[发明专利]光学器件、灯具以及用于制造光学器件的方法

权利要求书

1.一种具有自由造型光学面的光学器件，该自由造型光学面将入射光变换成包括沿着曲线聚焦的光线焦散的照射图案，其中，在由零展度光源照明所述自由造型光学面时，照明曲线的横向厚度由入射光波长的衍射极限确定，从而该横向厚度小于入射光波长，并且，在由空间扩展光源照明所述自由造型光学面时，所述曲线具有防止所述光溢出到所述照射图案外部的清晰边缘边界。

2.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述曲线在所述曲线的整个长度上在平面中延伸。

3.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述曲线延伸穿过三维空间，使得所述曲线包括位于不同平面上的至少两个区段。

4.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述曲线位于三维几何对象的表面上。

5.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述照射图案包括形成象形图、表意文字、标志、字形和字词中的至少一种或组合的一个或多个曲线。

6.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述照射图案包括为了路面的照明而形成非对称远光近光图案的一个或多个曲线。

7.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述自由造型光学面由多个形状形成，该多个形状被调节以平衡所述照射图案的各部分上的光照度。

8.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述自由造型光学面由多个形状的组合形成，其中，所述形状的凸度随着距所述光学器件的光轴的距离而增大。

9.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述曲线包括一系列区段，各区段沿着其长度具有均一照度。

10.根据权利要求9所述的光学器件，其中，两个相邻区段具有不同照度。

11.根据权利要求10所述的光学器件，其中，所有区段具有相等长度。

12.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述自由造型光学面是使用支配所述入射光的传播的费马不变式，通过将包围该光学面的空间的片映射到所述曲线上的对应点的满射来形成的。

13.一种灯具，该灯具包括：

根据权利要求1所述的光学器件；和

空间扩展光源，该空间扩展光源设置在所述灯具中，以将光发射到所述自由造型光学面上以产生具有所述曲线的所述照射图案，所述曲线具有增大的宽度或深度并且具有防止光溢出到所述照射图案外部的清晰边缘边界。

14.根据权利要求13所述的灯具，其中，所述空间扩展光源包括发光二极管(LED)。

15.一种用于制造光学器件的方法，该方法包括：

确定自由造型光学面，该自由造型光学面将入射光变换成包括沿着曲线聚焦的光线焦散的照射图案，其中，在由零展度光源照明所述自由造型光学面时，照明曲线的横向厚度是入射光波长的艾里斑的尺寸从而该横向厚度小于入射光波长，并且其中，在由空间扩展光源照明所述自由造型光学面时，所述曲线具有防止所述光溢出到所述照射图案外部的清晰边缘边界；以及

制造具有所述自由造型光学面的所述光学器件。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，确定步骤包括：

使用支配所述入射光的传播的费马不变式，通过将包围所述曲线的空间的片映射到所述曲线上的对应点的满射来确定所述自由造型光学面。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述照射图案包括形成象形图、表意文字、标志、字形和字词中的至少一种或组合的一个或多个曲线。