不同大小led芯片的雙色發(fā)光二極管的光學(xué)煙霧報(bào)警器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有根據(jù)散射光原理而工作的檢測(cè)器單元的光學(xué)煙霧報(bào)警器。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的煙霧報(bào)警器也已知為火警報(bào)警器。它們通常包括具有至少一個(gè)煙霧入口開口的外殼以及容納在外殼中以供煙霧檢測(cè)的檢測(cè)器單元。檢測(cè)器單元優(yōu)選地包括光學(xué)測(cè)量腔室，其屏蔽環(huán)境光，但是對(duì)于要檢測(cè)的煙霧而言可滲透。后者通常還包括多個(gè)隔柵(louver)以屏蔽環(huán)境光并且因此也稱作迷宮式密封(labyrinth)。
[0003]所討論的檢測(cè)器單元包括發(fā)光二極管以輻照要檢測(cè)的顆粒和對(duì)其光譜靈敏的光電傳感器以檢測(cè)由顆粒散射的光。通常，電子控制單元還連接到發(fā)光二極管和光電傳感器，作為煙霧報(bào)警器的部分?？刂茊卧慌渲贸扇绻梢詸z測(cè)到相應(yīng)的最小煙霧濃度值的話則輸出警報(bào)和/或報(bào)警。
[0004]EP O 877 345 A2公開了一種散射光煙霧報(bào)警器，其包括:光發(fā)射設(shè)備，用以發(fā)射具有兩種不同波長(zhǎng)的光；光接收設(shè)備，用以接收具有兩種不同波長(zhǎng)的散射光；計(jì)算裝置，用以執(zhí)行對(duì)于從光接收設(shè)備的第一波長(zhǎng)的散射光輸出和第二波長(zhǎng)的散射光輸出進(jìn)行煙霧檢測(cè)而言必要的計(jì)算；以及煙霧檢測(cè)處理裝置，用于基于來自計(jì)算裝置的計(jì)算結(jié)果輸出來執(zhí)行煙霧檢測(cè)過程。根據(jù)其中根據(jù)圖13的實(shí)施例，光發(fā)射設(shè)備、即雙色發(fā)光二極管的使用是已知的，其中第一和第二光發(fā)射設(shè)備被布置在彼此非常靠近的位置處并且在相同的光發(fā)射方向上發(fā)射第一和第二波長(zhǎng)的光。
[0005]從現(xiàn)有技術(shù)還已知的是檢測(cè)器單元，其使用兩種不同顏色的發(fā)光二極管和光電傳感器，以一種或兩種散射光布置。已知的是使用發(fā)紅光LED或紅外LED以發(fā)射紅光或紅外光，以及使用發(fā)藍(lán)光或發(fā)紫光LED以發(fā)射藍(lán)光或紫光。借助于接收自光電傳感器的相應(yīng)顏色的散射光的合適的評(píng)估，然后可能的是執(zhí)行關(guān)于所檢測(cè)的煙霧顆粒的顆粒大小的評(píng)估。對(duì)所檢測(cè)的顆粒大小的合適的評(píng)定使得能夠例如在煙霧、灰塵和蒸氣之間進(jìn)行區(qū)分。這使得能夠防止可能的誤報(bào)警的輸出。
[0006]已知的煙霧報(bào)警器通常被配置用于以具有連接到那里的多個(gè)另外的煙霧報(bào)警器的一排報(bào)警器的操作，或者被配置用于受電池支持的獨(dú)立操作。在兩種情況中這都意味著僅僅小于1mW的非常小的平均電功率是可用的。用于發(fā)射相應(yīng)光的發(fā)光二極管的控制因此通常是脈沖的。類似地，整個(gè)“電子器件”被適配用于最低的可能的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于在引言中引用的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是詳述具有改善的檢測(cè)器單元的煙霧報(bào)警器。
[0008]利用主權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)所述目的。在從屬權(quán)利要求中詳述本發(fā)明的有利實(shí)施例。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)光二極管包括第一 LED芯片，其體現(xiàn)為表面發(fā)射輻射器，用以發(fā)射具有在從350nm到500nm的第一波長(zhǎng)范圍中的光的第一光束。它還包括第二 LED芯片，其體現(xiàn)為表面發(fā)射輻射器，用以發(fā)射具有在從665nm到100nm的第二波長(zhǎng)范圍中的光的第二光束。此處，由LED芯片發(fā)射的相應(yīng)的光主要是單色光。
[0010]此處，“表面發(fā)射福射器”意味著光是從具有朗伯(Lambertian)光分布的水準(zhǔn)面(level surface)發(fā)射的。因此，表面發(fā)射輻射器還可以稱作朗伯輻射器?？商鎿Q地，第一和第二 LED芯片可以體現(xiàn)為邊緣發(fā)射輻射器。
[0011]兩個(gè)LED芯片被布置成緊挨著彼此。
[0012]可替換地，兩個(gè)LED芯片可以被布置成至少部分重疊。對(duì)于比第二 LED芯片小得多的第一 LED芯片而言還可能的是被布置在第二 LED芯片上，特別地在其中間或中心。
[0013]LED芯片通常由具有多個(gè)用光電子半導(dǎo)體過程所生產(chǎn)的LED芯片的晶片制成。這種晶片通過機(jī)械分離過程、特別是通過鋸割或斷開而分離成多個(gè)LED芯片?！奥懵丁焙捅旧硗耆δ艿慕M件也已知為“裸片”。其因此包括通常方形或矩形的形狀。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明，第一 LED芯片的光學(xué)活性表面與第二 LED芯片的光學(xué)活性表面的比在從2到20的范圍內(nèi)。因此，第一 LED芯片發(fā)射在藍(lán)-綠、藍(lán)、紫或紫外范圍中的光，而第二 LED芯片發(fā)射在紅/橙、紅或紅外范圍中的光。
[0015]根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，第一 LED芯片的光學(xué)活性表面與第二 LED芯片的光學(xué)活性表面的比在從2.5到6.5的范圍內(nèi)。
[0016]“光學(xué)活性”意指在電流激勵(lì)時(shí)發(fā)射光的LED芯片的表面的部分。因此，表面上用于接觸LED芯片的區(qū)，其例如旨在用于接觸接合線，不屬于其中。
[0017]本發(fā)明的核心一方面在于集成兩個(gè)單色發(fā)光二極管以形成一個(gè)單個(gè)(僅有的)雙色發(fā)光二極管。
[0018]這有利地減少組件的數(shù)目。另外的優(yōu)點(diǎn)在于以下事實(shí):有可能免除在雙色發(fā)光二極管的組裝之后光學(xué)路徑的復(fù)雜校準(zhǔn)。通常，在兩個(gè)發(fā)光二極管的組裝的情況下發(fā)生的在相對(duì)于彼此的對(duì)準(zhǔn)和定位中的相對(duì)偏離需要復(fù)雜的校準(zhǔn)。
[0019]另一方面，本發(fā)明基于以下知識(shí):首先，“藍(lán)”組件是關(guān)于針對(duì)光學(xué)煙霧檢測(cè)的電功率需要的決定性組件。為此的原因是與紅色或紅外LED光相比在生成藍(lán)光的情況下的顯著較差的效率。通常，藍(lán)光或紫光的生成比紅光或紅外光的生成差，是其大約l/10(worse byabout a factor of 10)。例如，與生成具有940nm的波長(zhǎng)的紅外光(由OSRAM所制的LED類型SFH4550)相比，為了生成具有470nm的波長(zhǎng)的藍(lán)光(由OSRAM所制的LED類型SFH4570)，對(duì)于相同的輻射強(qiáng)度而言需要近似11倍的光學(xué)活性表面。
[0020]另一因數(shù)是在通常用作光電傳感器的硅PIN光電二極管的情況下藍(lán)光的顯著較差的光譜靈敏性。因此，假設(shè)上述示例性O(shè)SRAM LED，藍(lán)光的檢測(cè)比紅外光的檢測(cè)差，是其1/1.7 (在該上下文中參見圖5)。對(duì)于完整的電-光學(xué)電效率，結(jié)果所得的總因數(shù)是大約19=11x1.7 ο
[0021]根據(jù)本發(fā)明，藍(lán)色照明的LED芯片的光學(xué)活性表面被定尺寸以使得確保用于可靠煙霧檢測(cè)的適當(dāng)質(zhì)量的光電傳感器信號(hào)。另一方面，由于“紅”組件的顯著更好的電-光學(xué)電效率，用于生成紅光或紅外光的“紅” LED芯片的表面可以減少到某個(gè)分?jǐn)?shù)。這有利地導(dǎo)致這種雙色LED的電功率需要和成本的降低。
[0022]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一 LED芯片被體現(xiàn)成發(fā)射具有460nm±40nm或390nm±40nm的波長(zhǎng)的光，并且第二 LED芯片發(fā)射具有940nm±40nm或860nm±40nm的波長(zhǎng)的光。
[0023]發(fā)光二極管優(yōu)選地具有對(duì)稱軸。兩個(gè)LED芯片的相應(yīng)主輻射方向平行于對(duì)稱軸。對(duì)稱軸還可以被指明為主結(jié)構(gòu)軸或縱軸。在“現(xiàn)貨”銷售(即作為大量生產(chǎn)的消費(fèi)品)的慣常5_或3_發(fā)光二極管的情況中，這是相對(duì)于這樣的發(fā)光二極管的塑料外殼的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸。
[0024]兩個(gè)LED芯片被施加在發(fā)光二極管的支撐板上并且連接到從塑料外殼引出的電連接。在這種情況下，支撐板的表面法線平行于發(fā)光二極管的對(duì)稱軸而延伸。
[0025]對(duì)此可替換地，主輻射方向中的至少一個(gè)傾斜向?qū)ΨQ軸。這使得能夠?qū)λ傻南鄳?yīng)光束進(jìn)行聚焦和/或光學(xué)導(dǎo)引。
[0026]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，具有光闌孔徑的光闌機(jī)構(gòu)在檢測(cè)器單元中被布置在發(fā)光二極管和光電傳感器之間。所形成的光闌孔徑通常是矩形的，但是也可以是圓形的。光闌機(jī)構(gòu)被布置和對(duì)準(zhǔn)以使得由兩個(gè)LED芯片所發(fā)射的光束基本上完全通過光闌孔徑。
[0027]此處，“基本上完全”意味著由相應(yīng)LED芯片所發(fā)射的光的總量的多于95%通過光闌孔徑。技術(shù)背景是，在所示的理想光束或光束邊界外部，總是存在不能完全避