一種六邊形微棱鏡及六邊形微棱鏡led交通信號(hào)燈光學(xué)面罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通信號(hào)照明領(lǐng)域，具體涉及一種六邊形微棱鏡及采用其支撐的LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,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)光效率尚: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。在二次光學(xué)設(shè)計(jì)中，可以采用的方式是:采用光學(xué)面罩、透鏡、LED三者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈所需要的特定的光學(xué)效果。
[0005]現(xiàn)有的LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩采用的棱鏡為四邊形，四邊形棱鏡在對(duì)光進(jìn)行折射時(shí)，非常不均勻，折射后光的亮度非常弱，并且四邊形棱鏡在對(duì)光進(jìn)行折射時(shí)，四邊形棱鏡四個(gè)端點(diǎn)容易存在死角，影響折射均勻度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，從而提供一種六邊形微棱鏡及采用其支撐的LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種六邊形微棱鏡，所述六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，所述六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，所述六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，所述六邊形微棱鏡的側(cè)面由六個(gè)相同矩形面組成，每個(gè)矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對(duì)應(yīng)配合的弧形面。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述六邊形微棱鏡的厚度為3.2mm。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述入射面的半徑為1.2mm?1.8mm。
[0011]—種六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩包括一罩體，所述罩體上勻距設(shè)有若干個(gè)六邊形微棱鏡。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述罩體與六邊形微棱鏡一體成型。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述罩體為圓形或橢圓形或方形。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述罩體中心位置設(shè)置一個(gè)六邊形微棱鏡，在位于中心位置的六邊形微棱鏡的各個(gè)側(cè)邊依次連接一個(gè)六邊形微棱鏡，以此類推，直至將罩體鋪滿。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明大大提高了棱鏡的折射亮度和均勻度。
[0017]本發(fā)明將菲涅爾透鏡出射平行光線，通過(guò)菲涅耳折射原理將平行光在空間上重新分配，從而達(dá)到交通信號(hào)燈光學(xué)性能要求，并且根據(jù)光通量守恒，利用Cartesian Oval方程將平行光匯聚特點(diǎn)，得到光源與被照面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為六邊形微棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為六邊形微棱鏡的側(cè)視圖；
[0021 ]圖3為六邊形微棱鏡的仰視圖；
[0022]圖4為六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為圖4的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0025]參見(jiàn)圖1至圖3，本發(fā)明提供的六邊形微棱鏡100，其為正六邊形柱體。
[0026]六邊形微棱鏡100的入射面110為外凸?fàn)畹幕⌒蚊妫@樣，當(dāng)光照射到入射面110時(shí)，由于入射面110為弧形面，且為六邊狀，這樣折射非常均勻。
[0027]六邊形微棱鏡100的出射面120為正六邊形平面，這樣便于折射后的光線，均勻的從出射面120射出，不影響亮度。
[0028]六邊形微棱鏡100的側(cè)面由六個(gè)相同矩形面130組成，每個(gè)矩形面130與入射面110的接觸端面131為與入射面110對(duì)應(yīng)配合的弧形面，這樣使得入射面110整體都弧形狀，無(wú)端角，大大提高了光線的折射均勻度。
[0029]另外，經(jīng)過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員的無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，將六邊形微棱鏡100的厚度設(shè)置為3.2mm，將入射面的半徑設(shè)置為1.2mm?1.8mm，是使得光線的折射均勾度最高。
[0030]參見(jiàn)圖4和圖5，本發(fā)明提供的六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，其是用于安裝在LED交通信號(hào)燈上，其包括一罩體200，罩體200上勻距設(shè)有若干個(gè)六邊形微棱鏡100。
[0031]罩體200是用于將多個(gè)六邊形微棱鏡100固定為一體，并且罩體200與六邊形微棱鏡100—體成型。
[0032]罩體200具體為圓形或橢圓形或方形。
[0033]為了進(jìn)一步提高放光亮度，罩體200上的六邊形微棱鏡100排列方式為:
[0034]在罩體200中心位置設(shè)置一個(gè)六邊形微棱鏡100，在位于中心位置的六邊形微棱鏡100的各個(gè)側(cè)邊依次連接一個(gè)六邊形微棱鏡100，然后再在各個(gè)側(cè)邊上的六邊形微棱鏡100各個(gè)側(cè)邊再連接一個(gè)六邊形微棱鏡100，以此類推，直至將罩體鋪滿，這樣使得罩體200上的各個(gè)六邊形微棱鏡100發(fā)光非常均勻。
[0035]本發(fā)明的主要光學(xué)作用為:六邊形微棱鏡100根據(jù)光通量守恒，利用CartesianOval方程將平行光匯聚特點(diǎn)，得到光源與被照面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性，在此基礎(chǔ)上根據(jù)菲涅爾折射原理將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中入射光線與出射光線折射法線確定，利用偏微分方程生成六邊形微棱鏡100。
[0036]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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，所述六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，所述六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，所述六邊形微棱鏡的側(cè)面由六個(gè)相同矩形面組成，每個(gè)矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對(duì)應(yīng)配合的弧形面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述六邊形微棱鏡的厚度為3.2mm ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述入射面的半徑為1.2mm?1.8mmο4.一種六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，其特征在于，所述LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩包括一罩體，所述罩體上勻距設(shè)有若干個(gè)六邊形微棱鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，其特征在于，所述罩體與六邊形微棱鏡一體成型。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，其特征在于，所述罩體為圓形或橢圓形或方形。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，其特征在于，所述罩體中心位置設(shè)置一個(gè)六邊形微棱鏡，在位于中心位置的六邊形微棱鏡的各個(gè)側(cè)邊依次連接一個(gè)六邊形微棱鏡，以此類推，直至將罩體鋪滿。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種六邊形微棱鏡及六邊形微棱鏡LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩，六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，六邊形微棱鏡的側(cè)面由六個(gè)相同矩形面組成，每個(gè)矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對(duì)應(yīng)配合的弧形面，LED交通信號(hào)燈光學(xué)面罩包括一罩體，罩體上勻距設(shè)有若干個(gè)六邊形微棱鏡。本發(fā)明大大提高了棱鏡的折射亮度和均勻度。本發(fā)明將菲涅爾透鏡出射平行光線，通過(guò)菲涅耳折射原理將平行光在空間上重新分配,從而達(dá)到交通信號(hào)燈光學(xué)性能要求，并且根據(jù)光通量守恒，利用Cartesian？Oval方程將平行光匯聚特點(diǎn)，得到光源與被照面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性。
【IPC分類】F21V5/02, F21V3/00, G08G1/095, F21Y115/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105444117
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511031660
【發(fā)明人】周俊, 李福生, 曹金韡, 陳俊宏, 江盼
【申請(qǐng)人】上海澳星照明電器制造有限公司, 復(fù)旦大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日