遠(yuǎn)程高強(qiáng)度可調(diào)焦led燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種照明設(shè)備和特別設(shè)及遠(yuǎn)程高強(qiáng)度并可調(diào)焦的L邸燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)計(jì)一個(gè)射燈是為了可W把一個(gè)集中的光束射向一個(gè)遠(yuǎn)處的指定區(qū)域。目前，沒(méi) 有一個(gè)只用相同的裝置和低耗能的L邸射燈，可W有效地及集中地遠(yuǎn)近照亮皆宜。如果一 個(gè)L邸燈需要在較遠(yuǎn)處提供高強(qiáng)度的照明，通常會(huì)把很多高功率的L邸忍片，列陣在一塊平 面電路板上，加上一個(gè)拋物線凹面反射鏡或一個(gè)大型透鏡，W達(dá)到效果。圖1和圖2示意性 地表示了運(yùn)種結(jié)構(gòu)的射燈。運(yùn)些目前的方法有很多缺點(diǎn)，例如：（1)光學(xué)中的光束散射或匯 聚原理僅適用于單點(diǎn)光源，使用L邸忍片的列陣，注定了光源不能是一個(gè)單點(diǎn)的大小，光束 散射或匯聚將不易控制（見(jiàn)圖1和圖2)，運(yùn)個(gè)特性限制了在遠(yuǎn)處的有效照明，無(wú)論在何處觀 察，將會(huì)看見(jiàn)多個(gè)亮度不均勻的光斑（見(jiàn)圖3)。（2)崎變和失真會(huì)很明顯，均勻地照亮遠(yuǎn)處 非常困難。（3)因?yàn)榇蠖鄶?shù)的光束散射至遠(yuǎn)離預(yù)定的目標(biāo)，所W遠(yuǎn)處照明功率非常弱，為了 彌補(bǔ)弱照明功率的問(wèn)題，往往被輸入更高的電能進(jìn)L邸忍片，浪費(fèi)了很多電能，同時(shí)產(chǎn)生大 量的熱，縮短了L邸忍片的有效壽命。（4)射燈所用的鏡片通常都不是為特定的L邸忍片獨(dú) 有的光學(xué)特性而?？谠O(shè)計(jì)。（5)射燈如果可W調(diào)焦，通常會(huì)有一個(gè)機(jī)制調(diào)整光源和透鏡或 反射鏡間的相對(duì)距離，W調(diào)節(jié)光束的焦點(diǎn)。但運(yùn)些調(diào)焦機(jī)制，通常都不能防振，承受強(qiáng)大的 后坐力、橫沖擊、振蕩，運(yùn)些調(diào)焦機(jī)制并且通常不能防水或防止氣體滲入，從而不能防爆。
[0003] 綜合上述，有必要發(fā)明一種多用途的L邸燈，運(yùn)燈需要耗電量低，可調(diào)節(jié)光束的焦 點(diǎn)和方向，遠(yuǎn)近都可提供高強(qiáng)度的照明，在有需要的情況下，還可W是防水、防振、W及防 爆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的內(nèi)容，可W用W下一些實(shí)施例概要地說(shuō)明。
[0005] 本發(fā)明其中一個(gè)實(shí)施例，提供了一個(gè)包含多個(gè)相同色溫的單點(diǎn)L邸忍片的射燈， 按照燈的特定應(yīng)用范疇，每一個(gè)單點(diǎn)L邸忍片會(huì)配有?？谠O(shè)計(jì)的透鏡。在本文中所用的術(shù) 語(yǔ)例如「聚焦透鏡」或與L邸忍片一起使用的「透鏡」，不一定是單一個(gè)透鏡，可W是指一個(gè) 或多個(gè)透鏡結(jié)合在一起使用的鏡頭。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，為了產(chǎn)生高強(qiáng)度的光束，根據(jù)L邸忍片的光電性質(zhì)，每一鏡頭的 形狀是特殊設(shè)計(jì)的，并在鏡頭上涂有多層的特殊鍛膜。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)單點(diǎn)LED忍片安裝在一個(gè)或多個(gè)忍片基板上，而相 對(duì)應(yīng)的鏡頭則安裝在一個(gè)或多個(gè)與忍片基板平行的鏡頭基板上，運(yùn)兩個(gè)基板能夠相對(duì)地移 動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)基板之間的距離是由?？谠O(shè)計(jì)的電路來(lái)控制，兩個(gè)基板之間的距 離決定了光束是否會(huì)直射，散射或匯聚。當(dāng)L邸忍片與鏡頭相距一個(gè)焦距時(shí)，L邸忍片發(fā)出 的光束穿越鏡頭后，將成為與鏡頭光軸方向平行的光束。當(dāng)L邸忍片與鏡頭相距少于一個(gè) 焦距時(shí)，LED忍片發(fā)出的光束穿越鏡頭后，將會(huì)從鏡頭光軸向外散射。當(dāng)LED忍片與鏡頭相 距一至二個(gè)焦距之間時(shí)，L邸忍片發(fā)出的光束穿越鏡頭后，光束將會(huì)在鏡頭光軸上某處匯聚 在一起。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，L邸忍片W-些特殊排列模式安裝在一個(gè)平面電路板上。由于 從L邸忍片的光束可W控制成直射，沒(méi)有太多的散射或匯聚，所W即使在數(shù)百米處觀察，仍 可W見(jiàn)到一個(gè)照亮均勻的光斑。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)焦機(jī)制是手動(dòng)控制的。LED忍片的安裝空間和鏡頭室是完全隔 離的，調(diào)焦機(jī)制利用相反極性的磁石來(lái)達(dá)到調(diào)整忍片基板和鏡頭基板之間的距離，所W該 射燈可W防水甚至于防爆。
[0010] 在一些實(shí)施例中，該射燈可用作室內(nèi)或室外的建筑物美化和照明。
[0011] 在一些實(shí)施例中，該射燈可W安裝在汽車、越野車、雪車、消防車、船只和直升機(jī)上 用作照明和捜索。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)不同色溫的L邸射燈并排安裝在一個(gè)燈條上，然后循環(huán)供 電來(lái)開(kāi)啟每一射燈，模擬警笛燈條的效果，每個(gè)L邸射燈亦可W單獨(dú)運(yùn)作，用作照明。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，相同顏色的單點(diǎn)L邸忍片一排地安裝在一個(gè)平面電路板上，而 相應(yīng)的鏡頭安裝在一個(gè)平行的鏡頭基板上。通過(guò)電子控制的齒輪傳動(dòng)，鏡頭基板可W向旁 移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，L邸忍片基板設(shè)在一個(gè)垂直于鏡頭光軸的平面上，并保持與鏡頭基 板距離1. 15個(gè)焦距，當(dāng)鏡頭基板向旁移動(dòng)時(shí)，光束的方向可W控制和調(diào)整，本實(shí)施例用作 汽車車頭燈特別有用，因?yàn)槟軌虬衍囶^燈光束的方向，隨著汽車方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的方向加W控 審IJ，因此，駕駛員可W把車頭燈一直照向汽車要去的方向。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1展示一個(gè)射燈的示意性橫切面圖，射燈使用了列陣式的多粒L邸忍片1與拋 物面反射鏡2,產(chǎn)生如何不可W控制的光束3。
[0015]圖2展示一個(gè)射燈的示意性橫切面圖，射燈使用了列陣式的多粒L邸忍片1與鏡 頭4,產(chǎn)生如何不可W控制的光束5。
[0016] 圖3展示圖1和圖2所描述的L邸射燈，在近處，產(chǎn)生不均勻亮度的光斑6。
[0017] 圖4展示一個(gè)L邸忍片的放大圖，其表面有一個(gè)娃樹(shù)脂基球形罩，是一種用了陶瓷 表面封裝技術(shù)的器件（SMD)。忍片尺寸為Immxlmm，光錐角為80。，色溫為6500K。制造商 建議電源在700mA及3. 2V時(shí)，會(huì)發(fā)出最佳流明值。
[0018] 圖5展示一個(gè)L邸忍片的放大圖，其表面是一個(gè)娃樹(shù)脂基平面封裝的SMD器件。忍 片尺寸為Immxlmm，光錐角為120°，色溫為6500K。制造商建議電源在700mA及3.IV時(shí)，會(huì) 發(fā)出最佳流明值。
[0019] 圖6展示一個(gè)LED忍片的放大圖，其表面是一個(gè)娃樹(shù)脂基扁平半球罩封裝的SMD 器件。忍片尺寸為1.5mmxl.5mm，光錐角為115°，色溫是3000K。制造商建議電源在700mA 及2. 9V時(shí)，會(huì)發(fā)出最佳流明值。
[0020] 圖7展示一個(gè)示意圖，把透鏡8放置在LED忍片10前面，用W改變輸出光束的特 性。
[0021] 圖8展示一個(gè)射燈的外觀圖，其中鏡頭基板9直接由調(diào)焦機(jī)制的傳動(dòng)軸42驅(qū)動(dòng)。
[0022] 圖9A展示一個(gè)射燈的外觀圖，其中鏡頭室21間接地通過(guò)調(diào)焦機(jī)制的傳動(dòng)軸42驅(qū) 動(dòng)。圖9A示意性地顯示了兩種聚焦?fàn)顟B(tài)。圖9A的左側(cè)下半部分顯示了鏡頭8和L邸忍片 10之間的距離Ll較短。圖9A的左側(cè)上半部分示出了鏡頭8和L邸忍片10之間的距離L2 較長(zhǎng)。
[0023] 圖9B是一個(gè)放大的外觀圖，展示了圖9A實(shí)施例的特制螺栓43和傳動(dòng)軸軸42中 的孔45的形狀互相配合。
[0024] 圖10是一個(gè)射燈的正面外觀圖，射燈有14粒LED忍片。圖中顯示了鏡頭8和鏡 頭基板9。
[00巧]圖11是一個(gè)射燈的側(cè)面切面示意圖，展示多個(gè)單點(diǎn)L邸忍片10如何分布在忍片 基板11上，而多個(gè)相對(duì)應(yīng)并特別設(shè)計(jì)的鏡頭8則安裝在一個(gè)平行于忍片基板11的鏡頭基 板9上。運(yùn)圖只用于說(shuō)明LED忍片10和鏡頭基板9可相對(duì)地移動(dòng)，但有多少對(duì)LED忍片10 和鏡頭8是隨意的。
[0026] 圖12是一個(gè)L邸射燈的側(cè)面切面示意圖，圖中只展示其中四列的單點(diǎn)LED忍片 10、忍片基板11的一部分、對(duì)應(yīng)的鏡頭8、鏡頭基板9的一部分、驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、傳動(dòng)螺栓43 W及傳動(dòng)螺母46。圖12的左側(cè)顯示了L邸忍片基板11和鏡頭基板9被驅(qū)動(dòng)到下降的位置 值OWN)。圖12的右側(cè)顯示了LED忍片基板11和鏡頭基板9被驅(qū)動(dòng)到上升的位置0JP)。
[0027] 圖13展示一個(gè)有線的手提電子遙控器，用于控制L邸射燈的傳動(dòng)機(jī)制。運(yùn)個(gè)遙控 器有W下的按鍵：A-選擇燈、B-加亮燈光、C-散射光束、D-減暗燈光和E-匯聚光束。
[0028] 圖14是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示當(dāng)L邸忍片基板11與鏡頭基板9上的鏡頭8 相距一個(gè)焦距，LED忍片10產(chǎn)生直射光束15。
[0029] 圖15是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示當(dāng)一個(gè)單點(diǎn)LEDlO在鏡頭8的光軸17上，并相 距一個(gè)焦距（即是焦點(diǎn)位置16)，產(chǎn)生亮度均勻的直射光束15。
[0030] 圖16是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示當(dāng)L邸忍片基板11與在鏡頭基板9上的鏡頭 8相距少于一個(gè)焦距，L邸忍片10產(chǎn)生亮度均勻和可控制的散射光束18。
[0031] 圖17是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示一個(gè)單點(diǎn)LEDlO在鏡頭8的光軸17上，并相距 少于一個(gè)焦距，產(chǎn)生可控制的散射光束18。
[0032] 圖18是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示當(dāng)L邸忍片基板11與鏡頭基板9上的鏡頭8 相距一到兩個(gè)焦距之間，L邸忍片10產(chǎn)生亮度均勻和可控制的匯聚光束19。
[0033] 圖19是一個(gè)側(cè)面切面示意圖，展示當(dāng)一個(gè)單點(diǎn)LEDlO在鏡頭8的光軸17上，并相 距一到兩個(gè)焦距之間，產(chǎn)生可控制的匯聚光束19。
[0034] 圖20是一個(gè)射燈的正面外觀圖，此射燈有州十六粒LED,圖中顯示了鏡頭8。該燈 功能可W通過(guò)如圖22中所示的無(wú)線遙控器控制。
[0035] 圖21是圖20射燈的LED正面布局實(shí)施例。燈上有州十六對(duì)鏡頭8和LED忍片 10,布局呈六邊形，視乎具體的應(yīng)用要求，該布局可W是任何形狀。
[003引圖22顯示一個(gè)無(wú)線遙控器，可W控制如圖20和圖23的射燈，該實(shí)施例有下列按 鈕：A-選擇控制第一組燈；B-選擇控制第二組燈；C-收窄光束角（遠(yuǎn)程照明）；D-擴(kuò)大光束 角（近距離照明）；E-逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)云臺(tái)；F-向下旋轉(zhuǎn)射燈；G-開(kāi)/關(guān)遙控器；H-增加亮 度；I-選擇長(zhǎng)亮或頻閃J-減低亮度；K-向上旋轉(zhuǎn)射燈山-順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)云臺(tái)。
[0037] 圖23是一個(gè)射燈的正面外觀圖，此射燈有十八粒LED。該燈的功能可W通過(guò)如圖 22所示的無(wú)線遙控器控制。
[0038] 圖24顯示一個(gè)L邸射燈7安裝在直升機(jī)上作泛照用。
[0039] 圖25顯示一個(gè)LED射燈7安裝在直升機(jī)上集中照明一個(gè)小范圍。
[0040] 圖26顯示一個(gè)L邸射燈7安裝在漁船上使用。
[0041] 圖27顯示一個(gè)L邸射燈7安裝在巡邏艇上使用。
[0042] 圖28顯示一個(gè)L邸射燈使用在緊急救援任務(wù)（右側(cè)）或美化建筑物外面（左側(cè)）。
[0043] 圖29顯示一盞有六粒L邸的多色射燈的側(cè)面外觀圖，該燈可W射出多束可調(diào)方向 及不同顏色的光束34、35。
[0044] 圖30是一個(gè)多色射燈應(yīng)用示意圖，顯示一艘使用了多色多光束的L邸射燈的觀光 船。
[0045] 圖31是一個(gè)射燈的正面外觀圖，有九粒同色LED射燈，可W產(chǎn)生可調(diào)向的光束。
[0046] 圖32展示圖31的射燈的正面外觀圖。
[0047] 圖33展示圖31的射燈的側(cè)面切面圖。
[0048] 圖34A展示如圖31的LED射燈在中檔時(shí)所產(chǎn)生的光斑。