一种军警民用半导体式强光手电的制作方法

专利名称：一种军警民用半导体式强光手电的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种替换传统电热转换的高功率灯泡的高亮度手电或便携式照明器，尤 其是利用低能耗、高效率、长寿命的超高强度或高功率半导体发发光二极管作为电光转换光 源，能够实现具有防水、防摔、防腐、防火、防爆、耐高低温、高效率、强光照明、无极调 焦、光斑伸縮、发光时间长、体小轻巧、形体美观、携带方便、实用性强、性价比高、使用 安全、多循环重复充电使用、寿命长久等优点的微型军、警、民多用的军警民用半导体式强 光手电，属于安全强光照明和节能环保技术领域。
背景技术：
随着改革开放的不断深入和人民生活空间范围的扩大，中国在国际和国内的社会、经济 和政治等交往更加频繁，更需要有一个和平稳定的社会大环境。同时，群众活动和生活方式 的越来越多样化，群众矛盾和生活水准就会有上升趋势，这对防爆工作和军警装备提出了更 高要求，必然会加大对军警用器材的需求。另外，随着现代社会对新能源和环保技术的日渐 重视，也对军警器材的发展提出了新要求和新挑战。长期以来，军警用高强光手电(或便携式照明器)需要复杂结构、较大体积、较重质量 和高能耗设计等，才能付诸实施，存在很多不可避免的技术弱点，如携带麻烦、使用笨拙、 照明时间短、容易失效、成本高、寿命短等缺陷。给使用者和管理者带来众多不便之处，也 给后勤保障增添了不必要的难题(如频繁更换干电池、重复购买、资源浪费、管理浪费、环 保问题等)。传统便携式军警用高强光手电一般由蓄电池或干电池、开关、光学反射器和照明光源四 部分组成。这四部分以不同方式封装在一个可携带的整体或分离式金属或塑料外壳内，整体 来说工作原理简单。作为传统高强度军警用手电用的蓄电池或干电池(或称为一次性干电池)， 若使用不当，则经常侵蚀电器而导致昂贵的电器损坏、失灵。干电池品种繁多、内阻大，由 于记忆效应，经常导致干电池电容量的实质表现减少。回收处理干电池的成本高、难度大、 收效低。就体积和质量而言，废弃干电池在生活垃圾中是微不足道的，但其危害却非常大。 干电池中含有汞、镉、铅等重金属物质，汞具有强烈毒性，铅能造成神经紊乱、肾炎等，镉 造成肾损伤以及骨疾一骨质疏松、软骨症及骨折。若随意丢弃废旧干电池或把其混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，其渗出的重金属可能污染地下水和土壤，将直接或间接地危害人 们的身体健康。废旧干电池对环境的危害也很大，危害时间极长。千电池在我们生活中的使 用量正在迅速增加，已深入到我们生活和工作的每一个角落。对废旧电池的回收和处理，已 不是一个地区或国家的问题，而是全人类面临的共同难题。但最有效的解决办法是不用或少 用带有污染性质的干电池，从污染源头上加以控制或杜绝。传统便携式军警用高强光手电采用的发光和照明光源一般是灯丝灯泡(如白炽灯、氪灯、 卤素灯和氙灯等)、荧光灯(日光灯、节能灯)、弧光灯或等离子体灯等。灯丝灯泡的光源主 要是由不可再生电源(如干电池)提供并流经细小而脆弱的灯丝的电能，使其温度达到一定 高度而发生热一光能转换而成，但只有很小部分能够被转换成光能而发光照明，绝大部分宝 贵电能(80% 90%)以热能的形式浪费掉。脆弱的鸽丝更易受外界冲击力(如掉落地上)而 断裂。灯丝的使用寿命也很短(通常小于500 1000小时)，并且经常在其自然烧坏之前因断 裂而报废。传统便携式军警用高强光手电如采用荧光灯作为光源，其起辉电压往往偏高，使 用寿命也较短，同时含有有毒物质或气体，也容易造成环境污染和危害人类健康。传统便携式军警用高强光手电在款式和材质等方面虽有所更新换代，应用要求也越来越 高，但都离不开"短寿命化学能源一低效率发光元件"的通病，尚未发生革命性的变化。其 外壳大多缺乏整体密封性，往往因零部件损坏导致整体破裂，縮短了军警用高强光手电的使 用寿命。其开关也大都采用传统机械式开关，很容易冒火花，造成安全隐患。迄今为止，少 有能够将防水、防摔、防撞、防腐、防爆、耐高低温、携带方便等诸多优点集一身的便携式 军警用高强光手电，尤其是能够实现军警民多用的高强光手电。超高亮度或高功率发光二极管(LED)作为第四代半导体照明的载体已在21世纪初崭露 头角。超高亮度或高功率LED具有低电压驱动、低功耗、经济安全、小型轻巧、无灯丝、耐 振荡、温度稳定、长寿命、高可靠性、多色调、高效能、可调光强、配光灵活、设计自由度 大等传统光源无法比拟的优点。超高亮度或高功率LED不含水银和灯口金属部使用的铅玻璃 等污染物，极大地有利于环境保护。其电能-光能转换效率高达70% 80%,可靠使用寿命长 达几万小时以上，是传统光源的100 300倍，同时随着高新技术的不断创新和突破，超高亮 度或高功率LED的光效率会越来越高。公告号为CN87212132的实用新型专利提供了一种手电照明用具，可同时产生强光照射、 高压电击和报警的警用武器，包含八对正负电极16片高压电击片、脉冲高压产生电路、强 光照射和报警器开关、镍镉充电池等。该实用新型专利的主要缺陷在于l)只采用透光玻璃， 缺乏光学镜片以放大或会聚光线，光学输出性能差；2)以镍镉充电池作为储能模块，容易产生记忆效应，降低电池效率；3)采用高压灯泡，容易破裂，环保性能和可靠性差；4)结构 比较复杂，体积庞大；5)无法实现防水、防摔、防撞、防腐、防爆和耐高低温等特性。公告号为CN2533376Y的实用新型专利公开了一种火炬式多功能手电筒，包括后盖、筒体、 透明罩、灯光闪烁电路和照明电路、按钮开关、旋钮开关、电池等，既可用于体育运动上使 用的非燃烧型电子火炬，也可用于平时照明和作为发光示警用手电筒。该实用新型专利的主 要缺陷在于1)电源不能自给或重复充电，必须依赖一次性干电池，增加电池频繁更换的麻 烦；2)发光源是照明灯珠或普通发光二极管，发光强度低；3)缺乏光学放大或会聚系统；4) 整个装置体大质重，不适于运输和便携使用等特性。公告号为CN88212759的实用新型专利公开了一种多用报警电筒，具有高压小电流电击、 强光探照、弱光照明、报警、灯光信号联络等几种功能，包括电筒体、高压电路、镍镉电池 组、报警器、滤光罩、主电插孔、变压器等。该实用新型专利的主要缺陷在于1)采用镍镉 电池组，记忆效应大、可充电次数少、使用寿命短；2)体积大、重量大、不方便携带；3) 采用传统灯泡或灯珠，能耗大、寿命短、实用可靠性能差；4)缺乏合理的光学处理系统，光 输出质量差；5)机械结构复杂，无法实现防水、防摔、防撞、防腐、防爆和耐高低温等特性。公告号为CN2934889Y的实用新型专利公开了一种LED快速调焦照明装置，主要包括本体、 一次性干电池、LED;干电池置于本体中，LED设于本体前端，LED通过电路板与干电池形成 电源联结。该实用新型专利的主要缺陷在于1)缺乏合适的反光系统，降低了 LED的有效光 强和发光效率；2)使用干电池，增加了频繁更换电池难度和消费成本，增加了废弃电池引起 的环境污染压力；3)只采用平头系统，缺乏军警应急攻击能力；4)只局限于单凸镜系统， 调焦范围小，光斑变化少。公告号为CN2613659Y的实用新型专利公开了一种适合远近照明的手电筒，主要包括灯 头、筒体、灯珠、发光二极管、电池腔、脉冲触发器、放大电路和计数器等。该实用新型专 利主要缺陷在于l)采用两种光源，尤其是普通灯珠、能耗大；2)机械结构复杂、强度差、 体大质重、可靠性差；3)使用一次性干电池，增加环保压力；3)只采用简单的反射装置， 光效低、光输出质量差；4)很难实现防水、防摔、防撞、防腐、防爆和耐高低温等特性。公告号为CN2153704Y的实用新型专利公开了一种照明和报警用的多用手电筒，是在壳体 中部内腔安装电池，前端装电珠和报警器，后端装有电动剃须刀，壳体上装有充电插孔和电 路对线插孔。该实用新型专利的主要缺陷在于l)采用传统低效率短寿命电珠灯泡，能耗大、 光强弱；2)使用镍镉电池，无法从根本上解决环保问题；3)只采用简单的反射装置，光输 出质量差；4)机械结构复杂，功能不专一，机械强度差，不能实现防水、防摔、防撞、防腐、防爆和耐高低温等特性。公告号为CN2493823Y的实用新型专利公开了一种具有远近照明功能的双向手电筒，包括 金属筒身，其内设有头灯、尾灯、供电装置、双向开关、发光二极管和电池座等。兼具远近 照明，以单一开关双向控制的功效，能以照明的远近，选用适当焦距，以获得较佳的照明效 果。该实用新型专利的主要缺陷在于l)采用多光源，能耗大、光斑质量差；2)机械结构复 杂、体大质重、机械强度差、故障率高、可靠性差；3)使用一次性干电池，增加环境污染源; 3)只采用简单的反射装置，光输出质量差；4)不能实现防水、防摔、防撞、防腐、防爆和 耐高低温等特性。公告号为CN2627344的实用新型专利公开了一种具有远近照明功能的手电筒，包括筒 身、与筒身连接的灯座、灯座上的灯珠、反光杯和电筒头，筒身上设有开关按钮，灯珠与开 关按钮电连接，反光杯的漏斗状通孔周边设有发光二极管，发光二极管的正、负极分别连接 正极导电片和负极导电片，正极导电片与电源正极电接触，负极导电片与筒身接触。具有远 近照明功能、导线布置简单、更换电池方便、操作简便、不影响灯珠调焦的优点。该实用新 型专利的主要缺陷在于1)采用多重光源，结构复杂、能耗大、不能采用二次光学系统、光 斑质量差；2)体大质重、机械强度差、故障率高、可靠性差；3)使用具有污染性的一次性 干电池，增加环保压力；4)不具备防水、防摔、防撞、防腐、防爆和耐高低温等特性。发明内容本实用新型的目的在于针对传统强光手电存在的调焦笨拙或无调焦功能、结构复杂、照 度低、可靠性弱、安全性差、能耗大、使用寿命短、体大质重、携带不方便等不足，提供一 种不仅可以无极调焦、光斑灵活伸缩，而且具有防水、防摔、防腐、防火、防爆、防高低温、 高效率、强光照明、发光时间长、体小轻巧、形体美观、携带方便、实用性强、性价比高、 使用安全、多循环重复充电使用、寿命长久等优点的适合军、警、民多用的微型军警民用半 导体式强光手电。本实用新型包括半导体强光手电和充电包两部分。半导体强光手电设有手电筒外壳、头圈、调焦头罩、手电筒底盖、半导体光源模块、密 封圈、印制电路板、开关、充电池和充电池骨架。半导体光源模块设置在手电外壳顶部内侧， 通过螺纹紧固，半导体光源模块设有LED发光源座、光学会聚透镜、光学反射器、LED发光 源、LED防水膜、LED密封圈、LED散热片和环形卡簧等。充电池和充电池骨架设于手电外壳 中间，充电池设于充电池骨架内。手电底盖设于手电外壳底部。开关镶嵌在手电外壳上侧面 或手电底盖内。光学会聚透镜和头圈设于调焦头罩上端，调焦头罩下端与手电外壳连接。充电包设有充电电路模块、充电包头罩、充电包外壳、充电包底盖、插头母座套座、插 头母座、插头母座印制电路板、充电池负极连接压环、充电池正极连接弹簧、充电池和充电 池骨架。插头母座套座、插头母座、插头母座印制电路板、充电池负极连接压环和充电池正 极连接弹簧设于充电包头罩内，充电池设置于充电包内，与充电池负极连接压环和充电池正 极连接弹簧电连接。充电电路模块设置于充电包头部内侧，充电电路模块与插头母座、充电 池正极连接弹簧和充电池负极连接压环电连接。插头母座的正负极外接电源适配器的电源连 接线的正负极电连接。LED发光源可选择高功率LED或超高亮度LED阵列。充电池可采用充电池组。在手电外 壳底部可设有吊绳(或挂绳)。开关上可设有硅胶开关盖片或橡胶开关盖片，当开关镶嵌在手 电外壳上侧面或手电底盖内时，可用硅胶或橡胶制作的开关盖片进行防水密封。调焦头罩上 端固定连接光学会聚透镜和头圈，调焦头罩下端连接手电外壳，在环形卡簧和半导体光源模 块作用下，通过调整光学会聚透镜离LED发光源的高度距离，可以灵活实现光学会聚透镜的 调焦和射出光斑直径大小的改变。调焦头罩上端固定连接光学会聚透镜和头圈，调焦头罩下端连接手电外壳。 光学反射器可采用抛物面光学反射器、三角面光学反射器或平面光学反射器，抛物面反 射器可采用外凸抛物面反射器或内凹抛物面反射器。光学会聚透镜系统可采用双凸透射镜片或平凸透射镜片。 充电池可采用锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等，也可采用超级电容。 在组装时，半导体光源模块从调焦头罩顶部自上而下插入，直至与手电外壳顶部内侧进 行螺纹固定连接，半导体光源模块的外径微大于调焦头罩底部内径，所以调焦头罩套入手电 外壳上部后，在上下调焦过程中始终不会从手电外壳脱落，从而实现了调焦动作的可靠性、 方便性和轻便性。由于LED发光源的大部分光是发散的，会聚光斑效果较差，无法形成一束完整均匀的发 射角度为零的平行光束或低辐射角度的准平行光束，不适宜直接用在便携式发光器或照明器 上。有些照明器或警示灯具采用LED阵列以扩大光源发射面积，以直接形成一束光束，但光 束均匀度普遍较差，并且随着LED的个数和每个LED的色调变异而变化。本实用新型采用光 学反射器和光学会聚透镜的复合式集成光学会聚和光放大系统，充分利用反射和透镜的各自 光路优势，精确设计光学焦距、曲度、面径、厚度、发散角度和反射角度等参数，实现基于 超高亮度或高功率LED发光源的完整均匀的单环型高强亮光束。本实用新型的光学会聚透镜 设于LED发光源的顶部，光学会聚透镜与设于LED发光源下端的光学反射器组成复合式集成光学会聚和光放大系统，将LED发光源发出的杂散光转化为平行光或准平行光。LED发光源可选用环形排列的多个超高亮度LED阵列或单个高功率LED发光源。LED光色 可采用白色、红色、蓝色、绿色或其他色系，LED分布于LED印制电路板上面正中间，与LED 印制电路板电连接，LED发光源向后发射的光线经过LED发光源背后的光学反射系统和向前 发射的光线经过前面的光学会聚透射镜片系统后被高度集成，转化为高强度的平行光或准平 行光。本实用新型的光学反射器可由抛物面、三角面或单纯平面经过精确镜面处理相应制成光 学反射器为抛物面光学反射器、三角面光学反射器或平面光学反射器，以提高反射效率。抛 物面光学反射器可以设置成外凸或内凹形式，相应制成为外凸抛物面反射器或内凹抛物面反 射器，与光学会聚透镜系统集成配合，能够有效地增强光学放大效率。本实用新型的光学会聚透镜系统采用具有光学会聚功能的双凸或平凸透射镜片，能够将 LED发光源的发散光，会聚成一个超强光斑，从而有效放大光输出强度，提供优质明亮均匀 的零辐射角的平行光或辐射角很小的准平行光，有效射程远达50m或以上。为了避免光学会 聚透镜系统对LED的过度光放大而造成LED芯片封装焊接丝的"暴露"，光学会聚透镜系统与 LED发光源的焦距不宜过小。本实用新型可采用不同类型的充电池(二次电池)，如镍氢电池、镍镉电池和锂离子电池 等，也可采用新型超级电容作为储能元件。其中镍氢电池不含镉或水银等有害物质，符合环 保要求，能够提供高电容量和能量密度(是镍镉电池的至少2倍)，可快速充电，温度耐受范 围广(如-20 +6(TC)，重复充电多达1，000次，单次使用时间至少是普通碱性电池的3倍， 极少甚至不会出现记忆效应，性能可靠，价格合理，使用经济实惠。二次锂离子电池的优点 在于开路电压高(市售电池多为3.6 3.7VDC)、比容量大(是镍镉二次电池的2.5倍，是镍氢 二次电池的1. 5倍)、自放电率低(小于8%/月，远低于镍镉电池的30%和镍氢电池的40%)、 寿命长(通常可以达到千次以上)，无记忆效应。无论在二次锂离子电池的正负极还是在电池 隔膜中，锂都是以离子形式存在的，锂离子电池负极是碳素材料，如石墨等。正极则是含锂 的过渡金属氧化物，如LiCo02、 LiMnA等。电解质是含锂盐的有机溶液。锂离子电池在充电 或放电过程中，锂离子在正负极及电解质隔膜中定向运动。充电时，在电场的驱动下锂离子 从正极材料中脱出，经过电解质，插入到负极中；放电时，过程正好相反，即锂离子返回正 极中，电子则通过电器终端并为之供电。随着现代固态锂电池的不断研制开发，将逐步彻底 摒弃锂离子电池中的有机液体，成为更加安全可靠的充电池。


图1为本实用新型实施例的光电原理流程图。 图2为本实用新型实施例的组成示意图。图3为本实用新型实施例的半导体强光手电的立体结构示意图。 图4为本实用新型实施例的结构分解示意图。图5为本实用新型实施例的半导体强光手电的半导体光源模块结构分解示意图。 图6为本实用新型实施例的半导体强光手电的半导体光源模块的3种光学反射器的结构 示意图。在图6中，a为凸面光学反射器，b为凹面光学反射器，c为平面光学反射器。 图7为本实用新型实施例的半导体强光手电的印制电路板示意图。 图8为本实用新型实施例采用底部开关的分解结构示意图。图9为本实用新型实施例采用无冲击头的半导体强光手电的结构示意图。在图9中，a 为投射光斑最大时的调焦头罩32的位置，b为投射光斑最大时的调焦头罩32的位置。图io为本实用新型实施例的充电包分解结构示意图。图11为本实用新型实施例的调焦性能示意图。在图11中，横坐标为透镜焦距变化(mm)， 纵坐标为投射光斑大小变化(cm);曲线a:在5m处观察，曲线b:在4m处观察，曲线c: 在3m处观察，曲线d:在2m处观察，曲线e:在lm处观察。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。图1为本实用新型实施例的光电原理流程图，首先通过电源适配器和充电模块01给半导 体强光手电的充电池或充电池组02进行充电，经由控制开关和功能模块03实施电光转换04， 将储存在充电池或充电池组内的电能释放出来，驱动LED发光源(高功率LED或超高亮度LED 阵列)05发出半导体强光。为了可靠有效地提高LED半导体芯片的电光转换效率，需要给LED 发光源配置优良的散热片结构06，避免由于LED半导体芯片温度太高，而影响发光效率。LED 发光源的散热片结构06与半导体强光手电的外壳进行良好的热接触，能够及时将LED发光源 产生的热能及时疏散出去，提高可靠的发光效率。LED发光源发出的大角度散光经过由光学 反射器和光学会聚透镜组成的二次集成光学会聚和光放大系统07，将LED发光源发出的杂散 光转化为高强度的平行光或准平行光。图2给出本实用新型实施例的组成示意图，包括半导体强光手电l、充电包2、电源适配 器3和电源连接线4。半导体强光手电1由环保型充电池或充电池组提供能源，充电池或充 电池组放置在独立的充电包2内进行充电，电源适配器3经由电源连接线4插入充电包的电 源母座与充电包2电连接，并由市电供电。图3给出本实用新型实施例的半导体强光手电的立体结构示意图，当调焦头罩32处在最 小行程位置时，半导体强光手电的射出光斑最大，射程最近；当调焦头罩32处在最大行程位 置时，半导体强光手电的射出光斑最小，射程最远。当操作无极调焦时，上下滑动调焦头罩 32改变其离手电外壳33的距离即可。由于半导体强光手电的体积小，重量轻，无极调焦时， 既可以单手操作，也可以双手操作，具有很大的灵活性。在图3中，半导体强光手电设有头 圈31、调焦头罩32、手电外壳33、开关34、手电底盖35和吊绳孔36。图4给出本实用新型实施例的结构分解示意图，包括带有冲击头的头圈31、调焦头罩32、 手电外壳33、充电池或充电池组317、充电池骨架318、手电底盖35、侧面开关34、吊绳孔 36和半导体光源模块(图4中未标注)。图5给出本实用新型实施例的半导体强光手电的半导体光源模块结构分解示意图，半导 体光源模块设置在手电外壳33顶部内侧，通过螺纹结构与手电外壳33紧固，半导体光源模 块设有LED发光源座39、光学会聚透镜37、光学反射器312、 LED发光源313 (采用高功率 LED或超高亮度LED阵列)、LED防水膜311、 LED密封圈310、 LED散热片314、印制电路板 315和环形卡簧316。手电外壳33中间设有充电池或充电池组317、充电池骨架318，充电池 或充电池组317设于充电池骨架318内。手电外壳33底部设有手电底盖35和吊绳孔36。开 关34镶嵌在手电外壳33上侧面颈部，并用硅胶或橡胶制作的盖片进行防水密封。调焦头罩 32的上端固定连接光学会聚透镜37和头圈31,下端连接手电外壳33，在环形卡簧和半导体 光源模块作用下，通过调整光学会聚透镜37离LED发光源313的高度距离，可以灵活实现光 学会聚透镜37的调焦和射出光斑直径大小的改变。本实用新型实施例采用的光学会聚透镜37为双凸或单凸会聚透镜，可以采用压克力、工 程塑料注塑或玻璃加工制成，其目的是将LED发光源313的点光源或杂散光转化成平行光或 准平行光，增加定向发光强度和照明射程。图6给出均适用于本实用新型实施例的3款不同光学反射器312，根据反射面不同形状， 光学反射器312可设置为凸面(图a)、凹面(图b)和平面(图c)。图7给出本实用新型实施例的半导体强光手电的印制电路板示意图，印制电路板315是 LED发光源经过LED散热片隔离的印制电路板，其作用是延伸LED发光源的正负极性，以便 更好地与充电池或充电池组和手电外壳电连接。图8给出本实用新型实施例采用底部开关的分解结构示意图，在图8中，开关设置在底 部且采用平头结构，半导体强光手电设有头圈31、半导体光源模块(在图8中未标注)、调 焦头罩32、手电外壳33、充电池或充电池组317、充电池骨架318、手电底盖35、底部开关34和吊绳孔36。半导体光源模块设置在手电外壳33顶部内侧，包括LED发光源座39、光学 会聚透镜37、光学反射器312、 LED发光源313 (采用高功率LED或超高亮度LED阵列)、LED 防水膜311、 LED密封圈310、 LED散热片314、印制电路板315和环形卡簧316。充电池或充 电池组317设置于手电外壳内，充电池或充电池组317既可以采用单个大容量锂离子充电池， 也可以使用3节AAA充电池。开关34具有常开和常关功能，操作简单灵活。图9给出本实用新型实施例采用无冲击头的半导体强光手电的结构示意图，图a为投射 光斑最大时的调焦头罩32的位置，图b为投射光斑最大时的调焦头罩32的位置。从外观看， 半导体强光手电包括头圈31、调焦头罩32、手电外壳33、开关34、手电底盖35和吊绳孔 36。图IO给出本实用新型实施例的充电包分解结构示意图，充电包设有充电电路模块、电源 适配器3、电源连接线4、充电包头罩21、充电包外壳22、充电包底盖23、插头母座套座24、 插头母座25、插头母座印制电路板26、充电池负极连接压环27、充电池正极连接弹簧28、 充电池或充电池组和充电池骨架，插头母座套座24、插头母座25、插头母座印制电路板26、 充电池负极连接压环27和充电池正极连接弹簧28设于充电包头罩21内，插头母座25的正 负极与电源适配器3的电源连接线4的正负极电连接。充电池或充电池组设置于充电包内， 与充电池负极连接压环27和充电池正极连接弹簧28进行电连接。充电电路模块设置在充电 包内，充电电路模块与插头母座25、充电池正极连接弹簧28和充电池负极连接压环27进行 电连接。电源适配器3上设有市电插头41和输出插头42，电源连接线4与电源适配器3和 其输出插头42电连接。图11给出的是本实用新型实施例在不同照射距离时的透镜焦距(即LED发光源313与光 学会聚透镜37的物理距离)和投射光斑大小关系图。本实用新型实施例最大射程至少50m， 图11仅示意在1 5m观察(曲线a:在5m处观察，曲线b:在4m处观察，曲线c:在3m处 观察，曲线d:在2m处观察，曲线e:在lm处观察)距离时的投射光斑随着调整透镜焦距的 变化情况。由图11看出，在任何确定的观察距离下，照射透镜焦距越小，投射光斑就越大； 在确定的照射透镜焦距下，观察距离越远，投射光斑就越大。投射光斑越小，光能越集中， 投射强度就越大，照射距离就越远。从而利用调整投射光斑的大小，就可以灵活方便地调整 本实用新型实施例的发光照度和使用射程。本实用新型实施例的主要功能操作列举如下1. 轻触开关按第l下LED发光源全亮(100%亮)；2. 轻触开关第2下连续按LED发光源局部亮(0% 100%无极调光亮)；123. 轻触开关按第3下LED发光源闪烁(100%亮)；4. 在任何发光工作模式下，通过调整手电头罩高度，改变光学会聚透镜焦距、射出光斑大小和照射距离，实现无极调光。5. 轻触开关按第4下LED发光源关灭。本实用新型实施例的最简单功能操作可以设置如下1. 开LED发光源全亮(100%亮)；2. 无极调光通过调整头罩高度，改变光学会聚透镜焦距、射出光斑大小和照射距离。3. 关LED发光源关灭。本实用新型实施例的手电外壳33由航空级铝合金材料或其他高强度金属或塑料制成，其他部位也主要由中空管状航空铝合金一次成型，无侧面缝隙和孔洞，手电的头部、尾部和光电外露连接处均采用精密螺纹和高强度o-环密封圈结构，确保防水、防淋、抗压、防摔、防振、耐高低温、抗腐蚀、牢固轻便等性能。由于本实用新型实施例的所有配件都具有强度大、体积小、重量轻等优点，可以高度集成组合，整个照明器长度能够控制在7 15cm以内，可以完全把握在单个手掌之内，方便携 带和操作使用。当作为照明使用时，可提供优质均匀明亮的聚光光斑，射程至少可达50m， 每次对充电池或充电池组满充电后，可持续照明2 10h，能够充分满足长时间、安全可靠的 战略、值勤或工作照明的需求。
权利要求1.一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于包括半导体强光手电和充电包两部分；半导体强光手电设有手电筒外壳、头圈、调焦头罩、手电筒底盖、半导体光源模块、密封圈、印制电路板、开关、充电池和充电池骨架，半导体光源模块设置在手电外壳顶部内侧，通过螺纹紧固，半导体光源模块设有LED发光源座、光学会聚透镜、光学反射器、LED发光源、LED防水膜、LED密封圈、LED散热片和环形卡簧，充电池和充电池骨架设于手电外壳中间，充电池设于充电池骨架内，手电底盖设于手电外壳底部，开关镶嵌在手电外壳上侧面或手电底盖内，光学会聚透镜和头圈设于调焦头罩上端，调焦头罩下端与手电外壳连接；充电包设有充电电路模块、充电包头罩、充电包外壳、充电包底盖、插头母座套座、插头母座、插头母座印制电路板、充电池负极连接压环、充电池正极连接弹簧、充电池和充电池骨架，插头母座套座、插头母座、插头母座印制电路板、充电池负极连接压环和充电池正极连接弹簧设于充电包头罩内，充电池设置于充电包内，与充电池负极连接压环和充电池正极连接弹簧电连接，充电电路模块设置于充电包头部内侧，充电电路模块与插头母座、充电池正极连接弹簧和充电池负极连接压环电连接，插头母座的正负极外接电源适配器的电源连接线的正负极电连接。
2. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于LED发光源为高功 率LED或超高亮度LED阵列。
3. 如权利要求1所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于充电池为充电池组。
4. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于在手电外壳底部设 有吊绳或挂绳。
5. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于开关上设有硅胶开 关盖片或橡胶开关盖片。
6. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于调焦头罩上端固定 连接光学会聚透镜和头圈，调焦头罩下端连接手电外壳。
7. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于光学反射器为抛物 面光学反射器、三角面光学反射器或平面光学反射器。
8. 如权利要求7所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于抛物面光学反射器 为外凸抛物面反射器或内凹抛物面反射器。
9. 如权利要求l所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于光学会聚透镜系统为双凸透射镜片或平凸透射镜片。
10.如权利要求1所述的一种军警民用半导体式强光手电，其特征在于充电池为镍氢电 池、镍镉电池、锂离子电池或超级电容。
专利摘要一种军警民用半导体式强光手电，涉及一种高功率灯泡的高亮度手电或便携式照明器。提供一种可无极调焦、光斑灵活伸缩，具有防水、防摔、防腐、防火、防爆、防高低温、高效率、强光照明、发光时间长、体小轻巧、形体美观、携带方便、实用性强、性价比高、使用安全、多循环重复充电使用、寿命长久的微型军警民用半导体式强光手电。包括半导体强光手电和充电包。半导体强光手电设有外壳、头圈、调焦头罩、底盖、半导体光源模块、密封圈、印制电路板、开关、充电池和骨架。充电包设有充电电路模块、充电包头罩、充电包外壳、充电包底盖、插头母座套座、插头母座、插头母座印制电路板、充电池负极连接压环、充电池正极连接弹簧、充电池和充电池骨架。
文档编号F21L4/00GK201083327SQ20072000841
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者王亚军 申请人:王亚军