[发明专利]一种四边形小微镜LED交通信号灯光学面罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学面罩，特别是涉及一种通过小微镜改变光线线路，达到满足光强要求标准的四边形小微镜LED交通信号灯光学面罩。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是一种能发光的半导体二极管，它是一种直接把电能转化为光和辐射能的发光器件。发光二极管有许多的优点:工作电压低，耗电量少，发光效率高：性能稳定，寿命长：抗冲击，耐振动性强：重量轻，体积小，成本低。在2000年己解决所有LED颜色的信号显示问题，因而LED己经具备了应用于交通信号灯领域的所有条件。LED交通信号灯光色纯度好，特别鲜明，易于信号识别。目前，LED已经广泛地应用于交通信号灯领域，并正在逐步替代传统信号灯。

随着半导体照明的蓬勃发展，LED光源的功率、光效持续提高，而LED芯片的尺寸却日益向小型化方向发展，这也造成了LED光源的峰值亮度持续增强，目前市场上高功率白光LED（功率大于1W）光源处的峰值亮度基本上都在100万Cd/m2，当人眼直接看LED光源时会产生不舒适感，存在严重的眩光问题，严重时会对人眼造成伤害。

为了达到国标GB14887-2011中对光学分配的要求，各厂家纷纷采用二次光学设计对LED所发出的光再进行二次光学分配。在二次光学设计中，可以采用的方式是：采用光学面罩、透镜、LED三者的组合来实现信号灯所需要的特定的光学效果，本发明申请将提供一种优质的光学面罩。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种通过小微镜改变光线线路，达到满足光强要求标准的四边形小微镜LED交通信号灯光学面罩。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种四边形小微镜LED交通信号灯光学面罩，所述光学面罩为一由复数个小微镜排列在一个支撑体上的面罩，所述小微镜包括具有六个棱面，六个棱面中有五个为平面，另一个为凸面，所述六个棱面中与凸面相对的棱面为一矩形的平面；六个棱面中与凸面相临的四个平面中，有一对相对的平面形状相同的棱面，均为一个矩形加一个弧形的形状，另一对相对的平面形状不相同，一个为一个矩形加上一个弧形的形状的棱面I，另一个为比前者的矩形大的矩形加一个弧形的形状的棱面II，在六个棱面中，凸面和与凸面相对的平面进行光的折射，其余四个棱面与周围小微镜一体连接，小微镜呈矩阵排列，所有小微镜中的平面在同一平面上；在一小微镜中的一个矩形加上一个弧形的形状的棱面I与棱面II连接；在小微镜中，平面形状相同的棱面中的一个与另一个小微镜中棱面相同的棱面连接。

在本发明的一个优选实施例子中：一束纵向平行光线穿过小微镜后，小微镜射出的光纵向往下，一束横向平行光线穿过小微镜后，在横向向中心聚拢，小微镜的六个棱面中，平行光线射入凸面，经折射，再经平面折射射出，射出的光线在纵向往下集中，在横向向中心聚拢。

在本发明的一个优选实施例子中：平行光相对于凸面，入射角角度的范围为0°-70°，出射角角度的范围为0-55°。

在本发明的一个优选实施例子中：所述支撑体和小微镜一体成型。

在本发明的一个优选实施例子中：所述支撑体根据需要罩着的灯管的形状确定。

在本发明的一个优选实施例子中：所述支撑体为圆形，椭圆形，多边形。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的四边形小微镜LED交通信号灯光学面罩将菲涅尔透镜的平行光线，通过折射作用将光通量进行分配，以达到所需配光要求。面罩根据光通量守恒，配光所要求的光通量与面罩所对应面积相等，因此可以根据配光要求确定面罩对该方向的对应面积，从而决定其折射角度；根据求出的折射角度，由折射定律确定该方向对应的面罩曲率，进而就可以得到所需要的面罩曲面。

附图说明

图1为整个光学面罩的结构示意图。

图2为小微镜的立体图。

图3为小微镜的主视图。

图4为小微镜的左视图。

图5为小微镜的右视图。

图6为小微镜的仰视图。

图7为小微镜的俯视图。

图8为光学面罩的安装在整个LED交通信号灯上的结构示意图。

图9为经过菲涅尔透镜后射出的一束纵向平行光线穿过小微镜后的折射效果图。

图10为经过菲涅尔透镜后射出的一束横向平行光线穿过小微镜后的折射效果图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。