本發(fā)明涉及一種照明燈具，具體地說是一種隱形遠(yuǎn)光燈。

背景技術(shù)：

迄今為止，人們所使用的遠(yuǎn)距離照明燈具仍以鹵鎢燈、疝氣燈及光學(xué)聚焦led燈為主，然而，這類燈具普遍存在大量的光能散射和眩光。當(dāng)采用這類燈具用作車燈，當(dāng)車輛在會(huì)車時(shí)，由于己方車燈照射到物體后的反光強(qiáng)度弱于對(duì)方車燈直接照射的燈光強(qiáng)度，因此，由對(duì)方車燈發(fā)出的向斜上方射出的這部分光線會(huì)直接射向己方汽車駕駛員的眼睛，形成強(qiáng)眩光刺激，使駕駛員無法看清自己車燈照射前方的路面路況及周邊的其他情況，由此引發(fā)的交通事故時(shí)有發(fā)生，在已發(fā)生的交通事故中占有很大的比例。同時(shí)，大量的光線散射，無效輻照面積大，光能量嚴(yán)重?fù)p耗。

此外，現(xiàn)有的燈具照射范圍廣，具有明顯的光束，可以十分容易地確定光線的來源及位置，在隱蔽事件中還極易被發(fā)現(xiàn)，安全性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種隱形遠(yuǎn)光燈，以解決現(xiàn)有遠(yuǎn)光燈具有強(qiáng)眩光刺激、安全性差和能量利用率低的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種隱形遠(yuǎn)光燈，包括殼體以及安裝在所述殼體中的三個(gè)單基色光源系統(tǒng)和三基色光源驅(qū)動(dòng)電路：在所述殼體中開有三個(gè)容納倉，在每個(gè)所述容納倉中安裝一個(gè)單基色光源系統(tǒng)；所述三基色光源驅(qū)動(dòng)電路分別與三個(gè)所述單基色光源系統(tǒng)電連接，用以驅(qū)動(dòng)三個(gè)單基色光源系統(tǒng)發(fā)出三基色光；三個(gè)單基色光源系統(tǒng)發(fā)出的三基色光在隱形遠(yuǎn)光燈的前方形成匯聚點(diǎn)。

所述單基色光源系統(tǒng)包括：

內(nèi)殼體，為一端封口的筒體，在筒體內(nèi)壁上分布有若干用以遮擋散射眩光的遮光環(huán)；

光源片，設(shè)置在所述內(nèi)殼體的封口端的內(nèi)側(cè)面，用于發(fā)出三基色之一的單基色光；

球形玻璃透鏡，設(shè)置在所述光源片的前方，用于匯集光源片發(fā)出的單基色光；以及

反光罩，為前、后端敞口且母線為拋物線形的罩殼，用于聚攏球形玻璃透鏡發(fā)出的單基色光并以平行光的形式發(fā)出單基色光光束；在所述反光罩的前端口處設(shè)置有凸透鏡，所述球形玻璃透鏡設(shè)置在所述反光罩的后端口處，所述球形玻璃透鏡的焦點(diǎn)位于所述反光罩的焦點(diǎn)處。

所述單基色光源系統(tǒng)發(fā)射的單基色光束向殼體軸心線方向偏移的偏心角為1~10°，以在隱形遠(yuǎn)光燈的前方形成共聚點(diǎn)。

在所述內(nèi)殼體的封口端外側(cè)面設(shè)置有散熱片。

在所述殼體的前端設(shè)置有封擋單基色光源系統(tǒng)的防塵玻璃罩。

本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈中的所述三基色光源驅(qū)動(dòng)電路包括：

自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路，分別與綠色光源恒流供電開關(guān)電源電路、紅色光源恒流供電開關(guān)電源電路和藍(lán)色光源恒流供電開關(guān)電源電路相接，用于對(duì)輸入的供電電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，輸出穩(wěn)定不變的供電電壓，以適應(yīng)多種輸入電壓的供電環(huán)境；

綠色光源恒流供電開關(guān)電源電路，分別與所述自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)綠色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出綠色光源；

紅色光源恒流供電開關(guān)電源電路，分別與所述自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)紅色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出紅色光源；以及

藍(lán)色光源恒流供電開關(guān)電源電路，分別與所述自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)藍(lán)色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出藍(lán)色光源。

本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈具是三個(gè)單基色光源系統(tǒng)的組合體，能夠發(fā)射三基色光，并通過照射在可視目標(biāo)處，合成為可視的暖白色光，這樣，在系統(tǒng)光線的照射角之外呈現(xiàn)的是不可見光段，因而具有較強(qiáng)的隱形效果；而在系統(tǒng)光線的照射角范圍內(nèi)，所看到的只是由紅、綠、藍(lán)三基色光點(diǎn)，其眩光與刺目強(qiáng)度遠(yuǎn)小于一般燈具發(fā)出的白色光；如果恰好在三基色光的匯聚點(diǎn)位置上則呈現(xiàn)刺目炫光，此特點(diǎn)可應(yīng)用于反恐或?qū)持旅?；如果是?yīng)用于汽車遠(yuǎn)光燈，則三基色匯聚點(diǎn)是在地面上，則只能在地面呈現(xiàn)橢圓形暖白光，而對(duì)面司機(jī)的眼部位置是遠(yuǎn)高于地面的，因此不會(huì)受到影響。同時(shí)，由于白色光是寬頻帶的合成光，難以避免光的散射，而與白色光相比，單色光的頻帶窄，在各種傳導(dǎo)介質(zhì)或系統(tǒng)器件的誤差存在時(shí)，其包括折射與反射在內(nèi)的散射都是最小的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于白色光；因而單色光可以照射更遠(yuǎn)的距離，從而形成隱形遠(yuǎn)光燈具。

本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈具有照射距離遠(yuǎn)、無散射、無眩光、不刺眼等特點(diǎn)，并具有燈光來源隱形的使用效果，可用于汽車遠(yuǎn)光燈、高桿燈、探照燈、醫(yī)學(xué)手術(shù)照明燈和遠(yuǎn)光手電筒等廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，具有廣闊的應(yīng)用前景。

此外，本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈具的照射范圍窄，沒有明顯的光束，不易確定光線來源和位置，使用安全性強(qiáng)，可廣泛適用于國(guó)防、反恐等隱蔽性強(qiáng)的領(lǐng)域中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈做手電筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的a-a向剖面圖。

圖3是單基色光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是三基色光源驅(qū)動(dòng)電路的電路框圖。

圖5是自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路的電路原理圖。

圖6是三基色光源恒流供電開關(guān)電源電路的電路原理圖。

圖中，1、殼體，2、手柄，3、電池倉，4、三基色光源驅(qū)動(dòng)電路，5、單基色光源系統(tǒng)，6、防塵玻璃罩，7、內(nèi)殼體，8、光源片，9、球形玻璃透鏡，10、反光罩，11、凸透鏡，12、遮光環(huán)，13、容納倉，14、散熱片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，下述實(shí)施例僅作為說明，并不以任何方式限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，以本發(fā)明隱形遠(yuǎn)光燈原理制作的手電筒，包括殼體1、安裝在殼體1中的三個(gè)單基色光源系統(tǒng)以及在殼體1中的三基色光源驅(qū)動(dòng)電路。

其中，殼體1為圓柱形的長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)，用鋁合金材料制作成型，在殼體1的前半部沿軸向開有三個(gè)圓柱形的容納倉13，三個(gè)容納倉13呈三角形分布（圖2），在每個(gè)容納倉13中固定一個(gè)單基色光源系統(tǒng)5。殼體1的后半部有細(xì)柄段，構(gòu)成便于握持的手柄。在細(xì)柄段的內(nèi)部設(shè)有電池倉3，用以安裝電池，電池為三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5提供電力。電池可采用3.7v、3.3ah的聚合物鋰電池三節(jié)串聯(lián)使用，組合電壓值為12v。采用該形式，可供三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5連續(xù)照明1.2h，斷續(xù)照明2~8h。

在殼體1的前端口封接有防塵玻璃罩6。在殼體1的后部腔體中安裝有三基色光源驅(qū)動(dòng)電路4，該驅(qū)動(dòng)電路分別與電池和三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5電連接，用以驅(qū)動(dòng)三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5對(duì)應(yīng)發(fā)出紅、綠、藍(lán)三基色光，并且，三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5發(fā)出的三基色光在隱形遠(yuǎn)光燈的前方應(yīng)形成匯聚點(diǎn)。

如圖3所示，單基色光源系統(tǒng)5包括內(nèi)殼體7、光源片8、球形玻璃透鏡9、反光罩10和凸透鏡11等部分。鋁合金制的內(nèi)殼體7呈圓柱形筒體，其前端為敞口端，后端為封口端。在內(nèi)殼體7的內(nèi)壁上沿軸向分布有若干等間距的遮光環(huán)12，遮光環(huán)12向內(nèi)腔的軸心線突出，形成魚鱗狀結(jié)構(gòu)，這種遮光環(huán)的作用是用以形成黑洞效應(yīng)，以避免內(nèi)殼體7對(duì)散射光產(chǎn)生反射而使對(duì)面人員產(chǎn)生側(cè)視眩光，從而有效消除單基色光源系統(tǒng)的散射眩光。在內(nèi)殼體7的筒底內(nèi)側(cè)面上固定有光源片8，光源片8為紅色、綠色或藍(lán)色的led高效光源，其光效選為150lm/w。在內(nèi)殼體7的封口端外側(cè)面設(shè)置有散熱片14，用以散發(fā)光源片8發(fā)光時(shí)所產(chǎn)生的熱量。球形玻璃透鏡9設(shè)置在光源片8的前方，用于全角度收集光源片發(fā)出的單基色光，并將光能聚焦到球頂附近。在內(nèi)殼體7中還設(shè)置有反光罩10。反光罩10為前、后端敞口的母線為拋物線形的罩殼，在反光罩10的前端口設(shè)置有凸透鏡11，球形玻璃透鏡9設(shè)置在反光罩10的后端口處，并且，球形玻璃透鏡9的焦點(diǎn)位于反光罩10的焦點(diǎn)處。反光罩10用于聚攏球形玻璃透鏡發(fā)出的單基色光并以平行光的形式發(fā)出單基色光光束。凸透鏡11將平行光束進(jìn)一步聚焦，以產(chǎn)生具有設(shè)定射角的發(fā)射光束。

球形玻璃透鏡的焦點(diǎn)到球心的距離的計(jì)算公式為：f=n·r/2(n-1)，式中：r為球的半徑，n為玻璃材料的折射率。

每個(gè)單基色光源系統(tǒng)5發(fā)射的單基色光束可以是平行光束，其照射距離可達(dá)到1.5~2km，既在1.5~2km遠(yuǎn)的前方形成共聚點(diǎn)。如果是作為汽車遠(yuǎn)光燈，則單基色光源系統(tǒng)5發(fā)射的單基色光束也可以向殼體軸心線方向偏移，其偏心角在1~10°之間，以便于在車體前方的合適距離內(nèi)的道路地面上形成共聚點(diǎn)。設(shè)置不同的偏移角，是為了改變合成光的照射距離。

如圖4所示，三基色光源驅(qū)動(dòng)電路包括自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路、綠色光源恒流供電開關(guān)電源電路、紅色光源恒流供電開關(guān)電源電路和藍(lán)色光源恒流供電開關(guān)電源電路。自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路分別與綠色光源恒流供電開關(guān)電源電路、紅色光源恒流供電開關(guān)電源電路和藍(lán)色光源恒流供電開關(guān)電源電路相接，用于對(duì)輸入的供電電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，輸出穩(wěn)定不變的供電電壓，以適應(yīng)多種輸入電壓的供電環(huán)境。綠色光源恒流供電開關(guān)電源電路分別與自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)綠色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出綠色光源。紅色光源恒流供電開關(guān)電源電路分別與自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)紅色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出紅色光源；藍(lán)色光源恒流供電開關(guān)電源電路分別與自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路和發(fā)藍(lán)色光的光源片相接，用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的光源片發(fā)出藍(lán)色光源。

綠色光源系統(tǒng)的恒流值為21v、1a；紅色光源系統(tǒng)的恒流值為20v、0.6a；藍(lán)色光源系統(tǒng)的恒流值為21v、0.17a。三基色光源驅(qū)動(dòng)電路4可根據(jù)紅、綠、藍(lán)三種光源發(fā)光效率的不均衡現(xiàn)象，設(shè)置不同的光源功率，配置合成暖白色光源，優(yōu)選地，其色溫為5600k。由于暖白色光在陰雨、霧霾天氣時(shí)的反射與穿透能力均優(yōu)于白色光，作為汽車上的遠(yuǎn)光燈配置時(shí)，可有效緩解在陰雨天路面上行駛時(shí)，司機(jī)對(duì)白色光的反射效率降低而產(chǎn)生的視盲現(xiàn)象。

圖5給出了自動(dòng)升降壓開關(guān)電源電路的一種具體電路構(gòu)成。其具體結(jié)構(gòu)是：9~24v直流電壓（或9~24v蓄電池）的正極經(jīng)開關(guān)an1和保險(xiǎn)器bx1連接到穩(wěn)壓器ic1第一腳；穩(wěn)壓器ic1第2腳接地、第3腳經(jīng)限流電阻r1連接到pmu管理芯片ic2的第7腳，并為pmu管理芯片ic2提供工作電壓，電容c3、和c4為穩(wěn)壓濾波電容，pmu管理芯片ic2的5腳接地；第2腳為內(nèi)部運(yùn)算放大器的反相輸入端、1腳為運(yùn)放輸出端，r4、c2并聯(lián)連接到1腳和2腳之間構(gòu)成負(fù)反饋，2腳電壓高低可以改變輸出端6腳輸出脈沖的占空比，進(jìn)而改變輸出電壓的大?。坏?腳還經(jīng)電阻r3連接到r9、光耦go1、和電阻r2組成的分壓器，光耦go1(pc817)受控于輸出端電壓；ic2的8腳是5v基準(zhǔn)電壓輸出端，經(jīng)電阻r5連接到第4腳，在4腳與地之間連接電容c6形成鋸齒波電路，其翻轉(zhuǎn)時(shí)間由第2腳電壓控制；它的基準(zhǔn)頻率由電阻r5、電容c6的時(shí)間常數(shù)決定；2腳電壓上升，占空比減小，反之則加大；pmu管理芯片ic2第3腳是過電流保護(hù)控制取樣端，3腳經(jīng)電阻r7連接到開關(guān)管q1的源極、并經(jīng)限流電阻r10與地連接，當(dāng)流經(jīng)取樣電阻r10的峰值電流大于4a時(shí)，在電阻r10的兩端產(chǎn)生的壓降則大于1v，此時(shí)經(jīng)電阻r7反饋至電流取樣控制端3腳，迫使輸出端6腳停止輸出，避免輸出過電流。

為了適應(yīng)多種輸入電壓供電的環(huán)境條件，本發(fā)明的輸入電壓范圍為9v~24v，而輸出電壓保持不變，且當(dāng)輸入電壓高于輸出電壓時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為降壓模式；而當(dāng)輸入電壓低于輸出電壓時(shí)則自動(dòng)轉(zhuǎn)為升壓模式。其工作過程如下：由開關(guān)管q1、電感l(wèi)1、二極管d2、二極管保護(hù)電容c9、濾波電容c10、c11組成的開關(guān)電路受控于自動(dòng)調(diào)寬電源管理芯片ic2(uc3845)，ic2第6腳輸出脈寬可調(diào)的觸發(fā)脈沖加到開關(guān)管q1的柵極上，在輸出脈沖的正半周q1導(dǎo)通、q1的漏極連接有電感l(wèi)1，而源極經(jīng)電阻r10接地，電感l(wèi)1的上端連接電源正極，其兩端產(chǎn)生上正下負(fù)的電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)電感磁芯被磁化，并以磁能形式儲(chǔ)存于電感上；當(dāng)ic2第6腳正脈沖結(jié)束時(shí)，則電感兩端的電流出現(xiàn)反向突變，于是在其兩端產(chǎn)生上負(fù)下正的反相電壓，同時(shí)儲(chǔ)存在電感中的磁能產(chǎn)生反向電流（稱為反激式），該電流被二極管d2整流后加到濾波電容c10、c11兩端，也就是加到了負(fù)載上，而加到負(fù)載上的電壓電流的大小取決于電感儲(chǔ)能的大小，而儲(chǔ)能多少則取決于pmu管理芯片ic2輸出脈沖的占空比（本芯片的最大脈寬是50%，可調(diào)范圍是0~50%）。

輸出電壓的自動(dòng)穩(wěn)定是通過反饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)中二極管d3是反饋系統(tǒng)電源整流管；提供與負(fù)載等值的電壓，電容c12、c13是濾波電容，電阻r11、r12、r14、r13、可調(diào)穩(wěn)壓器d1和電位器w1組成電壓采樣電路，并將采樣結(jié)果通過光耦來控制管理芯片ic2的第2腳電壓。其工作過程如下：當(dāng)輸出電壓偏高時(shí)，采樣系統(tǒng)分壓器（電位器w1中點(diǎn)輸出）分壓值也隨之升高，穩(wěn)壓器d1調(diào)整端電壓上升、導(dǎo)通電流增大，壓降減小、而光耦go1輸入端深度導(dǎo)通、輸出端同時(shí)導(dǎo)通，導(dǎo)致pmu管理芯片ic2的第2腳電壓升高、輸出端6腳脈沖占空比減小，結(jié)果導(dǎo)致開關(guān)電源的輸出電壓下降，達(dá)到設(shè)定值而趨于平衡；若輸出電壓偏低時(shí)則以逆向反饋達(dá)到平衡。

三光源功率配比為3.6∶12∶21（藍(lán)、紅、綠），即可使三個(gè)單基色光源系統(tǒng)5的合成色溫為5600k的暖白光。

圖6給出了三基色光源恒流供電開關(guān)電源電路的一種具體電路構(gòu)成。其具體結(jié)構(gòu)是：電源端口（+22v）直接連接到圖5中的out+端點(diǎn)上；三個(gè)輸出端口藍(lán)色b、紅色r、綠色g分別連接到藍(lán)、紅、綠三個(gè)光源片上，其中，綠色光源恒流值為21v、1a；紅色光源恒流值為20v、0.6a；藍(lán)色光源恒流值為21v、0.17a。三個(gè)時(shí)基器ic3、ic4、ic5作為電流控制器件，ic6是四運(yùn)放電路，在此用作電壓比較器，其各自的輸出端分別連接光耦go2、go3、go4的輸入端，光耦的輸出端分別連接三個(gè)時(shí)基器的放電端7腳，用以調(diào)整脈寬的基準(zhǔn)信號(hào)。

以藍(lán)光恒流源電路為例，具體工作過程如下：時(shí)基器ic3（ne555）的4腳和8腳連接電源正極，1腳接地、觸發(fā)端2腳與閾值端6腳連接、7腳為放電端；當(dāng)電路接通電源后電流經(jīng)r23、r24對(duì)電容c15充電，c15兩端電壓由0v開始上升，當(dāng)電壓上升至2/3電源電壓（vcc）時(shí)，達(dá)到6腳的閾值電壓、電路翻轉(zhuǎn)，輸出端3腳由高電平轉(zhuǎn)為低電平，同時(shí)7腳對(duì)地接通，并經(jīng)電阻r24對(duì)電容c15放電，放電時(shí)間由電阻r24、和電容c15的時(shí)間常數(shù)決定，當(dāng)電容兩端電壓下降至1/3vcc時(shí)、放電結(jié)束；輸出端3腳同時(shí)翻轉(zhuǎn)為高電平，（高電平的持續(xù)時(shí)間由電阻r23、r24和電容c15的時(shí)間常數(shù)決定），電路再次往復(fù)循環(huán)形成連續(xù)振蕩，而輸出端3腳輸出矩形脈沖波形。

光耦go2的輸出端串聯(lián)一小電阻后并聯(lián)于電阻r23兩端，當(dāng)電路處于充電過程時(shí)（也就是輸出端為高電平時(shí)），光耦導(dǎo)通的深度會(huì)影響高電平的持續(xù)時(shí)間；電路中光偶的輸入端連接到電壓比較器的（ic6的輸出端b），ic6的同相輸入端經(jīng)電阻r30連接取樣電阻r31，當(dāng)光源片的電流高于設(shè)定值后那么在電阻r31上的壓降將會(huì)大于反相端電壓，比較器輸出端b就會(huì)輸出高電平，光耦也會(huì)導(dǎo)通，并減小高電平持續(xù)時(shí)間而達(dá)到減小輸出電流的目的；反相端電壓由穩(wěn)壓集成電路ic7（lm317l用作恒流控制）的恒流電阻r40（1.25v/2.9ma）與電阻r38、r39決定，電阻r39上的壓降即為ic6反相端的電壓值，也是根據(jù)光源所需電流而設(shè)定。