CN101813270A - 一种机场滑行道边灯 - Google Patents

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本发明涉及一种机场滑行道边灯,包括LED光源、聚光反光杯、棱镜和凹透镜;棱镜具有进光面、全反射面、第一出光面和第二出光面,第一出光面环绕第二出光面设置;LED光源发出的第一部分光线经聚光反光杯反射后,从进光面射入所述棱镜,经全反射面反射后,从第一出光面射出覆盖水平方向360°及垂直方向0-6°的照明光线;LED光源发出的第二部分光线直接从进光面射入所述棱镜,再从棱镜的第二出光面射出,经凹透镜发散后出射覆盖垂直方向15-90°的照明光线。本发明可以满足嵌入式滑行道边灯水平方向360°发光,垂直方向0-6°角范围内光强大于等于2cd,垂直方向上15到90度角投射可见的配光要求。

Description

一种机场滑行道边灯
技术领域
本发明涉及机场助航灯领域,尤其涉及一种用于机场的嵌入式滑行道边灯的配光系统的改进。
背景技术
现有用于机场的嵌入式滑行道边灯多使用卤钨灯作为光源,如48W卤钨灯,再通过滤光片进行滤光得到需要的单色光,如采用蓝色滤光片进行滤光,以得到蓝色光。采用这种光源的机场滑行道边灯功耗高,寿命较短,使用及维护成本高。而且由于需要采用滤光片得到需要的单色光,使得灯具结构复杂,且使光源的光效降低。
而目前使用日益广泛的LED光源比卤钨灯光源具有更好的抗振性能,寿命更长,能耗更低。且LED光源本身可以发出各种单色光,无需使用滤光镜或镀膜玻璃进行滤光,便能发出满足助航需要的各种单色光,从而大大的提高机场滑行道边灯的光效,降低机场滑行道边灯能耗,起到节约能源的作用。
因此需要对机场滑行道边灯的配光系统进行合理设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种机场滑行道边灯,其采用LED光源,能耗降低,结构简单,而且能满足机场滑行道边灯的配光需求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
构造一种机场滑行道边灯,包括LED光源、聚光反光杯、棱镜和凹透镜;所述LED光源设置在所述聚光反光杯的底部,所述棱镜设置在所述聚光反光杯上方,所述凹透镜设置在所述棱镜上方;
所述棱镜具有进光面、全反射面、第一出光面和第二出光面,所述第一出光面环绕所述第二出光面设置;
所述LED光源发出的第一部分光线经所述聚光反光杯反射后,从所述进光面射入所述棱镜,经所述全反射面反射后,从所述第一出光面射出覆盖水平方向360°及垂直方向0-6°的照明光线;
所述LED光源发出的第二部分光线直接从所述进光面射入所述棱镜,再从所述棱镜的第二出光面射出,经所述凹透镜发散后出射覆盖垂直方向15-90°的照明光线。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述LED光源发出的第三部分光线直接从所述进光面射入所述棱镜,经棱镜折射后从所述第一出光面出射覆盖垂直方向6-15°的照明光线。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述棱镜为呈中心对称的多边棱镜,所述多边棱镜一面为进光面,相对的另一面为出光面,所述出光面包括:
位于所述多边棱镜的中心处、与所述进光面相平行的第二出光面,与所述第二出光面连接、并环绕所述第二出光面的全反射面,和与所述全反射面连接的第一出光面。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述全反射面与所述进光面呈50~55°夹角。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述第一出光面与所述进光面呈40~45°夹角。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述多边棱镜为五边棱镜。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述凹透镜的大小为至少能发散从所述第二出光面射出的所有光线。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述聚光反光杯的焦距为2-4mm,所述LED光源离焦点的距离为0.5-1.5mm,且所述LED光源位于焦点与棱镜之间。
本发明所述的机场滑行道边灯,其中,所述LED光源为大功率蓝光LED光源。
本发明的机场滑行道边灯通过采用LED光源替代传统的卤钨灯作为光源,通过采用聚光反光杯、棱镜和凹透镜对LED光源发出的光线进行配光,其出射光线可以满足嵌入式滑行道边灯水平方向360°发光,垂直方向0-6°角范围内光强大于等于2cd,垂直方向上15-90度角投射可见的配光要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1为本发明实施例的机场滑行道边灯立体结构示意图;
图2为图1中沿A-A线的剖视图;
图3为本发明实施例的机场滑行道边灯配光结构示意图;
图4为本发明实施例的机场滑行道边灯中五边棱镜结构示图;
图5为本发明实施例的机场滑行道边灯的第一部分光线在水平方向360°的光路图;
图6为本发明实施例的机场滑行道边灯的垂直方向上光强分布曲线图。
具体实施方式
下面结合图示,对本发明的优选实施例作详细介绍。
本发明较佳实施例的机场滑行道边100灯结构示意如图1所示,同时参阅图2,所述机场滑行道边灯100包括LED光源10、聚光反光杯20、棱镜30和凹透镜40。LED光源10设置在聚光反光杯20的底部,棱镜30设置在聚光反光杯20上方,凹透镜40设置在棱镜30上方。棱镜30具有进光面31、全反射面33、第一出光面32和第二出光面34,第一出光面32环绕第二出光面34设置。
本实施例机场滑行道边灯100的光路图如图3所示,根据嵌入式滑行道边灯配光要求,通过聚光反光杯20把LED光源10发出的部分光线变成准直光线出射,从LED光源10发出的第一部分光线经聚光反光杯20反射后,从棱镜30的进光面31射入棱镜30,经全反射面33反射后,从第一出光面32射出覆盖水平方向360°及垂直方向0-6°的照明光线,如图3中所示的①部分光线。
LED光源10发出的第二部分光线直接从进光面31射入棱镜30,再从棱镜30的第二出光面34射出,经凹透镜40发散后出射覆盖垂直方向15-90°的照明光线,如图3中所示的②部分光线。
为满足机场滑行道边灯的亮度要求,LED光源10发出的第三部分光线直接从进光面射入棱镜30,经棱镜30折射后从第一出光面32出射覆盖垂直方向6-15°的照明光线,如图3所示的第③部分光线。
图3中所示的①②③部分光线一起构成整个光学系统,满足嵌入式滑行道边灯水平方向360°发光,垂直方向0-6°角范围内光强大于等于2cd,垂直方向上15-90°角投射可见的配光要求,其中水平方向360°发光光路示意图如图5所示,垂直方向光强分布曲线图如图6所示。也可以只由其中的①②部分光线一起构成整个光学系统,但是①②③部分光线一起构成亮度更符合要求。
本实施例的机场滑行道边灯使用时朝上及朝水平方向上四周发光。当飞机降落时,第②和③部分光线向上照射,第①部分光线照亮机场跑道,便于飞机滑行起飞或降落。
其中,满足以上要求的棱镜30均可以用作本实施例的棱镜,如采用呈中心对称的多边棱镜,多边棱镜的边数可以根据需要确定,优选采用五边棱镜,其不仅符合配光需求,而且加工比边数更多的棱镜更加方便。但不适合选择四边棱镜,因为四边棱镜不能实现水平方向360°的配光要求。
该多边棱镜的一面为进光面31,相对的另一面为出光面,如图4所示的五边棱镜,其中出光面包括:位于多边棱镜的中心处、与进光面相平行的第二出光面34,与第二出光面34连接、并环绕第二出光面34的全反射面33,和与全反射面33连接的第一出光面32。
其中,为满足以上描述的光路要求,棱镜30的第一出光面32、全反射面33与进光面31之间呈预定的夹角。优选地,以进光面31为基准面,全反射面33与进光面31呈50~55°夹角,第一出光面32与进光面31进光面31呈40~45°夹角,使配光效果更加符合机场滑行道边灯的需求。
同时,聚光反光杯20的尺寸和聚光效果必须与棱镜30相配合,凹透镜40也须与棱镜30的结构相配合,通过凹透镜40两个凹面的曲率设计,及棱镜30全反射面33和第一出光面32、第二出光面34之间的倾斜角度设计,使整个系统满足配光要求,其垂直方向光强分布如图6所示。
本实施例中,凹透镜40的大小为至少能发散从棱镜30的第二出光面34射出的所有光线,以满足垂直方向15-90°的照明光线光强要求。聚光反光杯20的焦距为2-4mm,优选为3mm。LED光源10离聚光反光杯20的焦点的距离为0.5-1.5mm,优选为1mm;且LED光源10位于聚光反光杯20的焦点与棱镜30之间。
本实施例中,采用LED光源10替代原卤钨灯作为机场滑行道边灯光源,LED光源10比卤钨灯光源具有更好的抗振性能,寿命更长,能耗更低。且LED光源本身可以发出各种单色光,无需使用滤光镜或镀膜玻璃进行滤光,便能发出满足助航需要的各种单色光,从而大大的提高机场滑行道边灯的光效,降低机场滑行道边灯能耗,起到节约能源的作用。且LED的寿命长,平均无故障时间大大延长,大幅的降低了维修和更换光源的成本。本实施例中,LED光源优选采用大功率蓝光LED光源替代卤钨灯,如采用5瓦大功率蓝光LED光源替代48瓦卤钨灯作为机场滑行道边灯光源。
本发明通过采用LED光源10替代传统的卤钨灯作为机场滑行道边的光源,并通过采用结构设计合理的聚光反光杯20、棱镜30和凹透镜40对LED光源10发出的光线进行配光,使其出射光线可以满足嵌入式滑行道边灯水平方向360°发光,垂直方向0-6°角范围内光强大于等于2cd,垂直方向上15-90°角投射可见的配光要求。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种机场滑行道边灯,其特征在于,包括LED光源(10)、聚光反光杯(20)、棱镜(30)和凹透镜(40);所述LED光源(10)设置在所述聚光反光杯(20)的底部,所述棱镜(30)设置在所述聚光反光杯(20)上方,所述凹透镜(40)设置在所述棱镜(30)上方;
所述棱镜(30)具有进光面(31)、全反射面(33)、第一出光面(32)和第二出光面(34),所述第一出光面(32)环绕所述第二出光面(34)设置;
所述LED光源(10)发出的第一部分光线经所述聚光反光杯(20)反射后,从所述进光面(31)射入所述棱镜(30),经所述全反射面(33)反射后,从所述第一出光面(32)射出覆盖水平方向360°及垂直方向0-6°的照明光线;
所述LED光源(10)发出的第二部分光线直接从所述进光面(31)射入所述棱镜(30),再从所述棱镜(30)的第二出光面(34)射出,经所述凹透镜(40)发散后出射覆盖垂直方向15-90°的照明光线。
2.根据权利要求1所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述LED光源(10)发出的第三部分光线直接从所述进光面(31)射入所述棱镜(30),经棱镜(30)折射后从所述第一出光面(32)出射覆盖垂直方向6-15°的照明光线。
3.根据权利要求2所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述棱镜(30)为呈中心对称的多边棱镜,所述多边棱镜一面为进光面(31),相对的另一面为出光面,所述出光面包括:
位于所述多边棱镜的中心处、与所述进光面(31)相平行的第二出光面(34),与所述第二出光面(34)连接、并环绕所述第二出光面(34)的全反射面(33),和与所述全反射面(33)连接的第一出光面(32)。
4.根据权利要求3所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述全反射面(33)与所述进光面(31)呈50~55°夹角。
5.根据权利要求3所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述第一出光面(32)与所述进光面(31)呈40~45°夹角。
6.根据权利要求3所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述棱镜(30)为五边棱镜。
7.根据权利要求1所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述凹透镜(40)的大小为至少能发散从所述第二出光面(34)射出的所有光线。
8.根据权利要求1所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述聚光反光杯(20)的焦距为2-4mm,所述LED光源(10)离焦点的距离为0.5-1.5mm,且所述LED光源(10)位于焦点与棱镜(30)之间。
9.根据权利要求1所述的机场滑行道边灯,其特征在于,所述LED光源(10)为大功率蓝光LED光源。
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