[發(fā)明專利]LED交通信號器以及用于其的光學元件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210066223.9
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102679207A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·迪比
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣照明解決方案有限責任公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V5/04;F21Y101/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

該申請對應(yīng)的美國申請是要求在2008年9月4日提交的美國臨時申請?zhí)?1/094,253的權(quán)益的2009年9月4日提交的PCT申請?zhí)朠CT/US2009/056029的部分繼續(xù)申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及照明裝置。更具體地，本公開涉及用于控制源自相對小的光源的光的高效信號燈。

背景技術(shù)

信號發(fā)送燈的當前構(gòu)造允許通過采用多個透鏡來控制光，這些多個透鏡包括第一會聚透鏡和第二擴散透鏡(參見圖1)。例如，美國專利號5,947,587(其通過引用結(jié)合于此)公開了包括箱形外殼1的信號燈，該箱形外殼1具有由擴展窗口3封閉的開口端2。LED?4聚集在外殼1的中心軸線6周圍并且正透鏡7(其描述為菲涅耳透鏡)插入該擴展窗口和LED之間。

LED?4設(shè)置在具有是菲涅耳透鏡7的表面積的25％的表面積的陣列中。菲涅耳透鏡7起到會聚光束圖案的作用并且然后擴展窗口3擴散光。使用兩個光學元件(即，菲涅耳透鏡和擴展窗口)導致通過這兩個光學部件的光損失。此外，需要制造兩個獨立的光學部件并且將其組裝成信號燈，這增加了制造成本以及LED信號器的效率。

因此，發(fā)展在會聚光之前擴散光以便控制光散布到場上同時使用較小的塑料部件的高效信號發(fā)送燈，這是可取的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中提供照明裝置。該照明裝置包括具有開口端的外殼、封閉該外殼的該開口端并且包括會聚外表面和發(fā)散內(nèi)表面的折射光學元件，以及與該折射光學元件配合的光源。該光源靠近該折射光學元件的焦點設(shè)置。該光學元件可包括內(nèi)表面，其具有與射入光線的軌跡正交的參考平面。備選地，該光學元件可包括準直透鏡，該內(nèi)表面配置為平面的并且與從光源發(fā)出的光線正交，并且該外表面配置成重新定向光線以提供大體上準直的光束圖案。

在另一個實施例中，提供照明裝置。該照明裝置包括具有開口端和幾何軸線的外殼以及沿著光軸設(shè)置的至少一個光源。該照明裝置進一步包括外光學元件，其具有焦點并且封閉該外殼的開口端，該光學元件包括會聚外表面和與源自內(nèi)光學元件的光配合的發(fā)散內(nèi)表面。另外，該照明裝置包括在光源和外光學元件之間的內(nèi)光學元件，該內(nèi)光學元件將來自從焦點偏移光源光朝外光學元件重新定向。外和內(nèi)光學元件可關(guān)于幾何軸線旋轉(zhuǎn)對稱。內(nèi)光學元件的內(nèi)表面可以是多小平面型的，外光學元件的外表面可以是光滑的。光源可包括第一和第二光源，該第一光源比該第二光源更接近內(nèi)光學元件設(shè)置。外光學元件可配置成與第二光源配合來提供大體上準直的光束圖案。

在再另一個實施例中，提供照明裝置。該照明裝置包括具有開口端的外殼和至少兩個會聚透鏡。定位一個會聚透鏡來收集來自光源的光的大部分并且定位另一個會聚透鏡來封閉信號燈的開口端并且對于給定規(guī)格散布光?？蛇x地，至少一個光源沿著光軸設(shè)置并且外殼具有幾何軸線。

在再另一個實施例中，提供照明裝置。該照明裝置包括具有開口端的外殼、光源和會聚透鏡。該會聚透鏡包括彎曲的入光面、全內(nèi)反射面和出光面，其中該彎曲的入光面配置成將來自光源的光朝該全內(nèi)反射面的中心會聚。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的信號燈的示意截面圖。

圖2是具有帶有遠側(cè)會聚表面的正透鏡的信號燈的示意截面圖。

圖3是具有帶有能模塑的多小平面型內(nèi)表面的正透鏡的信號燈的第二實施例的示意截面圖。

圖4A是與光源配合用于在新穎的信號燈的第三實施例中使用的兩個光學元件的示意圖。

圖4B是與光源配合用于在新穎的信號燈的實施例中使用的兩個光學元件的備選示意圖。

圖5是在圖3中示出的與光源配合的透鏡的側(cè)視圖。

圖6是在圖5中示出的光學元件的光學模擬光線追蹤屏幕截圖。

圖7是參考內(nèi)參考平面的分布曲線的示意垂直截面圖。

圖8是根據(jù)本公開的方面的示范性透鏡的部分側(cè)視圖。

圖9是示出彎曲的入光面實施例的TIR元件的截面觀察光線圖。

圖10是具有模具加工圓角的TIR元件的截面觀察光線圖。

圖11是根據(jù)本公開的方面的信號燈的示意截面圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖描述本公開的一個或多個實現(xiàn)，其中類似的標號用于指代所有類似的元件。