LED信号灯及其控制方法技术领域
本发明涉及一种LED信号灯，尤其涉及该LED信号灯的光学设计。
背景技术
LED信号灯广泛用于各类船舶，做昼夜航行灯光信号之用。传统信号灯一般采用专
用白炽灯泡，随着LED光源的发展，将LED光源应用于信号灯是必然趋势。然而，其特殊的光
学要求使很多制造厂家望而却步。
图6为现有技术的右舷灯方案，主要由：透明罩、压圈、遮光板、LED光源、铝芯等主
要零件组成。图中“▼”为正前方“0°”，现有技术四颗LED光源，分别为L1～L4，在水平方向分
布于正十三边形铝芯上，遮光板在正前方0°可以挡住L1光源，使L1断光，但无法使L2断光；
在112.5°时，遮光板的另一边，可以使L4断光，但无法使L3断光，所以，右舷灯无法满足表1
“断光要求”。同时，在水平方向112.5°范围内，中间光强最强，两端光强偏弱，无法满足表1
“水平光强均匀度要求”。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种LED信号灯，使LED信号灯
满足表1的光学“水平光强均匀度要求”和“断光要求”。
发明所采用的技术方案是这样的：LED信号灯，包括压圈、设置于所述压圈上的呈
圆柱形的透明罩、设置于所述透明罩内的铝芯、安装于所述铝芯上的若干LED光源、设置于
所述透明罩外的遮光板，所述遮光板上开设有缺口，所述遮光板的横截面呈圆弧形，所述铝
芯包括沿着径向设置的第一安装支架、相对所述第一安装支架左右相对称设置的第二安装
支架以及第三安装支架，所述第一安装支架、所述第二安装支架以及所述第三安装支架上
分别设置有用于安装LED光源的第一安装面、第二安装面、第三安装面，所述第一安装面、所
述第二安装面、所述第三安装面的中点位于同一圆周上，所述第一安装支架与所述第二安
装支架或者所述第三安装支架之间的夹角为112.5°；
所述第一安装支架与所述第二安装支架之间具有第一中间安装部，所述第一安装
支架与所述第三安装支架之间具有第二中间安装部，所述第二安装支架与所述第三安装支
架之间具有第三中间安装部，所述第一中间安装部、所述第二中间安装部相对于所述第三
中间安装部对称设置，所述第一中间安装部的两侧分别具有用于安装LED光源的第四安装
面以及第五安装面，，所述第二中间安装部的两侧分别具有用于安装LED光源的第六安装面
以及第七安装面，所述第三中间安装部的两侧分别具有用于安装LED光源的第八安装面以
及第九安装面；
第一安装面上安装的LED光源与圆心的连线、所述第四安装面上安装的LED光源与
所述第一安装支架相邻一侧外轮廓的连线、所述第六安装面上安装的LED光源与所述第一
安装支架相邻一侧外轮廓的连线相平行；第二安装面上安装的LED光源与圆心的连线、所述
第五安装面上安装的LED光源与所述第二安装支架相邻一侧外轮廓的连线、所述第八安装
面上安装的LED光源与所述第二安装支架相邻一侧外轮廓的连线相平行；第三安装面上安
装的LED光源与圆心的连线、所述第七安装面上安装的LED光源与所述第三安装支架相邻一
侧外轮廓的连线、所述第九安装面上安装的LED光源与所述第三安装支架相邻一侧外轮廓
的连线相平行。
进一步改进的是：所述LED信号灯为右舷灯，所述遮光板的圆心角为247.5°，所述
第一安装面、所述第二安装面、所述第四安装面、所述第五安装面上分别设置有LED光源。
进一步改进的是：所述LED信号灯为左舷灯，所述遮光板的圆心角为247.5°，所述
第一安装面、所述第三安装面、所述第六安装面、所述第七安装面上分别设置有LED光源。
进一步改进的是：所述LED信号灯为艉灯，所述遮光板的圆心角为225°，所述第二
安装面、所述第三安装面、所述第八安装面以及所述第九安装面上分别设置有LED光源。
进一步改进的是：所述LED信号灯为桅灯，所述遮光板的圆心角为135°，所述第一
安装面、所述第二安装面、所述第三安装面、所述第四安装面、所述第五安装面、所述第六安
装面、所述第七安装面上分别设置有LED光源。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：与现有技术相比，LED光源的光强
分布更均匀，同时满足0°～-3°发光范围内，光强减半，直至断光；在107.5°～117.5°发光范
围内，光强减半，直至断光，通过同样的原理，实现左舷灯、艉灯、桅灯满足表1中“水平光强
均匀度要求”和“断光要求”。
附图说明
图1是本申请专利的LED信号灯的立体光学结构立体示意图；
图2是本申请专利的LED信号灯之右舷灯光学结构示意图；
图3是本申请专利的LED信号灯之左舷灯光学结构示意图；
图4是本申请专利的LED信号灯之艉灯光学结构示意图；
图5是本申请专利的LED信号灯之桅灯光学结构示意图；
图6是现有技术的LED信号灯之右舷灯光学结构示意图。
图中，1、透明罩；2、压圈；3、遮光板；4、LED光源；5、铝芯；6、第一安装支架；7、第二
安装支架；8、第三安装支架；9、第一中间安装部；10、第二中间安装部；11、第三中间安装部；
12、第一安装面；13、第二安装面；14、第三安装面；15、第四安装面；16、第五安装面；17、第六
安装面；18、第七安装面；19、第八安装面；20、第九安装面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
如图1-图5所示，本发明公开一种LED信号灯，包括压圈2、设置于所述压圈2上的呈
圆柱形的透明罩1、设置于所述透明罩1内的铝芯5、安装于所述铝芯5上的若干LED光源4、设
置于所述透明罩1外的遮光板3，所述遮光板3上开设有缺口，所述遮光板3的横截面呈圆弧
形，所述铝芯5包括沿着径向设置的第一安装支架6、相对所述第一安装支架6左右相对称设
置的第二安装支架7以及第三安装支架8，所述第一安装支架6、所述第二安装支架7以及所
述第三安装支架8上分别设置有用于安装LED光源4的第一安装面12、第二安装面13、第三安
装面14，所述第一安装面12、所述第二安装面13、所述第三安装面14的中点位于同一圆周
上，所述第一安装支架6与所述第二安装支架7或者所述第三安装支架8之间的夹角为
112.5°；
所述第一安装支架6与所述第二安装支架7之间具有第一中间安装部9，所述第一
安装支架6与所述第三安装支架8之间具有第二中间安装部10，所述第二安装支架7与所述
第三安装支架8之间具有第三中间安装部11，所述第一中间安装部9、所述第二中间安装部
10相对于所述第三中间安装部11对称设置，所述第一中间安装部9的两侧分别具有用于安
装LED光源4的第四安装面15以及第五安装面16，，所述第二中间安装部10的两侧分别具有
用于安装LED光源4的第六安装面17以及第七安装面18，所述第三中间安装部11的两侧分别
具有用于安装LED光源4的第八安装面19以及第九安装面20；
第一安装面12上安装的LED光源4与圆心的连线、所述第四安装面15上安装的LED
光源4与所述第一安装支架6相邻一侧外轮廓的连线、所述第六安装面17上安装的LED光源4
与所述第一安装支架6相邻一侧外轮廓的连线相平行；第二安装面13上安装的LED光源4与
圆心的连线、所述第五安装面16上安装的LED光源4与所述第二安装支架7相邻一侧外轮廓
的连线、所述第八安装面19上安装的LED光源4与所述第二安装支架7相邻一侧外轮廓的连
线相平行；第三安装面14上安装的LED光源4与圆心的连线、所述第七安装面18上安装的LED
光源4与所述第三安装支架8相邻一侧外轮廓的连线、所述第九安装面20上安装的LED光源4
与所述第三安装支架8相邻一侧外轮廓的连线相平行。
LED信号灯正常工作的关键点，即为解决LED信号灯水平光强均匀分布及按规定角
度断光，设计遵守《GB/T 3028-2010船用电气号灯》的光学要求，如下表1所述，本发明专利
包含四种LED信号灯的光学设计，分别为：右舷灯、左舷灯、艉灯、桅灯。
表1
此LED信号灯光学设计原理是：将4颗(桅灯为7颗)LED光源4在水平面方向按特殊
设计的角度分布，满足表1“水平光强均匀度要求”和利用遮光板3及铝芯5与LED光源4的角
度配合设计，分别对每一颗LED光源4进行断光，从而实现LED信号灯满足表1“断光要求”。
如图2所示，所述LED信号灯为右舷灯，所述遮光板3的圆心角为247.5°，所述第一
安装面12、所述第二安装面13、所述第四安装面15、所述第五安装面16上分别设置有LED光
源4。
实现水平光强均匀度的结构特征在于，将四颗LED光源4按设计的角度排布组合
(如图2所示L1～L4)，通过光强叠加，使之在0°～107.5°范围内光强均匀度满足表1要求。
断光的结构特征在于利用铝芯5和遮光板3分别对每一颗LED光源4进行断光，从而
实现对灯具整体断光，在0°方向，L1光源利用遮光板3在沿虚线a进行断光；L2光源利用铝芯
5沿虚线b进行断光；在112.5°方向，L3光源利用铝芯5沿虚线c处进行断光；L4光源利用遮光
板3沿虚线d进行断光。虚线a平行于虚线b，虚线c平行于虚线d,从而实现L1、L2在0°方向同
时断光，L3、L4在112.5°方向同时断光，满足表1断光要求。
与现有技术相比，LED光源4的光强分布更均匀，同时满足0°～-3°发光范围内，光
强减半，直至断光；在107.5°～117.5°发光范围内，光强减半，直至断光。
通过同样的原理，实现左舷灯(图3)、艉灯(图4)、桅灯(图5)满足表1中“水平光强
均匀度要求”和“断光要求”。
如图3所示，所述LED信号灯为左舷灯，所述遮光板3的圆心角为247.5°，所述第一
安装面12、所述第三安装面14、所述第六安装面17、所述第七安装面18上分别设置有LED光
源4。
如图4所示，所述LED信号灯为艉灯，所述遮光板3的圆心角为225°，所述第二安装
面13、所述第三安装面14、所述第八安装面19以及所述第九安装面20上分别设置有LED光源
4。
如图5所示，所述LED信号灯为桅灯，所述遮光板3的圆心角为135°，所述第一安装
面12、所述第二安装面13、所述第三安装面14、所述第四安装面15、所述第五安装面16、所述
第六安装面17、所述第七安装面18上分别设置有LED光源4。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应
该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原
理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进
都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界
定。