DE102015218158A1 - Fail-safe symbol displays with LED light source and light guide - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine LED-Symbolanzeige mit farbmischender Sammeloptik, insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen. Die farbmischende Eigenschaft der Lichtquelle wird einerseits dazu verwendet, den Ausfall einer LED völlig zu kaschieren und die verbleibenden LEDs bei Bedarf mit entsprechend mehr Strom zu beaufschlagen, andererseits um Symbole in mehreren Normfarben in einer gemeinsamen Bauform umsetzen zu können. Als Lichtquelle werden High-Power-LEDs (R, G) mit ebenem Lichtaustritt und separater Verschaltung, sowie elektrischer und/oder optischer Überwachung in kompakter Anordnung eingesetzt, deren Licht im Lichtleiterstab (2) ausgemischt und nach der ebenen Austrittsfläche (4) in ein Lichtleiterbündel (6) oder ein lichtaufteilendes Element geleitet wird, dort in einzelne Lichtleiterarme aufgeteilt und über deren Austrittsflächen (8a, 8b ...) auf einzelne, ein Symbol bildende Sammellinsen (5) gelenkt wird, deren Brennpunkte (F) in den jeweiligen Austrittsflächen liegen. Die Lichtverteilung kann durch Reflexionsflächen und/oder eine Struktur (S) auf der Sammellinse (5) weiter an das Anwendungsgebiet angepasst werden.The invention relates to an LED symbol display with color mixing collection optics, especially for safety-related applications. The color-mixing property of the light source is used on the one hand to completely hide the failure of one LED and to apply the corresponding power to the remaining LEDs if necessary, on the other hand to implement symbols in several standard colors in a common design. As a light source high-power LEDs (R, G) are used with a flat light emission and separate interconnection, and electrical and / or optical monitoring in a compact arrangement, the light mixed in the optical fiber rod (2) and after the flat exit surface (4) in a Fiber optic bundle (6) or a Lichtaufteilendes element is passed, there divided into individual light guide arms and their exit surfaces (8a, 8b ...) is directed to individual, forming a symbol collecting lenses (5) whose focal points (F) in the respective exit surfaces lie. The light distribution can be further adapted to the field of application by reflecting surfaces and / or a structure (S) on the converging lens (5).

Description

Die Anmeldung betrifft eine Optik mit LED-Lichtquelle und Lichtleiter, entsprechend der WO2012/068603A1 (Swarco). The application relates to an optic with LED light source and light guide, according to the WO2012 / 068603A1 (Swarco).

Die in dieser Druckschrift geoffenbarte farbmischende Sammeloptik ist für eine ausfallsichere Symboldarstellung nicht gut geeignet. Symbole sind aus einzelnen Leuchtpunkten aufgebaut, welche gemäß ihrer Anordnung in bekannter Weise Ziffern, Buchstaben oder einfache grafische Darstellungen, etwa Pfeile, Kreuze, Balken oder Linien bilden. The mixed color collection optics disclosed in this document is not well suited for a fail-safe symbol display. Symbols are constructed of individual luminous points, which according to their arrangement in a known manner digits, letters or simple graphic representations, such as arrows, crosses, bars or lines.

In obiger Anmeldung wird bereits auf den Einsatz als redundante Lichtquelle mit mehreren LED-Kristallen für Sicherheitsaufgaben hingewiesen, wenn bei Ausfall eines LED-Kristalles auf einen anderen umgeschaltet werden kann, ohne erkennbare Veränderung in der Lichtabstrahlung. Ebenso kann auch zwischen verschiedenfarbigen LED-Kristallen ohne erkennbare Veränderung in der Lichtabstrahlung hin und her geschaltet werden. Diese Eigenschaften der obigen Anmeldung sollen nun für Symboldarstellungen in Sicherheitsausstattung, insbesonders im Eisenbahn-, Schifffahrts-, Flug- oder Straßenverkehr eingesetzt werden. Hierbei kann zusätzlich die Möglichkeit einer Farbumschaltung genutzt werden, indem Symbole in mehreren Farben durch die farbumschaltbare Lichtquelle verwirklicht werden können. In the above application is already pointed to the use as a redundant light source with multiple LED crystals for security tasks when can be switched to another in case of failure of an LED crystal, no apparent change in the light emission. Likewise, it is also possible to switch back and forth between differently colored LED crystals without any noticeable change in the light emission. These characteristics of the above application are now to be used for symbol representations in safety equipment, in particular in rail, shipping, aviation or road traffic. In this case, the possibility of a color change can additionally be used, in that symbols in several colors can be realized by the color-switchable light source.

Unter Sicherheitsausstattung versteht man ein redundantes System, welches so aufgebaut ist, dass das Versagen eines beliebigen Bauteils unter keinen Umständen zum Versagen des Systems führt. Fällt ein Bauteil aus, so muss ein Ersatzsystem die Funktion aufrechterhalten, wobei das Vorliegen eines Fehlers gemeldet wird, sodass das System rasch instand gesetzt werden kann. In einer einfacheren Variante muss das System bei jedem Fehler in einen stabilen vorherbestimmten Zustand gelangen bzw. abschalten, sodass Verhaltensvorschriften für ausgefallene Symbole in Kraft treten. Safety equipment is a redundant system designed so that failure of any component will under no circumstances lead to failure of the system. If a component fails, a replacement system must maintain its function, reporting the presence of an error so that the system can be quickly repaired. In a simpler variant, the system must enter or shut down to a stable predetermined state for each fault, so that behavior rules for failed symbols come into effect.

Bisher wurden Symbole in Sicherheitsanwendungen mittels Lichtleiterbündeln umgesetzt. Zwei Reflektor-Glühlampen beleuchten über Teiler- oder Umlenkspiegel dasselbe Lichtleiterbündel, dessen Arme zu den das Symbol bildenden Einzeloptiken in der als Matrixplatte bezeichneten Gerätefront führen und jede Optik einen Lichtpunkt bildet. Brennt die erste Lampe durch, führt das mangels Stromfluss im elektrischen Kontroller zum Umschalten auf die zweite Lampe. Dabei wird ein Warnsignal aktiviert. Ist nur eine Lampe vorgesehen, so ist das dargestellte Symbol nach dem Durchbrennen der Lampe sicher ausgeschaltet, im Kontroller erfolgt die Detektion über Fehlen eines Stromflusses. Für höchste Sicherheitsansprüche ist jedes Symbol nur mittels eines einzigen Lichtkreises zu betreiben, denn die Aufteilung auf mehrere Lichtkreise kann im Fehlerfall zu einer verstümmelten Symboldarstellung führen. So far, symbols have been implemented in security applications using optical fiber bundles. Two reflector incandescent lamps illuminate the same optical fiber bundle via divider or deflecting mirrors whose arms lead to the individual optics forming the symbol in the device front, which is referred to as the matrix plate, and where each optic forms a point of light. If the first lamp blows, this leads to a switch to the second lamp due to a lack of current flow in the electrical controller. A warning signal is activated. If only one lamp is provided, then the symbol shown is safely switched off after the lamp has blown through, in the controller the detection is effected by the absence of a current flow. For highest security requirements, each symbol can only be operated by means of a single circle of light, because splitting it into several circles of light can, in the event of a fault, lead to a mutilated symbol representation.

Die technische Entwicklung der LEDs brachte es mit sich, dass die zuvor mit Lichtleiterbündeln ausgestatteten Wechselverkehrszeichen aus Kostengründen sehr rasch auf Einzeloptiken mit je einer LED pro Optik umgestellt wurden. Hierdurch konnten erstmals auch durch Rasteranordnung und modulare Bauweise grafikfähige Geräte hergestellt werden, deren Darstellungen frei programmiert werden können. Allerdings gelten dafür niedrige Sicherheitsauflagen, sodass diese Geräte nicht für sicherheitsrelevante Umgebungen taugen. The technical development of the LEDs meant that the variable traffic signs, which were previously equipped with fiber optic bundles, were quickly converted to individual optics with one LED per optic for cost reasons. As a result, it was also possible for the first time to produce graphics-capable devices through raster arrangement and modular design, the representations of which can be freely programmed. However, low safety requirements apply, meaning that these devices are not suitable for safety-relevant environments.

Heute werden Lichtleiter vor allem zur Signalübertragung eingesetzt. Es verbleiben nur mehr wenige lichttechnische Randgebiete, wo ein Einsatz von LED-Lichtquellen zusammen mit Lichtleiterbündeln sinnvoll ist, beispielsweise bei Endoskopen oder in der Medizintechnik wie in der US 2014/126233A1 (Sunoptic) beschrieben. Darin beleuchtet jedoch nur eine einzige High-Power-LED direkt ein (austauschbares) Lichtleiterbündel. Today, optical fibers are mainly used for signal transmission. There remain only a few photometric edge areas, where the use of LED light sources together with optical fiber bundles makes sense, for example, in endoscopes or in medical technology as in the US 2014 / 126233A1 (Sunoptic). However, only a single high-power LED directly illuminates an (exchangeable) fiber optic bundle.

Die Hersteller von Symbolanzeigen für sicherheitsrelevante Anwendungen sind hier im Dilemma, wenn sie ihre Anzeigen mit der besonders langlebigen LED-Technologie ausstatten wollen. Werden hohe Ansprüche an die Sicherheit gestellt, sind alle LEDs einzeln zu überwachen, um eine unverstümmelte Symboldarstellung zu garantieren. Hierfür wären spezielle elektronische Kontroller notwendig, welche mit den Ansteuerungen zusammen in höchster Sicherheitsstufe funktionieren, was immense Kosten verursacht, weil die bestehenden älteren Systemsteuerungen dafür nicht kompatibel sind und ebenfalls geändert werden müssten. Die elektronische Imitation eines Glühlampenverhaltens in Sicherheitsausstattung ist allerdings auch sehr aufwändig und bietet nicht die technischen Möglichkeiten einer elektronischen Anbindung der Geräte, etwa über Busleitung, wie in den Steuerungsanlagen der neuesten Generationen bereits vorgesehen, etwa mit integrierter Ansteuerung, Helligkeitsregelung, Betriebsstundenzählung, Funktionsüberwachung und Protokollierung der Betriebsumstände und Störungen. The manufacturers of symbol displays for security-relevant applications are here in the dilemma, if they want to equip their displays with the particularly durable LED technology. If high demands are placed on safety, all LEDs must be individually monitored in order to guarantee an unflamed symbol representation. This would require special electronic controllers, which work together with the controls in the highest security level, which causes immense costs, because the existing older system controllers are not compatible and would also need to be changed. However, the electronic imitation of a light bulb behavior in safety equipment is also very complex and does not offer the technical possibilities of an electronic connection of the devices, such as bus line, as already provided in the control systems of the latest generations, such as integrated control, brightness control, operating hours count, function monitoring and logging the operating circumstances and disturbances.

Selbst wenn solche Entwicklungen getätigt werden, ist die Störungsanfälligkeit solcher aufwändiger Systeme wegen der Verwendung einer Vielzahl von Einzelkomponenten auch relativ hoch und läuft dem Gedanken der Funktionssicherheit zuwider. Bisher vorgestellte Systeme sind nicht schlüssig als System der Zukunft erkennbar. Even if such developments are made, the susceptibility to failure of such complex systems because of the use of a variety of individual components is also relatively high and is contrary to the idea of reliability. Previously presented systems are inconclusive recognizable as a system of the future.

Die Anordnung einzelner LEDs in jeder Optik stößt verschiedentlich auf weitere Schwierigkeiten, da Wunschhelligkeit und Lichtverteilung manchmal nicht mit einzelnen LEDs erzielbar sind. Oft sind Low-Power-LEDs zu lichtschwach, alternativ müssten High-Power-LEDs außerhalb ihrer Spezifikationen mit zu wenig Strom betrieben werden. Sogenannte Mid-Power-LEDs sind bisher nicht in allen Signalfarben erhältlich. Mit Lichtleiterbündeln ließe sich hingegen die Lichtpunkthelligkeit in weiten Grenzen gerade im interessierenden Helligkeitsbereich verwirklichen. Dazu kommt die systemimmanente Sicherheit einer vollständigen Symboldarstellung, denn eine oder mehrere ausgefallene Lichtpunkte sind nur bei LED-Lichtpunkten möglich. The arrangement of individual LEDs in each look encounters various difficulties, as desired brightness and light distribution sometimes can not be achieved with individual LEDs. Often low-power LEDs are too faint, alternatively high-power LEDs would have to be operated outside their specifications with too little power. So-called mid-power LEDs are not yet available in all signal colors. With optical fiber bundles, however, the light point brightness could be realized within wide limits, especially in the brightness range of interest. Added to this is the system-immanent safety of a complete symbol representation, because one or more fancy points of light are only possible with LED light points.

Deswegen wurde auch daran gedacht, die Lichtleiter-Bauweise beizubehalten und mit besonders langlebigen LED-Glühlampen auszustatten. Die Herstellung lampenkompatibler LED-Lichtquellen stößt aber nach wie vor auf Schwierigkeiten, insbesonders bezüglich der thermischen Probleme, aber auch hinsichtlich der erforderlichen Lichtbündelung auf Lichtleiterbündel. Dazu kommt, dass sowohl Einzel-, als auch Multi-LED-Lichtquellen weder ein Glühlampen-kompatibles elektrisches Verhalten noch einen sicheren Ausfallmodus haben. In jedem Fall wären dafür neue Ansteuerungen zu entwickeln. Therefore, it was also thought to maintain the light guide design and equip it with extra-durable LED bulbs. However, the production of lamp-compatible LED light sources still encounters difficulties, in particular with regard to the thermal problems, but also with regard to the required light bundling on optical fiber bundles. In addition, both single and multi-LED light sources have neither incandescent-compatible electrical behavior nor safe failure mode. In any case, new approaches would have to be developed for this.

Ein optisches Signalisierungssystem benötigt für ausreichende Helligkeit nur relativ wenige High-Power-LEDs, welche mit viel weniger Aufwand betrieben und elektrisch überwacht werden können, als etwa die vielen Lichtpunkte eines Symbols. Es wäre daher eine gemeinsame LED-Lichtquelle in Symbolanzeigen von erheblichem Vorteil. Fällt eine LED aus, könnte der LED-Strom für die funktionstüchtigen LEDs angehoben werden, um die Helligkeit der Signalisierung konstant zu halten, ohne jede Beeinträchtigung einzelner Lichtpunkte. An optical signaling system requires only a relatively few high-power LEDs for sufficient brightness, which can be operated with much less effort and monitored electrically, such as the many light points of a symbol. It would therefore be a common LED light source in symbol displays of considerable advantage. If an LED fails, the LED current for the functional LEDs could be raised to keep the brightness of the signaling constant, without interfering with individual points of light.

Leider kommt es in bekannten optischen Systemen durch Ausfall einer LED aber zur Ausbildung von dunklen Stellen und Veränderungen in der Lichtverteilung, sodass oft die lichttechnischen Spezifikationen nicht mehr erfüllt werden. Diese Phänomene werden umso auffälliger, je enger das Licht gebündelt sein muss, da hierbei die Methode der Lichtstreuung zur Vergleichmäßigung nicht infrage kommt. Eine räumlich gekrümmte Anordnung von LEDs mit Einzeloptiken, welche ihr Licht überlappend auf ein Lichtleiterbündel fokussieren, ist herstellungstechnisch sehr aufwändig und auch lichttechnisch nicht besonders effizient, abgesehen davon ergeben sich unterschiedlich helle Bereiche auf dem Lichtleitereintritt, deren Ausgleich teure Lichtleiterbündel mit vermischten Lichtfasern erfordert. Unfortunately, in known optical systems due to failure of an LED but to the formation of dark spots and changes in the light distribution, so often the lighting specifications are no longer met. These phenomena become all the more conspicuous the closer the light has to be bundled, since in this case the method of light scattering for equalization is out of the question. A spatially curved arrangement of LEDs with single optics, which focus their light overlapping on a fiber optic bundle, manufacturing technology is very complex and lighting technology not very efficient, apart from this results in different bright areas on the light guide entry, balancing expensive fiber optic bundles with mixed optical fibers requires.

Bisher waren keine optischen Systeme bekannt, die eine ausgleichende Vermischung des Lichts einzelner LEDs ohne Licht- und Bündelungsverlust und ohne erheblichen technischen Aufwand bewerkstelligen konnten. Die eingangs genannte WO2012/068603A1 zeigt nun eine Lösung dafür auf. Sie behandelt allerdings nur kleine Optiken für einzelne Pixel von Wechselverkehrszeichen mit ebenfalls sehr kleinen und lichtschwachen Multicolor-LEDs, welche nur in der zugehörigen Optik wirken, aber wegen der hohen optischen Effizienz des Systems völlig ausreichen. So far, no optical systems were known that could accomplish a balancing mixing of the light of individual LEDs without loss of light and bundling and without considerable technical effort. The aforementioned WO2012 / 068603A1 now shows a solution for it. However, it treats only small optics for individual pixels of variable traffic signs with very small and faint multicolor LEDs, which act only in the associated optics, but are quite sufficient because of the high optical efficiency of the system.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine ausmischende Lichtquelle mit High-Power-LEDs und Lichtpunktoptiken zu entwickeln, mit welcher sich LED-Symbolanzeigen in Lichtleiter-Technologie umsetzen lassen. Das wird erfindungsgemäß so gelöst, dass unmittelbar vor der aus mehreren High-Power-LEDs mit ebenem Verguss in dichter Packung angeordneten Lichtquellenplatine ein Lichtleiterstab mit ebener, knapp bemessener, rechteckiger, dreieckiger oder hexagonaler Licht-Eintrittsfläche und ebensolchem Querschnitt angeordnet ist, der sich allmählich konisch erweitert und eine ebene Licht-Austrittsfläche senkrecht zu seiner Achse aufweist, an welche die Lichteintrittsfläche eines lichtaufteilenden Elementes unmittelbar anschließt, welches das eintretende Licht über eine Mehrzahl von Lichtbündeln aufteilt und jedes Lichtbündel separat zu je einer Austrittsfläche weiterleitet, welche sich im Fokus einer davor in einer Matrixplatte befestigten Sammellinse befindet. The object of the invention is therefore to develop a mixing-out light source with high-power LEDs and light point optics, with which LED symbol displays can be implemented in optical fiber technology. This is achieved in accordance with the invention in such a way that an optical fiber rod with a flat, closely dimensioned, rectangular, triangular or hexagonal light entry surface and a similar cross section is arranged directly in front of the light source board composed of a plurality of high-power LEDs with a planar encapsulation in a dense packing flared and has a flat light exit surface perpendicular to its axis, to which the light entrance surface of a Lichtaufteilenden element immediately adjoins, which divides the incoming light over a plurality of light bundles and each light bundle separately to each exit surface passes, which is in focus one before is located in a matrix plate mounted collecting lens.

Weil durch dieses optische System jede einzelne LED dieselbe Lichtverteilung erzeugt, können einerseits bei einem Ausfall einer oder mehrerer LEDs die verbliebenen intakten LEDs höher bestromt werden, andererseits auch LEDs in unterschiedlichen Lichtfarben separat eingeschaltet werden, wodurch sowohl eine Ausfallskompensation, als auch ein Symbol in unterschiedlicher Farbdarstellung möglich wird. Because each individual LED produces the same light distribution through this optical system, the remaining intact LEDs can be energized higher on the one hand in case of failure of one or more LEDs, on the other hand, LEDs in different colors of light can be switched on separately, whereby both a failure compensation, and a symbol in different Color representation is possible.

Signalisierungssysteme haben je nach ihrer Bedeutung bestimmte genormte Lichtfarben abzustrahlen. Diese werden nicht in RGB-Farbmischung erzeugt, sondern müssen schon aus Sicherheitsaspekten LEDs in der jeweiligen Signalfarbe verwenden, denn eine durch Mischung erhaltene Lichtfarbe unter allen Betriebsumständen und Störfällen konstant zu halten, wäre unter hohen Sicherheitsauflagen ein fast unlösbares Problem, dessen Lösung die Verlässlichkeit und Verfügbarkeit untergräbt, kostentreibend ist und auch sonst keinerlei Vorteil bringt. Unabhängig davon ist natürlich die Ausführung mit LEDs in RGB-Farben technisch möglich. Signaling systems have to emit certain standardized light colors depending on their importance. These are not produced in RGB color mixing, but must use for safety reasons LEDs in the respective signal color, because to keep a mixture obtained by mixing light color under all operating circumstances and incidents constant, would be a highly insoluble problem under high security conditions, its solution reliability Availability undermines, is costly and otherwise brings no advantage. Regardless, of course, the version with LEDs in RGB colors is technically possible.

Das lichtaufteilende Element ist in den meisten Fällen ein handelsübliches Lichtleiterbündel, dessen einzelne Arme aus einer Vielzahl von feinen Glasfasern bestehen, welche besonders leicht um Kurven geführt werden können und selbst ein Bruch einiger Einzelfasern nur eine minimale Auswirkung auf das Erscheinungsbild und die Lichtverteilung der betroffenen Einzeloptik hätte. Ebenso können aber auch kostengünstigere, handelsübliche Einzeladern aus transparentem, elastischem Kunststoff vorgesehen werden, jedoch fällt hier im Fall eines Adernbruches der zugehörige Lichtpunkt vollständig aus, weshalb enge Biegungen der Arme, hohe Temperaturen und Schwingungen zu vermeiden sind. Die Arme sind in beiden Fällen in einen gemeinsamen Lichteintritt des Lichtleiterbündels zusammengeführt. Für Sonderfälle und größere Stückzahlen ist auch ein transparenter, einteiliger Aufteilungslichtleiter als lichtaufteilendes Element möglich. The light-dividing element is in most cases a commercially available optical fiber bundle whose individual arms consist of a plurality of fine glass fibers, which can be easily guided around curves and even a fraction of some individual fibers only a minimal effect on the appearance and light distribution of the affected individual optics would have. Likewise, though also cheaper, standard single cores made of transparent, elastic plastic are provided, but here falls in the case of a wire break the associated light point completely, so tight bends of the arms, high temperatures and vibrations are to be avoided. The arms are brought together in both cases in a common light entry of the optical fiber bundle. For special cases and larger quantities, a transparent, one-part distribution light guide is also possible as a light-dividing element.

Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt bzw. zeigen: The invention will now be explained with reference to drawings. It shows or shows:

die 1 einen teilweisen Schnitt und eine anschauliche Darstellung der Erfindung, the 1 a partial section and an illustrative representation of the invention,

die 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Erfindung und the 2 a schematic longitudinal section through the invention and

die 3 eine Ausführungsvariante im Längsschnitt. the 3 a variant in longitudinal section.

Die 1 zeigt die Erfindung teils im Querschnitt, teils in anschaulicher Form. Die Lichtquellenplatine 1 trägt mehrere High-Power-LEDs gleicher oder unterschiedlicher Farbe R, G, hier dargestellt in sogenannter Chip-LED-Bauweise, wobei jeder LED-Chip auf einem nur geringfügig größeren, sehr gut wärmeleitenden Träger aus Keramik sitzt und durch einen ebenen Verguss vor Umwelteinflüssen und mechanischer Beschädigung geschützt wird. Solche auch Chip-LEDs genannten LEDs können dicht an dicht angeordnet werden und weisen eine ähnliche Energie- und Lichtdichte auf, wie direkt auf eine Leiterplatte in COB-(Chip-on-Board-)-Technik aufgesetzte und eben vergossene LED-Chips. Die COB-Bauweise als in der Wirkung identische Lichtquellenbauform ist vor allem bei großen Stückzahlen kostengünstiger. Vorzugsweise ist die Lichtquellenplatine 1 aus wärmeleitender Keramik gefertigt, um die sehr konzentriert anfallende Verlustwärme bestmöglich zu verteilen und abzuführen. The 1 shows the invention partly in cross section, partly in an illustrative form. The light source board 1 carries several high-power LEDs of the same or different color R, G, shown here in so-called chip-LED design, each LED chip sits on a slightly larger, very good heat conducting ceramic support and a level casting from environmental influences and mechanical damage. Such LEDs, which are also called chip LEDs, can be arranged close together and have a similar energy and light density, such as LED chips applied directly to a printed circuit board in COB (chip-on-board) technology and just encapsulated. The COB design as identical in effect light source design is more cost-effective, especially for large quantities. Preferably, the light source board 1 made of thermally conductive ceramic in order to best distribute and dissipate the very concentrated heat loss incurred.

Die beiden elektrischen Anschlüsse jedes LED-Chips R, G sind über Leiterbahnen auf der Lichtquellenplatine 1 einzeln herausgeführt, um beliebige Verschaltungen, insbesonders hinsichtlich elektrischer Parameter-Überwachung und Sicherheitsanforderungen zu ermöglichen, was mit zweireihigen LED-Anordnungen am besten möglich ist. Diese Verschaltungen mitsamt der kompletten Versorgungselektronik können ebenfalls ganz oder teilweise auf der Lichtquellenplatine 1 angeordnet sein. The two electrical connections of each LED chip R, G are via tracks on the light source board 1 led out individually to allow any interconnections, especially in terms of electrical parameter monitoring and safety requirements, which is best possible with double row LED arrays. These interconnections together with the complete supply electronics can also be wholly or partially on the light source board 1 be arranged.

Der ebene Verguss erlaubt, dass ein Lichtleiterstab 2 mit seiner ebenen Eintrittsfläche 3 unmittelbar vor die LED-Chips R, G gesetzt wird, wobei seine Eintrittsfläche 3 nur geringfügig größer ist als der Umriss der LED-Anordnung, und trotzdem der größte Teil des erzeugten Lichts eingefangen wird. Wegen der rechteckigen LEDs und meist quadratischen LED-Chips ist eine dichte Anordnung in aller Regel ebenfalls rechteckig, ebenso der Lichtleiterquerschnitt. Er kann aber auch erfindungsgemäß quadratisch, dreieckig oder hexagonal sein, wenn hierdurch Vorteile in der Erzielung der gewünschten Lichtverteilung entstehen. The level potting allows a fiber optic rod 2 with its flat entrance area 3 immediately before the LED chips R, G is set, taking its entrance surface 3 only slightly larger than the outline of the LED array, and yet capture most of the light generated. Because of the rectangular LEDs and mostly square LED chips, a dense arrangement is usually also rectangular, as is the optical fiber cross section. But it can also be square, triangular or hexagonal according to the invention, if this results in the achievement of the desired light distribution.

Die Eintrittsfläche 3 weist einen toleranzbedingten Sicherheitsabstand zu den LED-Chips R, G auf, deren Oberflächen nicht berührt werden dürfen, wodurch Lichtstrahlen, welche die Eintrittsfläche 3 verfehlen oder oberflächlich reflektiert werden, seitlich austreten. Diese nicht nutzbaren Randlichtstrahlen können mittels nicht dargestellter lichtleitender Elemente aufgenommen und auf optische Sensoren zur Überwachung des Funktionsstatus gelenkt werden. The entrance area 3 has a tolerance-related safety distance to the LED chips R, G, the surfaces of which must not be touched, whereby light rays, which the entrance surface 3 miss or be superficially reflected, emerge laterally. These unusable edge light beams can be picked up by means of unillustrated light-conducting elements and directed to optical sensors for monitoring the functional status.

Die Mantelfläche des Lichtleiterstabes 2 besteht aus ebenen, hochglanzpolierten Flächen zur Totalreflexion des Lichts und erweitert sich erfindungsgemäß konisch hin zu einer ebenen Austrittsfläche 4 senkrecht zu seiner Längsachse. Die Zeichnung zeigt den Verlauf einiger Lichtstrahlen r, ausgehend vom LED-Chip R. Die konische Erweiterung führt in bekannter Weise zu einer Bündelung der abgestrahlten Lichtstrahlen r innerhalb des Lichtleiterstabes 2, welche sich auch auf den Winkelbereich des Lichts nach dessen Austritt auswirkt. The lateral surface of the optical fiber rod 2 consists of flat, highly polished surfaces for total reflection of the light and widens according to the invention conically towards a flat exit surface 4 perpendicular to its longitudinal axis. The drawing shows the course of some light rays r, starting from the LED chip R. The conical enlargement leads in a known manner to a bundling of the radiated light rays r within the light guide rod 2 , which also affects the angular range of the light after its exit.

Das angrenzende Lichtleiterbündel 6, aber auch jeder andere feste Lichtleiter weist einen so bezeichneten „Aperturwinkel“ auf, damit wird der Grenzwinkel des ein- und austretenden Lichts gemeint, unter welchem noch eine Weiterleitung durch Totalreflexion erfolgt. Licht außerhalb dieses Winkels tritt durch die Seitenwände aus und ist für das System verloren. Der konische Verlauf des Lichtleiterstabes 2 ist daher so bemessen, dass der erzeugte Lichtaustrittswinkel A kleiner oder gleich dem Aperturwinkel des angrenzenden Lichtleiterbündels 6 ist. Das bedeutet etwa eine Verdoppelung bis Verdreifachung von Länge und Breite der Lichtaustrittsfläche 4 zur Lichteintrittsfläche 3, bei etwa fünf bis zehnfacher Länge des Lichtleiterstabes 2 bezüglich der Diagonale seiner Eintrittsfläche 3. Das Längenverhältnis des Lichtleiterstabes 2 bestimmt auch die Zahl der Reflexionen der Lichtstrahlen in seinem Inneren, damit die Zahl der Spiegelbilder jedes LED-Chips und somit die Mischungsqualität. The adjacent fiber optic bundle 6 , but also every other fixed light guide has a so-called "aperture angle", so that the critical angle of the incoming and outgoing light is meant under which there is a further transmission by total reflection. Light outside this angle exits through the sidewalls and is lost to the system. The conical shape of the fiber optic rod 2 is therefore such that the generated light exit angle A is less than or equal to the aperture angle of the adjacent fiber optic bundle 6 is. This means about a doubling to tripling of length and width of the light exit surface 4 to the light entry surface 3 , at about five to ten times the length of the optical fiber rod 2 regarding the diagonal of its entrance surface 3 , The aspect ratio of the fiber optic rod 2 Also determines the number of reflections of the light rays in its interior, hence the number of mirror images of each LED chip and thus the mixing quality.

Unmittelbar an die Austrittsfläche 4 angrenzend erstreckt sich die ebene Lichteintrittsfläche 7 des Lichtleiterbündels 6, sie hat vorzugsweise genau die gleiche Größe und denselben Umriss, sodass kein Licht verloren geht, aber jede Lichtfaser vollständig von Licht beaufschlagt ist. Immediately to the exit surface 4 adjoining the flat light entry surface extends 7 of the fiber optic bundle 6 Preferably, it is exactly the same size and contour so that no light is lost, but each fiber of light is fully exposed to light.

Das Licht in jedem Lichtleiterarm 6a, 6b ... tritt an seinem Ende aus und in die Sammeloptik 5 ein, welche in der Matrixplatte M befestigt ist und einen Lichtpunkt des Symbols bildet, und deren Fokus sich im Lichtaustritt des jeweiligen Lichtleiterarmes befindet, wie in 2 detaillierter dargestellt. The light in each fiber optic arm 6a . 6b ... comes out at its end and in the collection optics 5 a, which is fixed in the matrix plate M and forms a light spot of the symbol, and whose focus is in the light exit of the respective light guide arm, as in 2 shown in more detail.

In 2 werden nur die Spiegelbilder des einzelnen LED-Chips R aus 2 im Querschnitt lichttechnisch betrachtet. Die gekrümmte Anordnung der Spiegelbilder Ra, Rb, Rc .., ergibt sich durch die schwache Konizität des Lichtleiterstabes 2. Zur Erläuterung werden hier nur die Zentrumslichtstrahlen des LED-Chips R und seiner Spiegelbilder durch das Zentrum der Austrittsfläche 4 betrachtet. Die von jedem Spiegelbild ausgehenden Lichtstrahlen sind strichliert dargestellt, da sie eigentlich vom einzig vorhandenen LED-Chip R ausgehen und nach mehreren verlustfreien Reflexionen an den Lichtleiterstab-Wänden die durchgehend gezeichneten Lichtstrahlen r, ra, rb, rc ... ergeben. Die unregelmäßigen Winkelwerte der Lichtstrahlen korrelieren mit der Anordnung der Spiegelbilder. In 2 only the mirror images of the single LED chip R are out 2 considered in the cross section photometrically. The curved arrangement of the mirror images Ra, Rb, Rc .., results from the weak conicity of the optical fiber rod 2 , For explanation, only the center light beams of the LED chip R and its mirror images through the center of the exit surface will be described here 4 considered. The emanating from each mirror image light rays are shown by dashed lines, since they actually go out from the only existing LED chip R and after several lossless reflections on the fiber optic rod walls the continuous drawn light rays r, ra, rb, rc ... result. The irregular angle values of the light rays correlate with the arrangement of the mirror images.

Wie der eingangs genannten WO2012/068603A1 zu entnehmen ist, ist die Austrittsfläche 4 des Lichtleiterstabes 2 von jeder einzelnen LED R, G im Wesentlichen gleichmäßig hell ausgeleuchtet, weil sie an jedem Punkt ihrer Oberfläche nur durch direkt vom LED-Chip und seinen Spiegelbildern herrührenden Lichtstrahlen beleuchtet wird, welche von der LED mit kontinuierlichem Verlauf in sogenannter Cosinus-Verteilung abgestrahlt werden. Es ist daher nicht notwendig, Lichtleiterbündel mit vermischten Lichtfasern zu verwenden, womit bei Glühlampensystemen die ungleichmäßige Helligkeit des gebündelten Lichtpunktes ausgeglichen wird. Allerdings erfolgt die Lichtabstrahlung aus der Austrittsfläche 4 unregelmäßig in Form von divergierenden Lichtbündeln in unterschiedliche Richtungen, entsprechend der Offset-Positionen der Spiegelbilder Ra, Rb, Rc .., der LED R bezüglich der Austrittsfläche 4. Diese Unregelmäßigkeit der Lichtabstrahlwinkel bleibt bei der Unterteilung und Weiterleitung des Lichts zum großen Teil erhalten wie in der Darstellung D gezeigt, sodass jede Austrittsfläche 8a, 8b ... des Lichtleiterbündels 6 zwar ebenfalls eine gleichmäßige Helligkeit, jedoch bevorzugte Lichtaustrittswinkel des Lichts aufweist. As the aforementioned WO2012 / 068603A1 it can be seen, is the exit surface 4 of the fiber optic rod 2 of each individual LED R, G illuminated substantially uniformly bright because it is illuminated at each point of its surface only by directly from the LED chip and its mirror images originating light rays, which are emitted by the LED with a continuous course in so-called cosine distribution. It is therefore not necessary to use optical fiber bundles with mixed optical fibers, which is compensated in incandescent lamp systems, the uneven brightness of the collimated light spot. However, the light emission takes place from the exit surface 4 irregular in the form of divergent light beams in different directions, corresponding to the offset positions of the mirror images Ra, Rb, Rc .., the LED R with respect to the exit surface 4 , This irregularity of the light emission angle is largely retained in the subdivision and propagation of the light as shown in the illustration D, so that each exit surface 8a . 8b ... of the fiber optic bundle 6 Although also has a uniform brightness, but preferred light exit angle of the light.

Werden nicht nur die Zentrumslichtstrahlen, sondern alle Lichtstrahlen berücksichtigt, so bleibt diese Erscheinung im Prinzip bestehen, die bevorzugten Lichtaustrittswinkel erscheinen allerdings verwaschen und verlaufend. If not only the center light beams, but all the light rays are taken into account, then this phenomenon remains in principle, the preferred light exit angle, however, appear washed out and running.

In Analogie zur mehrfach genannten WO2012/068603A1 wird diese Erscheinung neutralisiert, wenn jede Austrittsfläche 8a, 8b ... im Fokus F der zugehörigen, in der Matrixplatte M befestigten nachfolgenden Sammeloptik 5 liegt, wodurch alle Lichtstrahlen jedes Punktes der Austrittsfläche durch Parallelrichten gleichgeschaltet werden. Damit erzeugt die Sammeloptik 5 nach optischen Gesetzen eine Lichtverteilung in Form der auf dem Kopf stehenden, gleichmäßig hell leuchtenden Austrittsfläche 8a des Lichtleiterarmes 6a als Projektion ins Unendliche. Die Sammellinse 5 erfasst dabei möglichst alle austretenden Lichtstrahlen bis zum Aperturwinkel A für maximale Effizienz. Vorteilhafter Weise reicht ihre Lichteintrittsfläche 10 unmittelbar an die Austrittsfläche 8a des Lichtleiterarmes 6a heran und ist zumindest so groß, dass alle austretenden Lichtstrahlen erfasst werden. In analogy to the multiple mentioned WO2012 / 068603A1 This phenomenon is neutralized if any exit surface 8a . 8b ... in the focus F of the associated, in the matrix plate M attached subsequent collection optics 5 is located, whereby all the light rays of each point of the exit surface are switched by parallel alignment. This creates the collection optics 5 according to optical laws a light distribution in the form of the upside-down, uniformly bright emitting exit surface 8a of the fiber optic arm 6a as a projection into the infinite. The condenser lens 5 captures as far as possible all exiting light rays up to the aperture angle A for maximum efficiency. Advantageously, their light entry surface extends 10 directly to the exit surface 8a of the fiber optic arm 6a approach and is at least so large that all emerging light rays are detected.

Die Geometrie der Austrittsflächen 8a, 8b ... der Lichtleiterarme 6a, 6b ... ist insbesonders beim Einsatz von Lichtfasern beliebig gestaltbar, aber auch durch gezielte Formgebung massiver Lichtleiterarme. Diese Lichtverteilungsgeometrie lässt sich wie bekannt durch überlagerte optische Strukturen S etwa auf der Eintrittsfläche 10 oder der Lichtaustrittsfläche 11 der Sammellinse 5 in Grenzen modifizieren. Es können auch Teilmengen des Lichts etwa durch in der Sammellinse 5 integrierte Reflexionsflächen in andere Verteilungsbereiche ausgespiegelt werden. Hier bietet sich ein weites Gestaltungsfeld an, um die Lichtverteilung den Vorgaben anzupassen. The geometry of the exit surfaces 8a . 8b ... the fiber optic arms 6a . 6b ... is customizable in particular when using optical fibers, but also through the targeted shaping of massive light guide arms. As is known, this light distribution geometry can be achieved by superposed optical structures S approximately on the entrance surface 10 or the light exit surface 11 the condenser lens 5 modify within limits. It can also subsets of light through about in the convergent lens 5 integrated reflection surfaces are reflected in other distribution areas. Here, a wide field of design offers itself in order to adapt the light distribution to the specifications.

Weist das Lichtleiterbündel 6 sehr lange Arme auf, so erfolgt bereits innerhalb der Arme ein durch Fertigungstoleranzen und Krümmungen bedingter statistischer Ausgleich der inhomogenen Lichtrichtungen, sodass in diesem Fall die Sammellinsen keinen Fokus bei den Austrittsflächen 8a, 8b ... der Lichtleiterarme haben müssen und damit frei gestaltet werden können. Indicates the fiber optic bundle 6 very long arms, it is already within the arms caused by manufacturing tolerances and curvatures statistical compensation of the inhomogeneous light directions, so that in this case the converging lenses no focus at the exit surfaces 8a . 8b ... must have the light guide arms and thus can be freely designed.

Der Lichtquerschnitt der Lichtleiterarme sowie deren Anzahl ist in weiten Grenzen frei wählbar und kann vom Fachmann in Kenntnis der Erfindung leicht bestimmt werden. Selbstverständlich ist im optischen Gesamtsystem die Anzahl und Betriebsweise der LEDs, die Größe der Lichtaustrittsfläche, die Konizität des Lichtleiterstabes, die Geometrie der Austrittsflächen der Lichtleiterarme und die Anzahl, Größe und Bauweise der Optiken mit der gewünschten Lichtverteilung und Helligkeit abzustimmen. Das erfolgt zumeist mittels lichttechnischer Simulation. Hierbei werden Brechungsindices, Absorptionen, Oberflächen, Reflexionen und Strukturen, sowie nichtlineare Einflüsse und Verzerrungen mitberücksichtigt. The light cross section of the light guide arms and their number is freely selectable within wide limits and can be easily determined by those skilled in the knowledge of the invention. Of course, in the overall optical system, the number and mode of operation of the LEDs, the size of the light exit surface, the taper of the light guide rod, the geometry of the exit surfaces of the light guide arms and the number, size and design of the optics with the desired light distribution and brightness to vote. This is usually done by means of photometric simulation. Refractive indices, absorptions, surfaces, reflections and structures as well as non-linear influences and distortions are considered.

Die Elemente des optischen Systems können natürlich auch ein Baukastensystem bilden, welches so abgestimmt ist, dass für jeden üblichen Anwendungsfall auf vorhandene Komponenten zugegriffen werden kann, unter Inkaufnahme gewisser Verluste insbesonders an den Ein- und Austrittsflächen des Lichts. Of course, the elements of the optical system can also form a modular system, which is tuned so that existing components can be accessed for every customary application, at the expense of certain losses, in particular at the entrance and exit surfaces of the light.

3 zeigt ein lichtaufteilendes Element in massiver Lichtleiter-Bauweise. An den konischen Lichtleiterstab 2 schließt unmittelbar der im Wesentlichen ebene Aufteilungslichtleiter 9 mit zur Austrittsfläche 4 deckungsgleicher Eintrittsfläche 7 an. Von ihm zweigen zu jeder Sammellinse 5 in der Matrixplatte M lichtleitende Arme (9a, 9b ...) mit großen Radien ab, welche genau im Fokus F der jeweiligen Sammellinse 5 enden. Die Lichtstrahlen r einer LED R verteilen sich zunächst gleichmäßig über alle lichtleitenden Arme 9a, 9b ... ohne Änderung ihrer Neigungswinkel. Lediglich durch die Kurven erfolgt eine relativ geringe Änderung dieser Winkel, sodass bei den Austrittsflächen 8a, 8b ... noch eine sehr ähnliche Richtungsabhängigkeit der Lichtstrahlen wie bei der Eintrittsfläche 7 besteht und die Austrittsflächen sich daher im Fokus F der Sammellinsen 5 befinden müssen. 3 shows a Lichtaufteilendes element in solid fiber optic design. To the conical fiber optic rod 2 immediately closes the substantially flat distribution light guide 9 with to the exit surface 4 congruent entrance surface 7 at. From him branch to each condenser lens 5 in the matrix plate M photoconductive arms ( 9a . 9b ...) with large radii, which are exactly in focus F of the respective convergent lens 5 end up. The light rays r of an LED R initially distribute evenly over all light-conducting arms 9a . 9b ... without changing their angle of inclination. Only through the curves is a relatively small change in these angles, so at the exit surfaces 8a . 8b ... still a very similar directional dependence of the light rays as at the entrance surface 7 exists and the exit surfaces are therefore in focus F of the converging lenses 5 must be located.

Diese Bauform empfiehlt sich vor allem für die separat schaltbaren geraden Segmente einer sogenannten alphanumerischen Siebensegment-Anzeige, aber etwa auch für die Balken eines Signalstellungsanzeigers, deren Komponenten sich im Wesentlichen in einer Ebene befinden. Denn in der dargestellten Anordnung können Lichtleiterstab 2 und Aufteilungslichtleiter 9 sehr einfach zu einem einzigen Bauteil verschmolzen werden. Für einfache lichttechnische Anforderungen wie z.B. konzentrische Lichtbündelung können sogar die Sammellinsen 5 selbst einstückig an die lichtleitenden Arme 9a, 9b ... angebunden sein. Somit ist eine gemeinsame, einstückige und damit kostengünstige Fertigung von Lichtleiterstab, Verteiler und Optiken aus transparentem Kunststoff in einem relativ einfachen Spritzwerkzeug möglich. This design is recommended especially for the separately switchable straight segments of a so-called seven-segment alphanumeric display, but also for the bars of a signal position indicator, whose components are located substantially in one plane. Because in the illustrated arrangement, fiber optic rod 2 and split light guide 9 be easily merged into a single component. For simple lighting requirements such as concentric light bundling even the converging lenses 5 even in one piece to the light-conducting arms 9a . 9b ... be connected. Thus, a common, one-piece and thus cost-effective production of fiber optic rod, distributor and optics made of transparent plastic in a relatively simple injection mold is possible.

Eine solche Ausführung ist auch besonders lichtstark, weil sowohl die Grenzflächenverluste, als auch die Zwickelverluste zwischen den Glasfasern eines Lichtleiterbündels 6 vermieden werden. Die filigrane Lichtleitergeometrie ist vorzugsweise durch ein nicht dargestelltes Gehäuse in Position gehalten und geschützt, welches auch die Sammellinsen 5 umfasst und von hinten in die Matrixplatte M eingebaut wird. Such a design is also particularly bright, because both the interface losses, as well as the gusset losses between the glass fibers of a fiber optic bundle 6 be avoided. The filigree fiber optic geometry is preferably held and protected in position by a housing, not shown, which also includes the converging lenses 5 includes and is built into the matrix plate M from behind.

In Ausgestaltung der Erfindung können auch mit dem Lichtleiterstab einstückig verbundene sternförmige Aufteilungslichtleiter relativ einfach hergestellt werden. In an embodiment of the invention, integrally connected star-shaped distribution light guide can also be made relatively easy with the light guide rod.

Wird die gleiche LED-Lichtquelle etwa auch in Signalleuchten verwendet, so kann deren Betrieb im Prinzip mit der gleichen Ansteuerung erfolgen. Hierdurch erspart man sich die Entwicklung einer weiteren Sicherheitselektronik. If the same LED light source is also used in signal lights, for example, their operation can in principle be carried out with the same control. This saves the development of a further safety electronics.

Selbstverständlich ist die Lichtquellenplatine 1 gut gekühlt, um die Verlustwärme der High-Power-LEDs abführen zu können, insbesonders durch direkte und vollflächige Anlage an Gehäusewänden, Kühlkörpern, Schildern oder anderen Bauteilen, bevorzugt aus Aluminium. Of course, the light source board 1 Well cooled, in order to dissipate the heat loss of the high-power LEDs, in particular by direct and full-surface contact with housing walls, heat sinks, signs or other components, preferably made of aluminum.

Begriffe wie „gleichförmig“, „im Fokus“, „eben“, „hochglanzpoliert“, „unmittelbar vor“ und zahlreiche andere sind im technischen Zusammenhang zu verstehen bzw. zu interpretieren und nicht im mathematischen oder ideal/idealistischen. Begriffe wie „etwa“ bedeuten, soferne nichts anders angegeben ist, Bereiche mit Abweichungen von ±10 %.Terms such as "uniform", "in focus", "even", "highly polished", "immediately before" and many others are to be understood or interpreted in the technical context and not in the mathematical or ideal / idealistic. Terms like "about", unless otherwise stated, mean ranges with deviations of ± 10%.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2012/068603 A1 [0001, 0014, 0032, 0034] WO 2012/068603 A1 [0001, 0014, 0032, 0034]
  • US 2014/126233 A1 [0007] US 2014/126233 A1 [0007]

Claims (18)

LED-Symbolanzeige für den sicherheitsrelevanten Einsatz insbesondere in der Bahn-, Schifffahrts-, Flug- und Verkehrssignalisierung auf Lichtleiterbasis, umfassend eine lichtmischende LED-Lichtquelle, ein lichtaufteilendes Lichtleiterelement und Lichtaustrittsoptiken in einer Matrixplatte (M) in Anordnung des darzustellenden Symbols, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor der aus mehreren High-Power-LEDs mit ebenem Verguss (R, G) in dichter Packung angeordneten Lichtquellenplatine (1) ein Lichtleiterstab (2) mit ebener, bevorzugt knapp bemessener, polygonaler, insbesondere rechteckiger, dreieckiger oder hexagonaler Licht-Eintrittsfläche (3) und ebensolchem Querschnitt angeordnet ist, der sich allmählich konisch erweitert und eine ebene Licht-Austrittsfläche (4) senkrecht zu seiner Achse aufweist, an welche die Lichteintrittsfläche (7) eines lichtaufteilenden Elementes bevorzugt unmittelbar anschließt, welches das eintretende Licht in eine Mehrzahl von Lichtbündeln aufteilt und jedes Lichtbündel separat zu je einer Austrittsfläche (8a) weiterleitet, welche sich im Fokus (F) einer davor in einer Matrixplatte (M) befestigten Sammeloptik (5) befindet. LED symbol display for safety-related use, in particular in rail, marine, aviation and traffic signaling based on optical fibers, comprising a light-mixing LED light source, a light-dividing light guide element and light emission optics in a matrix plate (M) in arrangement of the symbol to be represented, characterized that directly in front of the light source circuit board (7) arranged in a sealed package of several high-power LEDs (R, G) 1 ) a light guide rod ( 2 ) with planar, preferably tightly dimensioned, polygonal, in particular rectangular, triangular or hexagonal light entry surface ( 3 ) and is arranged in the same cross section, which gradually widens conically and a flat light exit surface ( 4 ) perpendicular to its axis, to which the light entry surface ( 7 ) of a light-dividing element preferably immediately adjoins, which divides the incoming light into a plurality of light bundles and each light bundle separately to each exit surface ( 8a ), which is focused in the focus (F) of a collection optics (FIG. 5 ) is located. LED-Symbolanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtaufteilende Element ein Lichtleiterbündel (6) ist, welches, wie an sich bekannt, aus Lichtleiterarmen (8a, 8b ...) mit einer Vielzahl von lichtleitenden Glasfasern besteht, welche in der Lichteintrittsfläche (7) zusammengefasst sind. LED symbol display according to claim 1, characterized in that the light-dividing element is an optical fiber bundle ( 6 ), which, as is known, from optical fiber arms ( 8a . 8b ...) with a plurality of light-conducting glass fibers, which in the light entry surface ( 7 ) are summarized. LED-Symbolanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtaufteilende Element ein Lichtleiterbündel (6) ist, welches wie bekannt aus elastischen Kunststoff-Lichtleiterarmen besteht, welche in der Lichteintrittsfläche (7) zusammengefasst sind. LED symbol display according to claim 1, characterized in that the light-dividing element is an optical fiber bundle ( 6 ), which as known consists of elastic plastic light guide arms, which in the light entry surface ( 7 ) are summarized. LED-Symbolanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtaufteilende Element ein einteiliger Aufteilungslichtleiter (9) ist, welcher aus transparentem Material besteht und das in seine Eintrittsfläche (7) eintretende Licht mittels abzweigender lichtleitender Arme (9a, 9b ...) aufteilt und zu den Sammellinsen (5) leitet. LED symbol display according to claim 1, characterized in that the light-dividing element is a one-part distribution light guide ( 9 ), which consists of transparent material and which in its entrance surface ( 7 ) entering light by means of branching light-conducting arms ( 9a . 9b ...) and to the collecting lenses ( 5 ). LED-Symbolanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aufteilungslichtleiter (9) und Lichtleiterstab (2) einteilig aus demselben Material, insbesonders einem hochtransparenten Kunststoff, hergestellt sind. LED symbol display according to claim 4, characterized in that distribution light guides ( 9 ) and optical fiber rod ( 2 ) are made in one piece of the same material, in particular a highly transparent plastic. LED-Symbolanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aufteilungslichtleiter (9) und Sammellinsen (5) einteilig aus demselben Material, insbesonders einem hochtransparenten Kunststoff, hergestellt sind. LED symbol display according to claim 4, characterized in that distribution light guides ( 9 ) and converging lenses ( 5 ) are made in one piece of the same material, in particular a highly transparent plastic. LED-Symbolanzeige nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtleiterstab (2), Aufteilungslichtleiter (9) und Sammellinsen (5) einteilig aus demselben Material, insbesonders einem hochtransparenten Kunststoff, hergestellt sind. LED symbol display according to claim 4, characterized in that the light guide rod ( 2 ), Distribution light guide ( 9 ) and converging lenses ( 5 ) are made in one piece of the same material, in particular a highly transparent plastic. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (4) des Lichtleiterstabes (2) und die Eintrittsfläche (7) des lichtaufteilenden Elements deckungsgleiche Größe und Gestalt aufweisen. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the exit surface ( 4 ) of the optical fiber rod ( 2 ) and the entrance surface ( 7 ) of the light-dividing element have congruent size and shape. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aus jeder Austrittsfläche (8a, 8b ...) des Lichtleiterarms (6a, 6b ...) austretende Licht vollständig von der anschließenden Sammellinse (5) erfasst und gerichtet wird. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that from each exit surface ( 8a . 8b ...) of the light guide arm ( 6a . 6b ...) exiting light completely from the subsequent convergent lens ( 5 ) is detected and directed. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsflächen (8a, 8b ...) der Lichtleiterarme (6a, 6b ...) eine solche Gestalt haben, welche bereits der beabsichtigten Lichtverteilung entspricht oder zumindest nahekommt und deren Gestalt durch die Fokuslage bezüglich der Sammellinse (5) ins Unendliche projiziert wird. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the exit surfaces ( 8a . 8b ...) of the light guide arms ( 6a . 6b ...) have such a shape, which already corresponds to the intended light distribution or at least comes close and their shape by the focus position with respect to the converging lens ( 5 ) is projected to infinity. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteintrittsfläche (10) und/oder Lichtaustrittsfläche (11) der Sammellinse (5) eine überlagerte Streustruktur (S) oder weitere optisch wirksame Flächen aufweist, welche die der Gestalt der Lichtleiter-Austrittsflächen (8a, 8b ...) entsprechende Lichtverteilung den Erfordernissen genauer anpasst. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the light entry surface ( 10 ) and / or light exit surface ( 11 ) of the condenser lens ( 5 ) has a superimposed scattering structure (S) or other optically active surfaces which correspond to the shape of the light guide exit surfaces (S). 8a . 8b ...) corresponding light distribution more closely matches the requirements. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (10) der Sammellinse (5) unmittelbar an die Austrittsfläche (8a, 8b ...) des jeweiligen Lichtleiterarmes (6a, 6b ...) grenzt und zumindest deckungsgleichen oder vorstehenden Umriss aufweist. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the entrance surface ( 10 ) of the condenser lens ( 5 ) directly to the exit surface ( 8a . 8b ...) of the respective light guide arm ( 6a . 6b ...) borders and has at least congruent or prominent outline. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Konizität des Lichtleiterstabes (2) erzeugte Lichtaustrittswinkel (A) kleiner oder höchstens gleich dem Aperturwinkel des angrenzenden lichtaufteilenden Elements ist. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that by the conicity of the optical fiber rod ( 2 ) is less than or at most equal to the aperture angle of the adjacent light-dividing element. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol von einer einzigen optischen Einheit, bestehend aus Lichtquellenplatine (1), Lichtleiterstab (2) und lichtaufteilendem Element, beleuchtet wird. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the symbol of a single optical unit consisting of light source board ( 1 ), Optical fiber rod ( 2 ) and lichtaufteilendem element is illuminated. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Symbol mittels einer Sieben-Segmentanzeige dargestellt und mit sieben optischen Einheiten, bestehend aus Lichtquellenplatine (1), Lichtleiterstab (2) und lichtaufteilendem Element, beleuchtet wird. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the symbol is represented by means of a seven-segment display and with seven optical units consisting of light source board ( 1 ), Optical fiber rod ( 2 ) and lichtaufteilendem element is illuminated. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Chips in COB-Technik direkt auf die Lichtquellenplatine (1) aufgebracht und gemeinsam eben vergossen sind. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the LED chips in COB technology directly to the light source board ( 1 ) are applied and together just shed. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellenplatine (1) aus elektrisch isolierender, wärmeleitender Keramik gefertigt und thermisch gut leitend an Kühlflächen angebunden ist. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the light source board ( 1 ) made of electrically insulating, thermally conductive ceramic and thermally well connected to cooling surfaces is connected. LED-Symbolanzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die den Lichtleiterstab (2) verfehlenden Randlichtstrahlen der High-Power-LEDs vorzugsweise mittels lichtleitender Elemente eingesammelt, gebündelt und auf optische Sensoren gelenkt werden. LED symbol display according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the light guide rod ( 2 ) Missing edge light beams of the high-power LEDs are preferably collected by means of light-conducting elements, bundled and directed to optical sensors.
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