[发明专利]产生不对称光束图的光学照明系统

说明书

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C. 119(e)，本申请要求2010年6月29日提交且题为“Optics Having Free Form Inner and Outer Surfaces”的美国临时申请No. 61/359,389的权益。

技术领域

本公开涉及产生不对称光束图的光学照明系统。

背景技术

对于高架街道照明而言，期望的是大体上对称地对街道进行照明，使得街道的一侧不会明显比另一侧亮。还期望产生此类照明的灯可以相对接近于街道的一侧定位，使得将该灯悬挂在街道之上的杆不需要跨越街道延伸到一半。虽然使用高架街道照明作为示例，但应认识到存在其中期望不对称分布的照明的许多其它应用。

结果，需要一种能够产生不对称地分布的照明的光学系统。

此外，随着发光二极管（LED）变得在一般照明应用中更加普遍且不那么昂贵，可能期望在高架街道照明及其它系统中结合LED作为光源。

因此，需要一种能够产生不对称地分布的照明的使用LED光源的光学系统。

发明内容

说明性实施例是光改向装置，具有中心轴、通过中心轴的将前体积与后体积分离的前后平面、和通过中心轴并垂直于前后平面的左右平面。光改向设备包括用于产生以中心轴为中心的发散光的至少一个发光二极管。光改向设备还包括用于接收发散光并产生入射光的半球。光改向设备还包括邻近于半球并通过空气与半球间隔开的用于接收入射光并产生朝着前体积歪斜的输出光的透镜。透镜具有面对半球的相对于左右平面大体上对称且相对于前后平面不对称的凹陷内面。内面具有凹入中心区域、凸起边缘区域和在中心区域与边缘区域之间的偏转区。透镜具有背对半球的相对于左右平面大体上对称且相对于前后平面不对称的外面。外面沿着外面是凸起或扁平的，并在前体积中具有在沿着左右平面从中心轴横向地移位的位置处的最大突出体。

在某些情况下，可以将至少一个发光二极管设置在半球的中心处或附近，并且可以面对半球的扁平表面。在某些情况下，半球的弯曲表面可以面对透镜的内面。

在某些情况下，内面可以具有同轴（on-axis）深度。在某些情况下，在沿着左右平面截取的横截面中，内面的边缘区域可以在前体积中远离中心轴移位内面的同轴深度的40%至80%并在后体积中移位超过内面的同轴深度。在某些情况下，在沿着前后平面截取的横截面中，偏转区可以远离中心轴移位内面的同轴深度的40%至80%，并且边缘区域可以径向地远离中心轴延伸内面的同轴深度的40%至80%。

在某些情况下，前后平面可以将外面划分成前部分和后部分。在某些情况下，外面可以具有同轴厚度。在某些情况下，在沿着左右平面截取的横截面中，前部分可以径向地远离中心轴延伸超过同轴厚度，并且后部分可以径向地远离中心轴延伸小于同轴厚度。在某些情况下，在沿着前后平面截取的横截面中，外面可以到处是凸起的或扁平的，并且可以径向地远离中心轴延伸超过同轴厚度。

在某些情况下，内面可以具有由内面和透镜的面向内部的平面界定的内部。在某些情况下，在中心轴处或附近，内面可以具有在内面的内部内的曲率中心。在某些情况下，对于外面上的至少一个点而言，外面可以具有在透镜外部并超过透镜的面向内部的平面的曲率中心。