Led接近信号灯的制作方法
【专利摘要】公开了一种用于生成椭圆光束的机场灯和用于生成这样的光束的方法。机场灯在壳体内包括具有第一LED的第一模块和具有第二LED的第二模块，第一LED生成第一光束，第二LED生成第二光束。模块彼此之间成一定角度地安装，导致来自LED的光束非平行并且部分重叠。
【专利说明】LED接近信号灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED机场灯,优选地用作接近中线灯(center-line light)或交叉灯(crossbar light)。本发明还涉及用于模拟椭圆福射模式的方法。
【背景技术】
[0002]LED (发光二极管)照明系统相对于传统的白炽灯、高压气体放电灯和荧光灯提供重大优点。LED尺寸小，提供更高可靠性、更长操作寿命和更低的能耗。这对于其中要求高可靠性和稳健性的机场照明系统是特别重要的。然而，存在使用LED时的特别要求。由于增大的操作温度显著减少寿命，所以冷却是高度重要的。此外，大多数LED芯片是具有朗伯光分布(lambertian light distribution)的近似各向同性光源,其必需适应照明系统的指定要求。
[0003]大多数机场灯，特别是接近中线灯或交叉灯，具有紧密指定的辐射模式。通常，这些照明模式必须符合ICAO (国际民用航空组织)标准。
[0004]在美国专利公开US6932496B2中公开了基于LED的提高的全向机场灯。由中央LED发射的光被反射镜径向地偏转。
[0005]在美国专利公开US7988345B2中公开了机动车头灯的透射模块。由LED发射的光被准直化并被多个级联透镜聚焦以形成指定辐射模式。该系统可以被调整适于多个辐射模式。缺点是非常高的复杂性并且导致高制造成本和低可靠性。
[0006]美国专利申请公开2009/0016069A1公开了高效宽束灯设备。其中，多个单独LED被径向安装到圆形的印制电路板。光束被弓I导通过圆形透镜从而形成近似圆形的光束。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题是提供基于LED的机场灯，具有适于机场灯(如接近中线灯或交叉灯)的辐射模式，还具有高光功率、高可靠性和寿命。此外，该方案应该是不昂贵的并且适于大量制造。要解决的另一问题是提供椭圆辐射模式而无需复杂的透镜和反射镜。
[0008]问题的解决方案在独立权利要求中描述。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。
[0009]根据本发明，机场灯具有形成至少两个光束的至少第一和第二 LED。第一 LED安装到第一模块同时第二 LED安装到第二模块。第一模块和第二模块彼此形成一定角度地安装。因此LED发射非平行光束。模块之间的角度被选择为使得第一 LED和第二 LED的光束部分重叠并由此近似椭圆辐射模式。模块之间的优选角度在6°到30°的范围中。在优选实施例中，模块之间的角度为8°。当在+ —6°的角度(总共等于12° )的情况下使用LED来降低亮度50%时这是特别优选的。这允许简单和不昂贵的布置，无需复杂和昂贵的光学装置，如透镜或反射器。尽管所得到的椭圆模式是不完全的，但其符合机场照明规范的最小亮度要求，如由ICAO发布的规范。通常第一和第二模块可以是任何类型的保持LED的电子模块。在非常简单的实施例中，可以有印制电路板。它们也可以是保持LED的机械结构，同时LED通过个别的布线或印制电路板(优选为挠性印制电路板)而被电连接。在优选实施例中，仅由一种类型的所要求的电子模块。仅需要把第二模块安装为与第一模块成一定角度并且在180°处旋转。第一和第二模块被包含在壳体内，壳体优选地由金属制成以实现良好的导热性。其优选地具有优选由玻璃制成的透明盖。
[0010]在另一实施例中提供附加的模块。使用更多模块可以增加亮度。此外可以扩展光束。例如可以产生相对较宽和较窄的椭圆。此外模块可以被水平、垂直或如矩阵一样布置。
[0011]在优选实施例中，第一和第二 LED中至少一种包括多个LED，最优选包括3个LED。对于椭圆辐射模式的改进近似，优选的是第一和第二 LED中至少一种内的各个LED彼此具有略微偏离的光束。这也适于更多模块。
[0012]在另一实施例中，壳体具有用于把第一和第二模块保持为所要求角度的模块保持器。为了使辐射模式适于各种要求，仅需改变模块保持器。因为模块，或电子模块不需要改变，它们可以大量制造，因此减少制造成本。
[0013]本发明的另一方面涉及用于通过通常具有圆形辐射模式的LED模拟椭圆辐射模式的方法。该方法包括以一定角度布置第一 LED和第二 LED来获得来自第一 LED的第一光束和来自第二 LED的第二光束。第一光束和第二光束之间成该角度并且形成至少部分重叠的辐射模式。优选地，第一和第二 LED之间的角度是在6°到30°的范围中。
[0014]在优选实施例中，这些LED中的每种LED被安装在单个模块上，并且模块彼此成一定角度地安装，从而限定LED之间的角度。
[0015]在另一实施例中，提供了附加模块。使用更加模块可以提高亮度。此外，可以扩展光束。例如，可以产生相对较宽或较窄的椭圆。
[0016]在另一实施例中，第一 LED和第二 LED中的至少一种包括多个LED，最优选地包括3个LED。对于椭圆辐射模式的改进近似，优选的是在第一和第二 LED中至少一种内的各个LED彼此具有略微偏离的光束。这也适于更多模块。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下将参照附图通过示例描述本发明，总体发明概念不是限制实施例。
[0018]图1示出发明的实施例。
[0019]图2示出标准要求的辐射模式。
[0020]图3示出通过圆形辐射模式对椭圆辐射模式的近似。
[0021]图4示出近似椭圆辐射模式的光束。
[0022]图5示出LED的示例性布置。
【具体实施方式】
[0023]图1不出发明的实施例。机场灯10包括壳体60,壳体60优选地由例如招的金属制成以提供良好的导热性。壳体60被优选由玻璃制成的透明盖61闭合。壳体中是第一模块11和第二模块12。第一模块11保持第一 LED21，而第二模块12保持第二 LED22。在模块上可以存在附加的电子元件，如电阻器、二极管或LED驱动器。第一模块11和第二模块12彼此之间成一定角度地安装。这导致第一模块11和中央轴线70之间的第一角度18不同于90°。此外，第二模块12和中央轴线70之间的第二角度19也不同于90°。如此处所示，两个角度都小于90°。这些角度还可以大于90°。这些角度相对于90°的偏差优选地在从3°到15°的范围中，从而导致板之间的角度在从6°到30°的范围内。更优选地，偏差在5°到10°之间。模块的角度限定附连到模块的LED相对于中央轴线70的辐射角度。第一 LED21的光束31导致第一 LED辐射模式41。第二 LED22的光束32导致第二 LED辐射模式42。通过重叠第一和第二辐射模式，可以保持如由椭圆辐射模式50示出的最小所需亮度。
[0024]在图2中示出如由ICAO要求的代表接近中线灯和交叉灯的辐射模式。主光束100具有椭圆形状并且是在-10度(左侧)到+10度(右侧)的水平角度范围内。垂直范围是从地面以上2.5度(底部)到13.5度。主光束的亮度必须不超过lOOOOcd。还有第一外光束101和第二外光束102。亮度从主光束到外光束下降。
[0025]图3示出通过两组圆形辐射模式来近似上述椭圆辐射模式。第一组圆形辐射模式包括由第一 LED21生成的辐射模式111、112和113。第二组圆形辐射模式包括由第二 LED22生成的辐射模式121、122和123。通过重叠六个LED的辐射，可以获得对所要求的椭圆辐射模式的相对较好的近似。例如在主光束的中心区域中，所有六个LED的光重叠，导致最高亮度。在外部区域中，如在第二外部光束102的区域中，存在重叠的较少数量的LED的光。例如，在右侧和左侧，仅存在一个LED112或LED122的光。
[0026]在图4中，不出用于福射模式的光束。从第一 LED21发射的光导致福射模式111、112和113。从第二 LED22发射的光导致辐射模式121、122和123。
[0027]在图5中示出LED的示例性布置。此处第一 LED21a、21b和21c被布置在第一模块11上。第二 LED22a、22b和22c被布置在第二模块12上。这样的LED布置可以产生如上所述的辐射模式。
[0028]在图6中示出3个LED模块的布置。此处第一 LED21a、21b和21c被布置在第一模块11上。第二 LED22a、22b和22c被布置在第二 20电路板12上。第三LED23a、23b和23c被布置在第三模块13上。这样的LED布置可以产生如上所述的更宽的辐射模式。
[0029]附图标记列表
[0030]10机场灯
[0031]11第一模块
[0032]12第二模块
[0033]13第三模块
[0034]18第一角度
[0035]19第二角度
[0036]21 第一 LED
[0037]22 第二 LED
[0038]23 第三 LED
[0039]31由第一 LED发射的光束
[0040]32由第二 LED发射的光束
[0041]41第一 LED辐射模式
[0042]42第二 LED辐射模式
[0043]50所要求的椭圆辐射模式[0044]60 壳体
[0045]61透明盖
[0046]70中央轴线
[0047]100主光束
[0048]101第一外光束
[0049]102第二外光束
[0050]111、112、113 第一 LED 的辐射模式
[0051]121、122、123 第二 LED 的辐射模式
【权利要求】
1.一种机场灯(10)，至少包括: 壳体(60)，由透明盖(61)覆盖并包含具有第一 LED (21)的第一模块(11)和具有第二LED (22)的第二模块(12)，第一 LED (21)生成第一光束(31 )，第二 LED (22)生成第二光束(32)， 第一模块(11)与第二模块(12)成一定角度地安装，导致第一光束(31)和第二光束(32)非平行并且部分重叠， 其特征在于， 至少第一 LED (21)和/或第二 LED (22)包括多个LED，并且 部分重叠的光束近似椭圆辐射模式。
2.根据权利要求1所述的机场灯(10)， 其特征在于，提供至少一个具有第三LED (23)的第三模块(13)，第三LED (23)产生与另一 LED的任一光束部分重叠的至少一个第三光束。
3.根据权利要求1所述的机场灯(10)， 其特征在于，至少第一 LED (21)和第二 LED (22)中的每一种都包括三个LED。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机场灯(10)， 其特征在于，壳体(60)包括金属。
5.一种通过具有圆形辐射模式的LED (21，22)来模拟椭圆辐射模式的方法，包括以下步骤:以一定角度布置第一 LED (21)和第二 LED (22)以获得来自第一 LED的第一光束(31)和来自第二 LED的第二光束(32)，其中第一光束和第二光束至少部分重叠， 其特征在于， 至少第一 LED (21)和/或第二 LED (22)包括多个LED， 这些LED (21，22 )中的每一种被安装在单个模块(11，12 )处，并且模块(11，12 )被布置为相对于彼此成一定角度，从而限定LED之间的角度。
6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于，第一 LED和第二 LED之间的角度在6°和30°的范围中。
7.根据权利要求5或6所述的方法， 其特征在于，提供至少一个具有第三LED (23)的第三模块(13)，第三LED (23)产生与另一 LED的任一光束部分重叠的至少一个第三光束。
8.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于，至少第一 LED (21)和第二 LED (22)中的每一种都包括三个LED。
【文档编号】F21S8/00GK103874877SQ201280050292
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2011年10月10日
【发明者】B·鲁普拉特, A·巴兰 申请人:黑拉许克联合股份有限公司