本发明专利技术提供一种具有高输出光强和精确光束控制，易于快捷安装和重组的导航用发光二极管（ＬＥＤ）照明装置。该照明装置包括一系列高亮度ＬＥＤ单元，其输出光束经二级光学系统单独控制。经变换后的光束按预定方式叠加以产生具有所需光强分布的照明模式。该ＬＥＤ照明装置还包括一微控制器，一系列传感器，以及一无线收发器用于远程监控。该照明装置可采用充电电池供电以用于临时或半永久性照明，也可采用标准输电线供电以用于永久性照明。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种照明装置，特别是一种用于导航的发光二极管照明装置。技术背景照明系统是飞机，船舶和其他交通工具的重要导航设备，起到引导，信令 和标界等作用。半导体发光器件，例如发光二极管(LEDs)有望取代现有 导航系统中的传统白炽灯光源。这一趋势取决于LED光源与传统白炽灯光 源相比具有的许多优势。这些优势包括但不限于高能量转换效率，较长的 使用寿命，低维护成本，提高的可靠性和耐久性，以及没有由光滤波器带 来的亮度损耗等等。以下列举出一些与LED导航照明装置有关的专利技术专利和专利申请。在颁发给Schmidt等人的美国专利技术专利6,489,733中，提出一种用于机 场，道路等的多用途照明系统。该照明系统由 一组白炽灯或LED光源组成， 并通过一中央控制单元和内置于光源中的微处理器以有线通信的方式监测 和控制光源的工作状态。在颁发给Rizkin等人的美国专利技术专利6,902,291中，提出一种埋入式 定向LED照明装置，其中采用多个以热电冷却方式控温的高亮度LED单 元，并利用一非成像光束变换元件进行光束的聚焦和定向。在颁发给Rizkin等人的美国专利技术专利6,932,496中，提出一种基于 LED的高架全方向机场照明装置。LED光源发出的一部分光通过一光束变 换元件形成具有预期光强分布和限定发散角的全方向照明模式，另一部份 光则沿一半球面发散。在颁发给Arimura等人的美国专利技术专利5,224,773中，提出一种利用 LED阵列作为光源的航标灯。其中利用一具有较高透光率的柱状菲涅尔 (Fresnd)透镜将LED光束会聚到水平方向上。该透镜由一具有微型棱镜 面的片状线性菲涅尔(Fresnel)透镜巻成圆筒而成。在颁发给McDermott等人的美国专利技术专利6,048,083中，提出一种具 有弯曲聚焦线的电光源作为信号或照明装置。其中光由多个LED单元产 生，并通过一成型产生多个焦点的光学透镜进行高效地收集和发射。其它与LED导航灯有关的专利和专利申请还包括Rhodes的美国发 明专利6,354,714， Jorba Gonzalez的美国专利技术专利6,753,762， McDermott 的美国专利技术专利6,030,099， Mohacsi的美国专利技术专利7,021,801， Hutchisson 的美国专利技术专利5,608,290， Petrick的美国专利技术专利6,464,373， Takeyasu 等人的美国专利技术专利6,905，228，Rizkin等人的美国专利技术专利6,543,911，Lash 等人的美国专利技术专利6,086,220， Erni等人的美国专利技术专利6,168,294，以及 Fredericks等人的美国专利申请2005/0110649 ， Trenchard等人的美国专利 申请2004/0095777等等。LED照明设备的缺陷之一是LED光源的亮度相对较低。虽然LED 技术近期不断发展，单只LED的亮度目前还无法赶上传统白炽灯或弧光 灯。因此通常需要采用LED阵列来产生与国家或国际标准(例如FAA， NOAA， ICAO， UK-CAA或NATO等导航灯标准)相匹配的光亮度。特别 是用于民用或军用机场的跑道侧灯，着陆指示灯，跑道起止指示灯等等。 另一方面，多数标准还要求导航光束在发散角、光强分布、仰角等方面满 足一定要求。由于LED阵列不能看作是一个点光源，这些要求对LED光 束的控制来说是一个严重挑战。在以上引述的专利技术专利或专利申请中，整 个LED阵列产生的光束由一特殊设计的透镜或光束变换元件统一控制，其 结构复杂且难于制造。更重要的是，这些特殊设计的透镜或光束变换元件 限制了标准化和大规模生产，而这两点正是降低照明设备成本的重要因素。5另外，在某些军事或紧急导航应用中，需要照明设备能够快捷安装 和重组且具有红外发射能力以进行夜视或热成像导航。还需要照明设备中 具有传感器以自动随环境条件变化监控其工作状态。以上引述的专利技术专利 或专利申请没有解决这些问题。因此，需要一种改进的导航用LED照明装置，其采用模块化设计以 易于生产，安装和重组，且具有精确的光束控制。
技术实现思路
本专利技术提出一种模块化设计，具有高输出光强和精确控制光束特性的导航用发光二极管(LED)照明装置。该照明装置包括一系列高亮度LED 单元用于产生一系列光束，及一系列光束变换元件，每一变换元件置于该 一系列光束之一的路径上，用于单独地控制该光束的一组参数以产生一变 换光束，其中该一系列高亮度LED单元及光束变换元件均按预先设定的位 置置于该照明装置中，使得所有变换光束相互叠加以产生所需的照明模式。 该照明装置还包括一与该一系列高亮度LED单元相连接的微控制器，该微 控制器用于接收现场或远端的指令以控制一组可控参数并处理现场信息。 该照明装置另外还包括一与该一系列高亮度LED单元和微控制器有电气 连接的直流电源用于提供电能。本专利技术提出一种生产模块化设计，易于快捷安装和重组的导航用发 光二极管(LED)照明装置的方法。该方法包括提供一系列高亮度LED 单元用于产生一系列光束，并提供一系列光束变换元件，每一变换元件置 于该一系列光束之一的路径上，用于单独地控制该光束的一组参数以产生 一变换光束，其中该一系列高亮度LED单元及光束变换元件均按预先设定 的位置置于该照明装置中使得所有变换光束相互叠加以产生所需的照明模 式。该方法还包括提供一与该一系列高亮度LED单元相连接的微控制器， 该微控制器用于接收现场或远端的指令以控制一组可控参数并处理现场信 息。该方法另外还包括提供一与该一系列高亮度LED单元和微控制器有电 气连接的直流电源用于提供电能，及将以上各元件按预定方式组装。附图说明附图中，在不同视图中相同的参考标号指代相同的或功能类似的元 件，附图与以下描述一起构成本说明书的一部分，用于进一步说明各个实施例，以解释本专利技术所具有的各种原理和优点。图1显示了一典型LED照明装置的构成框图； 图2描绘了一典型LED照明装置的结构图；图3描绘了一个由各种类型LED照明装置构成的典型机场照明系统；图4显示了对图3机场照明系统中LED照明装置进行控制和重组的 方框图；和图5描述了本专利技术的流程图。熟练技术人员会意识到，图中的元件只是以简洁明了的方式展示， 并不必完全按照实物比例绘制。例如，图中某些元件的尺寸相对于其他元 件可能会夸大，以增进对本专利技术实施例的理解。具体实施方式在描述基于本专利技术的这些具体实施例之前，需要说明的是，这些实施 例主要涉及与用于导航的LED照明装置有关的方法步骤和装置元件。因 而，在图中，装置元件和方法步骤在适当的时候会以常规符号表示，只显 示出与理解本专利技术实施例有关的特定细节，而不写入那些对本领域普通技 术人员显而易见的细节以免淡化说明书，从而使说明书具有此优点。本文中，相对词，例如第一和第二，顶部和底部，以及类似的用语， 只是用于将一个实体或动作与另一个实体或动作相区分，并不必然是要求 或暗示着任何实体或动作间实际的此种关系或顺序。词语"包括"或任何 其它变化形式，是开放式包含，因此包括一系列组成部分的一个过程、方 法、物件或装置并不只是包括那个已列入的组成部分，还可能包括其他的 未列入的、或在这些过程或方法或物件或装置中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化设计，易于快捷安装和重组的导航用发光二极管（ＬＥＤ）照明装置，该照明装置包括： 一系列高亮度ＬＥＤ单元用于产生一系列光束； 一系列光束变换元件，每一变换元件置于该一系列光束之一的路径上，用于单独地控制该光束的一组参数以产生一变换光束，其中该一系列高亮度ＬＥＤ单元及光束变换元件均按预先设定的位置置于该照明装置中使得所有变换光束相互叠加以产生所需的照明模式； 一与该一系列高亮度ＬＥＤ单元相连接的微控制器，该微控制器用于接收现场或远端的指令以控制一组可控参数并处理现场信息；及 一与该一系列高亮度ＬＥＤ单元和微控制器有电气连接的直流电源用于提供电能。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓路，田荣生，
申请(专利权)人：王晓路，田荣生，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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