[发明专利]用LED光源与衍射光学元件实现的交通信号灯光学系统

摘要

本发明公开了一种用LED光源与衍射光学元件实现的交通信号灯光学系统，包括一LED照射光源和一个以上衍射光学元件，LED光场照射衍射光学元件后，LED照射光源的光场经过该衍射光学元件的光学调制，该信号灯图案形状的光场沿着特定的角度区域传播，对于不同形状的信号灯图案的光场分布，通过设计调整衍射光学元件的光场波前相位调制、微观形貌和整体尺寸，或者通过多个衍射光学元件的拼接来实现。本发明的信号灯发光体只在信号灯的光强分布标准所要求的角度区域内可以被人眼观察到，其他区域没有光能量的传播而无法被观察到，有效的利用了光场能量，节能环保，还彻底消除“标准”规定之外的区域的无效的光场分布，消除了信号灯的光污染。

主权项

1.一种用LED光源与衍射光学元件实现的交通信号灯光学系统，其特征在于：其包括一LED照射光源和一个以上衍射光学元件，LED光场照射衍射光学元件后，LED照射光源的光场经过该衍射光学元件的光学调制，该信号灯图案形状的光场沿着特定的角度区域传播，对于不同形状的信号灯图案的光场分布，通过设计调整衍射光学元件的光场波前相位调制、微观形貌和整体尺寸，或者通过多个衍射光学元件的拼接来实现；所述LED照射光源的光场为未经过几何光学处理的LED芯片的光场，或者是经过后续几何光学处理的LED光场；所述衍射光学元件，是基于交通信号灯图案光场需要，根据LED照射光源的光学参数以及人眼光学系统，有针对性的进行衍射光学元件的设计；所述LED照射光源的光场波前为朗伯体光源或近似朗伯体光源；所述衍射光学元件为菲涅尔衍射光学元件或者夫琅禾费衍射光学元件；所述衍射光学元件具备针对入射光场的波前特性进行相位调制的设计将入射光场的波前相位进行调制处理，实现所需交通信号灯图案的异形光场的设计优化；所述LED照射光源与衍射光学元件实现所需交通信号灯图案的异形光场的设计，光源照射衍射光学元件后，形成具备整体光学系统需要的特定光强分布、特定发散角的光场。