DE10022712B4

DE10022712B4 - Signaling insert with a lamellar arrangement for traffic signal systems

Info

Publication number: DE10022712B4
Application number: DE10022712A
Authority: DE
Inventors: Simon BLÜMEL
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: DE10022712A1

Abstract

Signalgebereinsatz mit einer Lamellenanordnung (7) für Verkehrssignalanlagen, mit einer Signallicht aussendenden Lichtquelle (1) und einem zugeordneten, das Signallicht zu einem Lichtbündel formenden Kollimator (4), wobei die Lamellenanordnung (7) durch eine Anzahl über den Lichtbündelquerschnitt verteilter Lamellen (8) gebildet ist und die Lamellenanordnung (7) dem Kollimator (4) nachgeordnet ist, und durch die Abblendseiten (13) der Lamellen (8) im Winkel zur optischen Achse (5) in Richtung auf den Kollimator (4) einfallendes Störlicht ausblendbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass den Abblendseiten (13) gegenüberliegende Reflexionsseiten (9) der Lamellen (8) auftreffendes Signallicht reflektieren.Signal transmitter set with a lamellar arrangement (7) for traffic signal systems, with a signal light emitting light source (1) and an associated, the signal light to a light beam forming collimator (4), wherein the lamellar assembly (7) by a number over the light beam cross section distributed lamellae (8) is formed and the lamellar arrangement (7) the collimator (4) is arranged downstream, and by the Abblendseiten (13) the lamellae (8) at an angle to the optical axis (5) in the direction of the collimator (4) incident light can be faded out, thereby characterized in that the Abblendseiten (13) opposite Reflection sides (9) of the slats (8) incident signal light reflect.

Description

Die Erfindung betrifft einen Signalgebereinsatz mit einer Lamellenanordnung für Verkehrssignalanlagen mit einer Signallicht aussendenden Lichtquelle und einem zugeordneten, das Signallicht zu einem Lichtbündel formenden Kollimator, wobei die Lamellenanordnung durch eine Anzahl über den Lichtbündelquerschnitt verteilter Lamellen gebildet ist, die Lamellenanordnung dem Kollimator nachgeordnet ist, und durch die Abblendseiten der Lamellen im Winkel zur optischen Achse in Richtung auf den Kollimator einfallendes Störlicht ausblendbar ist.The The invention relates to a signal generator insert with a fin arrangement for traffic signal systems with a signal light emitting light source and an associated, the signal light to a light beam forming collimator, wherein the lamellar arrangement by a number on the Light beam cross-section distributed lamellae is formed, the lamellar arrangement of the collimator is subordinate, and by the Abblendseiten the slats in the angle to the optical axis in the direction of the collimator incident stray light is fade out.

Derartige Signalgebereinsätze sind allgemein bekannt und werden üblicherweise für Verkehrsampeln verwendet. Zum Beispiel ist aus der DE 30 22 737 C2 eine Lichtsignalanlage bekannt, bei der eine Lamellenanordnung zur Abschwächung von kontrastminderndem Fremdlicht vorgesehen ist.Such signaling elements are well known and commonly used for traffic lights. For example, from the DE 30 22 737 C2 a light signal system known, in which a lamellar arrangement is provided for attenuation of contrast-reducing extraneous light.

In herkömmlichen Signalgebereinsätzen werden Glühlampen als Lichtquelle verwendet. Neuerdings gibt es allerdings Bestrebungen, die Glühlampen durch Lumineszenzdioden zu ersetzen. Die Lumineszenzdioden werden nachfolgend kurz als LED bezeichnet.In usual Signaling inserts are lightbulbs used as a light source. Recently, however, there are efforts the light bulbs to be replaced by light emitting diodes. The light-emitting diodes become hereafter referred to as LED for short.

Im Rahmen dieser Bestrebungen ist die sogenannte Nadelkissentechnik vorgeschlagen worden. Bei der sogenannten Nadelkissentechnik werden LEDs über die gesamte Lichtaustrittsfläche verteilt angeordnet. In der Nadelkissentechnik lassen sich Signalgebereinsätze auf einfache und kostengünstige Weise bewerkstelligen. Nachteilig ist jedoch, daß sich die Funktionsfähigkeit der LEDs nur schwierig überwachen läßt. Außerdem ist das Erscheinungsbild des Signalgebereinsatzes gepunktet und die Phantomlichtklasse ist schlecht.in the The framework of these efforts is the so-called pincushion technology been proposed. In the so-called pincushion technique LEDs over the entire light exit area arranged distributed. In needle pincushion technology, signaliser inserts can be used simple and inexpensive Accomplish the way. The disadvantage, however, is that the functionality the LEDs are difficult to monitor leaves. Besides that is the appearance of the signaling insert dotted and the Phantom light class is bad.

Die Einteilung in Phantomlichtklassen stellt ein dem Fachmann geläufiges Mittel dar, um die Reflexion von Störlicht zu klassifizieren. Unter Phantomlicht versteht man dabei Lichteffekte, die durch die Reflexion von Sonnenlicht entstehen. Das Phantomlicht wird gemessen, indem eine sogenannte Normsonne mit einer definierten Beleuchtungsstärke unter einem Einfallswinkel von 10° gegen die optische Achse auf den Signalgebereinsatz strahlt.The Classification in phantom light classes is a familiar to the expert means represents the reflection of stray light to classify. Phantom light is light effects, caused by the reflection of sunlight. The phantom light is measured by a so-called standard sun with a defined illuminance at an angle of incidence of 10 ° the optical axis radiates to the signal generator insert.

Ferner ist bekannt, eine zentrale Lichtquelle aus LEDs vorzusehen. Dazu werden auf engstem Raum LEDs angeordnet. Die Anordnung der LEDs weist typischerweise einen Durchmesser von 50 mm auf, wobei die Anordnung einen Abstand von der Größenordnung von etwa 80 mm zu einer Streuoptik einnimmt. Derartige Signalgebereinsätze weisen ein homogenes Erscheinungsbild auf und lassen sich auf einfache Weise überwachen. Allerdings ist die Abführung der von den LEDs erzeugten Wärme schwierig. In der Praxis lassen sich außerdem bestenfalls Signalgebereinsätze mit der Phantomlichtklasse 3 bauen.Further It is known to provide a central light source of LEDs. To LEDs are arranged in confined spaces. The arrangement of the LEDs has typically a diameter of 50 mm, the arrangement a distance of the order of magnitude of about 80 mm to a scattering optics occupies. Such signal transmitter inserts have a homogeneous appearance and can be easy on Monitor way. However, the discharge is the heat generated by the LEDs difficult. In practice, in the best case, signaling inputs are also included build the phantom light class 3.

Schließlich ist auch bekannt, der Unterdrückung von Phantomlicht sogenannte Lamellen vorzusehen, die zur Vermeidung von Reflexion schwarz beschichtet oder eloxiert sind.Finally is also known as oppression provided by phantom light so-called lamellae, which are to avoid of reflection are black coated or anodized.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für ausgedehnte Lichtquellen geeigneten Signalgebereinsatz mit homogenem Erscheinungsbild, guter Phantomlichtklasse und guter Überwachbarkeit zu schaffen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object one for extended Light sources suitable signaling device with a homogeneous appearance, good phantom light class and good monitorability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß den Abblendseiten gegenüberliegende Reflexionsseiten der Lamellen auftreffendes Signallicht reflektieren.These Task is inventively characterized solved, that the Opposite sides opposite Reflect reflection sides of the slats incident signal light.

Dadurch, daß die Lamellen auf einer Reflexionsseite das Signallicht reflektieren, wird auch solches Signallicht hin durchgelassen, das von den äußeren Bereichen der Lichtquelle ausgeht. Somit werden nicht nur von einem zentralen Bereich der Lichtquelle ausgehende Strahlen, die im Kollimator parallel zur optischen Achse ausgerichtet werden, vom Lamellenfeld durchgelassen, sondern auch die von abseits der optischen Achse gelegenen Randbereichen der Lichtquelle. Gleichzeitig wird durch die Oberseite der Lamellen auf den Kollimator ein fallendes Störlicht wirksam abgeschattet. Der Signalgebereinsatz gemäß der Erfindung weist daher neben einem homogenen Erscheinungsbild auch eine gute Phantomlichtklasse auf. Ferner ist es möglich, in der Nähe der Lichtquelle einen Überwachungssensor anzuordnen. Durch einen derartigen Überwachungssensor kann auch der Ausfall einzelner LEDs detektiert werden.Thereby, that the Fins reflect the signal light on a reflection side, also such signal light is transmitted through, that of the outer areas the light source goes out. Thus, not only from a central Area of the light source outgoing rays, which are parallel in the collimator be aligned with the optical axis, let through the lamellar field, but also the peripheral areas of the off-axis optical axis Light source. At the same time, the top of the slats on the collimator a falling stray light effectively shaded. The signaling device insert according to the invention Therefore, in addition to a homogeneous appearance also has a good Phantom light class on. Further, it is possible to be near the light source a monitoring sensor to arrange. By such a monitoring sensor can also the failure of individual LEDs are detected.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lamellen in Richtung der optischen Achse geneigt.at A preferred embodiment of the invention are the lamellae inclined in the direction of the optical axis.

Durch diese Maßnahme kann die Ausdehnung der Lamellen in Richtung der optischen Achse verkürzt oder der Abstand der Lamellen in Richtung quer zur optischen Achse ausgeweitet werden. Dadurch lassen sich besonders kompakte und kostengünstige Signalgebereinsätze herstellen.By This measure can the extension of the slats in the direction of the optical axis shortened or the distance of the slats in the direction transverse to the optical axis expanded become. This makes it possible to produce particularly compact and cost-effective signal generator inserts.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further expedient embodiments The invention is the subject of the dependent claims.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention with reference to the attached Drawing explained. Show it:

1 eine Aufsicht von vorn auf eine ausgedehnte Lichtquelle mit einer Vielzahl von LEDs; 1 a front view of an extended light source with a plurality of LEDs;

2 einen Querschnitt durch einen Signalgebereinsatz gemäß der Erfindung; 2 a cross section through a signal generator insert according to the invention;

3 eine Aufsicht von vorne auf den Signalgebereinsatz aus 2; 3 a front view of the signaler use 2 ;

4 ein schematischer Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Signaleinsatzes; und 4 a schematic cross section through a modified embodiment of the signal insert; and

5 eine 4 entsprechende Darstellung des Signalgebereinsatzes aus den 1 bis 3. 5 a 4 corresponding representation of the signal generator use of the 1 to 3 ,

1 zeigt eine ausgedehnte Lichtquelle 1, die ein auf einem Substrat 2 angeordnetes Feld von LEDs 3 aufweist. Bei der Lichtquelle 1 sind die LEDs 3 in dichtester Packung angeordnet. Die Wärmeabfuhr erfolgt über das Substrat 2 an ein nicht dargestelltes Gehäuse. 1 shows an extended light source 1 one on a substrate 2 arranged field of LEDs 3 having. At the light source 1 are the LEDs 3 arranged in tightest packing. The heat dissipation takes place via the substrate 2 to an unillustrated housing.

Gemäß 2 ist die Lichtquelle 1 in einem Abstand von 50 bis 100 mm von einer Fresneloptik 4 angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fresnel-Optik 4 eine Fresnel-Linse. Es kann sich jedoch auch um eine Fresnel-Scheibe handeln. Die Fresneloptik 4 weist gegebenenfalls auf der der Lichtquelle 1 zugewandten Seite kleine, nicht dargestellte Defokuslinsen von etwa 2 mm Durchmesser auf. Die Defokuslinsen sind dicht an dicht angeordnet. Die ausgedehnte Lichtquelle 1 sitzt möglichst genau in der Brennebene der Fresneloptik 4 und zwar so, daß eine optische Achse 5 durch das Zentrum der Lichtquelle 1 verläuft. Dadurch richtet die Fresneloptik 4 von der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahlen 6 parallel zur optischen Achse 5 aus. Derartige Lichtstrahlen 6 können größtenteils ungehindert durch ein der Fresneloptik 4 nachgeordnetes Lamellenfeld 7 mit einer Vielzahl von parallel verlaufenden Lamellen 8 hindurchtreten. Soweit die Lichtstrahlen 6 auf eine Unterseite 9 der gegen die optische Achse 5 verkippten Lamellen 8 auftreffen, werden diese reflektiert. Gleiches gilt für von Randbereichen der Lichtquelle 1 ausgehende Lichtstrahlen 10, die zum größten Teil von den Unterseiten 9 der Lamellen 8 reflektiert werden. Zweckmäßigerweise sind die Unterseiten 9 der Lamellen 8 verspiegelt.According to 2 is the light source 1 at a distance of 50 to 100 mm from a Fresnel optic 4 arranged. In the illustrated embodiment, the Fresnel optics 4 a Fresnel lens. However, it may also be a Fresnel disc. Fresnel optics 4 optionally, on the light source 1 facing side, small, not shown defocus lenses of about 2 mm in diameter. The defocus lenses are arranged close together. The extended light source 1 sits as exactly as possible in the focal plane of Fresnel optics 4 in such a way that an optical axis 5 through the center of the light source 1 runs. This will help the fresnel optics 4 from the light source 1 outgoing light rays 6 parallel to the optical axis 5 out. Such light rays 6 For the most part, they are unobstructed by the fresnel look 4 subordinate slat field 7 with a plurality of parallel slats 8th pass. As far as the light rays 6 on a bottom 9 the against the optical axis 5 tilted slats 8th they will be reflected. The same applies to edge regions of the light source 1 outgoing light rays 10 , for the most part of the bases 9 the slats 8th be reflected. Conveniently, the undersides 9 the slats 8th mirrored.

Die seitliche Ausdehnung der Lichtquelle 1 ist so gewählt, daß sich für die Abstrahlcharakteristik der Fresneloptik 4 ein Öffnungswinkel von etwa +/- 10° ergibt. Zum Beispiel sollte die Lichtquelle 1 bei einem Abstand der Fresneloptik 4 zur Lichtquelle 1 von 70 mm eine Ausdehnung in vertikaler Richtung von 25 mm nicht überschreiten. Das durch die Fresneloptik 4 gerichtete Signallicht kann dann entweder ungehindert durch die Lamellen 8 hindurchtreten oder wird an den Unterseiten 9 reflektiert, so daß ein sehr hoher Lichtdurchgang durch die Lamellen 8 erfolgt. Die Feinverteilung des durch die Lamellen 8 hindurchgetretenen Signallichts wird anschließend mit einer entsprechend geformten Abschlußscheibe 11 bewerkstelligt, durch die das durch die Lamellen 8 hindurchgetretene Signallicht zerstreut wird.The lateral extent of the light source 1 is chosen so that the Fresnel optics for the radiation characteristic 4 an opening angle of about +/- 10 ° results. For example, the light source should be 1 at a distance of Fresnel optics 4 to the light source 1 of 70 mm, do not exceed an extension in the vertical direction of 25 mm. This through the fresnel optics 4 directional signal light can then either unhindered by the slats 8th pass through or become on the bottoms 9 reflected, so that a very high light passage through the slats 8th he follows. The fine distribution of the through the slats 8th transmitted signal light is then with a correspondingly shaped lens 11 accomplished by the through the slats 8th passed signal light is dissipated.

Trotz der ausgedehnten Lichtquelle 1 läßt sich mit dem in 2 dargestellten Signalgebereinsatz eine hohe Phantomlichtklasse erreichen. Denn auf die Lamellen 8 einfallende Sonnenlichtstrahlen 12 werden von geschwärzten Oberseiten 13 absorbiert. Zu diesem Zweck sind die Lamellen 8 auf der Oberseite schwarz beschichtet oder eloxiert. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß kein Phantomlicht entsteht.Despite the extended light source 1 settles with the in 2 Signaling used to achieve a high phantom light class. Because on the slats 8th incident sunlight rays 12 become of blackened tops 13 absorbed. For this purpose, the slats 8th black coated or anodized on top. This measure ensures that no phantom light is produced.

Der in 2 dargestellte Signalgebereinsatz läßt sich außerdem verhältnismäßig einfach überwachen, indem an einer zentralen Stelle in Strahlrichtung die Lichtstärke durch einen Überwachungssensor 14 erfaßt wird. Die hohe Packungsdichte der LEDs in der zentralen Lichtquelle 1 trägt ebenfalls zur Signalsicherheit des Signalgebereinsatzes bei. Denn durch die kompakte Anordnung führt der Ausfall einzelner LEDs 3 in keinem Fall zu unerwünschten Zeichen oder zur Einschränkung der Erkennbarkeit.The in 2 In addition, signaling device use shown can be relatively easily monitored by the light intensity through a monitoring sensor at a central location in the beam direction 14 is detected. The high packing density of the LEDs in the central light source 1 also contributes to the signal security of the signaling device use. Because of the compact arrangement, the failure of individual LEDs 3 in no case to unwanted characters or to limit the recognizability.

Die konstruktive Ausführung des Signalgebereinsatzes erfolgt zweckmäßigerweise so, daß der Signalgebereinsatz je nach Anforderung mit oder ohne Lamellen 8 hergestellt werden kann.The constructive design of the signal generator insert is advantageously carried out so that the signal generator insert depending on the requirement with or without fins 8th can be produced.

Bei einer Ausführungsform ist die Lichtquelle 1 und die Fresneloptik 4 in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht. Je nach Anforderung kann dann das Lamellenfeld 7 vorgesehen werden oder entfallen.In one embodiment, the light source 1 and the Fresnel optics 4 housed in a sealed housing. Depending on the requirement, the slat field can then be used 7 be provided or omitted.

Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel ist die Lichtquelle 1 zusammen mit der Fresneloptik 4, dem Lamellenfeld 7 und der Abschlußscheibe 11 in einem abgedichteten Gehäuse un tergebracht. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn standardisierte Signalgebereinsätze hergestellt werden.In a modified embodiment, the light source 1 together with the Fresnel look 4 , the slat field 7 and the lens 11 housed in a sealed housing un. This embodiment is advantageous when producing standardized signaling element inserts.

3 zeigt eine Vorderansicht des in 2 dargestellten Signalgebereinsatzes. Bei diesem Signalgebereinsatz verlaufen die Lamellen 8 im wesentlichen in horizontaler Richtung. In Einzelfällen ist jedoch denkbar, die Lamellen 8 zur Vermeidung von Phantomlicht um die optische Achse 5 herum zu verschwenken. 3 shows a front view of the in 2 illustrated signaling insert. In this signal generator use the slats run 8th essentially in the horizontal direction. In individual cases, however, is conceivable, the slats 8th to avoid phantom light around the optical axis 5 to turn around.

Wie in 4 dargestellt, ist es auch möglich, die Lamellen 8 des Lamellenfelds 7 parallel zur optischen Achse 5 auszurichten. Im Vergleich zu der in 5 dargestellten Anordnung mit geneigten Lamellen 8 sind in diesem Fall jedoch längere Lamellen 8 oder ein geringerer Abstand zwischen den Lamellen 8 erforderlich. Daher ist es von Vorteil, die Lamellen 8 um einen Winkel zwischen 0 und 20°, vorzugsweise zwischen 5 und 15° zu verkippen.As in 4 shown, it is also possible to use the slats 8th of the slat field 7 parallel to the optical axis 5 align. Compared to the in 5 illustrated arrangement with inclined slats 8th In this case, however, they are longer lamellas 8th or a smaller distance between the slats 8th required. Therefore, it is beneficial to the slats 8th to tilt at an angle between 0 and 20 °, preferably between 5 and 15 °.

Abschließend sei angemerkt, daß der Signalgebereinsatz grundsätzlich mit einem Parabolspiegel ausgeführt werden kann, in dessen Brennebene die Lichtquelle 1 angeordnet ist. In diesem Fall befindet sich das Lamellenfeld 7 an der Öffnung des Parabolspiegels.Finally, it should be noted that the signal generator can in principle be executed with a parabolic mirror, in whose focal plane the light source 1 is arranged. In this case the slat field is located 7 at the opening of the parabolic mirror.

Claims

Signaling insert with a lamella arrangement ( 7 ) for traffic signals, with a signal light emitting light source ( 1 ) and an associated, the signal light forming a light beam collimator ( 4 ), wherein the lamellar arrangement ( 7 ) by a number of lamellae distributed over the light beam cross section ( 8th ) is formed and the lamellar arrangement ( 7 ) the collimator ( 4 ) and the dimming pages ( 13 ) of the slats ( 8th ) at an angle to the optical axis ( 5 ) towards the collimator ( 4 ) incident interference light can be faded out, characterized in that the dimming sides ( 13 ) opposite reflection sides ( 9 ) of the slats ( 8th ) reflect incident signal light.

Signaling insert according to claim 1, characterized in that the light source ( 1 ) is extended in the lateral direction and by the collimator ( 4 ) appears below an object angle of less than 10 °.

Signaling insert according to claim 1 or 2, characterized in that the light source ( 1 ) with a number of light-emitting diodes ( 3 ) has busy diode array.

Signaling insert according to one of claims 1 to 3, characterized in that the collimator ( 4 ) is a Fresnel lens.

Signaling insert according to one of claims 1 to 3, characterized in that the collimator ( 4 ) is a Fresnel disk.

Signaling insert according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lamellae ( 8th ) in a horizontal direction.

Signaling insert according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Abblendseiten ( 13 ) of the slats ( 8th ) are blackened.

Signaling insert according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reflection sides ( 9 ) of the slats ( 8th ) are mirrored.

Signaling insert according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lamellae ( 8th ) in the direction of the optical axis ( 5 ) are tilted at an inclination angle between 0 and 20 °.

Signalers with a number of juxtaposed Signal generation means sets, characterized in that the signal transmitter inserts each according to one of claims 1 to 9 are formed.