CN101556002B - 一种用于大功率led交通信号灯的光*** - Google Patents
一种用于大功率led交通信号灯的光*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN101556002B CN101556002B CN2008100602689A CN200810060268A CN101556002B CN 101556002 B CN101556002 B CN 101556002B CN 2008100602689 A CN2008100602689 A CN 2008100602689A CN 200810060268 A CN200810060268 A CN 200810060268A CN 101556002 B CN101556002 B CN 101556002B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power led
- concave surface
- concavees lens
- lens
- traffic signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于大功率LED交通信号灯的光***，包括大功率LED光源，还包括非球面凹透镜、菲涅尔凸透镜，所述大功率LED光源发出的光线通过非球面凹透镜形成圆盘形光斑折射到菲涅尔凸透镜，所述菲涅尔凸透镜将该圆盘形光斑折射为平行光线射出。按本发明技术方案，将大功率LED光源与透镜光***相结合，对大功率LED光源射出的光线进行匀光处理，形成面光源，使交通信号灯的达到能耗低、视角大、亮度恒定、制造方便、提高平均无故障工作时间等特点。
Description
技术领域
本发明属于交通信号灯领域，特别是涉及一种用于大功率LED交通信号灯的光***。
背景技术
近年来，新材料、新技术在道路交通领域不断得到应用，尤其是发光二极管(LED)在道路交通领域的广泛应用更是有目共睹。1999年我国部分城市开始试用LED光源的道路交通信号灯。LED道路交通信号灯的光源是由很多的小功率LED组成，按一定规则的排列成相应的图案，因此该类产品是点光源而是不是面光源。由于以往的交通信号灯由串、并联电路组成的LED阵列组成。个别LED损坏将会使几个LED管不亮。严重的影响整灯的美观，经常可以看到道路上的信号灯存在缺块现象。另外一个信号灯往往由几十个到几百个发光管组成，装配麻烦，焊点多，故障率高。印刷线路板大，加工线路板也污染环境。而且看到的图案也总是由点光源组成。
而如今，随着大功率LED封装技术的发展，它的封装外壳带有扁平导热板，从而缩短发光管芯片结点与导热板的距离，大大的降低了热阻，能把热量很快地散发出来，使用能耐高温的环氧树脂，解决了高温和散热问题，因此可以利用大芯片进行封装，致使其工作电流可由一般的20mA增大到500mA甚至1000mA，其功率可达到5W到10W。但是单颗大功率LED作为光源时，如何能够射出射光均匀光问题，又是一个新面临的问题，如果不是均匀光，则交通信号灯的外表看起来就是中间亮而越往外就越暗，也不符合交通信号灯标准。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种既可采用大功率LED光源又可射出匀光的用于大功率LED交通信号灯的光***。
一种用于大功率LED交通信号灯的光***，包括大功率LED光源，还包括非球面凹透镜、菲涅尔凸透镜，所述大功率LED光源发出的光线通过非球面凹透镜形成光圆盘折射到菲涅尔凸透镜，所述菲涅尔凸透镜将该光圆盘折射为平行光线射出，所述非球面凹透镜呈圆台状，其左底面中心设有作为入光面的凹面，其右底面设有作为出光面的凸曲面，所述的凹面从左至右由圆台凹面和圆锥凹组成，所述左底面直径小于右底面直径。
作为优选，所述非球面凹透镜的入光面为凹面，所述非球面凹透镜的出光面为凸曲面，且所述非球面凹透镜的折射率为1.4-2.0；
所述菲涅尔凸透镜的焦距为125mm-160mm。
作为优选，所述非球面凹透镜的折射率为1.65，所述菲涅尔凸透镜的焦距为130mm。
作为优选，所述圆锥凹面的母线与非球面凹透镜的中心线形成的角度α为30°-37.5°，所述圆台凹面的母线与中心线形成的角度β为32.5°-42.5°，所述非球面凹透镜的母线与中心线形成的角度γ为12°-16°；其中以中心线为Z轴，以中心线与凸曲面的顶点为坐标原点(0，0)，所述凸曲面由曲线
绕原点(0，0)沿Z轴旋转360°而成，其中R＝-6.35，k＝-62，A＝-1.76566e-5，B＝2.41448e-7，C＝-3.16532e-10。
作为优选，所述圆锥凹面的母线与非球面凹透镜的中心线形成的角度α为32°，所述圆台凹面的母线与中心线形成的角度β为35°，所述非球面凹透镜的母线与中心线形成的角度γ为13°。
作为优选，所述左底面直径为18mm-25mm，所述圆台凹面的底面的直径为15mm-23mm，所述圆台凹面的高为1.3mm-2mm，所述圆锥凹面的高为1.8mm-2.5mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为15mm-25mm。
作为优选，所述左底面直径为23mm，所述圆台凹面的底面的直径为20mm，所述圆台凹面的高为1.7mm，所述圆锥凹面的高为2mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为20mm。
作为优选，所述非球面凹透镜和菲涅尔凸透镜由亚克立材料压铸而成。
作为优选，所述大功率LED光源的功率为10W。
按本发明的技术方案，将大功率LED光源与透镜光***相结合，对大功率LED光源射出的光线进行匀光处理，形成面光源。使交通信号灯达到能耗低、视角大、亮度恒定、制造方便、提高平均无故障工作时间等特点。而且采用非球面凹透镜，将大功率LED灯发出的25度左右的光线散焦到菲涅尔透镜上形成均匀的光圆盘，从而通过菲涅尔凸透镜，把非球面凹透镜来的光线折射为平行光线。
附图说明
图1为本发明中光***中的光路示意图。
图2为本发明中非球面凹透镜的结构示意图。
图3为本发明中非球面凹透镜中凸曲面形成坐标图。
图4为本发明中非球面凹透镜中心剖视图。
具体实施方式
下面结合附图1图2附图3附图4与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
一种用于大功率LED交通信号灯的光***，包括大功率LED光源1，还包括非球面凹透镜2、菲涅尔凸透镜3，所述大功率LED光源1发出的光线通过非球面凹透镜2形成光圆盘折射到菲涅尔凸透镜3，所述菲涅尔凸透镜3将该光圆盘折射为平行光线射出，其中：所述非球面凹透镜2和菲涅尔凸透镜3由亚克立材料即PMMA材料压铸而成，所述非球面凹透镜2，其主要是将大功率LED灯发出的25度左右的光线散焦到菲涅尔透镜上形成均匀的圆光斑，而菲涅尔凸透镜，其表面是有许多斜齿状等距离的同心圆构成，斜齿上面的斜度，与同心圆离圆心的距离是成正比的，越接近圆心它的斜度就越小，在光学作用上等同于凸透镜，而宏观看，其为平面状，其主要为将非球面凹透镜2来的光线折射为平行光线，其焦距等于菲涅尔凸透镜的中心到圆光斑的虚焦距5。也正因为有了菲涅尔凸透镜，才使得最后发射出的光的效果为面光源。
为了适应交通信号灯的效果，一般所述菲涅尔凸透镜3的焦距为125mm-160mm，而且所述光圆盘，即大功率LED灯发出的25度左右的光线经过非球面凹透镜2其折射后的光线形成圆盘状，该光圆盘的直径一般可达到380mm-410mm，所述大功率LED光源中心点距离该光圆盘为145mm-155mm。
而本实施例中其大功率LED光源的功率为10W，其发光角度为25度左右，而菲涅尔凸透镜3的焦距为130mm即可，而且形成的光圆盘的直径为400mm，正好与菲涅尔凸透镜3匹配。所述大功率LED光源中心点距离光圆盘为130mm。而且所述非球面凹透镜2的入光面22采用凹面，所述非球面凹透镜2的出光面21采用凸曲面，且所述非球面凹透镜的折射率在1.5-2.0，为了更好的形成直径为400mm的光圆盘，其折射率一般为1.56即可。
同时，本实施例中所述非球面凹透镜2其形状采用圆台状，在其左底面中心设有作为入光面22的凹面，其右底面设有作为出光面21的凸曲面，所述的凹面从左至右由圆台凹面221和圆锥凹面222组成，所述左底面直径小于右底面直径。而且所述圆锥凹面222的母线与非球面凹透镜2的中心线4形成的角度α为32°，所述圆台凹面222的母线与中心线4形成的角度β为35°，所述非球面凹透镜2的母线与中心线4形成的角度γ为13°；其中以中心线4为Z轴，以中心线与凸曲面的顶点为坐标原点(0，0)，所述凸曲面由曲线绕原点(0，0)沿Z轴旋转360°而成，即如图3中所示曲线211，其中R＝-6.35，k＝-62，A＝-1.76566e-5，B＝2.41448e-7，C＝-3.16532e-10。同时，所述左底面直径为23mm，所述圆台凹面221的底面的直径为20mm，所述圆台凹面221的高为1.7mm，所述圆锥凹面222的高为2mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为20mm。
实施例2
其基本结构与实施例1相同，不同之处为，大功率LED光源的功率为20W，其发光角度为35度左右，而菲涅尔凸透镜3的焦距为150mm即可，而且形成的光圆盘的直径为410mm，正好与菲涅尔凸透镜3匹配。所述大功率LED光源中心点距离光圆盘为150mm。且所述非球面凹透镜2的折射率为1.8。而且所述圆锥凹面222的母线与非球面凹透镜2的中心线4形成的角度α为35°，所述圆台凹面222的母线与中心线4形成的角度β为40°，所述非球面凹透镜2的母线与中心线4形成的角度γ为15°所述非球面凹透镜2的左底面直径为24mm，其上圆台凹面221的底面的直径为22mm，所述圆台凹面221的高为1.9mm，所述圆锥凹面222的高为2.3mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为24mm。
当然，本发明的技术方案，还可以有其他形式，而本实施例中只给出了一种比较具体的方式，为了适应交通信号灯的效果，非球面凹透镜的圆锥凹面222的母线与非球面凹透镜2的中心线4形成的角度α为30°-37.5°，所述圆台凹面222的母线与中心线4形成的角度β为32.5°-42.5°，所述非球面凹透镜2的母线与中心线4形成的角度γ为12°-16°；且左底面直径为18mm-25mm，所述圆台凹面的底面直径为15mm-23mm，所述圆台凹面的高为1.3mm-2mm，所述圆锥凹面高为1.8-2.5mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为15-25mm，较佳，而非球面凹透镜2也还可以有其他形式的形状。
Claims (9)
1.一种用于大功率LED交通信号灯的光***，包括大功率LED光源(1)，非球面凹透镜(2)、菲涅尔凸透镜(3)，所述大功率LED光源(1)发出的光线通过非球面凹透镜(2)形成光圆盘折射到菲涅尔凸透镜(3)，所述菲涅尔凸透镜(3)将该光圆盘折射为平行光线射出，其特征在于，所述非球面凹透镜(2)呈圆台状，其左底面中心设有作为入光面(22)的凹面，其右底面设有作为出光面(21)的凸曲面，所述的凹面从左至右由圆台凹面(221)和圆锥凹面(222)组成，所述左底面直径小于右底面直径。
2.根据权利要求1所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述非球面凹透镜(2)的入光面(22)为凹面，所述非球面凹透镜(2)的出光面(21)为凸曲面，且非球面凹透镜(2)的折射率为1.4-2.0；
所述菲涅尔凸透镜(3)的焦距为125mm-160mm。
3.根据权利要求2所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述非球面凹透镜(2)的折射率为1.65，所述菲涅尔凸透镜(3)的焦距为130mm。
4.根据权利要求1所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述圆锥凹面(222)的母线与非球面凹透镜(2)的中心线(4)形成的角度α为30°-37.5°，所述圆台凹面(222)的母线与中心线(4)形成的角度β为32.5°-42.5°，所述非球面凹透镜(2)的母线与中心线(4)形成的角度γ为12°-16°；其中以中心线(4)为Z轴，以中心线与凸曲面的顶点为坐标原点(0，0)，所述凸曲面由曲线
绕原点(0，0)沿Z轴旋转360°而成，其中R＝-6.35，k＝-62，A＝-1.76566e-5，B＝2.41448e-7，C＝-3.16532e-10。
5.根据权利要求4所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述圆锥凹面的母线与非球面凹透镜的中心线形成的角度α为32°，所述圆台凹面的母线与中心线(4)形成的角度β为35°，所述非球面凹透镜的母线与中心线形成的角度γ为13°。
6.根据权利要求5所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述左底面直径为18mm-25mm，所述圆台凹面的底面直径为15mm-23mm，所述圆台凹面高为1.3mm-2mm，所述圆锥凹面高为1.8mm-2.5mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为15mm-25mm。
7.根据权利要求6所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述左底面直径为23mm，所述圆台凹面(221)的底面的直径为20mm，所述圆台凹面(221)的高为1.7mm，所述圆锥凹面(222)的高为2mm，所述左底面中心点至凸曲面顶点的距离为20mm。
8.根据权利要求7所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述非球面凹透镜(2)和菲涅尔凸透镜(3)由亚克立材料压铸而成。
9.根据权利要求8所述一种用于大功率LED交通信号灯的光***，其特征在于，所述大功率LED光源(1)的功率为10W。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100602689A CN101556002B (zh) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | 一种用于大功率led交通信号灯的光*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100602689A CN101556002B (zh) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | 一种用于大功率led交通信号灯的光*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101556002A CN101556002A (zh) | 2009-10-14 |
| CN101556002B true CN101556002B (zh) | 2010-11-10 |
Family
ID=41174221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100602689A Expired - Fee Related CN101556002B (zh) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | 一种用于大功率led交通信号灯的光*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101556002B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102537834A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种透镜以及led灯具 |
| TWI422861B (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-11 | 一品光學工業股份有限公司 | 光控制鏡片及其光源裝置 |
| CN104235758B (zh) * | 2013-06-19 | 2019-05-28 | 全亿大科技（佛山）有限公司 | 透镜、具有该透镜的导光罩和使用该透镜的照明装置 |
| RU2560747C1 (ru) * | 2014-03-04 | 2015-08-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инфолед" | Светодиод для железнодорожного светофора |
| CN108139511A (zh) * | 2015-09-25 | 2018-06-08 | 康宁股份有限公司 | 广角透镜以及包含该广角透镜的光学组件 |
| CN108826230A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-16 | 深圳星标科技股份有限公司 | 手电筒透镜及照明装置 |
| CN108826231A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-16 | 深圳星标科技股份有限公司 | 发光二极管透镜及照明装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4305585A1 (de) * | 1991-08-31 | 1994-08-25 | Hella Kg Hueck & Co | Signalleuchte für Kraftfahrzeuge |
| CN2426640Y (zh) * | 2000-05-19 | 2001-04-11 | 张开开 | 定向光高效发光二极管 |
| CN1844987A (zh) * | 2005-04-06 | 2006-10-11 | 三星电子株式会社 | 光学透镜、光学模块、背光源组件、及显示装置 |
-
2008
- 2008-04-09 CN CN2008100602689A patent/CN101556002B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4305585A1 (de) * | 1991-08-31 | 1994-08-25 | Hella Kg Hueck & Co | Signalleuchte für Kraftfahrzeuge |
| CN2426640Y (zh) * | 2000-05-19 | 2001-04-11 | 张开开 | 定向光高效发光二极管 |
| CN1844987A (zh) * | 2005-04-06 | 2006-10-11 | 三星电子株式会社 | 光学透镜、光学模块、背光源组件、及显示装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭62-108584A 1987.05.19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101556002A (zh) | 2009-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101556002B (zh) | 一种用于大功率led交通信号灯的光*** | |
| CN201363590Y (zh) | 光型饱满柔和的大功率led光源及使用该光源的大功率led照明灯 | |
| US9404640B2 (en) | High efficient and high power LED light source, LED lamp which uses light source and the application of the lamp | |
| CN102168838B (zh) | 一种led一次封装自由曲面透镜及其设计方法 | |
| CN102162625A (zh) | 一种大角度led和led灯 | |
| JP2012252994A (ja) | 発光装置及びその複合レンズ | |
| WO2015074502A1 (zh) | Led蜡烛灯透镜 | |
| CN102494298A (zh) | 一种用于led路灯的阵列式自由曲面透镜的设计方法 | |
| CN101825263B (zh) | 发光二极管灯具 | |
| CN103383094B (zh) | 一种led摩托车前照灯用光学透镜自由曲面的形成方法 | |
| CN203223862U (zh) | 具有微结构光学薄膜的led照明装置 | |
| CN104765136A (zh) | 一种用于圆形led面光源的准直光学*** | |
| CN201887074U (zh) | 一种led均光芯片 | |
| CN201135961Y (zh) | 一种采用紫外发光二极管的固化机结构 | |
| CN104075235A (zh) | 一种环照透镜 | |
| CN201886633U (zh) | 一种led交通信号灯 | |
| CN201084281Y (zh) | 一种led交通信号灯 | |
| CN205897020U (zh) | 一种适用于航标灯光学装置的柱状tir透镜 | |
| CN203757405U (zh) | 大角度配光的球泡灯 | |
| CN103868015A (zh) | 一种鳞甲多面体led灯具光学面罩 | |
| CN102095162A (zh) | 面光源用透镜及面光源发光*** | |
| WO2012149819A1 (zh) | 一种带有反光杯的led光源装置 | |
| CN205090203U (zh) | 一种复眼分离式led灯具光学模组 | |
| CN201698592U (zh) | Led均光交通信号灯 | |
| CN101867006A (zh) | 一种led均光芯片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: ZHEJIANG FUYANG XINYUAN TRAFFIC ELECTRONICS Co.,Ltd. Assignor: Chen Lin|Hu Liping Contract record no.: 2011330000648 Denomination of invention: Optical system for high-power LED traffic signal light Granted publication date: 20101110 License type: Exclusive License Open date: 20091014 Record date: 20110601 |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220330 Address after: 311401 No.7 Road, Dongzhou industrial functional zone, Dongzhou street, Fuyang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: ZHEJIANG XINYUAN TRAFFIC ELECTRONIC Co.,Ltd. Address before: 311400 No. 97 Yingbin North Road, Zhejiang, Fuyang Patentee before: Chen Lin Patentee before: Hu Liping |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An optical system for high-power LED traffic signal lamp Effective date of registration: 20220419 Granted publication date: 20101110 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Hangzhou Fuyang sub branch Pledgor: ZHEJIANG XINYUAN TRAFFIC ELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2022330000552 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101110 |