專利名稱：一種地埋式交通信號燈的光學設計結構的制作方法
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6，多個楔形角S均勻 分布在 浙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。
圖1是本發明的結構示意圖2為光線在楔形透鏡穿過的示意圖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。
具體實施例方式如圖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G =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P,多個楔形角5均勻分布在范圍內。
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5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al，出射角為 bl，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 (al) /sin (bl) =n， sin (b2) / sin (a2) =n, al=90° - a -a2=bl+ ^
其中η為折射本我們選用折射率為1.49的透鏡，《=10°， 由于 0 $ θ < 0.92。，經過計算可得，79.08 ° S al S 80 °， 41.22276° Sbl $41.37197°，41.37197° $ a2 $ 42.14276°，80° Sb2S88.7461°。最后由楔形透鏡折射后出來的光線的發射角度於=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IOOrn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IOm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O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IOOm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個楔形角分別為代=n 0.92° /99 ,力0到99的整數。
權利要求
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)，其特征在于， 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)有多個楔形角 ,多個楔形角4灼勻分布在范圍內。
2.根據權利要求1所述的一種地埋式交通信號燈的光學設計結構，其特征在于，所述 楔形透鏡(5)的直徑為150mm，楔形角有100個。
3.根據權利要求1或2所述的一種地埋式交通信號燈的光學設計結構，其特征在于， 所述光源(2)為LED光源。
全文摘要
本發明公開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。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。
文檔編號G08G1/095GK102012002SQ20101060338
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者占曉斌, 張盎然, 潘漢中, 王軍華, 胡新維, 胡立平, 陳琳, 馬靜潔 申請人: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