光學(xué)元件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】提供能夠減小因方向而產(chǎn)生的色差、使來(lái)自光源的光擴(kuò)散的光學(xué)元件。該光學(xué)元件具有覆蓋配置在平面上的光源的入射面(101)和覆蓋該入射面的出射面(103)。該入射面構(gòu)成為：以通過(guò)配置在該平面上的該光源的中心且與該平面垂直的軸為光軸(AX)，該入射面具有相對(duì)于周邊而在該光軸附近凹陷的形狀，設(shè)該光軸與該入射面的交點(diǎn)為O1，在該光學(xué)元件的包含該光軸且與該平面垂直的任意一個(gè)截面中，設(shè)該入射面上的點(diǎn)P處的該入射面的法線相對(duì)于該光軸的角度為φh、該入射面上的點(diǎn)P在該光軸方向上離點(diǎn)O1的距離為z，在使點(diǎn)P沿著該入射面，從點(diǎn)O1移動(dòng)到該平面上時(shí)，φh相對(duì)于z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光學(xué)元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使來(lái)自光源的光擴(kuò)散的光學(xué)元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，為了照明而大多使用LED(發(fā)光二極管）光源。LED光源的朝前方照射的 光的比例較高，因此往往與LED光源組合使用使來(lái)自LED光源的光擴(kuò)散的光學(xué)元件。尤其 是，在使用LED光源來(lái)作為照射較大范圍的背光用等照明單元的光源的情況下，為了以較 少的數(shù)量的LED光源實(shí)現(xiàn)緊湊的照明單元，使用了將來(lái)自LED光源的光擴(kuò)散為寬角度的光 學(xué)元件（專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0003] 大光量的LED光源由藍(lán)色等短波長(zhǎng)的光的發(fā)光芯片和發(fā)出綠色、黃色、紅色等較 長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光的熒光部件構(gòu)成。在這樣的LED光源中，將短波長(zhǎng)的光的發(fā)光芯片配置在中 心部，從其周?chē)穑渲糜邪l(fā)出長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光的熒光部件的情況較多。在這樣的LED光源 中，發(fā)出短波長(zhǎng)的光的部分的位置和發(fā)出長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的部分的位置不同。因此，在利用光學(xué) 元件來(lái)擴(kuò)散來(lái)自LED光源的光的情況下，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生短波長(zhǎng)的光較強(qiáng)的方向和長(zhǎng)波長(zhǎng)的光 較強(qiáng)的方向。其結(jié)果是，有時(shí)會(huì)根據(jù)方向而產(chǎn)生藍(lán)色或紅色等色差。作為照明單元，產(chǎn)生這 樣的色差不是優(yōu)選的。但是，到此為止，沒(méi)有開(kāi)發(fā)出能夠減小因方向而產(chǎn)生的色差且使來(lái)自 光源的光擴(kuò)散的光學(xué)元件。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本專(zhuān)利第3875247號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008] 因此，對(duì)于能夠減小因方向而產(chǎn)生的色差且使來(lái)自光源的光擴(kuò)散的光學(xué)元件存在 需求。
[0009] 用于解決問(wèn)題的手段
[0010] 本發(fā)明的第1方式的光學(xué)元件具有覆蓋配置在平面上的光源的入射面和覆蓋該 入射面的出射面，且構(gòu)成為來(lái)自該光源的光在通過(guò)該入射面和該出射面后照射到外部。該 入射面構(gòu)成為：設(shè)通過(guò)該光源的中心且與該平面垂直的軸為光軸，該入射面具有相對(duì)于周 邊而在該光軸附近凹陷的形狀，設(shè)該光軸與該入射面的交點(diǎn)為01，在該光學(xué)元件的包含該 光軸且與該平面垂直的任意截面中，設(shè)該入射面上的點(diǎn)P處的該入射面的法線相對(duì)于該光 軸的角度為、該入射面上的點(diǎn)P在該光軸方向上離點(diǎn)01的距離為Z，在使點(diǎn)P沿著該入 射面，從點(diǎn)01移動(dòng)到該平面上時(shí)，￠11相對(duì)于z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0011] 根據(jù)本方式的光學(xué)元件，入射面構(gòu)成為：小h相對(duì)于Z具有至少一個(gè)極大值和至少 一個(gè)極小值，因此，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線根據(jù)到達(dá)該入射面的位置 而朝各個(gè)方向折射。因此，能夠減小因從光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第1方式的光學(xué)兀件，且該入射面為關(guān)于該光軸 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的形狀。
[0013] 本實(shí)施方式的光學(xué)元件能夠容易地通過(guò)注塑成型等進(jìn)行制造。
[0014] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件是第1方式的光學(xué)元件，且該入射面構(gòu)成為：將該 光軸的周?chē)指畛啥鄠€(gè)角度區(qū)間，該入射面在各個(gè)角度區(qū)間中具有不同的形狀。
[0015] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠針對(duì)與光軸的周?chē)慕嵌葏^(qū)間對(duì)應(yīng)的每個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)不同的 光分布。
[0016] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第1方式的光學(xué)兀件，且該入射面構(gòu)成為：僅在 該多個(gè)角度區(qū)間的一部分的角度區(qū)間中，在使點(diǎn)P沿著該入射面，從點(diǎn)01移動(dòng)到該平面上 時(shí)，4>h相對(duì)于z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0017] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠僅針對(duì)光軸的周?chē)囊徊糠值慕嵌葏^(qū)間，減小因方向而產(chǎn) 生的色差。
[0018] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件，該入射面構(gòu)成為：設(shè)該光軸與該平面的交點(diǎn)為 P0,設(shè)連接點(diǎn)P0和該入射面上的點(diǎn)p的直線與該光軸所成的角度為eP
[0019] 在 30。< 0r < 90。的范圍內(nèi)，
[0020] 4>h相對(duì)于z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0021] 本實(shí)施方式的光學(xué)元件在沒(méi)有極大值和極小值的情況下，cth相對(duì)于z的斜率大 致固定，
[0022] 在30° < 0r < 90°的范圍的入射面的區(qū)域中，
[0023] 入射面構(gòu)成為4>h相對(duì)于z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值，因此，在與光 源組合使用時(shí)，與不存在極大值和極小值的情況相比，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線根據(jù)到達(dá)該 入射面的位置而朝各個(gè)方向折射。因此，能夠減小因從光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的 色差。
[0024] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件是第1方式的光學(xué)元件，且存在（th之差為10度以 上的相鄰的極大值和極小值。
[0025] 根據(jù)本實(shí)施方式，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線在該入射面處折 射后，根據(jù)該光線到達(dá)該入射面的位置，其行進(jìn)方向的變化幅度較大。因此，能夠減小因從 光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0026] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件是第1方式的光學(xué)元件，且存在（th之差為20度以 上的相鄰的極大值和極小值。
[0027] 根據(jù)本實(shí)施方式，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線在該入射面處折 射后，根據(jù)該光線到達(dá)該入射面的位置，其行進(jìn)方向的變化幅度較大。因此，能夠減小因從 光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0028] 本發(fā)明的第2方式的光學(xué)元件具有覆蓋配置在平面上的光源的入射面和覆蓋該 入射面的出射面，且構(gòu)成為來(lái)自該光源的光在通過(guò)該入射面和該出射面后照射到外部。該 入射面構(gòu)成為：設(shè)通過(guò)該光源的中心且與該平面垂直的軸為光軸，該入射面具有相對(duì)于周 邊而在該光軸附近凹陷的形狀，設(shè)該光軸與該入射面的交點(diǎn)為01，設(shè)該光軸與該平面的交 點(diǎn)為P0,在該光學(xué)元件的包含該光軸且與該平面垂直的任意截面中，設(shè)連接點(diǎn)P0和該入射 面上的點(diǎn)p的直線與該光軸所成的角度為ep設(shè)從點(diǎn)P0朝點(diǎn)p行進(jìn)的光在光學(xué)元件內(nèi)的 行進(jìn)方向與該光軸所成的角度為ei，在使點(diǎn)P沿著該入射面，從點(diǎn)〇1移動(dòng)到該平面上時(shí)， 01相對(duì)于吣具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0029] 根據(jù)本方式的光學(xué)元件，入射面構(gòu)成為：ei相對(duì)于吣具有至少一個(gè)極大值和至 少一個(gè)極小值，因此，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線根據(jù)到達(dá)該入射面的位 置而朝各個(gè)方向折射。因此，能夠減小因從光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0030] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第2方式的光學(xué)兀件，且該入射面為關(guān)于該光軸 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的形狀。
[0031] 本實(shí)施方式的光學(xué)元件，能夠容易地通過(guò)注塑成型等進(jìn)行制造。
[0032] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第2方式的光學(xué)兀件，且該入射面構(gòu)成為：將該 光軸的周?chē)指畛啥鄠€(gè)角度區(qū)間，該入射面在各個(gè)角度區(qū)間中具有不同的形狀。
[0033] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠針對(duì)與光軸的周?chē)慕嵌葏^(qū)間對(duì)應(yīng)的每個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)不同的 光分布。
[0034] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第2方式的光學(xué)兀件，且該入射面構(gòu)成為：僅在 該多個(gè)角度區(qū)間的一部分的角度區(qū)間中，在使點(diǎn)P沿著該入射面，從點(diǎn)〇1移動(dòng)到該平面上 時(shí)，9 1相對(duì)于吣具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0035] 根據(jù)本實(shí)施方式，能夠僅針對(duì)光軸的周?chē)囊徊糠值慕嵌葏^(qū)間，減小因方向而產(chǎn) 生的色差。
[0036] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第2方式的光學(xué)兀件，且該入射面構(gòu)成為：
[0037] 在 30。< 0r < 90。的范圍內(nèi)，
[0038] 9i相對(duì)于吣具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
[0039] 本實(shí)施方式的光學(xué)元件在沒(méi)有極大值和極小值的情況下，ei相對(duì)于吣的斜率大 致固定，
[0040] 在30° < 0r < 90°的范圍的入射面的區(qū)域中，
[0041] 入射面構(gòu)成為：Qi相對(duì)于Q!?具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值，因此，在與 光源組合使用時(shí)，與不存在極大值和極小值的情況相比，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線根據(jù)到達(dá) 該入射面的位置而朝各個(gè)方向折射。因此，能夠減小因從光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生 的色差。
[0042] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)兀件是第2方式的光學(xué)兀件，且存在0j?之差為5度以 上的相鄰的極大值和極小值。
[0043] 根據(jù)本實(shí)施方式，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線在該入射面處折 射后，根據(jù)該光線到達(dá)該入射面的位置，其行進(jìn)方向的變化幅度較大。因此，能夠減小因從 光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0044] 本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)元件是第2方式的光學(xué)元件，且存在吣之差為10度以 上的相鄰的極大值和極小值。
[0045] 根據(jù)本實(shí)施方式，在與光源組合使用時(shí)，來(lái)自光源的各點(diǎn)的光線在該入射面處折 射后，根據(jù)該光線到達(dá)該入射面的位置，其行進(jìn)方向的變化幅度較大。因此，能夠減小因從 光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。
[0046] 本發(fā)明的第3方式的照明單元具有光源和本發(fā)明中的任意一個(gè)方式或?qū)嵤┓绞?的光學(xué)元件。
[0047] 本方式的照明單元使用了本發(fā)明中的任意一個(gè)方式或?qū)嵤┓绞降墓鈱W(xué)元件，因 此，能夠減小因從光學(xué)元件射出的光的方向而產(chǎn)生的色差。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048] 圖1是示出與本發(fā)明的光學(xué)元件同時(shí)使用的LED光源的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
[0049] 圖2是為了擴(kuò)散LED光源的光而使用的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件的包含 中心軸AX的剖視圖。
[0050] 圖3是將圖2的剖視圖中的入射面的部分放大的圖。
[0051] 圖4是示出在平面上配置多組光源以及光學(xué)元件而成的照明單元的結(jié)構(gòu)的一例 的圖。
[0052] 圖5是示出實(shí)施例1的光學(xué)元件的z與入射面的法線和中心軸AX所成的角度（th 之間的關(guān)系的圖。
[0053] 圖6是示出實(shí)施例1的光學(xué)元件的L與0i之間的關(guān)系的圖。
[0054] 圖7是示出實(shí)施例1的光學(xué)元件的L與叭之間的關(guān)系的圖。
[0055] 圖8是示出將實(shí)施例1的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng)度 分布的圖。
[0056] 圖9是示出將比較例1的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng)度 分布的圖。
[0057] 圖10是針對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)元件示出從圖3的點(diǎn)P0射出的光線的強(qiáng)度分布的圖。
[0058] 圖11是針對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)元件示出從圖3的點(diǎn)P1射出的光線的強(qiáng)度分布的圖。
[0059] 圖12是針對(duì)實(shí)施例1的光學(xué)元件示出從圖3的點(diǎn)P2射出的光線的強(qiáng)度分布的圖。
[0060] 圖13是示出實(shí)施例2的光學(xué)元件的z與入射面的法線和中心軸AX所成的角度 cth之間的關(guān)系的圖。
[0061] 圖14是示出實(shí)施例2的光學(xué)元件的L與0i之間的關(guān)系的圖。
[0062] 圖15是示出實(shí)施例2的光學(xué)元件的L與0e之間的關(guān)系的圖。
[0063] 圖16是示出將實(shí)施例2的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng) 度分布的圖。
[0064] 圖17是示出將比較例2的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng) 度分布的圖。
[0065] 圖18是示出實(shí)施例3的光學(xué)元件的z與入射面的法線和中心軸AX所成的角度 cth之間的關(guān)系的圖。
[0066] 圖19是示出實(shí)施例3的光學(xué)元件的L與0i之間的關(guān)系的圖。
[0067] 圖20是示出實(shí)施例3的光學(xué)元件的L與0e之間的關(guān)系的圖。
[0068] 圖21是示出將實(shí)施例3的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng) 度分布的圖。
[0069] 圖22是示出將比較例3的光學(xué)元件組合到圖1所示的光源中的情況下的光的強(qiáng) 度分布的圖。
[0070] 圖23是示出將樹(shù)脂澆口（gate)配置在光學(xué)元件的出射面的中心的情況的圖。
[0071] 圖24是示出將光學(xué)元件的出射面的中心設(shè)置為圓錐臺(tái)形狀，并在此配置有樹(shù)脂 澆口的情況的圖。
[0072] 圖25是示出在光學(xué)元件的底面上配置1個(gè)樹(shù)脂澆口的情況的圖。
[0073] 圖26是示出在光學(xué)元件的底面上配置2個(gè)樹(shù)脂澆口的情況的圖。
[0074] 圖27是示出在出射面的周邊部分具有擴(kuò)散結(jié)構(gòu)或擴(kuò)散材料的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的 圖。
[0075] 圖28是示出在底面具有擴(kuò)散結(jié)構(gòu)或擴(kuò)散材料的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0076] 圖1是示出與本發(fā)明的光學(xué)元件同時(shí)使用的LED光源200的結(jié)構(gòu)的一例的圖。圖 1(a)是示出LED光源200的與發(fā)光面垂直的截面的圖。圖1(b)是LED光源200的俯視圖。 通常，大光量的白色LED光源由發(fā)出藍(lán)色等短波長(zhǎng)的光的芯片和在接收到來(lái)自發(fā)光芯片的 光的情況下發(fā)出綠色、黃色、紅色等較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的熒光劑構(gòu)成。在圖1中，在LED光源200 的中心位置處配置有藍(lán)色的發(fā)光芯片201，在比發(fā)光芯片201所占的區(qū)域更大的區(qū)域內(nèi)，以 覆蓋發(fā)光芯片201的方式配置有熒光劑203。在圖1(b)的俯視圖中，發(fā)光芯片201是一個(gè) 邊為1. 0mm的正方形，突光劑203的形狀是直徑為3. 0mm的圓形。藍(lán)色的光A從位于中心 附近的發(fā)光芯片201射出。較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光B從配置在包含LED光源的周邊部分的區(qū)域的熒 光劑射出。在具有圖1那樣的結(jié)構(gòu)的LED光源中，射出藍(lán)色光的位置和射出較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光 的位置不同。
[0077] 圖2是為了擴(kuò)散LED光源200的光而使用的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光學(xué)元件 100的包含中心軸AX的剖視圖。本實(shí)施方式的光學(xué)元件100具有關(guān)于中心軸AX旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng) 的形狀。在光學(xué)元件100的與LED光源200相對(duì)的面105中，相對(duì)于周邊，在中心軸AX附 近具有凹陷，該凹陷的面形成入射面101。在本說(shuō)明書(shū)中，將與LED光源200相對(duì)的面105 稱(chēng)作底面105。光學(xué)元件100的入射面101以及底面105以外的面形成出射面103。
[0078] 光學(xué)元件100和LED光源200被配置為：光學(xué)元件100的中心軸AX通過(guò)LED光 源200的中心、即圖1(b)中的圓的中心。在該情況下，中心軸AX成為包含光學(xué)元件100和 LED光源200的光學(xué)系統(tǒng)的光軸。
[0079] 從光源200射出的光經(jīng)過(guò)入射面101進(jìn)入光學(xué)元件101，并從出射面103向外部射 出。在該情況下，從光源200射出的光在入射面101和出射面103的幾乎所有部分中朝遠(yuǎn) 離中心軸AX的方向折射，其結(jié)果是，光被擴(kuò)散。
[0080] 在本實(shí)施方式中，LED光源200的面為平面，但光源的面不是一定為平面。本發(fā)明 是配置在平面上的光源，可以應(yīng)用發(fā)出短波長(zhǎng)的光的部分的位置不同于發(fā)出長(zhǎng)波長(zhǎng)的光的 部分的位置的任意光源。
[0081] 圖3是將圖2的剖視圖中的入射面的部分放大的圖。設(shè)光源200的發(fā)光面205與 中心軸AX的交點(diǎn)為點(diǎn)P0。從點(diǎn)P0射出的光線的行進(jìn)方向與中心軸AX所成的角度為0 ,， 設(shè)該光線在入射面101折射后，光線在光學(xué)元件100內(nèi)的行進(jìn)方向與中心軸AX所成的角度 為0i。此外，設(shè)該光線在出射面折射后，其行進(jìn)方向與中心軸AX所成的角度為0J圖2)。 在圖3中，設(shè)從發(fā)光芯片201的邊下垂到發(fā)光面205的垂線的腳為P1，設(shè)熒光劑的端部的 點(diǎn)、即圖1(b)的熒光劑的周邊的圓周上的點(diǎn)為P2。
[0082] 入射面101被設(shè)定為，從點(diǎn)P0起，以規(guī)定的范圍的0 ,射出的光線滿足：
[0083] 0r < 0 it)
[0084] 在圖3中，規(guī)定的范圍為0度?約20度的范圍。此外，在上述范圍內(nèi)，隨著角度0, 增大，角度 0i單調(diào)增大。
[0085] 出射面103被設(shè)定為，以上述范圍內(nèi)的角度吣射出的光線滿足：
[0086]0i< 0e。
[0087] 出射面的中心軸AX附近的形狀不限于凸面，也不限于凹面，而可以為凹面、凸面、 平面中的任意一個(gè)。優(yōu)選為在透鏡內(nèi)部不發(fā)生全反射的出射面形狀。在該情況下，設(shè)光學(xué) 元件的折射率為n，則光學(xué)元件內(nèi)的光線角度與出射面的法線的角度小滿足
[0088] 小 <sin-l(l/n)的條件。
[0089] 此外，在圖3中，設(shè)入射面101的法線與中心軸AX所成的角度為（th。角度（th以 圖3的向下方向?yàn)榛鶞?zhǔn)。SP，在入射面101的頂點(diǎn)處，（th= 180度。
[0090] 在以0度?約20度的范圍的角度L，從點(diǎn)P0射出的光所到達(dá)的入射面101的區(qū) 域中，隨著角度e,增大，角度小^1單調(diào)減少。在從點(diǎn)P0,以超過(guò)約20度的角度0,射出的 光所到達(dá)的入射面101的區(qū)域中，隨著角度吣增大，角度反復(fù)地增大/減少。在本說(shuō) 明書(shū)中，也將該入射面1〇〇的區(qū)域稱(chēng)作入射面的擴(kuò)散區(qū)域。關(guān)于入射面101的擴(kuò)散區(qū)域的 形狀，后面將詳細(xì)說(shuō)明。
[0091] 圖4是示出在面300上配置有多組光源200以及光學(xué)元件100而成的照明單元的 結(jié)構(gòu)的一例的圖。照明單元還具有擴(kuò)散板400。利用照明單元，能夠均勻地照射前方（圖4 的上側(cè)）。
[0092] 在以下記述中，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)元件的實(shí)施例和比較例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例和比較 例的光學(xué)元件的材料為聚甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂（PMMA)，折射率為1. 492 (d線，587. 56nm)， 阿貝數(shù)為56. 77 (d線，587. 56nm)。此外，在實(shí)施例和比較例中，只要沒(méi)有另外說(shuō)明，則長(zhǎng)度 的單位則為毫米。
[0093] 實(shí)施例1
[0094] 在圖2中，設(shè)入射面101與中心軸AX的交點(diǎn)的坐標(biāo)為01，出射面103與中心軸AX 的交點(diǎn)的坐標(biāo)為02。
[0095] 在本實(shí)施例中，P0與02之間的距離T為
[0096] T= 5. 752mm,
[0097] P0與01之間的距離h為
[0098] h= 4. 400mm。
[0099] 在用z表示以01為基準(zhǔn)的、中心軸AX方向上的距離時(shí)，
[0100] 在0彡z彡1. 5mm的范圍內(nèi)，
[0101] 入射面101的形狀由下式表示。
[0102] [公式 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)元件，其具有覆蓋配置在平面上的光源的入射面和覆蓋該入射面的出射 面，且構(gòu)成為來(lái)自該光源的光在通過(guò)該入射面和該出射面之后照射到外部，其中， 該入射面構(gòu)成為：設(shè)通過(guò)該光源的中心且與該平面垂直的軸為光軸，該入射面具有相 對(duì)于周邊而在該光軸附近凹陷的形狀，設(shè)該光軸與該入射面的交點(diǎn)為01，在該光學(xué)元件的 包含該光軸且與該平面垂直的任意截面中，設(shè)該入射面上的點(diǎn)P處的該入射面的法線相對(duì) 于該光軸的角度為ΦΚ該入射面上的點(diǎn)P在該光軸方向上離點(diǎn)01的距離為Z，在使點(diǎn)P沿 著該入射面從點(diǎn)01移動(dòng)到該平面上時(shí)，φ?ι相對(duì)于Z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小 值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面為關(guān)于該光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：將該光軸的周?chē)指畛啥鄠€(gè)角度區(qū)間，該入射面在各個(gè)角度區(qū)間中 具有不同的形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：僅在該多個(gè)角度區(qū)間的一部分的角度區(qū)間中，在使點(diǎn)Ρ沿著該入射 面從點(diǎn)01移動(dòng)到該平面上時(shí)，φ?ι相對(duì)于Ζ具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：設(shè)該光軸與該平面的交點(diǎn)為Ρ0,設(shè)連接點(diǎn)Ρ0和該入射面上的點(diǎn)Ρ的 直線與該光軸所成的角度為ΘΓ， 在30° < ΘΓ <90°的范圍內(nèi)，Φ?ι相對(duì)于ζ具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中， 存在Φ?ι之差為10度以上的相鄰的極大值和極小值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件，其中， 存在Φ?ι之差為20度以上的相鄰的極大值和極小值。
8. -種光學(xué)元件，其具有覆蓋被設(shè)置在平面上的光源的入射面和覆蓋該入射面的出射 面，且構(gòu)成為來(lái)自該光源的光在通過(guò)該入射面和該出射面之后照射到外部，其中， 所述光學(xué)元件的入射面構(gòu)成為：設(shè)通過(guò)該光源的中心且與該平面垂直的軸為光軸，該 入射面具有相對(duì)于周邊而在該光軸附近凹陷的形狀，設(shè)該光軸與該入射面的交點(diǎn)為01，設(shè) 該光軸與該平面的交點(diǎn)為Ρ0,在該光學(xué)元件的包含該光軸且與該平面垂直的任意截面中， 設(shè)連接點(diǎn)Ρ0和該入射面上的點(diǎn)Ρ的直線與該光軸所成的角度為Θ r，設(shè)從點(diǎn)Ρ0朝點(diǎn)Ρ行進(jìn) 的光在光學(xué)元件內(nèi)的行進(jìn)方向與該光軸所成的角度為Θ i，在使點(diǎn)P沿著該入射面從點(diǎn)01 移動(dòng)到該平面上時(shí)，Θ i相對(duì)于Θ r具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面為關(guān)于該光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：將該光軸的周?chē)指畛啥鄠€(gè)角度區(qū)間，該入射面在各個(gè)角度區(qū)間中 具有不同的形狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：僅在該多個(gè)角度區(qū)間的一部分的角度區(qū)間中，在使點(diǎn)P沿著該入射 面從點(diǎn)01移動(dòng)到該平面上時(shí)，φ?ι相對(duì)于Z具有至少一個(gè)極大值和至少一個(gè)極小值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8?11中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中， 該入射面構(gòu)成為：在30° < ΘΓ< 90°的范圍內(nèi)，0i相對(duì)于ΘΓ具有至少一個(gè)極大 值和至少一個(gè)極小值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8?12中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件，其中， 存在Θ r之差為5度以上的相鄰的極大值和極小值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)元件，其中， 存在Θ r之差為1〇度以上的相鄰的極大值和極小值。
15. -種照明單元，其具有光源和權(quán)利要求1?14中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)元件。
【文檔編號(hào)】F21V5/00GK104272015SQ201280072744
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月3日
【發(fā)明者】池田賢元, 關(guān)大介, 幡手公英 申請(qǐng)人:納盧克斯株式會(huì)社