专利名称：Led光源及其制造方法、信号单元、固定信号器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及具有至少一个LED阵列的LED光源。特别地，本实用新型涉及用 于在固定警报或指示信号(例如，固定轨道信号)中使用的LED光源。
背景技术：
固定轨道信号器用来将信息传递给列车驾驶员，例如，沿着某一轨道前进是否安 全或者是否已经设置了特定路线。通常以不同“显示(aspect) ”的形式将信息传递给列车 驾驶员，所述“显示”是固定信号器内的彩色灯的不同组合和布置。如这里使用的，术语“固定信号器”指的是其位置相对于地面固定的信号器。适当 地固定这种信号器，以防止信号器的移动，尤其是防止信号器相对于地面的对准或定向的 移动。因此，例如，可将固定轨道信号器安装在柱子或跨轨信号架上，而所述柱子或跨轨信 号架又是固定至地面的。当然，在轨道信号器的情况中，这对于将安全信息可靠地传递给列 车驾驶员是必要的。作为本申请涉及的类型的固定轨道信号器的实例，可确定具有两种特定类型的轨 道信号器位置灯信号器(也叫做地面位置灯，GPL)，通常位于地面上并在诸如旁轨和维修 区的区域中使用；以及彩色灯信号器(CLS-也叫做彩色线路信号器)，通常直接位于干线之 上或位于干线的一侧上方和该一侧。CLS通常用来控制沿着干线的一条或多条轨道的运输流量。在英国，所有用作CLS的轨道信号器必须符合铁路轨道线路规范RT/E/ S/10062 (现期刊物1，1999年8月)。此规范列出了在可靠性、颜色和可见性方面以及其他 方面的最低条件。在其它国家中也存在类似的用于轨道信号器的标准，例如中国。目前使用的许多轨道信号器采用钨丝灯泡作为光源。然而，LED光源(即，包括多 个LED的光源)越来越多地被使用，其原因在于人们认识到了 LED光源具有优于钨丝灯泡 的各种各样的优点。例如，通常认为LED光源比钨丝灯泡可靠得多。大多数轨道网络利用状态监测系统来监测固定轨道信号器的光源的状态。典型的 状态监测系统包括状态监测设备和多条用于将状态监测设备连接至固定轨道信号器的光 源的导电线路。每个光源包括用于将关于光源状态的信息传递至状态监测系统的通信电 路，例如，当光源中存在故障时以警报信号的形式传递。有时，此通信电路被称为“检验”电 路。在使用中，光源的通信电路与状态监测系统的导电线路耦接，从而，光源的通信电 路能够将关于光源状态的信息传递至状态监测系统。因此，如果光源中出现故障，则可将此 信息传递至状态监测设备，从而，可派遣工程师去维修光源。本实用新型的发明人已经观察到，目前可获得的LED光源制造复杂且安装复杂。例如，本实用新型的发明人已经观察到，目前可获得的LED光源有时包括多个透 镜，需要仔细配置这些透镜以使LED光源中的每个LED与相关透镜对准。这是很麻烦的。本 实用新型的发明人还已经观察到，目前可获得的LED光源难以安装在固定轨道信号器中。
实用新型内容根据上述考虑设计出本实用新型。通常，本实用新型的第一方面提供一种具有一个或多个透镜的LED光源，所述透 镜与LED光源的壳体整体形成。通过将所述一个或多个透镜与LED光源的壳体整体形成，使得LED光源变得易于 制造，因为这样的话无需与LED光源的壳体分开地制造LED光源的透镜，并且使得将LED光 源中的LED与一个或多个透镜中的相应一个透镜对准变得更容易。因此，本实用新型的第一方面可提供LED光源，其具有包括多个LED的LED阵列； 容纳LED阵列的壳体；以及一个或多个位于LED阵列前面的透镜，其中，所述一个或多个透 镜与壳体整体形成。在本实用新型的上下文中，“在...前面”表示，当LED光源在使用中时，所述一个 或多个透镜位于由LED阵列输出的光所限定的光路中。LED光源可具有多个位于LED阵列前面的透镜。优选地，LED阵列中的每个LED与 相应一个透镜相关，并优选地与其对准。优选地，壳体由塑料制成，因为这允许壳体容易地形成为期望的形状(例如，通过 模制)。更具体地，壳体由透明塑料制成，因为这表示，通过将透明塑料形成为具有限定一个 或多个透镜的形状，可简单地将一个或多个透镜与壳体整体形成。优选地，壳体具有开口端，该开口端提供进入壳体内部的进口。优选地，LED光源 进一步包括用于封闭壳体的开口端的盖子。此设备允许通过打开和封闭盖子来进入壳体的 内部和关闭壳体。本实用新型的第一方面可进一步提供一种制造如上所述的LED光源的方法。该方 法可以包括，例如，将一个或多个透镜与壳体整体形成。通常，本实用新型的第二方面提供一 LED光源，其壳体具有的内表面的形状被构 造成限定用于定位电路板的定位装置，LED阵列安装在电路板上的预定位置和/或相对于 LED光源的一个或多个透镜对准。通过具有这种定位装置，LED光源变得更易于制造，因为将LED阵列定位在预定位 置和/或相对于一个或多个透镜对准容易得多。因此，本实用新型的第二方面可提供一LED光源，其具有LED阵列，包括多个LED ； 电路板，LED阵列的LED安装于该电路板上；壳体，其容纳LED阵列和电路板；以及一个或多 个透镜，其中，将壳体的内表面的形状构造成限定用于将电路板定位在预定位置和/或相 对于一个或多个透镜对准的定位装置。LED光源可具有多个透镜。一个或多个透镜可位于LED阵列的前面。优选地，LED 阵列中的每个LED与相应一个透镜相关，更优选地与其对准。优选地，壳体具有开口端，该开口端提供了进入壳体内部的进口。优选地，LED光 源进一步包括用于封闭壳体的开口端的盖子。此设备允许通过打开和封闭盖子来进入壳体 的内部和关闭壳体。优选地，定位装置用于(或被构造为)将电路板定位成相对于一个或多个透镜预 定地对准，使得LED阵列与一个或多个透镜对准。更优选地，定位装置用于(或被构造为)将电路板定位成相对于一个或多个透镜预定地对准，使得LED阵列中的每个LED与相应一 个透镜对准。这样，在制造过程中，透镜和LED可以更容易对准。优选地，定位装置用于(或被构造为)将电路板(以及由此安装于其上的LED)定 位在离一个或多个透镜预定距离处。这样，在制造过程中，可以更容易将安装于电路板上的 LED阵列定位在离一个或多个透镜的期望的距离处。优选地，电路板包括接口装置，该接口装置用于(或被构造为)与定位装置配合 (interface)，以将电路板定位在预定位置和/或相对于一个或多个透镜对准。定位装置和接口装置可采用任何适当的允许获得预定位置和/或对准的形式。在 一些优选实施方式中，定位装置包括一个或多个由壳体的内表面形成的底座。在一些优选 实施方式中，接口装置包括电路板中的一个或多个凸起，例如，凸起可位于电路板的外边缘 处。然而，其它设置同样是可能的。例如，定位装置和/或接口装置可包括通道、脊部、 凸起、凹槽、底座等中的任何一个或多个。本实用新型的第二方面可进一步提供一种制造如上所述的LED光源的方法。该方 法可包括，例如，构造壳体的内表面的形状以限定用于将电路板定位在预定位置和/或相 对于一个或多个透镜对准的定位装置。通常，本实用新型的第三方面提供一种具有把手的LED光源。通过具有把手，使得将LED光源插入信号单元/从信号单元移除LED光源变得更
各易ο因此，本实用新型的第三方面可提供LED光源，其具有LED阵列，包括多个LED; 把手，用于将LED光源插入信号单元/从信号单元移除LED光源。优选地，把手位于LED光源的后侧上。LED光源的后侧可以是与LED光源的当LED 光源在使用中时输出光的一侧相对的LED光源的一侧。通过将把手放在LED光源的后侧上， 把手可用来将LED光源安装在信号单元中，其中LED光源的光输出侧面向信号单元。LED光源可具有壳体，其用于容纳LED阵列，并且可选地，容纳与LED阵列相关的电 路(例如，用于控制供应至LED阵列的电流的控制电路)。优选地，壳体具有开口端，该开口端提供进入壳体内部的进口。优选地，LED光源 进一步包括用于封闭壳体的开口端的盖子。此设备允许通过打开和封闭盖子来进入壳体的 内部和关闭壳体。把手可形成于盖子上，例如，从而把手也可用来打开和关上盖子。把手可位于LED 光源的后侧上。优选地，构造把手的形状以形成使用者的手指可插入其中的通道。例如，把手可具 有开环的形状，例如“U”形或“C”形。信号单元可用于安装至固定支撑结构，以提供固定警报或指示信号。信号单元可 具有至少一个如上所述的光源；和用于将信号单元安装在固定支撑结构上的安装装置。本实用新型的第三方面可进一步提供一种制造如上所述的LED光源的方法。该方 法可包括，例如，对LED光源增加把手，以将LED光源插入信号单元/从信号单元移除LED 光源。本实用新型还包括所述方面和优选特征的任何组合，除了这种组合是明显不允许
6的或明确要避免的以外。因此，参照本实用新型的第一、第二和第三方面描述的LED光源的 特征可以任何组合结合在一起。一个特别有利的组合是本实用新型的第一和第二方面的组合，因为将透镜与壳体 整体形成也有助于更容易地将LED阵列定位在预定位置和/或相对于一个或多个透镜对 准。任何上述LED光源可用来在固定警报或指示信号器(例如，固定轨道信号器)中 使用。然而，设想根据本实用新型的光源可在其它环境中使用(例如，公路运输)。本实用新型的第四方面涉及在固定指示或警报信号器(例如，固定轨道信号器) 中实现根据第一、第二和第三方面中的任何一个或多个的LED光源。本实用新型的第四方面可提供一种用于安装至固定支撑结构以提供固定警报或 指示信号器的信号单元，信号单元包括至少一个如上所述的LED光源；和安装装置，用于 将信号单元安装在固定支撑结构上。本实用新型的第四方面可提供一种固定信号器，其包括如上所述的安装至固定支 撑结构的信号单元。固定支撑结构可以是，例如，柱子或跨轨信号架。
下面参照附图讨论我们提议的实施方式，其中图1是用于LED光源的壳体的透视图。图2是包括图1所示的壳体的LED光源的横截面。图3示出了被包括在图2所示的LED光源中的电路板。图如是移除了透镜阵列的图1的壳体的透视图。图4b是进一步包括盖子的图如的壳体的横截面。图如是进一步包括电路板的图如的壳体的透视图。图4d是进一步包括电路板的图如的壳体的放大图。图fe是包括把手的LED光源的替代实施方式的侧视图。图恥示出了图的LED光源的后视图。
具体实施方式
图1示出了用在LED光源中的壳体120。整体形成于壳体表面上的是元件122，其 提供用于将盖子(未示出)附接至壳体120的开口端的螺钉孔和用于将LED光源安装在信 号单元(未示出)中的凸起部分124，所述信号单元例如是用于安装至固定支撑结构以提供 固定轨道信号器的信号单元。在壳体120的一端具有包括多个透镜132，134的透镜阵列130。在此具体实施方 式中，多个透镜132，134包括第一尺寸的透镜132和第二侧的透镜134，第二侧比第一侧小。 多个透镜132，134与壳体120整体形成。换句话说，壳体120和透镜132，134 一起形成整 体的一体式单元，使得不能从壳体120移除透镜阵列130。因此，将壳体120的形状构造为 像一个桶，透镜阵列130形成桶的底部。在此实施方式中，壳体120由透明塑料制成。因此，通过将透明塑料形成为具有限 定多个透镜132，134的形状，可简单地将透镜132，134与壳体120整体形成。[0060]与透镜阵列130所位于的壳体120的端部相对的是壳体120的开口端，该开口端 提供进入壳体120的内部的进口。壳体120的此开口端可由盖子(未示出)封闭。图2示出了用在固定轨道信号器中的LED光源101。LED光源包括图1所示的壳 体120，如图2所示，壳体120的开口端由LED光源101的盖子1 封闭。LED光源100还包括印刷电路板(PCB) 108，包括多个LEDl 12的LED阵列110安装 于印刷电路板108上。如可从图2看到的，透镜阵列130的多个透镜132，134位于LED阵列130的前面， 即，当LED光源101在使用中时，多个透镜132，134位于由LED阵列130输出的光所限定的 光路中。为了清楚起见，图2中仅示出一行LED阵列110。然而，如技术人员将理解的，LED 阵列110将通常包括许多行LED，优选地，相应的透镜132，134与LED阵列中的每个LED对准。图3提供了 PCB 120的不同视图。图如至图4d示出了省略了透镜阵列130的壳体120，使得能够更清楚地看到壳体 的内表面127。然而，这仅是为了清楚的目的，因为透镜阵列130优选地与壳体120整体形 成，使得不能从壳体120移除透镜阵列130。如可从图如至图4d看到的，并在图4d中最清楚地看到的，将壳体120的内表面 127的形状构造成限定凸起部分128，凸起部分1 终止以形成底座128a。这些底座128a 限定了用于将PCB 120定位在预定位置并相对于多个透镜132，134对准的定位装置(如上 所指出的，为了更加清楚，已从图如至图4d省略了透镜132，134)。现在返回参照图3，PCB 120包括位于PCB 120的外边缘处的凸起122。这些凸起 122提供了接口装置，该接口装置用于与定位装置配合，以获得预定位置和相对于多个透镜 132，134的对准。特别地，当将PCB 120插入壳体120的开口端时，PCB 120的凸起122位 于底座128a内，使得将PCB 120定位在预定位置并相对于多个透镜132，134对准。此预定 位置使得PCB 120被定位在离多个透镜132，134预定距离处，并使得PCB 120被定位成相 对于多个透镜132，134预定地对准，从而LED阵列130中的每个LED 132与多个透镜132， 134中的相应一个对准。图如和图恥示出了用在固定轨道信号器中的LED光源201的替代实施方式。图 5a和图恥所示的LED光源201的许多特征与图2所示的LED光源101的那些特征相似。 因此，相应的特征被赋予相应的附图标记，并且不需要进一步详细地描述。图fe和图恥所示的LED光源201包括把手250，把手用于将LED光源201插入信 号单元/从信号单元移除LED光源201，所述信号单元例如是用于安装至固定支撑结构以提 供固定警报或指示信号器(例如，固定轨道信号器)的信号单元。如可从图fe看到的，把手250位于LED光源201的后侧上并安装在盖子2 上。 如也可从图fe看到的，把手250具有开环形状，以形成使用者的手指可插入其中的通道。此 类型的把手尤其适于将LED光源插入信号单元和从信号单元移除LED光源。同样如图恥所示，除了把手209以外，LED光源200的盖子2 包括用于将LED 光源200连接至外部状态监测系统的连接器252和用于将LED光源200连接至电源(未示 出)的连接器。在此实施方式中，两个连接器都是由保护弹性环(护孔环)围绕的插座。[0073]当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包含”和“包括”及其变型表示，包括 特定特征、步骤或整体。不将该术语解释为排除其它特征、步骤或整体的存在。适当的是，在上述描述中公开的或在所附权利要求中公开的或在附图中公开的特 征，当以其特定形式表达时或当表示为用于执行所公开功能的装置或用于获得所公开结果 的方法或工艺时，可分别地或以这些特征的任何组合的方式，用于以其各种形式实现本实 用新型。虽然已经结合上述示意性实施方式描述了本实用新型，但是，在不背离所公开的 主要概念的前提下，当给出此公开内容时，许多等效修改和变型对于本领域的技术人员来 说将是显而易见的。因此，在此要求专利保护的专利范围应该仅由所附权利要求限制且不 由这里描述的实施方式限制，权利要求通过参照说明书和附图而解释。因此，虽然参照用于固定轨道信号器中的LED光源举例说明了本实用新型，但是 相同的原理可用来制造适于在其它环境(例如，公路运输)中使用的LED光源。
权利要求1.一种LED光源，具有 LED阵列，包括多个LED ；壳体，其容纳所述LED阵列；以及一个或多个透镜，位于所述LED阵列的前面；其中，所述一个或多个透镜与所述壳体整体形成。
2.根据权利要求1所述的LED光源，其中，所述LED阵列中的每个LED与所述透镜中的相应一个透镜相关。
3.根据权利要求1所述的LED光源，其中，所述LED阵列中的每个LED与所述透镜中的 相应一个透镜对准。
4.根据前述权利要求中任一项所述的LED光源，其中，所述壳体由透明塑料制成。
5.根据权利要求1所述的LED光源，进一步具有把手，用于将所述LED光源插入信号单元/从信号单元移除所述LED光源。
6.根据权利要求5所述的LED光源，其中，所述把手位于所述LED光源的后侧上。
7.根据权利要求5所述的LED光源，具有用于容纳所述LED阵列的壳体，所述壳体具有 开口端，所述开口端提供进入所述壳体的内部的进口。
8.根据权利要求7所述的LED光源，包括用于封闭所述壳体的所述开口端的盖子。
9.根据权利要求8所述的LED光源，其中，所述把手形成于所述盖子上。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的LED光源，其中，构造所述把手的形状以形成 使用者的手指能够插入其中的通道。
11.根据权利要求1-3、5-9中任一项所述的LED光源，其中，所述LED光源用于固定轨 道信号器中。
12.—种LED光源，具有 LED阵列，包括多个LED ；电路板，所述LED阵列的LED安装于所述电路板上； 壳体，其容纳所述LED阵列和所述电路板；以及 一个或多个透镜；其中，所述壳体的内表面的形状被构造成限定用于将所述电路板定位在预定位置和/ 或相对于所述一个或多个透镜对准的定位装置。
13.根据权利要求12所述的LED光源，其中，所述LED阵列中的每个LED与所述透镜中 的相应一个透镜相关。
14.根据权利要求12所述的LED光源，其中，所述LED阵列中的每个LED与所述透镜中 的相应一个透镜对准。
15.根据权利要求12所述的LED光源，其中，所述定位装置用于将所述电路板定位成相 对于所述一个或多个透镜预定地对准，使得所述LED阵列中的每个LED与所述透镜中的相应一个透镜对准。
16.根据权利要求12所述的LED光源，其中，所述定位装置用于将所述电路板定位在离 所述一个或多个透镜预定距离处。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的LED光源，其中，所述电路板包括接口装置， 所述接口装置用于与所述定位装置配合以将所述电路板定位在预定位置和/或相对于所述一个或多个透镜对准。
18.根据权利要求17所述的LED光源，其中，所述定位装置包括一个或多个由所述壳体 的内表面形成的底座，并且所述接口装置包括所述电路板中的一个或多个凸起。
19.根据权利要求12-16中任一项所述的LED光源，其中，所述LED光源用于固定轨道信号器中。
20.一种信号单元，用于安装至固定支撑结构以提供固定轨道信号，所述信号单元具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的LED光源； 以及安装装置，用于将所述信号单元安装在所述固定支撑结构上。
21.一种固定信号器，包括根据权利要求20所述的信号单元，所述信号单元安装至固 定支撑结构。
22.根据权利要求21所述的固定信号器，其中，所述固定支撑结构是柱子或跨轨信号架O
专利摘要本实用新型涉及LED光源及其制造方法、信号单元、固定信号器，尤其涉及一种用在固定轨道信号器中的LED光源，其具有包括多个LED的LED阵列。在一些实施方式中，LED光源具有一个或多个与LED光源的壳体整体形成的透镜。在一些实施方式中，LED光源具有形状被构造为限定定位装置的内表面，定位装置用于将其上安装有LED阵列的电路板定位在预定位置和/或相对于LED光源的一个或多个透镜对准。在一些实施方式中，LED光源具有把手，把手用于将LED光源插入信号单元/从信号单元移除LED光源。
文档编号F21S2/00GK201858537SQ201020222748
公开日2011年6月8日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者巴里·托马斯·怀特 申请人:尤尼帕特铁路有限公司