CN216556973U - 一种聚光装置及信号灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于户外照明技术设备领域，尤其涉及一种聚光装置及信号灯。聚光装置包括第一透镜和发光结构，第一透镜具有出光面以及与出光面相背设置的入光面，发光结构相对入光面设置并朝入光面投射光线，发光结构包括第一发光元件以及多个沿第一发光元件的周向间隔布置的第二发光元件，入光面正对第一发光元件的位置设有散光区，入光面正对各第二发光元件的位置均对应设有聚光区；第一发光元件朝散光区投射光线；任一第二发光元件所发出的光线部分入射对应的聚光区并出射出光面，另一部分入射另外的聚光区并出射出光面。本实用新型的聚光装置能够扩大发光结构的近距离照射范围并提高其远距离照射光强。

Description

一种聚光装置及信号灯

技术领域

本实用新型属于户外照明技术设备领域，尤其涉及一种聚光装置及信号灯。

背景技术

定位标识灯是指，通过发出特殊光学信号以传达求救、指示等讯息的发光设备。

目前，定位标识指示灯已应用于交通指示、户外搜救等多个领域。其中，便携式定位标识灯可应用于户外及野外等场合，其一般包括一个或多个光源，通过发送光信号进行远距离呼救或传达其他讯息；其次，部分便携式定位标识灯亦具有普通的近距离照明功能。

但是，现有的便携式定位标识指示灯所使用的透镜通常只具有一个聚光区，其聚光效果不佳，当在户外及野外等场合使用时，其发出的光信号不容易在远处被搜索到；此外，现有的便携式定位标识指示灯未进行功能区分，无法同时满足近距离照射范围和远距离照射光强的需要。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种聚光装置，旨在解决如何扩大发光结构的近距离照射范围并提高其远距离照射光强的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：

第一方面，提供一种聚光装置，包括第一透镜和发光结构，所述第一透镜具有出光面以及与所述出光面相背设置的入光面，所述发光结构相对所述入光面设置并朝所述入光面投射光线，所述发光结构包括第一发光元件以及多个沿所述第一发光元件的周向间隔布置的第二发光元件，所述入光面正对所述第一发光元件的位置设有散光区，所述入光面正对各所述第二发光元件的位置均对应设有聚光区；所述第一发光元件朝所述散光区投射光线；任一所述第二发光元件所发出的光线部分入射对应的所述聚光区并出射所述出光面，另一部分入射另外的所述聚光区并出射所述出光面。

在一个实施例中，各所述聚光区依次相连接，且各所述聚光区均连接所述散光区。

在一个实施例中，所述聚光装置还包括第二透镜，至少有一所述第二发光元件对应设置有所述第二透镜，所述第二透镜位于对应的所述第二发光元件的光线传播路径上且用于汇聚对应的所述光线。

在一个实施例中，所述第二透镜与对应的所述第二发光元件一体成形。

在一个实施例中，设置有所述第二透镜的所述第二发光元件的光源角度范围为30～80度。

在一个实施例中，所述第二透镜为硅胶透镜。

在一个实施例中，所述第一发光元件为草帽灯光源，且第一发光元件的出光角为15度。

在一个实施例中，至少有一所述第二发光元件为红外光源，且至少有一所述第二发光元件为蓝光光源，至少有一所述第二发光元件为红光光源，至少有一所述第二发光元件为白光光源。

在一个实施例中，所述发光结构还包括电路板，所述电路板相对所述入光面设置，所述第一发光元件和各所述第二发光元件均电性连接所述电路板，并位于所述电路板与所述入光面之间。

第二方面，提供一种信号灯，包括如上所述的聚光装置，所述信号灯还包括壳体和供电单元；所述壳体开设有出光口，所述第一透镜设置于所述出光口处，且所述出光面背离所述壳体设置；所述发光结构电性连接所述供电单元并绝缘连接所述壳体；所述发光结构和所述供电单元均收容于所述壳体中。

本申请的有益效果在于：散光区对光线具有发散作用；第一发光元件所发射的光线入射散光区后发生偏折，并向散光区的四周发散后再出射出光面，从而转换为照射范围更大的散射光。聚光区对光线具有汇聚作用；任一第二发光元件所发出的光线部分入射对应的聚光区后发生偏折，并向聚光区的中心汇聚后再出射出光面，从而转换为更为集中的主光线；任一第二发光元件所发出的另一部分光线通过另外的聚光区后于相应的聚光区处发生偏折，并经汇聚后出射出光面，从而转换成与前述主光线具有夹角的辅光线；各第二发光元件均发出前述主光线与辅光线，从而实现聚光装置的多角度聚光，并使光讯号在一定距离处仍然可视且光斑均匀不刺眼。多个聚光区对穿射其的光线进行汇聚，能够提高小功率发光元件的光效，从而降低发光设备的能耗。综上，本申请解决如何扩大发光结构的近距离照射范围并提高其远距离照射光强的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述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为本申请实施例提供的信号灯的剖视图；

图2为本申请实施例提供的第一透镜的剖视图；

图3为图2所示的第一透镜A处的侧视图；

图4为本申请实施例提供的发光结构的结构示意图；

图5为图4所示的发光结构的俯视图；

图6为本身请实施例提供的第二发光元件的裸光源朗伯体配光曲线图；

图7为图6所示的第二发光元件经过第二透镜聚光后的配光曲线图；

图8为图7所示的第二发光元件经过对应的聚光区聚光后的配光曲线图；

图9为图7所示的第二发光元件经过非对应的聚光区聚光后的配光曲线图。

其中，图中各附图标记：100、信号灯；10、聚光装置；11、第一透镜；111、出光面；112、入光面；1121、散光区；1122、聚光区；12、发光结构；121、第一发光元件；122、第二发光元件；13、第二透镜；20、电路板；30、壳体； 31、入光腔；40、供电单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1、图2及图4，本申请实施例提供了一种应用于信号灯100的聚光装置10，包括第一透镜11和发光结构12，第一透镜11具有出光面111以及与出光面111相背设置的入光面112，发光结构12相对入光面112设置并朝入光面112投射光线，发光结构12包括第一发光元件121以及多个沿第一发光元件121的周向间隔布置的第二发光元件122，入光面112正对第一发光元件121 的位置设有散光区1121，入光面112正对各第二发光元件122的位置均对应设有聚光区1122；第一发光元件121朝散光区1121投射光线；任一第二发光元件122所发出的光线部分入射对应的聚光区1122并出射出光面111，另一部分入射另外的聚光区1122并出射出光面111。

请参阅图2，可以理解的是，第一透镜11于散光区1121处朝远离第一发光元件121的方向凹陷并形成凹透镜结构。可选地，第一发光元件121设置于该凹透镜结构的焦点处。可以理解的是，第一透镜11于聚光区1122处朝对应的第二发光元件122的方向外凸，并形成凸透镜结构。可选地，任一第二发光元件122设置于对应的凸透镜结构的焦点处。

可以理解的是，在本实施例中，散光区1121对光线具有发散作用；第一发光元件121所发射的光线入射散光区1121后发生偏折，并向散光区1121的四周发散后再出射出光面111，从而转换为照射范围更大的散射光。聚光区1122 对光线具有汇聚作用；任一第二发光元件122所发出的光线部分入射对应的聚光区1122后发生偏折，并向聚光区1122的中心汇聚后再出射出光面111，从而转换为更为集中的主光线；任一第二发光元件122所发出的另一部分光线通过另外的聚光区1122后于相应的聚光区1122处发生偏折，并经汇聚后出射出光面111，从而转换成与前述主光线具有夹角的辅光线；各第二发光元件122 均发出前述主光线与辅光线，从而实现聚光装置10的多角度聚光，并使光讯号在一定距离处仍然可视且光斑均匀不刺眼。多个聚光区1122对穿射其的光线进行汇聚，能够提高小功率发光元件的光效，从而降低发光设备的能耗。综上，本申请解决如何扩大发光结构12的近距离照射范围并提高其远距离照射光强的技术问题。

清参阅图4及图5，可以理解的是，本申请实施例的设置有多个第二发光元件122，能够发射多束光线，通过对多束光线分别进行汇聚，进而可以提高光信号发射人员被搜救的概率。

可选地，出光面111为一个平面。

可选地，出光面111与多个聚光区1122对应的位置朝远离第二发光元件 122的方向外凸并形成多个弧形凸面。

请参阅图1及图2，可选地，在本实施例中，出光面111朝远离发光结构 12的方向外凸并形成一个弧形凸面。可以理解的是，双凸透镜通常用于对点光源聚光，其对于光束的汇聚效果更为显著。

请参阅图5，可选地，在本实施例中，第二发光元件122沿第一发光元件 121的周向均匀分布，多个聚光区1122相应地沿散光区1121的周向均匀分布。可以理解的是，在本实施例中，多个第二发光元件122能够共同形成更加均匀的光斑。

请参阅图5，可选地，在本实施例中，第二发光元件122间隔设置有四个，聚光区1122相应地设置有四个。

请参阅图5，可选地，在本实施例中，各聚光区1122依次相连接，且各聚光区1122均连接散光区1121。

可以理解的是，在本实施例中，第一透镜11和与其相对设置的发光结构 12均结构紧凑，从而能够增加本实施例的聚光装置10所运用的信号灯100的便携性。

可选地，在本实施例中，聚光装置10还包括第二透镜13，至少有一第二发光元件122对应设置有第二透镜13，第二透镜13位于对应的第二发光元件 122的光线传播路径上且用于汇聚对应的光线。

可以理解的是，第二发光元件122所发出的光线首先穿射第二透镜13，并经历第一次汇聚。此后，该光线部分穿射对应的聚光区1122经历第二次汇聚，并形成更为集中的主光线；该光线的另一部分穿射其他的聚光区1122并于相应位置经历第二次汇聚，并形成更为集中的辅光线。经过前述汇聚后，主光线于出光面111与各聚光区1122对应位置处集中；多束辅光线与主光线呈多角度发射。多个第二发光元件122同时发射出前述主光线和辅光线，

可以理解的是，本申请实施例的第一透镜11跟第二透镜13双重组合，可以在较低功率下提高中心光强，同时也可以大大减少聚光装置10的尺寸，进一步增加便携性。

请参阅图5，可选地，在本实施例中，第二透镜13与对应的第二发光元件122一体成形。可以理解的是，第二透镜13与对应的第二发光元件122贴合，能够进一步提高第二发光元件122的光效。

请参阅图6，可选地，第二发光元件122由设置于其内的蓝光芯片通过荧光粉激发成白光后，形成朗伯体出光。该第二发光元件122的裸光源经朗伯体发光后，其最大光强为7.5CD。

请参阅图7至图9，可以理解的是，在经过对应的第二透镜13的第一次配光后，最大光强增加至14.7CD；随后，其经过第一透镜11的第二次配光，此时的最大光强为303.6CD；此外，该第二发光元件122的部分光线经其他第二透镜13配光，并在20～30度和40～60度出光角的两个区间都存在一些辅助的光强，其辅助光强值在4CD-7CD之间。在本实施例中，最终出射出光面111 的光强值超过入射时的40倍，对应的第二发光元件122的照射距离被延长。

可选地，在本实施例中，设置有第二透镜13的第二发光元件122的光源角度范围为30～80度。

可以理解的是，第二发光元件122发射的光线为光源角度范围较大的散射光；经过第二透镜13的汇聚，其光源角度范围缩小至30～80度，此后再入射对应的聚光区1122，能够得到更好的聚光效果。

可选地，在本实施例中，第二透镜13为硅胶透镜。

可以理解的是，光学硅胶具有相较于其他材料具有以下几点优势：首先，其具有较高的透光率，由其制作的硅胶透镜的光学透明性能远超过PMMA透镜和PC透镜。第二，光学硅胶在成型后基本无残余应力发生，从而能够避免因残余应力引起的镜片变形与破裂以及产生双折射现象。第三，光学硅胶的折射率较低，能在高低温环境和多种波长光线穿射的情况下均保持稳定的低折射率；且其色散程度较低，可获得高清晰度的成像效果。综上，采用硅胶透镜能够保证对应的第二发光元件122具有较高的透光率、较高的安全性能和较清晰的光斑。

可选地，第一发光元件121是出光角为15度的食人鱼灯珠，且其能够在低功率条件下使用。可以理解的是，该食人鱼灯珠的出光角为15度，其发射的光线经过第一透镜11上散光区1121的发散作用，能够获取到更大的照射范围。

请参阅图3，可选地，在本实施例中，第一发光元件121为草帽灯光源，且第一发光元件121的出光角为15度。可选地，在本实施例中，第一发光元件 121发射白光。可以理解的是，第一发光元件121向散光区1121投射出光角为 15度的光线，该光线经散光区1121的发散作用，能够在近距离处获取较大范围的白光照明。

请参阅图1，可选地，在本实施例中，第一发光元件121朝向散光区1121 的一端朝散光区1121延伸，并使散光区1121的凹面将第一发光元件121部分包围。可以理解的是，在本实施例中，第一发光元件121所发射的光源能够更多的投射至散光区1121而非出光面111的其它部位，从而优化散光区1121的散光效果。

可选地，在本实施例中，至少有一第二发光元件122为红外光源，且至少有一第二发光元件122为蓝光光源，至少有一第二发光元件122为红光光源，至少有一第二发光元件122为白光光源。

可以理解的是，多个第二发光元件122能够相互配合并使聚光装置10发射出不同颜色的光线；通过对各个颜色的光线进行定义，即可传达不同的求救讯息。

可以理解的是，本实施例中所采用的红外光源的裸光源出光角为20度，可以大大增加中心光强，可以降低功率使用，使灯具续航能力更强。

可选地，聚光装置10还包括控制单元，控制单元能够控制第一发光元件 121和多个第二发光元件122的接电与断电，并使聚光装置10发射不同颜色的光线。

请参阅图4及图5，可选地，在本实施例中，发光结构12还包括电路板20，电路板20相对入光面112设置，第一发光元件121和各第二发光元件122均电性连接电路板20，并位于电路板20与入光面112之间。

可以理解的是，电路板20的一端电性连接第一发光元件121与多个第二发光元件122；另一端电性连接有供电单元40，并将发光结构12截图电路。

请参阅图1，本申请实施例还提出了一种信号灯100，该信号灯100包括前述任意一种方案的聚光装置10，该聚光装置10的具体结构参照上述实施例，由于本采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该信号灯100还包括壳体 30和供电单元40。其中，壳体30开设有出光口，第一透镜11设置于出光口处，且出光面111背离壳体30设置；发光结构12电性连接供电单元40并绝缘连接壳体30；发光结构12和供电单元40均收容于壳体30中。

可以理解的是，通过将聚光装置10与供电单元40电性连接，将发光结构 12接通于电路中以实现其发光功能。

请参阅图2，可选地，第一透镜11与壳体30一体成型，并形成具有入光腔31的筒状结构，发光结构12收容于该入光腔31中。

以上仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种聚光装置，其特征在于，包括第一透镜和发光结构，所述第一透镜具有出光面以及与所述出光面相背设置的入光面，所述发光结构相对所述入光面设置并朝所述入光面投射光线，所述发光结构包括第一发光元件以及多个沿所述第一发光元件的周向间隔布置的第二发光元件，所述入光面正对所述第一发光元件的位置设有散光区，所述入光面正对各所述第二发光元件的位置均对应设有聚光区；所述第一发光元件朝所述散光区投射光线；任一所述第二发光元件所发出的光线部分入射对应的所述聚光区并出射所述出光面，另一部分入射另外的所述聚光区并出射所述出光面。

2.如权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，各所述聚光区依次相连接，且各所述聚光区均连接所述散光区。

3.如权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述聚光装置还包括第二透镜，至少有一所述第二发光元件对应设置有所述第二透镜，所述第二透镜位于对应的所述第二发光元件的光线传播路径上且用于汇聚对应的所述光线。

4.如权利要求3所述的聚光装置，其特征在于，所述第二透镜与对应的所述第二发光元件一体成形。

5.如权利要求3所述的聚光装置，其特征在于，设置有所述第二透镜的所述第二发光元件的光源角度范围为30～80度。

6.如权利要求3所述的聚光装置，其特征在于，所述第二透镜为硅胶透镜。

7.如权利要求1所述的聚光装置，其特征在于，所述第一发光元件为草帽灯光源，且第一发光元件的出光角为15度。

8.如权利要求1-7任意一项所述的聚光装置，其特征在于，至少有一所述第二发光元件为红外光源，且至少有一所述第二发光元件为蓝光光源，至少有一所述第二发光元件为红光光源，至少有一所述第二发光元件为白光光源。

9.如权利要求1-7任意一项所述的聚光装置，其特征在于，所述发光结构还包括电路板，所述电路板相对所述入光面设置，所述第一发光元件和各所述第二发光元件均电性连接所述电路板，并位于所述电路板与所述入光面之间。

10.一种信号灯，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的聚光装置，所述信号灯还包括壳体和供电单元；所述壳体开设有出光口，所述第一透镜设置于所述出光口处，且所述出光面背离所述壳体设置；所述发光结构电性连接所述供电单元并绝缘连接所述壳体；所述发光结构和所述供电单元均收容于所述壳体中。

Images