[发明专利]一种交通信号灯

说明书

本发明公开了一种交通信号灯，包括光学面罩、灯壳、光源板及菲涅尔透镜，所述灯壳上设有一凹腔，所述光源板安装在所述凹腔的底部，所述光学面罩固定在所述灯壳上以将所述凹腔密封，且光学面罩的内表面上设有向内凸起的微结构，所述菲涅尔透镜安装在所述光源板和所述光学面罩之间，所述菲涅尔透镜包括入射面和出射面，所述入射面和出射面上均设有齿纹结构；所述出射面的齿纹结构位于所述菲涅尔透镜的中心区域，以使光源发出的小角度光线在出射时折射准直；所述入射面的齿纹结构位于所述菲涅尔透镜的边缘区域，以使光源发出的大角度光线在入射时反射准直。该交通信号灯可大大减小菲涅尔损耗，提高光学利用率，发光均匀。

技术领域

本发明涉及照明装置领域，具体涉及一种交通信号灯。

背景技术

LED光源具有耗电量低、发光率高和使用寿命长的优点，被广泛用于交通信号灯上。但未经二次光学处理的LED信号灯光源亮度虽高，但亮度不均匀，轴线方向亮度高，比较刺眼，视角越大亮度越低，光通量分布极不合理，且为了实现发光均匀，需要大量LED灯珠阵列排布，其电气可靠性低，成本较高，只能满足简单的配光应用。因此，市面上出现了较多优化的交通信号灯，其通常包括若干个LED灯珠、光源透镜、菲涅尔透镜以及灯罩，整体配合实现交通信号灯的发光均匀和光学要求。但现有的交通信号灯菲涅尔损耗大，光学利用率低，光源发出的大角度光线经过两次折射仍无法实现准直出射，形成无效杂散光；为了减小菲涅尔损耗，只能将灯具做得较厚，减小光源位置与菲涅尔透镜边缘的夹角，这使得整个灯具的成本大大提高，且灯具也较为厚重。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明目的在于提供一种交通信号灯，可大大减小菲涅尔损耗，提高光学利用率，发光均匀。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种交通信号灯，包括光学面罩、灯壳、光源板及菲涅尔透镜，所述灯壳上设有一凹腔，所述光源板安装在所述凹腔的底部，所述光学面罩固定在所述灯壳上以将所述凹腔密封，且光学面罩的内表面上设有向内凸起的微结构，所述菲涅尔透镜安装在所述光源板和所述光学面罩之间，所述菲涅尔透镜包括入射面和出射面，所述入射面和出射面上均设有齿纹结构；所述出射面的齿纹结构位于所述菲涅尔透镜的中心区域，以使光源发出的小角度光线在出射时折射准直；所述入射面的齿纹结构位于所述菲涅尔透镜的边缘区域，以使光源发出的大角度光线在入射时反射准直。本发明将菲涅尔透镜设置成双面齿纹结构，菲涅尔透镜中心区域为折射式，齿纹朝外，光线在出射的时候进行折射准直；菲涅尔透镜边缘区域为反射式，齿纹朝内，光线在入射的时候进行反射准直，然后再准直出射，相对于传统的单面齿纹（全部折射式），避免了无效杂散光，大大减小了边缘入射光线的菲涅尔损耗，提高光学利用率，使发光均匀。

优选地，所述光学面罩的外表面为光滑曲面，其内表面为微结构曲面，所述光滑曲面和所述微结构曲面均为外突的曲面形状，且所述曲面整体向下倾斜一定角度。传统的交通信号灯使用平面的光学面罩在反射太阳光时，会在某个位置上形成较大亮度，但实际灯未点亮的情况，在太阳光照射下，在该位置上的人容易误以为灯亮了。该方案的曲面光学面罩可将太阳光反射分散各个方向，反射后各个角度观测的亮度较弱，不会引起误会；且由于信号灯安装较高位置，人位于信号灯的下方观测，倾斜向下的设计，增加了可视角，有利于人眼观测。

优选地，所述光源板的位置与所述菲涅尔透镜两对称边缘位置形成的夹角大于120°。该方案的设置可减小灯具整体的厚度。

优选地，还包括多个光源透镜，各光源透镜一一对应的罩设在所述光源板的LED灯珠上。

优选地，所述微结构为复数个排列在所述光学面罩的内表面上的微镜。

优选地，所述入射面的齿纹结构和所述出射面的齿纹结构均为层层向外分布的齿纹环。

优选地，所述入射面的齿纹环中，各环的齿形截面均呈等边三角形；所述出射面的齿纹环中，各环的齿形截面均呈直角三角形。