CN115574284A - 一种光线偏折的透镜式led观察灯 - Google Patents

一种光线偏折的透镜式led观察灯 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光线偏折的透镜式LED观察灯，包括：观察灯安装壳，所述观察灯安装壳内部设置多个倾斜灯组，所述倾斜灯组包括倾斜台阶和透镜支架，所述倾斜台阶的台阶面上设置LED灯印制板组件，所述倾斜台阶的两侧分别设置不同高度的安装柱，所述透镜支架的两侧边分别固定在两侧的所述安装柱上，所述透镜支架上固定安装TIR透镜，使所述TIR透镜的表面与所述倾斜台阶的台阶面平行；灯罩和后盖，所述观察灯安装壳的开口安装所述灯罩，后端安装所述后盖，用于将所述倾斜灯组封闭安装在所述观察灯安装壳内部。本发明观察灯的光斑均匀、散射角大，光线可以完全照射到飞机需要的照射面，帮助飞行员更加准确的实时了解相关位置的情况。

Description

一种光线偏折的透镜式LED观察灯
技术领域
本发明涉及飞机机外照明技术领域，具体涉及一种光线偏折的透镜式LED观察灯。
背景技术
随着现代航空技术的不断发展，飞机机外照明设备也在不断的更新换代。传统的飞机观察灯大多数采用LED+反光杯作为配光技术，LED+反光杯存在着光斑分布不均匀，光照范围不够，光效率低等问题，这些不但会影响飞机飞行安全，而且将大大增加人力物力财力的支出。
由此更换光源已成为必然选择，相比之下透镜+LED就能解决这些问题，调光性好，光效率高。机外观察灯的作用是为了能照亮机身某特定位置，使得飞行员能更加清晰准确的观察机身表面实时情况，所以作为观察灯，光斑均匀无眩光是其基本要求。因此，需要提出一种光斑均匀无眩光，光源各项性能佳的透镜配光技术，以满足使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光线偏折的透镜式LED观察灯，本发明采用新型带鳞甲的TIR全内透反射透镜+LED配光技术，相比传统一般反光杯LED光源，具有体积小、重量轻、光斑均匀、散射角大等优点，光线可以完全照射到飞机需要的照射面，帮助飞行员更加准确的实时了解相关位置的情况。
本申请实施例提供以下技术方案：一种光线偏折的透镜式LED观察灯，包括：
观察灯安装壳，所述观察灯安装壳内部设置多个倾斜灯组，所述倾斜灯组包括倾斜台阶和透镜支架，所述倾斜台阶的台阶面上设置LED灯印制板组件，所述倾斜台阶的两侧分别设置不同高度的安装柱，所述透镜支架的两侧边分别固定在两侧的所述安装柱上，所述透镜支架上固定安装TIR透镜，使所述TIR透镜的表面与所述倾斜台阶的台阶面平行；
灯罩和后盖，所述观察灯安装壳的开口安装所述灯罩，后端安装所述后盖，用于将所述倾斜灯组封闭安装在所述观察灯安装壳内部。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述倾斜灯组还包括压板，所述压板和所述透镜支架均开设安装孔，所述TIR透镜套设在所述透镜支架的安装孔中，所述压板扣于所述TIR透镜的表面，所述压板与所述透镜支架通过螺钉固定连接，以将所述TIR透镜在所述透镜支架上固定。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述TIR透镜的表面设置有鳞甲结构。
根据本申请实施例的一种实施方式，还包括压板组件，所述压板组件扣于所述灯罩的外侧边缘，通过螺钉与所述观察灯安装壳外侧边缘固定连接，以将所述灯罩固定在所述观察灯安装壳上。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述压板组件的侧剖面为与飞机机身外型适配的曲面。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述压板组件与所述灯罩的接触面上开设O型槽，所述灯罩与所述观察灯安装壳的接触面上开设O型槽，所述O型槽内设置O型密封圈。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述O型槽内填充密封胶。
根据本申请实施例的一种实施方式，还包括印制板组件、电连接器、防雷组件，所述印制板组件、电连接器、防雷组件分别固定安装在所述观察灯安装壳的后端，通过固定所述后盖，将所述印制板组件、电连接器、防雷组件封闭安装在所述观察灯安装壳中。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述透镜支架的两侧边分别通过螺钉固定在所述安装柱上。
根据本申请实施例的一种实施方式，多个所述倾斜灯组呈矩阵式结构分布安装在所述观察灯安装壳内部。
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例设计并实现了一种光线偏折的透镜式LED观察灯，每颗透镜都拥有一块特定β角度倾斜的独立安装面，使得LED光源向后倾斜，照射到飞机需要的照射面，同时LED光源采用整体式TIR透镜配光技术，该技术将大幅提升光源各项性能要求，以及为提高设备的密封性问题，设计了特定的密封圈，有效的解决了外露于机外相关零组件静密封问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的光线偏折的透镜式LED观察灯结构分解图；
图2是本发明实施例的光线偏折的透镜式LED观察灯的光源剖视图；
图3是本发明实施例的光线偏折的透镜式LED观察灯的密封结构示意图；
图4是本发明实施例的光线偏折的透镜式LED观察灯的安装位置与照射区域构成的几何图；
其中，1-灯罩，2-压板组件，3-O型密封圈，4-压板，5-LED灯印制板组件，6-观察灯安装壳，601-倾斜台阶，602-安装柱，7-后盖，8-螺钉，9-印制板组件，10-透镜支架，11-螺钉组，12-TIR透镜。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种光线偏折的透镜式LED观察灯，包括：观察灯安装壳6，所述观察灯安装壳6内部设置多个倾斜灯组，多个所述倾斜灯组呈矩阵式结构分布安装在所述观察灯安装壳6内部。所述倾斜灯组包括倾斜台阶601和透镜支架10，所述倾斜台阶601的台阶面上设置LED灯印制板组件5，所述倾斜台阶601的两侧分别设置不同高度的安装柱602，所述透镜支架10的两侧边分别固定在两侧的所述安装柱602上，所述透镜支架10上固定安装TIR透镜12，使所述TIR透镜12的表面与所述倾斜台阶601的台阶面平行；
灯罩1和后盖7，所述观察灯安装壳6的开口安装所述灯罩1，后端安装所述后盖7，用于将所述倾斜灯组封闭安装在所述观察灯安装壳6内部。
根据本申请实施例的一种实施方式，所述倾斜灯组还包括压板4，所述压板4和所述透镜支架10均开设安装孔，所述TIR透镜12套设在所述透镜支架10的安装孔中，所述压板4扣于所述TIR透镜12的表面，所述压板4与所述透镜支架10通过螺钉组11固定连接，以将所述TIR透镜12在所述透镜支架10上固定。
本发明实施例中，所述TIR透镜12的表面设置有鳞甲结构，以使透镜有较宽的出光范围及均匀光斑；每个独立的TIR透镜12安装在观察灯安装壳6上，观察灯安装壳6内设置了带有偏折角度的透镜安装面，即所述倾斜台阶601，实现了一种光线偏折的机翼观察灯的结构设计。
本发明实施例中，还包括压板组件2，所述压板组件2扣于所述灯罩1的外侧边缘，通过螺钉与所述观察灯安装壳6外侧边缘固定连接，以将所述灯罩1固定在所述观察灯安装壳6上。
具体实施时，所述观察灯安装壳6设置为矩形开口的壳体，对应的灯罩1和压板组件2的外形也均为长方形结构。其中，压板组件2外形设计为曲面长方形，此设计使得压板组件2与飞机机身外形融合，保证飞机的气动外形的完整。长方形的设计也可以保证在水平方向有较大的出光面。压板组件2的材料选用铝合金。压板组件2与灯罩1接触面之间，以及灯罩1与观察灯安装壳6之间均采用沟槽结构设计且内部为O型密封槽，通过在槽内设置O型密封圈3和密封胶以保证产品的密封性。并且针对本发明实施例的防水、三防、防火等要求，进行了适应性改进设，如图3所示。
根据本申请实施例的一种实施方式，还包括印制板组件、电连接器、防雷组件，所述印制板组件、电连接器、防雷组件分别通过螺钉8固定安装在所述观察灯安装壳的后端，通过固定所述后盖，将所述印制板组件、电连接器、防雷组件封闭安装在所述观察灯安装壳中。
本实施例在安装时，通过安装螺钉将LED灯印制板组件5安装在倾斜台阶601的台阶面上。同时台阶面周围设计为高度不同的安装柱602，通过安装螺钉将透镜支架10安装在安装柱602上，再将TIR透镜12安装在透镜支架10上，实现了印制板组件及透镜向后倾斜特定度数，同时通过安装螺钉将压板4固定在透镜支架10上将TIR透镜12固定。为满足大角度和光斑均匀，设计为带鳞甲的TIR透镜，在TIR透镜12与透镜支架10安装面之间设计为调距垫圈来调整高度透镜的安装高度，来调节光强指标。在灯罩1与观察灯安装壳6之间设计为O型槽，压板组件2与灯罩1之间设计为O型槽，通过矩形的O型密封圈3密封灯罩1与观察灯安装壳6、压板组件2与灯罩1。通过安装螺钉将后盖7、印制板组件9及电连接器、防雷组件安装在观察灯安装壳6内。
本发明中的光源技术，采用将单个LED+单个TIR透镜组合的形式，与一般机外观察灯不同的是，每颗光源下都是一块已向后偏转了β角度的小台阶，此种结构设计，能更好的体现观察灯的功能价值。光线可以完全照射到飞机需要的照射面，帮助飞行员更加准确的实时了解相关位置的实时结冰问题。
其中，本实施例采用的带鳞甲TIR透镜+偏折结构的设计，由于现阶段飞机探冰灯为满足机翼和发动机的照明，基本采用发光杯或者凸透镜设计，探冰灯采用反光杯设计会产生散光问题，为防止探冰灯散光和实现光斑均匀，采用带鳞甲全内反射TIR透镜，通过TIR透镜实现光线的收集，并通过调整鳞甲透镜反射面的曲率半径，方便实现光束出射角的均匀化控制。同时为满足照射范围，在结构和透镜上结合设计，进行结构偏折和TIR透镜照射角度的收集。并且，LED光源采用带鳞甲的TIR透镜配光技术，相比传统反光杯LED光源，具有体积小、重量轻、光斑均匀等优点。
本发明实施例中所述倾斜台阶601的偏折角度β的唯一性设计，如图4所示：β角为透镜安装支架倾斜角度，保持透镜安装面始终与每一个透镜中心出光面相垂直，α角和β角互余，假定本实施例在飞机上的光路如图4所示，根据几何关系可得β＝arcsin a/c＝arcsin a1/c1，由此可知当已知灯的安装位置和照射区域时，透镜的倾斜角度β是唯一的。
本发明实施例中内部电路采用恒流输出设计：本实施例的电路驱动方式采用一种电流可调整的恒流输出，主控芯片具有宽输入电压范围，可满足电压范围内前级输入电压值的变化，加上辅助电路和PWM进行调节反馈可使得后级的输出电流始终保持为设定值，进而使得灯的各种光性能保持稳定不变。
本发明实施例中的密封措施：由于机外灯具的密封性问题一直都是很关键的一项设计技术，在本发明实施例中，通过在固定方形压板结构中增加沟槽，加矩形的圆型密封圈以及涂胶方式，可以有效防止水汽进入本实施例内部，在一般设计中，方形压板结构之间的密封常采用非O型的密封圈，相比之下，O型密封圈的接触面为线接触，其他形状密封圈大多为面接触，针对本实施例中的方形沟槽，创新采用了矩形的圆型密封圈，经多次试验验证，矩形圆型密封圈的密封效果相比其他密封圈，效果将显著提升；为防止安装壳与灯罩的接触面有水汽进入，在压板组件与灯罩之间也采用沟槽增加矩形的圆型密封圈，且在安装贴合面周围涂有三防绝缘密封胶。接缝处由于受力、振动、结构变形等原因可以会出现缝隙，再加上产品内外温度差、气压差的影响，底座表面的水很容易沿搭接缝渗入本实施例的安装壳内。如果长时间积水、积盐，壳体内零件将产生严重腐蚀甚至失效。此处的密封设计考虑了两方面要求：一方面，环境的水/汽密封；另一方面，电磁屏蔽要求，壳体组件与防雷滤波组件面接触，充分导电。综合考虑结构设计、防腐蚀等要求，使用密封胶对缝隙进行密封处理。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，包括：
观察灯安装壳，所述观察灯安装壳内部设置多个倾斜灯组，所述倾斜灯组包括倾斜台阶和透镜支架，所述倾斜台阶的台阶面上设置LED灯印制板组件，所述倾斜台阶的两侧分别设置不同高度的安装柱，所述透镜支架的两侧边分别固定在两侧的所述安装柱上，所述透镜支架上固定安装TIR透镜，使所述TIR透镜的表面与所述倾斜台阶的台阶面平行；
灯罩和后盖，所述观察灯安装壳的开口安装所述灯罩，后端安装所述后盖，用于将所述倾斜灯组封闭安装在所述观察灯安装壳内部。
2.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述倾斜灯组还包括压板，所述压板和所述透镜支架均开设安装孔，所述TIR透镜套设在所述透镜支架的安装孔中，所述压板扣于所述TIR透镜的表面，所述压板与所述透镜支架通过螺钉固定连接，以将所述TIR透镜在所述透镜支架上固定。
3.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述TIR透镜的表面设置有鳞甲结构。
4.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，还包括压板组件，所述压板组件扣于所述灯罩的外侧边缘，通过螺钉与所述观察灯安装壳外侧边缘固定连接，以将所述灯罩固定在所述观察灯安装壳上。
5.根据权利要求4所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述压板组件的侧剖面为与飞机机身外型适配的曲面。
6.根据权利要求4所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述压板组件与所述灯罩的接触面上开设O型槽，所述灯罩与所述观察灯安装壳的接触面上开设O型槽，所述O型槽内设置O型密封圈。
7.根据权利要求6所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述O型槽内填充密封胶。
8.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，还包括印制板组件、电连接器、防雷组件，所述印制板组件、电连接器、防雷组件分别固定安装在所述观察灯安装壳的后端，通过固定所述后盖，将所述印制板组件、电连接器、防雷组件封闭安装在所述观察灯安装壳中。
9.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，所述透镜支架的两侧边分别通过螺钉固定在所述安装柱上。
10.根据权利要求1所述的光线偏折的透镜式LED观察灯，其特征在于，多个所述倾斜灯组呈矩阵式结构分布安装在所述观察灯安装壳内部。
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