LED交通信号灯光学设计

刘晓东; 李湘宁; 孙惠

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LED交通信号灯光学设计

刘晓东, 李湘宁, 孙惠

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刘晓东, 李湘宁, 孙惠. LED交通信号灯光学设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3): 867-870.

引用本文:

刘晓东, 李湘宁, 孙惠. LED交通信号灯光学设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3): 867-870.

Liu Xiaodong, Li Xiangning, Sun Hui. Optical design for an LED traffic signal light[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3): 867-870.

Citation:

Liu Xiaodong, Li Xiangning, Sun Hui. Optical design for an LED traffic signal light[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3): 867-870.

LED交通信号灯光学设计

刘晓东¹,
李湘宁^1,2,3,
孙惠¹

1.
上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;
2.
上海市现代光学系统重点实验室,上海200093;
3.
教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海200093

基金项目:

上海市重点学科项目第三期项目（S30502）

详细信息

作者简介:
刘晓东（1985-），男，硕士，主要从事应用光学方面的研究。Email：liuxiaodong430@163.com；李湘宁（1956-），女，教授，主要从事应用光学方面的研究。Email：lxning@usst.edu.cn

刘晓东（1985-），男，硕士，主要从事应用光学方面的研究。Email：liuxiaodong430@163.com；李湘宁（1956-），女，教授，主要从事应用光学方面的研究。Email：lxning@usst.edu.cn

中图分类号: O439

Optical design for an LED traffic signal light

1.
School of Optical-Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China;
2.
Shanghai Key Lab of Modern Optical System,Shanghai 200093,China;
3.
Research Center of Optical Instruments and System Engineering,Ministry of Education,Shanghai 200093,China

摘要: 设计了一款在规定角度范围内光强均匀分布且直观无明显的颗粒感的LED 交通信号灯。将高亮度LED 的出射光用菲涅耳透镜进行准直，利用斯涅尔定律,设计了枕型透镜来实现指定方向上的照明，并将之排成阵列，以获得一定角度范围内的光强均匀分布。利用ZEMAX 光学设计软件对设计方案进行了模拟，分别给出了水平和竖直两个方向上角度光强均匀分布的结果。通过仿真人眼对信号灯的成像，呈现人眼的观察效果，结果表明该设计满足设计要求。
- LED 交通信号灯 /
- 光学设计 /
- ZEMAX
Abstract: An LED traffic signal light without obvious granular sensation was designed, which had a uniform distribution of luminous intensity in a certain angle range. The emergent rays of the highlighted LED were collimated by a Fresnel lens. A pillow lens was designed and arrayed to achieve the specified direction lighting and a uniform distribution of luminous intensity in a certain angle range by using the Snell's Law. The design was simulated by using the optical design software ZEMAX and the results that the luminous intensity was distributed uniformly were given in both horizontal and vertical angles. The design was proved to meet the design requirement by simulating the imaging of signal light in human eyes and showing the observing effect of eyes. The applications of the design in practical engineering were analyzed in the article.
- LED traffic signal light /
- optical design /
- ZEMAX

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LED交通信号灯光学设计

1. 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;

2. 上海市现代光学系统重点实验室,上海200093;

3. 教育部光学仪器与系统工程研究中心,上海200093

作者简介:
刘晓东（1985-），男，硕士，主要从事应用光学方面的研究。Email：liuxiaodong430@163.com；李湘宁（1956-），女，教授，主要从事应用光学方面的研究。Email：lxning@usst.edu.cn

刘晓东（1985-），男，硕士，主要从事应用光学方面的研究。Email：liuxiaodong430@163.com；李湘宁（1956-），女，教授，主要从事应用光学方面的研究。Email：lxning@usst.edu.cn

收稿日期: 2013-07-11
修回日期: 2013-08-20
刊出日期: 2014-03-25

基金项目:

上海市重点学科项目第三期项目（S30502）

中图分类号: O439

关键词:

摘要: 设计了一款在规定角度范围内光强均匀分布且直观无明显的颗粒感的LED 交通信号灯。将高亮度LED 的出射光用菲涅耳透镜进行准直，利用斯涅尔定律,设计了枕型透镜来实现指定方向上的照明，并将之排成阵列，以获得一定角度范围内的光强均匀分布。利用ZEMAX 光学设计软件对设计方案进行了模拟，分别给出了水平和竖直两个方向上角度光强均匀分布的结果。通过仿真人眼对信号灯的成像，呈现人眼的观察效果，结果表明该设计满足设计要求。