[发明专利]用于信号设备的发光二极管组件

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)组件，特别涉及以极小的反射角安装在信号设备中的ELD组件。

技术背景

惯用的铁路信号设置技术中，通常是在光透镜的焦点位置中在列车长的视线高度内安装一个永远显示的小型弱光源，如白炽灯的灯丝。根据在极小的反射角下光源发生的极大光强度的高光高度，能够在3km以外的距离更清楚的看到信号。

但是，现有白炽灯的寿命有限，因而，使用白炽灯的铁路信号设备的破损确定了所安装的总的铁路信号设备破损。因此，为了预防白炽灯破损，必须定期更换白炽灯。与灯的平均寿命相比，该时间间隔大大缩短，因此，更换工作需要大量的材料和时间。

考虑到安装有白炽灯的铁路信号装置的安全，白炽灯用双螺纹灯丝。但是，接入该双螺纹灯丝时第1根灯丝会破损。因此在透镜焦点处安装双螺纹灯丝并不好，由于铁路信号的光强度误差为12％。为了避免出现这种缺陷，必须进行维修。

而且，另一种信号设备，如安插在地里的作为道路，街道或起飞着陆跑道的光标的强的或弱的导向信号设备，由于使用惯用的白炽灯作光源，因此，存在类似的缺点。

考虑到常规白炽灯的高破损灵敏度，提供一种安装有半导体发光二极管(LED)的光源，LED不仅有很长的使用寿命，而且，在可见光光谱范围内有较高的辐射能—电能转换效率，而且，散热量小，所占的空间很少。而且，现有的铁路信号设备，或同样的如探照灯的设备也能用LED矩阵，如常规的铁路信号设备，是把各个LED的反射光聚焦，延长了光源的照射距离，亮度更清晰。用只有一个透镜的LED矩阵构成的系统是不适用的，在实际条件下不可能恢复反射角的极限值。

美国US-A-5404282公开了一种LED组件，在两根平行的导电线之间安装固定多个LED，如该美国专利US-5404248所示，所用的LED均有在灌注的如环氧树脂的透明塑料中的导电引线。可以设置透镜。它的发光面由带凸起的合成树脂块，即，有向外凸起的树脂段构成。按此方式制成由一个ELD和一个透镜组成的单元。用现有方法制造由带透镜的多个LED构成的矩阵。此外，所述LED矩阵还有不能用多个透镜的缺点，而且，该LED矩阵不灵活。

发明内容

本发明的目的是，提供一种LED组件，它特别适合于安装在信号设备或照明设备中，而且制造和安装简单，能灵活地装入。

用权利要求1的特征能实现这些发明目的。因此，本发明所述的LED组件有由LED构成的规定矩阵，LDE矩阵安装在一个薄板上，每个LED设有聚光器件，此外，还设置一个光基板，光基板上有与LED规定矩阵对应的聚光器件矩阵。权利要求2至18中描述了其它的改进和结构形成。

在第1种构形中由透镜构成聚光器件。在另一构件中，光基板中包括与LED矩阵对应的凹槽矩阵，透镜作为单个可插入另件插入凹槽。每个透镜最好构成为有向外凸出的光发射面的四方形主体和面对主体有锥形横截面的与光基板的凹槽对应的附加底座。还提供一个光基板把透镜安装在光基板的凸台上或插入光基板的凹槽中。

该构形的主要优点是根据不同的应用领域简单而快速地构成与预定参数匹配的组件。

按第1构形的另一变型，透镜整体构建在光基板中，这种情况下，构成光基板的材料必须是透明的材料，以保证LED的波长。

第2种构形中，通过光通道构成聚光器件，光通道集成在光基板中，有斜的或直的反射内壁。

按所选择的另一种构形，在每个LED元件上直接设置一个另外的聚光器件，具体是设置一个透镜，因此，光基板的每个聚光器件串联连接，从而具有反射角极窄的优点。

第1构形和第2构形组合构成另一构形。

光基板和/或透镜最好含聚甲基异丁烯酸酯(PMMA)。当光学基板和/或透镜作为一个整体另件压铸时，最好与透镜和光基板的材料选择无关。

按本发明的LED组件所选用的LED最好是“SIEMENS SMT-TOPLED für die oberfichenmontage”von.F.Müllmer und G.Waitl in der Iusammenhang mit Bild 1 beschrieben。中所述的LED。这类的LED允许在薄板上用多个LED极致密地配置。

按本发明的LED组件特别适用于如铁路信号设备，或埋入地里的光信号设备，或各个技术领域中为了其它目的而使用的照明设备的信号设备中。

附图说明

以下将结合附图用两种结构形式的结构例更详细地说明发明。其中：

图1是按本发明的LED组件的第1构形的横截面图；

图2A是装在图1所示的LED组件中的透镜的侧视图；