CN104641169B - 指示灯 - Google Patents

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Abstract

提出一种指示灯，特别是用于电机指令设备的指示灯。该指示灯包括壳体(1)以及布置在壳体(1)中的光源(2)，其在供应能量时发射光。此外，设置具有第一透镜单元(6)的透镜布置(5)，其布置在由光源(2)发射的光的传播方向上并且如下实现，即，使得由光源(2)发射的光束基本上平行地从第一透镜单元(6)的远离光源(2)的一侧射出。根据本发明，透镜布置(5)包括第二透镜(7)，其布置在第一透镜单元(6)的远离光源(2)的一侧上并且如下实现，即，使得从第一透镜单元(6)射出的光束的一部分相对于传播方向而言朝着壳体(1)的透明的侧表面指向。

Description

指示灯
技术领域
本发明涉及一种指示灯，其特别地是电机指令设备的构件。
背景技术
指示灯用于光学地以信号通知设备的状态，指示灯嵌入到该设备中。对于能由操作员简单地检测到的信号通知来说，指示灯必须具有从前方直到例如与指示灯的纵轴线呈60°的所定义的观察角度的统一且明亮的照射。
对此，指示灯例如实现为具有漫射体，利用漫射体能够在指示灯的(整个)表面上实现统一的照射。然而，设置一个布置在光源和透明的、通常是着色的覆盖物之间的漫射体通常导致亮度损失。放弃漫射体虽然使亮度更高，但是也导致覆盖物的不统一的照射。
为了在光度更高的同时在观察面上实现统一的亮度，US 4，758，701提出了在光源和覆盖物之间应用两个相互匹配的菲涅耳透镜。通过透镜布置，从光源发射的光基本上能够平行地从覆盖物中射出。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种指示灯，其特别地能够是电机指令设备的构件，该指示灯在结构上和/或功能上得以继续改善。
该目的通过根据本发明的指示灯以及电机指令设备来实现。
在此提供了一种指示灯，特别是用于电机指令设备的指示灯。指示灯包括壳体以及布置在壳体中的光源，光源在供应能量时发射光。此外，设置具有第一透镜单元的透镜布置，其布置在由光源发射的光的传播方向上并且如下地实现，即，使得由光源发射的光束基本上平行地从第一透镜单元的远离光源的一侧射出。第一透镜单元的远离光源的一侧构成了第一透镜单元的出射面。基本上，该出射面垂直于指示灯的纵向轴线地延伸。第一透镜单元的出射面能够在横截面上具有连续的又或不连续的走向。特别地，出射面能够由多个不连续的子面构成。
根据本发明，透镜布置包括第二透镜，其布置在第一透镜单元的远离光源的一侧上并且如下地实现，即，使得从第一透镜单元射出的光束的一部分相对于平行的传播方向朝向壳体的透明的侧表面指向。
所提供的指示灯不仅在光度更高的同时实现了在观察面上的统一的亮度，还实现了在其侧面的照射，从而在大观察角度时也提供了指示灯的照射的可察觉性。特别地，如果指示灯使用在与安全有关的装置中，那么其就负责与更高的安全等级相匹配。另外，用户能更好地感知进行照射的指示灯。在此，能够在使用常规的灯泡或者发光二极管(LED)的情况下实现所述优点。
壳体的使光束的一部分转向的透明的侧表面能够通过罐状的、例如已着色的覆盖罩来形成。在此，通过第二透镜偏转的光束贯穿覆盖罩的侧壁。相反，未偏转的光束穿射过覆盖罩的底部或者盖。底部或者盖形成了指示灯的观察面，其如常规地基本上位于与光束的纵向的传播方向相垂直的平面中。
根据一个适宜的设计方案提出，第一透镜单元包括至少一个、特别是非球面的菲涅耳透镜(Fresnellinse)。应用菲涅耳透镜作为第一透镜单元以节省空间的方式实现的是，由光源发射的光束基本上平行地从菲涅耳透镜的远离光源的一侧射出。由此特别实现的是，以到第一透镜单元较小距离地布置光源。只要位置关系在指示灯中处于次一级的位置，那么第一透镜单元也能够通过具有在远离光源的一侧上凸起的表面的常规透镜构成。通过非球面的形状，能够减少在球面透镜时造成的像差。
根据另一个适宜的设计方案，第二透镜是棱柱形的环，其入射面至少部分地与第一透镜单元的光束出射面重叠。出于机械的原因，棱柱形的环的入射面与第一透镜单元的出射面的重叠能够是适宜的。如果要使从第一透镜单元的出射面射出的光束尽可能多地通过棱柱形的环转向侧面，那么也能够使入射面与第一透镜单元的出射面完全重叠。
在另一个设计方案中，第二透镜将入射到其中的光束完全地反射并偏转。特别地根据该设计方案，第二透镜不必设计为使其反射入射到其中的光束。棱柱形的环在横截面上具有三角形、特别是等边三角形的形状，从而近似地以适合的角度反射了射入到棱柱形的环的入射面中的光束。
此外适宜的是，第二透镜的入射面和第一透镜单元的出射面相互平行地延伸。特别地，第二透镜的入射面和第一透镜单元的出射面能够彼此邻接。由此确保了，以所期望的方式实现了对射入到棱柱形的环中的光束的偏转。通过使第二透镜的入射面和第一透镜单元的出射面彼此邻接，能够实现紧凑的指示灯。
所提供的指示灯的另一个设计方案提出，第二透镜的出射面与透明的覆盖罩的透明的面部段平行地布置，并且特别地邻接该覆盖罩。选择性地能够使覆盖罩着色。覆盖罩的任务是为透镜布置提供机械的保护。如果覆盖罩已着色，那么能够通过选择颜色引起指定的信号效果。如上面已经阐述的，覆盖罩能够具有罐状的形状。在此，通过第二透镜偏转的光束贯穿侧壁，而未偏转的光束穿过底部或者盖。
根据另一个设计方案，壳体在光源和第一透镜单元之间包括光反射体，其反射由光源发出的和/或由第一透镜单元反射的光。当观察者以一个相对于指示灯的纵向轴线的角度观察指示灯时，光反射体实现了指示灯的更统一且更均匀的照射。
特别适宜的是，光反射体为此目的而由浅亮的和漫散的材料构成。特别优选的是，光反射体由白色的材料构成。例如，光反射体能够由已着色的塑料构成。由于浅亮的颜色和由此决定的反射性能，光反射体对于倾斜的观察角度而言呈现了“次级”光源的功能。
根据另一个适宜的设计方案，光反射体从光源起呈圆锥状地朝向第一透镜单元扩展。由此，由光源发出的光以及可能的在透镜布置处反射的光能够以所期望的方式由光反射体反射，以用于形成次级光源。
此外，本发明提供了一种电机指令设备，其包括具有上述类型的指示灯的按键或者按压开关。与被动指示灯相反，实现了一种电机指令设备，通过其操作主动地提供开关指令。例如，能够通过指令设备接通或关断机器，或者激活或去激活确定的功能。电机指令设备的结构能够以最大程度不同的方式来实现，并且对于本发明来说具有次一级的意义。指令设备的示例性的结构能够例如由开头提及的出版物US 4.758.701来获得。
附图说明
下面，根据附图中实施例来详细阐述本发明。在此示出：
图1是根据本发明的指示灯的横截面图；
图2是在图1中示出的指示灯的剖面的放大横截面图，以阐释从指示灯中引出的光束；并且
图3是从光源出发的光束通过透镜布置的原理上已知的投影，通过透镜布置将光束投影到无限远处。
在附图中，相同的元件设有相同的参考标号。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的指示灯100的横截面图。指示灯100包括圆柱形的壳体1，其中布置有光源2。光源2能够例如是灯泡或者发光二极管。用标号3来标注圆柱形的壳体1的纵向轴线。光源2位于纵向轴线3上。由光源2发射的光在基本上纵向的传播方向上在壳体1的外端部4的方向上延伸。
在壳体1的外端部4处安装有透镜布置5。在透镜布置5的远离光源2的一侧上布置有覆盖罩13。覆盖罩13具有罐状的形状，并且其围绕透镜布置5。覆盖罩13利用其侧边沿或者其侧面12与壳体1的外端部4卡锁，可能的话能拆卸地卡锁。通过卡锁能够使透镜布置5固定在指示灯100中。
覆盖罩13由透明的和可选择着色的材料构成。可能的话，也能够在透镜布置5和此时优选地未着色的覆盖罩13的观察面14之间存在已着色的板，以便实现相应于该颜色的所期望的信号效果。
透镜布置5包括第一透镜单元6以及第二透镜7。第一透镜单元6能够通过单个透镜或者多个透镜来形成。用标号8来标注第一透镜单元6的光束的入射面。光束的射出通过在透镜单元6的远离光源2的一侧上的光出射面9来进行。第一透镜单元6如下地实现，即，使得由光源2发射的光束基本上平行地从光出射面9中射出。由此，由光源2点状地发出的光束投影到无限远处。
这在图3中示意地示出。从未详细示出的光源(参见图1中的标号2)出发，从点状的光源发射的光束18在透镜单元6的方向上延伸，并且穿过入射面8射入到透镜单元6中。在此，光束18在入射面(即第一光学面)处偏转。光束18在横穿了透镜6的内部之后在光出射面9(第二光学面)处发生进一步偏转。由于透镜单元6(其能够是单个透镜或多个透镜)的形状，以所期望的方式将光束18转向到无限远处。这意味着，从出射面9射出的光束18近似平行地延伸。由此，在垂直于纵向轴线3的平面中获得统一的照射。
当透镜单元6通过单个菲涅耳透镜构成时，实现相同的效果。特别地，应用菲涅耳透镜实现的是，使得光源2和透镜单元6之间的间距设计得非常小。菲涅耳透镜的另一个优点在于，其相对于图3中示出的透镜单元6来说构造地非常平坦，由此能够实现紧凑的指示灯100。因此，在图1示出的根据本发明的指示灯中优选地使用一个菲涅耳透镜作为透镜单元6。
由此确保统一地照亮覆盖罩13的观察面14。在此，在图1示出的指示灯100中，不仅当观察者位于纵向轴线3上时获得统一的照射。更确切地说当对观察面14的观察呈角度的时候，也提供了观察面14的统一的照射。
通过布置在光源2和透镜单元6之间的光反射体15支持了统一的照射，该光反射体在横截面上具有锥形形状。如从图1中显而易见地，圆锥从光源2朝向透镜单元6扩展。光反射体15反射由光源2发出的和/或由透镜单元6反射的光。优选地，光反射体15由浅亮的且漫射的材料构成。特别地，当光反射体是白色时，得到良好的反射性能。例如，光反射体15由白色的塑料制成。
特别地以倾斜的观察角度，反射体15构成了“次级”光源。在此，倾斜的观察角度理解为从纵向轴线3以外观察指示灯100。已示出，直到与纵向轴线3或其平行线呈60°角的观察角度为止，观察面14保持了统一的照明效果。反射体15也能够设计为抛物面状。然而出于制造原因，优选锥形形状。
通过透镜布置5的第二透镜7，能够使从第一透镜单元6射出的光束的一部分相对于纵向的传播方向、即纵向轴线，朝向覆盖罩13的透明的侧表面12指向。为了该目的，将第二透镜7设计为棱柱形的环，而入射面10至少部分地与第一透镜单元6的光束的出射面9重叠。这种部分的重叠在图1中示出。在此，棱柱形的环部分地位于壳体1的外端部4的端面上。
在该设计方案的一个变体中，棱柱形的环7也能够如下地布置在第一透镜单元6上，使得透镜7的入射面10与第一透镜单元6的出射面9完全重叠。
如由图1的横截面图中清楚无疑可见地，棱柱形的环7在横截面中具有近似等腰三角形的形状。由此，透镜7完全地反射了入射到其中的光束，并且将其偏转到覆盖罩13的侧面12的方向上。同时，在棱柱形的透镜7的区域中防止了在观察面14的区域中的光射出。由此得到了暗环，其增强了对从覆盖罩13中侧向射出的光的感知。
因此，不仅能够感知指示灯100的来自纵向轴线的方向上的和在上述观察角度之内的照射，而且在完全从侧面观察指示灯100时也能感知。
图2以放大图示出了在覆盖罩13的区域中的指示灯100的照射方案。如清楚无疑可见地，在观察面14的区域中获得明确界定的、圆形照亮的区域。从观察面14的所照射的区域19到未照射的、能作为暗环16来感知的区域的过渡用标号20来标注。由于存在棱柱形的透镜7而引起围绕圆形发光的观察面14的暗环16。与此相比，覆盖罩13的边沿或者侧面12又基于棱柱形的环7的存在而被照射。这以标号19来标注。
另外，图3示出了相对于纵向轴线3的平行线3′的所述观察角度17。如果平行线3′穿过边界20延伸，那么朝向外侧的观察角度17就标记了所照射的区域19和未照射的区域之间的过渡。
附图标记列表
1 壳体
2 光源
3 纵向轴线
3’ 纵向轴线的平行线
4 壳体的外端部
5 透镜布置
6 透镜单元
7 第二(棱柱形的)透镜
8 透镜单元6的光入射面
9 透镜单元6的光出射面
10 棱柱形的透镜7的光入射面
11 棱柱形的透镜7的光出射面
12 覆盖罩的侧边沿
13 覆盖罩
14 观察面
15 光反射体
16 暗环
17 观察角度
18 光束
19 所照射区域
20 所照射区域和未照射区域之间的边界
100 指示灯。

Claims (17)

1.一种指示灯，包括
-壳体(1)；
-布置在所述壳体(1)中的光源(2)，所述光源在供应能量时发射光；
-具有第一透镜单元(6)的透镜布置(5)，所述透镜布置布置在由所述光源(2)发射的所述光的传播方向上并且如下实现，即，使得由所述光源(2)发射的光束平行地从所述第一透镜单元(6)的远离所述光源(2)的一侧射出；
其特征在于，
-所述透镜布置(5)包括第二透镜(7)，所述第二透镜布置在所述第一透镜单元(6)的远离所述光源(2)的一侧上并且如下实现，即，使得从所述第一透镜单元(6)射出的光束的一部分相对于平行的所述传播方向而言朝向所述壳体(1)的透明的侧表面指向，
所述第二透镜(7)是棱柱形的环，所述环的入射面(10)至少部分地与所述第一透镜单元(6)的光束的出射面(9)以彼此邻接的方式重叠。
2.根据权利要求1所述的指示灯，其特征在于，所述第一透镜单元(6)包括至少一个菲涅耳透镜。
3.根据权利要求2所述的指示灯，其特征在于，所述菲涅耳透镜是非球面的。
4.根据权利要求1所述的指示灯，其特征在于，所述第二透镜(7)将入射到所述第二透镜中的光束完全地反射并偏转。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的指示灯，其特征在于，所述第二透镜(7)的入射面(10)和所述第一透镜单元(6)的出射面(9)相互平行地延伸。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的指示灯，其特征在于，所述第二透镜(7)的出射面(11)布置为与透明的且能选择着色的覆盖罩(13)的透明的面部段平行。
7.根据权利要求5所述的指示灯，其特征在于，所述第二透镜(7)的出射面(11)布置为与透明的且能选择着色的覆盖罩(13)的透明的面部段平行。
8.根据权利要求7所述的指示灯，其特征在于，所述第二透镜(7)的出射面(11)邻接所述覆盖罩。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的指示灯，其特征在于，所述壳体(1)在所述光源(2)和所述第一透镜单元(6)之间包括光反射体(15)，所述光反射体反射由所述光源(2)发出的和/或由所述第一透镜单元(6)反射的光。
10.根据权利要求8所述的指示灯，其特征在于，所述壳体(1)在所述光源(2)和所述第一透镜单元(6)之间包括光反射体(15)，所述光反射体反射由所述光源(2)发出的和/或由所述第一透镜单元(6)反射的光。
11.根据权利要求9所述的指示灯，其特征在于，所述光反射体(15)由浅亮的且漫射的材料构成。
12.根据权利要求10所述的指示灯，其特征在于，所述光反射体(15)由浅亮的且漫射的材料构成。
13.根据权利要求12所述的指示灯，其特征在于，所述光反射体(15)由白色的且漫射的材料构成。
14.根据权利要求9所述的指示灯，其特征在于，所述光反射体(15)从所述光源(2)起呈圆锥状地朝向所述第一透镜单元(6)扩展。
15.根据权利要求13所述的指示灯，其特征在于，所述光反射体(15)从所述光源(2)起呈圆锥状地朝向所述第一透镜单元(6)扩展。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的指示灯，其特征在于，所述指示灯用于电机指令设备。
17.一种包括按键的电机指令设备，所述按键包括根据前述权利要求中任一项所述的指示灯(100)。
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