專利名稱：一種雙向發(fā)光的跑道邊燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種照明燈具，尤其涉及一種雙向發(fā)光的跑道邊燈。
背景技術：
跑道邊燈是為飛行員在日間和夜間飛行(包括起飛和降落)時能夠識別跑道邊界 的一種引導燈具，該燈具為雙向發(fā)光燈具，且燈具在光強、角度和顏色上均有嚴格要求。傳統(tǒng)的跑道邊燈一般以鹵鎢燈作為光源，鹵鎢燈的光源是白色光，而跑道邊燈需 要的是黃色和白色光線，因此需再加裝黃色濾光片，通過濾光片吸收其它波長的光去獲得 黃光，使得燈具結構復雜，且浪費了較多被吸收的光能量。同時鹵鎢燈為整個空間4 π立 體角發(fā)光，而跑道邊燈只需要相反方向的兩側光，其光通利用率低。且鹵鎢燈的光效低，約 15-201m/W，對能源浪費較多，其壽命也僅有1500小時，機場一般5 6個月就需更換一次 光源，耗費的成本較高。LED光源作為一種單色性好、光照效率高、成本低的照明光源，目前普遍的被使用。 現有的采用LED作為光源的跑道邊燈，一般是采用凸形配光鏡及反光鏡進行配光，結構復 雜，且還必須采用反光體等結構，發(fā)散角度較大，增加了光的反射損失，降低了光利用率。且 管線的出射光角度較大，不能很好的滿足助航燈國際/國家標準中對跑道邊燈的光束角度 的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種光能利用率 高、光線出射角度符合實際需求、結構簡單、成本低的雙向發(fā)光的跑道邊燈。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種雙向發(fā)光的跑道邊燈，包括燈罩和燈座，所述燈罩內設置有用于固定光 源的散熱燈架，所述散熱燈架連接所述燈座，其中，還包括至少一個固定在所述散熱燈架上 的黃光LED光源和相應的白光LED光源；所述白光LED光源與所述黃光LED光源的出射光線與同一平面夾角均為2° 5°，且兩出射光線的夾角大于90°，小于180° ；所述白光LED光源的光路上設置有第一菲涅爾透鏡，用于折射所述白光LED光源 發(fā)出的光線，實現白光照明；所述黃光LED光源的光路上設置有第二菲涅爾透鏡，用于折射所述黃光LED光源 發(fā)出的光線，實現黃光照明。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述散熱燈架上設置有兩個所述黃光LED光源和 兩個所述白光LED光源；兩個所述黃光LED光源的主光軸夾角為1° 10° ；兩個所述白光LED光源的主 光軸夾角為1° 10° ；所述第一菲涅爾透鏡由兩個呈170° 179°角連接的菲涅爾透鏡組成，分別用于折射兩個所述白光LED光源發(fā)出的光線；所述第二菲涅爾透鏡由兩個呈170° 179°角連接的菲涅爾透鏡組成，分別用 于折射兩個所述黃光LED光源發(fā)出的光線。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述散熱燈架至少包括相對的第一側面和第二側 面，所述第一側面和第二側面相交、或所述第一側面的延伸面與所述第二側面的延伸面相 交；其中，所述第一側面向外凸起，形成夾角為170° 179°的第一上折面和第一下折面； 所述第二側面向外凸起，形成夾角為170° 179°的第二上折面和第二下折面；兩個所述白光LED光源分別固定在第一上折面和第一下折面上，兩個所述黃光 LED光源分別固定在第二上折面和第二下折面上。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，兩個所述黃光LED光源的主光軸夾角，和兩個所述 白光LED光源的主光軸夾角均為5°。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述散熱燈架上設置有四個呈矩形排列的所述黃 光LED光源，包括第一黃光LED光源、第二黃光LED光源、第三黃光LED光源和第四黃光LED 光源；以及四個呈矩形排列的所述白光LED光源，包括第一白光LED光源、第二白光LED 光源、第三白光LED光源和第四白光LED光源；所述第一黃光LED光源和第二黃光LED光源的主光軸夾角，和所述第三黃光LED 光源和第四黃光LED光源的主光軸夾角均為1° 10° ；所述第一白光LED光源和第二白光LED光源的主光軸夾角，和所述第三白光LED 光源和第四白光LED光源的主光軸夾角均為1° 10° ；所述第一菲涅爾透鏡由四個呈矩形排列的菲涅爾透鏡組成，其中兩個呈170° 179°角連接，用于折射第一白光LED光源和第二白光LED光源發(fā)出的光線；另外兩個也呈 170° 179°角連接，用于折射第三白光LED光源和第四白光LED光源發(fā)出的光線；所述第二菲涅爾透鏡由四個呈矩形排列的菲涅爾透鏡組成，其中兩個呈170° 179°角連接，用于折射第一黃光LED光源和第二黃光LED光源發(fā)出的光線；另外兩個也呈 170° 179°角連接，用于折射第三黃光LED光源和第四黃光LED光源發(fā)出的光線。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述散熱燈架至少包括相對的第一側面和第二側 面，所述第一側面和第二側面相交、或所述第一側面的延伸面與所述第二側面的延伸面相 交；其中，所述第一側面向外凸起，形成夾角為170° 179°的第一上折面和第一下折面； 所述第二側面向外凸起，形成夾角為170° 179°的第二上折面和第二下折面；第一白光LED光源和第三白光LED光源固定在第一上折面上，第二白光LED光源 和第四白光LED光源固定在第一下折面上；第一黃光LED光源和第三黃光LED光源固定在第二上折面上，第二黃光LED光源 和第四黃光LED光源固定在第二下折面上。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述第一黃光LED光源和第二黃光LED光源的主光 軸夾角，和所述第三黃光LED光源和第四黃光LED光源的主光軸夾角均為5° ；所述第一白光LED光源和第二白光LED光源的主光軸夾角，和所述第三白光LED光源和第四白光LED光源的主光軸夾角均為5°。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述白光LED光源與所述黃光LED光源的出射光線 與同一平面夾角均為3. 5°。本發(fā)明所述的跑道邊燈，其中，所述散熱燈架為鋁制的散熱燈架。本發(fā)明利用LED光源好的單色性、良好的光效性，通過采用單色LED作為跑道邊燈 的光源，并采用菲涅爾組合透鏡進行配光，使得跑道邊燈的結構簡單，為燈具設計制作及維 修提供了方便，且能節(jié)約能源，可為飛機場節(jié)省大量的電費支出。同時LED光源的壽命可長 達50000h，解決了機場頻繁更換光源的問題。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明實施例的跑道邊燈結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的跑道邊燈裝配示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的第一菲涅爾透鏡正面示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的第一菲涅爾透鏡的左視圖；圖5是本發(fā)明實施例的白光LED光源光路原理圖；圖6是本發(fā)明實施例的散熱燈架主視圖；圖7是本發(fā)明實施例的散熱燈架左視圖；圖8是圖6中光路出射后形成光斑示意圖；圖9是圖8中A線上光強度示意圖；圖10是圖8中B線上光強度示意圖。
具體實施例方式下面結合圖示，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作詳細介紹。本發(fā)明實施例的雙向發(fā)光的跑道邊燈結構如圖1所示，其裝配結構圖如圖2所示， 包括燈罩10和燈座40，燈罩10可以是采用透明或半透明的材料制成。在燈罩10內設置有 用于固定光源的散熱燈架50，散熱燈架50連接在燈座40上。散熱燈架50可以采用鋁制 成，也可以采用其他易于散熱且具有一定剛性的材料制成，一方面能用于固定光源，另一方 面也能很好的將光源在燈罩10內產生的熱量傳遞至燈座40，從而達到散熱的目的，延長照 明燈具的使用壽命。在散熱燈架50上至少固定有一個黃光LED光源31和相應的白光LED 光源32，分別用于產生白光和黃光，以滿足跑道邊燈的要求。在白光LED光源31的光路上設置有第一菲涅爾透鏡21，用于折射白光LED光源發(fā) 出的光線，實現白光照明。黃光LED光源32的光路上設置有第二菲涅爾透鏡22，用于折射 黃光LED光源發(fā)出的光線，實現黃光照明。燈罩10罩在散熱燈架50及固定在其上的LED 光源和相應的菲涅爾透鏡外，光線通過透明或半透明的燈罩透射出。由于飛行員在降落在跑道上之前，飛機是處于傾斜的狀態(tài)，飛行員的視角與水平 面或地平線呈一定的夾角，因此，固定在散熱燈架50上的白光LED光源31與黃光LED光源 32的出射光線與同一平面均呈2° 5°夾角，優(yōu)選采用3. 5°的夾角，以滿足跑道邊燈出 射光線的需求。該同一平面可以是水平面或地平面，使得飛行員在飛機降落在跑道前，能最6大程度的看清跑道。同時，由于跑道兩邊一般都會設置跑道邊燈，每個跑道邊燈發(fā)出的黃光和白光都 要求朝跑道的同一側發(fā)光，以最大限度的利用光能，提高照明度。因此，固定在散熱燈架50 上的白光LED光源31與黃光LED光源32出射光線的夾角大于90°并小于180°，使得最 終形成的黃光光斑和白光光斑能落在跑道的同一側，以滿足跑道邊燈的照明標準。根據一般LED光源的光強度，和跑道邊燈的照明光強度需求，本實施例中，優(yōu)選在 散熱燈架上設置兩個黃光LED光源和兩個白光LED光源。但是由于采用兩個LED光源后， 很難形成跑道邊燈需要的橢圓形光斑，本實施例中對相同的兩個LED光源的主光軸方向進 行了調整，其中兩個黃光LED光源的主光軸夾角為1° 10°，優(yōu)選采用5°，兩個白光LED 光源的主光軸夾角也為1° 10°，優(yōu)選采用5°。第一菲涅爾透鏡21由兩個呈170° 179°夾角，優(yōu)選采用175°夾角，連接的菲 涅爾透鏡連接組成，分別用于折射兩個白光LED光源發(fā)出的光線。同樣地，第二菲涅爾透鏡 也由兩個呈與相應的LED光源的主光軸夾角相互補的角度連接的菲涅爾透鏡組成，一般為 170° 179°，優(yōu)選采用175°角，分別用于折射兩個黃光LED光源發(fā)出的光線，使得每兩 個相同的LED光源出射后能形成符合標準的光斑。為配合LED光源需要的固定角度，散熱燈架50至少包括相對的第一側面51和第 二側面52，如圖6所示，第一側面51和第二側面52相交、或第一側面51的延伸面與第二側 面52的延伸面相交。其中，如圖6所示，第一側面51向外凸起，形成夾角為170° 179° 的第一上折面511和第一下折面512 ；第二側面52也向外凸起，形成夾角為170° 179° 的第二上折面521和第二下折面522。兩個白光LED光源分別固定在第一上折面511和第 一下折面512上，兩個黃光LED光源分別固定在第二上折面521和第二下折面522上。也可根據照明強度的需求，在散熱燈架50上的相對的兩側分別固定四個、六個或 八個等偶數個呈矩形排列的LED光源，如圖7所示。每增加的兩個LED光源都與以上所描 述的兩個相同的LED光源的發(fā)光角度相同，并且同一側的偶數個LED光源出射后經同樣數 目的菲涅爾透鏡折射，如圖5所示，形成符合跑道邊燈標準要求的橢圓形光斑。下面以在散熱燈架上相對的兩側分別設置四個相同的LED光源為例進行說明。如 圖6所示，四個呈矩形排列的白光LED光源設置在散熱燈架的第一側面，包括第一白光LED 光源311、第二白光LED光源312、第三白光LED光源313和第四白光LED光源314。其中， 第一白光LED光源311和第三白光LED光源313固定在第一上折面511上，第二白光LED 光源312和第四白光LED光源314固定在第一下折面512上。如圖6所示，四個呈矩形排列的黃光LED光源設置在散熱燈架的第二側面上，包括 第一黃光LED光源321、第二黃光LED光源322、第三黃光LED光源323和第四黃光LED光 源324。其中，第一黃光LED光源321和第三黃光LED光源323固定在第二上折面521上， 第二黃光LED光源322和第四黃光LED光源324固定在第二下折面522上。根據前面的描述，第一黃光LED光源311和第二黃光LED光源312的主光軸夾角、 與第三黃光LED光源313和第四黃光LED光源314的主光軸夾角均為1° 10°，優(yōu)選采 用5°。第一白光LED光源311和第二白光LED光源312的主光軸夾角，和第三白光LED光 源313和第四白光LED光源314的主光軸夾角均為1° 10°，優(yōu)選采用5°。同時，如圖3所示，第一菲涅爾透鏡21由四個呈矩形排列的菲涅爾透鏡組成，其中兩個呈一定夾角a連接，如圖4所示，用于折射第一白光LED光源311和第二白光LED光 源312發(fā)出的光線，其中夾角a與相應的兩個LED光源的主光軸夾角互補，一般為170° 179°，優(yōu)選采用175° ；另外兩個也呈170° 179°角連接，優(yōu)選呈175°角連接，用于折 射第三白光LED光源313和第四白光LED光源314發(fā)出的光線。第二菲涅爾透鏡22具有與第一菲涅爾透鏡相同的結構，由四個呈矩形排列的菲 涅爾透鏡組成，其中兩個呈170° 179°角連接，優(yōu)選呈175°角連接，用于折射第一黃光 LED光源321和第二黃光LED光源322發(fā)出的光線；另外兩個也呈170° 179°角連接，優(yōu) 選呈175°角連接，用于折射第三黃光LED光源323和第四黃光LED光源3 發(fā)出的光線。以水平面作為同一平面或地平面，根據前面的描述，第一白光LED光源311與第一 黃光LED光源321的出射光線均與同一平面呈2° 5°夾角，優(yōu)選采用3. 5°的夾角；第 二白光LED光源312與第二黃光LED光源322的出射光線均與同一平面呈2° 5°夾角， 優(yōu)選采用3.5°的夾角；第三白光LED光源313與第三黃光LED光源323的出射光線均與 同一平面呈2° 5°夾角，優(yōu)選采用3.5°的夾角；第四白光LED光源314與第四黃光LED 光源3 的出射光線均與同一平面呈2° 5°夾角，優(yōu)選采用3. 5°的夾角，以滿足跑道邊 燈出射光線的需求，使得飛行員在飛機降落在跑道前，能最大程度的看清跑道。本發(fā)明實施例中的LED光源可采用大功率貼片式LED，如0SRAM 5WLED等。當采 用四顆白光LED和四顆黃光LED時，總功率約為40W，能達到跑道邊燈的照明要求，而傳統(tǒng)的 鹵鎢燈則需要采用200W才能達到要求。由于LED光源為空間2 π立體角發(fā)光，并且LED光 源的大部分光能量集中在士60°的空間內，使得光通利用率高，LED光源的光效高，約60 801m/W，其效率是鹵鎢燈的3 4倍。因此，本方案具有明顯的節(jié)能效果。且所采用的白光 和黃光的LED色溫和色坐標，均能滿足助航燈國家標準和《國際民用航空公約附件十四》的 規(guī)定。因本發(fā)明的跑道邊燈為雙向發(fā)光，只是每邊所用LED發(fā)光顏色不同，無其它區(qū)別， 因此下面只描述其單邊光路。以采用四顆白光LED和四顆黃光LED為例，四顆白光LED光 源的出射光線經菲涅爾透鏡折射光路如圖5所示，所形成的光斑如圖8所示。該光斑中，沿 與水平面呈3. 5°仰角的A線的光強度曲線圖如圖9所示；沿通過該光斑中心，垂直于地平 面的B線的光強度曲線圖如圖10所示?？梢钥闯觯捎帽痉桨傅陌坠夤獍呒肮鈴姸韧耆_ 到了國家和國際相關標準，所采用的黃光LED光源光通量是白光LED光源光通量的0. 4倍， 黃光LED光源也能滿足相關國家和國際標準的要求。綜上所述，本發(fā)明利用LED光源好的單色性、良好的光效性，通過采用單色LED作 為跑道邊燈的光源，并采用菲涅爾組合透鏡進行配光，使得跑道邊燈的結構簡單，為燈具設 計制作及維修提供了方便，大大的節(jié)約了電力能源，可為飛機場節(jié)省電費支出。同時LED的 壽命可長達50000h，解決了機場頻繁更換光源的問題。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種雙向發(fā)光的跑道邊燈，包括燈罩(10)和燈座(40)，所述燈罩(10)內設置有散 熱燈架(50)，所述散熱燈架(50)連接所述燈座(40)，其特征在于，還包括至少一個固定在 所述散熱燈架(50)上的黃光LED光源(3 和相應的白光LED光源(31)；所述白光LED光 源(31)與所述黃光LED光源(3 的出射光線與同一平面夾角均為2° 5°，且兩出射光 線的夾角大于90°，小于180° ；所述白光LED光源(31)的光路上設置有第一菲涅爾透鏡(21)，用于折射所述白光LED 光源(31)發(fā)出的光線，實現白光照明；所述黃光LED光源(3 的光路上設置有第二菲涅爾透鏡(22)，用于折射所述黃光LED 光源(32)發(fā)出的光線，實現黃光照明。
2.根據權利要求1所述的跑道邊燈，其特征在于，所述散熱燈架(50)上設置有兩個所 述黃光LED光源(3 和兩個所述白光LED光源(31)；兩個所述黃光LED光源(3 的主光軸夾角為1° 10° ；兩個所述白光LED光源(31) 的主光軸夾角為1° 10° ；所述第一菲涅爾透鏡由兩個呈170° 179°角連接的菲涅爾透鏡組成，分別用 于折射兩個所述白光LED光源(31)發(fā)出的光線；所述第二菲涅爾透鏡02)由兩個呈170° 179°角連接的菲涅爾透鏡組成，分別用 于折射兩個所述黃光LED光源(32)發(fā)出的光線。
3.根據權利要求2所述的跑道邊燈，其特征在于，所述散熱燈架(50)至少包括相對的 第一側面(51)和第二側面(52)，所述第一側面(51)和第二側面(5 相交、或所述第一側 面(51)的延伸面與所述第二側面(52)的延伸面相交；其中，所述第一側面(51)向外凸起，形成夾角為170° 179°的第一上折面(511)和第 一下折面(512)；所述第二側面(5 向外凸起，形成夾角為170° 179°的第二上折面 (521)和第二下折面(522)；兩個所述白光LED光源(31)分別固定在第一上折面(511)和第一下折面(51 上，兩 個所述黃光LED光源(3 分別固定在第二上折面(521)和第二下折面(52 上。
4.根據權利要求3所述的跑道邊燈，其特征在于，兩個所述黃光LED光源(3 的主光 軸夾角和兩個所述白光LED光源(31)的主光軸夾角均為5°。
5.根據權利要求1所述的跑道邊燈，其特征在于，所述散熱燈架(50)上設置有四個呈 矩形排列的黃光LED光源，包括第一黃光LED光源(321)、第二黃光LED光源(322)、第三黃 光LED光源(32 和第四黃光LED光源(324)；以及四個呈矩形排列的白光LED光源，包括第一白光LED光源(311)、第二白光LED光 源(312)、第三白光LED光源(313)和第四白光LED光源(314)；所述第一黃光LED光源(321)和第二黃光LED光源(322)的主光軸夾角，和所述第三 黃光LED光源(32 和第四黃光LED光源(3M)的主光軸夾角均為1° 10° ；所述第一白光LED光源(311)和第二白光LED光源(312)的主光軸夾角，和所述第三 白光LED光源(313)和第四白光LED光源(314)的主光軸夾角均為1° 10° ；所述第一菲涅爾透鏡由四個呈矩形排列的菲涅爾透鏡組成，其中兩個呈170° 179°角連接，用于折射第一白光LED光源(311)和第二白光LED光源(312)發(fā)出的光線， 另外兩個也呈170° 179°角連接，用于折射第三白光LED光源(313)和第四白光LED光源(314)發(fā)出的光線；所述第二菲涅爾透鏡02)由四個呈矩形排列的菲涅爾透鏡組成，其中兩個呈170° 179°角連接，用于折射第一黃光LED光源(321)和第二黃光LED光源(32 發(fā)出的光線， 另外兩個也呈170° 179°角連接，用于折射第三黃光LED光源(32 和第四黃光LED光 源(324)發(fā)出的光線。
6.根據權利要求5所述的跑道邊燈，其特征在于，所述散熱燈架(50)至少包括相對的 第一側面(51)和第二側面(52)，所述第一側面(51)和第二側面(5 相交、或所述第一側 面(51)的延伸面與所述第二側面(52)的延伸面相交；其中，所述第一側面(51)向外凸起，形成夾角為170° 179°的第一上折面(511)和第 一下折面(512)；所述第二側面(5 向外凸起，形成夾角為170° 179°的第二上折面 (521)和第二下折面(522)；第一白光LED光源(311)和第三白光LED光源(32 固定在第一上折面上(511)，第二 白光LED光源(312)和第四白光LED光源(314)固定在第一下折面(512)上；第一黃光LED光源(321)和第三黃光LED光源(323)固定在第二上折面(521)上，第 二黃光LED光源(32 和第四黃光LED光源(3M)固定在第二下折面(52 上。
7.根據權利要求5所述的跑道邊燈，其特征在于，所述第一黃光LED光源(321)和第二 黃光LED光源(322)的主光軸夾角，和所述第三黃光LED光源(32 和第四黃光LED光源 (3 )的主光軸夾角均為5° ；所述第一白光LED光源(311)和第二白光LED光源(312)的主光軸夾角，和所述第三 白光LED光源(313)和第四白光LED光源(314)的主光軸夾角均為5°。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的跑道邊燈，其特征在于，所述白光LED光源(31) 與所述黃光LED光源(32)的出射光線與同一平面夾角均為3. 5°。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的跑道邊燈，其特征在于，所述散熱燈架(50)為 鋁制的散熱燈架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙向發(fā)光的跑道邊燈，包括燈罩和燈座，所述燈罩內設置有用于固定光源的散熱燈架，散熱燈架連接燈座，還包括至少一個固定在散熱燈架上的黃光LED光源和相應的白光LED光源；白光LED光源與黃光LED光源的出射光線均與同一平面夾角為2°～5°，且兩出射光線的夾角大于90°小于180°；白光LED光源的光路上設置有第一菲涅爾透鏡；黃光LED光源的光路上設置有第二菲涅爾透鏡。本發(fā)明的跑道邊燈的結構簡單，且能節(jié)約能源，同時LED光源的壽命可長達50000h，解決了機場頻繁更換光源的問題。
文檔編號F21V19/00GK102052601SQ20091011007
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者劉延明, 周明杰 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司