CN106678611A - 一种警示灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种警示灯，该警示灯包括多个发光元件、准直元件、反射元件和控制装置，其中，发光元件沿圆周方向布置在水平板上，准直元件设有至少一个发光元件容纳腔，发光元件位于发光元件容纳腔内，准直元件用于汇聚所述发光元件发出的光线。反射元件向侧向反射经过准直元件汇聚的光线，控制装置与发光元件电连接，控制发光元件的点亮或熄灭。本发明提供的警示灯，将多颗LED灯机械化圆周焊接在铝基板上，工作效率高。发光元件发出的光线经过准直元件和反射元件的两次校正，成为平行光，平行光经过菲涅尔透镜，向四周发散，通过调节菲涅尔透镜的焦距，控制警示灯的照射范围，因此，配光效率和光束控制精度高。

Description

一种警示灯

技术领域

本发明涉及一种警示灯，尤其涉及一种利用电子方式实现旋转效果的警示灯。

背景技术

警示灯常用于警用车辆、工程车辆、救护车辆、施工位置附近等，用于提醒附近的人或者给附近的人发出警报、通知等。另外，警示灯还常安装在电器设备等上，用于在设备出现故障或者危险情况时，向设备使用者或者相关维护人员发出警报。

按照实现旋转效果的方式，警示灯可以分为两类，分别为电机驱动型和电路控制型，电机控制型警示灯是在发光元件周围设有可旋转的反光罩，依靠电机旋转驱动，反光罩能够围绕发光元件转动，从而实现旋转效果。但是电机驱动型警示灯机械结构复杂，设备成本高，能耗大，并且由于包括旋转结构，容易出现故障，因此警示灯的寿命较短。

电路控制型警示灯是在壳体内设有电路板，沿圆周方向间隔排列多个发光二极管(LED)，在LED的内侧、斜向上、向外方向均设有反射镜，以将LED发出的光线朝横向侧反射，电路板上的控制系统控制LED的依次点亮或熄灭，以实现旋转效果。

但是目前的电路控制型警示灯的光学结构多是单一的反光镜，单一的光学系统导致警示灯的配光效率和光束的控制精度不高。而且，现有技术中的警示灯，LED的光轴呈水平布置，制作过程中，首先将每颗LED焊接在单个铝基板上，然后将每个铝基板固定在柱状散热基体的侧壁上，并人工布线，将每个铝基板并联或串联连接，如图1所示，机械化程度低，耗时长，且对操作人员的熟练程度要求较高，增加了警示灯制作的复杂程度和装配成本。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种配光精准、能够机械化生产的电路控制型警示灯。

本发明的第一个方面在于提供一种警示灯，所述警示灯包括多个发光元件、准直元件、反射元件和控制装置。

其中，多个所述发光元件沿圆周方向布置在水平板上。

所述准直元件设有至少一个发光元件容纳腔，所述发光元件位于所述发光元件容纳腔内，所述准直元件安装在所述水平板上，所述准直元件用于汇聚所述发光元件发出的光线。

所述反射元件向侧向反射经过所述准直元件汇聚的光线。

所述控制装置与所述发光元件电连接，所述控制装置控制所述发光元件的点亮或熄灭。

在一个优选实施例中，所述准直元件包括一透镜，所述透镜为圆形或环形，所述透镜包括入光面、反射面和出光面，所述入光面处设有多个与入光面适配的发光元件容纳腔，所述发光元件容纳腔的一端设有一窗口，所述发光元件容纳腔的底部为直面或曲面，并优选为曲面，所述出光面为平面，优选为所述出光面与自反射面反射的光线垂直。

在一个优选实施例中，所述反射面与所述发光元件容纳腔的底部的焦点重叠，所述发光元件位于所述焦点上。

在一个优选实施例中，所述发光元件容纳腔为自所述窗口向底部逐渐缩小的锥形面。

优选地，所述发光元件发出的光线在所述反射面处发生全反射。

在一个优选实施例中，所述准直元件包括反光镜，所述反光镜为曲面反光镜，优选为光学镀膜反光镜。

在一个优选实施例中，所述发光元件为发光二极管(LED)、灯泡等，优选为发光二极管。

在一个优选实施例中，所述反射元件为反光镜，优选为光学镀膜反光镜，所述反光镜可以为平面镜、曲面镜中的任意一种或几种，优选为平面镜，更优选为平面镜与平行板的夹角为30°-60°，优选为40°-50°，如45°。

在一个优选实施例中，所述水平板为铝基板。

在一个优选实施例中，所述警示灯还包括多个聚光元件，所述聚光元件优选为透镜，更优选为菲涅尔透镜，所述聚光元件将所述反射元件反射的光线汇聚后再发散。

在一个优选实施例中，所述菲涅尔透镜的焦距为20-100mm，优选为30-80mm，如40mm、50mm、60mm等。

在一个优选实施例中，所述控制装置包括多个恒流芯片和中央处理器(CPU)，所述恒流芯片与所述发光元件电连接，多个所述恒流芯片并联电连接，并均与所述中央处理器电连接，所述中央处理器控制多个所述发光元件的点亮或熄灭，所述点亮或熄灭方式包括闪烁、常亮、旋转或爆闪等。

在一个优选实施例中，所述警示灯还包括灯罩，所述灯罩为一端开口的中空结构，所述发光元件、准直元件和反射元件位于所述灯罩内部，优选地，所述菲涅尔透镜安装在所述灯罩的侧向内壁上。

在一个实施例中，所述灯罩也可以位于反射元件与菲涅尔透镜之间，所述菲涅尔透镜按照一定规律排列，优选为环形排列。

在一个实施例中，多个所述菲涅尔透镜沿所述发光元件的光轴方向形成多个圆环形，每个圆环形和/或不同圆环形上的所述菲涅尔透镜的焦距可以相同或不同。

在一个优选实施例中，所述警示灯还包括直流整流器，所述直流整流器将交流电转换成直流电。

在一个优选实施例中，所述警示灯还包括外壳，所述控制装置位于所述外壳内部，所述水平板连接在所述外壳上，所述灯罩与所述外壳可拆卸连接，优选地，所述菲涅尔灯罩与所述外壳卡扣连接。

本发明的第二个方面在于提供另一种警示灯，所述警示灯包括多个发光元件、准直元件、反射元件和控制装置；

其中，多个所述发光元件沿圆周方向布置在水平板上，所述准直元件安装在所述平行板上，所述发光元件位于所述准直元件的焦点上；

所述反射元件为平面镜，所述反射元件用于反射自所述准直元件投射的所述发光元件发出的光线；

所述控制装置与所述发光元件电连接，多个所述发光元件并联连接，所述控制装置控制多个所述发光元件的点亮或熄灭。

本发明的第三个方面在于提供一种警示灯的工作原理，所述工作原理包括如下步骤：

步骤1、选择控制装置的相应档位，点亮发光元件；

步骤2、步骤1中点亮的所述发光元件发出的光线照射到准直元件上，进行第一次校正；

步骤3、经过第一次校正的光线照射到反射元件上，进行第二次校正，形成平行光线；

步骤4、经过二次校正的平行光线照射到菲涅尔透镜上，在菲涅尔透镜的焦点处汇聚后向外部发散。

其中，本发明所述的“内部”为几个部件或结构围成的范围，“外部”为与“内部”相对的范围。

本发明提供的警示灯，主要具有如下有益之处：

1)将多颗LED灯机械化圆周焊接在铝基板上，工作效率高、制备的各批次警示灯重复性好。

2)发光元件发出的光线经过准直元件和反射元件的两次校正，成为平行光，平行光经过菲涅尔透镜，向四周发散，通过调节菲涅尔透镜的焦距，控制警示灯的照射范围，因此，配光效率和光束控制精度高。

附图说明

图1为现有技术制备的警示灯；

图2为本发明实施例一提供的警示灯的局部剖视图；

图3为图2中去除灯罩的结构图；

图4为图3的剖视图；

图5为图4的局部放大图；

图6为本发明实施例二提供的警示灯的结构图；

图7为图6中去除灯罩的结构图；

图8为图7的剖视图；

图9为图8的局部放大图；

图10为本发明实施例三提供的警示灯的结构图。

具体实施方式

实施例一

如图2-图5所示，本发明提供的警示灯包括聚光元件(未示出)、反射元件1、准直元件2、多个发光元件3和控制系统4。

其中，多个发光元件3，如白炽灯、LED等，沿水平方向，圆周固定安装在水平板5，如铝基板上。准直元件2，如光学透镜，可以为圆形或圆环形，准直元件2安装在水平板5上，准直元件2设有发光元件容纳腔2，发光元件3位于该发光元件容纳腔2内。

准直元件2由入射面、反射面22和出射面23构成，入射面为发光元件容纳腔2的边缘，优选地，发光元件容纳腔2的一端设有一窗口，发光元件容纳腔2为自窗口向底部逐渐缩小的锥形面，准直元件2自窗口处将发光元件3罩在发光元件容纳腔2内部。发光元件容纳腔2的侧壁的剖面为直线，发光元件容纳腔2的底部为平面或曲面，优选为曲面。

反射面22为曲面，优选为发光元件容纳腔2底部的曲面与反射面22的曲面的焦点重叠，发光元件3位于该焦点处。出射面23为平面，发光元件3发出的发散光线一部分经发光元件容纳腔2的侧壁进入准直元件2内部，并在反射面22处发生反射，发散光线变为平行光线，出射面23与平行光线垂直，平行光线自出射面23的表面离开准直元件2。

进一步地，光学透镜2为全反射透镜，发光元件3发出的光线照射到光学透镜2上，在光学透镜2的表面发生全反射，并沿发光元件3的光轴方向离开光学透镜2。

离开准直元件2的平行光线投射到反射元件1上，反射元件1可以为反光镜，如光学镀膜反光镜，反射元件1的剖面为圆弧结构，反射元件1关于其圆心轴轴对称，反射元件1将自光学透镜2射出的光线反射成与发光元件3光轴垂直的平行光线。

控制系统包括CPU和多个恒流芯片，每个发光元件3与恒流芯片电连接，多个恒流芯片之间并联电连接，并与CPU电连接，CPU控制发光元件3的点亮或熄灭，多个发光元件3的点亮、熄灭方式有多种，可以为闪烁、常亮、旋转、爆闪等中的任意一种或几种，其中，闪烁为发光元件间歇点亮、熄灭；常亮为发光元件一直保持点亮的状态；旋转为前发光元件点亮、熄灭，然后后发光元件再点亮、熄灭，以达到旋转的效果；爆闪为发光元件交替点亮、熄灭几次后，熄灭一段较长时间，然后再点亮、熄灭。

该警示灯还设有直流整流器，可以直接外接220V交流电，经直流整流器转换成直流电，也可以直接外界直流电。

多个聚光元件81将经过反射的光线汇聚，然后再发散，聚光元件81可以为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜按照一定规律排列，本实施例中为环形排列。多个菲涅尔透镜81沿发光元件3的光轴方向形成多个圆环形，每个圆环形上的菲涅尔透镜的焦距相同，不同圆环形上的菲涅尔透镜的焦距不同，自中间圆环向两侧圆环，菲涅尔透镜的焦距逐渐减小。

中间圆环上的菲涅尔透镜的焦距不作限定，可以根据需要自由调整，如50mm、60mm、80mm、150mm等。经过反射元件1反射的平行光线穿过菲涅尔透镜，并在菲涅尔透镜81的焦点处汇聚，然后向四周发散，通过调整菲涅尔透镜81的焦距，可以控制汇聚光的发散角α，以适应不同场合对发散角的需要。进一步地，该警示灯还包括外壳6，外壳6为一端开口的中空结构，外壳6的开口与灯罩8的开口相对，外壳6的边缘还设有多个卡扣件61，灯罩8通过卡扣件61与外壳6可拆卸连接，底板5将警示灯分隔为两部分，控制系统4位于外壳6的中空结构内部。

实施例二

如图6-图9所示，本发明提供的警示灯包括聚光元件(未示出)、反射元件1、准直元件2、多个发光元件3和控制系统4。

其中，多个发光元件3，如白炽灯、LED等，沿水平方向，圆周固定安装在水平板5，如铝基板上。准直元件2，如光学反光镜，可以为圆形或圆环形，准直元件2安装在水平板5上，发光元件3设在准直元件2的底部。

准直元件2为中空结构，由两部分反射面22构成，反射面22为曲面，优选为两部分反射面22的焦点重叠，发光元件3位于该焦点处。发光元件3发出的发散光线在反射面22处发生反射，发散光线变为平行光线，平行光线自准直元件2的空腔离开准直元件2并照射到反射元件1上。

进一步地，准直元件2为全反射透镜，发光元件3发出的光线照射到准直元件2上，在准直元件2的表面发生全反射，并沿发光元件3的光轴方向离开准直元件2。

离开准直元件2的平行光线投射到反射元件1上，反射元件1可以为反光镜，如光学镀膜反光镜，反射元件1的剖面为圆弧结构，反射元件1关于其圆心轴轴对称，反射元件1将自光学透镜2射出的光线反射成与发光元件3光轴垂直的平行光线。

控制系统包括CPU和多个恒流芯片，每个发光元件3与恒流芯片电连接，多个恒流芯片之间并联电连接，并与CPU电连接，CPU控制发光元件3的点亮或熄灭，多个发光元件3的点亮、熄灭方式有多种，可以为闪烁、常亮、旋转、爆闪等中的任意一种或几种，其中，闪烁为发光元件间歇点亮、熄灭；常亮为发光元件一直保持点亮的状态；旋转为前发光元件点亮、熄灭，然后后发光元件再点亮、熄灭，以达到旋转的效果；爆闪为发光元件交替点亮、熄灭几次后，熄灭一段较长时间，然后再点亮、熄灭。

该警示灯还设有直流整流器，可以直接外接220V交流电，经直流整流器转换成直流电，也可以直接外界直流电。

多个聚光元件81将经过反射的光线汇聚，然后再发散，聚光元件81可以为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜按照一定规律排列，本实施例中为环形排列。多个菲涅尔透镜81沿发光元件3的光轴方向形成多个圆环形，每个圆环形和不同圆环形上的菲涅尔透镜的焦距均相同。

进一步地，该警示灯还设有灯罩8，灯罩8为一端开口的空腔，反射元件1、准直元件2、多个发光元件3和控制系统4位于灯罩8的空腔内，优选地，菲涅尔透镜81安装在灯罩8的内壁上，菲涅尔透镜的焦距不作限定，可以根据需要自由调整，如50mm、60mm、80mm、150mm等。经过反射元件1反射的平行光线穿过菲涅尔透镜，并在菲涅尔透镜81的焦点处汇聚，然后向四周发散，通过调整菲涅尔透镜81的焦距，可以控制汇聚光的发散角α，以适应不同场合对发散角的需要。

进一步地，该警示灯还包括外壳6，外壳6为一端开口的中空结构，外壳6的开口与灯罩8的开口相对，外壳6的边缘还设有多个卡扣件61，灯罩8通过卡扣件61与外壳6可拆卸连接，平行板5将警示灯分隔为两部分，控制系统4位于外壳6的中空结构内部。

实施例3

如图10所示，为本发明提供的警示灯，该警示灯与实施例2类似，包括反射元件1、准直元件2、多个发光元件3和控制系统，控制系统位于外壳6的内部空腔，其不同之处在于反射元件1为平面反射镜，反射元件1与水平板的夹角为45°，该夹角用于控制经过反射元件1后的平行光线与水平面的夹角，也可以为其他角度，可以根据实际需要调整。经过准直元件2准直的平行光照射到平面反射镜1上，平面反射镜1将竖直向上的平行光线转为水平方向的平行光线，水平方向的平行光线照射到设有聚光元件，如菲涅尔透镜81的灯罩8上，水平方向的平行光线在菲涅尔透镜81的焦点处汇聚后发散，向侧向传播，通过控制菲涅尔透镜81的焦距控制发散光的发散角α，以满足不同的需求。

外壳6的开口与灯罩8的开口相对，外壳6的边缘还设有多个卡扣件61，灯罩8通过卡扣件61与外壳6可拆卸连接，平行板5将警示灯分隔为两部分，控制系统4位于外壳6的中空结构内部。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种警示灯，其特征在于，包括多个发光元件、准直元件、反射元件和控制装置；

其中，多个所述发光元件沿圆周方向布置在水平板上；

所述准直元件设有至少一个发光元件容纳腔，所述发光元件位于所述发光元件容纳腔内，所述准直元件安装在所述平行板上，所述准直元件用于汇聚所述发光元件发出的光线；

所述反射元件向侧向反射经过所述准直元件汇聚的光线；

所述控制装置与所述发光元件电连接，多个所述发光元件并联连接，所述控制装置控制多个所述发光元件的点亮或熄灭。

2.根据权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述准直元件包括一透镜，所述透镜为圆形或环形，所述透镜由入光面、反射面和出光面构成，所述入光面围成所述发光元件容纳腔，所述发光元件容纳腔的侧面为直面，底面为直面或曲面，所述出光面为平面。

3.根据权利要求2所述的警示灯，其特征在于，所述发光元件发出的光线在所述反射面处发生全反射。

4.根据权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述准直元件包括一反光镜，所述反光镜为曲面反光镜，所述反光镜为圆形或环形。

5.根据权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述警示灯还包括聚光元件，所述聚光元件将侧向反射的光线汇聚后再发散。

6.根据权利要求5所述的警示灯，其特征在于，所述聚光元件为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的焦距为20-100mm。

7.根据权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述控制装置包括多个恒流芯片和中央处理器，所述恒流芯片与所述发光元件电连接，多个所述恒流芯片并联电连接，并均与所述中央处理器电连接，所述中央处理器控制多个所述发光元件的点亮或熄灭。

8.根据权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述警示灯还包括灯罩，所述灯罩为一端开口的中空结构，所述发光元件、准直元件和反射元件位于所述灯罩内部。

9.一种警示灯，其特征在于，所述警示灯包括多个发光元件、准直元件、反射元件和控制装置；

其中，多个所述发光元件沿圆周方向布置在水平板上，所述准直元件安装在所述平行板上，所述发光元件位于所述准直元件的焦点上；

所述反射元件为平面镜，所述反射元件用于反射自所述准直元件投射的所述发光元件发出的光线；

所述控制装置与所述发光元件电连接，多个所述发光元件并联连接，所述控制装置控制多个所述发光元件的点亮或熄灭。

10.一种警示灯的工作原理，其特征在于，所述工作原理包括如下步骤：

步骤1、选择控制装置的相应档位，点亮发光元件；

步骤2、步骤1中点亮的所述发光元件发出的光线照射到准直元件上，进行第一次校正；

步骤3、经过第一次校正的光线照射到反射元件上，进行第二次校正，形成平行光线；

步骤4、经过二次校正的平行光线照射到菲涅尔透镜上，在菲涅尔透镜的焦点处汇聚后向外部发散。