CN114001296A - 一种全反射灯罩及led隧道灯 - Google Patents

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陆启荣
张帅
金如克
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Abstract

本发明公开一种全反射灯罩及LED隧道灯，包括灯罩，灯罩为半圆柱透镜，该半圆柱透镜平面、侧面向内形成若干凹槽，凹槽分别形成位于灯罩中心位置的出射部和纵向设置于出射部侧面的全反射部；所述出射部为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩中心点；所述全反射部自半圆柱透镜向内凹陷形成全反射曲面，全反射灯罩可以进行横向、纵向两个维度对光进行汇聚。

Description

一种全反射灯罩及LED隧道灯
技术领域
本发明涉及隧道灯领域，具体涉及一种全反射灯罩及LED隧道灯。
背景技术
隧道灯是为解决车辆驶入或驶出隧道时亮度的突变使视觉产生的“黑洞效应”或“白洞效应”，用于隧道照明的特殊灯具，隧道作为高等级公路的特殊路段，当车辆在驶入、通过和驶出隧道的过程中，会出现一系列的视觉问题。为适应视觉的变化，需设置附加电光照明，因此，隧道灯的研究就显得尤为重要。
目前的隧道灯在隧道的设计一般是在隧道的两边均设计，每边设计一列隧道灯，用以将两侧的隧道均照明，现有的隧道灯灯光照明比较分散，照明效果低，光的使用效率低。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明第一个目的在于提供一种对光源进行横向、纵向两个维度分别汇聚的全反射灯罩，第二个目的在于提供了一种LED隧道灯，将多个光源发出的光进行全反射与直接出射光共同汇聚，提高光的亮度，以达到在隧道内照射形成一条180度出射的聚拢的明亮灯带的使用效果。
本发明第一个发明目的采用以下技术方案：
提供一种全反射灯罩，其特征在于：所述灯罩为半圆柱透镜，该半圆柱透镜平面侧面向内形成若干凹槽，凹槽分别形成位于灯罩中心位置的出射部和纵向设置于出射部侧面的全反射部；所述出射部为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩中心点；所述全反射部自半圆柱透镜向内凹陷形成全反射曲面。
本发明第而个发明目的采用以下技术方案：
提供一种LED隧道灯，包括：灯体、光源和透光面板，所述光源设置于所述灯体内，透光面板与灯体连接且设置于所述光源的出光面一侧，所述透光面板上设有至少一个灯罩，所述灯罩为半圆柱透镜，该半圆柱透镜平面侧面向内形成若干凹槽，凹槽分别形成位于灯罩中心位置的出射部和纵向设置于出射部侧面的全反射部；所述出射部为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩中心点；所述全反射部自半圆柱透镜向内凹陷形成全反射曲面。
作为优选，所述光源包括与灯罩相同数量的LED灯，所述LED灯的发射点位于半圆柱结构的中心线上，同一个灯罩上的两个全反射部底面之间的距离L为LED灯长度a的3-10倍。
作为优选，所述透光面板外侧设有格挡件，所述格挡件上设有若干挡板，所述挡板位于灯罩两侧。
作为优选，格挡件的侧边通过卡扣与灯体卡接。
作为优选，还包括安装壳体，所述安装壳体内安装有若干个灯体。
作为优选，所述安装壳体外侧连接有连接支架，连接支架另一端为安装端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的全反射灯罩，横向为半圆柱透镜，起到对光源横向聚光作用。其次，灯罩出射部为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩中心点，由此可对光源纵向聚光；全反射部由半圆柱透镜开纵向半圆锥凹槽形成，半圆锥凹槽顶点朝向出射部，所述全反射部由该锥形曲面形成全反射曲面，将出射部纵向发散的光线通过全反射曲面反射，进一步在纵向方向上起到光线汇聚作用。通过上述3个光线汇聚手段，全反射灯罩发射出的光线最高能有80%汇聚到较小的光斑区域内。
2、LED隧道灯面板集成若干同为纵向设置的全反射灯罩，以及与灯罩相同数量的LED灯。从而汇聚若干光源、全反射灯罩，汇聚形成更大、集中的光斑，从而以达到在隧道内照射形成一条180度出射的聚拢的明亮灯带的使用效果。
3、全反射部对称设置于出射部左右两侧，方便从左右两侧发射出对称的灯带。
4、透光面板外侧设有格挡件，可以更有效地进行聚光，提高光的使用效率。
附图说明
图1为隧道灯的结构示意图。
图2为隧道灯的爆炸图。
图3为隧道灯的剖视图。
图4为图3的A部局部放大图。
图5为光线的路线示意图。
图中，灯体1、光源2、透光面板3、灯罩4、出射部41、全反射部42、全反射曲面421、格挡件5、挡板51、卡扣52。
具体实施方式
为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。
实施例1
如图1-5所示，全反射灯罩，所述灯罩4为半圆柱透镜，该半圆柱透镜平面侧面向内形成三个镂空凹槽，三个镂空凹槽分别形成位于灯罩中心位置的出射部41和纵向设置于出射部41两侧的全反射部42；所述出射部41为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩4中心点；所述全反射部42自半圆柱透镜向内凹陷形成全反射曲面421。
所述全反射部42由半圆柱透镜开纵向半圆锥凹槽形成，半圆锥凹槽顶点朝向出射部，所述全反射部42由该锥形曲面形成全反射曲面421。
如图1-5所示，一种LED隧道灯，包括：灯体1、光源2和透光面板3，所述光源2设置于所述灯体1内，透光面板3与灯体1连接且设置于所述光源2的出光面一侧，所述透光面板3上设有至少一个灯罩4，所述灯罩4包括出射部41和设置于出射部41两侧的全反射部42，所述出射部41为凸透镜，所述全反射部42自透光面板3向内凹陷形成全反射曲面421，所述全反射部42与出射部41所围成的结构为光源2的全反射空间。光源2发出的光部分经过出射部41汇聚发射出，另一部分通过进入全反射空间并照射于全反射曲面421上发生全反射并从出射平面发射出，全反射射出的光线与直接通过出射部41射出的光线接近平行（实际上存在小于5度的夹角）。
具体的，若干个光源2发出的光穿过灯罩4照射在隧道内形成一条180度出射的聚拢的灯带，提高光的使用效率。在实际使用时，隧道灯对称设置于隧道内左右两侧，共同作用产生一条360度的环形灯带。
所述全反射部42自透光面板3向内凹陷的形状为半圆锥结构，半圆锥结构的侧面为全反射曲面421，具体的，所述灯罩4采用折射率为1.592的PC材质，半圆锥结构的顶角为38.46度到90度。θc为全反射临界角，当光的入射角度≥θc的时候，光就在全反射曲面421处被全部反射而没有光被折射浪费。其中，
Figure 116879DEST_PATH_IMAGE002
，其中n2是空气的折射率=1，n1为透镜的材料的折射率，PC材质的折射率=1.592，通过计算得出θc=38.46°，由于需要在全反射曲面421发生全反射，所以入射角θ≥θc。所以圆锥角度≥θc=38.46°，即圆锥结构的顶角最小为38.46度，对本领域的技术人员来说，圆锥角度不得大于90度，故圆锥结构的顶角为38.46度到90度。
在实施时，不仅要让光在界面上产生全反射从而减少浪费，还要把光汇聚起来，让光几乎都平行射出去。此时，光的入射角和出射角都是45°左右，半圆锥角度也在45°左右，45度左右的光的汇聚效果最好。
全反射部42对称设置于出射部41左右两侧，左右两个半圆锥结构的顶点相对设置，所述灯罩4外侧为向外凸起的半圆柱透镜结构，以便光线穿过灯罩4均匀的出射产生均匀的环形灯带。
所述光源2包括与灯罩4相同数量的LED灯21，所述LED灯21的发射点位于半圆柱结构的中心线上，可以发射出左右对称的光线，以便最后产生均匀的灯带。
同一个灯罩4上的两个全反射部42底面之间的距离L为LED灯21长度a的3-10倍。灯罩4的长度方向需要对光进行汇聚设计，所以灯罩4的L值较长，在进行光学设计的时候，把LED灯21简化成一个点光源，这种情况下光学设计会简化，并且透镜的尺寸可以设计得非常小。但是，LED灯21实际上是有尺寸的（本隧道灯案例中的尺寸约为3mmX3mmX2mm），这种情况下灯罩4的尺寸就不可能设计得很小，并且由于灯罩4设计得越大的时候，LED灯21就越接近于理论上的点光源，这时候的光形就越准确，越接近设计光形。由于LED灯21有一定的尺寸，灯罩4的尺寸越大，光形就越接近理论值，光形就越好。但是，由于PC材料对光有吸收作用，灯罩4尺寸越大，吸收的光就越多，就会浪费很多光。所以，最终的灯罩4的L值是一个折中值。光形尽量好的同时又不能吸收太多光，故在本实施例中，L一般为LED灯21长度的3到10倍。
所述透光面板3外侧设有格挡件5，所述格挡件5上设有若干挡板51，所述挡板51位于灯罩4两侧，可以更有效地进行聚光，提高光的使用效率。
格挡件5的侧边通过卡扣52与灯体1卡接，方便进行拆装。
还包括安装壳体6，所述安装壳体6内安装有若干个灯体1，可以提高环形灯带的强度。
所述安装壳体外侧连接有连接支架，连接支架另一端为安装端，通过安装端安装于隧道内。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内作出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全反射灯罩，其特征在于：灯罩（4）为半圆柱透镜，该半圆柱透镜平面、侧面向内形成若干凹槽，凹槽分别形成位于灯罩中心位置的出射部（41）和纵向设置于出射部（41）侧面的全反射部（42）；所述出射部（41）为横向设置的环形透镜，环形透镜纵向剖面为平凸透镜，该平凸透镜中心点正对灯罩（4）中心点；所述全反射部（42）自半圆柱透镜向内凹陷形成全反射曲面（421）。
2.根据权利要求1所述的全反射灯罩，其特征在于，所述全反射部（42）由半圆柱透镜开纵向半圆锥凹槽形成，半圆锥凹槽顶点朝向出射部，所述全反射部（42）由该锥形曲面形成全反射曲面（421）。
3.根据权利要求2所述的全反射灯罩，其特征在于，所述灯罩（4）采用折射率为1.592的PC材质，半圆锥结构的顶角为38.46度到90度。
4.根据权利要求2所述的全反射灯罩，其特征在于，全反射部（42）有两个并对称设置于出射部（41）左右两侧，左右两个半圆锥结构的顶点相对设置。
5.一种LED隧道灯，包括：灯体（1）、光源（2）和透光面板（3），所述光源（2）设置于所述灯体（1）内，透光面板（3）与灯体（1）连接且设置于所述光源（2）的出光面一侧，所述透光面板（3）上设有至少一个灯罩（4），其特征在于：所述灯罩（4）采用权利要求1至4任意所述的全反射灯罩。
6.根据权利要求5所述的一种LED隧道灯，其特征在于，所述光源（2）包括与灯罩（4）相同数量的LED灯，所述LED灯的发射点位于半圆柱透镜的中心线上，同一个灯罩（4）上的两个全反射部（42）底面之间的距离L为LED灯长度a的3-10倍。
7.根据权利要求5所述的一种LED隧道灯，其特征在于，所述透光面板（3）外侧设有格挡件（5），所述格挡件（5）上设有若干挡板（51），所述挡板（51）位于灯罩（4）两侧。
8.根据权利要求7所述的一种LED隧道灯，其特征在于，格挡件（5）的侧边通过卡扣（52）与灯体（1）卡接。
9.根据权利要求5所述的一种LED隧道灯，其特征在于，还包括安装壳体，所述安装壳体内安装有若干个灯体（1）。
10.根据权利要求5所述的一种LED隧道灯，其特征在于，所述安装壳体外侧连接有连接支架，连接支架另一端为安装端。
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