[发明专利]一种用于改变光分布的光学装置

说明书

一种光学装置(201)，包括：中心部分(202)，所述中心部分(202)具有透镜部，所述透镜部用于改变由光源发射的光的第一部分的分布；以及外围部分(203)，所述外围部分(203)包围所述中心部分并且包括锥形表面(205)，所述锥形表面(205)用于改变由所述光源发射的光的第二部分的分布。所述锥形表面包括脊部(206)，其中当光束从光源到达每个脊部的一个侧表面处时，发生全内反射，而当反射的光束到达所考虑的脊部的另一侧表面处时，发生表面穿透。因此，锥形表面既用作反射表面又用作折射表面，以实现期望的光分布图案。

技术领域

本公开总体上涉及照明工程。更具体地，本公开涉及一种用于改变由光源产生的光的分布的光学装置，该光源可包括例如但不是必需的一个或多个发光二极管“LED”。

背景技术

在一些应用中，由光源产生的光的分布可能是重要的或甚至是关键的。光源可以包括，例如但不是必需的，一个或多个发光二极管“LED”、一个或多个白炽灯、或一个或多个气体放电灯。由光源产生的光的分布可以用诸如透镜、反射器和组合的透镜-反射器装置之类的光学装置来改变，该组合的透镜-反射器装置包括用作透镜的部分和用作反射器的部分。图1a和图1b示出了根据现有技术的用于改变光分布的示例性光学装置101的等距视图。光学装置101由折射率大于1的合适的透明材料制成。图1c示出了沿着图1a和图1b中所示的线A-A截取的截面的视图。该截平面平行于坐标系199的yz平面。此外，图1c示出了示出由光源120和光学装置101产生的光分布图案的极坐标图。在图1a至图1c中所示的示例性情形中，光学装置101的几何光轴121与坐标系199的z轴平行。光学装置101包括中心部分102，中心部分102包括透镜部104，所述透镜部104用于改变由光源120发射的光的第一部分的分布。光学装置101包括包围中心部分102并且包括锥形表面105的外围部分103。锥形表面105用作反射器表面，使得当光束从光源120到达锥形表面105处时，发生全内反射“TIR”。在图1c中，用带箭头的虚线描绘了属于光的第一部分的示例性光束，用带箭头的点划线描绘了属于光的第二部分的示例性光束。

如图1c中所示的极坐标图所示，当光相对于光学装置101的几何光轴121的角度的绝对值超过约20度时，光的强度迅速降低。作为推论，当光学装置101被安装在天花板上时，诸如图1c中所示的角部区域130的区域可能保持被不充分地照明。通过增大锥形表面105的锥角和通过将透镜部104成形为较少准直，可以扩展(spread)光分布图案。但是，在许多情况下，需要将整个光分布图案保持在期望的限度内。例如，由图1c中所示的极坐标图所示的光分布图案相对于光学装置101的几何光轴121在约-45度和+45度之间。因此，在许多情况下，需要增加光分布图案的边缘区域(fringe areas)中的光强度。

发明内容

下面是简要概述，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。本概述不是本发明的广泛概要。其既不旨在识别本发明的重点或关键元件，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅以简化形式解释本发明的一些概念，作为对本发明的示例性实施例的更详细描述的导言。

在本文中，当作为前缀使用时，“几何”一词不一定意味着是任何物理对象的一部分的几何概念。该几何概念可以是例如几何点、直的或弯曲的几何线、几何平面、非平面的几何表面、几何空间或任何其它零维、一维、二维或三维的几何实体。

根据本发明，提供了一种用于改变由光源产生的光的分布的新的光学装置。

根据本发明的光学装置由透明材料制成，并且该光学装置包括：

-中心部分，该中心部分包括透镜部，所述透镜部用于当光源相对于光学装置的几何光轴对称地定位时改变由该光源发射的光的第一部分的分布，以及

-外围部分，该外围部分包围该中心部分并且包括锥形表面，所述锥形表面用于改变由该光源发射的光的第二部分的分布。