光束成形器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于赋予LED发射的光束细长形状的光学装置，且涉及包括这种光学装置的路灯。该光学装置包括透镜（2），该透镜具有入射屈光面（2）和出射屈光面（4），该出射屈光度屈光面包括第一会聚段、第二会聚段和桥接所述第一和第二会聚段的发散段。
【专利说明】光束成形器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于赋予光束所需形状的光学装置，该装置也被称为“光束成形器”。该光学装置尤其是关于照明相对于其宽度具有很大长度的表面，诸如道路、街道或高速公路。
【背景技术】
[0002]图1示意了装配有三个路灯lla、llb、llc的路段I的示意性透视图。路灯或枝状大烛台包括灯柱111和灯头112。每个路灯照亮路段I的相应街区12a、12b、12c，每个街区具有长度L。这些被照亮的街区可以在交叠区域13a、13ab、13bc、13c中稍有交叠。通常如图1所示，路灯设置在路段I的边缘14再往后。例如，它们竖立在路段I的边缘14上的人行道上。实际上，由于交通原因，不可能在需要照亮的区域上直接安装路灯，因为这样太危险。
[0003]已知提供横跨光路布置在灯头中的反射器，从而按适当角度将光束引导到街道。
[0004]而且，优选地，增加两个连续路灯I Ia和Ilb或Ilb和Ilc之间的距离以减小安装和维护成本。各种反射器系统已经被提出以提供细长的光束。这种反射器系统是相当笨重的。
[0005]对于街道照明，常见的光源是像钠蒸气灯的高强度放电灯、荧光灯泡或荧光灯管。然而，这些种类的光源十分笨重且它们需要频繁和耗时的维护。笨重的结果是灯头也笨重，这在刮风条件下可能是缺点。
【发明内容】
[0006]本发明实施例的一个目的是提供一种路灯，其允许纵向均匀地照亮街区而没有使街道用户感到眩目刺眼的风险。
[0007]本发明实施例的另一目的是提供一种路灯，其尤其在发光均匀性、发光强度、眩目和天空污染方面满足路灯照明规范。
[0008]本发明实施例的另一目的是提供一种具有减小的风敏感性的路灯。
[0009]本发明实施例的又一目的是提供一种几乎不需要维护的路灯。本发明实施例的还一目的是提供具有低操作成本的路灯。
[0010]为此，本发明实施例提出了一种用于赋予光束细长形状的也称为光束成形器的光学装置，所述光学装置包括透镜，该透镜具有(i)入射屈光面(diopter)和(ii)出射屈光面，该出射屈光面包括第一会聚段、第二会聚段和桥接所述第一和第二会聚段的发散段。
[0011]这种光学装置可用于成形光源发射的光束。通常，这种光束基本是圆的:它们具有旋转几何形状，最大光强度位于光束轴附近。本发明的光学装置重新分布光通量。这种重新分布导致具有优选纵向对称光分布的细长光束。
[0012]本发明的另一实施例提出一种尤其用于街道照明的灯头，其包括多个发光二极管(LED)，每个LED布置在光束成形器的上游，所述光束成形器具有基本相同的方位。[0013]由于使用LED作为微型光源，这种灯头可以相当薄。因为光束成形器全部具有基本相同的方位，即它们朝向相同的方向，不必提供反射器来相对于道路成直角的引导光束。这简化了灯头的制作。
[0014]本发明的这些和其他方面将从此后描述的实施例得以显现和得到阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]现在参考附图，通过举例的方式更加详细地描述本发明，附图中:
图1示出装配有路灯的路段的示意性透视图；
图2示出根据本发明光学装置的第一实施例的不同示意性视图，即:直接剖面(图2A)，纵向剖面(图2B)，从上面看的透视图(图2C)以及从下面看的平面图(图2D)；
图3示出从下面观看装配有本发明光学装置的路灯的细节的透视图；
图4示出沿着平面IV-1V的图3的细节剖面；
图5示出根据本发明光学装置的第二实施例的不同示意性视图，即:纵向剖面(图5A)和从下面看的平面图(图5B)；
图6示意点状光源(punctual light source)发射的光线经过图2所示的光学装置沿着2D路径。
【具体实施方式】
[0016]本说明书中采用如下定义。用词“街道”、“道路”、“高速公路”等应被理解为具有类似的意义。
[0017]屈光面是分开具有不同折射率的两种光传播媒质的光学表面。光传播媒质的示例例如是空气、玻璃、聚甲基丙烯酸酯或其他塑料。
[0018]透镜是促使光会聚或发散的装置。透镜由诸如玻璃、聚甲基丙烯酸酯或其他塑料的一片成形材料制成。通常，透镜具有两个刻面或屈光面。刻面或刻面一部分可以是平整的(不弯曲)、凸面(从透镜向外凸起)或凹面(向透镜凹陷)。
[0019]二次曲面是二阶表面。例如，球体具有二次曲面。
[0020]兀表面(metasurface)是兀球(metaball)的表面。
[0021]元球定义如下。元球的每个成分Ci可以通过三维数学函数A(HZ)定义，其中x，y，z是空间内点的坐标。选择阈值T。对于每个点(x，y，z)，元球的每个成分的贡献总和S(x, y, z)被计算且与阈值T进行比较:
【权利要求】
1.一种光学装置，用于赋予光束细长形状，所述光学装置包括: 透镜；该透镜具有 凹面的入射屈光面和 出射屈光面； 所述出射屈光面具有第一会聚段、第二会聚段和桥接所述第一会聚段和第二会聚段的发散段，使得最初朝发散段集中的入射的光束被发散到会聚段出射，以赋予所述光束细长形状。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述透镜具有中心线；所述出射屈光面具有旋转对称连续表面，该旋转对称连续表面关于垂直于所述中心线的旋转轴构成；所述出射屈光面的表面保持连续而没有斜面中断。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述出射屈光面的所述会聚段彼此对称。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述出射屈光面的所述会聚段包括二次曲面。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述入射屈光面包括用于光源的容纳布置。
6.根据权利要求5所述的光学装置，其中所述容纳布置具有经过所述光源的对称轴。
7.一种用于街道照明的灯头，所述灯头包括多个发光二极管，每个发光二极管布置在如权利要求1至6之一所述的光学装置的上游，所述光学装置具有基本相同的方位。·
8.根据权利要求7所述的灯头，还包括用于耗散当操作所述发光二极管时产生的热的>j-U ρ?α装直。
9.根据权利要求7所述的灯头，其中每个发光二极管布置在为所述光学装置的所述入射屈光面提供的容纳布置中。
10.一种路灯，包括如权利要求7所述的灯头，以及灯柱。
【文档编号】F21V5/04GK103822172SQ201410014897
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2008年4月4日 优先权日:2007年4月5日
【发明者】L.蒙塔恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司