可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外led燈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，包括控制裝置、日盲紫外LED燈、調(diào)光裝置和滑臺。其中，日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置安裝在滑臺上，控制裝置與日盲紫外LED燈或者調(diào)光裝置連接，或者與日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置同時(shí)連接。通過控制裝置控制日盲紫外LED燈或者/和調(diào)光裝置在滑臺上的移動(dòng)，從而控制日盲紫外LED燈與調(diào)光裝置之間的相對距離，調(diào)節(jié)日盲紫外LED燈的發(fā)散角度。本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠使得探測方無論在遠(yuǎn)處還是近處都可以很好地探測到日盲紫外光信號，從而順利完成霧天引航，可廣泛應(yīng)用于使用日盲紫外導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行霧天引航的技術(shù)中。
【專利說明】可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及日盲紫外LED燈【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種可通過透鏡調(diào)節(jié)日盲紫外LED燈發(fā)散角度從而改變其照射區(qū)域面積的日盲紫外LED燈。
【背景技術(shù)】
[0002]日盲紫外技術(shù)因其出色的破霧性能被越來越多地應(yīng)用于霧天引航領(lǐng)域，早在1996年，美國人小維克多J ?諾里斯便申請了名為《用于增強(qiáng)低能見度條件下導(dǎo)航和警戒能力的系統(tǒng)》的發(fā)明專利(CN96195093.5)，其采用日盲區(qū)波段的燈對機(jī)場的關(guān)鍵物進(jìn)行標(biāo)識，通過對標(biāo)識光源成像而提供改善低能見度環(huán)境下的導(dǎo)航和警戒。申請?zhí)枮?01210550710.2的中國專利亦公開了一種基于日盲紫外光信號的引航靠泊系統(tǒng)，其包含日盲紫外光源系統(tǒng)、引航儀和顯示系統(tǒng)，該技術(shù)方案利用了日盲紫外波段光信號出色的破霧性能及日盲紫外探測器對日盲紫外波段之外的背景干擾的屏蔽性，通過在碼頭等目標(biāo)位置安裝日盲紫外光源系統(tǒng)，并經(jīng)由引航儀進(jìn)行一系列數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了霧天等低能見度條件下為引航員提供相應(yīng)的視覺增強(qiáng)圖像及航行參考數(shù)據(jù)。
[0003]標(biāo)識光源作為實(shí)施類似于上述霧天引航必不可少的光學(xué)器件，日盲紫外波段LED燈因其具有較高的發(fā)光效率與低功耗而成為首選光源，特別是相對傳統(tǒng)氣體放電燈(如低壓、高壓汞燈、等)，其無毒、無環(huán)境污染，更適合實(shí)際應(yīng)用中對日盲紫外光源的操作。日盲紫外LED芯片理論上發(fā)光角是360度，但實(shí)際使用中為了提高其散熱性能、保護(hù)燈芯不受沖擊性損害及提高其出光效率等，LED芯片會被封裝成不同的角度，所以實(shí)際使用中其發(fā)光角度通常小于180度。在基于日盲紫外光信號的霧天引航系統(tǒng)中，為了滿足對光強(qiáng)及發(fā)光角度的要求，所使用的日盲紫外LED燈發(fā)散角通常選擇在30°到120°之間，并且LED芯片被封裝后其發(fā)散角是固定的，這在實(shí)際使用過程中會造成如下不便:一是當(dāng)選定的發(fā)散角較大時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)散角不影響近處的信號接收，但日盲紫外LED燈光信號在傳播至遠(yuǎn)處的過程中信號強(qiáng)度銳減，很可能導(dǎo)致探測方在稍遠(yuǎn)處就探測不到日盲紫外光信號的情況；二是當(dāng)選定的發(fā)散角較小時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度不影響遠(yuǎn)處的信號接收，但探測方在近處時(shí)會由于日盲紫外LED燈處于探測器的視角覆蓋盲區(qū)而影響探測器的信號接收。
[0004]對霧天引航領(lǐng)域而言，在整個(gè)引航過程中獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參考信息無疑是至關(guān)重要的，任何時(shí)刻的數(shù)據(jù)丟失都會造成不可估量的損失(如在飛機(jī)霧天引航領(lǐng)域中，高速飛行的飛機(jī)面對突然的數(shù)據(jù)中斷便很可能于茫茫大霧中面臨撞機(jī)的危險(xiǎn))，上述具有固定的較大發(fā)散角或較小發(fā)散角的日盲紫外LED燈無疑都是霧天引航領(lǐng)域中潛在的危險(xiǎn)因素，因此提供一種能夠同時(shí)滿足近處與遠(yuǎn)處兩種不同情況下對發(fā)散角要求的日盲紫外LED燈，從而提高霧天引航領(lǐng)域的續(xù)航能力顯得極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其可以應(yīng)用于使用日盲紫外引航系統(tǒng)進(jìn)行霧天引航的技術(shù)中。[0006]可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，包括控制裝置、日盲紫外LED燈、調(diào)光裝置和滑臺；所述日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置安裝在滑臺上；所述控制裝置與日盲紫外LED燈或者調(diào)光裝置連接，或者與日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置同時(shí)連接。
[0007]所述日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置中的一個(gè)固定安裝在滑臺上，另一個(gè)可滑動(dòng)地安裝在滑臺上并與所述控制裝置連接；或者日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置都可滑動(dòng)地安裝在滑臺上并與所述控制裝置連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述調(diào)光裝置為透鏡，透鏡位于日盲紫外LED燈的前方，透鏡為凸透鏡、凹透鏡或透鏡組，根據(jù)日盲紫外LED燈的發(fā)散角選擇合適的透鏡；或者所述調(diào)光裝置為反光燈杯，日盲紫外LED燈位于反光燈杯內(nèi)。
[0009]所述控制裝置包括單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與日盲紫外LED燈或者調(diào)光裝置或者與這兩者連接。單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)日盲紫外LED燈或者/和調(diào)光裝置的移動(dòng)，從而控制日盲紫外LED燈與調(diào)光裝置之間的相對距離。
[0010]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)或者促動(dòng)器。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制裝置中還設(shè)有無線接收模塊。
[0012]本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)節(jié)日盲紫外LED燈的發(fā)散角度，能夠使得探測方無論在遠(yuǎn)處還是近處都可以很好地探測到日盲紫外光信號，從而順利完成霧天引航。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為日盲紫外LED燈經(jīng)凸透鏡改變發(fā)散角的物理原理圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為實(shí)際引航中日盲紫外LED燈經(jīng)凸透鏡匯聚后的效果圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的實(shí)施方案作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0018]正如【背景技術(shù)】所述，日盲紫外LED燈的發(fā)散角在很大程度上影響著信號探測的效果，因此在霧天引航領(lǐng)域中需要一種可以根據(jù)實(shí)際需求對日盲紫外LED燈的發(fā)散角進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置，以使得探測方無論在遠(yuǎn)處還是近處都可以很好地探測到日盲紫外光信號，從而順利完成霧天引航。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本實(shí)施例提供一種發(fā)散角可調(diào)的日盲紫外LED燈，其主要利用了透鏡的匯聚/發(fā)散特性，通過選取合適的透鏡及改變透鏡與光源的距離以滿足霧天引航領(lǐng)域中不同距離對光源發(fā)散角的要求。在說明本實(shí)施例的具體內(nèi)容之前，先對其所基于的物理原理作相應(yīng)說明。
[0021]參見圖1，假設(shè)有一個(gè)發(fā)散角較大的日盲紫外LED燈2，則在其光信號的傳輸過程中，傳輸距離越遠(yuǎn)光信號越弱(即光強(qiáng)變?nèi)?，這與實(shí)際應(yīng)用中要求在遠(yuǎn)處也能接收到光信號的需求相矛盾。為此，在日盲紫外LED燈2前方放置一凸透鏡3，其可以對日盲紫外LED燈的原發(fā)散光起到匯聚作用，具體表現(xiàn)為在同樣的情況下該日盲紫外光信號的光強(qiáng)變強(qiáng)，可傳輸距離更遠(yuǎn)。在圖2中，若該凸透鏡3的焦距為f，孔徑為d，日盲紫外LED燈2的原始發(fā)光角度為a且日盲紫外LED燈與凸透鏡3間的距離為U，優(yōu)選地，使日盲紫外LED燈所發(fā)出的日盲紫外光500能夠完全覆蓋凸透鏡的全部透光區(qū)域且日盲紫外光500被盡可能地匯聚，則LED與透鏡的距離應(yīng)滿足:u≥d/(2*tan(a/2))。此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)散角為0的LED燈在距凸透鏡3距離為V的地方發(fā)出日盲紫外光信號，其中v=f*u/(f-u)，0 =arctan (d* (f-u) / (2fu))。顯然發(fā)散角變小了，故在遠(yuǎn)處光強(qiáng)變強(qiáng)，相應(yīng)地日盲紫外光的傳播距離也變遠(yuǎn)了。
[0022]圖2所示為本實(shí)用新型可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要包含:控制裝置1、日盲紫外LED燈2、透鏡4及滑臺5，其中日盲紫外LED燈2與透鏡4均安裝于滑臺5上，且二者之一固定安裝于滑臺5，另一個(gè)可于滑臺5上左右滑動(dòng)，或者二者均滑動(dòng)安裝于滑臺5上?？刂蒲b置I用來控制日盲紫外LED燈2與透鏡4的相對位置，控制裝置I內(nèi)部又包含單片機(jī)101與電機(jī)102，二者順序相連以實(shí)現(xiàn)由單片機(jī)101控制電機(jī)102進(jìn)行正反轉(zhuǎn)；電機(jī)102又與可在滑臺5上左右滑動(dòng)的日盲紫外LED燈2或/和透鏡4相連(具體相連的對象以可在滑臺5上自由移動(dòng)的物體為準(zhǔn))，從而在電機(jī)102正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)與其相連的物體在滑臺5上左行或右行。
[0023]在本實(shí)用新型中，透鏡4的選擇可以為凸透鏡、凹透鏡或透鏡組。當(dāng)日盲紫外LED燈2的發(fā)散角較大時(shí)透鏡4為凸透鏡。如圖3所示:由于發(fā)散角較大，日盲紫外光信號500在傳播至遠(yuǎn)處時(shí)光強(qiáng)變得極為微弱以至于 日盲紫外探測器無法探測到光信號，但是船只在遠(yuǎn)處時(shí)令透鏡4與日盲紫外LED燈2相距較近可以達(dá)到對光進(jìn)行匯聚從而增長其傳輸距離與增強(qiáng)光強(qiáng)的作用，這樣日盲紫外探測器便能在遠(yuǎn)處探測到目標(biāo)光信號。當(dāng)船只到近處時(shí)又令透鏡4與日盲紫外LED燈2相距較遠(yuǎn)，此時(shí)原日盲紫外光信號500因日盲紫外LED燈2的發(fā)散角較大便能被較高處船只上的日盲紫外探測器所探測到，從而達(dá)到在遠(yuǎn)、近距離下均能提供有效光信號的目的。當(dāng)透鏡4為凸透鏡時(shí)，優(yōu)選的，日盲紫外LED燈2與透鏡4之間的距離u滿足u*d/ (2*tan ( a /2))。
[0024]當(dāng)日盲紫外LED燈2的發(fā)散角較小時(shí)透鏡4為凹透鏡:在船只距離日盲紫外LED燈較遠(yuǎn)時(shí)令日盲紫外LED燈與透鏡4之間的距離u較大，當(dāng)船只距離日盲紫外LED燈較近時(shí)令日盲紫外LED燈與透鏡4之間的距離u較小，這樣船在遠(yuǎn)距離時(shí)由于日盲紫外LED燈2的發(fā)散角較小，其光信號可以傳播到更遠(yuǎn)處而被日盲紫外探測器接收；而船在近距離時(shí)由于日盲紫外LED燈2發(fā)射的光被凹透鏡4發(fā)散，則即使在較高船只上的日盲紫外探測器也能探測到該信號。優(yōu)選的，日盲紫外LED燈與透鏡4之間的距離u滿足ud/(2*tan(a/2))。
[0025]本實(shí)用新型中透鏡4的材料為可透過日盲紫外波段光信號的熔石英或氟化鈣。
[0026]日盲紫外LED燈2與透鏡4之間的距離由電機(jī)102運(yùn)動(dòng)時(shí)的帶動(dòng)而改變，而電機(jī)102的運(yùn)動(dòng)又受控于單片機(jī)101 (如MSP430單片機(jī))。
[0027]實(shí)施例2
[0028]在本實(shí)施例中，當(dāng)日盲紫外LED燈2的發(fā)散角較大時(shí)，調(diào)光裝置采用反光燈杯41，其具體結(jié)構(gòu)參見圖4，其中日盲紫外LED燈2位于反光燈杯41內(nèi)，二者均滑動(dòng)安裝于滑臺5上或者二者之一固定安裝于滑臺5上，另一個(gè)滑動(dòng)安裝于滑臺5上。控制裝置I與日盲紫外LED燈2或者反光燈杯41連接，或者與日盲紫外LED燈2和反光燈杯41連接以控制二者的距離。反光燈杯41外型呈圓錐體杯狀，采用拋物線曲面設(shè)計(jì)，當(dāng)日盲紫外LED燈2在反光燈杯41的不同位置時(shí)會形成不同方向的反射，從而形成不同發(fā)散角以達(dá)到發(fā)散角可調(diào)的目的。
[0029]控制裝置I中具體采用促動(dòng)器103，該促動(dòng)器103的工作模式與電機(jī)102的工作模式相似，其一方面與單片機(jī)101相連，用于接收控制信號，另一方面又與可在滑臺5上左右滑動(dòng)的日盲紫外LED燈2或/和反光燈杯41相連以帶動(dòng)其左行或右行，從而改變二者之間的距離。
[0030]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施例還可以包括無線收發(fā)模塊，其發(fā)射模塊與接收模塊分設(shè)于引航船只與控制裝置I中(接收模塊與單片機(jī)101相連)，從而讓在霧天進(jìn)行日盲紫外引航的船只根據(jù)自身需求隨時(shí)調(diào)整日盲紫外LED燈的發(fā)散角。
[0031 ] 由上述內(nèi)容可知，本實(shí)用新型的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈可以有效解決霧天引航領(lǐng)域中不同距離情況下對日盲紫外LED標(biāo)識光源的發(fā)散角大小的要求，并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施例所述的內(nèi)容，只要是在本實(shí)用新型所涵蓋的思想范圍內(nèi)所作的改變，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，包括控制裝置、日盲紫外LED燈、調(diào)光裝置和滑臺；所述日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置安裝在滑臺上；所述控制裝置與日盲紫外LED燈或者調(diào)光裝置連接，或者與日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置同時(shí)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，所述日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置中的一個(gè)固定安裝在滑臺上，另一個(gè)可滑動(dòng)地安裝在滑臺上并與所述控制裝置連接；或者日盲紫外LED燈和調(diào)光裝置都可滑動(dòng)地安裝在滑臺上并與所述控制裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，所述調(diào)光裝置為透鏡，透鏡位于日盲紫外LED燈的前方，所述透鏡為凸透鏡、凹透鏡或透鏡組；或者所述調(diào)光裝置為反光燈杯，所述日盲紫外LED燈位于反光燈杯內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，所述控制裝置包括單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)裝置連接，驅(qū)動(dòng)裝置與日盲紫外LED燈或者調(diào)光裝置或者與這兩者連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)或者促動(dòng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)節(jié)發(fā)散角的日盲紫外LED燈，其特征在于，所述控制裝置中還設(shè)有無線接收模塊。
【文檔編號】F21V14/04GK203501060SQ201320631370
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】李想, 朱曦, 王學(xué)才, 王軍, 李偉, 孔夏麗 申請人:江蘇五維電子科技有限公司