一種LED交通信號(hào)燈的光學(xué)設(shè)計(jì)方法摘要：LED 發(fā)光二極管作為一種新型的光源,其應(yīng)用范圍已經(jīng)越來(lái)越廣泛,這也對(duì)LED 應(yīng)用的二次光學(xué)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為了能充分發(fā)揮LED 的光學(xué)性能,本文在LED 交通信號(hào)燈的光學(xué)設(shè)計(jì)方面做了初步的探索。
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關(guān)鍵詞：LED；光通量；交通信號(hào)燈；平凸透鏡；組合透鏡 Jq<`j<'9
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LED(發(fā)光二極管) 是近年來(lái)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的一種新型光源,具有耗電小、亮度高、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、環(huán)保及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),LED 光源已逐漸融入到我們的日常生活中。隨
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著人們對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的不斷深入,LED 制造工藝的不斷進(jìn)步和新材料(氮化物晶體和熒光粉) 的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,傳統(tǒng)的道路交通信號(hào)燈所使用的白熾燈、低壓鹵鎢燈已被LED wOkJ:k
光源替代。由于各種顏色的超高亮度LED 取得了突破性進(jìn)展,大大的加強(qiáng)了對(duì)燈色的辨識(shí)性,以減少駕駛員因?qū)煌顩r的誤判而導(dǎo)致的安全問(wèn)題。然而由于LED 光源受其光線(xiàn)發(fā)散角的限制,當(dāng)采用普通的透明燈罩時(shí),無(wú)法達(dá)到亮度和辨識(shí)的最佳效果。 w |FV qX
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1.傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈 z,x"vK(
傳統(tǒng)的道路交通信號(hào)燈采用白熾燈作為光源,其基本光學(xué)結(jié)構(gòu)由光源、反射器及用于改善光分布的透鏡組成,如圖1a 所示。由于白熾燈的光輻射幾乎占據(jù)整個(gè)空間的這個(gè)特點(diǎn),因此需要采用反射器將各個(gè)方向的光會(huì)聚到一個(gè)方向,并投向要求的區(qū)域。通常道路交通信號(hào)燈采用拋物面反射鏡,它能形成近似平行的光束,然后用帶有色透鏡的燈罩對(duì)光束進(jìn)行偏折、擴(kuò)散,產(chǎn)生所期望的光分布和顏色。在這種傳統(tǒng)的信號(hào)燈結(jié)構(gòu)中,反射鏡是必不可少的,這就導(dǎo)致了傳統(tǒng)的信號(hào)燈體積大,重量也大的缺陷,給加工和安裝帶來(lái)不便。 QpTNU.v5f
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