用于修改光分布的光学装置的制作方法

本公开总体上涉及照明工程。更具体地，本公开涉及一种用于修改由光源产生的光的分布的光学装置，该光源可以是例如但不必然是发光二极管“led”。

背景技术：

1、在一些应用中，由光源产生的光的分布可能是重要的或甚至关键的。光源可以是例如但不一定是发光二极管“led”、白炽灯或气体放电灯。由光源产生的光的分布可以用诸如透镜、反射器和组合透镜-反射器装置的光学装置来修改，该组合透镜-反射器装置包括充当透镜的部分和充当反射器的部分。在许多情况下，需要一种光学装置，其是可调整的以调谐由光源和光学装置产生的光分布图案的形状。举例来说，可能需要在用于照明光点的窄光分布图案与用于照明较大区域的较宽光分布图案之间平滑地改变光分布图案的宽度。

2、公开w02006072885描述了一种用于调整光分布图案的形状的光学装置。w02006072885中的光学装置包括用于修改由光源产生的光的分布的第一光学元件和第二光学元件。第一和第二光学元件相继地在光的路径中，使得第二光学元件接收离开第一光学元件的光。w02006072885的光学装置包括调节机构，用于调节第一和第二光学元件之间沿着光学装置的光轴的距离，从而改变光分布图案的形状。与w02006072885的光学装置相关的不便之处是需要调节机构，其用于调节第一和第二光学元件之间沿着光学装置的光轴的距离。与w02006072885的光学装置相关的进一步的不便之处是，当光分布图案的形状改变时，光学装置的物理长度改变。改变的物理长度是与许多照明应用结合时所不想要的特性，例如在光学装置嵌入天花板或墙壁结构中的情况下，使得每个光学装置的前表面基本上与墙壁或天花板表面齐平。

3、公开us5775799描述了一种用于调整光分布图案的形状的光学装置。us5775799的光学装置包括用于修改由光源产生的光的分布的第一光学元件和第二光学元件。第一和第二光学元件相继地在光的路径中，使得第二光学元件接收离开第一光学元件的光。第一光学元件包括用于修改离开第一光学元件的光的分布的第一表面，并且第二光学元件包括面朝第一表面并且用于进一步修改光的分布的第二表面。第一表面和第二表面中的每一个包括凸形区域和凹形区域。通过相对于第一光学元件在与第一表面和第二表面平行的方向上移动第二光学元件，us5775799的光学装置的光学效应是能改变的。在第一位置，第二表面的凹形区域与第一表面的凸形区域对齐，并且相应地，第二表面的凸形区域与第一表面的凹形区域对齐。在第二位置，第二表面的凹形区域与第一表面的凹形区域对齐，并且相应地，第二表面的凸形区域与第一表面的凸形区域对齐。在第一位置，第二表面的光学效应至少部分地补偿第一表面的光学效应，而在第二位置，上述种类的补偿效应不发生。us5775799的光学装置不需要用于沿着光学装置的光轴调整第一和第二光学元件之间的距离的机构。另一方面，取决于上述第一表面和第二表面上的最高凸形区域，可能需要在沿着光轴的方向上在第一光学表面和第二光学表面的其它光学功能区域之间有显著的的距离，以允许第一光学元件和第二光学元件在与第一表面和第二表面平行的方向上相对于彼此移动。上述距离可能需要如此长以至于第一光学表面和第二光学表面的对应光学功能区域可能无法以最佳方式工作。

技术实现思路

1、以下给出简化的概述以便提供对本发明实施例的一些方面的基本理解。概述不是本发明的广泛综述。其既不旨在标识本发明的要点或关键要素也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式呈现本发明的一些概念，作为对例示本发明的实施例的更详细描述的序言。

2、在本文档中，词语“几何”在用作前缀时意味着不一定是任何物理对象的一部分的几何概念。几何概念可以是例如几何点、直线或曲线几何线、几何平面、非平面几何表面、几何空间或为零维、一维、二维或三维的任何其它几何实体。

3、根据本发明，提供了一种用于修改由光源产生的光的分布的新光学装置。

4、根据本发明的光学装置包括：

5、-第一光学元件，包括用于修改通过第一表面离开第一光学元件的光的分布的第一表面，以及

6、-第二光学元件，其包括在第一方向上面朝第一表面的第二表面，并且用于进一步修改通过第二表面进入第二光学元件的光的分布。

7、上述第二光学元件相对于上述第一光学元件能移动地支撑，使得第二表面在与第一表面平行的方向上相对于第一表面是能移动的。第一表面和/或第二表面包括凸形区域，并且相应地，第二表面和/或第一表面包括凹形区域，用于当第二光学元件相对于第一光学元件处于第一位置时至少部分地补偿凸形区域的光学效应，使得凸形区域和凹形区域相对于彼此对准。通过将第二光学元件从上述第一位置朝向第二位置移动，第一表面和第二表面的组合光学效果是能改变的，在该第二位置处，凹形区域和凸形区域相对于彼此不对准。

8、上述第一表面和第二表面中的至少一个被成形为具有阶梯式形状不连续部，该阶梯式形状不连续部被配置成减小在第二光学元件相对于第一光学元件的至少一个位置处的第一表面和第二表面之间的空间余地。有利地，阶梯式形状不连续部被配置成当第二光学元件相对于第一光学元件处于上述第一位置时减小空间余地，使得从凸形区域中的至少一个到与凸形区域中的至少一个凸形区域对准的凹形区域中的一个的距离由阶梯式形状不连续部而减小。至少一个凸形区域可以更靠近相应凹形区域的事实便于实现期望的光学特性。

9、上述第二光学元件可相对于上述第一光学元件移动，使得第二光学元件相对于第一光学元件围绕光学装置的几何光轴是能旋转的，或使得第二光学元件可相对于第一光学元件线性移动。因此，可以改变光分布图案的形状，而不改变第一和第二光学元件之间的距离，即不改变光学装置的物理长度。

10、根据本发明，还提供了一种新的照明装置，其包括：

11、-光源，以及

12、-根据本发明的用于修改由光源发射的光的分布的光学装置。

13、光源可以包括例如一个或多个发光二极管“led”。

14、根据本发明，还提供了一种新的模具组，其包括：

15、-第一模具，其具有适合于通过模铸制造构成根据本发明的光学装置的第一光学元件的第一透明材料件的形式；以及

16、-第二模具，其具有适于通过模铸而制造构成根据本发明的光学装置的第二光学元件的第二透明材料件的形式。

17、在伴随的从属权利要求中描述了示例性且非限制性实施例。

18、当结合附图阅读时，从以下对具体示例性实施例的描述中将最好地理解各种示例性且非限制性实施例，以及操作的构造和方法以及附加的对象及其优点。

19、动词“包括”和“要包括”在本文档中用作既不排除也不必需限定尚未叙述的特征的存在的开放限制。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。此外，应理解，贯穿本文档使用的“一”或“一个”——即单数形式——也不排除多个。

技术特征：

1.一种用于修改光分布的光学装置(301，401，601)，所述光学装置包括：

2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述阶梯式形状不连续部(239，240)被配置成当所述第二光学元件相对于所述第一光学元件处于所述第一位置时减小所述空间余地，使得所述阶梯式形状不连续部(239，240)被配置成减小从所述凸形区域中的至少一个到与所述凸形区域中的所述至少一个对准的所述凹形区域中的一个的距离(d2’，d3’)。

3.根据权利要求2所述的光学装置，其中，所述阶梯式形状不连续部(239，240)被配置成：在所述第二表面相对于所述第一表面的移动范围上，将从每个凸形区域的顶部到所述第一表面和所述第二表面中的面朝所考虑的所述凸形区域的一个表面的距离的最小值调整成对于所述凸形区域中的每个凸形区域是相同的(dmin)。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一表面(204)包括所述凸形区域，所述第二表面(205)包括所述凹形区域，所述第一表面(204)包括在所述第一表面的所述凸形区域之间的其它凹形区域，所述第二表面(205)包括在所述第二表面的所述凹形区域之间的其它凸形区域，所述第一表面包括在所述第一表面的所述凸形区域与所述凹形区域之间的所述阶梯式形状不连续部(209)中的第一阶梯式形状不连续部，并且所述第二表面包括在所述第二表面的所述凹形区域与所述凸形区域之间的所述阶梯式形状不连续部(210)中的第二阶梯式形状不连续部。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一光学元件(302)包括用于将所述光反射到所述第一表面的反射器表面(308)。

6.根据权利要求5所述的光学装置，其中，所述反射器表面和所述第一光学元件的用于从点形式光源接收所述光的表面被成形为使得被反射的所述光是准直光。

7.根据权利要求5或6所述的光学装置，其中，所述反射器表面是用于提供全内反射的透明材料的表面。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的光学装置，其中，所述第二光学元件(303，403，603)是围绕所述光学装置的几何光轴相对于所述第一光学元件(302，402，602)能旋转的。

9.根据权利要求8所述的光学装置(301，601)，其中，所述第一光学元件(302，602)包括与所述几何光轴同心的腔，并且所述第二光学元件(303，603)包括与所述几何光轴同心并且位于所述第一光学元件的所述腔中的突起。

10.根据权利要求9所述的光学装置(601)，其中，所述第一光学元件的所述腔的底部构成所述第一光学元件(602)的所述第一表面的一部分，并且所述第二光学元件(603)的面朝所述腔的所述底部的所述突起的端表面构成所述第二光学元件的所述第二表面的一部分，并且所述突起和所述腔的侧壁代表所述阶梯式形状不连续部。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的光学装置，其中，所述第一光学元件由以下之一制成：丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光学硅树脂、玻璃。

12.根据权利要求1-11中的任一项所述的光学装置，其中，所述第二光学元件由以下之一制成：丙烯酸塑料、聚碳酸酯、光学硅树脂、玻璃。

13.根据权利要求1-12中的任一项所述的光学装置，其中，所述光学装置(401)包括框架元件(412)，所述框架元件用于相对于所述第一光学元件能移动地支撑所述第二光学元件。

14.一组模具，包括：

15.一种照明装置，包括：

技术总结
一种光学装置，其包括相对于第一光学元件能移动的第一光学元件(102)和第二光学元件(103)。第一光学元件包括用于修改离开第一光学元件的光的分布的第一表面(104)，并且第二光学元件包括面朝第一表面并且用于进一步修改光的分布的第二表面(105)。第一表面和第二表面中的一个包括凸形区域(106)，而这些表面中的另一个包括凹形区域(107)。通过相对于第一光学元件在与第一表面平行的方向上移动第二光学元件，光学装置的光学效应是能改变的。第一表面和第二表面被成形为具有阶梯式形状不连续部(109)以减小在第一表面和第二表面之间所需的空间余地。

技术研发人员：奥利·萨阿尼奥
受保护的技术使用者：莱迪尔公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11