一种烟雾穿透较强的发光组件和消防员照明灯的制作方法

1.本发明涉及照明的技术领域，并且特别涉及一种烟雾穿透较强的发光组件和消防员照明灯。


背景技术：

2.目前，在人们的日常生活中，手电筒是一种常用的照明设备，以供人们在黑暗的环境下能行走或者作业，一般在个人家庭中都备有手电筒以应付断电等突发事件。而警用手电为单警装备必配项目，警用强光手电提供高亮度照明；前置轻触开关/弱光/强光/爆闪/，前端有攻击头，具有攻击致痛、制服作用；但普通警用手电通常只配有一个主光源，光源角度最大在120度左右，辐射范围窄，但在消防应用领域，上述的手电的光源就不利于消防员的使用，消防员所面对的场景常常伴有浓烟，因此，如何提供一种能够在烟雾下穿透能力较强的光源就变成亟需解决的问题，同时还需要面对水流冲击等场景，也需要具有相当的防水能力才能确保正常的使用。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中缺少一种烟雾下穿透能力较强的光源的消防用光源或手电的技术问题，本发明提出了一种烟雾穿透较强的发光组件和消防员照明灯，用以解决上述问题。
4.根据本发明的一方面，提出了一种烟雾穿透较强的发光组件，包括发光模组和透镜组，发光模组包括基体、蓝色激发光源和第一透镜，基体的表面设置有荧光粉晶体涂层，蓝色激发光源通过第一透镜聚焦于荧光粉晶体涂层，使其产生黄色荧光，黄色荧光与剩余未被荧光粉晶体涂层吸收的蓝光混合产生白光并向外射出，透镜组包括设置于白光射出的光路上依次设置的滤光片，滤光片设置有涂层用于阻挡剩余未被荧光粉晶体涂层吸收的蓝光使其充分与黄色荧光混合产生白光。通过蓝色强光聚焦于荧光粉晶体涂层，使其产生黄色荧光，黄色荧光与剩余未吸收的蓝光一起出射形成白光，并通过透镜组使得出射的白光具有超远射程和高亮度，能够用于消防搜救等特种照明行业。
5.在具体的实施例中，发光模组的驱动电流在0.5～2.5a范围内可调，驱动电压取自4～4.8v的范围内，发热能量比率为70％。发光模组为低压驱动，可通过电流调节亮度。
6.在具体的实施例中，发光模组的发光斑为朗伯发光。朗伯发光具有耗电量低、寿命长、高亮度低热量等优势。
7.在具体的实施例中，发光模组的光通量取自450～500lm的范围内，色温取自4000～7000k的范围内，发光半角为34
°
。
8.在具体的实施例中，透镜组还包括凸透镜和第二透镜，凸透镜为双凸透镜，用于将白光准直射出，第二透镜表面具有防反射涂层。凭借该设置能够使得出射的白光形成光束，提高穿透性。
9.在具体的实施例中，第二透镜双面均设置有防反射涂层，防反射涂层的厚度为白
光波长的四分之一。凭借该设置能够防止反射，提高透光量。
10.在具体的实施例中，凸透镜双面镀有增透膜。凭借该设置能够减少或消除反射光，增加透光量。
11.在具体的实施例中，还包括透镜支架，双凸透镜固定于透镜支架内，双凸透镜的径向中部具有一横向外沿，横向外沿的边缘设置有一注胶缺口，注胶缺口的宽度范围取自0.3～0.5mm的范围内。凭借该结构可以便于进行透镜的固定封装。
12.根据本发明的第二方面，提出了一种消防员照明灯，包括上述的发光组件，还包括灯体，发光组件密封设置于灯体的头部，消防员照明灯的光束角度取自1.6～2.0
°
的范围内。该消防员照明灯可以通过发光组件的强光形成穿透力强的光束。
13.在具体的实施例中，灯体包括相互连接配合的灯头、筒身和尾盖，且连接处设置有密封圈，灯头的端部设置有齿状攻击头，筒身可拆卸地设置有抱夹，尾盖内设置有电路板和控制开关，控制开关设置于尾盖末端。凭借该结构能够使得该消防员照明灯具有多种用途并且便于携带和控制。
14.本发明的烟雾穿透较强的发光组件采用蓝色强光聚焦于荧光粉晶体涂层，并使其产生黄色荧光，该黄色荧光与剩余未被吸收的蓝光一起出射形成白光，具有最高亮度500流明，亮度远远超过led灯，达到氙气灯的水平，具有超远射程，可用于搜救、消防、边境、监狱、电力、机场、码头、船舶、隧道、矿山和工厂等特种照明行业。进一步将该发光组件应用于消防员照明灯上，利用其具有强穿透性和高亮度的性能帮助消防员的搜救等工作，还可以结合防水密封等结构实现防水特性，进一步提高适用场景。
附图说明
15.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
16.图1是根据本发明的一个实施例的发光组件的原理图；
17.图2是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的主视图；
18.图3是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的仰视图；
19.图4是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的透镜俯视图；
20.图5是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的光通量-电流曲线图；
21.图6是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的归一化光谱图；
22.图7是根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的发光光斑示意图；
23.图8是根据本发明的一个实施例的发光组件的发光光强角分布图；
24.图9是根据本发明的一个实施例的消防员照明灯的结构示意图。
具体实施方式
25.在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本发明的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了
图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本发明的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
26.图1示出了根据本发明的一个实施例的烟雾穿透较强的发光组件的原理图。结合图2和图3中发光组件的主视图和仰视图，该发光组件包括蓝色激发光源101、第一透镜102、基体103、荧光粉晶体涂层104、滤光片105、凸透镜9和第二透镜6，其中，蓝色激发光源101、第一透镜102、基体103和荧光粉晶体涂层104构成一发光模组，该发光模组中蓝色激发光源101通过第一透镜102聚焦于设置于基体103表面的荧光粉晶体涂层104，使其产生黄色荧光，黄色荧光与剩余未被荧光粉晶体涂层吸收的蓝光混合产生白光并向外射出，第一透镜102为一聚焦透镜。进一步地，滤光片105、凸透镜9和第二透镜6构成的透镜组将白光准直出射，其中，滤光片105的表面上设置有涂层用于阻挡剩余未被荧光粉晶体涂层吸收的蓝光使其充分与黄色荧光混合产生白光，使得蓝光与黄色荧光充分混合，避免蓝光跟随白光出射影响光照强度。
27.在一些具体的实施例中，凸透镜9为双凸透镜结构，并且双面均镀有增透膜，以提高白光的透过率，凸透镜9的径向中部具有一横向外沿91，该横向外沿91可以用于装配时进行卡接，如图4中示出的透镜俯视图所示，该凸透镜9的横向外沿91上设置有一注胶缺口92，该注胶缺口的宽度为0.3～0.5mm，便于在装配时进行注胶密封固定。
28.在一些具体的实施例中，第二透镜6双面均设置有防反射涂层，该防反射涂层的厚度为白光波长的四分之一，凭借该设置一方面可以防止第二透镜表面受到刮伤，另一方面通过防反射涂层的设置可以减少镜片对光的反射，进一步提高透光量。
29.在一些具体的实施例中，发光组件的发光模组10集成于一底座上，该底座的背面设置有正负极焊点106，可替代的，正负极焊点106还可以为插接片的形式设置，方便进行安装。正负极焊点106两边的底座设置为散热面，可以通过散热器紧贴散热面，使得光源热量快速传导至散热器，优选的，还可以增加风扇制冷，确保温度不会持续升高，影响发光组件工作。其中，发热量＝驱动电功率*发热能量比率。
30.上述发光组件通过高能量激光激发荧光晶体产生白光，发光点中心亮度可达到850cd/mm2，并且使用寿命长，可达10000小时，不含运动元件，稳定性高抗震性强，通过低压驱动，可即开即关，可见光谱全覆盖，无红外和紫外成分，并且亮度可调，支持幅度调制和频率调制，可应用于强光手电、汽车前照灯、远距离工作灯、舞台光束灯用光源、内窥镜光源等。
31.再一个具体的实施例中，表1示出了发光组件的特征数据参数，
32.表1.
[0033][0034]
图5示出了根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的光通量-电流曲线图，如图5所示，驱动电流可调，并且在1～3a的范围中，光通量由200lm线性增加至600lm，可以通过调节驱动电流实现对光通量的控制调节。图6示出了根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的归一化光谱图，如图6所示，在波长为450左右时，归一化光强最大。图7示出了根据本发明的一个具体的实施例的发光组件的发光光斑示意图，如图7所示，该发光组件的中心亮度可以达到850cd/mm2。图8示出了根据本发明的一个实施例的发光组件的发光光强角分布图，如图8所示，发光光强角在34度左右时，亮度达到最大值850cd/mm2。
[0035]
在一个具体的实施例中，选用27mm凸透镜时，在不同照射距离下的光斑直径即照度值如下：37m时，照度300lux，光斑直径1.9m；100m时，照度41.7lux，光斑直径5.1m；500m时，照度1.67lux，光斑直径25.7m；1000m时，照度0.42lux，光斑直径51m。光强411000cd，射程达到1280m，光束角度3
°
。
[0036]
根据本发明的另一方面，图9是根据本发明的一个实施例的消防员照明灯的结构示意图，如图9所示，该消防员照明灯包括灯头11、筒身20和尾盖27三大部件，灯头11和筒身20、筒身20和尾盖27之间通过内外螺纹的设置连接配合。
[0037]
灯头11包括口部圆柱结构和底部圆柱结构，口部圆柱结构的直径大于底部圆柱结构，并且口部圆柱结构与底部圆柱结构之间通过渐缩的喇叭口结构连接，底部圆柱结构用于与筒身20配合连接，灯头11可以根据不同的应用场景选择不同的配件，在一个实施例中，可选配攻击头1、密封圈2、彩色镜片3、滤镜压环4、攻击头5、第二透镜6、密封圈7、透镜支架8、凸透镜9和发光模组10，彩色镜片3通过滤镜压环4固定至攻击头1的内部，并且通过密封圈2实现攻击头1的口部与彩色镜片3之间的密封，防止照明灯能内部进水。攻击头5的顶部设置有齿状结构，并且内部设置有与攻击头1底部外螺纹匹配的内螺纹，攻击头1与攻击头5可拆卸地连接，通过攻击头1的结构设置可以增设彩色镜片3实现多种照明模式。第二透镜6置于灯头11的口部，可以通过灯头11内设置的凸台利用攻击头5将第二透镜6固定于灯头11内，透镜支架8同样设置于灯头11内部，用于固定凸透镜9同时还可以通过透镜支架8的厚度调节第二透镜6与凸透镜9之间的间距，第二透镜6和透镜支架8之间也设置有密封圈7，进一步提高防水性能，确保发光模组的正常工作；发光模组10设置于灯头11的喇叭口结构的底部。
[0038]
灯头11的底部圆柱结构内部设置有pcb绝燃套15、电路板16和pcb压板17，pcb绝燃套15将电路板16压至pcb压板17上，发光模组10与电路板16电连接，电路板16用于控制发光模组10的电流以实现亮度或色温等调节，底部圆柱结构上还开设有一指示灯孔，指示灯12插入该指示灯孔中并与电路板16电连接，指示灯12插入孔中的圆周表面还设置有密封圈13，利用卡簧14将指示灯12固定于指示灯孔内设置的卡簧槽中实现指示灯12的装配固定。在一个具体的实施例中，在电源电压小于3v时，指示灯12常亮红灯，电源电压大于3v时，指示灯12常亮绿灯。使用中如果电量即将耗尽，红灯长亮，提醒使用者停止使用并及时充电。
[0039]
在具体的实施例中，与灯头11配合的筒身20为中空圆柱结构，用于放置驱动电源，例如锂电池，或者其他可拆卸的充电电池，在一个具体的实施例中，筒身20内部设置有套筒19、套筒盖子18和锂电池25，锂电池25为一具有usb-c接口的可充电电池，至于套筒19内并通过套筒盖子18与电路板16电连接。筒身20的上下两端设置有分别与灯头11和尾盖27连接配合的外螺纹，并且连接部的末段还分别设置有密封圈21、24，保证整体的防水性能。筒身20外表套设置有战术环22，战术环22的设置方便快速按开关时双指抠住，以免夹不住筒身滑落，另一个作用是防止照明灯平放时侧滚。筒身20的外表还设置有抱夹23，抱夹23的设置可以方便照明灯的携带，增加便携性。
[0040]
在具体的实施例中，尾盖27的一端设置有战术pcb板26，该战术pcb板26与筒身20内的锂电池26的一端接触，形成回路，战术pcb板26的一面设置有按压控制开关用于与尾盖27另一端的开关31配合驱动。尾盖27的另一端内设置有开关31和开关套32，开关31为不锈钢材质，开关31与战术pcb板26电连接，同时，开关31底部设置有开关弹簧29用于实现复位，开关31的底部通过卡簧28将其固定于尾盖27内部，并且开关31的底部上还设置有密封圈30，确保尾盖27内的防水性能。尾盖27的结构可兼容标准三脚架接口，拓展了其可连接性。关机状态下，单击尾部不锈钢开关按键，即开机并点亮手电；开机状态下，单击尾部不锈钢开关按键，即关机。
[0041]
表2 示出了一个具体的实施例的消防员照明灯的规格参数。
[0042][0043][0044]
该消防员照明灯通过内部电路板的设置、发光模组和透镜的配合，可实现多种色温光源的选择，在一个具体的实施例中，可选择6500k、cri＞90、4000k三档，最高亮度500流明，光束角度可达全角1.8度发散角，并且凭借其良好的防水性能能够在水下100m正常使用，最高射程可达2408米，峰值光束强度1450000坎德拉，通过筒身20内可选择配置的套筒19可兼容1节21700或1节18650电池，采用21700电池具有比普通18650更高的性能和更大的容量。整体结构采用航空铝材制造，并且对表面进行了满足军规三级硬质阳极氧化的抗磨处理。
[0045]
显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事
实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。