CN106989317B - 一种透镜及led警示灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透镜及LED警示灯，用于对LED光源进行配光，所述透镜包括环形本体，该环形本体的内侧面为非直立且上下不对称的入光面，外侧面为外凸曲面，并构成出光面，从入光面射向出光面的光线经该出光面出光，且该出光线与环形本体径向方向的夹角小于或等于20°。LED警示灯包括底座、主电路板、设有LED灯的光源板、灯罩，以及所述透镜。本发明可以满足警示灯的法规要求，且透镜径向尺寸小、出光率高，使本发明的警示灯的尺寸相比传统警示灯可以实现大比例压缩，实现超薄化，且所采用的LED灯数量可以更少，不必增加散热结构；本发明的透镜可实现360°均匀出光，使本发明的的灯罩无需额外在内表面设置棱柱结构等来改善，从而降低加工难度和生产成本。

Description

一种透镜及LED警示灯

技术领域

本发明涉及警示灯领域，特别是涉及一种透镜及LED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、施工位置附近等上，用于起到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气设备等设备上，用于在设备出现故障或者危险情况时，向设备的使用者或者维护人员发出警报。

现有技术的一种警示灯如图1、图2所示，包括灯罩1、反光杯盖2、反光杯3、散热器4、光源板5、主电路板6、底座7等，其采用反光杯3对光源板上的LED灯进行配光，出光率较低，且为了满足警示灯法规，要将侧面配光角做到10°左右，则反光杯3的杯高H相比其杯口直径要大很多，造成整灯灯径也大；另外，需要的光源数量多，并需额外设置散热结构以确保灯的使用寿命，造成整体体积大。再者，为了实现360°环形均匀出光，往往需要在灯罩内表面上增加棱柱结构，该棱柱结构极大地增加了光损，且增加开模难度和加工成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术之不足，提供一种透镜及LED警示灯，能满足警示灯的法规要求，且出光率高、出光均匀、易于加工、成本低、体积小、结构紧凑。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种透镜，用于对LED光源进行配光，包括环形本体，该环形本体的内侧面为非直立且上下不对称的入光面，外侧面为外凸曲面，并构成出光面，从入光面射向该出光面的光线经出光面出光，且该出光线与环形本体径向方向的夹角小于或等于20°。

进一步的，所述环形本体的底面包括与所述出光面底部平滑过渡的环形曲面，该环形曲面构成全反射面，从该全反射面反射至所述出光面的光线经出光面出光并射向环形本体上方。

进一步的，所述入光面为上窄下宽的圆台面。

进一步的，所述入光面与环形本体的轴线方向的夹角和所述出光线的配光角大小一致。

进一步的，还包括设在所述环形本体底端的环形凸缘，该环形凸缘沿周向分布有若干倒钩，用于卡入LED警示灯的主电路板。

进一步的，还包括设在所述环形本体内侧顶部的环形或圆形顶板，该顶板沿周向分布有若干插孔，用于插接直立设置的光源板。

进一步的，所述出光线与环形本体径向方向的夹角小于或等于10°。

一种LED警示灯，包括底座、主电路板、设有LED灯的光源板、灯罩，主电路板和灯罩分别装配于底座，光源板直立在主电路板上，且二者电连接；还包括上述任一项所述的透镜，该透镜的环形本体套在光源板外，且光源板上的LED灯面向环形本体的入光面。

进一步的，所述底座底部设有磁力吸盘。

进一步的，所述光源板的数量为多个，该多个光源板沿主电路板的周向均匀分布，或者，所述光源板呈环形，且其外侧面沿周向均匀分布有LED灯。

进一步的，所述灯罩的顶部为平板体。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的透镜包括环形本体，该环形本体的内侧面为构成所述入光面，外侧面为外凸曲面，并构成出光面，从入光面射向该出光面的光线经出光面出光，且该出光线与环形本体径向方向的夹角小于或等于20°，不仅能够满足警示灯的法规要求，且径向尺寸小、出光率高，使应用该透镜的警示灯的尺寸(灯高和灯经)相比传统应用反光杯的警示灯可以实现大比例压缩，实现超薄化，且所采用的LED灯数量可以更少，不必增加散热结构；另外，本发明的透镜可实现360°均匀出光，使应用该透镜的警示灯的灯罩无需额外在内表面设置棱柱结构等来改善，从而降低加工难度和生产成本。

2、能够实现顶面出光，使应用该透镜的警示灯的警示效果和视觉效果更佳。

3、所述透镜进行固定时只需通过所述倒钩即可，安装简单，无需额外设置固定盖等配件。

4、本发明的透镜兼具有导光环的效果，部分光线会在透镜内通过不停反射，使透镜像一个通体发光的光环，视觉效果更佳。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种透镜及LED警示灯不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的警示灯的分解示意图；

图2是现有技术的警示灯的剖面光路图；

图3是本发明的透镜的立体构造示意图；

图4是本发明的透镜在透视状态的主视图；

图5是本发明的透镜的仰视图；

图6是本发明的警示灯的分解示意图；

图7是本发明的警示灯的立体构造示意图；

图8是本发明的警示灯的纵向剖面光路图；

图9是本发明的纵向剖面配光曲线示意图。

具体实施方式

实施例，请参见图3-图5示，本发明的一种透镜，用于对LED光源进行配光，特别是用于向透镜侧面发光的LED光源进行配光。该透镜10包括环形本体11，该环形本体11的内侧面为上下不与LED光源的中轴线为对称轴的入光面111，外侧面为外凸曲面，并构成出光面112，从入光面111射向出光面112的光线经出光面112出光，且该出光线与环形本体11径向方向的夹角小于或等于20°，特别是小于或等于10°，构成侧面出光线，且准直效果极佳。本实施例中，所述环形本体11的底面包括与所述出光面112底部平滑过渡的环形曲面，该环形曲面构成全反射面113，从该全反射面113反射至所述出光面112的光线经出光面112出光并射向环形本体上方，构成顶面出光线。所述入光面111为上窄下宽的圆台面，对LED光源具有聚光作用，亦即，所述入光面111的纵向剖面线为斜线，且其倾斜角度(即该入光面111与透镜的轴线方向的夹角)与所述侧面出光线的配光角大小一致，本实施例中，入光面的倾斜角度为11°。所述环形本体11的顶面114为与其出光面112顶部平滑过渡的环形曲面。

本实施例中，本发明的透镜10还包括设在所述环形本体11底端的环形凸缘13，该环形凸缘13底端沿周向分布有若干倒钩14(具体为三个，但不局限于三个)，用于卡入LED警示灯的主电路板。本发明的透镜10还包括设在所述环形本体11内侧顶部的环形顶板12(该顶板12的形状不局限于环形，例如也可以是圆形等。)，该顶板12沿周向均匀分布有若干插孔121(该插孔121的数量为八个，但不局限于八个)，用于插接直立设置的光源板。

请参见图3-图9所示，本发明的一种LED警示灯，包括底座50、主电路板40、设有LED灯31的光源板30、灯罩20，主电路板40和灯罩20分别装配于底座50，光源板30直立在主电路板40上，且二者电连接。具体，所述主电路板40采用若干螺钉锁紧在底座50内，灯罩20与底座50卡扣连接，底座50底部用螺栓配合螺母锁固一磁力吸盘60，底座50上穿接有导电线束70，该导电线束70的一端与主电路板40电连接。所述灯罩20为PC材质，且其顶部为平板体。本发明的LED警示灯还包括上述实施例所述的透镜10，该透镜10的环形本体11套在光源板30外，且光源板30上的LED灯面向环形本体11的入光面111。

本实施例中，所述光源板30的数量为多个(具体为8个，但不局限于八个)，该多个光源板30沿主电路板40的周向均匀分布。具体，该多个光源板30的底端分别插焊在主电路板40上，该多个光源板30的顶端分别一一插接于所述透镜10的顶板12上设置的多个插孔121。各个光源板30上分别仅贴装一个LED灯31。

本发明的工作原理如下：

各光源板30上的LED灯31发光，光线射向所述入光面111并通过折射进入透镜10的环形本体11内，到达所述出光面112时，在出光面112发生折射和反射，且从出光面112折射出去的光线从灯罩20侧面出光，如图8所示，该光线与环形本体11的径向方向上的夹角很小，皆为10°以下，准直效果极佳。由于透镜10的环形本体11为中心对称结构，且光源板30周向分布均匀，因而，本发明的透镜10可以实现360°均匀出光，使本发明的LED警示灯的灯罩20无需额外在内表面设置棱柱结构等来改善，从而降低灯罩20的加工难度和生产成本。

从出光面112反射至入光面111的光线再次在入光面111发生折射和反射，然后再经出光面112反射和折射，因而，部分光线会在透镜10内不停反射，使透镜10像一个通体发光的光环，视觉效果更佳。

从入光面111通过折射进入透镜10并到达透镜10底部的全反射面113的光线，经全反射面113全反射后射向所述出光面112，并经出光面112折射后向上出光，最后从灯罩20顶面出光。

本发明在纵向方向上的剖面配光曲线如图9所示，图中，包括侧面配光曲线100和顶面配光曲线200，因此，本发明既实现了侧面出光(侧面为360度均匀出光)，也实现了顶面出光，且侧面配光曲线100的配光角300与透镜入光面的倾斜角度大小一致。所述配光角300通过在侧面配光曲线的光强峰值一半的位置测量而得。

本发明的LED警示灯可以应用于汽车领域，例如，应用于警用车辆、工程车辆、救护车辆灯，本发明的LED警示灯还可以应用于其它场所，例如施工并需要安全警示的场所或其它需要安全警示的场所等。

在其它实施例中，所述入光面为曲率很大并接近斜面的凹曲面或凸曲面。

在其它实施例中，所述光源板呈环形，且其外侧面沿周向均匀分布有LED灯。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种透镜及LED警示灯，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种透镜，用于对LED光源进行配光，其特征在于：包括环形本体，该环形本体的内侧面为非直立且上下不对称的入光面，外侧面为外凸曲面，并构成出光面，从入光面射向该出光面的光线经出光面出光，且经过出光面的光与环形本体径向方向的夹角小于或等于20°；

所述环形本体的底面包括与所述出光面底部平滑过渡的环形曲面，该环形曲面构成全反射面，从该全反射面反射至所述出光面的光线经出光面出光并射向环形本体上方；

所述经过出光面的光与环形本体径向方向的夹角小于或等于10°。

2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述入光面为上窄下宽的圆台面。

3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于：所述入光面与环形本体的轴线方向的夹角和所述经过出光面的光的配光角大小一致。

4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于：还包括设在所述环形本体底端的环形凸缘，该环形凸缘沿周向分布有若干倒钩，用于卡入LED警示灯的主电路板。

5.根据权利要求1或4所述的透镜，其特征在于：还包括设在所述环形本体内侧顶部的环形或圆形顶板，该顶板沿周向分布有若干插孔，用于插接直立设置的光源板。

6.一种LED警示灯，包括底座、主电路板、设有LED灯的光源板、灯罩，主电路板和灯罩分别装配于底座，光源板直立在主电路板上，且二者电连接；其特征在于：还包括如权利要求1-5中任一项所述的透镜，该透镜的环形本体套在光源板外，且光源板上的LED灯面向环形本体的入光面。

7.根据权利要求6所述的LED警示灯，其特征在于：所述底座底部设有磁力吸盘，和/或，所述灯罩的顶部为平板体。

8.根据权利要求6所述的LED警示灯，其特征在于：所述光源板的数量为多个，该多个光源板沿主电路板的周向均匀分布，或者，所述光源板呈环形，且其外侧面沿周向均匀分布有LED灯。