用于发信号、标志或者标记的发光设备制造技术

一种用于发信号、标志或者标记的发光设备，其光源（１）使用半导体器件，例如发光二极管或者发光聚合物。为拓宽发光设备的应用领域，同时降低生产的设计技术费用，将多个半导体器件组成一个簇（３），可将任意数目的有时是不同的簇（３）以模块方式组成发光设备。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于发信号、标志或者标记的发光设备，其光源使用半导体器件，例如发光二极管或者发光聚合物。这类发光设备近年来在道路交通方面作为信号装置，但这种发光设备要针对具体用途而专门设计。使用半导体器件代替通常的白炽灯或者钨卤素灯，因为它们一方面使用寿命更长，另一方面又更节省能源。由于使用这种半导体器件，可以发出指定颜色的光而不需要任何光学滤光。即便在发光强度不同时，这样一个半导体器件发出光的波长范围仍然很窄而且恒定。在可见区之外这样一个半导体器件几乎没有辐射，特别是没有发热的红外辐射或者紫外辐射。这种半导体器件的寿命为约70000小时，而相比之下，通常的白炽灯和钨卤素灯的寿命则为1000至1500小时。本专利技术的任务是，改善前述用于发信号、标志或者标记的这一类的发光设备，使其在花费少得多的技术设计费用的情况下能够满足各种不同的要求，而且在个别半导体器件失灵时仍能继续正常工作。本专利技术是这样解决此任务的用多个半导体器件组成一个簇，发光设备则由任意数目的，有时是不同的簇以模块方式组成。当组成一个簇的较少数半导体器件失效时，此簇的功能不受重大影响。通过这种以模块就可以组成发光设备的做法，就可以根据具体要求用较少数量的不同种类的簇制成较多种类发光设备，以适应各式各样的要求和情况。每个簇可以有2至200个半导体器件，但优选是2至30个。这样可以毫不困难地补偿半导体器件的失灵。本专利技术发光设备可以以有利的结构形式做成由多个簇，例如1至30个簇，优选为1至16个簇，来组成簇群组。发光设备的空间光分布因而便可相应于已经提到过的标准或其它的要求得到优化。发光设备的整体光度特性由簇群组决定。当本专利技术发光设备为一种优选的结构形式时，一个簇的半导体器件优选没有管座，安置在一块共同的衬底上的。当支撑半导体器件的衬底在朝向半导体器件的一面覆有反光材料层时，则不朝向簇或者发光设备的出光方向所射出的那一部分光，大多数都被折向出光方向。按照本专利技术发光设备的一种结构形式，在半导体器件的输出处安置一个反射镜表面，用以改变发光设备的出光方向，则根据反射镜表面的安置位置，实际上可任意安排发光设备的出光方向。如果发光设备的出光面尺寸大约相当于支撑半导体器件的衬底面积，则发光设备的出光均匀因而令人感觉舒服。如果本专利技术发光设备按模块方式，有时由不相同的簇和/或簇群组组合而成，则可不需多大花费就组成一个能满足实际要求的任何用途、任何要求的发光设备。例如，一个双方向的、具有两个簇群组的发光设备，其每一个簇群组向另一个簇群组发光方向的相反方向发光，则在飞机场上可以作为直的滑行跑道的中线，也可以作为停靠灯使用。倘使发光设备的两个簇群组的发光方向互成夹角，则可用以标明滑行跑道弯曲部分的中线或者用作停靠灯。如果此发光设备的簇群组具有多个，例如三个或者五个，挨着排列的簇，且相邻簇的发光方向夹角小于180度，则可优化发光设备所发光的空间分布。倘使要求发光设备是全方位的，则当其簇群组呈弯曲形并构成圆或者圆柱表面时较为有利。倘使发光设备要向两个方向发光，则当半导体器件成行或者成列来排列时较为有利。倘使要求发光设备向全方位发光，则当其半导体器件排列成圆或者圆柱时更为有利。但也可以有其它的半导体器件排列方法。如果半导体器件的出光部件具有非球面透镜的形状，则做成反射面的衬底朝向半导体器件一面就可与半导体器件的出光部位本身构成一个基本单元光学系统。因此所发光的使用与分布可以达到最佳。本专利技术发光设备的半导体器件可以由无机的或者有机的材料，特别是塑料制成。因而在重量和制造的可能性方面有重大优点。此外，各簇可以由一种塑料浇铸或者注塑而成，其所用塑料可以是一种可再生塑料。可以为各簇选用导热良好的材料，此材料也可以是一种抗压强度高的塑料。倘使各簇跟发光设备的外壳构成一个紧凑的单元，则不需要任何中空的对流空间。如果本专利技术发光设备的半导体器件之前置有盖板，可以用之从光学上影响半导体器件所发出的光，则发光设备的发光可以通过光线的聚束和整向而予以改善。可以给半导体器件配以光学装置以将光线折射和/或全反射，也可以制成高效光学装置以便能将光线最佳改变，从而在任何情况下均可满足开始时提到的飞机场运转的要求，即满足ICAO、FAA、DOT、CIE、MIL-C-25050标准。倘使盖板的外侧便于洁净而且予以硬化，则可以降低发光设备的维护费用。最好把盖板外侧制成自洁净的，可以将盖板以适当的方法予以覆膜。如果把半导体器件埋入一种充填体中，则发光设备的结构可以很紧凑。倘使埋置半导体器件的充填体在其工作表面或者半导体器件的光出口处有空隙，则前面所讲的，含有衬底在其朝向半导体器件一面的反射面以及半导体器件光出口部位的非球面透镜的基本单元光学系统，仍然能够保持效用。按照本专利技术发光设备的一种有利的结构形式，充填体由透明的材料，例如一种透明树脂，特别是环氧树脂构成，其折射系数相当于盖板的折射系数。这样就消除了充填体与盖板间界面处的光学损耗。将各单个的半导体器件做成可全自动或者半自动操作是适宜的。本专利技术发光设备的簇作为一个备份工作系统的组成部分是适宜的，以便在任何情况下都能可靠地避免本专利技术发光设备完全失效。因为由簇所组成的系统以有备份的方式工作，当某一单个的半导体器件失效时并非必须更换一个簇，因此本专利技术发光设备的维护费用得以进一步降低。为进一步简化本专利技术发光设备的装配、改装与修理，将本专利技术发光设备的一个或多个簇制成可互换的部件单元，特别是制成弹夹盒的形式是有利的。这样现场更换发光设备的一个弹夹盒十分方便。这种弹夹盒做成按型号“编码”是有利的，让它们仅能装进发光设备中为它们安排的位置，这样，现场更换此种弹夹盒时几乎不可能出错。在一种优选的结构形式下，为实现此种型号编码，可在弹夹盒的外壁加几个突起或者开几条槽，让它们跟发光设备接纳弹夹盒的接纳座处的槽或者突起相对应。这种突起或者槽，无论在弹夹盒上或者在发光设备的接纳弹夹盒的接纳座上，都有助于加固与增强其抗剪切强度。利用接纳座可把弹夹盒所受到的负荷转移到路面上，此处的负荷既包括机械的，即静力学和动力学的负荷，也包括由散热而产生的热负荷。为接通弹夹盒，在接纳座上装有一个对周围环境密封的电触点框。为将弹夹盒按所希望的方式接到电源上，接纳座也可装有供电与控制部分。如果弹夹盒的本体或外壳全部或部分地填以不导电的材料，例如树脂或者塑料，则可避免电化学腐蚀。倘使在上述不导电材料中掺以不导电的充填材料例如玻璃，则可提高弹夹盒的热传导能力与承受负荷的能力。弹夹盒中簇之间的热阻抗降低了，因而簇与弹夹盒本体或外壳间的热传递由对流改为热传导。因为弹夹盒中没有空腔，所以它们自然是不透水、不透气的。倘使弹夹盒本体或者外壳的外壁，特别是一面底壁是热导体，例如不锈钢或铝，则弹夹盒内部的温度梯度可以降低。弹夹盒的外壁，至少在其主负荷区，以硬化为宜，这样能在很大程度上避免因刮磨、划痕或者点负载所造成的损伤。此外，这样的加固尤其是在弹夹盒的固定点附近会使负载和剪切负荷在发光设备的安装部件上分布得更好些。弹夹盒或者整个发光设备暴露在外的表壁可以用青玉或者相应的玻璃予以硬化，从而避免因刮磨、物理的或化学的损伤而造成发光设备效率的下降。本专利技术发光设备可以优选地用于在飞机场的交通面上发信号以及标志或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发信号，标志或者标记的发光设备，其光源使用半导体器件（１），例如发光二极管（ＬＥＤ）或发光聚合物，其特征在于，多个半导体器件（１）组成一个簇（３），该发光设备由任意数目的可能不同的簇（３）按模块方式组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：让克劳德范德伍尔德，路易斯威廉斯，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]