一种LED交通信号灯的光学设计方法摘要：LED 发光二极管作为一种新型的光源,其应用范围已经越来越广泛,这也对LED 应用的二次光学设计提出了更高的要求。为了能充分发挥LED 的光学性能,本文在LED 交通信号灯的光学设计方面做了初步的探索。 R"=G?d)
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关键词：LED；光通量；交通信号灯；平凸透镜；组合透镜 L{<E'#@F
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LED(发光二极管) 是近年来开发生产的一种新型光源,具有耗电小、亮度高、体积小、重量轻、寿命长、环保及响应速度快等优点,LED 光源已逐渐融入到我们的日常生活中。随 wR>\5z )^
着人们对半导体发光材料研究的不断深入,LED 制造工艺的不断进步和新材料(氮化物晶体和荧光粉) 的开发和应用,传统的道路交通信号灯所使用的白炽灯、低压卤钨灯已被LED wU ?2aXY
光源替代。由于各种颜色的超高亮度LED 取得了突破性进展,大大的加强了对灯色的辨识性,以减少驾驶员因对交通状况的误判而导致的安全问题。然而由于LED 光源受其光线发散角的限制,当采用普通的透明灯罩时,无法达到亮度和辨识的最佳效果。 N ?0V0B
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1.传统的交通信号灯
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传统的道路交通信号灯采用白炽灯作为光源,其基本光学结构由光源、反射器及用于改善光分布的透镜组成,如图1a 所示。由于白炽灯的光辐射几乎占据整个空间的这个特点,因此需要采用反射器将各个方向的光会聚到一个方向,并投向要求的区域。通常道路交通信号灯采用抛物面反射镜,它能形成近似平行的光束,然后用带有色透镜的灯罩对光束进行偏折、扩散,产生所期望的光分布和颜色。在这种传统的信号灯结构中,反射镜是必不可少的,这就导致了传统的信号灯体积大,重量也大的缺陷,给加工和安装带来不便。 oNl_r: G
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