[发明专利]透镜部件和使用该透镜部件的光学单元

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2010年9月29日提交的日本专利申请第2010-220089号，并且要求该日本专利申请的优先权，该日本专利申请的公开内容以引用方式完全并入本文。

技术领域

本发明涉及一种在例如发光二极管(LED)照明中使用的透镜部件，以及包括该透镜部件的光学单元。

背景技术

诸如照明、投影仪、闪光灯、汽车前灯和尾灯等使用LED作为光源的LED光学产品，或例如窄方向性LED的基础光学设备等，通常使用透镜来聚焦或准直LED发射的光线。尽管这种透镜经常使用凸折射透镜，但为了减小高度和变薄，也提出采用菲涅耳透镜。

例如，提出了一种用于灯配件的透镜，该透镜具有在靠近光轴的内表面的中心部分中形成的栅格形状的折射棱镜部分，而且还具有在该栅格形状的折射棱镜部分的周围部分形成的栅格形状的反射棱镜部分(例如参考JP 57-55002A)。

此外，也有提议使用菲涅耳透镜，在该菲涅耳透镜表面形成有作为光入射表面的一部分棱镜，使得入射光线的一部分在无透镜面被全内反射之后从光出射面出射(例如参考JP S59-119340A)。另外，提出了一种由具有在光轴中心部分设置的透镜体的折射透镜部分和反射体部分构成的一种光学设备，该反射体部分允许光线从内表面部分进入，并在抛物面形状的反射面上将光线全内反射，从而将光线转化成平行光束(例如参考JP H05-281402A)。

本申请的发明人已提出了一种包括菲涅尔透镜表面的透镜部件和光学装置，其中，TIR透镜的光入射表面和光出射表面被划分成多个环形棱镜的光入射表面和光出射表面，这些环形棱镜的位置关于透镜部件的中心轴线适当地同心排布(参看JP2010-262187A、JP2011-141450A和US2010/0284194A1)。

如果将上述包括菲涅尔透镜表面的透镜部件用于照明装置，那么通常的情况是，包括至少一个LED元件的光源的发光表面小于面对该光源的发光表面设置的菲涅尔透镜表面。在这种情况下，由于透镜部件的菲涅耳透镜表面的中心轴线被设置为与光源的发光表面的中心重合，所以在垂直于中心轴线的方向存在环绕光源的空间。为了利用这样的空间，电源电路用的诸如电阻器、电容器、连接器等的部件可以安装在该环绕光源的空间内。

然而，如果这些部件环绕光源排布在菲涅尔透镜表面下方的空间中，则那些邻近光源的部件可能会干涉从光源发射并进入菲涅尔透镜表面的光。因此，当这些部件被排布在环绕光源的空间内时，光学部件有可能会不能发挥其光学特性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种考虑到上述内容的透镜部件和光学单元。

为了完成上述目的，根据本发明的一个实施方式的透镜部件包括：中心轴线；光入射侧，该光射入侧包括设置有关于所述中心轴线同心排布的多个环形棱镜的菲涅尔透镜表面；以及光出射表面，该光出射表面与所述光入射侧相对。

在所述透镜部件的所述菲涅尔透镜表面的一部分中，关于所述中心轴线同心地排布有环形透镜部分。所述环形透镜部分可以位于所述菲涅尔透镜表面的外周部分。所述多个环形棱镜中的一些环形棱镜可以位于所述环形透镜部分的环形外表面的外侧。

所述菲涅尔透镜表面还包括环形透镜部分，该环形透镜部分关于所述中心轴线同心地排布并且比所述多个环形棱镜延伸得长并且宽。

所述环形透镜部分包括环形内表面和设置在该环形内表面的外侧的环形外表面。所述环形内表面和所述环形外表面可以彼此接触而形成有共同的下边缘并在该共同的下边缘处形成锐角形状。在所述环形透镜部件中，所述环形内表面和所述环形外表面可以是具有相对于所述中心轴线具有相应角度的倾斜表面。

在另一实施方式中，所述环形透镜部分包括环形内表面、环形外表面以及连接所述环形透镜部分的所述环形内表面的下端和所述环形外表面的下端的环形倾斜表面。所述环形透镜部分的所述环形内表面和所述环形外表面可以平行于所述中心轴线在所述光入射侧的下方延伸。所述环形内表面可以比所述环形外表面延伸得长。在这种情况下，所述环形倾斜表面从所述环形内表面的所述下端倾斜向上地延伸到所述环形外表面的所述下端。

在又一实施方式中，环形透镜部分包括分别平行于中心轴线延伸的环形内表面和环形外表面。在一个例子中，环形内表面引入从光源发射的光。环形外表面折射和反射一部分进入环形内表面的光以将这些光射向位于环形透镜部分的外侧的环形棱镜。