CN106461188A - 用于非对称光学透镜的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在各个实施例中，非对称光学透镜(100)可以包括近端体积(102)。近端体积可以包括底座表面(106)和LED凹部(108)，该凹部被成形为沿着第一中心光输出轴(112)接收由一个或多个LED(109)发射的光。LED凹部可以沿着第二中心光输出轴(110)引导接收到的光，第二中心光输出轴相对于第一中心光输出轴成第一角度(φ)。非对称光学透镜还可以包括远端体积(104)，其包括与底座表面相对的非平面发光表面(114)。远端体积可以成形为引导来自近端部分的光沿着第三中心光输出轴(116)通过发光表面，第三中心光输出轴与第一中心光输出轴呈第二角度(λ)。第二角度可以大于第一角度。

Description

用于非对称光学透镜的方法和装置

技术领域

本发明大体涉及照明控制。更具体地，本文公开的各种发明方法和装置涉及透镜以及使用透镜照射膨胀(inflated)光学薄膜的方法。

背景技术

数字照明技术，即基于半导体光源的照射(诸如发光二极管(LED))提供了传统荧光HID和白炽灯的可行选择。LED的功能优势和优点包括高能量转换和光学效率、持久性、低操作成本等等。LED的最新进展提供了有效和稳健的全光谱照明源，其能够在许多应用中实现各种照明效果。具体化这些源的一些灯具特征在于照明模块，其包括能够产生不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的一个或多个LED以及用于独立地控制LED的输出以生成各种颜色和颜色变化照明效果的处理器，例如在美国专利第6,016,038和6,211,626号中所详细讨论的，其内容结合于此作为参考。

膨胀光学薄膜可以膨胀、配置和/或选择性的照射以创建各种图案、颜色等。例如，多个膨胀光学薄膜可以安装在诸如体育场的建筑物的外面以形成“像素”矩阵，其中，每个“像素”都是膨胀光学薄膜。诸如荧光灯的光源可以定位为与每个膨胀光学薄膜相邻。一旦膨胀光学薄膜膨胀，光源就可以被选择性地激励以照射所选的膨胀光学薄膜。在一些情况下，带色透镜(例如，涂有磷光体)可以安装在光源上以使发出的光具有特定的颜色。这些配置在其灵活性方面有所限制：可由每个膨胀光学薄膜发射的颜色受到设置有对应光源的多个透镜的限制。此外，通常使用膨胀光学薄膜的光源(诸如荧光灯或卤素灯)可能会消耗大量的能量。当采用大量的光学薄膜，其中每一个光学薄膜都具有其自身的光源时，加剧了这种问题，。

因此，现有技术需要在采用膨胀光学薄膜的应用中提供更多的照明灵活性以及使得这些应用更加能量有效。

发明内容

本公开的目的在于用于光学透镜的方法和装置，光学透镜用于重定向和/或重新成形由一个或多个LED发射的光。例如，根据一个实施例的非对称光学透镜可以被配置为在两个阶段中重定向由一个或多个LED发射的光，例如保持标准方向投射光束的效率和/或颜色混合。第一重定向可以由形成在透镜的远端体积中的LED凹部来引发。LED凹部可以被成形为在第一方向上重定向由一个或多个LED发出的光，其中第一方向不同于一个或多个LED的中心光输出轴。第二重定向可以通过透镜的远端体积(distal volume)来引发，其被成形为在第二方向上重定向来自LED凹部的光，第二方向不同于第一方向和一个或多个LED的中心光输出轴。在一些实施例中，配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜可以用于照射例如安装在诸如体育场的建筑物的侧面上的诸如膨胀光学薄膜的架构特征。

通常，在一个方面中，非对称光学透镜可以包括近端体积(proximal volume)。近端体积可以包括底座表面以及形成在底座表面中的LED凹部。LED凹部可以被成形为接收沿着第一中心光输出轴由一个或多个LED发射的光，并且沿着第二中心光输出轴引导接收到的光以形成第一光束，其中第二中心光输出轴相对于第一中心光输出轴成第一非平行角度。非对称光学透镜还可以包括远端体积。远端体积可以包括与底座表面相对的非平面发光表面。远端体积可以被成形为引导第一光束以沿着第三中心光输出轴形成从发光表面发射的第二光束，其中第三中心光输出轴相对于第一中心光输出轴成第二非平行角度。第二非平行角度可以大于第一非平行角度。

在各个实施例中，非平面发光表面包括光学处方(prescription)。在各个实施例中，光学处方包括沿着非对称光学透镜的纵向轴形成在发光表面的相对侧之间的顶点。在各个版本中，顶点从非平面发光表面的中心偏移。在各个版本中，发光表面包括位于第一线的相对侧的第一和第二部分，其中第一线将发光表面横向划分为两个部分，顶点位于发光表面的第一部分上。

在各个版本中，第一线垂直于第二线并且与第二线的中点相交延伸，第二线将发光表面纵向划分为两个部分。在各个版本中，第二线包括横跨由发光表面限定的轮廓的最长弦。在各个版本中，当沿着底座表面的法线的点看时，位于第一线与第一部分相对的侧面上的发光表面的第二部分比发光表面的第一部分从底座表面限定的轮廓突出地更远，其中第二部分位于第一线的与第一部分相对的一侧上。在各个版本中，LED凹部被成形为使得第二中心光输出轴经过发光表面中位于第一线与LED凹部相对的一侧上的点。在各个版本中，当沿着底座表面的法线的点看时，LED凹部整体位于由第一部分限定的轮廓内。

在各个示例中，顶点和底座表面之间沿着底座表面的法线的距离在10mm和11mm之间。在各个实施例中，横跨发光表面纵长的最大距离在17.5mm和18.5mm之间。在各个实施例中，横跨发光表面横向的最大距离在15mm和16mm之间。在各个实施例中，第二非平行角度在40°和50°之间。在各个实施例中，第二非平行角度近似为45°。在各个实施例中，第二光束比第一光束宽预定量。

在另一方面中，照射膨胀光学薄膜的方法可以包括：与膨胀光学薄膜相邻地安装配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜，使得一个或多个LED位于LED凹部内；配置非对称光学透镜，使得第三中心光输出轴指向膨胀光学薄膜；以及选择性地激励一个或多个LED以发射具有一个或多个所选特性的光。

在各个实施例中，安装包括在膨胀光学薄膜大部分与地表面之间安装非对称光学透镜。在各个实施例中，配置包括：配置非对称光学透镜，使得第三中心光输出轴大体向上指向远离地表面。

如本文中所使用的，为了本公开的目的，术语“LED”应该被理解为包括任何电致发光二极管或其它类型的基于载流子注入/结的系统，其能够响应于电信号生成辐射。因此，该术语LED包括响应于电流发光的各种半导体基结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等，但不被限制于此。特别地，术语LED涉及全部类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)，其可以被配置为在红外光谱、紫外光谱、和可见光谱(通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)的各个部分的一种或多种中生成辐射。LED的一些示例包括各种类型的红外LED、紫外线LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED、和白色LED(下面进一步讨论)，但不限制于此。同时应该理解，LED可以被配置为和/或控制为生成具有给定光谱(例如，窄带、宽带)的各种带宽(例如，半高全宽，或FWHM)和在给定通用颜色分类内的各种主波长的辐射。

例如，被配置为生成基本上白光的LED(例如，白色LED)的一个实施方式可以包括许多裸片，其分别发出不同光谱的电致发光，这些电致发光结合地混合形成基本上白光。在另一个实施方式中，白光LED可以与磷光体材料关联，该材料将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱。在这个实施方式的一个示例中，具有相对短的波长和窄的带宽光谱的电致发光“泵浦”该磷光体材料，其转而辐射具有稍微较宽光谱的较长波长的辐射。

还应该理解，该术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上所讨论的，LED可以涉及单个发光器件，其具有被配置为分别发出不同的辐射光谱的多个裸片(例如，其可以单独可控或不可以单独可控)。同时，LED可以与被认为是该LED(例如，一些类型的白色LED)的组成部分的磷光体关联。通常，该术语LED可以涉及封装的LED、非封装的LED、表面安装LED、板上芯片LED、T封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某种类型的包装和/或光学元件(例如，扩散透镜)的LED。

术语“光源”应该被理解为涉及许多辐射源的任何一种或多种，包括基于LED的源(包括如上面所定义的一个或多个LED)、白炽光源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸汽、汞蒸汽、和金属卤化物灯)、激光、其它类型的电致发光源、火致发光源(例如，火焰)、蜡烛发光源(例如，气灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如，气体放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、显像管发光源、热致发光源、摩擦发光源、声致发光源、射频发光源、和发光聚合物，但不限制于此。

给定的光源可以被配置为在可见光谱内、可见光谱外、或两者组合内生成电磁辐射。由此，在本文中可互换使用术语“光”和“辐射”。另外，光源可以包括作为组成部件的一个或多个滤波器(例如，彩色滤波器)、透镜、或其他光学部件。同时，应该理解，光源可以被配置用于许多应用，包括指示、显示、和/或照明，但不限制于此。“照明源”是特别被配置为生成具有足够强度以有效地照亮内部或外部空间的光源。在这个背景中，“足够强度”涉及在空间或环境中所生成的可见光谱中的足够的辐射功率(在辐射功率或“光通量”方面，经常采用单位“流明”来表示在全部方向上来自光源的总的光输出)，从而提供环境照明(即，该光可以被间接察觉到以及可以在被完全察觉到或部分察觉到之前从一个或多个许多居间表面反射)。

术语“光谱”应该理解为涉及由一个或多个光源产生的辐射的任何一个或多个频率(或波长)。因此，术语“光谱”不仅涉及可见光范围内的频率(或波长)，而且还涉及红外、紫外和总电磁谱的其他区域中的频率(或波长)。此外，给定光谱可具有相对较窄的带宽(例如，具有基本较少频率或波长分量的FWHM)或者相对较宽的带宽(具有各个相对强度的多个频率或波长分量)。还应该理解，给定光谱可以是两个或多个其他光谱的混合的结果(例如，混合从多个光源分别发射的辐射)。

为了本公开的目的，术语“颜色”可以与术语“光谱”互换使用。然而，该术语“颜色”通常用于主要涉及可由观察者察觉到的辐射的属性(尽管这个用法不是意图限制这个术语的范围)。因此，术语“不同颜色”隐含地涉及具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。同时应该理解，该术语“颜色”可以结合白色光和非白色光两者使用。

术语“色温”通常结合白色光来使用，尽管这种使用不用于限制该术语的范围。色温主要表示白色光的特定颜色的含量或阴影(例如，泛红、泛蓝)。传统地，给定辐射样本的色温以根据基本上辐射与考虑的辐射样本相同的光谱的黑体辐射体的以开尔文(K)为单位的温度来表征。黑体辐射体色温通常落入从近似700K(通常认为是人眼第一可见的)到超过10000K的范围内；白色光通常在高于1500-2000K的色温处被感知。

较低的色温通常表示白色光具有更显著的红色分量或“暖色感觉”，而较高的色温通常表示白色光具有更显著的蓝色分量或“冷色感觉”。通过示例，火具有近似1800K的色温，传统的白炽灯泡具有近似2848K的色温，早晨的日光具有近似3000K的色温，以及阴天的正午天空具有近似10000K的色温。在具有近似3000K的色温的白色光下看到的彩色图像具有相对泛红的基调，而在具有近似10000K的色温的白色光下看到的彩色图像具有相对泛蓝的基调。

术语“照明器材”这里用来指代一个或者多个照明单元在特定外形规格、组件或者封装中的实施方式或者布置。术语“照明单元”这里用来指代包括相同或者不同类型的一个或者多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种用于光源的安装布置、罩/壳布置以及形状和/或电气和机械连接配置中的任一项。此外，给定的照明单元可选地可以与各种与光源的操作有关的其它部件(例如控制电路)关联(例如包括，耦合到这些部件和/或与这些部件一起封装)。“基于LED的照明单元”指代如下照明单元，该照明单元单独包括一个或者多个如上讨论的基于LED的光源，或者包括一个或者多个如上讨论的基于LED的光源与其它非基于LED的光源的组合。“多通道”照明单元指代基于LED或者非基于LED的照明单元，后者包括被配置为分别生成不同辐射光谱的至少两个光源，其中每个不同源光谱可以称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”在本文一般用来描述与一个或者多个光源的操作有关的各种装置。可以用多种方式(例如，诸如使用专用硬件)实施控制器以执行这里讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，该控制器运用可以使用软件(例如微代码)来编程以执行这里讨论的各种功能的一个或者多个微处理器。控制器可以运用或者不用处理器来实施并且也可以实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其它功能的处理器(例如一个或者多个编程的微处理器和关联电路)的组合。可以在本公开内容的各种实施例中运用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实现方式中，处理器和/或控制器可以与一个或者多个存储介质(这里通称为“存储器”、例如易失性和非易失性计算机存储器、比如RAM、PROM、EPROM和EEPROM、软盘、紧致盘、光盘、磁带等)关联。在一些实现方式中，存储介质可以用一个或者多个程序来编码，该一个或者多个程序在一个或者多个处理器和/或控制器上被执行时执行这里讨论的功能中的至少一些功能。各种存储介质可以固定于处理器或者控制器内或者可以是可移植的，从而存储于其上的一个或者多个程序可以被加载到处理器或者控制器中以便实施这里讨论的本发明的各种方面。术语“程序”或者“计算机程序”这里在通用意义上用来指代可以用来对一个或者多个处理器或者控制器编程的任何类型的计算机代码(例如软件或者微代码)。

术语“可寻址”在本文用于指代这样的设备(例如，通用光源、照明单元或器材、与一个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理器、其他非照明相关设备等)，其被配置为接收旨在用于多个设备(包括自身)的信息(例如，数据)，并且选择性地响应于旨在用于其的特定信息。术语“可寻址”通常与联网环境(或“网络”，以下进一步讨论)结合，其中多个设备经由一些通信介质或媒体耦合到一起。

在一个网络实施方式中，耦合至网络的一个或多个设备可以用作用于耦合至网络的一个或多个其他设备的控制器(例如，以主/从关系)。在另一实施方式中，联网环境可以包括一个或多个专用控制器，其被配置为控制耦合至网络的一个或多个设备。通常，耦合至网络的多个设备均可以访问通信介质或媒体上存在的数据；然而，给定设备可以“寻址”是指其被配置为例如基于分配给其的一个或多个特定的标识符(例如，“地址”)选择性地与网络交换数据(即，从网络接收数据和/或向网络传输数据)。

本文所使用的术语“网络”涉及两个或多个器件(包括控制器或处理器)的任何互连，这些互连便于在任何两个或多个器件之间和/或被耦合到网络的多个器件间传输信息(例如，用于器件控制、数据存储、数据交换等)。应该容易理解，适用于将多个器件相互连接的各种实施方式的网络可以包括各种网络拓扑中的任何网络拓扑并且采用各种通信协议中的任何协议。另外，在根据本公开的各种网络中，两个器件之间的任何一个连接可以表示该两个系统之间的专用连接，或者可替换的非专用连接。除了携带旨在用于两个器件的信息之外，这种非专用连接可以携带未必旨在用于两个器件的任一个的信息(例如，开放网络连接)。此外，应该容易理解，本文中所讨论的器件的各种网络可以采用一个或多个无线、有线/线缆、和/或光纤链路，从而便于贯穿该网络的信息传输。

本文所使用的术语“用户接口”涉及人类用户或操作员和一个或多个器件之间的接口，其使得能够在用户和器件之间通信。在本公开的各种实施方式中可以采用的用户接口的示例包括但不限于开关、电位计、按钮、拨号盘、滑动件、鼠标、键盘、键区、各种类型的游戏控制器(例如，操纵杆)、跟踪球、显示屏、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风以及可以接收某种形式的人类生成的刺激并且响应于此生成信号的其他类型传感器。

应该理解，上述概念和下面更详细讨论的附加概念(假设这些概念并不相互不一致)的全部组合被认为是本文所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的结尾出现的所要求的主题的全部组合被认为是本文所公开的本发明的主题的一部分。还应该理解，本文所明确采用的、也可能出现在通过参考结合的任何公开中的术语应当赋予本文所公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，类似的参考标号通常在不同附图中表示相同的部分。此外，附图不需要按比例绘制，而是通常强调示出本发明的原理。

图1是根据各个实施例的示例性非对称光学透镜的立体图。

图2是根据各个实施例的图1的非对称光学透镜的截面的侧视图。

图3是根据各个实施例的图1至图2的非对称光学透镜的底部立体图。

图4是根据各个实施例的图1至图3的非对称光学透镜的前视图。

图5是根据各个实施例的图1至图4的非对称光学透镜的顶视图。

图6是根据各个实施例的示出配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜可以如何重定向光的示意性侧视图。

图7示出了根据各个实施例的配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜如何可用于照射膨胀光学薄膜的一个示例。

图8示出了根据各个实施例的配置有本公开的所选方面的多个非对称光学透镜如何可用于照射膨胀光学薄膜的一个示例。

具体实施方式

膨胀光学薄膜可以被配置和/或选择性地照射以创建各种图案、颜色等。诸如荧光灯的光源可定位为与每个膨胀光学薄膜相邻，使得当被激励时，光源照射膨胀光学薄膜。在一些情况下，诸如带色透镜的各种光学元件可用于使得发射光具有特定的特性。这种配置受限于其灵活性。此外，通常随同膨胀光学薄膜使用的光源(诸如荧光灯或卤素灯)可消耗大量的能量。因此，现有技术需要在使用膨胀光学薄膜的应用中提供更多的照明灵活性以及使得这些应用更加能量有效。更一般地，申请人意识并理解，有利地提供在两个阶段中重定向来自基于LED的光源的光，例如以用于保持效率和颜色混合。

参照图1至图5，在一个实施例中，非对称光学透镜100可以包括近端体积102和远端体积104。底座表面106可形成在近端体积102中。LED凹部108(参见图2和图3)可被形成在底座表面106中。在各个实施例中，LED凹部108可以成形为沿着第二中心光输出轴110引导由一个或多个LED(在图2的109处的虚线处示出)发射的光。在各个实施例中，第二中心光输出轴112可以相对于一个或多个LED的第一中心光输出轴112成第一非平行角度φ。

远端体积104可以包括相对于底座表面106的非平面发光表面114。远端体积104可以成形为引导从LED凹部108接收的第一光束以形成第二光束。第二光束最终可从发光表面114发射。在各个实施例中，第二光束可比第一光束宽各种量，诸如15°或20°。第二光束可具有第三中心光输出轴116，其可以相对于第一中心光输出轴112成第二非平行角度λ。在各个实施例中，第三中心光输出轴116与第一中心光输出轴112之间的第二非平行角度λ可以大于第二中心光输出轴110与第一中心光输出轴112之间的第一非平行角度φ。

在各个实施例中，非平面发光表面114可以包括光学处方(opticalprescription)。在一些实施例中，非平面发光表面114可以是有纹理的，例如均匀地分配光。在一些实施例中，光学处方可以被选择为使得通过发光表面114发射的光具有各种特性。例如，在一些实施例中，光学处方可以包括稍微升高的部分118(例如参见图2)，其从发光表面114升高以沿着非对称光学透镜110的纵向轴122在发光表面114的相对侧之间形成顶点120。在一些实施例中，顶点120可以从纵向轴122的中心123偏移。

在各个实施例中，发光表面114可以包括第一和第二部分124和126，它们分别位于第一线128(参见图1和图5)的相对侧，第一线128将发光表面114横向划分为两个部分。在一些实施例中，第一部分124可包括发光表面114的近似一半，并且第二部分126可包括另一半，尽管这不是要求的。在一些实施例中，第一线128垂直于第二线132并且与第二线132交叉延伸，第二线132将发光表面114纵向划分为两个部分。在一些实施例中，第二线132平行于纵向轴122，并且可以为横跨由发光表面114限定的轮廓的最长弦。尽管在图1和图5中示出，但在各个实施例中，第一线128和/或第二线132可以在具体化本公开的所选方面的实际透镜中可见或不可见。

在一些实施例中，顶点120可以位于发光表面114的第一部分124上。在各个实施例中，当沿着底座表面106的法线的点看时，发光表面114的第二部分126可以比发光表面114的第一部分124从底座表面106限定的轮廓中突出地更远，其中第二部分126位于第一线128的与第一部分124相对的一侧。在一些实施例中，第二部分126的终端可以稍微升高，使得位于第一线125的与第二部分126相同的一侧上的非对称光学透镜110可以类似于船的船头(bow)。

在各个实施例中，并且在图2中最佳示出，当从沿着底座表面106的法线的点看时，LED凹部108可以完整地位于由第一部分124限定的轮廓中。在一些实施例中，LED凹部108可以被成形为使得第二中心光输出轴110经过发光表面114中位于第一线128与LED凹部108相对的一侧上的点。

非对称光学透镜100及其各种部件可具有各种比例、尺寸等。例如，在各个实施例中，顶点120和底座表面106之间沿着底座表面106的法线的距离可以在10mm和11mm之间。在一些实施例中，纵向横跨发光表面114的最大距离(例如，平行于纵向轴122和/或第二线132)在17.5mm和18.5mm之间。在各个实施例中，横向横跨发光表面114的最大距离(例如，平行于第一线128)在15mm和16mm之间。在各个实施例中，第三中心光输出轴116与第一中心光输出轴112之间的角度λ可以在40°和50°之间，诸如近似45°。

图6示出了可由配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜100产生的光线。在一些实施例中，非对称光学透镜100可以是平头的，例如使得线600的右侧的一部分被切掉。这可能导致一些输出流明的损失，但是可以实现本公开的各个实施例的一个或多个优势。

图6最佳地示出来自基于LED的光源109的光如何可以在两个阶段中重定向。来自基于LED的光源109的光可以初始发射沿着第一中心光输出轴112(即，图6中的Z轴)行进。然而，LED凹部108可以被成形，并且其内表面可以具有各种水平的反射率，以在第二中心光输出轴110的方向上重定向从基于LED的光源109发射的光，例如作为第一光束。

远端体积104可以成形为接收沿着第二中心光输出轴110行进的第一光束并且沿着第三中心光输出轴116重定向该光束，例如作为第二光束。远端体积104的内部反射率和/或形状，和/或发光表面114的光学处方可以被选择用于确定第三中心光输出轴116与第一中心光输出轴112之间的角度以及第三中心光输出轴116与第二中心光输出轴110之间的角度。远端体积104的内部反射率和/或形状以及发光表面114的光学处方还可被选择为使得第二光束(从发光表面114发射)比第一光束(从LED凹部108发射)宽例如15°或20°。

图7示出了配置有本公开的所选方面的非对称光学透镜100如何可用于照射安装在建筑物762的表面上或表面附近的一个或多个膨胀光学薄膜760的一个示例。虚线箭头示出了通过非对称光学透镜100发射的光如何可引导朝向膨胀光学薄膜760以使薄膜被照射，例如尽可能均匀地，同时从非对称光学透镜100直接发射的光不被表面764下方过路人看到。在各个实施例中，膨胀光学薄膜760可以构造为具有各种材料，包括但不限于乙烯-四氟乙烯(“ETFE”)膜。所使用的ETFE可以是透明的、哑光(matte)、白色、UVC、印刷体(例如，具有印刷有特殊墨水以控制光和热传输的银图案(点或正方形))等。

在各个实施例中，多个膨胀光学薄膜760可以在二维和/或三维矩阵中配置。每个膨胀光学薄膜760都可以被根据本公开的非对称光学透镜100照射。配置有每个非对称光学透镜100的LED能够分别地产生具有各种照明特性的光，诸如各种色度、饱和度、亮度等级、色温等。例如，在一些实施例中，膨胀光学薄膜760可用作“像素”，并且可选择地照射使得它们共同地产生静止或动作图像，或者其他动态效果(例如，波浪、闪光、闪烁、颜色用于匹配特定的节假日或事件等)。在一些实施例中，可使用RGB和/或RGBW LED。

在图7中，其看似针对每个膨胀光学薄膜760部署单个非对称光学透镜100。然而，这不是必须的情况。在一些实施例中，非对称光学透镜(以及伴随的LED光源)的行可被配置为照射单个光学薄膜760。例如，在图7中，预期在每个可见非对称光学透镜100的后面，可以具有多个非对称光学透镜100，它们在图7中不可见，因为它们隐藏在可见的非对称光学透镜后面。

图8示出了配置有本公开的所选方面的多个非对称光学透镜100如何可用于照射单个膨胀光学薄膜760的一个示例。然而，这不用于限制，并且可以预期另一结构。在一些实施例中，每个非对称光学透镜100都可以用于选择性地使用不同颜色来照射膨胀光学薄膜760，以便例如共同地实现照射的各种颜色。在其他情况下，每个非对称光学透镜100都可用于发射相同颜色的光。

虽然本文描述和示出了多个发明实施例，但本领域技术人员将容易设想用于执行本文描述的功能和/或得到本文描述的结果和/或一个或多个优势的各种其他方式和/或结构，并且每一个这样的变化和/或修改都包括在本文所述发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和结构仅仅是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或结构将取决于使用发明教导的具体应用。本领域技术人员将意识到或者能够仅使用常规实验得到本文所述具体发明实施例的许多等效。因此，应该理解，前述实施例仅通过示例来呈现，并且在所附权利要求及其等效物的范围内，可以以不同于具体描述和声明的方式来实践发明实施例。本公开的发明实施例的目的在于本文所述的每个特征、系统、制品、材料、工具和/或方法。此外，如果这些特征、系统、制品、材料、工具和/或方法相互不一致，则两个或多个这样的特征、系统、制品、材料、工具和/或方法的任何组合包括在本公开的发明范围内。

如本文定义和使用的，所有定义应理解为在词典定义、通过参考所并入的文档中的定义和/或所限定术语的普通含义上进行支配。

本文在说明书和权利要求中使用的不定冠词“一个”应该为理解为“至少一个”，除非明确相反指出。

本文说明书和权利要求中使用的词语“和/或”应该理解为所联结的元件的“任一个或两个”，即在一些情况下元件组合存在而在其他情况下单独存在的元件。“和/或”列出的多个元件应该以相同方式解释，即，所联结的元件的“一个或多个”。除了“和/或”词句所具体标识的元件之外，其他元件可以可选地存在，无论是否所具体标识的那些元件关联。因此，作为非限制性示例，当结合诸如“包括”的开放性语言使用时，涉及“A和/或B”可以在一个实施例中仅表示A(可选地包括除B之外的元件)；在另一实施例中仅表示B(可选地包括除A之外的元件)；在又一实施例中表示A和B(可选地包括其他元件)等。

如说明书和权利要求中使用的，“或者”应该理解为具有与上述“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分隔多项时，“或”或者“和/或”应该理解为包括性地，即包括至少一个，但是还包括多于元件或列表元件中的多于一个，并且可选地包括附加的未列出的项目。仅仅明确相反表示的术语，诸如“仅一个”或“确切的一个”，或者当权利要求中使用“由…组成”时将表示包括多个元件或列表元件中的确切一个元件。通常，当前面加上排他性的术语(诸如“任一”、“之一”、“仅其中之一”或“确切之一”)时，本文使用的术语“或者”应该仅解释为表示表示排他性的替换(即，“一个或另一个而不是两个”)。当权利要求中使用时，“主要由…组成”应该具有在专利法律领域中使用的常规含义。

如这里在说明书中和在权利要求书中使用的，短语“至少一个”在引用一个或者多个元件的列表时，应当理解为意味着从元件列表中的元件中的任何一个或者多个元件中选择的至少一个元件、但是不必包括在元件列表内具体列举的每一个元件中的至少一个元件并且未排除元件列表中的元件的任何组合。这一定义也允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”引用的元件列表内具体标识的元件之外的、无论是与具体标识的那些元件有关还是无关的元件。因此，作为非限制示例，“A和B中的至少一个”(或者等效的“A或者B中的至少一个”或者等效的“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指代至少一个A、可选地包括多个A而无B存在(并且可选地包括除了B之外的元件)；在另一实施例中指代至少一个B、可选地包括多个B而无A存在(并且可选地包括除了A之外的元件)；在又一实施例中指代至少一个A、可选地包括多个A和至少一个B、可选地包括多个B(并且可选地包括其它元件)；等等。

也应当理解，除非清楚地相反指示，在这里要求保护的包括多于一个步骤或者动作的任何方法中，方法的步骤或者动作的顺序未必限于记载方法的步骤或者动作的顺序。

在权利要求以及上述说明书中，所有过渡短语(诸如“包括”、“承载”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”等)被理解为开放性的，即，表示包括但不限于。只有“由…组成”和“实质上由…组成”的过渡短语应该是封闭或半封闭的过渡短语，如美国专利局专利审查程序的手册的章节2111.03中所阐述的。

Claims (19)

1.一种非对称光学透镜(100)，包括：

近端体积(102)，包括底座表面(106)和形成在所述底座表面中的LED凹部(108)，所述LED凹部被成形为接收由一个或多个LED(109)沿着第一中心光输出轴(112)发射的光，并且沿着第二中心光输出轴(110)引导接收到的光，所述第二中心光输出轴相对于所述第一中心光输出轴成第一非平行角度(φ)以形成第一光束；

远端体积(104)，包括与所述底座表面相对的非平面发光表面(114)，其中所述远端体积被成形为引导所述第一光束以形成沿着第三中心光输出轴(116)从所述发光表面发射的第二光束，所述第三中心光输出轴相对于所述第一中心光输出轴成第二非平行角度(λ)，其中所述第二非平行角度大于所述第一非平行角度。

2.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，所述非平面发光表面包括光学处方。

3.根据权利要求2所述的非对称光学透镜，其中，所述光学处方包括沿着所述非对称光学透镜的纵向轴(122)形成在所述发光表面的相对侧之间的顶点(120)。

4.根据权利要求3所述的非对称光学透镜，其中，所述顶点从所述非平面发光表面的中心偏移。

5.根据权利要求4所述的非对称光学透镜，其中，所述发光表面包括位于第一线(128)的相对侧上的第一部分(124)和第二部分(126)，所述第一线横向将所述发光表面划分为两部分，其中，所述顶点位于所述发光表面的所述第一部分上。

6.根据权利要求5所述的非对称光学透镜，其中，所述第一线垂直于第二线(132)并且与所述第二线(132)交叉延伸，所述第二线纵向将所述发光表面划分为两部分。

7.根据权利要求6所述的非对称光学透镜，其中，所述第二线包括横跨由所述发光表面限定的轮廓的最长弦。

8.根据权利要求5所述的非对称光学透镜，其中，当从沿着所述底座表面的法线的点看时，所述发光表面的所述第二部分比所述发光表面的所述第一部分从所述底座表面限定的轮廓突出地更远，所述第二部分位于所述第一线的与所述第一部分相对的一侧上。

9.根据权利要求8所述的非对称光学透镜，其中，所述LED凹部被成形为使得所述第二中心光输出轴经过所述发光表面中、位于所述第一线的与所述LED凹部相对的一侧上的点。

10.根据权利要求5所述的非对称光学透镜，其中，当从沿着所述底座表面的法线的点看时，所述LED凹部整个位于由所述第一部分限定的轮廓内。

11.根据权利要求3所述的非对称光学透镜，其中，所述顶点与所述底座表面之间沿着所述底座表面的法线的距离在10mm和11mm之间。

12.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，纵向横跨所述发光表面的最大距离在17.5mm和18.5mm之间。

13.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，横向横跨所述发光表面的最大距离在15mm和16mm之间。

14.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，所述第二非平行角度在40°和50°之间。

15.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，所述第二非平行角度近似为45°。

16.根据权利要求1所述的非对称光学透镜，其中，所述第二光束比所述第一光束宽预定量。

17.一种照射膨胀光学薄膜(760)的方法，包括：

将权利要求1所述的非对称光学透镜(100)安装为与所述膨胀光学薄膜相邻，使得一个或多个LED(109)位于所述LED凹部(108)内；

配置所述非对称光学透镜，使得所述第三中心光输出轴(116)指向所述膨胀光学薄膜；以及

选择性地激励所述一个或多个LED以发射具有一个或多个所选特性的光。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述安装包括：在所述膨胀光学薄膜的大部分与地表面(764)之间安装所述非对称光学透镜。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述配置包括：配置所述非对称透镜，使得所述第三中心光输出轴大体朝上指向远离所述地表面。