閃爍定向反光裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及定向反光裝置領域，特別是涉及一種閃爍定向反光裝置。
[0002]
【背景技術】
[0003]現有的定向反光裝置包括玻璃微珠結構制品和全反射內三角反射器結構裝置，定向反光裝置可以將入射光按原入射方向反射出去，廣泛應用于交通路標、車輛無源警示燈。穩定的入射光線通常從定向反光裝置產生穩定的返回光線，即無法使返回光線的光強發生明顯地變化，如果使返回光線的光強發生周期性變化，光強周期性變化的閃爍將會起到更好的警示作用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種閃爍定向反光裝置，用于提供能見度的被動式反光系統，如車輛的被動式反光燈，包括但不限于，可以區分車輛的行駛狀態或停車狀態。
[0005]本發明采用的技術方案是:
一種閃爍定向反光裝置，其特征是:裝置包括透鏡、反光鏡、位移件，所述位移件使反光鏡和透鏡之間的距離或相對位置發生周期性變化。
[0006]透鏡和反光鏡靜止的平衡位置，平行入射光線通過透鏡會聚于反光鏡的反光面，此位置返回光線的光強最大。
[0007]所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件是壓電器件，所述壓電器件驅動反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發生周期性變化。
[0008]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件由電磁鐵和銜鐵組成，所述電磁鐵驅動銜鐵帶動反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發生周期性變化。
[0009]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件是彈性件，所述彈性件連接反光鏡組成簡諧振動系統，反光鏡可以自由振動，振動周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)，所述簡諧振動系統使反光鏡和透鏡之間的距離或位置發生周期性變化，m為簡諧振動系統等效質量，k為彈性件的彈性系數。
[0010]進一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:選擇m/k值使振動周期T為
0.04 秒-0.2 秒。
[0011]再經一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:所述彈性件是彈簧。
[0012]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:所述彈性件是彈桿。
[0013]進一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:透鏡為球形透鏡，反光鏡為球形反光鏡。
[0014]再進一步，所述球形透鏡半徑為rl，所述球形反光鏡半徑為r2，滿足:r2=nrl/2(n-l)，η為球形透鏡的折射率。所述球形透鏡和所述球形反光鏡圓心重合的位置返回光線的光強最大。
[0015]作為透鏡替換，所述的一種被動式定向反光成像裝置，其特征是:透鏡為非尼爾透鏡或非尼爾球形透鏡。
[0016]本發明的有益效果是:提供一種閃爍定向反光裝置，用于提供能見度的被動式反光系統，如車輛的被動式反光燈，包括但不限于，可以區分車輛的行駛狀態或停車狀態。
【附圖說明】
[0017]圖1為定向反光裝置結構原理圖。
[0018]圖2為閃爍定向反光裝置結構原理圖。
[0019]圖3為閃爍定向反光裝置振動周期計算圖解。
[0020]圖4為閃爍定向反光裝置加裝反射棱鏡示意圖。
[0021]圖5為閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅動的原理圖。
[0022]圖6為閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅動的原理圖。
[0023]圖7為球形透鏡閃爍定向反光裝置的原理圖。
[0024]圖8為球形透鏡閃爍定向反光裝置反光亮度值和球形反光鏡位移關系圖。
[0025]圖9為圖8關系圖的位移量和電壓u的關系圖。
[0026]圖10為圖8關系圖的殼度值和電壓u的關系圖。
[0027]圖11為球形透鏡閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅動的原理圖。
[0028]圖12為球形透鏡閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅動的原理圖。
[0029]圖13為本發明采用非尼爾透鏡的方案。
【具體實施方式】
[0030]
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0031]圖1為定向反光裝置結構原理圖，101為透鏡，102為反光鏡，透鏡101的焦點落在反光鏡102的弧形立體面上，這樣，當光源104的光線射向透鏡101時，由透鏡101聚焦在其焦點上，而處于焦點處的反光鏡102將焦點處的光線反射至透鏡101，由透鏡101散射返回光線至觀察者眼睛103，返回光線和入射方向相反，即原路返回。
[0032]圖2為閃爍定向反光裝置結構原理圖，相對圖1定向反光裝置結構，反光鏡102和透鏡101通過彈性件201連接，這樣反光鏡102和透鏡101之間可以發生位移，透鏡101的聚焦點和反光鏡102的反光點的距離發生變化，其效果是返回光線的光強發生變化。彈性件如彈片、彈桿、彈簧等。
[0033]彈性件廣義定義為位移件，所以特征是:裝置包括透鏡、反光鏡、位移件，所述位移件使透鏡和反光鏡之間的距離或相對位置發生周期性變化。
[0034]圖3為閃爍定向反光裝置振動周期計算圖解，設301為等校質量m，系統的彈性系數為k，這樣反光鏡102是簡諧振動，簡諧振動周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)。在一般光強下，人眼對時間頻率的響應近似一個帶通濾波器，對15~20Hz信號最敏感，有很強閃爍感(flick)，大于75Hz響應為0，閃爍感消失，剛到達閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環境下，呈低通特性，且CFF會降低，這時對5Hz信號最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對應的周期為0.04秒~0.2秒，通過選擇m/k值實現需要的振動周期。
[0035]考慮到重力作用，圖4為閃爍定向反光裝置加裝反射棱鏡示意圖，圖中401為反射棱鏡，其作用是將光線入射和反射方向做90度變換。
[0036]圖5為閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅動的原理圖，將壓電器件501連接在反光鏡102上，壓電器件如PZT器件等可以在電壓的作用下發生伸縮，施加變化電壓U，這樣帶動反光鏡102相對于透鏡101發生位移，在穩定光源104的照射下，觀察者的眼睛103可以獲得閃爍反射光線。
[0037]特征是:位移件是壓電器件，所述壓電器件驅動反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發生周期性變化。
[0038]圖6為閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅動的原理圖，將銜鐵602連接在反光鏡102上，601為電磁鐵，在電磁鐵線圈上施加變化電壓U，電磁鐵吸引銜鐵，這樣帶動反光鏡102相對于透鏡101發生位移，在穩定光源104的照射下，觀察者的眼睛103可以獲得閃爍反射光線。
[0039]特征是:位移件由電磁鐵和銜鐵組成，所述電磁鐵驅動銜鐵帶動反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發生周期性變化。
[0040]圖7為球形透鏡閃爍定向反光裝置的原理圖，圖中，701為球形透鏡，半徑為rl，702為球形反光鏡，半徑為r2，703為彈性件(如彈片、彈簧、彈桿等)，彈性系數為k，設系統的等校質量為m，球形透鏡701由透明物質制成，如玻璃、有機玻璃等。如果由玻璃制球，等效于凸透鏡，但不是通常的薄透鏡，普通透鏡公式不能直接套用，可以用折射定律與微積分解決.求解，處理方法是:入射平行光的延長線與出射光的反向延長線交點的集合定義為主平面，會聚點與主平面的距離為等效焦距，微積分求解等效焦距為f=nrl/2 (η-1)，η為透明物質的折射率(相對于空氣的相對折射率)，一般玻璃的折射率在1.5?1.85之間，例如，假設 η=1.5，焦距 f=nrl/2 (η-1) =1.5rl, n=l.85，焦距 f=nrl/2 (η-1) =1.85rl/l.7=1.09rl，所以，一般玻璃球的焦點在距離球心1.09rl~l.5rl的范圍內，如果n=2，焦距f=nrl/2(n-l)=rl。球形透鏡閃爍定向反光裝置要求平衡位置時r2=f，即球形反光鏡位置和等效焦距面重合，所以r2= nrl/2(n-l)，這個位置反射光線的光強最大，偏離這個位置反射光線的光強立即減弱，即周期性地改變球形反光鏡702和球形透鏡701之間的距離使反射光線的光強發生周期性變化，產生閃爍。如果給這個系統一個外力，則球形反光鏡做簡諧振動，簡諧振動周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)。在一般光強下，人眼對時間頻率的響應近似一個帶通濾波器，對15~20Hz信號最敏感，有很強閃爍感(flick)，大于75Hz響應為0，閃爍感消失，剛到達閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環境下，呈低通特性，且CFF會降低，這時對5Hz信號最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對