根据本发明提出，子透镜环中的各个子透镜的聚焦中心之间的连线为圆形或椭圆形。这种旋转对称或者径向对称的布置方式有利于精确地设定通过透镜出射的光线的指向。
[0011]优选的是，各个子透镜环中的子透`镜的聚焦中心之间的弧线距离Si通过公式(I )获得:Si = A+Bi+Ci2+Di3，其中A，B，C，D为常数，i为子透镜环的序号。A，B，C，D为设计之初预设的定值，在不同的子透镜环数量时，能够精确地获得相应的子透镜环中的各个子透镜的聚焦中心之间的弧线距离，从而确保在透镜所形成的光斑的每个方向的光线分布都是均匀的。在本发明的设计方案中，设计人员可以根据经验来确定常数A，B，C，D的具体数值，并在后期的调试过程中调整上述常数，从而确保相邻的子透镜之间都能够完全相交，而不是在其之间出现无法相交的空白区域。另外，在本发明的设计方案中，相同的子透镜环中的子透镜之间的弧线距离都是相同的。
[0012]进一步优选的是，各个子透镜环中的子透镜的数量Ni通过公式(II )获得Ai=Ci/Si,其中，(^为圆形或椭圆形的周长，其中，圆形或椭圆形的周长Ci可通过公式(IlI)或公式
(IV)获得:当子透镜的聚焦中心之间的连线为圆形时，(III)Ci = 2 r，其中，r为以中心的子透镜聚焦中心为圆心的圆形的预设的半径；当子透镜的聚焦中心之间的连线为椭圆形时，
(IV)Ci = 2 Ji R+4 (R-r)，其中，r为椭圆形的预设的短半轴长，R为椭圆形的预设的长半轴长，其中，椭圆形的子透镜环的短轴和长轴的交点为中心的子透镜聚焦中心。在本发明的设计方案中，设计人员根据经验来确定圆形的子透镜环的半径或者确定椭圆形的子透镜环的长轴和短轴的长度，并根据实验来检验该预设的尺寸是否合适，如果不合适再进一步调整。在获得合适的尺寸之后，就可以确定圆形或椭圆形的周长，并且在计算出弧线距离的情况下，精确地设定出每个子透镜环中的子透镜的数量，从而确保在透镜所形成的光斑的每个方向的光线分布都是均匀的。
[0013]然而，由于在圆形或椭圆形的周长和子透镜的数量一定的情况下，以获知的弧线距离排布子透镜时，并不能保证所有的子透镜的聚焦中心的弧线距离都是一致的。因此有利的是，在根据公式(II)获得的数量Ni具有小数部分时，子透镜的聚焦中心之间的最终的弧线距离S通过公式(V)或公式(VI)获得=(V)S=CiZTNi]或(VI W=CiZTNiL在本发明的设计方案中，如果子透镜环的周长Ci与根据公式(I )获得的弧线距离的商为整数，那么此时的弧线距离就可以作为子透镜的聚焦中心之间的最终的弧线距离。然而，在一些情况下并不能保证子透镜环的周长与根据公式(I )获得的弧线距离的商为整数，其可能会具有小数部分，此时，需要对通过公式(I )获得的弧线距离进行调整。在这种情况下，通过已知的子透镜环的周长与根据公式(II)获得的数值进行下取整后获得的值的商来确定最终的弧线距离，也就是说，适当地增大通过公式(I )获得的弧线距离。当然也可以通过已知的子透镜环的周长与根据所述公式(II)获得的数值进行上取整后获得的值的商来确定最终的弧线距离，也就是说，在根据公式(II)获得的子透镜的数量中再加入一个子透镜，并适当地缩小通过公式(I )获得的弧线距离。
[0014]根据本发明的一个优选的设计方案提出，子透镜在基体上限定出光出射区域，其中，子透镜完全覆盖光出射区域。这也就是说，在各个子透镜之间不能存在间隙，这些间隙会严重地影响透镜输出的光线的光分布性能。
[0015]优选的是，各个子透镜具有相同的曲率半径。可选的是，各个所述子透镜具有不同的曲率半径。进一步可选的是，同一个子透镜环中的子透镜具有相同的曲率半径。在具有不同的曲率半径时，在同一子透镜环中的子透镜的曲率半径可以是相同的，但是不同于其他的子透镜环中的子透镜的曲率半径。在另外的设计方案中，所有的子透镜的曲率半径也可以各不相同，那么在这种情况下，在形成最终的透镜之前，相邻的子透镜彼此相交的程度也是各不相同的，这进一步加强了子透镜的轮廓的随机性。当然在关于曲率半径的方面还可以有任何其他的组合方式。
[0016]进一步优选的是，子透镜的出射面为球面。当然，该出射面也可以为其他任意类型的曲面。
[0017]根据本发明提出，子透镜设计为从基体的表面上凸出的突起结构或者凹入到基体中的凹进结构。但是这两种不同的结构可以产生同样的光学效果。
[0018]根据本发明进一步提出，基体在形成有子透镜的一侧形成为平坦的或者弧形的。根据所要求获得的光形的不同，基体本身的轮廓和表面走向都可以进行随机调整。
[0019]本发明的另一个目的通过一种透镜的制造方法实现，其中该制造方法以下步骤:a)提供基体；b)在基体上形成多个子透镜，其中每个子透镜都与相邻的所有子透镜相连；其中，在步骤b)中如此形成子透镜，使得子透镜分别具有不规则的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜后产生不规则的光斑，不规则光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。
[0020]优选的是，在步骤b)中，通过布尔运算对相邻的子透镜的边界轮廓的直线段进行修形。有利的是，布尔运算为并集的运算方式。在制造根据本发明的透镜的方法中，为了获得具有随机的边界轮廓的子透镜，在制造之初，使得相邻的子透镜彼此相交，并且通过布尔运算获得新的物体形态。在本发明的设计方案中采用并集的布尔运算方式，也就是说将子透镜的相交的部分删除。在此，布尔运算是处理二值之间关系的逻辑数学计算法，包括联合、相交、相减。在图形处理操作中引用了这种逻辑运算方法以使简单的基本图形组合产生新的形体。本发明即是采用了这种运算方式来对子透镜进行修形。
[0021]根据本发明的方法提出，在步骤b)中首先通过公式(I )确定各个子透镜环中的子透镜的聚焦中心之间的弧线距离Si =Si = A+Bi+Ci2+Di3，其中A，B，C，D为常数，i为子透镜环的序号。然后，通过公式(II)确定各个子透镜环中的子透镜的数量Ni =Ni=CiAi,其中，Ci为圆形或椭圆形的周长，其中，圆形或椭圆形的周长Ci可通过公式(III)或公式(IV)获得:当子透镜的聚焦中心之间的连线为圆形时，(III) Ci = 2 r，其中，r为以中心的子透镜聚焦中心为圆心的圆形的预设的半径；当子透镜的聚焦中心之间的连线为椭圆形时，(IV)Ci =2 R+4 (R-r)，其中，r为椭圆形的预设的短半轴长，R为椭圆形的预设的长半轴长，其中，椭圆形的子透镜环的短轴和长轴的交点为中心的子透镜聚焦中心。另外，在根据公式(II)获得的数量Ni具有小数部分时，子透镜的聚焦中心之间的最终的弧线距离S通过公式(V)或公式(VI)获得:(乂)5=(；/[队]或(VI) S=CiZTNiI在本发明的设计方案中，如果子透镜环的周长Ci与根据公式(I )获得的弧线距离的商为整数，那么此时的弧线距离就可以作为子透镜的聚焦中心之间的最终的弧线距离。
[0022]本发明的最后一个目的通过一种照明装置实现，该照明装置包括光源，其中，该照明装置还包括上述类型的透镜。根据本发明的照明装置在能够确保输出的光线的所有的光学参数不发生显著变化的前提下，还能够提供均匀的光学分布。
[0023]优选的是，光源包括至少一个LED发光单元。LED发光单元具有发光效率高、寿命长和环保节能的优点。
[0024]应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。
【专利附图】

【附图说明】
[0025]附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出:
[0026]图1是根据本发明的透镜的局部区域的俯视图；
[0027]图2是根据本发明的透镜的俯视图；
[0028]图3是根据本发明的透镜的一个实施例的截面图；
[0029]图4是根据本发明的透镜的另一个实施例的截面图；
[0030]图5是根据本发明的透镜的子透镜的一个实施例的俯视图；
[0031]图6是根据本发明的透镜的子透镜的另一个实施例的俯视图。
[0032]图7是根据本发明的制造方法的确定子透镜的聚焦中心的位置原理性示意图；
[0033]图8是根据本发明的制造方法的确定子透镜的边界轮廓的原理性示意图。
【具体实施方式】
[0034]在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“上”、“下”、“左”、“右”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。
[0035]图1示出了根据本发明的透镜100的局部区域的俯视图。从图中可见，透镜100包括基体I (参见图3和图4)和形成在基体I上多个子透镜2，每个子透镜2都与相邻的所有子透镜2相连，其中，子透镜2具有不规则的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜2后产生不规则的光斑，不规则光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。在本实施例中，各个所述子透镜2的边界轮廓各不相同。由于各个子透镜2的边界轮廓互不相同，因此在最大程度上避免了在透镜100的出射面上形成规则地连接在一起的边界轮廓部分，进而在最大程度上避免了子光斑的部分边缘部分连接起来，以破坏整体上均匀的光分布效果。
[0036]另外，在图1中可见，子透镜2在基体I上形成子透镜阵列，子透镜阵列由至少一个以一个子透镜2为中心的子透镜环构成。在图2中可见，在透镜100的光轴方向上看，最外侧的子透镜环中的子透镜的边界轮廓由多个直线段和一条曲线段构成，其中，直线段为相邻的子透镜2的出射面的以出射面延伸趋势延伸的虚拟面在基体I的形成有子透镜2的一侧上形成的曲线之间的交点之间的直线连线的部分部段，而曲线段为处于透镜100的最外侧的子透镜2的出射面在基体I的形成有子透镜2的一侧上形成的曲线(参见图1中右侧示出的放大图)。而在图1中则可以清晰地看到，除了最外侧的子透镜环中的子透镜2之外的所有子透镜2的边界轮廓均由多个直线段构成。另外，如果将根据本发明的透镜100在整体上设计为圆形，那么需要对透镜100进行修整，也就是对透镜100的最外侧的子透镜环的曲线段进行修整，修正后的曲线段构成了透镜100的圆形边界的一部分。在一些特殊的情况中，例如需要透镜100具有方形的整体轮廓，设计人员也可以考虑对形成的透镜100进行修正，此时，最外侧的子透镜环的子透镜2的曲线段就会被修正为直线段。
[0037]图3示出了根据本发明的透镜100的一个实施例的截面图，从图中可见，子透镜2设计为从基体I的表面上凸出的突起结构。相反，图4示出了根据本发明的透镜100的另一个实施例的截面图，从图中可见，子透镜2设计为凹入到所述基体I中的凹进结构。此外，在本实施例中，子透镜2的出射面为球面。当然，该出射面也可以为其他任意类型的曲面。
[0038]另外，在图3和图4示出的实施例中，基体I在形成有子透镜2的一侧形成为平坦的。在其他的未示出的实施例中，所要求获得的光形的不同，基体I本身的轮廓和表面走向也可以是弧形的或者说形成为曲面的。
[0039]图5示出了根据本发明的透镜的子透镜2的一个实施例的俯视图。从图中可见，图中的所有子透镜2都具有相同的直径，也就是说这些子透镜2具有相同的曲率半径。
[0040]图6示出了根据本发明的透镜的子透镜2的另一个实施例的俯视图。从图中可见，图中的所有子透镜2都具有不同的直径，也就是说这些子透镜2具有不同的曲率半径。在图6中，从右向左侧看以及从中间向上下两侧看，子透镜2的直径逐渐增大，也就是说它们的曲率半径也逐渐增大。
[0041]此外，在此需要指出的是，图5和图6中的子透镜2都以圆形示出，部分子透镜2并未彼此相交，但是这两个附图仅仅用于示意性的说明子透镜2的曲率半径的关系，实际的透镜中的相邻子透镜是彼此相连的。
[0042]图7是根据本发明的制造方法的确定子透镜2的聚焦中心的位置原理性示意图。从图7中可见，子透镜环中的各个子透镜2的聚焦中心之间的连线为椭圆形，然而在其他的未示出的实施例中，各个子透镜2的聚焦中心之间的连线也可以为圆形。另外需要指出的是，处于子透镜阵列的最中心的那个子透镜2也可以位于透镜100的正中心，其也可以处于其他的位置。
[0043]在图7示出的示意图中可见，各个子透镜环中的子透镜2的聚焦中心之间的弧线距离Si通过公式(I )获得:Si=A+Bi+Ci2+Di3，其中A，B, C，D为常数，i为子透镜环的序号。例如，在i=l时，并且设计人员根据经验确定A=L 04，而B，C，D均选择为零时，S1=L 04。A，B，C，D为设计之初预设的常数，这些常数由设计人员根据经验进行选择，并在试验中进一步调整，以确保相邻的子透镜2能够彼此相交。另外，在不同的子透镜环序号时，能够精确地获得各个子透镜2的聚焦中心之间的弧线距离，从而确保在透镜100所形成的光斑的每个方向的光线分布都是均匀的。
[0044]另外，各个子透镜环中的子透镜2的数量Ni通过公式(II)获得=Ni = CVSi,其中，Ci为圆形或椭圆形的周长，其中，圆形或椭圆形的周长Ci可通过公式(III)或公式(IV)获得:当子透镜2的聚焦中心之间的连线为圆形时，(III)Ci = 2Jir，其中，r为以中心的子透镜2的聚焦中心为圆心的圆形的预设的半径；当子透镜2的聚焦中心之间的连线为椭圆形时，
(IV)Ci = 2 Ji R+4(R-r)，其中，r为椭圆形的预设的短半轴长，R为椭圆形的预设的长半轴长，其中，椭圆形的子透镜环的短轴和长轴的交点为中心的子透镜2的聚焦中心。在根据公式(II)获得的数量Ni具有小数部分时，子透镜2的聚焦中心之间的最终的弧线距离S通过公式(V)或公式(VI)获得=(V)S=CiZTNi]或(VI) S=CiZTNiL这是因为，由于在圆形或椭圆形的周长Ci和子透镜的数量Ni —定的情况下，以获知的弧线距离排布子透镜2时，并不能保证所有的子透镜2的聚焦中心的弧线距离都是一致的，为此需要在该弧线距离Si的基础上进一步调整子透镜2之间的距离，以使得同一透镜环中的子透镜彼此之间的弧线距离一致。在这种情况下，通过已知的子透镜环的周长Ci与根据公式(II)获得的数值Ni进行下取整后获得的值的商来确定最终的弧线距离S，也就是说，适当地增大通过公式(I )获得的弧线距离Si。当然也可以通过已知的子透镜环的周长Ci与根据所述公式(II)获得的数值队进行上取整后获得的值的商来确定最终的弧线距离，也就是说，在根据公式(II)获得的子透镜的数量中再加入一个子透镜，并适当地缩小通过公式(I )获得的弧线距离Si。
[0045]图8示出了本发明的制造方法的确定子透镜的边界轮廓的原理性示意图。在图8示出的实施例中，所有的子透镜2都具有相同的曲线半径，并且子透镜2的聚焦中心之间的连线为圆形。在根据本发明的制造方法中，需要首先提供基体1，然后需要根据图7示出的方法来确定每个子透镜环中的子透镜的数量，以及每个子透镜2在基体I上的位置。然后进一步选择子透镜的曲率半径，曲率半径被选择为使得相邻的子透镜2都能够彼此重叠，从而完全地覆盖子透镜2在基体I上限定出的光出射区域。在确定了上述条件之后，各个子透镜2会彼此部分地重叠，因此根据布尔运算对子透镜2进行修形，也就是说，重叠的部分会通过布尔运算中的并集的运算方式去除，从而获得图1中所示的不规则的边界轮廓。各个子透镜2的边界轮廓都是不规则的，因此边界轮廓的每个部分的走向都是随机的，因此通过这些子透镜2形成的子光斑的边界轮廓的走向也是随机的，进而使得互相混合的子光斑形成的整体光斑在视觉上看起来具有均匀的光分布效果。
[0046]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0047]参考标号
[0048]1基体
[0049]2子透镜
[0050]Si弧线距离
[0051]A，B，C，D 常数
[0052]i子透镜环的数量
[0053]Ni子透镜的数量
[0054]Ci周长
[0055]S最终的弧线距离
[0056]100透镜
【权利要求】
1.一种用于照明装置的透镜(100)，包括基体(1)和形成在所述基体(1)上的多个子透镜(2 )，每个所述子透镜(2 )都与相邻的所有所述子透镜(2 )相连，其特征在于，所述子透镜(2)具有随机的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜(2)后产生具有随机的边界轮廓的光斑，所述光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。
2.根据权利要求1所述的透镜(100)，其特征在于，各个所述子透镜(2)的边界轮廓各不相同。
3.根据权利要求1所述的透镜(100)，其特征在于，所述子透镜(2)在所述基体(1)上形成子透镜阵列，所述子透镜阵列由至少一个以一个所述子透镜(2)为中心的子透镜环构成，其中，在所述透镜(100)的光轴方向上看，最外侧的所述子透镜环中的所述子透镜(2)的边界轮廓由多个直线段构成或者由多个直线段和一个曲线段构成，并且除了最外侧的所述子透镜环中的所有子透镜(2 )之外的所有子透镜(2 )的边界轮廓均由多个直线段构成。
4.根据权利要求3所述的透镜(100)，其特征在于，所述直线段为相邻的所述子透镜(2)的出射面的以所述出射面延伸趋势延伸的虚拟面在所述基体(1)的形成有所述子透镜(2)的一侧上形成的曲线之间的交点之间的直线连线的部分部段。
5.根据权利要求3所述的透镜(100)，其特征在于，所述曲线段为处于所述透镜(100)的最外侧的子透镜(2)的出射面在所述基体(1)的形成有所述子透镜(2)的一侧上形成的曲线。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，所述子透镜环中的各个所述子透镜(2)的聚焦中心之间的连线为圆形或椭圆形。
7.根据权利要求6所述的透镜(100)，其特征在于，各个所述子透镜环中的所述子透镜(2)的聚焦中心之间的弧线距离(Si)通过公式(I )获得:
(I) Si=A+Bi+Ci2+Di3, 其中，A，B，C，D为常数，i为所述子透镜环的序号。
8.根据权利要求7所述的透镜(100)，其特征在于，各个所述子透镜环中的所述子透镜(2)的数量(Ni)通过公式(II)获得:
(II)Ni=CVSi, 其中，Ci为所述圆形或椭圆形的周长，其中，所述圆形或椭圆形的周长(Ci)可通过公式(III)或公式(IV)获得: 当所述子透镜(2)的聚焦中心之间的连线为圆形时， (III)Ci=2r，其中，r为以中心的所述子透镜(2)的聚焦中心为圆心的所述圆形的预设的半径； 当所述子透镜(2)的聚焦中心之间的连线为椭圆形时，
(IV)Cj=2 ii R+4 (R-r)， 其中，r为所述椭圆形的预设的短半轴长，R为椭圆形的预设的长半轴长，其中，椭圆形的子透镜环的短轴和长轴的交点为中心的所述子透镜(2)的聚焦中心。
9.根据权利要求8所述的透镜(100)，其特征在于，在根据所述公式(II)获得的所述数量(Ni)具有小数部分时，所述子透镜(2)的聚焦中心之间的最终的弧线距离(S)通过公式(V)或公式(VI)获得:(V) S=CVlN1^(VI) S= C1/TN1] O
10.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，所述子透镜(2)在所述基体(1)上限定出光出射区域，其中，所述子透镜(2)完全覆盖所述光出射区域。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，各个所述子透镜(2)具有相同的曲率半径。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，各个所述子透镜(2)具有不同的曲率半径。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，同一个所述子透镜环中的所述子透镜(2 )具有相同的曲率半径。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，所述子透镜(2)的出射面为球面。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，所述子透镜(2)设计为从所述基体(1)的表面上凸出的突起结构或者凹入到所述基体(1)中的凹进结构。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的透镜(100)，其特征在于，所述基体(1)在形成有所述子透镜(2)的一侧形成为平坦的或者弧形的。
17.一种透镜(100)的制造方法，包括以下步骤: a)提供基体(1); b )在所述基体(1)上形成多个子透镜(2 )，其中每个所述子透镜(2 )都与相邻的所有所述子透镜(2)相连； 其特征在于， 在所述步骤b)中如此形成所述子透镜(2)，使得所述子透镜(2)分别具有随机的边界轮廓，使得光线通过各个子透镜(2)后产生具有随机的边界轮廓的光斑，所述光斑彼此至少部分地重叠和/或相接，以获得均匀的光分布。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤b)中，通过公式(I)确定各个所述子透镜环中的所述子透镜(2)的聚焦中心之间的弧线距离(Si):
(I ) Si=A+Bi+Ci2+Di3, 其中，A，B, C，D为常数，i为所述子透镜环的序号。
19.根据权利要求18所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤b)中，通过公式(II)确定各个所述子透镜环中的所述子透镜(2)的数量(Ni):
(II)Ni=CVSi, 其中，Ci为所述圆形或椭圆形的周长，其中，所述圆形或椭圆形的周长(Ci)可通过公式(III)或公式(IV)获得: 当所述子透镜(2)的聚焦中心之间的连线为圆形时， (III)Ci=2πr，其中，1*为以中心的所述子透镜(2)的聚焦中心为圆心的所述圆形的预设的半径； 当所述子透镜(2)的聚焦中心之间的连线为椭圆形时，
(IV)Cj=2 ii R+4 (R-r)， 其中，r为所述椭圆形的预设的短半轴长，R为椭圆形的预设的长半轴长，其中，椭圆形的子透镜环的短轴和长轴的交点为中心的所述子透镜(2)的聚焦中心。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤b)中，在根据所述公式(II)获得的所述数量(Ni)具有小数部分时，所述子透镜(2)的聚焦中心之间的最终的弧线距离(S)通过公式(V)或公式(VI)获得:(V) S=CVLNij或(VI) S= Ci/TNiI O
21.根据权利要求20所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤b)中，通过布尔运算对相邻的所述子透镜(2)的所述边界轮廓的直线段进行修形。
22.根据权利要求21所述的制造方法，其特征在于，所述布尔运算为并集的运算方式。
23.一种照明装置，包括光源，其特征在于，所述照明装置还包括根据权利要求1至16中任一项所述的透镜(100)。
24.根据权利要求23所述的照明装置，其特征在于，所述光源包括至少一个LED发光单元o
【文档编号】F21V5/04GK103807804SQ201210461526
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2012年11月15日
【发明者】李爱爱, 袁未来, 李皓, 杨江辉 申请人:欧司朗有限公司