CN201753891U - 显示灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及一种显示灯，包括灯体，以及由后向前设置于所述灯体内的光源、第一级透镜组、第二级透镜组和第三级透镜组，所述光源用于射出第一级光线；所述第一级透镜组用于改变所述第一级光线光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线；所述第二级透镜组用于配合所述第一级透镜组将所述第二级光线转换成等光强且平行射出的第三级光线；所述第三级透镜组，用于将第三级光线水平入射时，将第三级光线转换成向预设定方向偏移射出的第四级光线。采用本实用新型实施例，可达到均匀发光的信号显示效果，使观察者视觉更加舒适，进而提高信号显示的可识别性，克服由于部分光源失效产生误导造成交通事故的问题，营造更加安全的交通环境。

Description

显示灯 

技术领域

本实用新型涉及一种显示灯。 

背景技术

目前市场上的显示灯，如交通灯等，其包括起支撑、容纳作用的灯体，以及设置于灯体内的至少一个光源和透镜组，光源呈阵列分布式。但是，由于光源之间的间距较大，光源在发光时，明暗对比明显，造成了十分明显的分立的光源的像，观察者视觉有不舒适感，并且显示效果不够美观，同时，部分光源失效信号显示的图形会发生变化，有可能产生误导而造成交通事故。 

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种显示灯，可达到均匀发光的信号显示效果，使观察者视觉更加舒适，进而提高信号显示的可识别性，克服了由于部分光源失效产生误导造成交通事故的问题，营造更加安全的交通环境。 

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用如下技术方案： 

一种显示灯，包括灯体，以及由后向前设置于所述灯体内的： 

用于射出第一级光线的光源，； 

用于改变所述第一级光线光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线的第一级透镜组； 

用于配合所述第一级透镜组将所述第二级光线转换成等光强且平行射出的第三级光线的第二级透镜组； 

用于将第三级光线水平入射时，将第三级光线转换成向预设定方向偏移射出的第四级光线的第三级透镜组。 

本实用新型实施例的有益效果是： 

通过提供一种显示灯，通过第一级透镜组改变从光源发出的第一级光线的光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线，使其在第二级透镜组出射面上产生第三级光线，第三级光线为等光强且平行射出平行光，向第 三级透镜组入射，最终在第三级透镜组出射面上实现等亮度，即在出光面不同位置发出的指向任一相同方向的出射光的光强相同，进而使显示灯达到均匀发光的信号显示效果，使观察者视觉更加舒适，进而提高信号显示的可识别性，克服由于部分光源失效产生误导造成交通事故的问题，营造更加安全的交通环境。 

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步的详细描述。 

附图说明

图1是本实用新型实施例的交通信号灯的结构图； 

图2是本实用新型实施例的交通信号灯中的第一级透镜组3的结构图； 

图3是本实用新型实施例的交通信号灯中的第一级透镜组3的光路图； 

图4是本实用新型实施例的交通信号灯中的第二级透镜组4的结构图； 

图5是本实用新型实施例的交通信号灯的第一细节部分9的示意图； 

图6是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5的结构图； 

图7是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的立体结构图； 

图8是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的底面示意图； 

图9是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的AA’线剖面示意图； 

图10是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的BB’线剖面示意图； 

图11是本实用新型实施例的交通信号灯中的第二细节部分12的示意图； 

图12是本实用新型实施例的交通信号灯竖直方向上的光路图； 

图13是本实用新型实施例的交通信号灯水平方向上的光路图； 

图14是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的另一种立体结构图； 

图15是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的另一种底面示意图； 

图16是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的另一种AA’线剖面示意图； 

图1 7是本实用新型实施例的交通信号灯中的第三级透镜组5中柱面透镜单元10的另一种BB’线剖面示意图； 

图18是本实用新型实施例的交通信号灯竖直方向上的另一种光路图； 

图19是本实用新型实施例的交通信号灯水平方向上的另一种光路图。 

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种显示灯，主要包括灯体，以及由后向前设置于所述灯体内的光源、第一级透镜组、第二级透镜组和第三级透镜组，其中，所述光源用于射出第一级光线；所述第一级透镜组用于改变所述第一级光线光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线；所述第二级透镜组用于配合第一级透镜组将所述第二级光线转换成等光强且平行射出的第三级光线；所述第三级透镜组用于将第三级光线水平入射时，将第三级光线转换成向预设定方向偏移射出的第四级光线。 

具体地，上述灯体可以呈碗形或喇叭形等；每个透镜组可包含有一个或多个透镜，还可以包含有所需的非透镜结构(如支撑架、反射面等)；光源、第一级透镜组和第二级透镜组两两之间的距离可根据实际需要选择采用；均匀光斑的形状可有多种，如其配光曲线可以是以竖直方向的Z轴旋转对称的蝙蝠翼形或其他类型。 

下面通过一个交通信号灯的具体实施例来说明本实用新型的显示灯。 

图1是本实用新型实施例的交通信号灯的结构图，参照该图，该交通信号灯主要包括灯体1，以及由后向前设置于灯体1内的3个光源2、3个第一级透镜组3、第二级透镜组4和第三透镜组5，其中： 

光源2，用于射出第一级光线； 

第一级透镜组3，用于改变所述第一级光线光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线； 

第二级透镜组4，用于将第二级光线转换成等光强且平行射出的第三级光线； 

第三级透镜组5，用于将第三级光线水平入射时，将第三级光线转换成 向预设定方向偏移射出的第四级光线。 

具体地，光源2可采用LED灯或其他光源。 

具体地，单个的第一级透镜组3包括如图2所示的结构： 

设置于光源2前方的平凸透镜6，光源2位于平凸透镜6的凹坑一侧的光主轴上； 

以平凸透镜6的光主轴中心对称设置于光源2外侧的且以内表面进行全反射的全反射圆弧面7； 

另外，第一级透镜组3的投影面如图2中标号8所示； 

而第一级透镜组3对光源2的光进行如图3所示的光路图的处理。 

具体地，第二级透镜组4采用如图4所示的菲涅尔透镜，其第一细节部分9如图5所示，由于菲涅尔透镜为现有非常成熟的技术，因此不做赘述。 

具体地，如图6所示，第三级透镜组5由相同的具有圆柱曲面的柱面透镜单元10，按照同一朝向在同一平面上下左右相邻组成，柱面透镜单元10设置有向内凹陷的第一圆柱曲面11，而各柱面透镜单元10具有如图7所示的立体结构，图8示出了柱面透镜单元10的入射面一侧，图9示出了柱面透镜单元10按照图8所示AA’线的剖面，图10示出了柱面透镜单元10按照图8所示BB’线的剖面，第三级透镜组5的第二细节部分12如图11所示，第一圆柱曲面11具有上下方向上的第一曲率半径R1以及左右方向上的第二曲率半径R2，柱面透镜单元10的一面20可延伸至第一曲率半径R1对应第一圆弧13的第一圆心22，第一圆弧13的圆心角为(40±5)度，第一曲率半径R1可在(76±15)毫米的取值范围内，第二曲率半径R2对应第二圆弧14的圆心角为(92±5)度，第二曲率半径R2可在(26±5)毫米的取值范围内，所有柱面透镜单元10布满整个第三级透镜组5。 

采用上述结构的交通信号灯，由光源2发出的光线可形成如图12、图13所示的光路图，光源2发出的第一级光线经过第一级透镜组3后形成第二级光线，其光场分布为以竖直方向的Z轴旋转对称的蝙蝠翼形，形成均匀的圆饼形光斑，使其在第二级透镜组4的出射面达到等照度，第二级光线再通过第二级透镜组4(菲涅尔透镜)转换为等光强且平行出射的第三级光线入射到第三级透镜组5的入射面，第三级透镜组5上分布有无数个柱面透镜单元10，每个柱面透镜单元10在上下方向上通过第一圆弧面13 

调整上下的光束角，而在左右方向上通过第二圆弧面14调整左右对称的光束角，使第四级光线向下偏移射出，此时光斑的中心向下2.5度左右，最后整个面的出光符合交通信号灯的国家标准GB14887、欧洲标准EN12368和美国标准ITE等标准的要求。 

作为一种实施方式，柱面透镜单元10还可以设置有向外凸出的第二圆柱曲面15，而各柱面透镜单元10具有如图14所示的立体结构，图15示出了柱面透镜单元10的入射面，图16示出了柱面透镜单元10按照图15所示CC’线的剖面，图17示出了柱面透镜单元10按照图15所示DD’线的剖面，第二圆柱曲面15具有上下方向上的第三曲率半径R3以及左右方向上的第四曲率半径R4，柱面透镜单元10的一面21可延伸至第三曲率半径R3对应第三圆弧18的第三圆心23，第三圆弧18的圆心角为(40±5)度，第三曲率半径R3可在(61±15)毫米的取值范围内，第四曲率半径R4对应第四圆弧19的圆心角为(92±5)度，第四曲率半径R4可在(26±5)毫米的取值范围内，所有柱面透镜单元10布满整个第三级透镜组5。 

作为一种实施方式，上述交通信号灯还可以只包括1个光源2，其光路图对应如图18、19所示。 

作为一种实施方式，本实用新型实施例的显示灯不仅可以是上述交通信号灯，还可以是其它信号显示灯等。 

实施本实用新型实施例的显示灯，通过第一级透镜组改变从光源发出的第一级光线的光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线，使其在第二级透镜组出射面上产生第三级光线，第三级光线为等光强且平行射出平行光，向第三级透镜组入射，最终在第三级透镜组出射面上实现等亮度，即在出光面不同位置发出的指向任一相同方向的出射光的光强相同，进而使显示灯达到均匀发光的信号显示效果，使观察者视觉更加舒适，进而提高信号显示的可识别性，营造更加安全的交通环境；另外，采用第三级透镜组，可根据要求调整上述均匀发光显示灯的整体光场分布，向预设定方向偏转，满足信号显示的要求。 

以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。 

Claims (8)

1.一种显示灯，其特征在于，包括灯体，以及由后向前设置于所述灯体内的：

用于射出第一级光线的光源，；

用于改变所述第一级光线光场分布，转换为向第二级透镜组入射的第二级光线的第一级透镜组；

用于配合所述第一级透镜组将所述第二级光线转换成等光强且平行射出的第三级光线的第二级透镜组；

用于将第三级光线水平入射时，将第三级光线转换成向预设定方向偏移射出的第四级光线的第三级透镜组。

2.如权利要求1所述的显示灯，其特征在于，所述第三级透镜组由相同的具有圆柱曲面的柱面透镜单元，按照同一朝向在同一表面上下左右相邻组成。

3.如权利要求2所述的显示灯，其特征在于，所述柱面透镜单元具有向内凹陷的圆柱曲面。

4.如权利要求2所述的显示灯，其特征在于，所述柱面透镜单元具有向外凸出的圆柱曲面。

5.如权利要求1至4中任一项所述的显示灯，其特征在于，所述第一级透镜组包括：

设置于所述光源前方的平凸透镜，所述光源位于所述平凸透镜的平面一侧的光主轴上；

以所述光主轴中心对称设置于所述光源外侧的且以内表面进行反射的反射圆弧面。

6.如权利要求1至4中任一项所述的显示灯，其特征在于，所述第二级透镜组为菲涅尔透镜。

7.如权利要求1至4任一项所述的显示灯，其特征在于，所述显示灯包括一个所述光源和一个所述第一级透镜组，或者，所述显示灯包括至少两个所述光源和至少两个所述第一级透镜组。

8.如权利要求1至4中任一项所述的显示灯，其特征在于，所述显示灯为交通信号灯。

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