[其他]用于改变光源的光分布图案的光导元件

说明书

技术领域

本发明大致涉及照明工程。更具体地，本发明涉及一种用于改变光源的光分布图案的光导元件，该光源能够例如但不必须是发光二极管“LED”。

背景技术

由光源产生的光分布在一些应用中能够是重要的甚至是关键的。光源能够例如但不必须是发光二极管“LED”、白炽灯或气体放电灯。图1a示出了街道照明应用的示意图，其中路灯122和123被布置为照亮路120。图1b示出沿图1a中所示的线A1-A1截取的截面图，图1c示出沿图1a中所示的线A2-A2截取的截面图。例如，路灯122和123中的每个可以包括：照明装置，照明装置包括多个光源，例如发光二极管“LED”；以及光导元件，光导元件中的每个被布置为改变一个或更多个光源的光分布图案。图1e和1f中示出了根据现有技术的示例性光导元件101，其中图1f示出了沿图1e中所示的线A-A截取的截面图。光源102被布置为将第一光束发射至第一四分之一空间103，并且将第二光束发射至第二四分之一空间104，其中第一四分之一空间和第二四分之一空间由相互垂直的空间平面105和106限定，使得空间平面105构成第一四分之一空间和第二四分之一空间之间的平面边界。在图1e和1f中，第一光束中的一些用点划线箭头表示，并且第二光束中的一些用虚线箭头表示。应当注意的是，上述空间平面105和106仅是用于说明性目的的纯粹的几何概念，而不是光导元件101或光源102的物理元件。空间平面105与坐标系统199的yz平面平行，并且空间平面106与坐标系统199的xy平面平行。光导元件101包括第一光束的路径上的透明材料107，用于改变第一光束的光分布图案，其中透明材料的折射率大于联合体(unity)的折射率。光导元件101包括反射面108，用于将第二光束反射至第一四分之一空间103，如图1e和1f所示。反射面108是腔室109的表面。选择腔室109的几何形状和透明材料107的折射率，使得在反射面108发生全反射。

图1d示出了当上述的那种光导元件用于如下示例性的情况时，在道路120的表面上的模拟亮度分布的极坐标图，在该情况下，相邻路灯之间的距离D约为路灯杆高度H的4.5倍，并且车道121的宽度W是路灯杆高度H的大约一半。实线的极坐标图示出了图1a中所示的线A1-A1上的亮度分布，并且虚线的极坐标图示出了在车道121中间的线A2-A2上的亮度分布。在图1c中限定角并且在图1b中限定角理想情况应该是，在道路的表面上亮度为合适的水平且是均匀的。在图1d中，圆弧124示出了亮度均匀分布的情况。

固有地，当相邻路灯之间的距离D增加时，获得在道路120的纵向方向上的足够均匀的亮度分布变得越来越具有挑战性。另一方面，街道照明的成本能够通过增加距离D而减少。因此，对于增加相邻路灯之间的距离D具有明显的经济激励。

发明内容

下面给出简化的发明内容概要，以便提供对本发明的各个实施例的一些方面的基本理解。概要不是本发明的广泛概述。它既不旨在确定本发明的关键或决定要素，也不划定本发明的范围。下面的概要仅仅以简化的方式给出了本发明的一些概念，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的前序。

根据本发明，提供一个用于改变光源的光分布图案的新光导元件，光源将第一光束发射至第一四分之一空间，并且将第二光束发射至第二四分之一空间，第一四分之一空间和第二四分之一空间由相互垂直的空间平面限定，使得空间平面中的一个构成第一四分之一空间和第二四分之一空间之间的平面边界。根据本发明的光导元件包括：

在第一光束的路径上的透明材料，透明材料用于改变第一光束的光分布图案，透明材料的折射率大于联合体的折射率；和

反射面，反射面用于将第二光束的至少一部分至反射第一四分之一空间。

在第二光束的路径上的固体材料表面包括相互平行的槽，槽用于使第二光束的光分布图案在空间平面之间的分区线的方向上扩散，槽基本上垂直于分区线。光导元件的物理结构是这样的，光导元件包括透明件，透明件包括第一腔室和第二腔室，第一腔室用于光源，第二腔室的表面构成反射面，使得当第二光束从透明件内部到达所述第二腔室的表面上时，发生全反射。第二光束的光分布图案被以上述方式由槽扩散的事实，便于实现，例如，当上述光导元件用在街道照明应用时在道路的纵向方向上的亮度的充分均匀分布。

根据本发明，还提供一种新的照明装置，照明装置包括至少一个光源和至少一个根据本发明的光导元件。所述至少一个光源可包括，例如，一个或更多个发光二极管“LED”。