一種六邊形微棱鏡及六邊形微棱鏡led交通信號燈光學面罩的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交通信號照明領域，具體涉及一種六邊形微棱鏡及采用其支撐的LED交通信號燈光學面罩。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,LED)是一種能發(fā)光的半導體二極管，它是一種直接把電能轉化為光和輻射能的發(fā)光器件。發(fā)光二極管有許多的優(yōu)點:工作電壓低，耗電量少，發(fā)光效率尚:性能穩(wěn)定，壽命長:抗沖擊，耐振動性強:重量輕，體積小，成本低。在2000年己解決所有LED顏色的信號顯示問題，因而LED己經具備了應用于交通信號燈領域的所有條件。LED交通信號燈光色純度好，特別鮮明，易于信號識別。目前，LED已經廣泛地應用于交通信號燈領域，并正在逐步替代傳統(tǒng)信號燈。
[0003]隨著半導體照明的蓬勃發(fā)展，LED光源的功率、光效持續(xù)提高，而LED芯片的尺寸卻日益向小型化方向發(fā)展，這也造成了LED光源的峰值亮度持續(xù)增強，目前市場上高功率白光LED(功率大于1W)光源處的峰值亮度基本上都在100萬Cd/m2，當人眼直接看LED光源時會產生不舒適感，存在嚴重的眩光問題，嚴重時會對人眼造成傷害。
[0004]為了達到國標GB14887-2011中對光學分配的要求，各廠家紛紛采用二次光學設計對LED所發(fā)出的光再進行二次光學分配。在二次光學設計中，可以采用的方式是:采用光學面罩、透鏡、LED三者的組合來實現(xiàn)信號燈所需要的特定的光學效果。
[0005]現(xiàn)有的LED交通信號燈光學面罩采用的棱鏡為四邊形，四邊形棱鏡在對光進行折射時，非常不均勻，折射后光的亮度非常弱，并且四邊形棱鏡在對光進行折射時，四邊形棱鏡四個端點容易存在死角，影響折射均勻度。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型為了解決上述問題，從而提供一種六邊形微棱鏡及采用其支撐的LED交通信號燈光學面罩。
[0007]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0008]—種六邊形微棱鏡，所述六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，所述六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，所述六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，所述六邊形微棱鏡的側面由六個相同矩形面組成，每個矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對應配合的弧形面。
[0009]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述六邊形微棱鏡的厚度為3.2_。
[0010]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述入射面的半徑為1.2mm?1.8_。
[0011]—種六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，所述LED交通信號燈光學面罩包括一罩體，所述罩體上勻距設有若干個六邊形微棱鏡。
[0012]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述罩體與六邊形微棱鏡一體成型。
[0013]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述罩體為圓形或橢圓形或方形。
[0014]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述罩體中心位置設置一個六邊形微棱鏡，在位于中心位置的六邊形微棱鏡的各個側邊依次連接一個六邊形微棱鏡，以此類推，直至將罩體鋪滿。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型大大提高了棱鏡的折射亮度和均勻度。
[0017]本實用新型將菲涅爾透鏡出射平行光線，通過菲涅耳折射原理將平行光在空間上重新分配，從而達到交通信號燈光學性能要求，并且根據(jù)光通量守恒，利用Cartesian Oval方程將平行光匯聚特點，得到光源與被照面的拓撲結構，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為六邊形微棱鏡的結構示意圖；
[0020]圖2為六邊形微棱鏡的側視圖；
[0021 ]圖3為六邊形微棱鏡的仰視圖；
[0022]圖4為六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩的結構示意圖；
[0023]圖5為圖4的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0025]參見圖1至圖3，本實用新型提供的六邊形微棱鏡100，其為正六邊形柱體。
[0026]六邊形微棱鏡100的入射面110為外凸狀的弧形面，這樣，當光照射到入射面110時，由于入射面110為弧形面，且為六邊狀，這樣折射非常均勻。
[0027]六邊形微棱鏡100的出射面120為正六邊形平面，這樣便于折射后的光線，均勻的從出射面120射出，不影響亮度。
[0028]六邊形微棱鏡100的側面由六個相同矩形面130組成，每個矩形面130與入射面110的接觸端面131為與入射面110對應配合的弧形面，這樣使得入射面110整體都弧形狀，無端角，大大提高了光線的折射均勻度。
[0029]另外，經過本領域技術人員的無數(shù)次實驗，將六邊形微棱鏡100的厚度設置為3.2mm，將入射面的半徑設置為1.2mm?1.8mm，是使得光線的折射均勾度最高。
[0030]參見圖4和圖5，本實用新型提供的六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，其是用于安裝在LED交通信號燈上，其包括一罩體200，罩體200上勻距設有若干個六邊形微棱鏡100。
[0031]罩體200是用于將多個六邊形微棱鏡100固定為一體，并且罩體200與六邊形微棱鏡100—體成型。
[0032]罩體200具體為圓形或橢圓形或方形。
[0033]為了進一步提高放光亮度，罩體200上的六邊形微棱鏡100排列方式為:
[0034]在罩體200中心位置設置一個六邊形微棱鏡100，在位于中心位置的六邊形微棱鏡100的各個側邊依次連接一個六邊形微棱鏡100，然后再在各個側邊上的六邊形微棱鏡100各個側邊再連接一個六邊形微棱鏡100，以此類推，直至將罩體鋪滿，這樣使得罩體200上的各個六邊形微棱鏡100發(fā)光非常均勻。
[0035]本實用新型的主要光學作用為:六邊形微棱鏡100根據(jù)光通量守恒，利用Cartesian Oval方程將平行光匯聚特點，得到光源與被照面的拓撲結構，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性，在此基礎上根據(jù)菲涅爾折射原理將拓撲結構中入射光線與出射光線折射法線確定，利用偏微分方程生成六邊形微棱鏡100。
[0036]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，所述六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，所述六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，所述六邊形微棱鏡的側面由六個相同矩形面組成，每個矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對應配合的弧形面。2.根據(jù)權利要求1所述的一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述六邊形微棱鏡的厚度為3.2mm ο3.根據(jù)權利要求1所述的一種六邊形微棱鏡，其特征在于，所述入射面的半徑為1.2mm?I.8mmο4.一種六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，其特征在于，所述LED交通信號燈光學面罩包括一罩體，所述罩體上勻距設有若干個六邊形微棱鏡。5.根據(jù)權利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，其特征在于，所述罩體與六邊形微棱鏡一體成型。6.根據(jù)權利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，其特征在于，所述罩體為圓形或橢圓形或方形。7.根據(jù)權利要求4所述的一種六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，其特征在于，所述罩體中心位置設置一個六邊形微棱鏡，在位于中心位置的六邊形微棱鏡的各個側邊依次連接一個六邊形微棱鏡，以此類推，直至將罩體鋪滿。
【專利摘要】本實用新型公開了一種六邊形微棱鏡及六邊形微棱鏡LED交通信號燈光學面罩，六邊形微棱鏡為正六邊形柱體，六邊形微棱鏡的入射面為弧形面，六邊形微棱鏡的出射面為正六邊形，六邊形微棱鏡的側面由六個相同矩形面組成，每個矩形面與入射面的接觸端面為與入射面對應配合的弧形面，LED交通信號燈光學面罩包括一罩體，罩體上勻距設有若干個六邊形微棱鏡。本實用新型大大提高了棱鏡的折射亮度和均勻度。本實用新型將菲涅爾透鏡出射平行光線，通過菲涅耳折射原理將平行光在空間上重新分配,從而達到交通信號燈光學性能要求，并且根據(jù)光通量守恒，利用Cartesian Oval方程將平行光匯聚特點，得到光源與被照面的拓撲結構，以保證自由曲面微棱鏡曲面的連續(xù)性。
【IPC分類】F21Y115/10, F21V5/02, G08G1/095, F21V3/00
【公開號】CN205332086
【申請?zhí)枴緾N201521140312
【發(fā)明人】李福生, 周俊, 曹金韡, 陳俊宏, 江盼
【申請人】上海澳星照明電器制造有限公司, 復旦大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月31日