一种具有多种焦距的组合式光学透镜的制作方法

本实用新型涉及光学元件领域，特别是一种具有多种焦距的组合式光学透镜。

背景技术：

透镜在光学系统中为基本且不可或缺的光学元件，且其在照明装置中更是扮演着极为关键且重要的角色。照明装置的照明品质和功能与其采用的透镜的品质及结构直接相关，因此如何制造出品质更好功能更加符合照明装置需求的透镜便成为制造光学系统的其中一个重要的课题。

现有的照明装置中所采用的凸透镜绝大部分是只有一种焦距，当光线照射至该凸透镜入光面时，所有的光线均被聚焦至特定的某一个照明区域中；但是在某些特殊的照明装置中经常要实现对照明区域的快速切换，现有技术中为实现该功能需求，会同时设置多组照明装置，每组照明装置均设置光源和特定单一焦距的透镜，在进行照明区域之间切换时，实际上是在每组照明装置之间的切换，这种技术方案虽然能实现照明区域的切换操作，但是一个照明装置中会设置多组照明装置，包含多个照明光源、灯架和特殊单一焦距的凸透镜，大大增加了照明装置你的生产成本，增加了照明装置内部的结构复杂度和整体尺寸，在照明装置安装应用过程中，需要应用场景为照明装置提供更大的安装空间，由于生产成本和安装空间的要求会大大限制照明装置的应用范围。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种具有多种焦距的组合式光学透镜。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有多种焦距的组合式光学透镜，包括出光面和入射面，所述出光面包括至少两个出光面域，每个所述出光面域对应的焦点处于同一光轴上；多个所述出光面域拼接成完整的所述出光面，且每个出光面域与相邻的出光面域之间拼接处一体成型，完全融合，该拼接处的出光面为平滑过渡面结构；所述出光面为一体成型的类非球面结构，所述入射面为平面结构。

更优的，所述出光面包括第一出光面域、第二出光面域和第三出光面域，所述第一出光面域和所述第二出光面域拼接组成所述出光面的一半区域，所述第三出光面域为另一半区域；所述第一出光面域对应的焦点为第一焦点，所述第二出光面域对应的焦点为第二焦点，所述第三出光面域对应的焦点为第三焦点；第一焦点、第二焦点和第三焦点处于同一光轴上，且第一焦点和第二焦点重合。

更优的，所述出光面包括第一出光面域、第二出光面域、第三出光面域和第四出光面域，所述第一出光面域和所述第二出光面域拼接组成所述出光面的一半区域，所述第三出光面域和所述第四出光面域拼接组成所述出光面的另一半区域；所述第一出光面域对应的焦点为第一焦点，所述第二出光面域对应的焦点为第二焦点，所述第三出光面域对应的焦点为第三焦点，所述第四出光面域对应的焦点为第四焦点；第一焦点、第二焦点、第三焦点和第四焦点处于同一光轴上，且第一焦点和第二焦点重合，第三焦点和第四焦点重合。

更优的，所述组合式光学透镜由塑料、pmma、玻璃、光学硅胶和/或pc制成。

更优的，所述各个焦点之间的距离为1mm-50mm。

本实用新型提出一种具有多种焦距的组合式光学透镜，其由具有多种不同焦距的出光面域融合成一个整体，所述组合式光学透镜的出光面为完整的类球面结构，入射面也融合成完整的平面面域；不同的光线投射至对应位置的焦点上后，会在经过所述组合式光学透镜后进行叠加或分离照射到设定区域，使得应用了所述组合式光学透镜的照明装置具有不同照明区域切换功能的同时，也可以保证照明装置的结构更加简单紧凑，此外，由于所述组合式光学透镜的出光面和入射面为整体结构，没有拼接缝隙，光线在叠加时不会因为多次反射出现照明边缘模糊，不同出光面域中的光线之间不会出现干扰和损失严重的现象，大大提高了光线的利用率和照明效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例中光线经过所述组合式光学透镜的示意图；

图2是图1所示实施例另一个视角的示意图；

图3是本实用新型的一个实施例从所述出光面视角观察的结构示意图；

图4是本实用新型的另一个实施例从所述出光面视角观察的结构示意图。

其中：组合式光学透镜10，出光面11，入射面12，第一出光面域121，第二出光面域122，第三出光面域123，第四出光面域124，第一焦点110，第二焦点120，第三焦点130。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-4所示，一种具有多种焦距的组合式光学透镜10，包括出光面11和入射面12，所述出光面11包括至少两个出光面域，每个所述出光面域对应的焦点处于同一光轴上；多个所述出光面域拼接成完整的所述出光面11，且每个出光面域与相邻的出光面域之间拼接处即图3和4中虚线所示的位置，该拼接处一体成型，如出光面11完全融合形成一个整体，该拼接处的出光面11为平滑过渡面结构；所述出光面11为一体成型的类非球面结构，具体为平滑完整的曲面，所述入射面12为平面结构，所述组合式光学透镜整体呈平凸透镜型结构。

如图2所述，具体的，所述出光面11在垂直与光轴的方向上的投影轮廓为圆形，其包括第一出光面域121、第二出光面域122和第三出光面域123，所述第一出光面域121和所述第二出光面域122拼接组成所述出光面11的一半区域，所述第三出光面域123为另一半区域，且和所述第一出光面域121和所述第二出光面域122拼接组成所述出光面11；所述第一出光面域121对应的焦点为第一焦点110，所述第二出光面域122对应的焦点为第二焦点120，所述第三出光面域123对应的焦点为第三焦点130；第一焦点110、第二焦点120和第三焦点130处于同一光轴上，且第一焦点110和第二焦点120重合。

当所述组合式光学透镜10的出光面11由三个出光面域组成时，所述第一出光面域121和第二出光面域122位于所述组合式光学透镜10的上半圆形一侧且焦点重合，就可以实现从第一焦点110和第二焦点120处投射至所述入射面12的光线进行叠加，以提高指定照明区域的照明亮度，让该照明区域的亮度实现可调节；所述第三出光面域123的位于所述组合式光学透镜10的下半圆形一侧且其焦点与上述两个焦点位置可以重合也可以不重合；当其与上述两个焦点重合时，上述三个出光面域的光线均可根据需要进行叠加，实现对照明区域内亮度更多等级的调节；当其与上述两焦点不重合时，所述第三出光面域的光线的照明区域会和上述两个出光面域的光线的照明区域不同，从而可以达到既有照明区域切换又有亮度调节的效果。

如图4所述，具体的，所述出光面11在垂直与光轴的方向上的投影轮廓为圆形，其包括第一出光面域121、第二出光面域122、第三出光面域123和第四出光面域124，所述第一出光面域121和所述第二出光面域122拼接组成所述出光面11的一半区域，所述第三出光面域123和所述第四出光面域124拼接组成所述出光面11的另一个半区域；所述第一出光面域121对应的焦点为第一焦点110，所述第二出光面域122对应的焦点为第二焦点120，所述第三出光面域123对应的焦点为第三焦点130，所述第四出光面域124对应的焦点为第四焦点；第一焦点110、第二焦点120、第三焦点130和第四焦点处于同一光轴上，且第一焦点110和第二焦点120重合，第三焦点130和第四焦点重合。

当所述组合式光学透镜10的出光面11由四个出光面域组成时，所述第一出光面域121和第二出光面域122位于所述组合式光学透镜10的上半圆形一侧且焦点重合，就可以实现从第一焦点110和第二焦点120处投射至所述出光面11的光线进行叠加，以提高指定照明区域的照明亮度，让该照明区域的亮度实现可调节；所述第三出光面域123和第四出光面域124的位于所述组合式光学透镜10的下半圆形一侧，且其焦点与上述两个焦点位置可以重合也可以不重合；当其与上述两个焦点重合时，上述四个出光面域的光线均可根据需要进行叠加，实现对照明区域内亮度更多等级的调节；当这两个焦点与上述两焦点不重合时，所述第三出光面域123和第四出光面域124的光线的照明区域和上述两个出光面域的光线的照明区域不同，从而可以达到既有照明区域切换又有亮度调节的效果。

所述的一种具有多种焦距的组合式光学透镜10，其由塑料、pmma、玻璃、光学硅胶和/或pc制成。由于所述组合式光学透镜10要求是一体成型制成的，对整体性要求很高，因此只采用一种材料制成，虽然可以达到上述基本效果要求，但是所述入射面12的厚度和均匀度一致性比较低；因此为了进一步提高照明区域和光照亮度的明显切换，更优的方式是采用多种不同材料来分别制造各个出光面域，然后再将各个出光面域融合成一个整体，因为不用材料对光线的折射效果是不同的，因此可以在达到不同出光面域有不同折射效果的同时，保证所述组合式光学透镜10的入射面12和出光面11整体厚度均匀一致。

各个焦点之间的距离为1mm-50mm。因为所述组合式光学透镜10的出光面11和入射面12是整体平滑过渡的，即各个出光面域之间的厚度即使有差异，但也不会特别明显，因此所述组合式光学透镜10的焦点位置会更加集中，不同照明区域的光线对应的焦点之间距离会更接近；本实施例中提供了能保证照明装置结构更加紧凑，且不影响所述组合式光学透镜10实际应用效果的不同焦点之间距离的最优数值范围。

本实用新型提出一种具有多种焦距的组合式光学透镜10，其由具有多种不同焦距的出光面域融合成一个整体，所述组合式光学透镜10的出光面11为完整的类球面结构，入射面12也融合成完整的平面面域；不同的光线投射至对应位置的焦点上后，会在经过所述组合式光学透镜10后进行叠加或分离照射到设定区域，使得应用了所述组合式光学透镜10的照明装置具有不同照明区域切换功能的同时，也可以保证照明装置的结构更加简单紧凑，此外，由于所述组合式光学透镜10的出光面11和入射面12为整体结构，没有拼接缝隙，光线在叠加时不会因为多次反射出现照明边缘模糊，不同出光面域中的光线之间不会出现干扰和损失严重的现象，大大提高了光线的利用率和照明效果。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。