閃爍定向反光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定向反光裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種閃爍定向反光裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的定向反光裝置包括玻璃微珠結(jié)構(gòu)制品和全反射內(nèi)三角反射器結(jié)構(gòu)裝置，定向反光裝置可以將入射光按原入射方向反射出去，廣泛應(yīng)用于交通路標(biāo)、車輛無源警示燈。穩(wěn)定的入射光線通常從定向反光裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的返回光線，即無法使返回光線的光強(qiáng)發(fā)生明顯地變化，如果使返回光線的光強(qiáng)發(fā)生周期性變化，光強(qiáng)周期性變化的閃爍將會(huì)起到更好的警示作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種閃爍定向反光裝置，用于提供能見度的被動(dòng)式反光系統(tǒng)，如車輛的被動(dòng)式反光燈，包括但不限于，可以區(qū)分車輛的行駛狀態(tài)或停車狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種閃爍定向反光裝置，其特征是:裝置包括透鏡、反光鏡、位移件，所述位移件使反光鏡和透鏡之間的距離或相對(duì)位置發(fā)生周期性變化。
[0006]透鏡和反光鏡靜止的平衡位置，平行入射光線通過透鏡會(huì)聚于反光鏡的反光面，此位置返回光線的光強(qiáng)最大。
[0007]所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件是壓電器件，所述壓電器件驅(qū)動(dòng)反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發(fā)生周期性變化。
[0008]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件由電磁鐵和銜鐵組成，所述電磁鐵驅(qū)動(dòng)銜鐵帶動(dòng)反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發(fā)生周期性變化。
[0009]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:位移件是彈性件，所述彈性件連接反光鏡組成簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)，反光鏡可以自由振動(dòng)，振動(dòng)周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)，所述簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)使反光鏡和透鏡之間的距離或位置發(fā)生周期性變化，m為簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)等效質(zhì)量，k為彈性件的彈性系數(shù)。
[0010]進(jìn)一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:選擇m/k值使振動(dòng)周期T為
0.04 秒-0.2 秒。
[0011]再經(jīng)一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:所述彈性件是彈簧。
[0012]或，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:所述彈性件是彈桿。
[0013]進(jìn)一步，所述的一種閃爍定向反光裝置，其特征是:透鏡為球形透鏡，反光鏡為球形反光鏡。
[0014]再進(jìn)一步，所述球形透鏡半徑為rl，所述球形反光鏡半徑為r2，滿足:r2=nrl/2(n-l)，η為球形透鏡的折射率。所述球形透鏡和所述球形反光鏡圓心重合的位置返回光線的光強(qiáng)最大。
[0015]作為透鏡替換，所述的一種被動(dòng)式定向反光成像裝置，其特征是:透鏡為非尼爾透鏡或非尼爾球形透鏡。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:提供一種閃爍定向反光裝置，用于提供能見度的被動(dòng)式反光系統(tǒng)，如車輛的被動(dòng)式反光燈，包括但不限于，可以區(qū)分車輛的行駛狀態(tài)或停車狀態(tài)。
【附圖說明】
[0017]圖1為定向反光裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
[0018]圖2為閃爍定向反光裝置結(jié)構(gòu)原理圖。
[0019]圖3為閃爍定向反光裝置振動(dòng)周期計(jì)算圖解。
[0020]圖4為閃爍定向反光裝置加裝反射棱鏡示意圖。
[0021]圖5為閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅(qū)動(dòng)的原理圖。
[0022]圖6為閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的原理圖。
[0023]圖7為球形透鏡閃爍定向反光裝置的原理圖。
[0024]圖8為球形透鏡閃爍定向反光裝置反光亮度值和球形反光鏡位移關(guān)系圖。
[0025]圖9為圖8關(guān)系圖的位移量和電壓u的關(guān)系圖。
[0026]圖10為圖8關(guān)系圖的殼度值和電壓u的關(guān)系圖。
[0027]圖11為球形透鏡閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的原理圖。
[0028]圖12為球形透鏡閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅(qū)動(dòng)的原理圖。
[0029]圖13為本發(fā)明采用非尼爾透鏡的方案。
【具體實(shí)施方式】
[0030]
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0031]圖1為定向反光裝置結(jié)構(gòu)原理圖，101為透鏡，102為反光鏡，透鏡101的焦點(diǎn)落在反光鏡102的弧形立體面上，這樣，當(dāng)光源104的光線射向透鏡101時(shí)，由透鏡101聚焦在其焦點(diǎn)上，而處于焦點(diǎn)處的反光鏡102將焦點(diǎn)處的光線反射至透鏡101，由透鏡101散射返回光線至觀察者眼睛103，返回光線和入射方向相反，即原路返回。
[0032]圖2為閃爍定向反光裝置結(jié)構(gòu)原理圖，相對(duì)圖1定向反光裝置結(jié)構(gòu)，反光鏡102和透鏡101通過彈性件201連接，這樣反光鏡102和透鏡101之間可以發(fā)生位移，透鏡101的聚焦點(diǎn)和反光鏡102的反光點(diǎn)的距離發(fā)生變化，其效果是返回光線的光強(qiáng)發(fā)生變化。彈性件如彈片、彈桿、彈簧等。
[0033]彈性件廣義定義為位移件，所以特征是:裝置包括透鏡、反光鏡、位移件，所述位移件使透鏡和反光鏡之間的距離或相對(duì)位置發(fā)生周期性變化。
[0034]圖3為閃爍定向反光裝置振動(dòng)周期計(jì)算圖解，設(shè)301為等校質(zhì)量m，系統(tǒng)的彈性系數(shù)為k，這樣反光鏡102是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)。在一般光強(qiáng)下，人眼對(duì)時(shí)間頻率的響應(yīng)近似一個(gè)帶通濾波器，對(duì)15~20Hz信號(hào)最敏感，有很強(qiáng)閃爍感(flick)，大于75Hz響應(yīng)為0，閃爍感消失，剛到達(dá)閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環(huán)境下，呈低通特性，且CFF會(huì)降低，這時(shí)對(duì)5Hz信號(hào)最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據(jù)此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對(duì)應(yīng)的周期為0.04秒~0.2秒，通過選擇m/k值實(shí)現(xiàn)需要的振動(dòng)周期。
[0035]考慮到重力作用，圖4為閃爍定向反光裝置加裝反射棱鏡示意圖，圖中401為反射棱鏡，其作用是將光線入射和反射方向做90度變換。
[0036]圖5為閃爍定向反光裝置采用壓電器件驅(qū)動(dòng)的原理圖，將壓電器件501連接在反光鏡102上，壓電器件如PZT器件等可以在電壓的作用下發(fā)生伸縮，施加變化電壓U，這樣帶動(dòng)反光鏡102相對(duì)于透鏡101發(fā)生位移，在穩(wěn)定光源104的照射下，觀察者的眼睛103可以獲得閃爍反射光線。
[0037]特征是:位移件是壓電器件，所述壓電器件驅(qū)動(dòng)反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發(fā)生周期性變化。
[0038]圖6為閃爍定向反光裝置采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)的原理圖，將銜鐵602連接在反光鏡102上，601為電磁鐵，在電磁鐵線圈上施加變化電壓U，電磁鐵吸引銜鐵，這樣帶動(dòng)反光鏡102相對(duì)于透鏡101發(fā)生位移，在穩(wěn)定光源104的照射下，觀察者的眼睛103可以獲得閃爍反射光線。
[0039]特征是:位移件由電磁鐵和銜鐵組成，所述電磁鐵驅(qū)動(dòng)銜鐵帶動(dòng)反光鏡使反光鏡和透鏡之間的距離發(fā)生周期性變化。
[0040]圖7為球形透鏡閃爍定向反光裝置的原理圖，圖中，701為球形透鏡，半徑為rl，702為球形反光鏡，半徑為r2，703為彈性件(如彈片、彈簧、彈桿等)，彈性系數(shù)為k，設(shè)系統(tǒng)的等校質(zhì)量為m，球形透鏡701由透明物質(zhì)制成，如玻璃、有機(jī)玻璃等。如果由玻璃制球，等效于凸透鏡，但不是通常的薄透鏡，普通透鏡公式不能直接套用，可以用折射定律與微積分解決.求解，處理方法是:入射平行光的延長(zhǎng)線與出射光的反向延長(zhǎng)線交點(diǎn)的集合定義為主平面，會(huì)聚點(diǎn)與主平面的距離為等效焦距，微積分求解等效焦距為f=nrl/2 (η-1)，η為透明物質(zhì)的折射率(相對(duì)于空氣的相對(duì)折射率)，一般玻璃的折射率在1.5?1.85之間，例如，假設(shè) η=1.5，焦距 f=nrl/2 (η-1) =1.5rl, n=l.85，焦距 f=nrl/2 (η-1) =1.85rl/l.7=1.09rl，所以，一般玻璃球的焦點(diǎn)在距離球心1.09rl~l.5rl的范圍內(nèi)，如果n=2，焦距f=nrl/2(n-l)=rl。球形透鏡閃爍定向反光裝置要求平衡位置時(shí)r2=f，即球形反光鏡位置和等效焦距面重合，所以r2= nrl/2(n-l)，這個(gè)位置反射光線的光強(qiáng)最大，偏離這個(gè)位置反射光線的光強(qiáng)立即減弱，即周期性地改變球形反光鏡702和球形透鏡701之間的距離使反射光線的光強(qiáng)發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生閃爍。如果給這個(gè)系統(tǒng)一個(gè)外力，則球形反光鏡做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期為T=2 Ji (m/k)' (1/2)。在一般光強(qiáng)下，人眼對(duì)時(shí)間頻率的響應(yīng)近似一個(gè)帶通濾波器，對(duì)15~20Hz信號(hào)最敏感，有很強(qiáng)閃爍感(flick)，大于75Hz響應(yīng)為0，閃爍感消失，剛到達(dá)閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環(huán)境下，呈低通特性，且CFF會(huì)降低，這時(shí)對(duì)5Hz信號(hào)最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據(jù)此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對(duì)