[發(fā)明專利]一種大功率LED環(huán)射光源組件和應(yīng)用該組件的環(huán)射燈和用途

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910047555.0
• 申請(qǐng)日: 2009-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN101832515A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海開騰信號(hào)設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F21V7/06
• 分類號(hào): F21V7/06;F21V29/00;H01L33/00;F21Y101/02
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED燈具，尤其涉及用于水路或陸路交通指揮中的警示燈和信號(hào)燈以及航空顯示障礙燈或日常照明所用的環(huán)射燈；特別涉及一種大功率LED環(huán)射光源組件，還涉及使用該組件的環(huán)射燈以及該環(huán)射燈的用途。

背景技術(shù)

隨著發(fā)光二極管(LED)芯片技術(shù)的不斷發(fā)展以及發(fā)光二極管(LED)封裝形式的多樣化，使得(LED)在各種新型燈具領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)品大多數(shù)為L(zhǎng)ED汽車燈具以及交通信號(hào)燈，都是采用了小視角，高光強(qiáng)輸出的發(fā)光二極管，組成定向光信號(hào)燈。而LED發(fā)光二極管在環(huán)射燈產(chǎn)品上的成功應(yīng)用范例卻很少。如人們通常是把發(fā)光二極管直接配置在燈器的圓周面上，或是以盡可能小尺寸的平面光陣單元體按多邊形形式排列在燈器的圓周面上，以使LED或LED光陣所發(fā)出的光線呈360°方向散射來滿足各種環(huán)射燈的使用要求，而這樣的應(yīng)用形式其所得到的圓周方向上的光強(qiáng)輸出特性曲線往往是呈齒輪狀，從而造成燈器在圓周方向上出現(xiàn)有規(guī)劃的暗區(qū)，光線的均勻性和連續(xù)性很差。為了滿足在圓周方法每個(gè)點(diǎn)的輸出光強(qiáng)都能達(dá)到使用要求，往往需要配置數(shù)量很多的LED，并且其結(jié)構(gòu)松散，制作工藝性也很差。

為了解決目前常用的環(huán)射燈很少能使用LED作為光源如車頂?shù)男盘?hào)燈使用白熾燈配以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)反光鏡，耗能高、發(fā)光效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高的問題。

本發(fā)明人于2000年12月28日向中國(guó)專利局申請(qǐng)了一種多用途發(fā)光二極管環(huán)射信號(hào)燈，其授權(quán)公告號(hào)為CN2462230Y，參見圖1至圖4，把LED光源1頭部的透明環(huán)氧半球封裝體看作是另一個(gè)具有光學(xué)會(huì)聚特性的透鏡L，由LED芯片發(fā)出的散射光線，其經(jīng)透鏡L的折射后形成了該發(fā)光二極管的固有散射角為2Θ的光線輸出，當(dāng)它與平凸透鏡3的孔徑角重合時(shí)，透鏡3把2Θ角度的散射光線會(huì)聚折射成具有相應(yīng)截面積的定向光束輸出。當(dāng)由N個(gè)平凸透鏡密排成一塊平面光陣時(shí)，該平面光陣輸出的是具有與該光陣面積相似的定向集束光，它的能量密度已經(jīng)是相當(dāng)?shù)馗撸⑶铱梢员徽J(rèn)為是相對(duì)均勻連續(xù)的輸出。該集束光在圓錐形折射鏡4的折射鏡4的折射作用下向水平360°方向連續(xù)均勻射出，形成了燈器的主體環(huán)射光(圖示中的箭頭實(shí)線部分)輸出。由LED光源1發(fā)出的散射光線其在平面透鏡3的孔徑角所包含的范圍外的部分，則被拋物面反射鏡2有效地反射會(huì)聚成具有相當(dāng)能量的定向平行光束射向平凸透鏡3，并透過平凸透鏡3輸出有效光強(qiáng)，這部分的定向光束在平凸透鏡3的折射作用下，形成了相當(dāng)能量的定向折射光線，并經(jīng)圓錐形折射透鏡4的折射，使該環(huán)射信號(hào)燈除了在環(huán)360°水平方向有高光強(qiáng)的連續(xù)均勻光線輸出以外，其垂直方向上也有相當(dāng)大的非水平折射光(圖示中箭頭虛線部分)輸出，形成了LED環(huán)射信號(hào)的有效垂直散射角，擴(kuò)大了LED環(huán)射信號(hào)在垂直方向上的可視角度。

依據(jù)上述結(jié)構(gòu)和原理設(shè)計(jì)的單錐結(jié)構(gòu)LED環(huán)射信號(hào)燈，參見圖2和3，光源組件12由平面會(huì)聚透鏡3，拋物面反射鏡2等光學(xué)結(jié)構(gòu)零件和發(fā)光二極管1以及印刷電路板5組成，圓錐折射鏡4置于透明燈罩7內(nèi)其錐尖對(duì)向光源組件12，即置于光源組件定向光線射出方向上使光線呈圓周360°方向擴(kuò)散發(fā)射，折射鏡4固定密封在透明燈罩7內(nèi)，再將裝有光源組件12和圓錐反射鏡4的燈罩7的底部固定在燈底座11上。

參見圖4，雙錐組合形式LED環(huán)射信號(hào)燈具有兩個(gè)圓錐形折射鏡4和4a以及與該兩個(gè)圓錐形折射鏡對(duì)應(yīng)的LED光源組件12和12a，其中光源組件12a與圓錐形折射鏡4a組合應(yīng)用，形成燈具上半部分環(huán)射光輸出，光源組件12與圓錐形折射鏡4組合應(yīng)用，形成燈具下半部分環(huán)射光輸出。由透明燈罩7把上述兩部分的發(fā)光體包容成一個(gè)完成密閉的燈體，用聯(lián)接螺釘6把該燈體固定在燈殼底座11上。

這種LED環(huán)射信號(hào)燈適合做海上浮標(biāo)航標(biāo)燈和高層建筑航空障礙燈以及車用警示燈。但是上述LED環(huán)射信號(hào)燈只能使用小功率的LED發(fā)光二極管。

目前全世界都在尋求解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源短缺的矛盾，隨著發(fā)光二極管即LED技術(shù)的日趨成熟，成本快速下降，LED在汽車燈具、交通信號(hào)設(shè)備以及照明領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。LED照明燈具的開發(fā)應(yīng)用必將給整個(gè)節(jié)能照明和綠色照明行業(yè)帶來廣闊的市場(chǎng)前景與新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇，而大功率LED發(fā)光二極管則是照明燈具的必然選擇。

目前在水路或陸路交通指揮中的警示燈和信號(hào)燈以及航空顯示障礙燈或日常照明所用的環(huán)射燈已經(jīng)廣泛使用大功率LED發(fā)光二極管，比較典型的有以下幾種應(yīng)用：