[发明专利]双椭球反光器、LED发光装置以及灯具

说明书

技术领域

本发明涉及一种双椭球反光器、使用该双椭球反光器的LED发光装置，以及使用该LED发光装置的灯具。

背景技术

航空工业采用一种地埋式安装于跑道上的强发光灯具，例如跑道灯和跑道边灯，以帮助飞行员在飞机降落前精确定准定位跑道。这种灯具因为不能造成飞机滑行过程中磕碰颠簸而不能突出地面过多，所以，能够用于投射发光的出光口非常小，一般来说要求小于18毫米。而引导飞机降落的灯具又需要较强的发光，跑道灯为11度主投光角的平均光强不能小于10000cd，跑道边灯的光强要求略弱。高光强要求为总光通量小的LED光源应用于跑道导航灯造成了技术屏障。

传统跑道导航灯一般采用白炽类的卤素光源，能耗高，常用250W。寿命短，一般寿命为约3000小时，机场一般每年最少要更换三次。而现代机场非常繁忙，很多机场只能在凌晨的2-5点之间进行维护更换，带来很高的工作强度和安排复杂性。

发明内容

本申请的双椭球反光器、LED发光装置和灯具能够很好地解决以上两大问题。本发明的目的之一是提供一种能够在狭小的发光口径下发射出满足引导飞机降落要求的光强值的LED光源光学结构。本发明的另一目的是以低功耗、使用寿命长的发光装置实现地面照明。

本发明提出一种双椭球反光器，包括由两个椭球部的反光器主体，所述两个椭球部的形状基本相同，每个椭球部的沿长轴的两端从平行于椭圆短轴并且包含焦点的平面被截除，其中第一焦点所在的一端为封闭的，用以容纳用于发光的元件，第二焦点所在的一端为空，形成光出射口，从而光从其经过并射出，两个椭球部在沿长轴的椭球面的一部分也被分别截除并且剩余的椭球面沿边缘处相互接触以形成交叠部，该交叠部是中空的，

所述双椭球反光器的内表面为椭球反光曲面，从而反射光源发出的光并汇集至出光口；

其中，来自第一焦点处的作为光束主体的投射光直接投射到光出射口，来自第一焦点处的剩余的发散光将被每个椭球的内表面反射，从第二焦点处射出。

其中，所述双椭球反光器是沿两个椭球的轴心线的平面分割为全对称的上下两部分，也就是每一部分为前后对称状，可以以铸造工艺一体成型完成两部分之一，因其对称的结构，将两部分之一反转与另一个对接构成一个完整的双椭球反光器。

其中，双椭球反光器采用玻璃压铸成型，反光曲面以真空镀膜工艺处理。

其中，所述双椭球反光器的高度为45-54mm，光出射口处的通径为16-22mm，交叠部的高度为26-29mm，交叠部的宽度为14-17mm，两个椭球的长轴之间的距离为28-32mm。

其中，所述双椭球反光器的高度为50mm，通光出射口处的径为18mm，交叠部的高度为28mm，交叠部的宽度为15.56mm，两个椭球的长轴之间的距离为30mm。

每个椭球部沿椭球短轴方向的短轴长度为假设包括被截除部分时的完整椭球短轴长度的80％-90％。

从该双椭球反光器中发出的光形成17°-19°的发光角度。

本发明还提出一种LED发光装置，包括以下组件：

两个LED光源，

两个一次聚光元件，分别位于两个LED光源的前端，用于将两个LED光源发出的光分别汇聚为小于10度的发光；

前述的双椭球反光器，其中将两个LED光源和两个一次聚光元件分别置于每个双椭球反光器的远离光出射口的第一焦点的位置。

其中，还包括光整形机构，所述光整形机构包括至少一个透镜，该光整形机构位于双椭球反光器的第二焦点处，用于将从双椭球反光器发出的光进一步整形为具有需要的角度和光强的光。

其中，一次聚光元件包括光束角为4度-7度的光学透镜或反光器。

其中，一次聚光元件包括光束角为5度的光学透镜或反射器。

其中，光整形机构为依次并列放置的两个凸透镜，其中之一的焦距为128-139mm，另一个的焦距为50-60mm。

其中，所述并列放置的两个凸透镜是彼此接触的，其中一个焦距为135mm，另一个焦距为50mm。

本发明进一步提出一种LED发光装置，包括两组前述的LED发光装置，两组LED发光装置之间的间隔为至少为5mm。

本发明还提出一种灯具，包括前述LED发光装置以及位于LED发光装置外部的外壳，所述外壳包括坚固的侧部和底部以及透明且耐压的前部。

本申请的光学结构支持以14W以下的光源能耗代替过去的250W，节能90％以上，以首都机场逾30000只灯具计，可年节能逾675万瓦，日节能超过5万度电。