远程高强度可调焦led灯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种照明设备和特别设及远程高强度并可调焦的L邸灯。
【背景技术】
[0002] 设计一个射灯是为了可W把一个集中的光束射向一个远处的指定区域。目前，没 有一个只用相同的装置和低耗能的L邸射灯，可W有效地及集中地远近照亮皆宜。如果一 个L邸灯需要在较远处提供高强度的照明，通常会把很多高功率的L邸忍片，列阵在一块平 面电路板上，加上一个抛物线凹面反射镜或一个大型透镜，W达到效果。图1和图2示意性 地表示了运种结构的射灯。运些目前的方法有很多缺点，例如：（1)光学中的光束散射或汇 聚原理仅适用于单点光源，使用L邸忍片的列阵，注定了光源不能是一个单点的大小，光束 散射或汇聚将不易控制（见图1和图2)，运个特性限制了在远处的有效照明，无论在何处观 察，将会看见多个亮度不均匀的光斑（见图3)。（2)崎变和失真会很明显，均匀地照亮远处 非常困难。（3)因为大多数的光束散射至远离预定的目标，所W远处照明功率非常弱，为了 弥补弱照明功率的问题，往往被输入更高的电能进L邸忍片，浪费了很多电能，同时产生大 量的热，缩短了L邸忍片的有效寿命。（4)射灯所用的镜片通常都不是为特定的L邸忍片独 有的光学特性而专口设计。（5)射灯如果可W调焦，通常会有一个机制调整光源和透镜或 反射镜间的相对距离，W调节光束的焦点。但运些调焦机制，通常都不能防振，承受强大的 后坐力、横冲击、振荡，运些调焦机制并且通常不能防水或防止气体渗入，从而不能防爆。
[0003] 综合上述，有必要发明一种多用途的L邸灯，运灯需要耗电量低，可调节光束的焦 点和方向，远近都可提供高强度的照明，在有需要的情况下，还可W是防水、防振、W及防 爆。
【发明内容】
[0004] 本发明的内容，可W用W下一些实施例概要地说明。
[0005] 本发明其中一个实施例，提供了一个包含多个相同色溫的单点L邸忍片的射灯， 按照灯的特定应用范畴，每一个单点L邸忍片会配有专口设计的透镜。在本文中所用的术 语例如「聚焦透镜」或与L邸忍片一起使用的「透镜」，不一定是单一个透镜，可W是指一个 或多个透镜结合在一起使用的镜头。
[0006] 在一个实施例中，为了产生高强度的光束，根据L邸忍片的光电性质，每一镜头的 形状是特殊设计的，并在镜头上涂有多层的特殊锻膜。
[0007] 在一个实施例中，一个或多个单点LED忍片安装在一个或多个忍片基板上，而相 对应的镜头则安装在一个或多个与忍片基板平行的镜头基板上，运两个基板能够相对地移 动。在一个实施例中，两个基板之间的距离是由专口设计的电路来控制，两个基板之间的距 离决定了光束是否会直射，散射或汇聚。当L邸忍片与镜头相距一个焦距时，L邸忍片发出 的光束穿越镜头后，将成为与镜头光轴方向平行的光束。当L邸忍片与镜头相距少于一个 焦距时，LED忍片发出的光束穿越镜头后，将会从镜头光轴向外散射。当LED忍片与镜头相 距一至二个焦距之间时，L邸忍片发出的光束穿越镜头后，光束将会在镜头光轴上某处汇聚 在一起。
[0008] 在一个实施例中，L邸忍片W-些特殊排列模式安装在一个平面电路板上。由于 从L邸忍片的光束可W控制成直射，没有太多的散射或汇聚，所W即使在数百米处观察，仍 可W见到一个照亮均匀的光斑。
[0009] 在一个实施例中，调焦机制是手动控制的。LED忍片的安装空间和镜头室是完全隔 离的，调焦机制利用相反极性的磁石来达到调整忍片基板和镜头基板之间的距离，所W该 射灯可W防水甚至于防爆。
[0010] 在一些实施例中，该射灯可用作室内或室外的建筑物美化和照明。
[0011] 在一些实施例中，该射灯可W安装在汽车、越野车、雪车、消防车、船只和直升机上 用作照明和捜索。
[0012] 在一个实施例中，多个不同色溫的L邸射灯并排安装在一个灯条上，然后循环供 电来开启每一射灯，模拟警笛灯条的效果，每个L邸射灯亦可W单独运作，用作照明。
[0013] 在一个实施例中，相同颜色的单点L邸忍片一排地安装在一个平面电路板上，而 相应的镜头安装在一个平行的镜头基板上。通过电子控制的齿轮传动，镜头基板可W向旁 移动。在一个实施例中，L邸忍片基板设在一个垂直于镜头光轴的平面上，并保持与镜头基 板距离1. 15个焦距，当镜头基板向旁移动时，光束的方向可W控制和调整，本实施例用作 汽车车头灯特别有用，因为能够把车头灯光束的方向，随着汽车方向盘转动的方向加W控 审IJ，因此，驾驶员可W把车头灯一直照向汽车要去的方向。
【附图说明】
[0014] 图1展示一个射灯的示意性横切面图，射灯使用了列阵式的多粒L邸忍片1与抛 物面反射镜2,产生如何不可W控制的光束3。
[0015]图2展示一个射灯的示意性横切面图，射灯使用了列阵式的多粒L邸忍片1与镜 头4,产生如何不可W控制的光束5。
[0016] 图3展示图1和图2所描述的L邸射灯，在近处，产生不均匀亮度的光斑6。
[0017] 图4展示一个L邸忍片的放大图，其表面有一个娃树脂基球形罩，是一种用了陶瓷 表面封装技术的器件（SMD)。忍片尺寸为Immxlmm，光锥角为80。，色溫为6500K。制造商 建议电源在700mA及3. 2V时，会发出最佳流明值。
[0018] 图5展示一个L邸忍片的放大图，其表面是一个娃树脂基平面封装的SMD器件。忍 片尺寸为Immxlmm，光锥角为120°，色溫为6500K。制造商建议电源在700mA及3.IV时，会 发出最佳流明值。
[0019] 图6展示一个LED忍片的放大图，其表面是一个娃树脂基扁平半球罩封装的SMD 器件。忍片尺寸为1.5mmxl.5mm，光锥角为115°，色溫是3000K。制造商建议电源在700mA 及2. 9V时，会发出最佳流明值。
[0020] 图7展示一个示意图，把透镜8放置在LED忍片10前面，用W改变输出光束的特 性。
[0021] 图8展示一个射灯的外观图，其中镜头基板9直接由调焦机制的传动轴42驱动。
[0022] 图9A展示一个射灯的外观图，其中镜头室21间接地通过调焦机制的传动轴42驱 动。图9A示意性地显示了两种聚焦状态。图9A的左侧下半部分显示了镜头8和L邸忍片 10之间的距离Ll较短。图9A的左侧上半部分示出了镜头8和L邸忍片10之间的距离L2 较长。
[0023] 图9B是一个放大的外观图，展示了图9A实施例的特制螺栓43和传动轴轴42中 的孔45的形状互相配合。
[0024] 图10是一个射灯的正面外观图，射灯有14粒LED忍片。图中显示了镜头8和镜 头基板9。
[00巧]图11是一个射灯的侧面切面示意图，展示多个单点L邸忍片10如何分布在忍片 基板11上，而多个相对应并特别设计的镜头8则安装在一个平行于忍片基板11的镜头基 板9上。运图只用于说明LED忍片10和镜头基板9可相对地移动，但有多少对LED忍片10 和镜头8是随意的。
[0026] 图12是一个L邸射灯的侧面切面示意图，图中只展示其中四列的单点LED忍片 10、忍片基板11的一部分、对应的镜头8、镜头基板9的一部分、驱动电机12、传动螺栓43 W及传动螺母46。图12的左侧显示了L邸忍片基板11和镜头基板9被驱动到下降的位置 值OWN)。图12的右侧显示了LED忍片基板11和镜头基板9被驱动到上升的位置0JP)。
[0027] 图13展示一个有线的手提电子遥控器，用于控制L邸射灯的传动机制。运个遥控 器有W下的按键：A-选择灯、B-加亮灯光、C-散射光束、D-减暗灯光和E-汇聚光束。
[0028] 图14是一个侧面切面示意图，展示当L邸忍片基板11与镜头基板9上的镜头8 相距一个焦距，LED忍片10产生直射光束15。
[0029] 图15是一个侧面切面示意图，展示当一个单点LEDlO在镜头8的光轴17上，并相 距一个焦距（即是焦点位置16)，产生亮度均匀的直射光束15。
[0030] 图16是一个侧面切面示意图，展示当L邸忍片基板11与在镜头基板9上的镜头 8相距少于一个焦距，L邸忍片10产生亮度均匀和可控制的散射光束18。
[0031] 图17是一个侧面切面示意图，展示一个单点LEDlO在镜头8的光轴17上，并相距 少于一个焦距，产生可控制的散射光束18。
[0032] 图18是一个侧面切面示意图，展示当L邸忍片基板11与镜头基板9上的镜头8 相距一到两个焦距之间，L邸忍片10产生亮度均匀和可控制的汇聚光束19。
[0033] 图19是一个侧面切面示意图，展示当一个单点LEDlO在镜头8的光轴17上，并相 距一到两个焦距之间，产生可控制的汇聚光束19。
[0034] 图20是一个射灯的正面外观图，此射灯有州十六粒LED,图中显示了镜头8。该灯 功能可W通过如图22中所示的无线遥控器控制。
[0035] 图21是图20射灯的LED正面布局实施例。灯上有州十六对镜头8和LED忍片 10,布局呈六边形，视乎具体的应用要求，该布局可W是任何形状。
[003引图22显示一个无线遥控器，可W控制如图20和图23的射灯，该实施例有下列按 钮：A-选择控制第一组灯；B-选择控制第二组灯；C-收窄光束角（远程照明）；D-扩大光束 角（近距离照明）；E-逆时针方向旋转云台；F-向下旋转射灯；G-开/关遥控器；H-增加亮 度；I-选择长亮或频闪J-减低亮度；K-向上旋转射灯山-顺时针方向旋转云台。
[0037] 图23是一个射灯的正面外观图，此射灯有十八粒LED。该灯的功能可W通过如图 22所示的无线遥控器控制。
[0038] 图24显示一个L邸射灯7安装在直升机上作泛照用。
[0039] 图25显示一个LED射灯7安装在直升机上集中照明一个小范围。
[0040] 图26显示一个L邸射灯7安装在渔船上使用。
[0041] 图27显示一个L邸射灯7安装在巡逻艇上使用。
[0042] 图28显示一个L邸射灯使用在紧急救援任务（右侧）或美化建筑物外面（左侧）。
[0043] 图29显示一盏有六粒L邸的多色射灯的侧面外观图，该灯可W射出多束可调方向 及不同颜色的光束34、35。
[0044] 图30是一个多色射灯应用示意图，显示一艘使用了多色多光束的L邸射灯的观光 船。
[0045] 图31是一个射灯的正面外观图，有九粒同色LED射灯，可W产生可调向的光束。
[0046] 图32展示图31的射灯的正面外观图。
[0047] 图33展示图31的射灯的侧面切面图。
[0048] 图34A展示如图31的LED射灯在中档时所产生的光斑。