一種led交通信號燈光學組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED交通信號燈光學組件，包括光學面罩，信號燈后蓋板，光學面罩和信號燈后蓋板活動連接在一起，該光學組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號燈后蓋板上，復數(shù)只LED交通信號燈安裝在LED插件板上，LED交通信號燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號燈外的LED透鏡，光學面罩為一由復數(shù)個小微鏡排列在一個支撐體上的面罩，光學面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，LED交通信號燈光學組件還包括一和光學面罩固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡。本發(fā)明采用光學面罩、菲涅爾透鏡和LED透鏡相結合的方式，綜合中心光強效果和面觀效果這兩個參數(shù)，本發(fā)明的結合方式相比其他結合方式這兩個參數(shù)都能達到比較好的技術效果。
【專利說明】一種LED交通信號燈光學組件
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學組件，特別是涉及一種通過幾種不同的光學器件相結合的方式，綜合中心光強效果和面觀效果這兩個參數(shù)都達到最好的LED交通信號燈光學組件。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)是一種能發(fā)光的半導體二極管,它是一種直接把電能轉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:工作電壓低，耗電量少，發(fā)光效率高:性能穩(wěn)定，壽命長:抗沖擊，耐振動性強:重量輕，體積小，成本低。在2000年己解決所有LED顏色的信號顯示問題，因而LED己經(jīng)具備了應用于交通信號燈領域的所有條件。LED交通信號燈光色純度好，特別鮮明，易于信號識別。目前，LED已經(jīng)廣泛地應用于交通信號燈領域，并正在逐步替代傳統(tǒng)信號燈。
[0003]隨著半導體照明的蓬勃發(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，目前市場上高功率白光LED (功率大于1W)光源處的峰值亮度基本上都在100萬Cd/m2，當人眼直接看LED光源時會產(chǎn)生不舒適感，存在嚴重的眩光問題，嚴重時會對人眼造成傷害。
[0004]為了達到國標GB14887-2011中對光學分配的要求，各廠家紛紛采用二次光學設計對LED所發(fā)出的光再進行二次光學分配。因此為了達到更好的效果，可以采用不同的光學器件的組合來實現(xiàn)信號燈所需要的特定的光學效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種通過幾種不同的光學器件相結合的方式，綜合中心光強效果和面觀效果這兩個參數(shù)都達到最好的LED交通信號燈光學組件。
[0006]本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:一種LED交通信號燈光學組件，所述LED交通信號燈光學組件包括光學面罩，信號燈后蓋板，光學面罩和信號燈后蓋板活動連接在一起，所述LED交通信號燈光學組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號燈后蓋板上，復數(shù)只LED交通信號燈安裝在LED插件板上，所述LED交通信號燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號燈外的LED透鏡，所述光學面罩為一由復數(shù)個小微鏡排列在一個支撐體上的面罩，所述光學面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，所述LED交通信號燈光學組件還包括一和光學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)明的一個優(yōu)選實施例子中: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)明的一個優(yōu)選實施例子中: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)明的一個優(yōu)選實施例子中: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面罩的小微鏡的一面上設置有鋸齒型的螺旋凹槽。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例子中:所述LED交通信號燈的個數(shù)范圍為2-10個。
[0011]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例子中:所述LED插件板和信號燈后蓋板之間設置有散熱板。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例子中:所述信號燈后蓋板和散熱板之間設置有散熱空間。
[0013]本發(fā)明的積極進步效果在于:本發(fā)明提供的LED交通信號燈光學組件采用“光學面罩”+ “菲涅爾透鏡”+ “LED透鏡”相結合的方式，綜合中心光強效果和面觀效果這兩個參數(shù)，本發(fā)明的結合方式相比其他結合方式這兩個參數(shù)都能達到比較好的技術效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為LED交通信號燈光學組件的結構示意圖。
[0015]圖2為LED交通信號燈光學組件的局部結構放大的示意圖。
[0016]圖3為光學面罩的結構不意圖。
[0017]圖4為幾種不同光學組合的效果比較圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。
[0019]圖1為LED交通信號燈光學組件的結構示意圖。圖2為LED交通信號燈光學組件的局部結構放大的示意圖。如圖1-2所示:本發(fā)明包括光學面罩1，信號燈后蓋板2，光學面罩I和信號燈后蓋板2活動連接在一起，本發(fā)明還包括LED插件板3，LED插件板3固定在信號燈后蓋板2上，復數(shù)只LED交通信號燈4安裝在LED插件板3上，LED交通信號燈4中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號燈4外的LED透鏡6，光學面罩I為一由復數(shù)個小微鏡101排列在一個支撐體102上的面罩，光學面罩I上有小微鏡101排列的一面朝向LED透鏡6，LED交通信號燈光學組件還包括一和光學面罩I固定連接在一起改變光路的菲涅爾透鏡5，光學面罩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交通信號燈的個數(shù)范圍為2-10個，LED插件板3和信號燈后蓋板2之間設置有散熱板8。為了保證更好的散熱效果，信號燈后蓋板2和散熱板8之間設置有散熱空間7。
[0022]本發(fā)明中使用的菲涅爾透鏡(Fresnel lens)，又稱螺紋透鏡，是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發(fā)明的,他在1822年最初使用這種透鏡設計用于建立一個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)相對靈敏度和接收角度要求來設計的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質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，厚度薄及偵測距離遠。
[0023]菲涅爾透鏡作用有兩個:一是聚焦作用；二是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動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。菲涅爾透鏡的在很多時候相當于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對精度要求不是很高的場合，如幻燈機、薄膜放大鏡、紅外探測器等。
[0024]圖3為光學面罩的結構示意圖。如圖3所示:光學面罩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面罩的小微鏡101的一面上設置有鋸齒型的螺旋凹槽501 (參見圖2)。
[0026]菲涅爾透鏡主要作用為將LED交通信號燈4發(fā)射的光線轉換成平行光，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上，光線經(jīng)透鏡折射后變成平行光。菲涅爾透鏡假設透鏡光折射僅僅發(fā)生在光學表面(如:透鏡表面)，拿掉盡可能多的光學材料，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“光學面罩I”+ “菲涅爾透鏡5”+ “LED透鏡6”相結合的方式，下面是幾種不同光學組合的效果比較圖(見圖4):從測試數(shù)據(jù)和配光曲線看，I和3組合均能滿足信號燈的光學要求，但I組合的面觀效果要遠遠好于3組合。因此綜合上述的結合效果來看采用的I的方式能達到最佳的效果。
[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。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(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)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種LED交通信號燈光學組件，所述LED交通信號燈光學組件包括光學面罩，信號燈后蓋板，光學面罩和信號燈后蓋板活動連接在一起，所述LED交通信號燈光學組件還包括LED插件板，LED插件板固定在信號燈后蓋板上，復數(shù)只LED交通信號燈安裝在LED插件板上，其特征在于:所述LED交通信號燈中的每一只上均安裝有一罩在LED交通信號燈外的LED透鏡，所述光學面罩為一由復數(shù)個小微鏡排列在一個支撐體上的面罩，所述光學面罩上有小微鏡排列的一面朝向LED透鏡，所述LED交通信號燈光學組件還包括一和光學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面罩上有小微鏡的一面和LED透鏡之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED交通信號燈光學組件，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)權利要求2所述的LED交通信號燈光學組件，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)權利要求1所述的LED交通信號燈光學組件，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面罩的小微鏡的一面上設置有鋸齒型的螺旋凹槽。
5.根據(jù)權利要求1所述的LED交通信號燈光學組件，其特征在于:所述LED交通信號燈的個數(shù)范圍為2-10個。
6.根據(jù)權利要求1所述的LED交通信號燈光學組件，其特征在于:所述LED插件板和信號燈后蓋板之間設置有散熱板。
7.根據(jù)權利要求6所述的LED交通信號燈光學組件，其特征在于:所述信號燈后蓋板和散熱板之間設置有散熱空間。
【文檔編號】F21V13/00GK103712126SQ201310589306
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陸建輝, 李福生, 周俊, 秦蕾, 王盛 申請人:上海澳星照明電器制造有限公司