基于超透镜的交通信号灯制造技术

本公开涉及交通信号灯的技术领域，本公开涉及基于超透镜的交通信号灯。基于超透镜的交通信号灯包括：一次光学装置，至少包括光源和超透镜装置，并且设置用于发射准直光；二次光学装置，在光路上设置在一次光学装置的下游，并且，设置用于对光进行扩散和偏折；超透镜装置包括第一基底以及设置在第一基底上的第一超表面结构，第一超表面结构包括多个规则排布的第一纳米结构单元。本实用新型专利技术基于超透镜的交通信号灯，利用由超透镜装置以及光源组成的一次光学装置，可减少交通信号灯的厚度，节省所占用的空间，再通过二次光学装置提高交通信号灯的光学性能。在基于超透镜的LED中可采用密堆积，实现在现有交通灯中无法实现的无颗粒感的均匀出光。感的均匀出光。感的均匀出光。

Traffic signal light based on super lens

【技术实现步骤摘要】
基于超透镜的交通信号灯


[0001]本公开涉及交通信号灯的
，本公开尤其涉及基于超透镜的交通信号灯。

技术介绍

[0002]如今，随着LED对于照明领域应用的普及，已经普遍将LED用作为道路交通信号灯的光源，而在构成LED交通信号灯之前，通常需要进行两次光学设计。在一次光学设计中，即在将LED IC封装成LED 器件时进行的光学设计中，对LED的出光角度、光强、光通量大小、光强分布、色温的范围与分布等进行调节。在道路交通信号灯的这种一次光学设计中，通常采用菲涅尔透镜做准直光学元件，以使得照明能力更强更清晰。
[0003]此外，为了对光束进行重新扩散偏折，产生满足的光分布，在现有的交通信号灯的二次光学设计中还考虑使用例如枕形，楔形棱镜。
[0004]然而，现有的道路交通信号灯采用的树脂透镜封装的LED表面有凸起，占用更多的空间，不利于大面积封装。此外，现有的交通信号灯中的菲涅尔透镜不够轻薄，整体较厚；并且其边缘处的光强会有所下降，导致菲涅耳透镜边缘区域发光不均匀，呈中间光强比较强，边缘光强比较弱的特征，不均匀。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的上述缺陷，本技术提供的基于超透镜的交通信号灯，解决了上述技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]在一种方式中提供一种基于超透镜的交通信号灯包括：
[0008]一次光学装置，至少包括光源和超透镜装置，并且，设置用于发射准直光；
[0009]二次光学装置，在光路上设置在一次光学装置的下游，并且，设置用于对光进行扩散和偏折；
[0010]超透镜装置包括第一基底以及设置在第一基底上的第一超表面结构，第一超表面结构包括多个规则排布的第一纳米结构单元。
[0011]在可实施的一种方式中，在一次光学装置中，光源为LED阵列；超透镜装置为准直超透镜；其中，超透镜装置在是光路中设置在LED 阵列的下游。
[0012]在可实施的一种方式中，一次光学装置为用超透镜装置封装的 LED阵列，并且，一次光学装置还包括支架，支架用于固定LED阵列和超透镜装置。
[0013]在可实施的一种方式中，LED阵列能够正方形、正六边形或正八边形地构成。
[0014]在可实施的一种方式中，二次光学装置为配光透镜。
[0015]在可实施的一种方式中，配光透镜能够选自：枕形透镜，柱透镜或者楔形透镜。
[0016]在可实施的一种方式中，二次光学装置为角向选择超透镜装置，角向选择超透镜装置包括第二基底以及设置在第二基底上的第二超表面结构，第二超表面结构包括多个规则排布的第二纳米结构单元。
[0017]在可实施的一种方式中，第一纳米结构单元和第二纳米结构单元均阵列式排布；且均为正六边形或正方形。
[0018]在可实施的一种方式中，第一纳米结构单元和第二纳米结构单元均为正六边形，正六边形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构。
[0019]在可实施的一种方式中，第一纳米结构单元和第二纳米结构单元均为正方形，正方形各顶点和中心位置至少设置有一个纳米结构。
[0020]在可实施的一种方式中，第一纳米结构单元和第二纳米结构单元的材料均包括氧化钛、氮化硅、熔融石英、氧化铝、氮化镓、磷化镓、非晶硅、晶体硅和氢化非晶硅中的一种。
[0021]在可实施的一种方式中，第一纳米结构单元和第二纳米结构单元的材料均为偏振相关结构或偏振无关结构；偏振相关结构包括纳米鳍或纳米椭圆柱；偏振无关结构包括纳米圆柱或纳米方柱。
[0022]在可实施的一种方式中，第一基底和第二基底均为熔融石英、冕牌玻璃、火石玻璃和蓝宝石中的一种。
[0023]本技术的有益效果是：本技术提供的一种基于超透镜的交通信号灯，利用由超透镜装置以及光源组成的一次光学装置，可减少交通信号灯的厚度，节省所占用的空间，并且，由于在基于超透镜的LED中可以采用密堆积，从而实现在现有交通灯中无法实现的无颗粒感的均匀出光。更进一步，通过在二次光学装置中进一步使用超透镜，可以进一步降低整个交通信号灯的重量和进一步降低成本。
附图说明
[0024]下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0025]图1是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的一次光学设计结构示意图；
[0026]图2是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的配光透镜为枕形透镜的示意图；
[0027]图3是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的配光透镜为角向选择超透镜的示意图；
[0028]图4是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的超透镜装置为角向选择超透镜的示意图；
[0029]图5是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的LED阵列示意图；
[0030]图6是本技术一种基于超透镜的交通信号灯的结构单元示意图；其中，
[0031]图6A是超表面结构为正六边形的示意图；
[0032]图6B是超表面结构为正方形的示意图；
[0033]图6C是纳米结构中纳米柱示意图；
[0034]图6D是纳米结构中纳米鳍示意图。
[0035]附图标记：
[0036]1、光源；2、超透镜装置；3、支架；4、LED阵列；5、角向选择超透镜；6、枕形透镜；7、准直超透镜阵列；
[0037]8、纳米结构；81、基底；82、填充层；83、纳米鳍；84、纳米椭圆柱。
具体实施方式
[0038]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0039]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0040]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
[0041]请参阅图1至图6，本申请的一个实施例提供一种基于超透镜的交通信号灯，包括：一次光学装置和二次光学装置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，包括：一次光学装置，至少包括光源和超透镜装置，并且，设置用于发射准直光；二次光学装置，在光路上设置在所述一次光学装置的下游，并且，设置用于对光进行扩散和偏折；所述超透镜装置包括第一基底以及设置在所述第一基底上的第一超表面结构，所述第一超表面结构包括多个规则排布的第一纳米结构单元。2.根据权利要求1所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，在所述一次光学装置中，所述光源为LED阵列；所述超透镜装置为准直超透镜；其中，所述超透镜装置在所述光路中设置在所述LED阵列的下游。3.根据权利要求1所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，所述一次光学装置为用所述超透镜装置封装的LED阵列，并且，所述一次光学装置还包括支架，所述支架用于固定所述LED阵列和所述超透镜装置。4.根据权利要求3所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，所述LED阵列能够正方形、正六边形或正八边形地构成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，所述二次光学装置为配光透镜。6.根据权利要求5所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，所述配光透镜能够选自：枕形透镜，柱透镜或者楔形透镜。7.根据权利要求1至4中任一项所述的基于超透镜的交通信号灯，其特征在于，所述二次光学装置为角向选择超透镜装置，所述角向选择超透镜装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞，朱健，郝成龙，谭凤泽，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：