[發明專利]一種地埋式交通信號燈的光學設計結構

無效

• 申請號: 201010603381.4
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102012002A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 潘漢中;王軍華;胡立平;胡新維;陳琳;張盎然;馬靜潔;占曉斌
• 申請（專利權）人: 公安部交通管理科學研究所;浙江富陽市新源交通電子有限公司
• 主分類號: F21V5/04
• 分類號: F21V5/04;F21V7/00;F21V17/00;F21V19/00;G08G1/095;F21W111/02;F21Y101/02
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

技術領域

本發明涉及交通工程領域，特別是一種地埋式的交通信號燈。

背景技術

地埋式交通信號燈埋設在道路路面上，用以提前告知機動車駕駛人前方道路交叉口道路交通信號燈的信號顯示情況。但是在實際使用過程中，因為地埋式交通信號燈的發光面與地面平行，其發出的光與地面垂直，不能將光信號有效傳遞給機動車駕駛人，駕駛人只有到很近的距離才能注意到地埋信號燈的信號，這樣使駕駛人失去了提前進行駕駛處理的時機，有可能引發交通安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種地埋式交通信號燈的光學設計結構，能夠將地埋燈發出的光信號有效的傳遞給司機，保證道路交通的安全有序。

本發明的技術方案：一種地埋式交通信號燈的光學設計結構，包括燈具外殼，所述燈具外殼內設置有光源，光源前端設置有凸透鏡，光源設置在凸透鏡的焦點上，凸透鏡的主光軸與水平面的夾角為????????????????????????????????????????????????=10°，凸透鏡前端設置有反射鏡，反射鏡上面設置有楔形透鏡，楔形透鏡有多個楔形角，多個楔形角均勻分布在0≤≤0.92°范圍內。

作為優選，所述楔形透鏡的直徑為150mm，楔形角有100個。

作為優選，所述光源為LED光源。

本發明的地埋式交通信號燈對地埋光源進行配光處理，首先將光源的光變成與水平面呈一定角度的平行光，然后在通過楔形透鏡將光線折射出去，使出去的光線能夠有效的傳遞給司機。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2為光線在楔形透鏡穿過的示意圖；

圖3-1至3-3為交通信號燈光線與機動車駕駛人之間的視角關系示意圖；

圖4為楔形透鏡的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1，一種地埋式交通信號燈的光學設計結構，包括燈具外殼1，所述燈具外殼1內設置有光源2，光源2前端設置有凸透鏡3，光源2設置在凸透鏡3的焦點上，凸透鏡3的主光軸與水平面的夾角為=10°，凸透鏡3前端設置有反射鏡4，反射鏡4上面設置有楔形透鏡5，楔形透鏡5將光源2，凸透鏡3還有反射鏡4密封在底下，楔形透鏡5有多個楔形角，多個楔形角均勻分布在0≤≤0.92°范圍內。

本發明的地埋燈首先LED光源設置在凸透鏡3的焦點上，其發出的光經過凸透鏡3變成平行于主光軸的平行光，由于主光軸與水平面的夾角為10°，所以平行光也與水平面成10°夾角，然后經過反射鏡4反射，光線以與水平面成10°角的方向射到楔形透鏡5上，

如圖2所示，楔形透鏡5的楔形角由兩個面組成，水平出射面6和傾斜入射面7，光線經過傾斜入射面7進入到楔形透鏡，其在傾斜入射面7上的入射角為a1，出射角為b1，在水平出射面6上的入射角為a2，出射角為b2，

我們可以得到sin（a1）/?sin（b1）=n，

?????????????sin（b2）/?sin（a2）=n，

?????????????a1=90°--，

a2=b1+；

其中n為折射率，我們選用折射率為1.49的透鏡，=10°，

由于0≤≤0.92°，經過計算可得，79.08°≤a1≤80°，41.22276°≤b1≤41.37197°，41.37197°≤a2≤42.14276°，80°≤b2≤88.7461°。

最后由楔形透鏡折射后出來的光線的發射角度=90°-b2，

所以?1.2539°≤≤10°。

如圖3-1至3-3，機動車在行駛過程中，其與地埋式交通信號燈的距離逐步縮短，地埋式交通信號燈光信號與機動車駕駛人眼睛的視角則逐步增大。機動車駕駛人的眼睛距離地面約1.5m，當車輛距離地埋式交通信號燈100m時，機動車駕駛人看到地埋式交通信號燈發出的光信號的觀察角為1°左右；當車輛距離地埋式交通信號燈50m時，機動車駕駛人看到地埋式交通信號燈發出的光信號的觀察角約為1.7°；當車輛距離地埋式交通信號燈10m時，機動車駕駛人看到地埋式交通信號燈發出的光信號的觀察角約為8.5°，直至機動車駕駛人到達地埋式交通燈跟前，其整個的觀察角度不超過10°。

所以本發明光學設計的地埋燈對光源進行合理的配光處理，在光線的出光面上設置楔形透鏡，楔形透鏡設置足夠多的楔形角，楔形角的角度均勻的分布在0到0.92°，最后楔形透鏡發射出來的光線分布在與水平面成1°到10°角的范圍內，從而使司機能夠在100m左右的距離開始就能夠非常有效的接收到交通信號，提前進行車輛行駛的處理，保證了交通運行的安全有序。

如圖4所示，本發明設計的時候反射鏡的豎直長度為30mm，楔形透鏡5的直徑為150mm，楔形角有100個，這100個楔形角分別為=0.92°/99，為0到99的整數。