專利名稱：為飛機(jī)場上的滑行飛機(jī)顯示指令和/或信息的光學(xué)標(biāo)記牌的制作方法
為飛機(jī)場上的滑行飛機(jī)顯示指令和/或信息的光學(xué)標(biāo)記牌本發(fā)明一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于為飛機(jī)場上的滑行飛機(jī)顯示指令和/或信息的光學(xué)標(biāo)記牌。這種光學(xué)標(biāo)記牌設(shè)置在飛機(jī)場的飛機(jī)滑行道和停機(jī)坪上，且其大小、光度值、維護(hù)方式等必須符合國際標(biāo)準(zhǔn)，例如在ICAO (國際民航組織的縮寫)的附件14、卷1、第5. 4章以及在第4版中有所規(guī)定。主要有指令標(biāo)記牌和信息標(biāo)記牌之分。指令標(biāo)記牌用于標(biāo)明等待位置，越過等待位置需要經(jīng)過機(jī)場指揮塔臺的許可。相應(yīng)的指令標(biāo)記為紅底白字。其例如是飛機(jī)滑行道-等待線標(biāo)記牌、飛機(jī)跑道-等待線標(biāo)記牌、用來指示機(jī)場跑道類別I類、 II類和III類的標(biāo)記牌、飛機(jī)跑道標(biāo)記牌和“禁止進(jìn)入”標(biāo)記牌。所有其它的標(biāo)記牌都是用來顯示信息的信息標(biāo)記牌。信息標(biāo)記牌用方向箭頭標(biāo)出目的地標(biāo)記，其中信息標(biāo)記為黃底黑字。等待位置標(biāo)記牌表示眼下可用的飛機(jī)滑行道，其中信息標(biāo)記為黑底黃字。特別的信息標(biāo)記牌是所謂的飛機(jī)跑道剩余距離標(biāo)記，其信息標(biāo)記為黑底白字。為了在內(nèi)部照明標(biāo)記牌，使用了各種不同的光源。產(chǎn)品說明書“PV0:用熒光燈在內(nèi)部照明信息標(biāo)記(A. 04. 251e)”(ADB出版-西門子公司，訂購號E10001-T95-A51-V2-7600) 公開到，使用熒光燈作為光源。熒光燈的特點(diǎn)是光效率高達(dá)100 lm/ff,因而對于在內(nèi)部照明標(biāo)記來說是一種最有效的光源之一。但其壽命有限，通常小于10000小時(shí)。此外，光源的串聯(lián)電阻會在直流電網(wǎng)中引起高頻失真。這種失真例如會妨礙疊加于電流信號之上的通信信號。熒光燈的另一缺點(diǎn)在于其開關(guān)時(shí)間各不相同，這使得直至標(biāo)記牌完全工作的接通時(shí)間有所延長。完全工作往往要在大約一分鐘的預(yù)熱時(shí)間之后才能實(shí)現(xiàn)。另一缺點(diǎn)是熒光燈安定器對一次回路造成的高的無功負(fù)載，這限制了開關(guān)電路中的光學(xué)標(biāo)記牌的總數(shù)量。最后， 缺點(diǎn)還在于在低溫情況下工作能力降低，此點(diǎn)無論在開關(guān)時(shí)間上還是在光效率上都有所體現(xiàn)。而產(chǎn)品說明書“PVH 用鹵素?zé)粼趦?nèi)部照明信息標(biāo)記(A. 04. 25 ) ”( ADB出版-西門子公司，訂購號E10001-T95-A96-V1-7600)公開到，使用鹵素?zé)糇鳛楣庠?。尤其是在低溫條件的環(huán)境中使用鎢鹵素?zé)?。但鹵素?zé)舻娜秉c(diǎn)是壽命很低，通常為1500小時(shí)，以及光效率低，近似為25 lm/W或者甚至更低。盡管這種光源具有瞬間的開關(guān)時(shí)間，但為了使其在光強(qiáng)和色坐標(biāo)方面完全工作，其需要明顯長的時(shí)間，例如1. 5分鐘或者更長。這使得在要求反應(yīng)時(shí)間快的應(yīng)用場合下例如在更換標(biāo)記時(shí)無法使用這種光源。對于某些機(jī)場應(yīng)用情況，要求對光源進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，以滿足重要的國際標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)貝U。對熒光燈的暗度調(diào)節(jié)幾乎無法實(shí)現(xiàn)，在低溫情況下肯定無法實(shí)現(xiàn)。而對鹵素?zé)舻陌刀日{(diào)節(jié)可以簡單地實(shí)現(xiàn)，在低溫情況下也能實(shí)現(xiàn)。但鹵素?zé)魹榇怂哂械娜秉c(diǎn)是，在電流小時(shí)可發(fā)現(xiàn)色坐標(biāo)明顯向黃色偏移，這造成顏色對比的惡化。對于例如紅底白字的指令標(biāo)記來說，標(biāo)記字母看起來呈黃色，而紅色變成了桔黃色。而產(chǎn)品說明書“PV0-LED 在內(nèi)部照明的飛機(jī)滑行道標(biāo)記、等待位置信息標(biāo)記” (Siemens Bacon Wien 10/07出版)公開到，使用發(fā)光二極管(下面也簡稱為LED)作為光源。 這些發(fā)光二極管設(shè)置在光學(xué)標(biāo)記牌的殼體內(nèi)，并通過直接輻射在后面照明顯示板。在光源的個(gè)別發(fā)光二極管失效的情況下，會給光學(xué)標(biāo)記牌帶來缺點(diǎn)，即由此會看到照明的均勻性
4受損。在最嚴(yán)重的情況下，無法再遵守國際準(zhǔn)則要求的照明均勻性。在已知的光學(xué)標(biāo)記牌中使用的發(fā)光二極管的數(shù)量決定于顯示板的大小、發(fā)光二極管與顯示板之間的間距以及發(fā)光二極管的輻射樣式。所使用的發(fā)光二極管的數(shù)量因而不能任意地減少，例如通過使用具有高光強(qiáng)的發(fā)光二極管或具有改善的光效率的發(fā)光二極管來減少。由于發(fā)光二極管可視為點(diǎn)狀光源，故光源與顯示板之間的光路上的物體會在顯示板上產(chǎn)生明顯的陰影。這種明顯的陰影會造成對在顯示板上顯示的指令或信息的誤判。在利用發(fā)光二極管直接照明時(shí)，如果這些發(fā)光二極管加裝到最初是為使用熒光燈作為光源而設(shè)計(jì)的光學(xué)標(biāo)記牌中，就會產(chǎn)生另一缺點(diǎn)。因而，透過黃色的或紅色的顯示板例如可以看到由LED發(fā)出的光譜的藍(lán)色部分透射光。因此，透過顯示板會看到LED光源呈另一種顏色，例如在紅色顯示板的情況下呈紫色。此外，LED光譜的透射系數(shù)對于針對作為光源的熒光燈或鹵素?zé)舳O(shè)計(jì)的顯示板來說太小?，F(xiàn)在，本發(fā)明的目的在于，提出一種開頭部分所述類型的光學(xué)標(biāo)記牌，其在保持有利地使用發(fā)光二極管作為光源的情況下克服了所述缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，采用一種所述類型的具有在權(quán)利要求1的特征部分中所述的特征的光學(xué)標(biāo)記牌，即可實(shí)現(xiàn)所述目的。該光學(xué)標(biāo)記牌具有散射板，散射板被設(shè)計(jì)用于使得入射的光發(fā)生散射和/或反向散射，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管朝向散射板，從而利用散射板的散射光來照明顯示板。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一個(gè)主要特征因而在于，利用一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管間接地在后面照明顯示板，其中由于發(fā)光二極管的方向，所發(fā)出的光主要透射到散射板上，并被散射板散射和/或反向散射，以便從殼體內(nèi)部照明顯示板。由于散射板與顯示板相互間間隔開，故顯示板被明顯較大的虛擬光源照明。通過間接的散射照明，顯示板上的因布置在散射板與顯示板之間的光路上的物體所致的明顯的陰影得到減小，或者甚至得到避免。只能看到部分固有陰影，這種陰影僅引起顯示板上的亮度微小地變化。因而可以在加裝已有的具有按照本發(fā)明間接的光源的光學(xué)標(biāo)記牌時(shí)把已有的物體保留在殼體中，這大大地縮短了因加裝引起的失效時(shí)間。間接的散射照明顯著地促成了顯示板上的一致的色彩。通過間接的散射照明，還實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)顯示板上的一致的色坐標(biāo)，這減小了在色覺上的刺激。間接的散射照明的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)在于，在個(gè)別或者甚至多個(gè)發(fā)光二極管失效的情況下保持光學(xué)標(biāo)記牌的功能可靠性，因?yàn)榕c背景光的對比小于直接照明的情況。因而即使在個(gè)別LED失效的情況下也能繼續(xù)滿足標(biāo)準(zhǔn)前提條件。同樣，在間接散射情況下，由于LED半導(dǎo)體芯片上的功率密度局部較高所致的白點(diǎn)不會在顯示板上看到，或者不會透過顯示板看至IJ。最后，在間接散射情況下可以省去附加的光學(xué)部件例如光導(dǎo)體或輻射分配器。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種優(yōu)選設(shè)計(jì)中，散射板就是殼體的后壁，而顯示板就是殼體的前壁，其中散射板設(shè)有用于使得入射的光發(fā)生反向散射的散射層。散射板在此可透光，但在內(nèi)部設(shè)有使得射來的光反向散射的散射層。將散射性的涂層涂敷到后壁上，這虛擬地增大了發(fā)光二極管的表面。對于顯示板照明的均勻性、對于微小的陰影輪廓以及對于一致的色坐標(biāo)和均勻的色彩，反向散射也很重要。殼體優(yōu)選具有兩個(gè)側(cè)壁、一個(gè)頂壁和一個(gè)底壁，它們要么也設(shè)有散射層，要么有利地在內(nèi)部進(jìn)行高程度反射設(shè)計(jì)。按照后者方案，可以使用拋光的金屬，或者使用散射特性較小的高程度反射涂層。由此提高特別是在顯示板邊緣處的亮度。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種有利的實(shí)施方式中，散射板在殼體中設(shè)置于殼體的前壁與后壁之間，且后壁與前壁均為顯示板。至少一個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置在后壁與散射板之間。在此可以采用各種不同的方案
一散射板是透光的，但從兩側(cè)進(jìn)行反向散射設(shè)計(jì)。前壁和后壁均為顯示板，其中在散射板的兩側(cè)設(shè)置有可相互獨(dú)立地控制的光源。光學(xué)標(biāo)記牌由此可以用來在前側(cè)和后側(cè)交替地顯不。-散射板透光或半透光，其中前壁和后壁均為顯示板。光源可以僅設(shè)置在散射板的一側(cè)或者設(shè)置在兩側(cè)，從而利用反射的和/或透射的散射光來照明顯示板。優(yōu)選本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的散射板具有涂料顏料，其分布情況決定了顯示板的色坐標(biāo)。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種有利的設(shè)計(jì)中，顯示板具有板片和設(shè)于板片上的薄膜，該薄膜按照要顯示的指令標(biāo)記或信息標(biāo)記進(jìn)行彩色設(shè)計(jì)。板片由5mm厚的特殊有機(jī)玻璃構(gòu)成，例如由可透光的聚碳酸酯構(gòu)成，而在內(nèi)部或外部粘貼的薄膜是具有朗伯特輻射器特性的彩色層。替代地，顯示板可以通過涂敷到板片上的彩色層或者通過板片的彩色得到其色彩設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個(gè)發(fā)光二極管是大功率發(fā)光二極管。大功率發(fā)光二極管被施加以至少IOOmA的額定電流，且具有至少20 Im的光強(qiáng)。光效率可以提高至高達(dá)100 lm/W，這允許把LED的數(shù)量限制到較少，以便達(dá)到根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所要求的亮度級別。相比于通常的光源例如熒光燈和鹵素?zé)?，發(fā)光二極管具有明顯長的高于30000小時(shí)或者高于50000小時(shí)或者甚至高于100000小時(shí)的壽命。發(fā)光二極管具有很短的開關(guān)時(shí)間，且光射出和色坐標(biāo)調(diào)節(jié)在瞬間即可完成，由此發(fā)光二極管即使在低于0°C優(yōu)選甚至低于_40°C的低溫情況下也能可靠地工作。此外，發(fā)光二極管的亮度可調(diào)節(jié)，而在這種情況下不會使得色坐標(biāo)發(fā)生偏移。大功率發(fā)光二極管具有例如10K/W的熱阻，這使得熱量排放實(shí)現(xiàn)起來非常容易，其方式為，例如可以對冷卻體進(jìn)行小底點(diǎn)(Fufipunkt)設(shè)計(jì)。帶有減小的底點(diǎn)的冷卻體減小了顯示板上的自有陰影，這改善了發(fā)光二極管的光效率。此外， 發(fā)光二極管的低熱阻有助于延長其壽命，該壽命與底點(diǎn)溫度和所施加的電流直接相關(guān)。相比于常見的光源例如熒光燈，用大功率發(fā)光二極管工作的指令標(biāo)記牌僅需2/3的電流。少量的熱損失僅適度地加熱光學(xué)標(biāo)記牌，這不僅提高了發(fā)光二極管的壽命，而且提高了顯示板上的彩色薄膜的壽命。用來使發(fā)光二極管工作的低電壓還明顯地減小了人員事故風(fēng)險(xiǎn)。 替代于大功率發(fā)光二極管，也可以使用超亮的發(fā)光二極管，其在功率消耗為200mW的情況下發(fā)出例如10 Im的光強(qiáng)。超亮的發(fā)光二極管可以緊密地貼靠布置，以便實(shí)現(xiàn)可與大功率發(fā)光二極管相比擬的亮度特性。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個(gè)發(fā)光二極管為了輻射出白色光而被構(gòu)造成朗伯特輻射器的形式。白色發(fā)光二極管在其間達(dá)到了可與熒光燈相比擬的光效率?；诹坠獾厥顾{(lán)色光轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，公知地例如基于此來產(chǎn)生白色光。白色發(fā)光二極管可通過商業(yè)手段得到，更確切地說，其帶有各種不同的透鏡，或者也可以沒有外部透鏡。既可以使用無機(jī)的發(fā)光二極管，也可以使用有機(jī)的發(fā)光二極管，但也可以使用所謂的勢阱發(fā)光二極管。對于間接的照明特別適宜的是朗伯特輻射特性。其最大光輸出垂直于印制電路板，其中偏離于該主方向的輻射方向以偏離角的余弦而變?nèi)?。替代地，也可以使用在?cè)面輻射的面輻射器或者使用蝙蝠翼形式的具有蝙蝠翼特性的輻射器。
在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，至少一個(gè)發(fā)光二極管被透明的保護(hù)層覆蓋。保護(hù)層高度透明，因而透射損失小。保護(hù)層例如可以由聚碳酸酯或PMMA構(gòu)成，用于保護(hù)發(fā)光二極管免受會嚴(yán)重有損于發(fā)光二極管的光強(qiáng)的灰塵和污物。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的一種有利的設(shè)計(jì)中，光源具有以矩陣形式設(shè)置的發(fā)光二極管。矩陣?yán)缡且环N平行于后壁或顯示板的面式布置方式。替代地，矩陣可以在旁側(cè)設(shè)置在側(cè)壁、頂壁或底壁上，或者也可以設(shè)置在它們的組合上。在此優(yōu)選這些發(fā)光二極管彼此間隔開地設(shè)置成等距離的單元，例如設(shè)置成行和列的樣式。矩陣布置方式有利于均勻地照明顯示面，以便滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。這種標(biāo)準(zhǔn)要求相鄰測量點(diǎn)之間的均勻性系數(shù)不得大于1.5。通過矩陣形式的布置方式，可以簡便地根據(jù)相應(yīng)的光學(xué)標(biāo)記牌的類型和大小來調(diào)整光源，其中在機(jī)場區(qū)域有70多個(gè)各種不同的光學(xué)標(biāo)記牌。也可以調(diào)整間隔單元，以此采用簡單的方式來改變發(fā)光二極管布置的密度。信息標(biāo)記牌例如需要比指令標(biāo)記牌小的發(fā)光二極管密度。由此也可以在發(fā)光二極管的光強(qiáng)和光效率方面簡單地適應(yīng)于LED技術(shù)的未來發(fā)展情況。由此還能為指令標(biāo)記牌、信息標(biāo)記牌特別是等待位置標(biāo)記牌提供各種不同的方案， 這有助于節(jié)省電費(fèi)，因?yàn)槔缧畔?biāo)記牌需要的能量比指令標(biāo)記牌少20%。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的至少一部分發(fā)光二極管優(yōu)選具有用于形成輻射的光學(xué)部件。由此可以改善例如在顯示板邊緣處的光源亮度級別。同樣優(yōu)選的是，本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的在矩陣邊緣處的發(fā)光二極管具有比矩陣內(nèi)部的發(fā)光二極管高的光強(qiáng)。因而可以在邊緣處使用較昂貴的大功率發(fā)光二極管，而在矩陣當(dāng)中裝上便宜的發(fā)光二極管。由此還可以將相鄰測量點(diǎn)調(diào)節(jié)得更為均勻，以此來減小亮度變化程度。替代地，矩陣中心的至少一個(gè)發(fā)光二極管具有比矩陣邊緣處的發(fā)光二極管大的光強(qiáng)。用于指令標(biāo)記(紅底白字)和信息標(biāo)記(黑底黃字)的文本顯示在顯示板的中間，由此可以利用在光學(xué)矩陣中心的具有較大光強(qiáng)的發(fā)光二極管來提高標(biāo)記的亮度。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的另一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，矩陣具有多個(gè)可分別單獨(dú)更換的帶有發(fā)光二極管的矩陣模塊。一方面，這簡化了不同大小的發(fā)光二極管矩陣的組裝，另一方面，模塊化構(gòu)造方式有利于加裝已有的標(biāo)記牌，但也有利于維護(hù)按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的光學(xué)標(biāo)記牌。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的矩陣模塊優(yōu)選具有裝配有發(fā)光二極管的印制電路板，該印制電路板可借助固定機(jī)構(gòu)固定在殼體內(nèi)。若借助固定機(jī)構(gòu)既可固定通常的光源，又可固定本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的矩陣模塊，則將確?？珊啽愕丶友b已有的標(biāo)記牌。透明的保護(hù)層例如作為貼皮或遮蓋物有利地沿著矩陣模塊延伸，以便覆蓋設(shè)置于矩陣模塊上的全部發(fā)光二極管。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，該光學(xué)標(biāo)記牌包括冷卻體， 冷卻體為了排出熱量而與一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管導(dǎo)熱地連接。通過冷卻體基本上進(jìn)行溫度控制，這特別是在使用大功率發(fā)光二極管時(shí)是重要的。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的冷卻體優(yōu)選具有設(shè)置在印制電路板中的金屬芯。帶有金屬芯的印制電路板簡寫為MCPCB(英文Metal Core Printed Circuit Board)，其設(shè)計(jì)成狹長形，優(yōu)選例如與LED殼體的最小寬度一樣寬。金屬芯用作散熱器和熱量分布器，其中狹長形設(shè)計(jì)使得顯示板上的固有陰影很小，如果模塊安裝于發(fā)光二極管的光路上。
本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的冷卻體進(jìn)一步優(yōu)選具有貼靠在印制電路板上的帶肋的金屬型材。若除了印制電路板的金屬芯外，還安裝有帶肋金屬型材形式的附加冷卻體，則將改善傳熱特性。這特別是在大電流情況下提高了發(fā)光二極管的壽命。尤其可以把帶有急劇減小的底點(diǎn)的發(fā)光二極管安裝到帶金屬芯的薄的印制電路板條上，這改善了熱量分布。附加的冷卻體由此也可以進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)，這同樣改善了熱量分布。附加的冷卻體可以在垂直于印制電路板的方向上增大，而不會在顯示板上引起光度的損失。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的另一種特別有利的設(shè)計(jì)中，該光學(xué)標(biāo)記牌包括用于控制至少一個(gè)發(fā)光二極管的亮度的控制機(jī)構(gòu)。使用發(fā)光二極管作為光源，這樣就能例如通過對 LED供電流的脈沖寬度調(diào)制實(shí)現(xiàn)無級的暗度調(diào)節(jié)，而在這種情況下不會發(fā)生色坐標(biāo)偏移。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的又一種有利的設(shè)計(jì)中，該光學(xué)標(biāo)記牌包括用于監(jiān)視光源功能的監(jiān)視機(jī)構(gòu)。由此可以節(jié)省由維護(hù)人員進(jìn)行的耗時(shí)且費(fèi)錢的人為檢查，這減少了機(jī)場機(jī)構(gòu)的維護(hù)時(shí)間和待機(jī)時(shí)間，進(jìn)而減少了失效時(shí)間。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的監(jiān)視機(jī)構(gòu)優(yōu)選具有至少一個(gè)電二極管，用于檢測由至少一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)出的光。把電二極管裝設(shè)在LED印制電路板條上，這樣就可以檢測發(fā)光二極管的光強(qiáng)的持續(xù)惡化，這往往是一種很緩慢的衰變過程。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的監(jiān)視機(jī)構(gòu)有利地具有用來確定至少一個(gè)發(fā)光二極管的電流和/或電壓的測量機(jī)構(gòu)。一個(gè)或多個(gè)矩陣模塊的瞬間的LED失效會導(dǎo)致顯示板上的均勻的亮度分布喪失。電子監(jiān)視電路能檢測到這種災(zāi)難性的失效，進(jìn)而能及時(shí)地消除這種失效。在本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的再一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，殼體被至少一個(gè)隔壁至少分成第一和第二殼體部分，其中第一殼體部分具有第一光源和第一顯示板，第二殼體部分具有第二光源和第二顯示板，其中第一和第二光源可分別單獨(dú)控制，從而光學(xué)標(biāo)記牌利用第一或第二顯示板交替地顯示第一或第二指令和/或信息。這種交替顯示特別是可在夜間非常有利地予以采用。下面對照附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1為本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的局部視圖2示出本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的矩陣模塊； 圖3示出顯示板的透射光譜；
圖4示意性地示出顯示板上的發(fā)光二極管的亮度變化曲線。根據(jù)圖1，本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌10包括箱狀的殼體20，該殼體帶有前側(cè)的透光的顯示板21、布置在該顯示板對面的后壁22、兩個(gè)對置的側(cè)壁23、可取下的頂壁M和布置在該頂壁對面的底壁25。除了顯示板21外，殼體20由金屬構(gòu)成，這是由于其在布置于殼體 20中的光源與外界空氣之間的有利的熱阻。替代地，殼體20也可以由有機(jī)材料制成，例如由玻璃纖維增強(qiáng)的塑料制成。顯示板21包括前板片和在裝設(shè)在內(nèi)側(cè)的薄膜，前板片例如由 5mm厚的有機(jī)玻璃構(gòu)成或者由透光的聚碳酸酯構(gòu)成，薄膜按照要顯示的指令標(biāo)記或信息標(biāo)記Z進(jìn)行彩色設(shè)計(jì)。彩色薄膜可以粘貼上，且具有朗伯特輻射器特性。為了在后面照明顯示板21，在殼體20的內(nèi)部設(shè)置有帶多個(gè)發(fā)光二極管32的光源。光學(xué)標(biāo)記牌10的殼體20 豎立在兩個(gè)帶有地錨(Bruchkupplung)的支腿40上。根據(jù)本發(fā)明，顯示板21被發(fā)光二極管32并非直接地照明，而是間接地通過使得所述發(fā)光二極管發(fā)出的光被散射板22形式的后壁反向散射來照明。為此給后壁22設(shè)有散射層，該散射層使得射來的光反向散射。散射層優(yōu)選是聚酯粉末涂層，其具有緞紋般的表面質(zhì)量，例如具有60%的光澤度。光澤度影響保護(hù)物的要減小的附著傾向，這在按照本發(fā)明規(guī)定的間接照明情況下應(yīng)予以特別關(guān)注。而側(cè)壁23以及底壁和頂壁25J4則由拋光的金屬構(gòu)成，或者具有反射程度高的散射特性小的涂層，以便提高顯示板21的邊緣處的亮度。光源優(yōu)選具有以矩陣形式布置的大功率發(fā)光二極管。該矩陣包括多個(gè)豎直朝向的、在殼體20中并排布置的且分別借助固定機(jī)構(gòu)33固定的矩陣模塊30。這些矩陣模塊30 可以插上，且可分別單獨(dú)地更換。以此方式把發(fā)光二極管32在一個(gè)平面上間隔開地布置成等距離的單元，這些單元在顯示板21與后壁22之間平行地朝向。根據(jù)本發(fā)明，這些發(fā)光二極管32朝向后壁22，使得由其發(fā)出的光至少部分地被后壁22反射回來，進(jìn)而照明顯示板21。因而顯示板21被在后壁22上形成的虛擬光源間接地照明，該虛擬光源明顯大于真正的光源。通過在后壁22上發(fā)生的間接的反向散射，個(gè)別發(fā)光二極管32的失效情況在顯示板21上看不出來，或者至少不像直接照明那樣明顯。同樣的情況適用于因布置在后壁22與顯示板21之間的光路上的物體所致的陰影，在按照本發(fā)明的應(yīng)用中只能看到其中的一半陰影或固有陰影(Eigenschatte)，因而所能看到的亮度變化很微小。按照本發(fā)明的間接的反向散射還引起在整個(gè)顯示板21上的色坐標(biāo)的高一致性， 這防止了對色覺的刺激。散射層本身也增大了投影到后壁22上的虛擬光源的表面積?？傊?，按照本發(fā)明將實(shí)現(xiàn)在整個(gè)顯示板21上的亮度的很高的均勻性。對此還參見圖4，其示出發(fā)光二極管32的亮度L關(guān)于在顯示板21上的豎直位置y 的變化曲線60。虛線61表示在利用發(fā)光二極管32直接照明顯示板21情況下的亮度L變化曲線，而實(shí)線62則表示在間接照明情況下的變化曲線。兩條曲線的最大值在所考察的發(fā)光二極管32的豎直位置處相會，但高度不同。若與發(fā)光二極管32的位置的間隔足夠，兩條曲線61或62就會下降到背景照明63的值，該背景照明由殼體內(nèi)部的反射和散射組成。根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在利用在間接照明62與背景照明63情況下的最大值之間的較小的亮度差，該亮度差明顯小于在直接照明61與背景63情況下的最大值之間的亮度對比。因此，這種發(fā)光二極管32的失效影響在間接照明情況下明顯小于直接照明。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的功能可靠性以及所屬的飛機(jī)滑行道的可用性因而高于現(xiàn)有技術(shù)。矩陣式光源的模塊化結(jié)構(gòu)提供了很大優(yōu)勢。發(fā)光二極管32的面密度既可以通過矩陣模塊30上的發(fā)光二極管32相互間的間隔來調(diào)整，又可以通過各個(gè)矩陣模塊30相互間的間隔來調(diào)整。這也允許根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌的不同大小來調(diào)整光源，其中在機(jī)場區(qū)域例如有70多個(gè)各種不同的光學(xué)標(biāo)記牌。指令標(biāo)記牌例如需要比信息標(biāo)記牌高的亮度。但兩種標(biāo)記牌都需要均勻地照明顯示板21，以便滿足國際機(jī)場標(biāo)準(zhǔn)的要求。相鄰測量點(diǎn)之間的均勻性系數(shù)不得大于1.5。有利地，矩陣邊緣處的發(fā)光二極管32具有比矩陣中心的發(fā)光二極管32大的光強(qiáng)。 由此可以改善顯示板21邊緣處的亮度。替代地，矩陣中心的至少一個(gè)發(fā)光二極管32具有比矩陣邊緣處的發(fā)光二極管32 大的光強(qiáng)。在所示實(shí)施例中，發(fā)光二極管32是大功率發(fā)光二極管。這些發(fā)光二極管以至少 IOOmA的額定電流被供電，且具有至少20 Lii的光強(qiáng)。光強(qiáng)也可以大于100 lm，由此可以減少用于正常要達(dá)到的亮度的所需要的發(fā)光二極管32的數(shù)量。除了壽命很高之外，發(fā)光二極管32的特點(diǎn)還在于其在很低的溫度情況下的工作能力(Punktionsfaiigkeit)。它們具有很短的開關(guān)時(shí)間，且在光射出(Lichtausstofi)和色坐標(biāo)方面瞬間即可完全工作。例如 Philips Lumileds公司的K2型LED或者CREE公司的XR-E型LED特別適合。這些發(fā)光二極管的低熱阻便于本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌10排放熱量；此外，低熱阻有助于延長發(fā)光二極管 32的壽命。大功率發(fā)光二極管32的電流消耗小是另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。為了輻射出白色光，發(fā)光二極管32被構(gòu)造成朗伯特輻射器的形式。它們?nèi)缃窬哂锌膳c熒光燈相比擬的光效率。白色光例如通過藍(lán)色光的基于磷光的轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生。有利地， 在所示實(shí)施例中省去了在發(fā)光二極管32之前的外部透鏡。然而發(fā)光二極管32被透明的保護(hù)層遮蓋。該保護(hù)層由非常透明的材料例如聚碳酸酯或PMMA構(gòu)成，以便保持透射損失較小。保護(hù)層為發(fā)光二極管32擋住灰塵和污物，否則會有損于其光強(qiáng)。圖2示出本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌10的光源的矩陣模塊30。該模塊30包括條形的印制電路板31，大功率發(fā)光二極管32等距離地設(shè)置在該印制電路板上。印制電路板31是MCPCB，因而包括作為冷卻體的在圖2中未明確示出的金屬芯。 印制電路板條31的寬度在此不明顯大于LED殼體本身。裝入到殼體20中的矩陣模塊30 由此僅形成較小的陰影。由于顯示板21上的自有陰影較小，故改善了光源的光效率。印制電路板31的熱傳遞特性通過被構(gòu)造成帶肋的金屬型材34的冷卻體得到進(jìn)一步改善，該冷卻體與印制電路板31導(dǎo)熱地連接。肋型材在此沿著垂直于印制電路板31進(jìn)而平行于后壁22與顯示板21之間的主光路的方向延伸。通過金屬型材34的這種設(shè)計(jì)，也使得矩陣模塊30的自有陰影保持較小。大功率發(fā)光二極管32具有朗伯特輻射特性，其最大光輻射垂直于印制電路板31。保護(hù)層有利地沿著矩陣模塊延伸，以便覆蓋設(shè)置于其上的全部發(fā)光二極管。由此在矩陣模塊上得到一個(gè)平滑面，該平滑面防止灰塵和污物附著，且能實(shí)現(xiàn)輕易地洗掉污物。 保護(hù)層可以被設(shè)置成用于一個(gè)或多個(gè)矩陣模塊的貼皮或遮蓋物。未示出的控制機(jī)構(gòu)可用來對光源進(jìn)行無級的暗度調(diào)節(jié)。該控制機(jī)構(gòu)例如通過對 LED供電流的脈沖寬度調(diào)制來調(diào)節(jié)發(fā)光二極管32的亮度。這里有利的是，色坐標(biāo)并不偏移。同樣未示出的監(jiān)視機(jī)構(gòu)用來監(jiān)視光源的功能。該監(jiān)視機(jī)構(gòu)一方面包括設(shè)置于印制電路板31上的電二極管，以便監(jiān)視由發(fā)光二極管32發(fā)出的光。如果發(fā)光二極管32的光強(qiáng)隨著時(shí)間的推移而減小，就向維護(hù)中心發(fā)出相應(yīng)的通報(bào)。監(jiān)視機(jī)構(gòu)還包括用于發(fā)光二極管 32的電流強(qiáng)度和電壓的測量機(jī)構(gòu)。個(gè)別發(fā)光二極管32或整個(gè)矩陣模塊30的失效情況也被通報(bào)給維護(hù)中心，以便使得本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌10能夠盡快恢復(fù)正常功能。本發(fā)明的光學(xué)標(biāo)記牌10的另一優(yōu)點(diǎn)還將參照圖3來闡述。在這里繪出了用于指令標(biāo)記牌的帶有紅色薄膜的顯示板21的透射光譜50。該光譜被標(biāo)準(zhǔn)化為值100，也就是在值為51時(shí)，紅顏色的波長λ為650nm。若波長λ略小于600nm，則極限波長為52，在該波長以下，較小波長的光基本上被濾除，這相當(dāng)于低通濾波作用。而在400nm與450nm之間的透射光譜具有透射峰值53。按照本發(fā)明使用的發(fā)光二極管32的發(fā)射光譜在大約450nm處表現(xiàn)出最大值，該最大值在直接照明顯示板21時(shí)在任何情況下由于透射光譜中的透射峰值53而可看到。直接照明的該問題特別是在使用大功率發(fā)光二極管的情況下會出現(xiàn)，這種大功率發(fā)光二極管發(fā)出的光面積例如明顯小于熒光燈。因而在直接照明的情況下會出現(xiàn)的
10是，大功率發(fā)光二極管的藍(lán)色最大值在紅色顯示板上被感覺成另一種顏色例如紫色。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)標(biāo)記牌(10)，用于為飛機(jī)場上的滑行飛機(jī)顯示指令和/或信息，包括殼體 (20)，其帶有用于顯示指令標(biāo)記和/或信息標(biāo)記(Z)的可透光的顯示板(21)；設(shè)置在殼體 (20)中的光源，其帶有用于照明顯示板(21)的至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)；散射板(22)，其被設(shè)計(jì)用來使得入射的光發(fā)生散射和/或反向散射，其特征在于，光源設(shè)置在顯示板與散射板之間，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)朝向散射板(22)，從而顯示板(21)被至少一個(gè)發(fā)光二極管并非直接地照明，而是間接地通過使得所述發(fā)光二極管發(fā)出的光被散射板(22 )反向散射來照明。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中散射板(22)是殼體(20)的后壁，而顯示板(21)是該殼體的前壁，其中散射板(22)設(shè)有用于使得入射的光發(fā)生反向散射的散射層。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中散射板(22)在殼體(20)中設(shè)置于殼體 (20)的前壁與后壁之間，且為半透光設(shè)計(jì)或透光設(shè)計(jì)，其中后壁與前壁均為顯示板(21)，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)設(shè)置在后壁與散射板(22)之間，從而利用透射的散射光來照明前壁。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中散射板(22)具有涂料顏料，涂料顏料的分布情況決定了顯示板(21)的色坐標(biāo)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中顯示板(21)具有板片和設(shè)于板片上的薄膜，該薄膜按照要顯示的指令標(biāo)記和/或信息標(biāo)記(Z)進(jìn)行彩色設(shè)計(jì)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管 (32)是大功率發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中至少一個(gè)發(fā)光二極管 (32)為了輻射出白色光而被構(gòu)造成朗伯特輻射器的形式。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中光源具有以矩陣形式設(shè)置的發(fā)光二極管(32)。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中至少一部分發(fā)光二極管(32)具有用于形成輻射的光學(xué)部件。
10.如權(quán)利要求8或9所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中在矩陣邊緣處的發(fā)光二極管(32) 具有比矩陣內(nèi)部的發(fā)光二極管(32)高的光強(qiáng)。
11.如權(quán)利要求8或9所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中矩陣中心的至少一個(gè)發(fā)光二極管 (32)具有比矩陣邊緣處的發(fā)光二極管(32)高的光強(qiáng)。
12.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中矩陣具有多個(gè)可分別單獨(dú)更換的帶有發(fā)光二極管(32)的矩陣模塊(30)。
13.如權(quán)利要求12所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中矩陣模塊具有透明的保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋矩陣模塊的發(fā)光二極管。
14.如權(quán)利要求12或13所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中矩陣模塊(30)具有裝配有發(fā)光二極管(32)的印制電路板(31)，該印制電路板可借助固定機(jī)構(gòu)(33)固定在殼體(20)內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，帶有冷卻體，該冷卻體為了排出熱量而與一個(gè)或多個(gè)所述發(fā)光二極管(32)導(dǎo)熱地連接。
16.如權(quán)利要求15所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中冷卻體具有設(shè)置在印制電路板(31) 中的金屬芯。
17.如權(quán)利要求15或16所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中冷卻體具有貼靠在印制電路板 (31)上的帶肋的金屬型材(34)。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，帶有用于控制至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)的亮度的控制機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，帶有用于監(jiān)視光源功能的監(jiān)視機(jī)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求19所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中監(jiān)視機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)電二極管，用于檢測由至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)發(fā)出的光。
21.如權(quán)利要求19或20所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中監(jiān)視機(jī)構(gòu)具有用來確定至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)的電流和/或電壓的測量機(jī)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的光學(xué)標(biāo)記牌(10)，其中殼體(20)被至少一個(gè)隔壁至少分成第一和第二殼體部分，其中第一殼體部分具有第一光源和第一顯示板，第二殼體部分具有第二光源和第二顯示板，其中第一和第二光源可分別單獨(dú)控制，從而光學(xué)標(biāo)記牌(10)利用第一或第二顯示板交替地顯示第一或第二指令和/或信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)標(biāo)記牌(10)，用于為飛機(jī)場上的滑行飛機(jī)顯示指令和/或信息，包括殼體(20)，其帶有用于顯示指令標(biāo)記和/或信息標(biāo)記(Z)的可透光的顯示板(21)；設(shè)置在殼體(20)中的光源，其帶有用于照明顯示板(21)的至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)。散射板(22)被設(shè)計(jì)用來使得入射的光發(fā)生散射和/或反向散射，其中光源設(shè)置在顯示板與散射板之間。至少一個(gè)發(fā)光二極管(32)朝向散射板(22)，從而顯示板(21)被至少一個(gè)發(fā)光二極管并非直接地照明，而是間接地通過使得所述發(fā)光二極管發(fā)出的光被散射板(22)反向散射來照明。
文檔編號G09F13/22GK102483890SQ201080029738
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者博伊克馬 M., 特雷莫?jiǎng)诳怂?P. 申請人:Adb有限責(zé)任公司