[发明专利]用于蝙蝠翼形分布的光学系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及辐射分布系统，包括产生蝙蝠翼(batwing)形光线分布模式的光学系统。

背景技术

许多照明设备需要这样一种固定装置(灯具)，所述固定装置产生蝙蝠翼形光线分布。术语“蝙蝠翼”是指这样一种光线分布，其光强度在相对于分布的主轴线成明显角度的方向上比平行于主轴线的方向上更大。在很多照明设备(包括，例如道路照明，其中大部分光应沿平行于道路的方向分布)中对蝙蝠翼形分布的希求很明显。

图1示出了以照明工程协会(IES)所应用的规定命名的多种类型的道路照明模式。如图所示，这里有五种普通类型的道路照明。类型I照明是沿道路(如果道路是单条道路)方向在两个方向上和/或如由类型I-4-向模式所示的十字交叉部分处的直向模式中的直接照明。类型V描述了在整个十字路口上的全方向照明模式。类型II类似于类型I，但是灯具被安装在偏离于待照明区域的中心的点的上方。类型III照明示出了不同于通常的(如与类型II相比较)不同角度的照明，其中，与通常的相比，其照明角度更窄以反射更小的覆盖面积。类型IV照明具有与通常相比更窄的照明角度以产生不同的、比类型III或类型II更小的照明区域。

图1b示出了一种已知的普通灯具100，其安装于将由灯具100照明的表面102上方的H高度处。主轴线104始于灯具100并垂直于包含表面102的平面延伸。此表面上的光线分布根据以流明/ft²为单位测得的照度I(x，y)而典型地确定。从灯具发出的光线的分布根据沿这样的方向而测量的光强度P(φ，θ)而典型地确定，所述方向相对于主轴线成φ角并位于包含主轴线且以角度θ定向的平面内的，如图1b所示的。照度和光强是如下关系：

I(x,y)=P(φ,θ)H2cos3(φ)]]>

x＝H tanφcosθ

y＝H tanφsinθ

(公式1)

其中，H以英尺(feet)为单位。

在很多应用中，希望对表面形状近似为长方形或者椭圆形的区域进行照明。在图1b中，椭圆形区域106在一个方向(沿x轴)上基本上比在另一方向(沿y轴)上更长。在区域106之外，照度降到最低水平。在一些应用(例如，图1a中的类型I、II、III和IV)中，区域106可以关于图案的x-方向的主轴线基本对称，而沿y方向对称(类型I)或者不对称(类型II、III、IV)。照度分布可大体以下列为特征：照度对沿轴线的位置函数，I(x，0)和I(0，y)，并且沿两轴线的光强为：

Px(φ)=H2I(x,0)cos3(φ)]]>