CN217763291U - 一种led警示灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED警示灯，为了实现前述的及其他目的与优点，所述LED警示灯包括：至少一LED光源；至少一光学透镜；一金属线路板；和一金属壳；各所述LED光源分别被可向外发光地安装于所述金属线路板，各所述光学透镜分别被可调节光路地设置于各所述LED光源，同时，各所述光学透镜被安装于所述金属壳，所述金属线路板被固定安装于所述金属壳之中。

Description

一种LED警示灯

技术领域

本实用新型涉及警示灯光学技术领域，特别是涉及一种LED警示灯。

背景技术

警示灯安装于汽车前部、后部和侧部，用于警车、特种车辆、工程车、救护车、消防车、农机车辆等领域，主要以蓝光、黄光、红光为主，以光信号来提示过往的车辆及时避让以及注意行车安全。

现市场上以LED为光源的警示灯为主，以蓝光、黄光和红光为主，出口到欧洲市场的警示灯必须满足ECE R65认证，其中配光光强是非常重要的主要指标。如图1A和1B所示为ECE R65有效光强J_e计算公式和闪光开关时间要求，如图1C所示为ECE R65 X类白天和晚上配光光强要求，以黄光为例，晚上有效J_e中心光强大于200cd,白天有效J_e中心光强大于400cd。如图2所示为ECE R65 X类配光光强测试点光强比例要求，分为窄角度和宽角度两类型，以黄光窄角度晚上标准为例，中心HV有效J_e光强至少200cd*100％，光斑左右宽度至30°有效J_e光强至少200cd*50％,上下8°左右10°有效J_e光强至少200cd*50％。特别是左右30°光强，由于折射角度较大及曲面微观非光滑结构，折射入射角大，较多的光没有形成折射而形成反射浪费掉，因此合理光学设计非常重要，光强合理分配，即符合法规配光测试要求，同时不要有太多的光投射至法规测试点外，达到以最小的功耗满足法规要求。

图3A和图3B所示为CN201521036964.8一种小型化LED警示灯光学结构示意图，以反光碗5为主要光学配光方式，这种光学结构是利用LED大角度的光经过反光碗5收集反射进行光学分配的，但无法收集LED前方反光碗5开口腔体的光，LED主要光能量无法收集利用，光效低，而且反光碗需要进行真空镀铝膜，真空镀铝膜制造过程会产生环境污染。

图4为发明专利CN201210543263.8一种LED警示灯光学结构示意图，LED发射出的光经过内菲涅尔光学结构收集，将LED发散的点光源先折射和全反射准直，再通过外表面的弧面和斜面进行光上下扩散，从而进行一条水平光带，但LED大角度的光无法进行收集利用浪费掉，同时LED水平方向大角度光由于材料全反射而无法收集利用。

图5为发明专利CN201110309024.1一种LED警灯光学结构示意图，LED发射出的光经过单独的蚌型光学结构件收集反射至配光需要区域，但每个单独蚌型光学结构无法收集LED全部光，光利用率低。

图6A和图6B为一种LED警灯光学结构示意图,LED发射出的光经过TIR进行准直为平行光，然后再经过外透镜方形凸、凹颗粒进行水平和垂直扩光。这种凸、凹颗粒光学设计没有办法按法规标准要求合理分配光强，特别是左右30°光强，由于折射角度较大及曲面微观非光滑结构，折射入射角大，较多的光没有形成折射而形成反射浪费掉。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种LED警示灯，警示灯能达到足够的有效光强，以光信号来提示过往的车辆及时避让以及注意行车安全。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯包括一LED，一光学透镜，其中光学透镜能将LED光收集并通过全反射和折射形成足够的光强和宽度从而达到警示灯标准要求。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯采用LED为光源，LED发出的光朝光学透镜方向。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯采用的LED为蓝光、黄光/金黄光、红光，以及绿光和白光等。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯采用LED数量不受限制，可以是2颗、4颗、6颗,或者其它数量，不受限制；

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯还包括一光学透镜，光学透镜朝向LED的光学面可将LED点光源发出的光线准直为平行光。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述光学透镜能够将被准直后的部分平行光调节为水平左右25°扩散的光带。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述光学透镜能够将被准直后的部分平行光调节为水平左右25°-35°扩散的光带。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述光学透镜能够将被准直后的部分平行光调节为水平左右15°扩散和上下10°扩散的光斑。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯示例为4颗LED光源，灯具高度为10.5mm。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯的光学透镜将LED发出的光全部收集利用，并将光按法规标准区域点进行合理的分配，光学利用率高。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯光学透镜为PMMA透明材料，或者PC透明材料，或者高硼硅等其它透明材料。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯还包括一金属线路板和一金属壳，将LED和驱动、控制电路过回流焊焊接在金属线路板上，提供恒定的LED工作电流以及及时把LED和驱动电路上的器件热量传递至金属壳上；金属线路板上有两个定位孔,并与金属壳对齐定位，并将定位柱通过模压使金属线路板和金属壳牢固固定在一起。

本实用新型一个目的在于提供一种LED警示灯，其中所述的LED警示灯采用密封硅胶将光学透镜和金属壳固定，使灯具内部与外界隔离，防止外界水汽、飞尘流入灯具内部，使灯具产生雾气，以及腐蚀电子器件等。

本实用新型提供了一种LED警示灯，为了实现前述的及其他目的与优点，所述LED警示灯包括：

至少一LED光源；

至少一光学透镜；

一金属线路板；和

一金属壳；

各所述LED光源分别被可向外发光地安装于所述金属线路板，各所述光学透镜分别被可调节光路地设置于各所述LED光源，同时，各所述光学透镜被安装于所述金属壳，所述金属线路板被固定安装于所述金属壳之中。

附图说明

图1A：ECE R65有效光强J_e计算公式；

图1B：ECE R65闪光开关时间要求；

图1C：ECE R65 X类有效J_e光强要求；

图2：ECE R65 X类配光分布要求；

图3A和图3B为一种小型化LED警示灯光学结构示意图；

图4为一种LED警示灯光学结构示意图；

图5为一种LED警示灯光学结构示意图；

图6A为一种LED警示灯光学结构剖面示意图；

图6B为一种LED警示灯外观侧视图；

图7A：本实用新型光学结构水平方向剖面示意图；

图7B：本实用新型光学结构水平方向剖面光线路径示意图；

图7C：本实用新型光学结构水平方向剖面光扩散示意图；

图7D：本实用新型光学结构外观结构示意图；

图8：本实用新型上述第一较佳实施例爆炸示意图；

图9：本实用新型上述第一较佳实施例水平方向剖面示意图；

图10：本实用新型上述第一较佳实施例三视图；

图11：本实用新型上述第一较佳实施例立体图；

图12A：本实用新型上述第一较佳实施例ECE R65 X类窄角度光学仿真图；

图12B：本实用新型上述第一较佳实施例ECE R65 X类窄角度光学仿真换算有效J_e光强的报告；

图13：本实用新型上述第二较佳实施例立体图；

图14：本实用新型上述第三较佳实施例立体图；

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

图8至图11所示为本实用新型的第一较佳实施例一LED警示灯1，所述LED警示灯可以以较小的厚度来达到足够的照明强度来满足警示照明的需求，较小的厚度，可以减少安装所述LED警示灯所需的安装空间，也可以适当减少其生产物料成本，同时，本实用新型可以提供一个窄角度的警示光线投射范围，使其可以向较远的地方投射警示光线。

如图8所示的本实用新型第一较佳实施例，所述LED警示灯1包括四个LED光源701、四个光学透镜702、一金属线路板703和一金属壳704，各所述LED光源701分别被可向外发光地安装于所述金属线路板703，各所述光学透镜702分别被可调节光路地覆盖于各所述LED光源701，同时，各所述光学透镜702被安装于所述金属壳704，所述金属线路板703被固定安装于所述金属壳704之中；

各所述LED光源701用于发出警示用的光线，所述光学透镜702用于调节所述LED光源所发出光线的光路，使所述LED光源的光路被调节为满足需求的形态，尤其是可以形成一组平行光线701A，所述金属线路板703用于安装固定各所述LED光源，并且所述金属线路板703可以用于所述LED光源的导热，所述金属壳704用于保护被安装在其内部的所述金属线路板703和所述LED光源，同时，所述金属壳704还可以提供散热的功效。

由于LED光源接近于点光源，在使用时需要对其发出的光线的进行光路调节后才能满足各种不同的使用需求，否则LED光源所发出的光线会向各个方向扩散，所述本实用新型第一较佳实施例中的所述LED光源701需要通过所述光学透镜702来进行光路调节，才能达到能够满足需求的光照强度以及光照范围。

如图7A至7D所示，在本实用新型的该第一较佳实施例中，对应四个所述LED光源701，通过设置四个所述光学透镜702来分别调节每个所述LED光源701所发出光线的光路。

如图7A所示，所述光学透镜702进一步具有一折射曲面7011、一第一折射侧面7012，一第一反射环面7013、一第二折射侧面7014、一第二反射环面7015，同时，所述光学透镜702还包括一光学曲面件7016和多个扩光结构7017，

所述折射曲面7011被成形于所述光学透镜702的中部，且所述折射曲面7011面向所述LED光源地凸起于所述光源透镜702，

所述第一折射侧面7012被向下延伸地环绕连接于所述折射曲面7011的外缘，

所述第一反射环面7013被斜向向外延伸地环绕连接于所述第一折射侧面7014的下边缘，

所述第二折射侧面7014被向下延伸地环绕连接于所述第一反射环面7013的上边缘，

所述第二反射环面7015被斜向向外延伸地环绕连接于所述第二折射侧面7014的下边缘，

各所述光学曲面件7016分别被可调节光路地排列设置于所述光学透镜702的出射面，

各所述扩光结构7017分别被排列成形于所述光学透镜702的出射面，

同时，所述折射曲面7011被定位于所述LED光源的正上方；

如图7B所示的光路示意图，所述折射曲面7011用于主要调节所述LED光源向正上方射出部分的光线的光路，将散射的光线调节校准为平行光线；

所述第一折射环面7012主要用于调节所述LED光源向周围散射的部分光线的光路，并将该部分光线折射至所述第一反射环面7013；

所述第一反射环面7013主要用于将被所述第一折射环面7012所折射的光线反射形成平行光线；

所述第二折射环面7014主要用于调节所述LED光源最外侧部分的散射光线的光路，并将该部分光线折射至所述第二反射环面7015；

所述第二反射环面7015主要用于将所述第二折射环面7014所折射的光线反射形成平行光线；

总的来说，通过所述折射曲面7011、所述第一折射环面7012、所述第一反射环面7013、所述第二折射环面7014和所述第二反射环面7015的协同调节，所述LED光源701所发出的大部分光线的光路在所述光线透镜702中都被调节至平行光路，使所述LED光源701向各个方向的散射光线被聚拢统一至同一方向，以提高其在该方向上的亮度；

各所述光学曲面件7016主要用于对被调节至平行的部分光线进一步进行光路调节，使其形成适当扩散的一组光斑701D，提高光线的可视角度，使得所述LED警示灯1所发出的光线在保证亮度的同时，能够在更大的范围被观察到；

各所述扩光结构7017主要用于对被调节至平行的部分光线进一步进行光路调节，使其形成适当扩散的多个光带，进一步提高光线的可视角度；

通过所述光学曲面件7016和所述扩光结构7017，被调节光路后的平行光线分别被扩散为多个光斑和光带，光斑虽然照射范围较小，但是具有较高的亮度，能够使较远的观察者也能观察到，使所述LED警示灯1起到警示作用，同时，光带的照射范围较大，虽然光带的亮度略低于光斑，但能够在较大的角度范围内起到警示作用，通过光斑和光带的协同作用，可以大大提高所述LED警示灯1的警示效果。

优选地，所述光线透镜702由PMMA透明材料，或者PC透明材料，或者高硼硅等其它透明材料；采用PMMA透明或PC透明材料，因其具有较好的折射率，且同时具备较好的可塑性；采用高硼硅，因其具备较好的热稳定性能，可以降低所述LED光源701产生的热量影响，同时，高硼硅具有较小的热膨胀系数，可以降低其受热后变形对光路的影响，使所述LED警示灯在不同温度下具有较好的照明稳定性。

所述扩光结构7017进一步包括一扩光峰部70171和两个扩光谷部70172，两个所述扩光谷部70172分别被设置于扩光峰部70171的两侧，所述扩光峰部70171向外凸起于所述光学透镜702；

如图7C所示，所述扩光峰部70171主要用于调节经过其表面的平行光线的光路，使该部分平行光线的光路被调节为具有一定扩张角度的一中部光带701B；

所示扩光谷部70172主要用于调节经过其表面的平行光线的光路，使该部分平行光线的光路被调节为射向两侧的两条侧翼光带701C；

如图所示，所述中部光带701B和所述侧翼光带701C组合形成一个大范围的光带，使所述LED警示灯1能够向较大的范围投射警示性的光信号。

值得一提的是，通过改变所述光学曲面件7016和所述扩光结构7017的弯曲度，可以进而改变最终出射光线的光路，这使得本实用新型所述LED警示灯1可以根据不同的需求来定制所述光线曲面件7016和所述扩光结构，来形成参数各异的所述中部光带701B、所述侧翼光带701C和所述光斑701D；

优选地，所述中部光带701B的光路为水平左右25°扩散，两个所述侧翼光带701C的光路为左右水平25°至35°扩散，所述光斑701D的光路为左右15°扩散和上下10°扩散，以上的组合，可以形成较好的警示照明效果，其详细的照明效果可参见图12A与图12B。

进一步，所述LED警示灯1包括两个定位柱7041，所述金属线路板703被开设有两个定位孔7031，各所述定位柱7041被连接于所述金属壳704，且各所述定位柱7041分别能被安装连接各于所述定位孔7031中；

通过所述定位柱7041的连接，所述金属线路板703能够被稳固地安装于所述金属壳704之中，可以较好地避免其发生松动位移而影响所述光学透镜702光路调节的效果。

优选地，各所述光学透镜702相互连接一体成型，进一步优选地，一体成型的所述光学透镜702与所述金属壳704之间采用密封硅胶固定密封，可以更好地保护内部的所述金属线路板703与所述LED光源701，使内部与外界隔离，防止外界水汽、飞尘流入灯具内部，使灯具产生雾气影响照明效果，以及腐蚀电子器件等。

另一面，为了增加照明效果，可以通过增加所述LED光源的个数来简单实现，如图13所示的本实用新型第二较佳实施例，该第二较佳实施例相对于第一较佳实施例，增加了所述LED光源701的数量至6个，以及增加相对应元件的数量和尺寸，即可增加一定的警示照明效果。

再一个方面，通过改变所述LED光源701和所述光学透镜702的排布方式，也可以达到某种照明效果，如图14所示的本实用新型的第三较佳实施例，通过以“田”字的布局来设置所述LED光源701和所述光学透镜702，可以使该第三较佳实施例变得更加小型化和紧凑化，便于安装与使用，且所投射的警示光线可以更加聚拢。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的优选实施例只作为举例而并不限制本实用新型。且本实用新型的目的已经完整并有效地实现，本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一LED警示灯，其特征在于，所述LED警示包括：

至少一LED光源；和

至少一光学透镜，所述光学透镜被可调节光路地覆盖于所述LED光源；

其中，所述光学透镜具有一折射曲面，所述光学透镜的所述折射曲面被成形于所述光学透镜的中部，且所述光学透镜的所述折射曲面面向所述LED光源地凸起于所述光源透镜。

2.根据权利要求1所述的LED警示灯，其中，所述光学透镜进一步具有一第一折射侧面和一第一反射环面，所述第一折射侧面被向下延伸地环绕连接于所述光学透镜的所述折射曲面的外缘，所述第一反射环面被斜向向外延伸地环绕连接于所述第一折射侧面的下边缘。

3.根据权利要求2所述的LED警示灯，其中，所述光学透镜进一步具有一第二折射侧面和一第二反射环面，所述第二折射侧面被向下延伸地环绕连接于所述光学透镜的所述第一反射环面的上边缘，所述第二反射环面被斜向向外延伸地环绕连接于所述第二折射侧面的下边缘。

4.根据权利要求3所述的LED警示灯，其中，所述光学透镜进一步包括多个扩光结构，个所述扩光结构分别被排列成形于所述光学透镜的出射面。

5.根据权利要求4所述的LED警示灯，其中，所述扩光结构进一步包括一扩光峰部和两个扩光谷部，两个所述扩光谷部分别被设置于扩光峰部的两侧，所述扩光峰部向外凸起于所述光学透镜。

6.根据权利要求1至5任一项所述的LED警示灯，其中，所述光学透镜进一步包括至少一光学曲面件，所述光学曲面件被可调节光路地设置于所述光学透镜的出射面。

7.根据权利要求6所述的LED警示灯，其中，所述LED警示灯进一步包括一金属线路板和一金属壳，所述LED光源被可向外发光地安装于所述金属线路板，所述金属线路板被固定安装于所述金属壳之中，所述光学透镜被安装于所述金属壳。

8.根据权利要求7所述的LED警示灯，其中，所述LED警示灯进一步包括至少两个定位柱，所述金属线路板进一步具有至少两个定位孔，各所述定位柱被连接于所述金属壳，且各所述定位柱分别能被安装连接于所述金属线路板的各所述定位孔中。

9.根据权利要求7所述的LED警示灯，其中，所述光学透镜与所述金属壳之间采用密封硅胶固定密封。

10.一LED警示灯，其特征在于，所述LED警示包括：

至少一LED光源；和

至少一光学透镜，所述光学透镜被可调节光路地覆盖于所述LED光源；

其中，所述光学透镜具有一折射曲面，所述光学透镜的所述折射曲面被成形于所述光学透镜的中部，且所述光学透镜的所述折射曲面面向所述LED光源地凸起于所述光源透镜；

其中，所述光学透镜进一步具有一第一折射侧面和一第一反射环面，所述第一折射侧面被向下延伸地环绕连接于所述光学透镜的所述折射曲面的外缘，所述第一反射环面被斜向向外延伸地环绕连接于所述第一折射侧面的下边缘；

其中，所述光学透镜进一步具有一第二折射侧面和一第二反射环面，所述第二折射侧面被向下延伸地环绕连接于所述光学透镜的所述第一反射环面的上边缘，所述第二反射环面被斜向向外延伸地环绕连接于所述第二折射侧面的下边缘；

其中，所述光学透镜进一步包括多个扩光结构，所述扩光结构分别被排列成形于所述光学透镜的出射面；

其中，所述扩光结构进一步包括一扩光峰部和两个扩光谷部，两个所述扩光谷部分别被设置于扩光峰部的两侧，所述扩光峰部向外凸起于所述光学透镜；

其中，所述光学透镜进一步包括至少一光学曲面件，所述光学曲面件被可调节光路地设置于所述光学透镜的出射面；

其中，所述LED警示灯进一步包括一金属线路板和一金属壳，所述LED光源被可向外发光地安装于所述金属线路板，所述金属线路板被固定安装于所述金属壳之中，所述光学透镜被安装于所述金属壳；

其中，所述LED警示灯进一步包括至少两个定位柱，所述金属线路板进一步具有至少两个定位孔，各所述定位柱被连接于所述金属壳，且各所述定位柱分别能被安装连接于所述金属线路板的各所述定位孔中；

其中，所述光学透镜与所述金属壳之间采用密封硅胶固定密封。

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