光学元件及光学系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种制作容易且能够无浪费地将光导向前方较大范围的光学元件及使用该光学元件的光学系统装置。控制从规定位置(30)入射的光的配光进行出射的光学元件，其具备反射利用部，该反射利用部包括：多个凸结构(15)，该凸结构(15)包括能够使来自规定位置(30)的光透过的入射面(11)和使透过该入射面(11)的光沿着规定方向反射的反射面(12)；以及出射面(19)，其使由反射面(12)反射的光沿着规定的配光方向出射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学元件及光学系统装置
本专利技术涉及一种光学元件及使用该光学元件的光学系统装置。
技术介绍
近年来，使用LED作为照明用光源。与此对应，无浪费地将光导向前方的光学系统装置的开发也在推进。例如，提出了一种由多个透镜组合而成的光学透镜组件，所述透镜包括：光入射的输入面、使光出射的输出面、以及在输入面与输出面之间延伸并将从输入面入射的光向输出面侧反射的侧面(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-529849
技术实现思路
但是，上述的光学透镜组件存在因作为构件的各透镜是分离的而需要进行装配的问题。此外，还存在可装配的透镜的数量或可制作的各透镜的大小具有限度的问题。因此，本专利技术的目的在于提供一种制作容易且能够无浪费地将光导向前方较大范围的光学元件及使用该光学元件的光学系统装置。本专利技术的光学元件，其具有相向的第一面及第二面，其特征在于：所述第一面配置有多个凸结构，该凸结构具有入射面和反射面，所述入射面采用能够将从规定位置入射的光引导至所述反射面的形状，所述反射面使透过所述入射面的光反射到所述第二面。在这种情况下，所述凸结构呈圆状，各凸结构作为同心圆配置或者形成为直线状，各凸结构彼此能够以平行地配置的方式形成。优选的是，在所述凸结构呈圆形并且各凸结构作为同心圆配置的情况下，所述入射面的、通过所述同心圆的中心且与该同心圆垂直的截面是以所述规定位置为中心的圆弧。此外，优选，所述反射面的所述截面是以所述规定位置为焦点的抛物线。此外，也可以是，在所述同心圆的中心部分配置有折射透镜。此外，优选的是，在所述凸结构形成为直线状且各凸结构彼此平行地配置的情况下，所述入射面的与所述凸结构的直线方向垂直的截面是以通过所述规定位置且与所述直线方向平行的基准线和所述截面的交点为中心的圆弧。此外，优选所述反射面的所述截面是以所述交点为焦点的抛物线。此外，优选的是，所述凸结构相对于包含通过所述规定位置且与该凸结构的直线方向平行的基准线的、与所述凸结构的直线方向平行的平面呈镜面对称地配置。此外，也可以是，在所述平面配置有镜面对称的直线状的折射透镜。此外，优选的是，所述反射面使透过所述入射面的光全反射到所述第二面。此外，本专利技术的光学系统装置具备上述的本专利技术的光学元件、以及配置在所述规定位置的光源。此外，本专利技术的另一光学系统装置具备上述的本专利技术的光学元件、以及配置在比所述规定位置更靠近光学元件的位置的光源。此外，本专利技术的另一光学系统装置具备上述的本专利技术的光学元件、以及配置在比所述规定位置更远离光学元件的位置的光源。专利技术效果根据本专利技术，光学元件是使多个凸结构形成为一体的构造，能够通过注塑成形等容易地制作。此外，由于不需要装配，所以具有凸结构的数量或大小的自由度较大的效果。附图说明图1是表示本专利技术的光学元件涉及的基准平面形状的图。图2是表示本专利技术的光学元件的第一面侧的俯视图。图3是表示本专利技术的光学元件的立体图。图4是表示本专利技术的另一光学元件的立体图。图5是用于说明本专利技术的光学元件涉及的凸结构的截面的说明图。图6是表示本专利技术的光学元件的光的路径的图。图7用于说明本专利技术的光学元件的凸结构的决定方法的说明图。图8是表示本专利技术的另一光学元件的第一面侧的俯视图。图9是表示本专利技术的另一光学元件的立体图。图10用于说明本专利技术的光学元件涉及的凸结构的截面的说明图。图11用于说明本专利技术的另一光学元件涉及的凸结构的截面的说明图。图12是表示本专利技术的另一光学元件涉及的基准平面形状的图。附图标记说明10第一面11入射面11A入射面11B入射面12反射面12A反射面15凸结构15A凸结构15B凸结构20第二面30规定位置31光50折射透镜51切线52法线110圆120抛物线130曲线C同心圆P中心具体实施方式以下，对本专利技术的光学元件进行说明。本专利技术的光学元件是控制从规定位置入射的光的配光来进行出射的元件，至少具备反射利用部。此外，如图1所示，该光学元件具有相向的第一面10及第二面20，例如采用板状的透明电介质构成。在第一面10侧配置有多个凸结构15，该凸结构15具有能够使来自规定位置30的光透过的入射面11、以及使透过该入射面11的光沿着规定方向反射的反射面12。此外，入射面11采用能够将从规定位置30入射的光引导至反射面12的形状，反射面12使透过入射面11的光向第二面20侧反射。在第二面20侧具有使由反射面12反射的光沿着规定的配光方向出射的出射面19。这里，本专利技术的光学元件能够(1)如图2、图3所示那样作为使成为基准的平面形状以通过规定位置30的直线为中心线旋转而得到的旋转体来形成，或者(2)如图4所示那样作为使成为基准的平面形状与该平面形状的法线方向平行移动而得到的形体来形成。反言之，在(1)的旋转体中，包含中心线的截面与成为基准的平面形状为相同形状。此外，在(2)的平行移动体中，与平行移动的方向垂直的平面的截面与成为基准的平面形状为相同形状。首先，对本专利技术的光学元件是(1)、即使成为基准的平面形状(以下称为基准平面形状)以通过规定位置30的直线为中心线旋转而得到的旋转体的情况进行说明。在这种情况下，如图2、图3所示，包括入射面11和反射面12的凸结构15呈圆形。此外，如图2所示，该各凸结构15在俯视时作为同心圆配置。在(1)的情况下，入射面11只要能够将从规定位置30入射的光在也考虑折射等的情况下引导至反射面12即可，可以是任意面。例如，在基准平面形状(或者通过同心圆C的中心P且与该同心圆C垂直的截面)中入射面11优选是如图5所示那样以规定位置30为中心的圆110的圆弧。由此，光31从规定位置30垂直地入射入射面11，因而几乎没有反射地直行前进。反射面12只要使经由入射面11接收到的光向第二面20侧反射即可，可以是任意面。例如，反射面12在基准平面形状中能够为如图5所示那样以规定位置30为焦点的抛物线120。特别是，如图5所示，在基准平面形状中与入射面11对应的圆弧的中心点和与反射面12对应的抛物线的焦点为同一点的情况下，光学元件能够使从规定位置30到达入射面11的光31以保持原样直行前进的方式透过，进一步使该光31由反射面12以与连接所述抛物线的顶点和焦点的直线140的方向Z平行的方式反射。因此，如图6所示那样，在出射面19是与连接规定位置30和同心圆C的中心P的直线140的方向Z垂直的平面的情况下，如果在规定位置30放置点光源，则能够将该点光源的光31转换为与方向Z平行的平行光。另外，凸结构15的位置如图1所示那样以与第二面平行的方式从外侧顺序配置即可。但是，在这种情况下，在同心圆C的中心附近的凸结构15中，透过入射面11的光射不到反射面12。在这种情况下，凸结构15随着靠近同心圆C的中心而适当较大地形成即可。此外，凸结构15也可以如图7～图9所示那样使凸结构15的大小为相同程度，在随着靠近同心圆C的中心而鼓起的曲线130上或直线上配置。在这种情况下，由于凸结构15的大小均匀，所以与图1～图3所示的光学元件相比具有如下优点：能够使从第二面20侧出射的平行光均匀。另外，曲线130(或直线)只要使从规定位置30经由入射面11入射的光射到反射面12即可，无论怎样形成均可。优选的是，以使从第二面20侧出射的平行光的宽度、或者作为不出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学元件，其控制从规定位置入射的光的配光进行出射，所述光学元件的特征在于：具备反射利用部，该反射利用部包括：多个凸结构，该凸结构具有能够使来自所述规定位置的光透过的入射面、以及使透过该入射面的光沿着规定方向反射的反射面；以及出射面，其使由所述反射面反射的光沿着规定的配光方向出射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.11 JP 2017-094935;2017.07.06 JP 2017-132981.一种光学元件，其控制从规定位置入射的光的配光进行出射，所述光学元件的特征在于：具备反射利用部，该反射利用部包括：多个凸结构，该凸结构具有能够使来自所述规定位置的光透过的入射面、以及使透过该入射面的光沿着规定方向反射的反射面；以及出射面，其使由所述反射面反射的光沿着规定的配光方向出射。2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述光学元件是使成为基准的平面形状以通过所述规定位置的直线为中心线旋转而得到的旋转体。3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于：所述光学元件是使成为基准的平面形状与该平面形状的法线方向平行移动而得到的形体。4.根据权利要求2或3所述的光学元件，其特征在于：所述入射面在所述平面形状中是以所述规定位置为中心的圆弧。5.根据权利要求4所述的光学元件，其特征在于：所述反射面在所述平面形状中是以所述规定位置为焦点的抛物线。6.根据权利要求5所述的光学元件，其特征在于：所述出射面在所述平面形状中呈能够使由所述反射面反射的光垂直地透过的直线状。7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学元件，其特征在于：构成从所述规定位置起为最靠外侧的凸结构的入射面以使来自所述规定位置的光的入射角的范围比构成相邻的凸结构的入射面...

【专利技术属性】
技术研发人员：绳田晃史，粟屋信义，田中觉，
申请(专利权)人：SCIVAX株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP