一种用于交通信号灯的三原色混色装置的制作方法

本发明涉及智慧交通领域，特别是涉及一种用于交通信号灯的三原色混色装置。

背景技术：

1、经过几十年的技术改进，led的发光效率得到了很大提高。白炽灯、卤钨灯效果是12-24流明/瓦，荧光灯50-70流明/瓦，钠灯90~140流明/瓦，大部分功耗变成热量损失。led光效将提高到50-200流明/瓦，其光单色性好，且其光谱很窄，无需滤波即可直接发出彩色可见光。随着各种颜色的高亮度led（例如红色、黄色、绿色）的商业化，led逐渐取代传统的白炽灯和卤钨灯作为交通信号灯。

2、led虽然是光谱纯净，但是这在视觉上面却是一个非常严重的劣势。人的眼睛是不能长时间观测一个单色谱的光源。因此，需要对led进行调光。由于技术上的原因，led的光输出低，能显示的颜色种类少，主要发射单色光，这些都大大限制了led的更广泛的应用。

3、但近几年来，一些著名的led制造商成功地研制开发了光效较高的新型led，使之能够用于户外信号装置，如：汽车防雾灯、汽车高位制动灯、收费道口信号灯、道路施工区标志灯、公路标志牌、道路交通信号灯等，其中led在道路交通信号灯中的应用最为引人注目。信号灯是交通管理中最重要、使用最多的设备之一，其安全性、可靠性直接关系到道路交通参与者的安全，也关系到城市交通管理的有效性。

4、由于现代道路交通信号灯色度有着严格的要求与规定，厂家在进行生产过程中，一旦出现轻微错误，很可能导致批量生产的灯源产品色度不符合要求。而信号灯的内部结构和电路设计，都可能对信号灯的色度造成一定影响，可能造成led自身的色不均匀，导致色度无法达到系统要求或国家标准。

5、并且由于led是发射单色光，且大部分交通信号灯采用单一芯片led，以致更容易导致色度无法达到系统要求或国家标准。

6、因此，本申请提出一种基于红、绿、蓝三原色led的混色装置，来解决led自身的色不均匀问题，以及色度无法达到系统要求或国家标准的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于交通信号灯的三原色混色装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过构建三原色混色装置，对红、绿、蓝led灯发射的色光进行混合，以实现定制色光的要求，来解决led自身的色不均匀和色度无法达到系统要求或国家标准的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、用于交通信号灯的三原色混色装置，包括：

4、三原色led组块、控制组块、匀色组块、光束整形组块、壳体；

5、所述三原色led组块、所述控制组块、所述匀色组块、所述光束整形组块均固定在所述壳体内；

6、所述三原色led组块与所述控制组块连接；

7、所述三原色led组块用于发射光；

8、所述控制组块用于调控所述三原色led组块发光强度及颜色；

9、所述匀色组块用于将色光进行均匀混合，得到均匀混合后的光；

10、所述光束整形组块用于将所述均匀混合后的光进行整形，获得交通信号中实际需要的图案。

11、优选地，所述三原色led组块包括红色led、绿色led、蓝色led，且所述红色led、绿色led、蓝色led的数量均大于等于1；将所述三原色led组块中所有的所述红色led、绿色led、蓝色led视为一个整体，并在所述整体上方设置聚光透镜。

12、优选地，所述红色led、绿色led、蓝色led均分别通过三路独立的可调恒流驱动电路。

13、优选地，所述控制组块包括微处理器、pwm输出接口；

14、所述微处理器用于发出pwm调光信号；

15、所述pwm输出接口用于将pwm调光信号传输至所述三原色led组块。

16、优选地，所述微处理器内部还设有无线通信模块，所述无线通信模块用于接收上位机的程序控制。

17、优选地，所述匀色组块包括一个准直透镜、两组复眼透镜全内反射透镜、一个聚光镜和一个匀光镜；

18、所述准直透镜用于将光转换成与光轴平行的平行光；

19、所述复眼透镜全内反射透镜用于将所述平行光分为多个细光束；

20、所述聚光镜用于将所述多个细光束聚焦于所述匀光镜上；

21、所述匀光镜用于对所述多个细光束进一步均匀混合，得到所述均匀混合后的光。

22、优选地，所述光束整形组块包括分束器、整形聚光透镜、出光面；

23、所述分束器用于将所述均匀混合后的光分为多束光；

24、所述整形聚光透镜用于将所述多束光聚焦于出光面上；

25、所述出光面显示整形聚焦后的结果。

26、本申请的技术方案的有益效果：

27、1.本发明通过构建用于交通信号灯的三原色混色装置，能够降低对led的生产要求，降低生产厂家的生产成本，能通过红、绿、蓝三原色led进行混色，使混色后的色度达到系统要求或国家标准。

28、2.本发明用于交通信号灯的三原色混色装置采用pwm调光与恒流驱动电路相结合，有效避免了只通过pwm调光频闪的问题。

29、3.本发明还通过在led模块设置聚光透镜以及通过匀色组块进行两次混光，不仅解决了led存在方向性强、视角较窄的问题，改善了led信号灯光强分布，增强了其角度性能，还能够对红、绿、蓝三原色led发出的光进行充分混合，本发明还通过设置匀光镜，进一步的对光线进行均匀分布，使得混光的效果更加均匀，解决了led色不均匀的问题，从而满足信号灯的配光要求。

30、4.本发明中还通过设置分束器能够根据实际需求的图案对光束进行特定分离，从而能够满足交通道路上多种交通信号灯的需求。

技术特征：

1.一种用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于，包括：三原色led组块、控制组块、匀色组块、光束整形组块、壳体；

2.根据权利要求1所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的用于交通信号灯的三原色混色装置，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种用于交通信号灯的三原色混色装置。其装置包括三原色LED组块、控制组块、匀色组块、光束整形组块；所述三原色LED组块、所述控制组块、所述匀色组块、所述光束整形组块均固定在信号灯壳体内；所述三原色LED组块与所述控制组块连接；所述三原色LED组块用于发射光；所述控制组块用于调控所述三原色LED组块发光强度；所述匀色组块用于将色光进行均匀混合，得到均匀混合后的光；所述光束整形组块用于将所述均匀混合后的光进行整形，获得交通信号中实际需要的图案。本发明设置的三原色混色装置能够解决LED色不均匀的问题，混色后的光色度能够满足交通信号灯的国家标准，还能够根据交通信号灯的实际图形需要得到相应的形状。

技术研发人员：王士元,王川,王子同
受保护的技术使用者：河北勃迩芾信息科技有限公司
技术研发日：20220730
技术公布日：2024/1/13