改進的ＬＥＤ手電筒制造技術

一種ＬＥＤ手電筒的模塊、即離散元件的集合，與普通手電筒主體相連，后者包括一個普通電源。該模塊包括一個外殼，其適于與手電筒主體相連；一個ＬＥＤ光源，其與電源相連；一個熱沉，其與外殼相連且與ＬＥＤ光源熱耦合和機械耦合；和一個反射鏡，其與外殼相連且具有一根光軸。ＬＥＤ光源通過熱沉被定位在光軸上或其附近且與反射鏡光耦合。反射鏡沿向前的方向反射來自ＬＥＤ光源的光。反射鏡的表面可設計成能形成所需的幾乎任意分布的光束。此模塊和／或各元件被構造和布置成作為一個單元與手電筒主體和電源可操作地相連。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種便攜式手提照明設備，尤其是LED(發光二極管)手電筒。
技術介紹
普通手電筒的最低需要為能源，通常為一節或多節電池；光源，通常為白熾燈，最近為一個或一排LED；接通或斷開能量的裝置；和一個外殼。與白熾燈單元相比，LED手電筒的優勢在于燈和電池的壽命一般較長，這在很大程度上是由于它們的功率消耗和運行溫度都較低。在相同或較高的功率下操作時，設計較好的LED手電筒與相應的白熾燈單元相比有相同或較大的照明強度。不過，一般情況下，LED手電筒的光束強度比普通白熾燈手電筒的光束強度低。典型的LED手電筒產生的光束寬且不聚焦，或者中心為強度較高的小光點，而周圍為寬且強度較低的光斑。照明強度因子、光束形狀和光束分布幾乎都是由元件的配置、而不是由設計者控制的。需要的設計是將LED寬廣的能量圖案會聚成光束，光束的形狀和強度完全由在設計時通過反射鏡表面外形的選擇來控制，而不是由配置來限制。
技術實現思路
本專利技術是LED手電筒模塊，即元件的集合，該手電筒具有手電筒主體，手電筒主體包括電源，所述模塊包括適于與手電筒主體相連的外殼；與電源相連的LED光源；與外殼相連的熱沉，該熱沉與LED光源熱耦合和機械耦合；以及連接到外殼上且具有光軸的反射鏡。LED光源通過熱沉定位在光軸上或光軸附近，且與反射鏡光耦合。反射鏡從LED光源向前反射光。模塊作為一個單元被構造和布置成與手電筒主體和電源可操作地相連。反射鏡表面被制成非圓錐形輪廓，從而提供來自LED的能量的自定義分布圖案的反射光束。此模塊還包括布置在外殼內的電路，用于從電源向LED光源提供電力。電路板布置在外殼內，電路安裝在電路板上，且與反射鏡和/或外殼相連。在所展示的實施例中，模塊作為一個單元被構造和布置成與普通手電筒主體和電源可操作地相連。LED光源由熱沉定位在反射鏡前方(由向前的方向限定)。熱沉可以提供從電源到LED光源的電連接，熱沉包括至少一個散熱片，用于散發熱量并相對反射鏡定位LED光源。在所展示的實施例中，熱沉與反射鏡和/或外殼熱耦合。在另一個實施例中，LED光源可以沿光軸作軸向移動。熱沉支撐著LED光源，并且可以沿光軸作軸向移動。在所展示的實施例中，在LED光源和電源之間使用絕緣的電連接，它是一條柔性電路(flex circuit)。此電路包括LED驅動電路，它控制到LED光源的電流，也可以防止過度驅動LED光源。此模塊或各元件還包括一個單獨的開/關設備的開關。在另一個實施例中，提供一個開/關設備的第一個開關，一個第二個開關位于手電筒的尾罩里或尾部上，它也可以控制手電筒的開/關狀態。盡管為了使文章語法連貫，使用了或者將要使用功能性語言來描述本專利技術的裝置和方法，但容易理解沒有必要以裝置或步驟式限定結構來限定各權利要求，除非權利要求根據35USC112明確限定，但它要符合在等價物的司法原則下各權利要求提供的等價物的意義和定義的全部范圍，并且在各權利要求根據35USC112作了明確限定情況下，根據35USC112，它還要符合完全的法定等價物。參考下面的附圖可以更好地理解本專利技術，其中，相似的標記表示相似的元件。附圖說明圖1是本專利技術的LED手電筒模塊的分解透視圖。圖2是通過圖3的剖面線2-2得到的圖1的模塊的橫斷面側面圖。圖3是模塊的末端的正視平面圖，光被透射通過此端。通過閱讀權利要求定義的本專利技術所展示的優選實施例，可以更好地理解本專利技術和各種實施例。很容易理解權利要求定義的本專利技術比下面所展示的實施例的范圍更廣。具體實施例方式本專利技術涉及發光二極管(LED)在手電筒中的使用，手電筒通常情況下包括手電筒主體、電源、控制器或開關和照明模塊20，或手電筒主體內配置的各元件，這些元件與在所示的模塊內它們各自的位置相似。為了簡單，下面將只公開照明模塊20或與它等價的各零散元件，但是可以理解本專利技術的范圍包括普通手電筒的所有元件，包括但是不局限于手電筒主體、電源、控制器或開關，這點將不再另外闡述。本專利技術可使一個或一排LED3發出的光有效地聚集和分散。本專利技術還包括熱管理并可以包括LED3的電子控制。本專利技術的一個優選實施例包括照明模塊20，該照明模塊結合LED3、LED驅動電路、熱沉2、從電路橫貫熱沉2向LED3傳送電流的裝置、以優選的光學校直使各元件對準的外殼1、6、和將能量從手電筒電池和開關傳遞到安裝在電路板7上的LED驅動電路(未示出)中的裝置。優選實施例在構造和配置上允許模塊20裝備或插入到已生產的普通手電筒主體里，從而取代了普通的白熾燈和反射鏡，模塊20也可用于新生產的手電筒或相似布置的元件上。圖1和2所示的專利技術是一種高效率的LED手電筒，具有能源、至少一個LED3、反射鏡5、將LED3安裝在反射鏡5之上的熱沉2、將電池里的能量轉換成所需的電壓和電流來運行LED3的驅動電路(未示出)、以及至少一個與電路相連的開關裝置或控制器(未示出)。所述驅動電路和開關裝置或控制器是普通的并且不再另外規定，但是包括所有已知的驅動電路、現在已知的或以后設計的開關裝置或控制器。本專利技術的驅動電路、開關裝置或控制器的特性對于本專利技術不是實質性的，許多與LED一起使用的熟知的驅動電路、開關裝置或控制器可以等同地使用。LED3安裝在熱沉2上，熱沉2是由熱傳導材料制成，它為LED3提供熱量管理或溫度控制。如圖1的分解透視圖和圖2的組裝橫斷面側視圖所示，這個熱沉2也將LED3定位在反射鏡5之上，其中LED3的最初光方向面向反射鏡5的內部。然后反射鏡5將光沿著手電筒的向前方向反射回到照明模塊20的前面。所示的實施例展示了LED3轉向并以與光束從模塊20的向前傳播方向相反的方向指回到反射鏡5。反射鏡5執行兩個非常重要的光學任務。第一任務是環繞LED并收集其發出的實質上所有的能量。第二功能是將如此收集的能量反射成設計者所需的光束。在其最簡單的形式中，反射鏡5是拋物線形狀以便將所有的能量反射成窄的、高強度的光束。不過，本專利技術的目的是通過允許反射鏡表面形狀被操縱而允許光束設計的自由度，從而產生一個實質上任何剖面的光束，這樣可將LED3的幾乎所有能量結入到優選的或自定義形狀的光束中。由于幾乎百分之百的LED3的能量都由反射鏡5“捕獲”，所以特制的光束將會盡可能的高效率。熱沉2的機械構造是在阻礙光從反射鏡5返回與為LED3提供熱量傳遞之間的一種折中。適當的熱量管理增加LED3的使用壽命和有用的運行條件。熱沉2的材料和物理長度越大，與來自反射鏡5的反射光的干擾就越大，盡管發生較多的熱傳導。熱沉2被如此構造，使得通過中心部24與LED3密切熱耦合并通過至少一個散熱片22將熱快速傳導離開LED3，其中中心部24封裝或環繞包括LED3的組件的基部或非發光表面，散熱片22用于將LED3定位在模塊20的光軸上。散熱片22的每個終止于彈性整體式并可能彎曲的臂26，臂26也可用于傳導和發散LED3的熱量。臂26有彈性地卡扣配合或壓入環1中，環用作模塊20的前端并保持著圖2所示的透明面板28以使模塊20的內部相對于環境密封。通常情況下，環1也可以傳導熱量并充當熱沉以將LED3的熱量傳送和散發到模塊20的其它元件和環境中。如圖2所示，環1緊靠在反射鏡5和下面所述的外殼6上，外殼6也可以傳導能量并充當熱沉。選裝的電路板7也攜有電源和運行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于ＬＥＤ手電筒的模塊，此手電筒具有一個手電筒主體，該主體包括一個電源，該模塊包括：外殼，其適于連接到手電筒主體上；ＬＥＤ光源，其與電源相連接；熱沉，其與外殼相連，并且與ＬＥＤ光源熱耦合且機械耦合；和反射鏡，其與外殼相連接，且具有一根光軸，ＬＥＤ光源通過熱沉定位在光軸上或在其附近并與反射鏡光耦合，反射鏡沿向前方向反射來自ＬＥＤ光源的光，其中，所述模塊被布置和構造成作為一個單元與手電筒主體及電源操作地相連接。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：RG霍爾德，G羅茲，
申請(專利權)人：照明管理解決方案公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]