CN1991243B - 变色灯具 - Google Patents

Abstract

一种灯具，包括一控制器、一光源组、一合光元件及一透镜组；其中光源组包括多个可发射不同波长范围光线的光源，合光元件将该多个光源发出的光合成同一束出射光，控制器控制该多个光源的发光强度；该透镜组装设在所述合光元件的出射光路上，且该透镜组包括一第一透镜与一第二透镜，该第一透镜装设在该合光元件的出射光路上，将由合光元件射出的光线向左右方向发散；该第二透镜可偏转地装设在该第一透镜的出射光路上，将通过第一透镜射出的光线在上下方向上聚集。

Description

变色灯具

【技术领域】

本发明涉及一种灯具，特别涉及一种能够变换灯光颜色的灯具。

【背景技术】

目前绝大多数信号灯及指示灯均由多个不同颜色的单色灯具组成，其中每个单色灯具发出一种颜色的灯光，根据需要分别开闭不同颜色的灯光以表达相应信号。这种构造在实际应用中带来一些问题。例如，交通信号灯由红、黄、绿三种颜色的单色灯具相邻装设组成，这三种单色灯具除了灯光颜色不同之外，在构造上是完全相同的，但由于每个单色灯具只能发出一种颜色的灯光，因此每设置一个信号灯都必须将三个构造相同的灯具一起装设，大大增加了设置信号灯的成本。又如，一些仪器的控制面板上装设有多个指示灯，这些指示灯构造相同，仅仅以不同颜色表示不同信息；过多数量的指示灯除了会增加生产成本之外，由于控制面板面积有限，指示灯在面板上占据的空间太大，容易给其他元件的装设带来不便。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种能够变换灯光颜色的灯具。

一种灯具，包括一控制器、一光源组、一合光元件及一透镜组；其中光源组包括多个可发射不同波长范围光线的光源，合光元件将该多个光源发出的光合成同一束出射光，控制器控制该多个光源的发光强度；该透镜组装设在所述合光元件的出射光路上，且该透镜组包括一第一透镜与一第二透镜，该第一透镜装设在该合光元件的出射光路上，将由合光元件射出的光线向左右方向发散；该第二透镜可偏转地装设在该第一透镜的出射光路上，将通过第一透镜射出的光线在上下方向上聚集。

与现有技术相比，所述灯具的灯光颜色可以调节，仅用一个灯具即可完成现有的多个不同颜色的单色灯具组合在一起才能实现的功能，有利于节约能源，且能够缩小灯具的体积而使灯具便于装设。

【附图说明】

图1为本发明的第一较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明的第一较佳实施例中灯光通过合光元件及第一透镜的光路图。

图3为本发明的第一较佳实施例中合光棱镜的结构示意图。

图4为本发明的第一较佳实施例的立体图。

图5为本发明的第一较佳实施例中灯光通过偏转的第二透镜的光路图。

图6为本发明的第二较佳实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本发明的第一较佳实施例公开了一种灯具，本实施例以该灯具装设在汽车上作为汽车主灯使用为例，其包括一光源组1、一合光元件2、一透镜组3、一灯罩4及一控制器5。

光源组1包括一第一光源11、一第二光源12及一第三光源13，该第一光源11、一第二光源12及一第三光源13均为发光二极管(light-emitting diode，LED)阵列，其中第一光源11发出的光波波长处于600纳米至780纳米的第一波长范围内；第二光源12发出的光波波长处于490纳米至600纳米的第二波长范围内；第三光源13发出的光波波长处于420纳米至490纳米的第三波长范围内。即该第一光源11可发出红光，第二光源12可发出绿光，第三光源13可发出蓝光。

请一并参阅图2、图3及图4，本发明的第一较佳实施例中合光元件2为一正四棱柱形的合光棱镜，由四块玻璃或塑胶制成的等腰直角棱镜组成。该合光元件2包括一第一入射面211、一第二入射面212、一第三入射面213、一出射面22、一第一滤光板231与一第二滤光板232；其中第一入射面211、第二入射面212、第三入射面213与出射面22分别设于正四棱柱的四个侧面，第一滤光板231与第二滤光板232设于合光元件2内部的两个互相垂直的对角面上，第一滤光板231及第二滤光板232与第一入射面211、第二入射面212、第三入射面213及出射面22构成的夹角均为45度。

所述合光元件2还包括一第一镀膜241与一第二镀膜242，其中第一镀膜241镀覆在第一滤光板231上，第二镀膜242镀覆在第二滤光板232上。第一镀膜241与第二镀膜242能够反射特定波长范围内的光线，同时允许该特定波长范围之外的光线透过。第一镀膜241与第二镀膜242能够反射光线的波长范围不相同，可以从上述三种波长范围中选取互不相同的任意两种作为第一镀膜241与第二镀膜242反射光线的波长范围。在本实施例中，第一镀膜241反射第一波长范围内的光线，第二镀膜242反射第三波长范围内的光线；即第一镀膜241反射红光，第二镀膜242反射蓝光。

透镜组3包括一第一透镜31与一第二透镜32，第一透镜31固定装设在合光元件2的出射光路上，且该第一透镜31与出射面22相对，可将由出射面22射出的光线向左右方向发散。第二透镜32装设在第一透镜31的出射光路上，可将通过第一透镜31射出的大部分光线在上下方向上聚集。第二透镜32的位置受到一调节器321控制，该调节器321与控制器5连接，通过控制器5可以控制调节器321转动，从而带动第二透镜32在一定范围内上下偏转。

灯罩4为透明的玻璃或塑胶壳体，光源1、合光元件2与透镜组3均装设在该灯罩4内，由该灯罩4保护。控制器5可以调节透镜组3的位置，同时也可用来控制上述第一发光元件11、第二发光元件12及第三发光元件13的开关及发光强度。

当本实施例组装时，将第一光源11装设在合光元件2的第一入射面211的入射光路上，第二光源12装设在第二入射面212的入射光路上，第三光源13装设在第三入射面213的入射光路上。第一光源11、第二光源12与第三光源13均与控制器5电连接，通过控制器5控制其开关及发光强度。透镜组3装设在合光元件2的出射光路上；灯罩4装设在汽车车头；控制器5装设在汽车内部便于驾驶员操作的位置。

当本实施例使用时，通过控制器5开启第一光源11、第二光源12与第三光源13，第一光源11发出的红光从合光元件2的第一入射面211射入，第二光源12发出的绿光从第二入射面212射入，第三光源13发出的蓝光从第三入射面213射入。第一光源11发出的红光有一部分到达第一滤光板231，在此处会被第一滤光板231上的第一镀膜241反射后到达第二滤光板232。由于第二镀膜242不能反射波长处于第一波长范围内的红光，因此这一部分红光不会受到第二滤光板232的影响，直接穿过第二滤光板232，从出射面22射出。另一部分红光则先到达第二滤光板232，不受影响地穿越后到达第一滤光板231，被第一镀膜241反射后从出射面22射出。可以理解，绝大部分由第一光源11发出的红光进入第一入射面211后能够从出射面22射出。同样地，第三光源13发出的蓝光不会受到第一滤光板231的影响，绝大部分被第二滤光板232反射后从出射面22射出。第二光源12发出的绿光则在合光元件2中直线传播，因为其所在的波长范围不属于第一镀膜241与第二镀膜242反射光线的波长范围，因此不受影响地直线传播，直接从出射面22射出。可以理解，第一镀膜241与第二镀膜242反射光线的波长范围能够改变为上述三种波长范围中不同的任意两种，只要相应调整发光元件的装配方式即可。当红光、绿光与蓝光按照一定的发光强度比例同时从出射面22射出时，即可混合为正常行驶时所使用的白光。

通过控制器5分别调节第一光源11、第二光源12与第三光源13的发光强度，可以改变出射面22射出的混合光中不同单色光的比例，从而改变灯具灯光的颜色。例如，在浓雾中行驶时需要增加灯具灯光的穿透力，此时可以增大第一光源11与第二光源12的发光强度，使出射面22射出的混合光中红光与绿光的成分增加，而红光与绿光叠加后可以产生黄光的效果，因此灯具灯光颜色就能够由白色变为穿透力更强的黄色。当执行警务、救护等任务时，可以增大第一光源11的发光强度，同时关闭第二光源12与第三光源13，使灯具灯光变成红色，显示车辆的特殊身份。

请参阅图2、图4、图5及图6，透镜组3装设在出射面22的出射光路上调节灯光的照射范围和照射角度。其中第一透镜31固定装设在出射面22的出射光路上，出射面22射出的平行光线被第一透镜31向汽车车头的左右两侧发散，扩大灯光向汽车行驶方向的左右两侧照射的范围。第二透镜32可偏转地装设在第一透镜31的出射光路上，防止灯光在汽车行驶方向的上下两侧发散，提高灯光的亮度。驾驶员可通过控制器5调节第二透镜32偏转适当角度，适当调节灯光的照射方向，以便行驶时更清楚地看清外部情况。

可以理解，本发明的第一较佳实施例也能够固定装设在公路上作为交通信号灯使用。

请参阅图7，本发明的第二较佳实施例公开了一种灯具，该灯具包括一光源组1、一合光元件6与一控制器5。其中光源组1及控制器5与第一较佳实施例一致。合光元件6为一光导纤维构成的光导器件，该光导器件包括一第一入射端61、一第二入射端62、一第三入射端63及一出射端64。第一光源11装设在第一入射端61的入射光路上，第二光源12装设在第二入射端62的入射光路上，第三光源13装设在第三入射端63的入射光路上，控制器5可以控制上述第一发光元件11、第二发光元件12及第三发光元件13的开关及发光强度。

当本发明的第二较佳实施例使用时，通过控制器5开启第一光源11、第二光源12与第三光源13，则第一光源11射出的红光由第一入射端61射入合光元件6，第二光源12射出的绿光由第二入射端62射入合光元件6，第三光源13射出的蓝光由第三入射端63射入合光元件6，上述三种不同色光同时由出射端64射出。通过控制器5调节第一光源11、第二光源12与第三光源13的发光强度，可以变换出射端26射出的灯光的颜色。

与本发明的第一较佳实施例相比，本发明的第二较佳实施例的结构较简单，同时也便于缩小灯具的体积，较适合作为仪器指示灯使用。

Claims (7)

1.一种灯具，包括一控制器，其特征在于：所述灯具进一步包括一光源组、一合光元件及一透镜组；其中光源组包括多个可发射不同波长范围光线的光源，合光元件将该多个光源发出的光合成同一束出射光，控制器控制该多个光源的发光强度；该透镜组装设在所述合光元件的出射光路上，且该透镜组包括一第一透镜与一第二透镜，该第一透镜装设在该合光元件的出射光路上，将由合光元件射出的光线向左右方向发散；该第二透镜可偏转地装设在该第一透镜的出射光路上，将通过第一透镜射出的光线在上下方向上聚集。

2.如权利要求1所述的灯具，其特征在于：所述光源组包括一第一光源、一第二光源及一第三光源；其中第一光源发出的光波处于第一波长范围内，第二光源发出的光波处于第二波长范围内，第三光源发出的光波处于第三波长范围内。

3.如权利要求2所述的灯具，其特征在于：所述第一波长范围为600纳米至780纳米，第二波长范围为490纳米至600纳米，第三波长范围为420纳米至490纳米。

4.如权利要求3所述的灯具，其特征在于：所述合光元件为一正四棱柱形的合光棱镜，其包括一第一入射面、一第二入射面、一第三入射面、一出射面、一第一滤光板与一第二滤光板；其中第一入射面、第二入射面、第三入射面与出射面分别设于合光棱镜的四个侧面，第一滤光板与第二滤光板设于合光棱镜内部，第一滤光板及第二滤光板与第一入射面、第二入射面、第三入射面及出射面构成的夹角均为45度。

5.如权利要求4所述的灯具，其特征在于：所述合光元件包括一第一镀膜与一第二镀膜，其中第一镀膜镀覆在第一滤光板上，第二镀膜镀覆设在第二滤光板上；该第一镀膜与第二镀膜具有光线反射性，且该第一镀膜与第二镀膜反射光线的波长范围分别为所述第一波长范围、第二波长范围与第三波长范围中不相同的任意两种之一。

6.如权利要求5所述的灯具，其特征在于：所述第一光源装设在第一入射面的入射光路上，第二光源装设在第二入射面的入射光路上，第三光源装设在第三入射面的入射光路上。

7.如权利要求6所述的灯具，其特征在于：所述控制器控制所述第一光源、第二光源与第三光源的发光强度及所述第二透镜的偏转。