一種led交通信號(hào)燈光學(xué)組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，包括光學(xué)面罩，信號(hào)燈后蓋板，光學(xué)面罩和信號(hào)燈后蓋板活動(dòng)連接在一起，該光學(xué)組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號(hào)燈后蓋板上，復(fù)數(shù)只LED交通信號(hào)燈安裝在LED插件板上，LED交通信號(hào)燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號(hào)燈外的LED透鏡，光學(xué)面罩為一由復(fù)數(shù)個(gè)小微鏡排列在一個(gè)支撐體上的面罩，光學(xué)面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括一和光學(xué)面罩固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡。本發(fā)明采用光學(xué)面罩、菲涅爾透鏡和LED透鏡相結(jié)合的方式，綜合中心光強(qiáng)效果和面觀效果這兩個(gè)參數(shù)，本發(fā)明的結(jié)合方式相比其他結(jié)合方式這兩個(gè)參數(shù)都能達(dá)到比較好的技術(shù)效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)組件，特別是涉及一種通過(guò)幾種不同的光學(xué)器件相結(jié)合的方式，綜合中心光強(qiáng)效果和面觀效果這兩個(gè)參數(shù)都達(dá)到最好的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體二極管,它是一種直接把電能轉(zhuǎn)化為光和輻射能的發(fā)光器件。發(fā)光二極管有許多的優(yōu)點(diǎn):工作電壓低，耗電量少，發(fā)光效率高:性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng):抗沖擊，耐振動(dòng)性強(qiáng):重量輕，體積小，成本低。在2000年己解決所有LED顏色的信號(hào)顯示問(wèn)題，因而LED己經(jīng)具備了應(yīng)用于交通信號(hào)燈領(lǐng)域的所有條件。LED交通信號(hào)燈光色純度好，特別鮮明，易于信號(hào)識(shí)別。目前，LED已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于交通信號(hào)燈領(lǐng)域，并正在逐步替代傳統(tǒng)信號(hào)燈。
[0003]隨著半導(dǎo)體照明的蓬勃發(fā)展，LED光源的功率、光效持續(xù)提高，而LED芯片的尺寸卻日益向小型化方向發(fā)展，這也造成了 LED光源的峰值亮度持續(xù)增強(qiáng)，目前市場(chǎng)上高功率白光LED (功率大于1W)光源處的峰值亮度基本上都在100萬(wàn)Cd/m2，當(dāng)人眼直接看LED光源時(shí)會(huì)產(chǎn)生不舒適感，存在嚴(yán)重的眩光問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)人眼造成傷害。
[0004]為了達(dá)到國(guó)標(biāo)GB14887-2011中對(duì)光學(xué)分配的要求，各廠家紛紛采用二次光學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)LED所發(fā)出的光再進(jìn)行二次光學(xué)分配。因此為了達(dá)到更好的效果，可以采用不同的光學(xué)器件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈所需要的特定的光學(xué)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種通過(guò)幾種不同的光學(xué)器件相結(jié)合的方式，綜合中心光強(qiáng)效果和面觀效果這兩個(gè)參數(shù)都達(dá)到最好的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件包括光學(xué)面罩，信號(hào)燈后蓋板，光學(xué)面罩和信號(hào)燈后蓋板活動(dòng)連接在一起，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號(hào)燈后蓋板上，復(fù)數(shù)只LED交通信號(hào)燈安裝在LED插件板上，所述LED交通信號(hào)燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號(hào)燈外的LED透鏡，所述光學(xué)面罩為一由復(fù)數(shù)個(gè)小微鏡排列在一個(gè)支撐體上的面罩，所述光學(xué)面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括一和光學(xué)面罩固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡安裝在光學(xué)面罩上有小微鏡的一面和LED透鏡之間。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述菲涅爾透鏡靠近LED透鏡和靠近小微鏡的一面分別設(shè)置有空隙，靠近LED透鏡的空隙大于靠近小微鏡的一面的空隙。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述菲涅爾透鏡靠近LED透鏡的空隙的高度為靠近小微鏡的一面的空隙的高度的5-20倍。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述菲涅爾透鏡為一中間薄、兩邊厚的菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡上靠近光學(xué)面罩的小微鏡的一面上設(shè)置有鋸齒型的螺旋凹槽。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述LED交通信號(hào)燈的個(gè)數(shù)范圍為2-10個(gè)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述LED插件板和信號(hào)燈后蓋板之間設(shè)置有散熱板。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例子中:所述信號(hào)燈后蓋板和散熱板之間設(shè)置有散熱空間。
[0013]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明提供的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件采用“光學(xué)面罩”+ “菲涅爾透鏡”+ “LED透鏡”相結(jié)合的方式，綜合中心光強(qiáng)效果和面觀效果這兩個(gè)參數(shù)，本發(fā)明的結(jié)合方式相比其他結(jié)合方式這兩個(gè)參數(shù)都能達(dá)到比較好的技術(shù)效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為L(zhǎng)ED交通信號(hào)燈光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為L(zhǎng)ED交通信號(hào)燈光學(xué)組件的局部結(jié)構(gòu)放大的示意圖。
[0016]圖3為光學(xué)面罩的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017]圖4為幾種不同光學(xué)組合的效果比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019]圖1為L(zhǎng)ED交通信號(hào)燈光學(xué)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為L(zhǎng)ED交通信號(hào)燈光學(xué)組件的局部結(jié)構(gòu)放大的示意圖。如圖1-2所示:本發(fā)明包括光學(xué)面罩1，信號(hào)燈后蓋板2，光學(xué)面罩I和信號(hào)燈后蓋板2活動(dòng)連接在一起，本發(fā)明還包括LED插件板3，LED插件板3固定在信號(hào)燈后蓋板2上，復(fù)數(shù)只LED交通信號(hào)燈4安裝在LED插件板3上，LED交通信號(hào)燈4中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號(hào)燈4外的LED透鏡6，光學(xué)面罩I為一由復(fù)數(shù)個(gè)小微鏡101排列在一個(gè)支撐體102上的面罩，光學(xué)面罩I上有小微鏡101排列的一面朝向LED透鏡6，LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括一和光學(xué)面罩I固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡5，光學(xué)面罩I上有小微鏡101排列的一面面向菲涅爾透鏡5。菲涅爾透鏡5安裝在光學(xué)面罩I上有小微鏡101的一面和LED透鏡6之間。
[0020]菲涅爾透鏡靠近LED透鏡和靠近小微鏡的一面分別設(shè)置有空隙，靠近LED透鏡的空隙大于靠近小微鏡的一面的空隙。一般可以選用以下倍數(shù)關(guān)系:菲涅爾透鏡靠近LED透鏡的空隙的高度為靠近小微鏡的一面的空隙的高度的5-20倍。
[0021]LED交通信號(hào)燈的個(gè)數(shù)范圍為2-10個(gè)，LED插件板3和信號(hào)燈后蓋板2之間設(shè)置有散熱板8。為了保證更好的散熱效果，信號(hào)燈后蓋板2和散熱板8之間設(shè)置有散熱空間7。
[0022]本發(fā)明中使用的菲涅爾透鏡(Fresnel lens)，又稱(chēng)螺紋透鏡，是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發(fā)明的,他在1822年最初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)——燈塔透鏡。菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度隨用途而變，多在Imm左右，特性為面積較大，厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。
[0023]菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用；二是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見(jiàn)光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。
[0024]圖3為光學(xué)面罩的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示:光學(xué)面罩I的支撐體102和小微鏡101 一次成型后，成為整體式的光學(xué)面罩。
[0025]菲涅爾透鏡5為一中間薄、兩邊厚的菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡上靠近光學(xué)面罩的小微鏡101的一面上設(shè)置有鋸齒型的螺旋凹槽501 (參見(jiàn)圖2)。
[0026]菲涅爾透鏡主要作用為將LED交通信號(hào)燈4發(fā)射的光線轉(zhuǎn)換成平行光，菲涅爾透鏡與普通平凸透鏡原理一樣，將光源放在透鏡的焦點(diǎn)上，光線經(jīng)透鏡折射后變成平行光。菲涅爾透鏡假設(shè)透鏡光折射僅僅發(fā)生在光學(xué)表面(如:透鏡表面)，拿掉盡可能多的光學(xué)材料，而保留表面的彎曲度，產(chǎn)生的效果保持不變。
[0027]本發(fā)明采用“光學(xué)面罩I”+ “菲涅爾透鏡5”+ “LED透鏡6”相結(jié)合的方式，下面是幾種不同光學(xué)組合的效果比較圖(見(jiàn)圖4):從測(cè)試數(shù)據(jù)和配光曲線看，I和3組合均能滿足信號(hào)燈的光學(xué)要求，但I(xiàn)組合的面觀效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于3組合。因此綜合上述的結(jié)合效果來(lái)看采用的I的方式能達(dá)到最佳的效果。
[0028]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件包括光學(xué)面罩，信號(hào)燈后蓋板，光學(xué)面罩和信號(hào)燈后蓋板活動(dòng)連接在一起，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號(hào)燈后蓋板上，復(fù)數(shù)只LED交通信號(hào)燈安裝在LED插件板上，其特征在于:所述LED交通信號(hào)燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號(hào)燈外的LED透鏡，所述光學(xué)面罩為一由復(fù)數(shù)個(gè)小微鏡排列在一個(gè)支撐體上的面罩，所述光學(xué)面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件還包括一和光學(xué)面罩固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡安裝在光學(xué)面罩上有小微鏡的一面和LED透鏡之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述菲涅爾透鏡靠近LED透鏡和靠近小微鏡的一面分別設(shè)置有空隙，靠近LED透鏡的空隙大于靠近小微鏡的一面的空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述菲涅爾透鏡靠近LED透鏡的空隙的高度為靠近小微鏡的一面的空隙的高度的5-20倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述菲涅爾透鏡為一中間薄、兩邊厚的菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡上靠近光學(xué)面罩的小微鏡的一面上設(shè)置有鋸齒型的螺旋凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述LED交通信號(hào)燈的個(gè)數(shù)范圍為2-10個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述LED插件板和信號(hào)燈后蓋板之間設(shè)置有散熱板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED交通信號(hào)燈光學(xué)組件，其特征在于:所述信號(hào)燈后蓋板和散熱板之間設(shè)置有散熱空間。
【文檔編號(hào)】F21V13/00GK103712126SQ201310589306
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陸建輝, 李福生, 周俊, 秦蕾, 王盛 申請(qǐng)人:上海澳星照明電器制造有限公司