專利名稱：Led光源及其制造方法、信號單元、固定信號器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及具有至少一個LED陣列的LED光源。特別地，本實用新型涉及用 于在固定警報或指示信號(例如，固定軌道信號)中使用的LED光源。
背景技術：
固定軌道信號器用來將信息傳遞給列車駕駛員，例如，沿著某一軌道前進是否安 全或者是否已經設置了特定路線。通常以不同“顯示(aspect) ”的形式將信息傳遞給列車 駕駛員，所述“顯示”是固定信號器內的彩色燈的不同組合和布置。如這里使用的，術語“固定信號器”指的是其位置相對于地面固定的信號器。適當 地固定這種信號器，以防止信號器的移動，尤其是防止信號器相對于地面的對準或定向的 移動。因此，例如，可將固定軌道信號器安裝在柱子或跨軌信號架上，而所述柱子或跨軌信 號架又是固定至地面的。當然，在軌道信號器的情況中，這對于將安全信息可靠地傳遞給列 車駕駛員是必要的。作為本申請涉及的類型的固定軌道信號器的實例，可確定具有兩種特定類型的軌 道信號器位置燈信號器(也叫做地面位置燈，GPL)，通常位于地面上并在諸如旁軌和維修 區的區域中使用；以及彩色燈信號器(CLS-也叫做彩色線路信號器)，通常直接位于干線之 上或位于干線的一側上方和該一側。CLS通常用來控制沿著干線的一條或多條軌道的運輸流量。在英國，所有用作CLS的軌道信號器必須符合鐵路軌道線路規范RT/E/ S/10062 (現期刊物1，1999年8月)。此規范列出了在可靠性、顏色和可見性方面以及其他 方面的最低條件。在其它國家中也存在類似的用于軌道信號器的標準，例如中國。目前使用的許多軌道信號器采用鎢絲燈泡作為光源。然而，LED光源(即，包括多 個LED的光源)越來越多地被使用，其原因在于人們認識到了 LED光源具有優于鎢絲燈泡 的各種各樣的優點。例如，通常認為LED光源比鎢絲燈泡可靠得多。大多數軌道網絡利用狀態監測系統來監測固定軌道信號器的光源的狀態。典型的 狀態監測系統包括狀態監測設備和多條用于將狀態監測設備連接至固定軌道信號器的光 源的導電線路。每個光源包括用于將關于光源狀態的信息傳遞至狀態監測系統的通信電 路，例如，當光源中存在故障時以警報信號的形式傳遞。有時，此通信電路被稱為“檢驗”電 路。在使用中，光源的通信電路與狀態監測系統的導電線路耦接，從而，光源的通信電 路能夠將關于光源狀態的信息傳遞至狀態監測系統。因此，如果光源中出現故障，則可將此 信息傳遞至狀態監測設備，從而，可派遣工程師去維修光源。本實用新型的發明人已經觀察到，目前可獲得的LED光源制造復雜且安裝復雜。例如，本實用新型的發明人已經觀察到，目前可獲得的LED光源有時包括多個透 鏡，需要仔細配置這些透鏡以使LED光源中的每個LED與相關透鏡對準。這是很麻煩的。本 實用新型的發明人還已經觀察到，目前可獲得的LED光源難以安裝在固定軌道信號器中。
實用新型內容根據上述考慮設計出本實用新型。通常，本實用新型的第一方面提供一種具有一個或多個透鏡的LED光源，所述透 鏡與LED光源的殼體整體形成。通過將所述一個或多個透鏡與LED光源的殼體整體形成，使得LED光源變得易于 制造，因為這樣的話無需與LED光源的殼體分開地制造LED光源的透鏡，并且使得將LED光 源中的LED與一個或多個透鏡中的相應一個透鏡對準變得更容易。因此，本實用新型的第一方面可提供LED光源，其具有包括多個LED的LED陣列； 容納LED陣列的殼體；以及一個或多個位于LED陣列前面的透鏡，其中，所述一個或多個透 鏡與殼體整體形成。在本實用新型的上下文中，“在...前面”表示，當LED光源在使用中時，所述一個 或多個透鏡位于由LED陣列輸出的光所限定的光路中。LED光源可具有多個位于LED陣列前面的透鏡。優選地，LED陣列中的每個LED與 相應一個透鏡相關，并優選地與其對準。優選地，殼體由塑料制成，因為這允許殼體容易地形成為期望的形狀(例如，通過 模制)。更具體地，殼體由透明塑料制成，因為這表示，通過將透明塑料形成為具有限定一個 或多個透鏡的形狀，可簡單地將一個或多個透鏡與殼體整體形成。優選地，殼體具有開口端，該開口端提供進入殼體內部的進口。優選地，LED光源 進一步包括用于封閉殼體的開口端的蓋子。此設備允許通過打開和封閉蓋子來進入殼體的 內部和關閉殼體。本實用新型的第一方面可進一步提供一種制造如上所述的LED光源的方法。該方 法可以包括，例如，將一個或多個透鏡與殼體整體形成。通常，本實用新型的第二方面提供一 LED光源，其殼體具有的內表面的形狀被構 造成限定用于定位電路板的定位裝置，LED陣列安裝在電路板上的預定位置和/或相對于 LED光源的一個或多個透鏡對準。通過具有這種定位裝置，LED光源變得更易于制造，因為將LED陣列定位在預定位 置和/或相對于一個或多個透鏡對準容易得多。因此，本實用新型的第二方面可提供一LED光源，其具有LED陣列，包括多個LED ； 電路板，LED陣列的LED安裝于該電路板上；殼體，其容納LED陣列和電路板；以及一個或多 個透鏡，其中，將殼體的內表面的形狀構造成限定用于將電路板定位在預定位置和/或相 對于一個或多個透鏡對準的定位裝置。LED光源可具有多個透鏡。一個或多個透鏡可位于LED陣列的前面。優選地，LED 陣列中的每個LED與相應一個透鏡相關，更優選地與其對準。優選地，殼體具有開口端，該開口端提供了進入殼體內部的進口。優選地，LED光 源進一步包括用于封閉殼體的開口端的蓋子。此設備允許通過打開和封閉蓋子來進入殼體 的內部和關閉殼體。優選地，定位裝置用于(或被構造為)將電路板定位成相對于一個或多個透鏡預 定地對準，使得LED陣列與一個或多個透鏡對準。更優選地，定位裝置用于(或被構造為)將電路板定位成相對于一個或多個透鏡預定地對準，使得LED陣列中的每個LED與相應一 個透鏡對準。這樣，在制造過程中，透鏡和LED可以更容易對準。優選地，定位裝置用于(或被構造為)將電路板(以及由此安裝于其上的LED)定 位在離一個或多個透鏡預定距離處。這樣，在制造過程中，可以更容易將安裝于電路板上的 LED陣列定位在離一個或多個透鏡的期望的距離處。優選地，電路板包括接口裝置，該接口裝置用于(或被構造為)與定位裝置配合 (interface)，以將電路板定位在預定位置和/或相對于一個或多個透鏡對準。定位裝置和接口裝置可采用任何適當的允許獲得預定位置和/或對準的形式。在 一些優選實施方式中，定位裝置包括一個或多個由殼體的內表面形成的底座。在一些優選 實施方式中，接口裝置包括電路板中的一個或多個凸起，例如，凸起可位于電路板的外邊緣 處。然而，其它設置同樣是可能的。例如，定位裝置和/或接口裝置可包括通道、脊部、 凸起、凹槽、底座等中的任何一個或多個。本實用新型的第二方面可進一步提供一種制造如上所述的LED光源的方法。該方 法可包括，例如，構造殼體的內表面的形狀以限定用于將電路板定位在預定位置和/或相 對于一個或多個透鏡對準的定位裝置。通常，本實用新型的第三方面提供一種具有把手的LED光源。通過具有把手，使得將LED光源插入信號單元/從信號單元移除LED光源變得更
各易ο因此，本實用新型的第三方面可提供LED光源，其具有LED陣列，包括多個LED; 把手，用于將LED光源插入信號單元/從信號單元移除LED光源。優選地，把手位于LED光源的后側上。LED光源的后側可以是與LED光源的當LED 光源在使用中時輸出光的一側相對的LED光源的一側。通過將把手放在LED光源的后側上， 把手可用來將LED光源安裝在信號單元中，其中LED光源的光輸出側面向信號單元。LED光源可具有殼體，其用于容納LED陣列，并且可選地，容納與LED陣列相關的電 路(例如，用于控制供應至LED陣列的電流的控制電路)。優選地，殼體具有開口端，該開口端提供進入殼體內部的進口。優選地，LED光源 進一步包括用于封閉殼體的開口端的蓋子。此設備允許通過打開和封閉蓋子來進入殼體的 內部和關閉殼體。把手可形成于蓋子上，例如，從而把手也可用來打開和關上蓋子。把手可位于LED 光源的后側上。優選地，構造把手的形狀以形成使用者的手指可插入其中的通道。例如，把手可具 有開環的形狀，例如“U”形或“C”形。信號單元可用于安裝至固定支撐結構，以提供固定警報或指示信號。信號單元可 具有至少一個如上所述的光源；和用于將信號單元安裝在固定支撐結構上的安裝裝置。本實用新型的第三方面可進一步提供一種制造如上所述的LED光源的方法。該方 法可包括，例如，對LED光源增加把手，以將LED光源插入信號單元/從信號單元移除LED 光源。本實用新型還包括所述方面和優選特征的任何組合，除了這種組合是明顯不允許
6的或明確要避免的以外。因此，參照本實用新型的第一、第二和第三方面描述的LED光源的 特征可以任何組合結合在一起。一個特別有利的組合是本實用新型的第一和第二方面的組合，因為將透鏡與殼體 整體形成也有助于更容易地將LED陣列定位在預定位置和/或相對于一個或多個透鏡對 準。任何上述LED光源可用來在固定警報或指示信號器(例如，固定軌道信號器)中 使用。然而，設想根據本實用新型的光源可在其它環境中使用(例如，公路運輸)。本實用新型的第四方面涉及在固定指示或警報信號器(例如，固定軌道信號器) 中實現根據第一、第二和第三方面中的任何一個或多個的LED光源。本實用新型的第四方面可提供一種用于安裝至固定支撐結構以提供固定警報或 指示信號器的信號單元，信號單元包括至少一個如上所述的LED光源；和安裝裝置，用于 將信號單元安裝在固定支撐結構上。本實用新型的第四方面可提供一種固定信號器，其包括如上所述的安裝至固定支 撐結構的信號單元。固定支撐結構可以是，例如，柱子或跨軌信號架。
下面參照附圖討論我們提議的實施方式，其中圖1是用于LED光源的殼體的透視圖。圖2是包括圖1所示的殼體的LED光源的橫截面。圖3示出了被包括在圖2所示的LED光源中的電路板。圖如是移除了透鏡陣列的圖1的殼體的透視圖。圖4b是進一步包括蓋子的圖如的殼體的橫截面。圖如是進一步包括電路板的圖如的殼體的透視圖。圖4d是進一步包括電路板的圖如的殼體的放大圖。圖fe是包括把手的LED光源的替代實施方式的側視圖。圖恥示出了圖的LED光源的后視圖。
具體實施方式
圖1示出了用在LED光源中的殼體120。整體形成于殼體表面上的是元件122，其 提供用于將蓋子(未示出)附接至殼體120的開口端的螺釘孔和用于將LED光源安裝在信 號單元(未示出)中的凸起部分124，所述信號單元例如是用于安裝至固定支撐結構以提供 固定軌道信號器的信號單元。在殼體120的一端具有包括多個透鏡132，134的透鏡陣列130。在此具體實施方 式中，多個透鏡132，134包括第一尺寸的透鏡132和第二側的透鏡134，第二側比第一側小。 多個透鏡132，134與殼體120整體形成。換句話說，殼體120和透鏡132，134 一起形成整 體的一體式單元，使得不能從殼體120移除透鏡陣列130。因此，將殼體120的形狀構造為 像一個桶，透鏡陣列130形成桶的底部。在此實施方式中，殼體120由透明塑料制成。因此，通過將透明塑料形成為具有限 定多個透鏡132，134的形狀，可簡單地將透鏡132，134與殼體120整體形成。[0060]與透鏡陣列130所位于的殼體120的端部相對的是殼體120的開口端，該開口端 提供進入殼體120的內部的進口。殼體120的此開口端可由蓋子(未示出)封閉。圖2示出了用在固定軌道信號器中的LED光源101。LED光源包括圖1所示的殼 體120，如圖2所示，殼體120的開口端由LED光源101的蓋子1 封閉。LED光源100還包括印刷電路板(PCB) 108，包括多個LEDl 12的LED陣列110安裝 于印刷電路板108上。如可從圖2看到的，透鏡陣列130的多個透鏡132，134位于LED陣列130的前面， 即，當LED光源101在使用中時，多個透鏡132，134位于由LED陣列130輸出的光所限定的 光路中。為了清楚起見，圖2中僅示出一行LED陣列110。然而，如技術人員將理解的，LED 陣列110將通常包括許多行LED，優選地，相應的透鏡132，134與LED陣列中的每個LED對準。圖3提供了 PCB 120的不同視圖。圖如至圖4d示出了省略了透鏡陣列130的殼體120，使得能夠更清楚地看到殼體 的內表面127。然而，這僅是為了清楚的目的，因為透鏡陣列130優選地與殼體120整體形 成，使得不能從殼體120移除透鏡陣列130。如可從圖如至圖4d看到的，并在圖4d中最清楚地看到的，將殼體120的內表面 127的形狀構造成限定凸起部分128，凸起部分1 終止以形成底座128a。這些底座128a 限定了用于將PCB 120定位在預定位置并相對于多個透鏡132，134對準的定位裝置(如上 所指出的，為了更加清楚，已從圖如至圖4d省略了透鏡132，134)。現在返回參照圖3，PCB 120包括位于PCB 120的外邊緣處的凸起122。這些凸起 122提供了接口裝置，該接口裝置用于與定位裝置配合，以獲得預定位置和相對于多個透鏡 132，134的對準。特別地，當將PCB 120插入殼體120的開口端時，PCB 120的凸起122位 于底座128a內，使得將PCB 120定位在預定位置并相對于多個透鏡132，134對準。此預定 位置使得PCB 120被定位在離多個透鏡132，134預定距離處，并使得PCB 120被定位成相 對于多個透鏡132，134預定地對準，從而LED陣列130中的每個LED 132與多個透鏡132， 134中的相應一個對準。圖如和圖恥示出了用在固定軌道信號器中的LED光源201的替代實施方式。圖 5a和圖恥所示的LED光源201的許多特征與圖2所示的LED光源101的那些特征相似。 因此，相應的特征被賦予相應的附圖標記，并且不需要進一步詳細地描述。圖fe和圖恥所示的LED光源201包括把手250，把手用于將LED光源201插入信 號單元/從信號單元移除LED光源201，所述信號單元例如是用于安裝至固定支撐結構以提 供固定警報或指示信號器(例如，固定軌道信號器)的信號單元。如可從圖fe看到的，把手250位于LED光源201的后側上并安裝在蓋子2 上。 如也可從圖fe看到的，把手250具有開環形狀，以形成使用者的手指可插入其中的通道。此 類型的把手尤其適于將LED光源插入信號單元和從信號單元移除LED光源。同樣如圖恥所示，除了把手209以外，LED光源200的蓋子2 包括用于將LED 光源200連接至外部狀態監測系統的連接器252和用于將LED光源200連接至電源(未示 出)的連接器。在此實施方式中，兩個連接器都是由保護彈性環(護孔環)圍繞的插座。[0073]當在本說明書和權利要求書中使用時，術語“包含”和“包括”及其變型表示，包括 特定特征、步驟或整體。不將該術語解釋為排除其它特征、步驟或整體的存在。適當的是，在上述描述中公開的或在所附權利要求中公開的或在附圖中公開的特 征，當以其特定形式表達時或當表示為用于執行所公開功能的裝置或用于獲得所公開結果 的方法或工藝時，可分別地或以這些特征的任何組合的方式，用于以其各種形式實現本實 用新型。雖然已經結合上述示意性實施方式描述了本實用新型，但是，在不背離所公開的 主要概念的前提下，當給出此公開內容時，許多等效修改和變型對于本領域的技術人員來 說將是顯而易見的。因此，在此要求專利保護的專利范圍應該僅由所附權利要求限制且不 由這里描述的實施方式限制，權利要求通過參照說明書和附圖而解釋。因此，雖然參照用于固定軌道信號器中的LED光源舉例說明了本實用新型，但是 相同的原理可用來制造適于在其它環境(例如，公路運輸)中使用的LED光源。
權利要求1.一種LED光源，具有 LED陣列，包括多個LED ；殼體，其容納所述LED陣列；以及一個或多個透鏡，位于所述LED陣列的前面；其中，所述一個或多個透鏡與所述殼體整體形成。
2.根據權利要求1所述的LED光源，其中，所述LED陣列中的每個LED與所述透鏡中的相應一個透鏡相關。
3.根據權利要求1所述的LED光源，其中，所述LED陣列中的每個LED與所述透鏡中的 相應一個透鏡對準。
4.根據前述權利要求中任一項所述的LED光源，其中，所述殼體由透明塑料制成。
5.根據權利要求1所述的LED光源，進一步具有把手，用于將所述LED光源插入信號單元/從信號單元移除所述LED光源。
6.根據權利要求5所述的LED光源，其中，所述把手位于所述LED光源的后側上。
7.根據權利要求5所述的LED光源，具有用于容納所述LED陣列的殼體，所述殼體具有 開口端，所述開口端提供進入所述殼體的內部的進口。
8.根據權利要求7所述的LED光源，包括用于封閉所述殼體的所述開口端的蓋子。
9.根據權利要求8所述的LED光源，其中，所述把手形成于所述蓋子上。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的LED光源，其中，構造所述把手的形狀以形成 使用者的手指能夠插入其中的通道。
11.根據權利要求1-3、5-9中任一項所述的LED光源，其中，所述LED光源用于固定軌 道信號器中。
12.—種LED光源，具有 LED陣列，包括多個LED ；電路板，所述LED陣列的LED安裝于所述電路板上； 殼體，其容納所述LED陣列和所述電路板；以及 一個或多個透鏡；其中，所述殼體的內表面的形狀被構造成限定用于將所述電路板定位在預定位置和/ 或相對于所述一個或多個透鏡對準的定位裝置。
13.根據權利要求12所述的LED光源，其中，所述LED陣列中的每個LED與所述透鏡中 的相應一個透鏡相關。
14.根據權利要求12所述的LED光源，其中，所述LED陣列中的每個LED與所述透鏡中 的相應一個透鏡對準。
15.根據權利要求12所述的LED光源，其中，所述定位裝置用于將所述電路板定位成相 對于所述一個或多個透鏡預定地對準，使得所述LED陣列中的每個LED與所述透鏡中的相應一個透鏡對準。
16.根據權利要求12所述的LED光源，其中，所述定位裝置用于將所述電路板定位在離 所述一個或多個透鏡預定距離處。
17.根據權利要求12至16中任一項所述的LED光源，其中，所述電路板包括接口裝置， 所述接口裝置用于與所述定位裝置配合以將所述電路板定位在預定位置和/或相對于所述一個或多個透鏡對準。
18.根據權利要求17所述的LED光源，其中，所述定位裝置包括一個或多個由所述殼體 的內表面形成的底座，并且所述接口裝置包括所述電路板中的一個或多個凸起。
19.根據權利要求12-16中任一項所述的LED光源，其中，所述LED光源用于固定軌道信號器中。
20.一種信號單元，用于安裝至固定支撐結構以提供固定軌道信號，所述信號單元具有至少一個根據前述權利要求中任一項所述的LED光源； 以及安裝裝置，用于將所述信號單元安裝在所述固定支撐結構上。
21.一種固定信號器，包括根據權利要求20所述的信號單元，所述信號單元安裝至固 定支撐結構。
22.根據權利要求21所述的固定信號器，其中，所述固定支撐結構是柱子或跨軌信號架O
專利摘要本實用新型涉及LED光源及其制造方法、信號單元、固定信號器，尤其涉及一種用在固定軌道信號器中的LED光源，其具有包括多個LED的LED陣列。在一些實施方式中，LED光源具有一個或多個與LED光源的殼體整體形成的透鏡。在一些實施方式中，LED光源具有形狀被構造為限定定位裝置的內表面，定位裝置用于將其上安裝有LED陣列的電路板定位在預定位置和/或相對于LED光源的一個或多個透鏡對準。在一些實施方式中，LED光源具有把手，把手用于將LED光源插入信號單元/從信號單元移除LED光源。
文檔編號F21S2/00GK201858537SQ201020222748
公開日2011年6月8日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者巴里·托馬斯·懷特 申請人:尤尼帕特鐵路有限公司