JP7065608B2 - 光学装置、照明システム及び光学ビームを成形する方法 - Google Patents
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Description
第1の光学素子は、光源からの光をコリメートして、コリメートされた光を生成し、
第2の光学素子は、第1の光学素子からコリメートされた光を受け取り、
第2の光学素子の第1の面上に置かれる凸レンズのアレイは、第1の面とは反対側の第2の光学素子の第2の面上に置かれる凸レンズのアレイに関連付けられ、
第1の面上に置かれる各レンズについて、レンズを通過するコリメートされた光は、第2の面上に置かれるレンズのアレイの、関連付けられ、直接的に反対側に配置されているレンズを通過するようにデザインされ、
第2の面上の各レンズは、第1の面上の関連付けられているレンズ上に合焦するようにデザインされ、第1の面上の各レンズは、第2の面上の関連付けられているレンズ上に合焦するようにデザインされている、光学装置が提供される。
本発明の光学装置と、
光源と、を含む、照明システムを提供する。
光源を使用して光を生成するステップと、
光源からの光をコリメートして、コリメートされた光を生成する第1の光学素子と、第1の光学素子から、光を受け取る第2の光学素子とを含む光学装置であって、第2の光学素子の受光角内のコリメートされた入力光について、第2の光学素子は、法線出力方向に対して中心とされる出力角の拡がりを有する光出力ビームを生成し、出力角の拡がりは、第2の光学素子上の位置に依存し、第2の光学素子上の位置に入射するコリメートされた入力光のすべての入力角について同じである、光学装置に、光を通すステップと、を含み、
また、当該方法は、光学装置の出力部における出力角の所望の拡がりを達成するために、光源と第1の光学素子との間の間隔と、第1の光学素子と第2の光学素子との間の間隔とを選択するステップを含む。
θa=tan-1(D/2t)
によって与えられる。ここで、Dはレンズ直径であり、tは素子の厚さである。
t=f=n/(n-1)R
によって与えられる焦点距離である。ここで、Rはレンズの曲率半径であり、nはレンズ材料の屈折率である。
Claims (8)
- 軸に沿って互いに移動可能である第1の光学素子及び第2の光学素子からなる光学装置であって、
前記第1の光学素子は、光源からの光をコリメートして、コリメートされた光を生成し、
前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子からコリメートされた光を受け取り、
前記第2の光学素子の第1の面上に置かれる凸レンズのアレイは、前記第1の面とは反対側の前記第2の光学素子の第2の面上に置かれる凸レンズのアレイに関連付けられ、
前記第1の面上に置かれる各凸レンズについて、当該凸レンズを通過する前記コリメートされた光は、前記第2の面上に置かれる前記凸レンズのアレイの、関連付けられている、正反対側に配置されている凸レンズを通過し、
前記第2の面上の各凸レンズは、前記第1の面上の前記関連付けられている凸レンズ上に合焦し、前記第1の面上の各凸レンズは、前記第2の面上の前記関連付けられている凸レンズ上に合焦し、
前記第1の面及び前記第2の面上の前記凸レンズのアレイは、前記第2の光学素子から出力される光の出力角の拡がりが、前記第2の光学素子の中心からの距離の増加と共に増加する又は減少するような、前記第2の光学素子の端に向かって増加する又は減少するレンズ直径を有し、
前記光学装置の出力部における出力角の拡がりは、前記光源と前記第1の光学素子との間の間隔と、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間の間隔とに依存する、光学装置。 - 前記第1の面及び前記第2の面上の前記凸レンズは、球面レンズである、請求項1に記載の光学装置。
- 各凸レンズのレンズ焦点距離fは、f=n*d/√(n2-sin2α)に一致し、ここで、nは、レンズ材料の屈折率であり、dは、前記凸レンズの厚さであり、αは、前記凸レンズへの入射光の平均入射角である、請求項2に記載の光学装置。
- 前記第1の面及び前記第2の面上の前記凸レンズは、環状リング状に配置されている個別レンズ、又は環状レンズを含む、請求項3に記載の光学装置。
- 前記第1の光学素子は、フレネルレンズ構造を含む、請求項1乃至4の何れか一項に記載の光学装置。
- 請求項1乃至5の何れか一項に記載の光学装置と、
光源と、
を含む、照明システム。 - 前記光学装置は、軸に対して対称であり、前記光源は、前記軸上又は前記軸に隣接して配置される、請求項6に記載の照明システム。
- 光源からの光学ビームを成形する方法であって、
前記光源を使用して光を生成するステップと、
請求項1に記載の光学装置であって、前記第2の光学素子の受光角内のコリメートされた入力光について、前記第2の光学素子は、法線出力方向に対して中心とされる出力角の拡がりを有する光出力ビームを生成し、前記出力角の拡がりは、前記第2の光学素子上の位置に依存し、前記第2の光学素子上の前記位置に入射する前記コリメートされた入力光のすべての入力角について同じである、光学装置に、光を通すステップと、
を含み、
前記方法は、前記光学装置の前記出力部における出力角の所望の拡がりを達成するために、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を互いに移動させることによって、前記光源と前記第1の光学素子との間の間隔と、前記第1の光学素子と前記第2の光学素子との間の間隔とを選択するステップを含む、方法。
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