专利名称：发光二极管的光源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光源装置，尤其涉及一种使用发光二极管为光源，且用于铁路信号系统的光源装置。
技术背景 光源装置是重要的导航设备，广泛用于铁路、航空和其他交通领域。传统光源装置使用白炽灯作为光源，其发光效率和使用寿命都很低。随着发光二极管(以下简称LED)器件的成熟，越来越多的光源系统开始使用LED替代白炽灯和弧光灯作为光源。LED具有寿命长(LED的寿命可达到100000小时，而白炽灯的寿命为1000小时左右)，低功耗和体积小等优点。为了保证使用LED光源的光源装置中，其输出光束的光束散角符合要求，LED—般需要配合聚光透镜组(例如菲涅耳透镜)使用。现有LED的光源装置中，通常设有主光源和备用光源，主光源包括一个LED，备用光源包括两个LED，这三个LED位于同一直线上，主光源LED位于备用光源两个LED连线的中点，LED的光源装置的光轴穿过主光源LED，且聚光透镜组的光学焦点与主光源LED重合。当光源装置的光源由主LED光源切换到备用LED光源时，由于主光源LED和备用光源LED输出光束的光路相对于光轴和聚光透镜组的光学焦点变化，使得光源装置输出光束的光束散角发生变化。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种发光二极管的光源装置，使得发光二极管的光源装置在主光源和备用光源之间切换时，输出光束的光束散角保持不变。本实用新型提供了一种发光二极管的光源装置，包括一个发光二极管光源和一个聚光透镜组，沿聚光透镜组的光轴发光二极管光源发出的光束经过聚光透镜组。发光二极管光源包括至少一个主光源和至少一个备用光源，它们位于同一平面内，且光轴垂直于该平面。主光源包括复数个发光二极管，光轴穿过这些发光二极管的几何中心；备用光源包括复数个发光二极管，光轴穿过这些发光二极管的几何中心；主光源包括的发光二极管的数量与备用光源包括的发光二极管的数量相同，主光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心与备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心重合；备用光源包括的发光二极管构成的图形，可与主光源包括的发光二极管构成的图形全等，且这两个全等图形不重合并以光轴为旋转轴互呈一角度。使用本实用新型提供的发光二极管的光源装置，在主光源和备用光源之间切换时，输出光束的光束散角保持不变。在发光二极管的光源装置的再一种示意性的实施方式中，主光源的几何中心、备用光源的几何中心和聚光透镜组的焦点重合。在主光源的几何中心和备用光源的几何中心都处在光轴上的情形中，主光源的几何中心和备用光源的几何中心与焦点重合时光源装置输出光束的光束散角最小。在发光二极管的光源装置的又一种示意性的实施方式中，聚光透镜组包括一个外梯菲涅耳透镜和一个内梯菲涅耳透镜，外梯菲涅耳透镜和内梯菲涅耳透镜沿光轴排列，且外梯菲涅耳透镜位于发光二极管光源与内梯菲涅耳透镜之间。在发光二极管的光源装置的又一种示意性的实施方式中，光源装置还包括一个安装线路板，发光二极管光源设置在安装线路板上。具体地，所述发光二极管光源焊接在所述安装线路板上。在发光二极管的光源装置的又一种示意性的实施方式中，沿光轴发光二极管光源相对于聚光透镜组的距离可调。当发光二极管的光源装置在使用中由于沿光轴方向的结构变形而影响输出光束的光束散角时，可以沿光轴，调整主、备用光源几何中心与聚光透镜组光学焦点之间的距离，使得光束散角恢复到变形前的参数。下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对发光二极管的光源装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。图I是LED的光源装置一种示意性实施方式的立体分解示意图。图2和图3用于说明LED的光源装置中主光源和备用光源的LED其他示意性排布方式的平面结构示意图。图4是LED的光源装置另一种示意性实施方式的平面结构示意图。标号说明10 光轴20发光二极管光源22第一发光二极管24第二发光二极管26第三发光二极管28第四发光二极管25、27发光二极管30聚光透镜组32外梯菲涅耳透镜34内梯菲涅耳透镜。
具体实施方式
为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
，在各图中相同的标号表示相同或结构相似但功能相同的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。本实用新型提供了一种发光二极管的光源装置，包括一个发光二极管光源和一个聚光透镜组，沿聚光透镜组的光轴发光二极管光源发出的光束经过聚光透镜组。发光二极管光源包括至少一个主光源和至少一个备用光源，它们位于同一平面内，且光轴垂直于该平面。主光源包括复数个发光二极管，光轴穿过这些发光二极管的几何中心；备用光源包括复数个发光二极管，光轴穿过这些发光二极管的几何中心；主光源包括的发光二极管的数量与备用光源包括的发光二极管的数量相同，主光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心与备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心重合；备用光源包括的发光二极管构成的图形，可与主光源包括的发光二极管构成的图形全等，且这两个全等图形不重合并以光轴为旋转轴互呈一角度。使用本实用新型提供的发光二极管的光源装置，在主光源和备用光源之间切换时，输出光束的光束散角保持不变。在发光二极管的光源装置的再一种示意性的实施方式中，主光源的几何中心、备用光源的几何中心和聚光透镜组的焦点重合。在主光源的几何中心和备用光源的几何中心都处在光轴上的情形中，主光源的几何中心和备用光源的几何中心与焦点重合时光源装置输出光束的光束散角最小。图I是LED的光源装置一种示意性实施方式的立体分解示意图。如图所示，LED的光源装置包括一个LED光源20和一个聚光透镜组30。聚光透镜组30具有光轴10，LED光源20发出的光束，沿聚光透镜组30的光轴10穿过聚光透镜组30。发光二极管光源20包括一个主光源和一个备用光源。在图I所不的实施方式中，主光源包括两个LED,它们分别是第一 LED22和第三LED26，备用光源包括两个LED，它们分别是第二 LED24和第四LED28，这些LED处于同一平面内，光轴10垂直于这些LED所处的平面。在图I所示的示意性实施方式中，主光源的第一 LED22和第三LED26构成一条直线，且该直线的几何中心为该直线的中点，光轴10穿过该中点。备用光源的第二 LED24和第四LED28构成一条直线，且该直线的几何中心为该直线的中点，光轴10穿过该中点。主光源的几何中心、备用光源的几何中心和聚光透镜组30的焦点重合，在主光源的几何中心和备用光源的几何中心都处在光轴10上的情形中，主光源的几何中心和备用光源的几何中心与焦点重合时光源装置输出光束的光束散角最小。主光源LED构成的直线与备用光源LED构成的直线全等，且这两个全等的直线以光轴10为旋转轴呈90度夹角。虽然在图示的实施方式中，主光源和备用光源的几何中心与聚光透镜组的光学焦点重合，但可以根据使用者的需要，使主光源和备用光源的几何中心与聚光透镜组的光学焦点之间的存在间距；虽然主光源LED构成的直线与备用光源LED构成的直线以光轴10为旋转轴呈90度夹角，但该角度可任意调整，但主光源LED构成的直线与备用光源LED构成的直线不能重合。图2和图3用于说明LED的光源装置中主光源和备用光源的LED其他示意性排布方式的平面结构示意图。如图2所示实施方式中，主光源包括四个LED25，这四个LED25围成一个正方形；备用光源包括四个LED27，这四个LED27围成一个与主光源LED围成正方形全等的正方形，这两个全等的正方形以穿过点A的光轴为旋转轴呈45度夹角。主光源和备用光源所包含的LED处在同一品面内，主光源LED围成的正方形与备用光源LED围成的正方形具有相同的几何中心A，且LED光源装置的光轴穿过点A，主光源和备用光源的各LED到点A的距离相同。如图3所示实施方式中，主光源包括四个LED25，这四个LED25围成一个菱形；备用光源包括四个LED27，这四个LED27围成一个与主光源LED围成菱形全等的菱形，这两个全等的菱形以穿过点A的光轴为旋转轴呈90度夹角。主光源和备用光源所包含的LED处在同一品面内，主光源LED围成的正方形与备用光源LED围成的正方形具有相同的几何中心A，且LED光源装置的光轴穿过点A，主光源和备用光源的各LED到点A的距离不相同。LED的光源装置中主光源和备用光源包含LED的数量可以根据需要调整，但是主光源包括的LED的数量和备用光源包括的LED的数量相同。当主光源或备用光源包含三个LED时，这些LED的几何中心为三个LED围成三角形的几何中心，当主光源或备用光源包含多于三个LED时，这些LED的几何中心为多个LED围成多边形的几何中心，且备用光源的数量也可以根据需要调整。LED的光源装置中，主光源和备用光源各个LED摆放方式，使得LED的光源装置在主光源和备用光源之间切换时，LED的光源装置输出光束的光束散角相同。图4是LED的光源装置另一种示意性实施方式的平面结构示意图。如图所示，聚 光透镜组30包括一个外梯菲涅耳透镜32和一个内梯菲涅耳透镜34，外梯菲涅耳透镜32和内梯菲涅耳透镜34沿光轴10排列，且外梯菲涅耳透镜32位于LED光源20与内梯菲涅耳透镜34之间。LED光源20发出的光束首先投射入外梯菲涅耳透镜32，使得这些光束改变光路并均匀的投射入内梯菲涅耳透镜34，透过内梯菲涅耳透镜34后，光束的光路再次改变，使得输出光束的光束散角满足相关的行业标准。如图I所示，LED的光源装置还包括一个安装线路板40，发光二极管光源20设置在安装线路板40上，同时LED产生的热量由安装线路板40散失。具体地，所述发光二极管光源焊接在所述安装线路板上第一 LED22、第二 LED24、第三LED26和第四LED28可同时沿光轴10靠近或者远离聚光透镜组30，当发光二极管的光源装置在使用中由于沿光轴方向的结构变形而影响输出光束的光束散角时，可以沿光轴，调整主、备用光源几何中心与聚光透镜组光学焦点之间的距离，使得光束散角恢复到发生变形前的参数。带动LED位置变化的装置可以采用现有技术中任何形式，在此不再赘述。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。应当理解，虽然本说明书是按照实施例描述的，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.发光二极管的光源装置，它包括一个发光二极管光源(20)和一个聚光透镜组(30)，沿所述聚光透镜组的光轴(10)，所述发光二极管光源发出的光束经过所述聚光透镜组， 其特征在于 所述发光二极管光源包括一个主光源和至少一个备用光源，所述主光源和备用光源位于同一平面内，且所述光轴垂直于该平面； 所述主光源包括复数个发光二极管，所述光轴穿过所述主光源包括的发光二极管所构成的图形的的几何中心； 所述备用光源包括复数个发光二极管，所述光轴穿过所述备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心； 所述主光源包括的发光二极管的数量与所述备用光源包括的发光二极管的数量相同，所述主光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心与所述备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心重合； 所述备用光源包括的发光二极管构成的图形，可与所述主光源包括的发光二极管构成的图形全等，且这两个全等图形不重合并以所述光轴为旋转轴互呈一角度。
2.如权利要求I所述的光源装置，其中所述主光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心、所述备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心和所述聚光透镜组的焦点重合。
3.如权利要求I所述的光源装置，其中所述聚光透镜组(30)包括一个外梯菲涅耳透镜(32)和一个内梯菲涅耳透镜(34)，所述外梯菲涅耳透镜和所述内梯菲涅耳透镜沿所述光轴(10)排列，且所述外梯菲涅耳透镜位于所述发光二极管光源(20)与所述内梯菲涅耳透镜之间。
4.如权利要求I所述的光源装置，其中所述光源装置还包括一个安装线路板(40)，所述发光二极管光源(20)焊接在所述安装线路板上。
5.如权利要求I所述的光源装置，其中沿所述光轴(10)，所述发光二极管光源(20)相对于所述聚光透镜组(30)的距离可调。
专利摘要本实用新型提供了一种发光二极管的光源装置，包括一个发光二极管光源和一个聚光透镜组，沿聚光透镜组的光轴发光二极管光源发出的光束经过聚光透镜组。主光源包括的发光二极管的数量与备用光源包括的发光二极管的数量相同，主光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心与备用光源包括的发光二极管所构成的图形的几何中心重合；备用光源包括的发光二极管构成的图形，可与所述主光源包括的发光二极管构成的图形全等，且这两个全等图形不重合并以所述光轴为旋转轴互呈一角度。使用本实用新型提供的发光二极管的光源装置，在主光源和备用光源之间切换时，输出光束的光束散角保持不变。
文档编号F21V14/02GK202546303SQ20112034879
公开日2012年11月21日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者张奇, 程耀仲, 隋功浩 申请人:西门子信号有限公司