CN103851546A - 光源结构及含有该光源结构的跑道警戒灯 - Google Patents

Abstract

一种光源结构包括光源、反光杯及透镜。反光杯呈喇叭形，反光杯设有大口端及小口端，光源收容于反光杯内并靠近小口端，大口端为出光口。透镜设于反光杯的大口端，透镜覆盖出光口的下部，透镜远离光源的侧壁上并列设有多个凸起，凸起为狭长形，凸起沿水平方向延伸，且凸起的横截面为楔形，且凸起的楔形斜面朝出光口的上部倾斜。出光口的下部的光线投射到透镜上，光线经凸起折射，光线朝向出光口的上部汇聚。上述跑道警戒灯能够充分利用光源发出的光线，将对警戒不起关键作用的光束转变成起关键作用的光束，提高了光线的利用率，使上述跑道警戒灯在较小的功率下就可达到警戒光强标准，节约了能源。还提供一种跑道警戒灯。

Description

光源结构及含有该光源结构的跑道警戒灯

技术领域

本发明涉及民航专用灯具，特别是涉及一种光源结构及含有该光源结构的跑道警戒灯。

背景技术

机场跑道警戒灯的用途是警告在滑行道上操纵飞机的驾驶员和驾驶车辆的司机，他们将要进入一条运行中的跑道。跑道警戒灯具一般采用白光卤钨灯作为光源。由于机场跑道警戒灯大多安装在跑道的两侧，并且靠近地面安装。通常飞机驾驶员与驾驶汽车的司机所处的位置要高于警戒灯的高度。因此，警戒灯只有部分位于驾驶员或司机视角范围内的光线，对驾驶员或司机起到警示作用。为了能够及时地对驾驶员或司机起到警示作用，使警戒灯到达警戒的光强标准，往往通过增大警戒灯的功率来提高警戒灯的光强，造成整个警戒灯耗电量较大，浪费能源。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够节约能源并且具有较好的警戒效果的光源结构。

一种光源结构，包括：

光源；

反光杯，呈喇叭形，所述反光杯设有大口端及小口端，所述光源收容于所述反光杯内并靠近所述小口端，所述大口端为出光口；及

透镜，设于所述反光杯的大口端，所述透镜覆盖所述出光口的下部，所述透镜远离所述光源的侧壁上并列设有多个凸起，所述凸起为狭长形，所述凸起沿所述水平方向延伸，且所述凸起的横截面为楔形，且所述凸起的楔形斜面朝出光口的上部倾斜；

其中，所述出光口的下部的光线投射到所述透镜上，所述光线经所述凸起折射，所述光线朝向所述出光口的上部汇聚。

在其中一实施方式中，所述反光杯包括多个反射环，所述反射环为棱台的环形侧壁，所述多个反射环之间的口径大小渐变，且相邻的两个所述反射环依次连接。

在其中一实施方式中，所述反光杯包括三个反射环，所述反射环为十六棱台的环形侧壁。

在其中一实施方式中，所述反射环为正棱台的环形侧壁。

在其中一实施方式中，所述凸起包括水平面及斜面，所述水平面与所述斜面相交，所述凸起的横截面为直角三角形。

在其中一实施方式中，多个所述凸起的斜面与水平面的夹角之间的大小渐变，距离所述光源最远的所述凸起的所述夹角最小，距离所述光源最近的所述凸起的所述夹角最大。

在其中一实施方式中，所述透镜设有六条凸起。

在其中一实施方式中，所述透镜为半圆形透镜。

在其中一实施方式中，所述反光杯的出光口的直径为82mm，所述反光杯的深度为33mm。

还提供一种跑道警戒灯。

一种跑道警戒灯，包括：

上述光源结构；及

灯壳，所述光源结构收容于所述灯壳内，所述灯壳用于与外界支撑物固定连接。

含有上述光源结构的跑道警戒灯与传统的跑道警戒灯相比，至少具有以下优点：

首先，由于工作人员通常跑道警戒灯的斜上方，因此从出光口的上部分射出的光线对工作人员起关键的警戒作用。在上述跑道警戒灯将位于出光口下部的光线经过透镜折射后，使该部分光线汇聚到出光口的上部，增强起关键作用的光束的光强，避免位于出光口下部的光线的浪费，提高对工作人员的警戒作用。因此，上述跑道警戒灯能够充分利用光源发出的光线，将对警戒不起关键作用的光束转变成起关键作用的光束，提高了光线的利用率，使上述跑道警戒灯在较小的功率下就可达到警戒光强标准，节约了能源。

同时，上述跑道警戒灯无需通过增大出光口的直径来提高跑道警戒灯的警示作用，反光杯的出光口大大减小，减小跑道警戒灯的体积，节约了成本。

再次，反光杯包括多个反射环，反射环为棱台的环形侧壁，多个反射环相连构成喇叭形反光杯。光线经反射环分成多份光束，光束经过混合配光之后，上述跑道警戒灯的光强分布较为均匀。

并且，光束投射到斜面上经斜面折射将光束折射到出光口的上部，则斜面对光线起汇聚作用。因此，透镜的凸起包括水平面及斜面，使起汇聚作用的斜面的面积最大，尽量减小其他平面对光束的作用，增大透镜对光束的汇聚作用。

并且，凸起的斜面与水平面的夹角的大小渐变，且多个夹角从透镜的底部向上逐渐增大。由于投射到透镜底部的光束的入射角相较于投射到透镜顶部的光束的入射角较大，则改变斜面与水平面的夹角的大小，保证透镜对不同入射角的光束均达到较好的汇聚作用。

附图说明

图1为一实施方式跑道警戒灯的结构示意图；

图2为图1所示跑道警戒灯的光源结构的爆炸图；

图3为图2所示的光源结构的某一角度的结构示意图；

图4为图2所示的光源结构的剖视图；

图5为图1所示跑道警戒灯的反光杯的配光曲线图；

图6为图2所示的光源结构的光路图；

图7为图2所示的光源结构的配光曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实施方式的跑道警戒灯10包括光源结构100及灯壳12。光源结构100收容于灯壳12内。

请同时参阅图2，光源结构100包括光源110、反光杯120及透镜130。光源110收容于反光杯120内，透镜130设于反光杯120的出光口处的下部。出光口下部的光线投射到透镜130上，光线朝向出光口的上部汇聚。

光源110为100W的卤钨灯。可以理解，光源110还可以为其他类型的光源。

反光杯120呈喇叭形，反光杯120设有大口端122及小口端124。光源110收容于反光杯120内且靠近小口端124，大口端122为出光口。

具体在本实施方式中，反光杯120包括多个反射环126。反射环126为棱台的环形侧壁。请参阅图3，反射环126包括多个平面反光板126a，多个平面反光板126a拼接呈环状。多个反射环126之间的口径大小渐变，且相邻的两个反射环126依次连接。光源110的光线经过多个平面反光板126a对光线进行混光，可以使光源110的光强分布较为均匀。

请参阅图4，具体在本实施方式中，反光杯120包括三个反射环，分别为第一反射环127、第二反射环128及第三反射环129。第一反射环127位于反光杯120的后部，第三反射环129位于反光杯120的前部，第二反射环128位于第一反射环127与第三反射环129之间。第一反射环127的小口径端为反光杯120的小口端124，第三反射环129的大口径端为反光杯120的大口端122。第二反射环128的小口径端与第一反射环127的大口径端密封连接，第二反射环128的大口径端与第三反射环129的小口径端密封连接。

反射环126为十六棱台的环形侧壁。反射环126的个数越多，则半强度角越大，中心光强越小。平面反光板126a的个数越多，半强度角越小，中心光强越大。则反光杯120能够使光线分布较为集中，并且光强分布较为均匀。并且，反射环126为正棱台的环形侧壁，则平面反光板126a为等腰梯形。由于每一反射环126的平面反光板126a的面积相等，则光源110的光束均匀分布在平面反光板126a上，进一步提高光线的均匀分布。请参阅图5，图5为上述反光杯120的配光曲线。图5可以显示反光杯120的光束分布较为均匀，并且分布较为集中。

在其他实施方式中，可以理解，反射环126的个数可以为2~5个，每个反射环126包括8~20个平面反光板126a。反射环126还可以为其他非正棱台的环形侧壁，则平面反光板126a为其他四边形。

反光杯120的出光口的直径为82mm，反光杯120的深度为33mm。上述反光杯120相比于传统的反光杯的尺寸大大减小。并且，反光杯120由高反射率的薄板制成，进一步是缩小了反光杯120的尺寸。

在其他实施方式中，可以理解，反光杯120还可以为母线为抛物线的轴对称反光杯。光源110设于反光杯120的焦点处。则光束经反光杯120反射之后形成平行光。光束经透镜130折射，出光口下部的光线投射到透镜130上，光线朝向出光口的上部汇聚。

请再次参阅图4，透镜130设于反光杯120的大口端122，透镜130覆盖出光口的下部，透镜130远离光源110的侧壁上并列设有多个凸起132，凸起为狭长形，凸起沿水平方向延伸，且凸起132的横截面为楔形，且凸起132的楔形斜面朝出光口的上部倾斜。

请同时参阅图2及图6，具体在本实施方式中，透镜130为半圆形透镜。透镜130设有六条凸起。凸起132包括水平面133及斜面134，水平面133与斜面134相交，凸起132的横截面为直角三角形。光束投射到斜面134上经斜面134折射将光束折射到出光口的上部，则斜面134对光线起汇聚作用。因此，凸起132包括水平面133及斜面134，使起汇聚作用的斜面134的面积最大，尽量减小其他平面对光束的作用，增大透镜130对光束的汇聚作用。

在其他实施方式中，可以理解，水平面133可以与水平方向具有一定夹角，只要保证该夹角较小，防止水平面133影响斜面134的汇聚作用即可。

多个凸起132的斜面134与水平面133的夹角之间的大小渐变，即距离光源110最远的凸起132的夹角最小，距离光源110最近的凸起132的夹角最大，即多个凸起132的夹角从透镜130的底部向上逐渐增大。具体地，距离光源110最远的凸起132，其斜面134与水平面133的夹角为52°。与其相邻的上一个凸起132的斜面134与水平面133的夹角为53°，则透镜130从底部到顶端的凸起132的斜面134与水平面133的夹角依次呈54°、55°、56°，且距离光源110最近的凸起132的夹角为57°。由于透镜130的不同位置距离光源110的距离不同，则投射到透镜130底部的光束的入射角相较于投射到透镜130顶部的光束的入射角较大，则改变斜面134与水平面133的夹角的大小，保证透镜130对不同入射角的光束均达到较好的汇聚作用。

在其他实施方式中，可以理解，凸起132的斜面134与水平面133之间的夹角还可以根据反光杯120的大小及形状进行相应地设计。

请参阅图7，光源110的光束经过透镜130折射之后，透镜130可以把-10°以下的光束汇聚到+20°~+30°的范围内，以弥补在此范围内的光强不足，提高跑道警戒灯10的警戒效果。

请再次参阅图1，灯壳12与外界支撑物固定连接。灯壳12包括本体13及压圈14。本体13开设有喇叭形的收容腔。光源结构100收容于收容腔内。压圈14靠近反光杯120的大口端122设置，压圈14与本体13固定连接，则压圈14将透镜130压持在大口端122上。

在其他实施方式中，可以理解，透镜130还可以通过粘接、铆接等连接方式，使透镜130固定在反光杯120的大口端122的下部。

首先，由于工作人员通常跑道警戒灯10的斜上方，因此从出光口的上部分射出的光线对工作人员起关键的警戒作用。在上述跑道警戒灯10将位于出光口下部的光线经过透镜130折射后，使该部分光线汇聚到出光口的上部，增强起关键作用的光束的光强，避免位于出光口下部的光线的浪费，提高对工作人员的警戒作用。因此，上述跑道警戒灯10能够充分利用光源110发出的光线，将对警戒不起关键作用的光束转变成起关键作用的光束，提高了光线的利用率，使上述跑道警戒灯10在较小的功率下就可达到警戒光强标准，节约了能源。

同时，上述跑道警戒灯10无需通过增大出光口的直径来提高跑道警戒灯10的警示作用，反光杯120的体积大大减小，减小跑道警戒灯10的体积，节约了制造成本。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光源结构，其特征在于，包括：

光源；

反光杯，呈喇叭形，所述反光杯设有大口端及小口端，所述光源收容于所述反光杯内并靠近所述小口端，所述大口端为出光口；及

透镜，设于所述反光杯的大口端，所述透镜覆盖所述出光口的下部，所述透镜远离所述光源的侧壁上并列设有多个凸起，所述凸起为狭长形，所述凸起沿所述水平方向延伸，且所述凸起的横截面为楔形，且所述凸起的楔形斜面朝所述出光口的上部倾斜；

其中，所述出光口的下部的光线投射到所述透镜上，所述光线经所述凸起折射，所述光线朝向所述出光口的上部汇聚。

2.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，所述反光杯包括多个反射环，所述反射环为棱台的环形侧壁，所述多个反射环之间的口径大小渐变，且相邻的两个所述反射环依次连接。

3.根据权利要求2所述的光源结构，其特征在于，所述反光杯包括三个反射环，所述反射环为十六棱台的环形侧壁。

4.根据权利要求2所述的光源结构，其特征在于，所述反射环为正棱台的环形侧壁。

5.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，所述凸起包括水平面及斜面，所述水平面与所述斜面相交，所述凸起的横截面为直角三角形。

6.根据权利要求5所述的光源结构，其特征在于，多个所述凸起的斜面与水平面的夹角之间的大小渐变，距离所述光源最远的所述凸起的所述夹角最小，距离所述光源最近的所述凸起的所述夹角最大。

7.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，所述透镜设有六条凸起。

8.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，所述透镜为半圆形透镜。

9.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，所述反光杯的出光口的直径为82mm，所述反光杯的深度为33mm。

10.一种跑道警戒灯，其特征在于，包括：

权利要求1~9任意一项所述的光源结构；及

灯壳，所述光源结构收容于所述灯壳内，所述灯壳用于与外界支撑物固定连接。

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