基于错列发光二极管的高强度光源制造技术

本发明专利技术公开了一种用于具有高效均匀光输出的障碍灯标的高强度LED照明阵列。所述高强度LED照明阵列具有第一同心环，该第一同心环具有多个反射器和发光二极管。所述同心环具有使所述多个反射器的每个反射器相对于多个发光二极管的各自的发光二极管垂直地安装的平面。第一多个反射器中的至少一些可相对于各自的发光二极管的调节位置，以由发光二极管生成精确的波束图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高强度光源，更具体地涉及发光二极管高强度障碍灯标。
技术介绍
导航和障碍躲避用灯标需要高强度光源。例如，障碍灯标必须能够满足FAA(US Federal Aviation Authority，美国联邦航空局)L865-L864标准和ICAO(International Civil Aviation Organization，国际民航组织)中的中强度导航灯的20,000cd要求。过去，灯标使用常规频闪灯。然而，这种灯是能耗与维护密集型的。近来，利用发光二极管(LED)来制造光源。LED造就了独特的要求，以便相比于常规频闪灯而在尺寸、重量、价格与拥有成本方面有望在商业上可行。在20,000cd灯标的例子中，FAA规定和ICAO规定为所有旋转角(方位角)的光束特性设定了下列严格要求。光源在相对于水平面的3°范围(仰角)内的有效(时均)强度必须大于7500坎德拉(cd)。光源还必须具有仅适用于ICAO的15,000～25,000cd的峰值有效强度以及“最小50％和最大75％”的-1°仰角的有效强度窗。ICAO标准设定了-1°仰角的该光束特性“窗”，并且必须在所有旋转角(方位角)都满足该标准。光源设备还必须满足在100毫秒(msec)闪光中生成60,000cd峰强度的FAA兼容版的要求。这种光源还必须满足在750毫秒闪光中生成25,333cd峰强度的ICAO兼容版的要求。实际上，还可对光源加以组合或配置以提<br>供日间和夜间工作用的20,000cd白光以及2,000cd红光。为了使用LED实现FAA或ICAO兼容版光源所要求的总光强度，必需使用大量的LED光源。然而，当将大量的LED光源对准极少反射器时，难以生成具有期望强度的波束图。而且，需要更小且因而更多的反射器以符合总体尺寸限制。这些限制条件都导致以大量包含单独LED和小型反射器的光学元件来进行设计。最终任务是使多个光学元件对准，从而将它们的输出合成以形成在所有方位角都均匀的光束。目前，可用的LED灯通常将多个光学元件对称而无偏移地层叠，而且使用大型反射器且每个反射器中有多个LED。虽然这种灯可以符合标准，但它们通常要求超过最优数量的LED，于是更复杂更昂贵。因此，目前不存在始终如一且容易满足FAA、ICAO标准的高效LED灯。从而，需要可使用相对较小反射器的LED灯以满足所述标准。
技术实现思路
本专利技术公开的一个例子涉及一种具有第一同心环的高强度LED光源，所述第一同心环包括多个反射器和多个发光二极管。所述同心环具有安装有所述多个反射器中的每个反射器的平面，每个所述反射器与所述多个发光二极管中的各自的发光二极管垂直地安装。第一多个反射器中的一些反射器可相对于各自的发光二极管的位置单独地调整，以便从发光二极管产生精确的波束图。另一例子为一种符合FAA标准和ICAO标准的高强度灯标。所述灯标包括：第一同心环，其具有第一多个反射器和第一多个发光二极管。第一同心环具有使所述多个反射器的每个反射器相对于所述多个发光二极管中的各自的发光二极管在位置上相关联地安装的平面。所述多个反射器中的每个反射器可相对于各自的发光二极管的位置单独地调整，以从发光二极管产生精确的波束图。在第一同心环上安装有第二同心环。第二同心环具有第二多个反射器和第二多个发光二极管。第二同心环具有使所述多个反射器中的每个反射器相对于所述多个发光二极管中的各自的发光二极管垂直地安装的平面。第二多个反射器和第二多个发光二极管相对于第一同心环的反射器和发光二极管偏移。在第二同心环上安装有第三同心环。第三同心环具有第三多个反射器和第三多个发光二极管。第三同心环具有使所述多个反射器中的每个反射器相对于所述多个发光二极管中的各自的发光二极管垂直地安装的平面。第三多个反射器和第三多个发光二极管相对于第二同心环的反射器和发光二极管偏移。在第三同心环上安装有第四同心环。第四同心环具有第四多个反射器和第四多个发光二极管。第四同心环具有使所述多个反射器中的每个反射器相对于所述多个发光二极管中的各自的发光二极管垂直地安装的平面。第四多个反射器和第四多个发光二极管相对于第三同心环的反射器和发光二极管偏移。另一例子为一种光源中使用的光学元件。所述光学元件包括发光二极管和具备反射面的反射器。反射面成形为由来自发光二极管的反射光射出特定波束图。反射器包括使反射器可在相对于发光二极管的多个位置之间进行调节的定位部件。鉴于参照附图对各种实施例作出的详细说明，本领域技术人员可更好地理解本专利技术的其他方面，以下对所述附图进行简述。附图说明图1为错列LED高强度光源的例子的立体图；图2为图1的LED高强度光源的LED和反射器的底部同心环的立体图；图3为图1的LED高强度光源的LED和反射器的两个同心环的立体图；图4为将LED和反射器的第三同心环添加到图1的LED高强度光源的两个同心环的立体图；图5为在图1的高强度光源的一个同心环上所安装的具有单个LED和反射器的光学元件的立体图和光线轨迹；图6为从图5的光学元件输出的测得的光的图；图7表示来自使用5度偏移角的错列同心环的一组光学元件的波束图；图8表示来自图1的高强度光源的错列同心环的一组光学元件的波束图；并且图9为错列LED高强度光源的第二例的电子系统的电路图；图10为错列LED高强度光源的第二例的光引擎的立体图；图11为图10的高强度光源的LED和反射器的一个同心照明环的一部分的立体图；图12为图10的高强度光源的一个同心环上所安装的具有单个LED和反射器的光学元件的立体图；图13为图12的光学元件的侧视图；并且图14为从图12～13的光学元件中算出的光输出的图。虽然这些例子会受很多不同的形式的实施例影响，然而在附图中图示并在文中详述了优选的例子，但要明白，本公开是示例性的，而不能将广义的方面限制到所示的实施例。具体实施方式图1表示高强度LED光源100的例子。LED灯可用作航空障碍灯标，并且可符合所适用的FAA、ICAO标准。高强度LED光源100具有基体102、顶壳104以及透明圆筒状壳体106。基体102、顶壳104以及透明圆筒状壳体106包围照明阵列108。基体102和顶壳104为照明阵列108提供支撑与对准，同时可使热量从照明阵列108中的LED和电源传递给周围环境。照明阵列108具有下述的一系列同心照明环110、112本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.01 US 61/174,7851.一种用于高强度光源的光引擎，该光引擎包括：
第一同心环，其具有第一多个反射器和第一多个发光二极管，所述
同心环具有用于使所述多个反射器中的每个反射器与所述多个发光二极
管中的各自的发光二极管在位置上相关联地安装的平面，所述多个反射
器中的一些反射器可相对于所述各自的发光二极管的位置单独地调整，
以从所述发光二极管产生精确的波束图。
2.如权利要求1所述的光引擎，其中，至少一个所述反射器具有反
射侧，所述反射侧具有外反射面、内反射面以及设于所述内反射面上的
嵌入反射面。
3.如权利要求1所述的光引擎，其中，所述第一同心环具有环形波
束阻挡器，以防止杂散光以低于预定仰角射出。
4.如权利要求1所述的光引擎，还包括：第二同心环、第三同心环
和第四同心环，每个环具有在所述第一同心环上所安装的多个反射器和
多个发光二极管。
5.如权利要求4所述的光引擎，还包括：第五同心环，其具有多个
反射器和多个发光二极管，其中，所述第一同心环至第四同心环的发光
二极管为白光发光二极管，且所述第五同心环的发光二极管为红光发光
二极管。
6.如权利要求1所述的光引擎，其中，所述高强度光源符合美国联
邦航空局标准和国际民航组织标准。
7.如权利要求1所述的光引擎，其中，所述第一同心环包括安装有
所述发光二极管的多个电路板以及耦接于所述多个电路板的散热器。
8.如权利要求1所述的光引擎，其中，所述反射器各包括装配柱，
该装配柱可与安装面配合以允许所述反射器相对于所述发光二极管横向
调节和旋转调节。
9.如权利要求1所述的光引擎，其中，所述反射器各形成约5～10
度宽的水平束。
10.如权利要求4所述的光引擎，其中，所述同心环彼此偏移以减
小方位角波动。
11.如权利要求4所述的光引擎，其中，所述第二同心环相对于所
述第一同心环可调，以便生成不同的偏移角。
12.一种符合美国联邦航空局标准和国际民航组织标准的高强度灯
标，所述灯标包括：
第一同心环，其具有第一多个反射器和第一多个发光二极管，所述
同心环具有使所述多个反射器的每个反射器与所述多个发光二极管中的
各自的发光二极管在位置上相关联地安装的平面，所述多个反射器的每
个反射器可相对于所述各自的发光二极管的位置单独地调整，以从所述<...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格·菲尔兹，肯·科赫曼，凯文·布伦南，汤姆·帕帕内克，
申请(专利权)人：埃赛力达科技固态照明有限公司，
类型：发明
国别省市：