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2009-09-11 10:51 |
LED信號(hào)產(chǎn)品的光學(xué)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用
隨著人們對(duì)發(fā)光二極管（LED）低功耗、長(zhǎng)壽命、高光通利用率等優(yōu)點(diǎn)的逐步認(rèn)識(shí)，LED已開始取代傳統(tǒng)白熾燈，成為交通信號(hào)燈產(chǎn)品的主要光源。而信號(hào)燈的光學(xué)系統(tǒng)也隨之發(fā)生了變化。由于LED的光輸出通常分布在一個(gè)較小的立體角范圍內(nèi)，在水平面以下的光分布與交通信號(hào)燈的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大致相同。因此，目前大多數(shù)LED交通信號(hào)燈，不加任何透鏡而利用LED自身光分布，或者只是利用小反射腔來適當(dāng)收集大角度的光通，這些方法都使水平面以上的光通量被浪費(fèi)，并且可能產(chǎn)生可視角度不夠大等缺點(diǎn)。另外，若采用簡(jiǎn)單棱鏡來分配光通量，可能會(huì)使出射光分布不均勻，從而產(chǎn)生暗區(qū)。 KU*`f{|
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文章論述了上海澳星照明電器制造有限公司根據(jù)市場(chǎng)需求，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品使用要求，應(yīng)用高亮度LED的光學(xué)分布技術(shù)進(jìn)行了專門的技術(shù)研究與相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試和使用，其光學(xué)轉(zhuǎn)換效率及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品技術(shù)水平，經(jīng)中科院上海文獻(xiàn)情報(bào)中心檢索，項(xiàng)目技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平及國(guó)際先進(jìn)水平。 a 4Ls^
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1、交通信燈號(hào)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想 _w\Y{(k
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1.1、交通信號(hào)燈基本光學(xué)系統(tǒng) =rtS#u
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傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈采用白熾燈作為光源，其燈具基本光學(xué)構(gòu)成可視為：光源、反射器及用于形成光分布的透鏡組成（如圖1所示），由于白熾燈的光輻射幾乎占據(jù)整個(gè)空間，因此需要用反射器將其他方向上的光收集起來，投向要求的區(qū)域。通常采用的是拋物面反射器，形成近似于平行的光束，然后用有色透鏡的外罩對(duì)光束進(jìn)行偏折、擴(kuò)散，產(chǎn)生期望的光分布和顏色。 Lf[G>0t&n
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隨著LED技術(shù)的發(fā)展，單顆LED流明數(shù)的不斷提高，一個(gè)燈具內(nèi)使用的LED數(shù)目會(huì)明顯減少。目前廣泛使用的LED交通信號(hào)燈，通常用100～300顆LED，基本均勻分布于整個(gè)發(fā)光面上，每顆LED對(duì)應(yīng)一個(gè)或一組透鏡單元。 4 0p3Rv
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由于LED發(fā)出的光相對(duì)集中于一個(gè)較小的立體角范圍內(nèi)，反射器就不再是必要的光學(xué)組件，而往往用透鏡作為準(zhǔn)直光學(xué)組件。例如用凸透鏡或菲涅耳透鏡產(chǎn)生平行光束。然后用枕形透鏡、楔形棱鏡等使光束重新擴(kuò)散、偏折，產(chǎn)生滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的光分布（如圖2所示）。 <>SR
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