专利名称：一种装置有半导体发光管的矿灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置有半导体发光管的矿灯，特指一种用于矿山、井下等地下工作场所作业使用的移动照明灯具。
背景技术：
矿灯是采矿等地下工作场所必用的照明设备，其要求是光源强度要在1.6光流明以上，电池寿命在10小时以上。目前现有技术的矿灯采用钨丝灯为光源，以硫酸电池为电源的。其缺点为第一，光源的寿命较短；第二，光源产生大量的热，因此光电效率非常低下；第三，硫酸电池体积大，沉重；第四，灯头被固定在使用者的头盔上，电池被固定在使用者的腰部，电池和灯头的连接需有较长的导线，因此会妨碍使用者的行动自由度；第五，电池里的硫酸具有腐蚀性，一旦遗漏会导致使用者穿戴的服装甚至使用者人体的腐蚀或烧伤。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种由高效率半导体为光源、固体电池为电源的矿灯，并且整体矿灯可以全部安装在矿用头盔上。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的一种装置有半导体发光管的矿灯，包括灯头及标准卡壳、固体电池和电池充电器，其特征在于灯头中装置有半导体光源、光束反射/整型碗、热沉、控制电路、电池状态指示、磁性电源开关。发光管矿灯由充电电池提供电源，通过恒流控制电路把电源输送给半导体光源。半导体光源的热由热沉散发来保持光源效率。控制电路同时还可以监视电池电压来告诫用者电池状态。采用磁性电开关来控制矿灯的关闭与打开。
所述的一种装置有半导体发光管的光矿灯整体安装在矿用头盔上时，灯头在头盔的前部，电池盒在头盔的两侧。所述的一种装置有半导体发光管的矿灯的固体电池为可充电固体电池，固体电池装置在耐用的塑料或金属盒中，矿灯中的电池盒至少为一个。所述的装置有一种半导体发光管矿灯的光源可以为至少一个的半导体发光管。发光管包括芯片、热沉、管壳和会聚透镜，其中热沉上有下凹的反射碗，芯片固定在反射碗底部。发光管的芯片可以为单片，也可以为一片以上。发光管可用蓝色发光管和荧光粉产生白光，也可以采用多个芯片结构的发光管的每个芯片的发光波长的不同产生白光。芯片的衬底可以是绝缘衬底，也可以是导电衬底。发光管用导热绝缘胶粘在热沉的一端。发光管前面设有可调节光束的光束反射/整形光学系统。
本发明的优点是1、矿灯的光源寿命长，可达5000至10000小时；2、光电转换效率高，产生的热量小；3、热沉的应用可使光源不需要风扇散热；4、矿灯的体积小，重量轻，整体矿灯可以全部安装在矿用头盔上而不再是现有技术中的分体安装；5、矿灯采用固体充电电池作电源，没有腐蚀性；6、矿灯的整体密封性好，安全可靠。
图1为本发明的矿灯实施例结构示意图。
图2为本发明的矿灯灯头结构示意图。
图3为本发明的固体电池和充电器示意图。
图4为本发明使用单个绝缘衬底芯片的发光管的结构示意图。
图5为本发明使用多个绝缘衬底芯片的发光管的结构示意图。
图6为本发明使用单个导电衬底芯片的发光管的结构示意图。
图7为本发明的电理图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的结构和原理。
图1所示为本发明的矿灯实施例结构示意图，图中101为标准矿用头盔，102为标准矿灯头插座，103为灯头，104为标准矿灯卡壳。灯头103上有光束出口105、打开或关闭矿灯的磁性电源开关106、一个用来指示电池的电容状态的LED指示灯107，如果电池的容量低于特定容量，指示灯107就会闪烁提示电池需充电。在灯头103和卡壳104之间有一个热沉108，用来散发由光源产生的热量。在头盔101的中后部有两个电池盒109和110(图中没有示出)，用于为发光管提供电源。电池盒109和110用双面胶带或类似产品111固定在头盔101上。电池盒109或110同时也用一个绷带112把两个电池盒连结在一起。绷带112上有一个可以调整绷带松紧的纽扣113。电池的电能通过导线114和115输送到灯头103。本发明的灯头103和电池盒109、110可以全部固定在头盔101上。
图2为本发明的灯头的结构示意图，灯头包括壳体、发光管201，发光管201是用导电绝缘胶粘到热沉108上的。在发光管201的前端有空间205供设置光学系统使用。光学系统可以是发射镜或其他光学透镜，若是发射镜，则有一个反射面205，光通过出口105照射到需要照明的空间。出口105可以是平面玻璃也可以是光学透镜。发光管201是用电线206连接到控制电路板207上的。控制电路板207把从电池输送来的电能转换成可控制的电流和电压输出给发光管201。控制电路板207同时还起着开、闭发光管201和监视电池容量的作用。在控制电路板207上有一个磁性电源开关106，磁性电源开关106的特点是利用磁场来开关电路，一个小的磁铁209设置在灯头103的壳体外面，为磁性电源开关106提供局部磁场。当小磁铁209在磁性电源开关106上面时，矿灯打开；当小磁铁209离开磁性电源开关106上面时，矿灯关闭。使用磁性电池开关106的优点是外壳与控制电路板207没有任何电接触，在打开或关闭矿灯时不会有任何火花产生，因此不会发生由于电火花引发的火灾或可燃气体爆炸的危险。控制电路板207上连接有一个LED指示灯107来指示电池的电能容量状态。在灯头103的末端有一个接头208来连接电池。
图3为本发明的固体电池电源和充电器实施例示意图。本发明的电池供电系统为可充电的固体电池，包括两个电池盒109和110。电池盒的材料可以是塑料，也可以是金属。电池盒内包括固体电池301，电池301的数量根据所需容量而定。电池301用导线303和304分别连接在一起，电池301可以是串连也可以是并联。在电池盒的外端有两面胶或类似的材料302，用于把电池盒贴到头盔101上。每个电池盒有导线114和115把电池电源连接到接插件305上。接插件305上有一个供灯头103或充电器插接的插口306，在插口306里面有电接头307。电池盒109和110可以一起充电。充电器包括可与电池系统插接的接头308、充电控制器312和接头314，接头308和充电控制器312通过导线309连接，充电控制器312和接头314通过导线313连接；在充电控制器312上有两个LED指示灯310和311，指示灯310指示电池正在充电过程中，指示灯311指示电池充电完毕。接头314可接到普通的交流电源上。用固体充电电池作电源，没有任何腐蚀问题。
图4为本发明的使用单个绝缘衬底芯片的发光管的结构示意图，发光管201包括汇聚透镜401、电极402a和402b、管壳403、电极岛404a和404b、热沉405、反射碗406、芯片407、倒封装电极407a、倒封装反射镜408、导热反射胶408a、导电引线409a和409b、光谱转换涂层410。输出光束411的发散角为θ。发光管201可用蓝色发光管和荧光粉产生白光，利用光谱转换涂层410，可以把发光管发出的蓝色光转换成白色光。热沉405具有良好的散热功能，可使光源不需要风扇散热。这种发光管结构可以有高功率的光输出，且光源寿命长，可达5000至10000小时。
图5为本发明的使用多个绝缘衬底芯片的发光管的结构示意图，发光管201的整体结构与图4所示的发光管201的结构类似，但是芯片407由一个变成了多个，即507a、507b、507c、507d等，芯片之间用导线连接，可以用多个芯片结构每个芯片的发光波长的不同产生白光。利用光谱转换涂层511，可以把发光管发出的蓝色光转换成白色光。
图6为本发明使用单个导电衬底芯片的发光管的结构示意图，发光管201的结构包括汇聚透镜601、电极602a和602b、电极岛603、管壳604、热沉605、反射碗606、芯片607、导热反射胶608、导电引线609和光谱转换涂层610。输出光束611发散角为θ。这种发光管结构可以有高功率的光输出。利用光谱转换涂层610，可以把发光管发出的蓝色光转换成白色光。由于芯片607的衬垫是导电的，热沉605本身可以作为电极。另外，用导电衬底制作的发光管201也可以是如图5所示的多芯片的结构。
图7为本发明的电理图。本发明的电理是用特定的充电器701给电池702充电，电池702提供能源给控制电路703，控制电路703控制输出给发光管704的电流和电压。对于大部分光源，以恒流控制为主。
权利要求
1.一种装置有半导体发光管的矿灯，包括灯头及标准卡壳、固体电池和电池充电器，其特征在于灯头中装置有半导体光源、光束反射/整型碗、热沉、控制电路、电池状态指示、磁性电源开关。发光管矿灯由充电电池提供电源，通过恒流控制电路把电源输送给半导体光源。半导体光源的热由热沉散发来保持光源效率。控制电路同时还可以监视电池电压来告诫用者电池状态。采用磁性电开关来控制矿灯的关闭与打开。
2.根据权利要求1所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于整体矿灯安装在矿用头盔上时，灯头在头盔的前部，电池盒在头盔的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于固体电池为可充电固体电池，固体电池装置在耐用的塑料或金属盒中，矿灯中的电池盒至少为一个。
4.根据权利要求1所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于光源可以为至少一个的半导体发光管。
5.根据权利要求1或4所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于发光管包括芯片、热沉、管壳和会聚透镜，其中热沉上有下凹的反射碗，芯片固定在反射碗底部。
6.根据权利要求1或4或5所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于发光管的芯片可以为单片，也可以为一片以上。
7.根据权利要求1或4或5所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于发光管可用蓝色发光管和荧光粉产生白光，也可以采用多个芯片结构的发光管的每个芯片的发光波长的不同产生白光。
8.根据权利要求1或4或5所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于芯片的衬底可以是绝缘衬底，也可以是导电衬底。
9.根据权利要求1或4或5所述的一种装置有半导体发光管的矿灯，其特征在于发光管用导热绝缘胶粘在热沉的一端。
10.根据权利要求1所述的一种装置有半导体发光管光的矿灯，其特征在于发光管前面设有可调节光束的光束反射/整形光学系统。
全文摘要
本发明涉及一种装置有半导体发光管的矿灯，包括灯头及标准卡壳、固体电池和电池充电器。灯头部分包括有半导体发光管、光束反射/整型碗、热沉、控制电路、电池状态指示灯、磁性电源开关。固体电池为发光管提供电源，灯头和固体电池安装在矿用头盔上。本发明具有光源寿命长、光电效率高的特点。尤其是热沉的应用可使光源不需要风扇散热，从而使矿灯的体积小、重量轻，整体矿灯可以全部安装在矿用头盔上。本发明采用可充电固体电池作电源，不具腐蚀性，矿灯的整体密封性好，安全可靠。
文档编号F21L4/00GK1553074SQ03140828
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月29日 优先权日2003年5月29日
发明者曹殿生 申请人:曹殿生