CN113357609B - 一种变焦照明装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种变焦照明装置，包括：罩体、光源、第一凸透镜以及驱动组件，罩体上设置有用于安装元器件的容置槽；光源设置在容置槽中；第一凸透镜滑动设置在容置槽中，并且第一凸透镜位于光源靠近容置槽槽口的一侧上；驱动组件设置在罩体上，并且驱动组件用于使得第一凸透镜向靠近或远离光源的方向移动。本申请具有在达到远光和近光切换目的的同时，使得光源的光线得到充分利用的效果。

Description

一种变焦照明装置

技术领域

本申请涉及照明技术的领域，尤其是涉及一种变焦照明装置。

背景技术

轨道车是一种可以在轨道上进行行驶的一种运输工具，在夜间时需要打开轨道车灯用来提供视野，同时能对外界提供一定的提醒作用，以增加车辆行驶过程中的安全性，并且在实际使用时,轨道车灯还需要具备实现远光和近光切换的功能，以应对不同的外界环境。

相关技术中，轨道车灯包括罩体、光源、凸透镜以及遮光板，罩体上设置有容置槽，并且罩体的材质可使得处于容置槽内部的光源所发出的光线只能从容置槽的槽口处射出；光源设置在容置槽内，凸透镜固定设置在容置槽内，并且凸透镜位于光源靠近容置槽槽口的一侧，而且凸透镜用于对光源发出的光线进行聚光处理，则车灯发出的光线在经过凸透镜后会呈相对平行的光束，从而实现远距离聚光的目的，以使得轨道车灯能够远距离照明。

遮光板滑动设置在容置槽中，并且遮光板位于光源与容置槽之间，则当滑动遮光板，并使得遮光板遮挡住光源发出的部分光线时，剩余的光线在经过凸透镜后，便会形成近光光型，此时轨道车灯会达到近距离聚光的目的，从而便达到实现远光和近光切换的功能。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有该种远光和近光切换的方式，对光源发出光线的利用率较低，则在近距离聚光时，容易出现亮度较低的缺陷。

发明内容

为了充分利用光源发出的光线，本申请提供一种变焦照明装置。

本申请提供的一种变焦照明装置采用如下的技术方案：

一种变焦照明装置，包括：罩体、光源、第一凸透镜以及驱动组件，所述罩体上设置有用于安装元器件的容置槽；所述光源设置在容置槽中；所述第一凸透镜滑动设置在容置槽中，并且第一凸透镜位于光源靠近容置槽槽口的一侧上；所述驱动组件设置在罩体上，并且驱动组件用于使得第一凸透镜向靠近或远离光源的方向移动。

通过采用上述技术方案，当光源发出光线后，光线在经过第一凸透镜后，则不同发射方向的光线在经过第一凸透镜后，不同发射方向的光线会逐渐被聚拢起来，以使得不同发射方向的光线能在较远距离处产生一定的聚光效果，并且在这个过程中，还可通过驱动组件，使得第一凸透镜与光源之间的距离发生变化，则根据凸透镜成像规律，便会使得不同发射方向的光线在经过第一凸透镜后在不同距离的位置上成像，从而便实现远光和近光切换的功能，相比于通过遮挡部分光源发出的光线的方式，此种设计方式，使得光源发出的光线能得到比较充分的利用，从而在近光和远光切换的过程中，不易改变聚光处的亮度。

优选的，所述光源设置在容置槽的槽底，并且容置槽的槽底上设置有第二凸透镜；所述第二凸透镜上设置有避让槽，并且避让槽的槽口与容置槽的槽底抵接，而且光源位于避让槽与容置槽槽底所形成的封闭内腔中。

通过采用上述技术方案，一方面，因光源与第一凸透镜之间存在一定的距离，故第二凸透镜的设置，当光源发出的光线在经过第二凸透镜后，会起到初步聚拢的作用，使得光线不易照射到容置槽内壁处于第一凸透镜与第二凸透镜之间的部分上，从而能够提升光线利用率，另一方面，因第二凸透镜上避让槽的设置，则使得光源发出的光线能更充分地照射到第二凸透镜上，从而有助于提升光线的利用率，进而使得聚光处的亮度得到更好的提升。

优选的，所述第二凸透镜上设置有连接环，并且容置槽的内壁上设置有与连接环相互嵌合的环形凹槽。

通过采用上述技术方案，因连接环与环形凹槽的配合，则使得第二凸透镜与容置槽内壁之间的连接稳定性得到更好的提升，故当整个装置受到外部影响而发生晃动时，避让槽槽口也不易脱离容置槽的槽底，从而不易削弱光线的利用率。

优选的，还包括第三凸透镜，所述第三凸透镜位于第一凸透镜与第二凸透镜之间，并且第一凸透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜的光心在同一条直线上，而且还与容置槽的槽口方向平行；所述第三凸透镜的周侧边缘与自身光心之间的距离小于第一凸透镜的周侧边缘与自身光心之间的距离，大于第二凸透镜与自身光心之间的距离。

通过采用上述技术方案，一方面，在第一凸透镜、第二凸透镜以及第三凸透镜的起到多级聚光的效果，则使得不同发射方向在光线在经过多级聚光后，不同发射方向的光线之间的夹角能够更小，以使得照明装置能够发出接近平行状态的光束，从而使得聚光处的距离能够更远，另一方面，因光源

发出的光线会逐渐向四周扩散，故第二凸透镜、第三凸透镜以及第一凸透镜依次增大的设置方式，可使得光源发出的光线更加充分地经过第一凸透镜，从而既能提升光线的利用率，也能提升聚光处的亮度。

优选的，所述第一凸透镜上具有螺纹透光部，所述螺纹透光部位于第一凸透镜远离容置槽槽口的一侧上。

通过采用上述技术方案，因螺纹透光部的设置，则使得第一凸透镜靠近第二凸透镜的一侧形成螺纹透镜的结构，则一方面，在达到相同聚光效果的同时，可节省大量用于制作镜片的材料，另一方面，相比于普通的凸透镜，螺纹透镜可使得聚光处上不同位置的亮度更加均匀。

优选的，所述第一凸透镜靠近容置槽槽口的一侧表面上设置有第一散光槽，并且第一散光槽位于第一凸透镜的光心处。

通过采用上述技术方案，因多级聚光的作用，则从靠近第一凸透镜光心处的位置经过的光线容易出现汇聚在一个点上的情况，故第一散光槽的设置，使得经过第一散光槽处的光线被发散，从而使得聚光处的中心位置与其他位置不易出现明显的明暗差别。

优选的，所述罩体上设置有供驱动组件安装有安装腔，并且安装腔靠近容置槽的一侧设置有与容置槽相连接的滑孔；所述驱动组件包括丝杠、驱动电机以及连接块，丝杠通过轴承转动连接在安装腔的内壁上，并且丝杠的长度方向与容置槽的槽口方向平行；所述驱动电机设置在安装腔内，并且驱动电机用于驱动丝杠绕自身的轴线转动；所述连接块一端螺纹套设在丝杠上，另一端穿设在滑孔上且与第一凸透镜固定连接。

通过采用上述技术方案，当要调整第一凸透镜与光源之间的距离时，可启动驱动电机，以使得丝杠绕自身的轴线转动，在这个过程中，连接块会沿着丝杠的轴线移动，从而便达到使第一凸透镜与光源之间的距离发生改变的目的。

优选的，所述驱动组件绕第一凸透镜的光心均匀设置有三个及以上。

通过采用上述技术方案，相比于驱动组件只设置一个或二个的方式，此种设计方式，第一凸透镜与驱动组件的连接处会形成一个平面，则多个驱动组件在驱动第一凸透镜移动的过程中，使得第一凸透镜不易发生歪斜，从而使得照明装置发出的光束能更好地与容置槽的槽口保持平行。

优选的，所述第二凸透镜远离避让槽的一端设为第一聚光部；所述第三凸透镜靠近第二凸透镜的一侧上设置有第二散光槽，并且第二散光槽位于第三凸透镜的光心处，而且第二散光槽槽口的边缘与第三凸透镜光心的距离，大于第一聚光部靠近容置槽内侧壁部分与第二凸透镜光心之间的距离。

通过采用上述技术方案，光线在经过第一聚光部会被稍微聚拢，接着在经过第三凸透镜后，光线还会进一步被聚拢，故第二散光槽的设置，使得光线在经过第三凸透镜时，会先被发散然后再被聚拢，则能够有更多的光线经过第一凸透镜靠近容置槽内壁的部分，从而既能更加充分地利用第一凸透镜的体积，也能使得聚光处的区域更大，进而提升照明效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过罩体、光源、第一凸透镜以及驱动组件的设置，相比于通过遮挡部分光源发出的光线的方式，此种设计方式，使得光源发出的光线能得到比较充分的利用，从而在近光和远光切换的过程中，不易改变聚光处的亮度；

2.通过第二凸透镜以及避让槽的设置，一方面，因光源与第一凸透镜之间存在一定的距离，故第二凸透镜的设置，当光源发出的光线在经过第二凸透镜后，会起到初步聚拢的作用，使得光线不易照射到容置槽内壁处于第一凸透镜与第二凸透镜之间的部分上，从而能够提升光线利用率，另一方面，因第二凸透镜上避让槽的设置，则使得光源发出的光线能更充分地照射到第二凸透镜上，从而有助于提升光线的利用率，进而使得聚光处的亮度得到更好的提升；

3.通过螺纹透光部的设置，一方面，在达到相同聚光效果的同时，可节省大量用于制作镜片的材料，另一方面，相比于普通的凸透镜，螺纹透镜可使得聚光处上不同位置的亮度更加均匀。

附图说明

图1是本申请实施例中变焦照明装置的示意图。

图2是本申请实施例中为体现光线依次经过三个凸透镜时的状态所做的示意图。

附图标记说明：1、罩体；11、容置槽；12、环形凹槽；13、安装腔；14、滑孔；15、光源；2、第一凸透镜；21、螺纹透光部；22、第一散光槽；3、驱动组件；31、丝杠；32、驱动电机；33、连接块；4、第二凸透镜；41、避让槽；42、连接环；5、第三凸透镜；51、第二散光槽；6、第一聚光部。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种变焦照明装置。参照图1和图2，变焦照明装置包括罩体1、光源15以及多个凸透镜，具体的，罩体1的一侧上开设有用于安装元器件的容置槽11，并且光源15固定在容置槽11的槽底上，在本实施例中，凸透镜共设置有三个，其中包括第二凸透镜4，具体的，第二凸透镜4固定在容置槽11的槽底上，并且第二凸透镜4靠近容置槽11槽底的一端上一体开设有避让槽41，而且避让槽41的槽口与容置槽11的槽底抵接，以使得光源15处于避让槽41与容置槽11槽底所形成的封闭内腔中。

参照图1和图2，第二凸透镜4远离光源15的一端上一体形成有连接环42，并且连接环42的中心线与容置槽11槽口处的中心线同轴，在本实施例中，为了与第二凸透镜4上的连接环42配合，容置槽11的内壁上开设有环形凹槽12，并且连接环42会嵌入环形凹槽12中，则可使得第二凸透镜4与罩体1之间的连接稳定性得到提升，故当照明装置发生晃动时，避让槽41的槽口不易与容置槽11的槽底脱离，从而使得光源15发出的光线能更充分地照射到第二凸透镜4上。

参照图1和图2，凸透镜还包括第三凸透镜5，第三凸透镜5固定在容置槽11的侧壁上，并且第三凸透镜5位于第二凸透镜4靠近容置槽11槽口的一侧上，而且第三凸透镜5的光心和第二凸透镜4的光心所连成的线与容置槽11的中心线重合，在本实施例中，因光线在经过第二凸透镜4后，光线虽然被聚拢了一些，但是光线还是会向远离容置槽11中心线的方向运动，故第三凸透镜5的周侧边缘与自身光心之间的距离，大于第二凸透镜4的周侧边缘与自身光心之间的距离，从而使得经过第二凸透镜4的光线能更充分地照射到第三凸透镜5上。

参照图1和图2，凸透镜还包括第一凸透镜2，第一凸透镜2滑动设置在容置槽11的内壁上，其中第一凸透镜2位于第三凸透镜5靠近容置槽11槽口的一侧上，并且第一凸透镜2、第二凸透镜4以及第三凸透镜5的光心在同一条直线上，则光源15发出的光线在经过三个凸透镜的多级聚拢处理后，不同发射方向的光线在经过第一凸透镜2后会形成平行度误差在指定范围内的平行状态，此时照明装置便能发出光束，以使得光源15所发出的光线能够在远距离处产生聚光，从而达到为远距离进行照明的目的。

参照图1和图2，在本实施例中，罩体1上设置有用于安装驱动组件3的安装腔13，而且安装腔13靠近容置槽11的一侧内壁上开设有与容置槽11相连接的滑孔14，具体的，驱动组件3包括是丝杠31、驱动电机32以及连接块33，其中丝杠31一端通过轴承转动连接，并且丝杠31的长度方向平行于容置槽11的中心线；驱动电机32固定在安装腔13远离容置槽11槽口的一侧区域上，并且驱动电机32的输出轴与丝杠31远离容置槽11槽口的一端同轴固定连接；连接块33一端套设在丝杠31靠近容置槽11槽口的一端上，另一端滑动穿设在滑孔14，并且连接块33会被滑孔14的内壁限制，以使得丝杠31在转动时，连接块33不会转动，从而便达到通过驱动丝杠31转动，而使得连接块33沿容置槽11中心线方向移动的目的。

此外在本实施例，连接块33远离丝杠31的一端还与第一凸透镜2的周侧边缘固定连接，则便使得第一凸透镜2与光源15之间的距离能够发生变化，而根据凸透镜成像规律，可将第二凸透镜4、第三凸透镜5以及光源15看出一个新的光源，当新光源15与第一凸透镜2之间的物距大于两倍的焦距时，照明装置会在较近位置处聚光，当新光源15与第一凸透镜2之间的无语大于一倍焦距小于两倍焦距时，照明装置会在较远位置处聚光，从而便达到远光和近光切换的功能。

参照图1和图2，在本实施例中，驱动组件3绕第一凸透镜2的光心均匀设置有三个，并且驱动组件3与第一凸透镜2的连接处为形成一个等边三角形，则使得驱动组件3在带动第一凸透镜2移动的过程中，第一凸透镜2不易发生歪斜，从而使得照明装置所发出的光束与容置槽11的中心线不易歪斜。

参照图1和图2，因多级聚光的作用，光源15发出的光线在经过靠近第一凸透镜2光线的部分容易出现聚焦到一个点的情况，故在本实施例中，第一凸透镜2在靠近容置槽11槽口的一侧上一体开设有第一散光槽22，并且第一散光槽22位于第一凸透镜2的光心上，则光线在经过第一凸透镜2的第一散光槽22处时会被发散出去，从而使得聚光处的中心位置与其他位置不易有明显的明暗变化。

参照图1和图2，第一凸透镜2远离容置槽11槽口的一侧上具有螺纹透光部21，具体的，螺纹透光部21是第一凸透镜2远离容置槽11槽口一侧表面上具有螺纹形成的，则便使得第一凸透镜2远离容置槽11槽口的一侧具有螺纹透镜的功能，而相比于常规的凸透镜，螺纹透镜，一方面，在达到相同聚光效果的同时，可节省大量制作镜片的材料，另一方面，因螺纹透镜的自身特性，则使得聚光处上不同位置的亮度能更加均匀。

参照图1和图2，在本实施例中，因光线在经过第一凸透镜2前仍然处于向外发散的状态，故第一凸透镜2、第三凸透镜5以及第二凸透镜4的周侧边缘与容置槽11中心线之间的距离会依次减少，从而使得光线能够更充分地经过三个凸透镜上，则使得更少的光线照射到容置槽11内壁上，进而对光线的利用率能够更高。

参照图1和图2，在本实施例中，第二凸透镜4进行对光线聚拢的一端为自身远离容置槽11槽底的一端，并且这一端设为第一聚光部6，而为了更充分地利用第一凸透镜2，第三凸透镜5靠近第二凸透镜4的一侧上一体开设有第二散光槽51，其中第二散光槽51位于第三凸透镜5的光心上，而且第二散光槽51槽口的边缘与第三凸透镜5光心之间的距离，大于第一聚光部6靠近容置槽11内侧壁部分与第二凸透镜4光心之间的距离，故当光线经过第三凸透镜5时，会先被发散，然后再被聚拢，则使得光线能够经过第一凸透镜2更靠近容置槽11侧壁的部分，从而既能更高效的利用第一凸透镜2，也能使得聚光处的区域更大。有助于提升照明的效果。

参照图1和图2，在本实施例中，三个凸透镜多级聚拢的设置方式、三个凸透镜大小依次增加、第一散光槽22以及第二散光槽51的设置，其一，光源15发出的光线在经过多级聚拢后，不同发射方向的光线会形成相对平行的光线，以使得照明装置能够发射出光束来照亮较远的位置，其二，光源15发出的光线在逐渐向四周发散的过程中，能更充分地被利用到，从而能够提升照明装置发出的亮度，其三，在光线多级聚拢的过程中，既有对光线聚拢以形成平行光束的处理，也有对光线发散以使得光线能更均匀地分配地第一凸透镜2上的不同位置上的处理方式，从而既能保证照明的需求，也能使得照明的区域更大，其四，在光线多级聚拢而出现光点的情况下，也能对光线进行适当的发散处理，从而使得照明区域内部的明暗更加均匀。

本申请实施例一种变焦照明装置的实施原理为：当光源15发出的光线时，光线会依次经过第二凸透镜4、第三凸透镜5以及第一凸透镜2，则不同发射方向的光线会逐渐被聚拢，以形成相互之间具有一定平行度误差的平行状态，从而便使得照明装置能够发射出光束来为较远的位置进行照明，并且还可通过驱动组件3来使得第一凸透镜2与光源15之间的距离发生改变，以使得物距与焦距之间的关系发生变化，从而达到远光和近光切换的目的。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变焦照明装置，其特征在于：包括：罩体(1)、光源(15)、第一凸透镜(2)以及驱动组件(3)，所述罩体(1)上设置有用于安装元器件的容置槽(11)；所述光源(15)设置在容置槽(11)中；所述第一凸透镜(2)滑动设置在容置槽(11)中，并且第一凸透镜(2)位于光源(15)靠近容置槽(11)槽口的一侧上；所述驱动组件(3)设置在罩体(1)上，并且驱动组件(3)用于使得第一凸透镜(2)向靠近或远离光源(15)的方向移动；所述光源(15)设置在容置槽(11)的槽底，并且容置槽(11)的槽底上设置有第二凸透镜(4)；所述第二凸透镜(4)上设置有避让槽(41)，并且避让槽(41)的槽口与容置槽(11)的槽底抵接，而且光源(15)位于避让槽(41)与容置槽(11)槽底所形成的封闭内腔中；还包括第三凸透镜(5)，所述第三凸透镜(5)位于第一凸透镜(2)与第二凸透镜(4)之间，并且第一凸透镜(2)、第二凸透镜(4)以及第三凸透镜(5)的光心在同一条直线上，而且还与容置槽(11)的槽口方向平行；所述第三凸透镜(5)的周侧边缘与自身光心之间的距离小于第一凸透镜(2)的周侧边缘与自身光心之间的距离，大于第二凸透镜(4)与自身光心之间的距离；所述第一凸透镜(2)上具有螺纹透光部(21)，所述螺纹透光部(21)位于第一凸透镜(2)远离容置槽(11)槽口的一侧上； 所述第二凸透镜(4)远离避让槽(41)的一端设为第一聚光部(6)；所述第三凸透镜(5)靠近第二凸透镜(4)的一侧上设置有第二散光槽(51)，并且第二散光槽(51)位于第三凸透镜(5)的光心处，而且第二散光槽(51)槽口的边缘与第三凸透镜(5)光心的距离，大于第一聚光部(6)靠近容置槽(11)内侧壁部分与第二凸透镜(4)光心之间的距离；光线在经过第一聚光部(6)会被稍微聚拢，接着在经过第三凸透镜(5)后，光线还会进一步被聚拢，故第二散光槽(51)的设置，使得光线在经过第三凸透镜(5)时，会先被发散然后再被聚拢，则能够有更多的光线经过第一凸透镜(2)靠近容置槽(11)内壁的部分，从而既能更加充分地利用第一凸透镜(2)的体积，也能使得聚光处的区域更大，进而提升照明效果；三个凸透镜多级聚拢的设置方式、三个凸透镜大小依次增加、第一散光槽(22)以及第二散光槽(51)的设置，光源(15)发出的光线在经过多级聚拢后，不同发射方向的光线会形成相对平行的光线，以使得照明装置能够发射出光束来照亮较远的位置，光源(15)发出的光线在逐渐向四周发散的过程中，能更充分地被利用到，从而能够提升照明装置发出的亮度，在光线多级聚拢的过程中，既有对光线聚拢以形成平行光束的处理，也有对光线发散以使得光线能更均匀地分配地第一凸透镜(2)上的不同位置上，从而既能保证照明的需求，也能使得照明的区域更大，在光线多级聚拢而出现光点的情况下，也能对光线进行适当的发散处理，从而使得照明区域内部的明暗更加均匀。

2.根据权利要求1所述的变焦照明装置，其特征在于：所述第二凸透镜(4)上设置有连接环(42)，并且容置槽(11)的内壁上设置有与连接环(42)相互嵌合的环形凹槽(12)。

3.根据权利要求1所述的变焦照明装置，其特征在于：所述第一凸透镜(2)靠近容置槽(11)槽口的一侧表面上设置有第一散光槽(22)，并且第一散光槽(22)位于第一凸透镜(2)的光心处。

4.根据权利要求1所述的变焦照明装置，其特征在于：所述罩体(1)上设置有供驱动组件(3)安装有安装腔(13)，并且安装腔(13)靠近容置槽(11)的一侧设置有与容置槽(11)相连接的滑孔(14)；所述驱动组件(3)包括丝杠(31)、驱动电机(32)以及连接块(33)，丝杠(31)通过轴承转动连接在安装腔(13)的内壁上，并且丝杠(31)的长度方向与容置槽(11)的槽口方向平行；所述驱动电机(32)设置在安装腔(13)内，并且驱动电机(32)用于驱动丝杠(31)绕自身的轴线转动；所述连接块(33)一端螺纹套设在丝杠(31)上，另一端穿设在滑孔(14)上且与第一凸透镜(2)固定连接。

5.根据权利要求4所述的变焦照明装置，其特征在于：所述驱动组件(3)绕第一凸透镜(2)的光心均匀设置有三个及以上。

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