专利名称：一种led制伏器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电技术领域，具体涉及一种基于高亮度LED光源的非致命软 杀伤器件-"LED制伏器。
背景技术：
LED即发光二极管是light emitting diode或者light emitting device的简 称，根据发光材料不同的化学结构和属性， 一般又常被分为无机LED和有才几LED (即OLED,或者OLEDs )。 1993年，蓝色GaN发光二极管技术获得突石皮，在 此基础上1996年实现了无机LED白光发射；而1987年美国Koda公司首次报 道了一种新型的有机电致发光显示器件(OLEDs )，从而引发了 OLEDs器件研 发的新热潮。近年，无论是无机还是有机发光器件(LED/OLED ),白光LED器 件及其照明相关领域的应用研究都受到了学术和产业界的高度重视，由于具有 低电压驱动、全固态、低功耗、长效可靠等优点，LED/OLED是一种符合环保 节能缘色照明理念的高效光源，因此，目前以白光LED/OLED为主的半导体照 明技术(第四代照明技术)在全世界范围内得到了大力的推动和发展，正在形 成巨大的产业。
非致命器件是运用声、光、电磁、计算机病毒和化学等手段，使被作用对 象及其所掌握的器具效能降低甚至完全失去正常机能的一类新型器件。这类器
件采取完全不同于传统武器的毁伤机理，既可通过"软杀伤"达到制胜的目的， 又不会产生严重的附带破坏，可以在许多不同范围(如防暴、治安、自卫甚至 战场中的特定场合等)内广泛应用。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何提供一种LED制伏器，这种制伏器以高亮 度的光源为核心，在一定距离外，能够给予被照射对象以强烈的光刺'敫，通过
3LED光输出亮度、脉冲以及色彩的不断变化，使被照射对象的大脑和眼睛完全没 有足够的时间去适应，能够同时制伏被照射对象的生理(暂时致盲)和心理(眩 晕、使其暂时神智迷乱)，从而达到使其暂时丧失反抗能力的效果。
本发明所提出的技术问M这样解决的提供一种LED制伏器，其特征在 于，包括有外壳(1)、电池(2)、驱动控制电路(3)、光反射杯(4)、 LED光 源(5)、光学透镜(6)和测距仪(7)，其中电池(2)通过驱动控制电路(3) 为LED光源(5)供电，驱动控制电路(3)控制LED光源(5)实现不同照度 等级的光输出，所述LED光源(5 )设置在光反射杯(4)的底部，光学透镜(6) 设置在光反射杯(2)的另一端。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述LED光源(5)包括 单芯片式结构、多芯片集成结构和多个LED管的阵列结构。所述LED芯片是指 在衬底材料上生长有LED/OLED发光结构的基片。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所迷光反射杯(4)是截 顶圓锥状反射杯，内壁上镀有反光膜。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述测距仪(7)为光学 测距仪器、雷达测距仪器和超声波測距仪中的一种或者多种。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述LED光源(5)为高 亮度LED光源，光源的颜色为彩色或者单色或者白色，LED包括有机LED、无 机LED以及两者的结合。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述光学透镜(6)包括 球面结构、非球面结构和微透镜阵列结构。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所迷驱动控制电路(3) 具有脉冲调制功能，能实现不同照度等级、不同色彩;漢式、不同频闪频率的LED 光输出的选择控制，实现对电池充放电过程的控制。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述电池(2)为一次电 池、充电电池、组合电池中的一种或者多种。
按照本发明所提供的LED制伏器，其特征在于，所述外壳(1)上设置有控制面板或者控制器，控制面板或控制器与驱动控制电路连接。
本发明有有益效果该LED制伏器是一种新概念的非致命软杀伤性器件， 它以高速发展的新型高效半导体照明技术为核心和技术支撑，采用高功率、高 亮度的LED/OLED光源，通过实现高亮度的、脉冲驱动的"光刀，，使一定距离外 的被照射对象暂时致盲、眩暈、神智迷乱，从而丧失正常活动能力(反抗能力)， 而几分钟后，这种效果会逐渐消失，对人体本身及周围环境不会造成任何长效 的影响(副作用)，即安全性，因而，LED制伏器是一种理想的非致命软杀伤性 器件，而且目前半导体照明技术的高速发展为其提供了巨大的发展潜力和空间。
图1是本发明的LED制伏器的示意图2是实施例一和实施例二所采用的系统控制结构示意框图。
其中，1、外壳；2、电池；3、驱动控制电路；4、光反射杯；5、 LED
光源；6、光学透镜；7、测距^义。
具体实施例方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述
本发明所提出的一种LED制伏器由以下几个组成部分构成，如图1所示， 它包含外壳1、电池2、驱动控制电3、路光反射杯4、 LED光源5、光学透 镜6以及测距仪7。这种新型的、利用半导体发光光源(LED/OLED)的、通过 高亮度光照致使被照射对象暂时丧失正常活动能力的器件的组成部分功^^兌明 如下①外壳1，外壳提供各组件的装配基座和结构保护的功能；②电池2，器 件直接由电池供电，便于携带，可以是多节组合电池，可以是充电电池，可以 是一次电池；③驱动控制电^各3，实现对电池供电过程的控制；具有脉冲调制功 能，实现频闪光的输出；实现不同照度等级、不同色彩模式LED光输出的选择 控制；实现对电池充放电过程的控制；④光反射杯4,光的输出耦合和改善LED 光发射定向性，最大限度地前向收集和利用LED光源的发光；⑤LED光源5， 是高亮度的LED光源； 光学透镜6,聚束LED光线，抑制器件出光的发散角；⑦测距仪7，定位被照射对象的距离，以控制LED制伏器的照度、色彩以及频
闪工作模式。
这种LED制伏器含有高亮度的LED光源，所指的LED可以是无机LED也 可以是有机LED ( OLED,或者OLEDs );也可以是无机LED与有机LED的組 合结构；可以是单芯片式的，也可以是多芯片集成的，也可以是多个LED管的阵列。
这种LED制伏器含有高亮度的LED光源，所指的光源可以是单色的，也可 以是彩色的，甚至是白色的。
这种LED制伏器含有光反射杯，LED光源安装在此光反射杯中，通过反射 杯的作用，能够使LED光前向出射，实现尽可能大的前向照度，即可以起到光 的输出耦合和改善LED光发射定向性的作用。所指的反射杯可以是圆筒形，也 可以是半球形、也可以是截锥形的，也可以是截球形的，也可以是截椭J求形的， 也可以是旋转抛物形的结构，反射杯的形状甚至可以是非径向对称的截角倒金 字塔形状。反射杯材料可以是金属的，也可以是塑料的，可以是金属表面镀有 反射膜的，也可以是注塑结构上镀有反射膜的。
这种LED制伏器含有光学透镜，光学透镜用来聚束LED光线，所指的透镜 可以是球面结构的，也可以是非球面结构的，或者是微透镜阵列结构的；从组 成材料而言，这种透镜可以是无机的，也可以是有机的，也可以是无机/有机材 料的组合。
这种LED制伏器含有驱动控制电路，所指的驱动控制电路，可以实现对 LED光源电池供电过程的控制；具有脉冲调制功能，可以实现频闪光的4命出； 可以实现不同照度等级、不同色彩模式、不同频闪频率的LED光输出的选择控 制；可以实现对电池充ii电过程的控制。
这种LED制伏器由电池供电，以便于携带，所指的电池可以是一次电池， 也可以是二次电池即可充电电池，可以是多节組合电池，可以是各种类型的蓄电池。
这种LED制伏器具有外壳，此外壳提供各组件的装配位置和调节及固定机
构(即基座)并为内部组件提供结构性保护功能，从材料上看，这个外壳可以 是金属的，也可以是塑料的，或者是金属/塑料的组合体。外壳的截面可以是圆
形的，也可以是非圆形的(矩形，椭圓形)；所指外壳的外形可以是直线型的， 也可以是弯曲状的。
这种LED制伏器可以配备有测距仪，所指测距仪用于定位被照射对象的距 离，以控制LED制伏器的照度、色彩以及频闪工作模式。所指测距仪可以是光 学测距仪器(红外、激光)，也可以是雷达测距仪，也可以是超声波测距仪，或 者是他们的任意组合。
以下是本发明的具体实施例
实施例1
基于功率型白光LED的LED制伏器
运用GaN蓝色芯片+黄色荧光粉的白光LED器件方案，采用多芯片集成封 装的白光LED模组为光源，以50W白光LED模组为例，可以将49颗1W的 LED芯片集成封装在直径约1英寸的散热基座上来实现(1W的LED在350mA 标定工作电流下，实际输出大于IW)。
LED模组安装在一个截顶圆锥状反射杯的底座上，杯的内壁镀有增反膜。 光学镜头选用直径约2英寸的微透镜阵列，以抑制出射光的发散角。 49颗芯片分组串并联后构成单元组，通过驱动控制电路可以实现分区分組 驱动(供电)，由此实现多种照度模式的选择控制。
驱动控制电路产生频率f<25Hz的脉冲调制信号，以产生人眼视觉敏感的频 闪光输出。系统控制结构框图见图2，其中，电池与驱动控制电路连接，驱动控 制电路包括电源管理模块、LED驱动控制模块和脉冲调制器模块，脉冲调制器 ^f莫块能控制LED光源实现频闪光输出。
采用60W以上的锂离子电池组来驱动。采用圆柱型(手电筒形)金属/塑料外壳。
测距仪用于确定被照射对象的距离，以实现不同照度和频闪频率模式的选 择控制。
整个LED制伏器可以达到40001m以上的光输出，在二十米远处的被照射对 象双眼范围内(直径约llcm的光斑)能够达到4.2x105lx的照度，超过太阳光 在地球表面的照度水平(104-105lx),因此，能够导致被照射对象产生强烈的 眩晕以至暂时致盲的效杲。整个LED光源功耗在55W左右，完全可以由小型 的便携式锂电池组供电驱动。
釆用分区分组驱动，在低照度模式下，不加脉沖调制的LED制伏器同时也 是一种便携式的应急照明系统。
实施例2
基于功率型白光LED的LED制伏器之二
运用GaN蓝色芯片+黄色荧光粉的白光LED器件方案，采用多芯片集成封 装的白光LED模组为光源，以25W白光LED模组为例，25W=25颗x 1 W/颗， 将25颗1W的LED芯片集成封装在直径约1英寸的散热基座上。
然后将集成封装的芯片组(带散热基座)安装在一个截顶圆锥状反射杯的 底座上，杯的内壁镀有增反膜。
光学镜头选用直径约2英寸的微透镜阵列，以抑制出射光的发散角。
25颗芯片分组后构成串并联单元组，通过驱动控制电路实现分区分组的驱 动，以实现多种照度模式的选择控制。
驱动控制电路产生频率f<25Hz的脉沖调制信号，以产生人眼视觉敏感的频 闪光输出，系统控制结构框图见图2，其中，电池与驱动控制电路连接，驱动控 制电路包括电源管理模块、LED驱动控制模块和脉冲调制器模块，脉冲调制器 模块能控制LED光源实现频闪光输出。
8采用30W以上的锂离子电池组来驱动。 釆用圓柱型(手电筒形)金属/塑料外壳。
整个LED制伏器可以达到20001m以上的光输出，在二十米远处的被照射 对象双眼范围内(直径约llcm的光斑)能够达到2xl(^k的照度，超过太阳光 在地球表面的照度水平(104-105Ix),因此，能够导致被照射对象产生强烈的 眩暈以至暂时致盲的效果。整个LED光源功耗在30W左右，完全可以由小型 的i"更携式4里电池供电-驱动。
采用分区分组驱动，在低照度^f莫式下，不加脉冲调制的LED制伏器同时也 是一种便携式的应急照明系统。
实施例3
基于多芯片彩色LED的LED制伏器
采用多色LED芯片封装的彩色LED模组为光源，采用像素驱动模式，实现 不同照度等级、不同色彩模式(单色/彩色)LED光输出的选择控制。
彩色LED模组安装在相应的截顶圆锥状反射杯的底座上，杯的内壁镀有增 反膜。
光学镜头放置在反射杯开口处，直径等同于反射杯开口大小。 驱动控制电路产生频率f<25Hz的脉冲调制信号，以产生人眼视觉刺5敫度高 的频闪光输出。'
采用锂离子电池组来驱动。
采用圓柱型(手电筒形)金属/塑料外壳。
实施例4
基于OLEDs (有机电致发光器件)的LED制伏器
采用OLEDs作为发光光源，采用像素驱动模式，以实现不同照度等乡及、不
9同色彩模式(单色/彩色)光输出的选择控制；
彩色OLEDs模组安装在相应的截顶圓锥状反射杯的底座上，杯的内壁镀有
增反膜。
光学镜头放置在反射杯开口处，直径大小与反射杯开口尺寸一致。
频率f<25Hz的脉冲调制电路用以产生人眼视觉刺激度高的频闪光输出；
采用锂离子电池组来驱动；
采用圆柱型(手电筒形)金属/塑料外壳。
权利要求
1、一种LED制伏器，其特征在于①设置有外壳(1)、电池(2)、驱动控制电路(3)、光反射杯(4)、LED光源(5)、光学透镜(6)和测距仪(7)，其中电池(2)通过驱动控制电路(3)为LED光源(5)供电；②所述驱动控制电路(3)控制LED光源(5)实现不同照度等级的光输出，所述LED光源设置在光反射杯(4)的底部，光学透镜(6)设置在光反射杯(4)的另一端。
2、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所迷LED光源(5) 包括单芯片式结构、多芯片集成结构和多个LED管的阵列结构。
3、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所迷光反射杯(4) 是截顶圆锥状反射杯，内壁上镀有反光膜。
4、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所述测距仪(7)为 光学测距仪器、雷达测距仪器和超声波测距仪中的一种或者多种。
5、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所述LED光源(5) 为高亮度LED光源，光源的颜色为彩色或者单色或者白色，LED包括有机LED、 充机LED以及两者的结合。
6、 根据权利要求1所迷的LED制伏器，其特征在于，所述光学透镜(6) 包括球面结构、非球面结构和微透镜阵列结构。
7、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所述驱动控制电路 (3)具有脉冲调制功能，能实现不同照度等级、不同色彩模式、不同频闪频率的LED光输出的选择控制，实现对电、池t故电过程的控制。
8、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所迷电池(2)为一 次电池、充电电池、组合电池中的一种或者多种。
9、 根据权利要求1所述的LED制伏器，其特征在于，所述外壳(1)上设 置有控制面板或者控制器，控制面板或控制器与驱动控制电路连接。
全文摘要
本发明公开了一种LED制伏器，包括外壳(1)、电池(2)、驱动控制电路(3)、光反射杯(4)、LED光源(5)、光学透镜(6)和测距仪(7)，其中电池(2)通过驱动控制电路(3)为LED光源(5)供电，驱动控制电路(3)具有LED驱动控制和脉冲调制功能，可以控制LED光源(5)实现不同照度等级、不同色彩模式、不同频闪频率的LED光输出，所述LED光源(5)设置在光反射杯(4)的底部，光学透镜(6)设置在光反射杯(4)的另一端。本发明是一种新型的非致命软杀伤性器件，通过产生高亮度的光照使被照射对象暂时致盲、眩晕甚至神智迷乱，从而丧失正常活动能力或者反抗能力。
文档编号F21L4/00GK101619808SQ20091006015
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月29日 优先权日2009年7月29日
发明者万远涛, 远 何, 俱剑君, 玥 胡, 饶海波, 高寒松 申请人:电子科技大学