發光二極體交通信號裝置的製作方法

2023-07-21 01:42:41 2

專利名稱：發光二極體交通信號裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通信號裝置，特別涉及一種具有菲涅爾透鏡和配光透鏡的 發光二極體交通信號裝置。
背景技術：
傳統信號燈以白熾燈泡作為光源，其所消耗的能源相當可觀。白熾燈泡壽命不長， 更換燈泡就成為維護交通信號燈的另一項頗大的成本。發光二極體由於可節能且壽命長， 已取代傳統信號燈成為目前交通信號燈最理想的光源。發光二極體交通信號裝置一般具有菲涅爾透鏡和配光透鏡。菲涅爾透鏡用於收斂 發光二極體所射出的光形成近平行光。近平行光通過配光透鏡發散成一特定角度範圍的光 強度分布，以使位於該角度範圍內的行人或駕駛者可以清楚地看到此信號燈發出的光。已知用於發光二極體交通信號裝置的菲涅爾透鏡通常為單焦距，且其對應曲面為 非球面。要實現此結構，模具製作難度高且射出成型也不易。因此，有必要提出新穎創新的 結構來改善已知的問題。

實用新型內容本實用新型的發光二極體交通信號裝置提供一種球面多焦距的菲涅爾透鏡。相對 於已知非球面的設計，製作本實用新型的菲涅爾透鏡所需的模具及射出成型較容易，可大 幅降低成本。在一實施例中，本實用新型提出一種發光二極體交通信號裝置，其包含多個發光 二極體、一配光透鏡、及一菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡設於配光透鏡與多個發光二極體之間， 菲涅爾透鏡具有多個區決，所述多個區塊相對於一光軸同心圓地分布，每個區塊具有不同 的曲率半徑，從而對應不同的焦距。除上述實施例，本實用新型還包含其它實施例以解決本領域中的其它問題。在一實施例中，本實用新型提供一種發光二極體交通信號裝置，包含多個發光二 極管；一配光透鏡；及一菲涅爾透鏡，該菲涅爾透鏡設於該配光透鏡與多個發光二極體之 間，其中該配光透鏡還包含多個第一突出單元，所述第一突出單元位於該配光透鏡朝向多 個發光二極體的一面，該第一突出單元具有至少兩個由不同曲率所定義的突出曲面。本實用新型還包含其它方面以解決其它問題，並且合併上述的各方面詳細揭露在 以下實施方式中。

圖1為本實用新型發光二極體交通信號裝置的剖面示意圖。圖2為圖1中的菲涅爾透鏡面向發光二極體的內向曲面的示意圖。圖3A為圖1中的菲涅爾透鏡背向發光二極體的外向曲面的示意圖。圖3B為沿圖3A的1-1』線的剖面局部示意圖。[0014]
圖4為圖1中的配光透鏡的光入射面的示意圖< 主要組件符號說明 100發光二極體交通信號裝置 20外蓋 12開口 21配光透鏡 41內向曲面 42外向曲面 SA、SB及Se球體曲面 0光軸
PAi、PBi、Pci環狀曲面鏡 21配光透鏡 212出光面
！「」！^！^！^突出曲面 r5、r6及巧突出曲面
10後殼 11內表面 30發光二極體 40菲涅爾透鏡 411球面凸塊 R!>R2>R3曲率半徑 A、B、C區塊 f\、f2、f3 焦距 Lai 、 LBi 及 Lei 斜面 211光入射面 25第一突出單元 26第二突出單元 1-1』剖面線
具體實施方式
以下將參考附圖說明本實用新型的較佳實施例。附圖中的相似組件採用相同的組 件標號。應當注意，為了清楚地呈現本實用新型，附圖中的各組件並非按照實物的比例繪 制，而且為了避免模糊本實用新型的內容，以下說明省略了已知零部件、相關材料、及其相 關處理技術。圖1為本實用新型的發光二極體交通信號裝置100的剖面示意圖。如圖所示，發 光二極體交通信號裝置100包含一後殼10及一外蓋20。後殼10具有一內表面11及正對 內表面11的一開口 12。外蓋20連接後殼10並覆蓋開口 12。後殼10及外蓋20定義一內 部空間。多個發光二極體30成群地排列在固定至內表面11的載板上，以形成高度集中的 光源。外蓋20包含一配光透鏡21，該配光透鏡正對多個發光二極體30。此外，內部空間還 包含一菲涅爾透鏡40，該菲涅爾透設置在配光透鏡21與多個發光二極體30之間。圖2顯示菲涅爾透鏡40的面向發光二極體30的向內曲面41，其具有多個球面凸 塊411，用以散焦(defocusing)。因此，發光二極體交通信號裝置100所發出的光將可有均 勻的輝度。多個球面凸塊411可排列為蜂巢型布滿整個內向曲面41，所述球面凸塊的個數 及大小根據實際設計的需求而定。本實施例的球面凸塊411以六角形為例，但不以此為限。 球面凸塊411可為各種合適的形狀，例如五角形、八角形或不等邊的多角形等等，根據實際 設計的需求而定。圖3A顯示菲涅爾透鏡40的向外曲面42，其具有菲涅爾結構，用於收斂由發光二極 管30入射的光。圖3B為沿圖3A的1-1』線的剖面局部示意圖。如圖所示，外向曲面42根 據三個不同的曲率半徑Ri、R2及R3區分成3個區塊A，B及C。每個曲率半徑禮、&及R3以 各自的球體曲面SA、SB及SC(未顯示)加以定義。區塊A，B及C相對於光軸0同心圓地分 布。不同的曲率半徑隊術及民分別對應不同的焦距f\，f2，及f3。應注意在此實施例中僅 以3個區塊作示範說明，但不以此為限。本實用新型也可以包含具有2個或4個以上不同
4焦距的區塊的菲涅爾透鏡。同樣參照圖3A及3B，每個區塊A、B、C中都分別具有至少一個環狀曲面鏡PAi、PBi、 P。i，該環狀曲面鏡相對於光軸0同心圓地分布。環狀曲面鏡PAi、PBi、P。i有其各自的斜面LAi、 LBi及Lei，分別為球體曲面SA、SB及Sc的一部分，其曲率半徑分別為R」 R2及R3。在此定義 i為環狀曲面鏡的個數編號。舉例而言，區塊A包含4個環狀曲面鏡PA1、PA2、PA3及PA4，4個 環狀曲面鏡的曲率半徑均為隊。區塊B包含3個環狀曲面鏡PB1、PB2及PB3，3個環狀曲面鏡 的曲率半徑均為R2。區塊C可以此類推不再進行詳細描述。環狀曲面鏡PAi、PBi、P。i的節距 可固定或隨設計需要而變化。此外。應注意每個區塊的環狀曲面鏡個數可任意變化，不應 以圖3A及3B所示為限。參照圖1，配光透鏡21具有面向發光二極體30的光入射面211及背向發光二極體 30的出光面212。出光面212通常為光滑不易沾塵的表面；光入射面211則可有多種變化， 以形成特定角度配光並達到輝度均勻的目的。如圖4所示，配光透鏡21的光入射面211包 含多個第一突出單元25，其具有由不同曲率所定義的至少兩個突出曲面，如圖4所舉例示 範的4個突出曲面ri、r2、r3及r4。突出曲面ri、r2、r3及r4可為球面或非球面，其外型及大 小會因不同曲率及實際設計需求產生變化。在此實施例中，配光透鏡21還包含不同於第一 突出單元25的第二突出單元26，其具有由不同曲率所定義的至少兩個突出曲面，如圖4所 舉例示範的3個突出曲面r5、r6及r7。突出曲面r5、r6及r7可為球面或非球面，其外型及 大小會因不同曲率變化及實際設計需求產生變化。在此實施例中每個突出曲面ri、r2、r3及 r4的曲率都大於突出曲面r5、r6及r7的任一個的曲率。在其它實施例中，突出曲面巧、r2、 r3及r4中可只有一個的曲率大於突出曲面r5、r6及r7的任一個的曲率。換言之，本實用新 型包含使第一突出單元25不同於第二突出單元26的所有實施例。除此以外，本實用新型 也包含只有第一突出單元或第二突出單元的實施例。此外，應注意如圖4所示，多個第一突出單元25與多個第二突出單元26可布滿整 個光入射面211。第一突出單元25與第二突出單元26可設置成陣列狀並交錯排列，其中第 一突出單元25與第二突出單元26清楚地隔開，然而本實用新型也包含第一突出單元25與 第二突出單元26相連的實施例。以上所述內容僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的權 利要求。凡其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在 權利要求內。
權利要求一種發光二極體交通信號裝置，其包含多個發光二極體；一配光透鏡，包含多個第一突出單元，所述第一突出單元位於所述配光透鏡朝向所述多個發光二極體的一面，所述第一突出單元具有至少兩個由不同曲率所定義的突出曲面；及一菲涅爾透鏡，設於所述配光透鏡與所述多個發光二極體之間，所述菲涅爾透鏡具有多個區塊，所述多個區塊相對於一光軸同心圓地分布，每個區塊具有不同的曲率半徑，所述不同的曲率半徑對應不同的焦距。
2.根據權利要求1所述的發光二極體交通信號裝置，其中，每個所述區塊對應於一球 體曲面以定義該區塊的曲率半徑。
3.根據權利要求1所述的發光二極體交通信號裝置，其中，該配光透鏡還包含多個第 二突出單元，所述第二突出單元位於所述配光透鏡朝向所述多個發光二極體的所述面，所 述第二突出單元不同於所述第一突出單元。
4.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述第二突出單元具有至 少兩個由不同曲率所定義的突出曲面，所述第一突出單元的其中一個突出曲面的曲率大於 所述第二突出單元的其中一個突出曲面的曲率。
5.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述第二突出單元具有至 少兩個由不同曲率所定義的突出曲面，其中所述第一突出單元的所有突出曲面的曲率均大 於所述第二突出單元的所有突出曲面的曲率。
6.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述多個第一突出單元與 所述多個第二突出單元交錯排列。
7.根據權利要求1所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述多個第一突出單元排 列成陣列。
8.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述多個第一突出單元與 所述多個第二突出單元排列成陣列。
9.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述第一突出單元與所述 第二突出單元相互隔開。
10.根據權利要求3所述的發光二極體交通信號裝置，其中，所述第一突出單元與所述 第二突出單元相連。
專利摘要本實用新型提供一種發光二極體交通信號裝置，其包含多個發光二極體、一配光透鏡、及一菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡設於該配光透鏡與多個發光二極體之間，該菲涅爾透鏡具有多個區塊，所述多個區塊相對於一光軸同心圓地分布，每個區塊具不同的曲率半徑，不同的曲率半徑對應不同的焦距。
文檔編號G08G1/095GK201584062SQ20092027058
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月7日 優先權日2009年12月7日
發明者張國輝, 粘瓊之, 陳中榮, 陳育聖 申請人:聯嘉光電股份有限公司