DE19922361A1 - LED-Modul für Signaleinrichtungen - Google Patents

LED-Modul für Signaleinrichtungen

Info

Publication number
DE19922361A1
DE19922361A1 DE19922361A DE19922361A DE19922361A1 DE 19922361 A1 DE19922361 A1 DE 19922361A1 DE 19922361 A DE19922361 A DE 19922361A DE 19922361 A DE19922361 A DE 19922361A DE 19922361 A1 DE19922361 A1 DE 19922361A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
led module
module according
base plate
led
leds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19922361A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19922361C2 (de
Inventor
Guenter Waitl
Simon Bluemel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7908146&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19922361(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to DE19922361A priority Critical patent/DE19922361C2/de
Priority to CNB00807500XA priority patent/CN1193437C/zh
Priority to PCT/DE2000/001537 priority patent/WO2000070687A1/de
Priority to EP00943604.9A priority patent/EP1179219B1/de
Publication of DE19922361A1 publication Critical patent/DE19922361A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19922361C2 publication Critical patent/DE19922361C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/12—Visible signals
    • B61L5/18—Light signals; Mechanisms associated therewith, e.g. blinders
    • B61L5/1809—Daylight signals
    • B61L5/1836—Daylight signals using light sources of different colours and separate optical systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/553—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members
    • E01F9/559—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members illuminated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/576—Traffic lines
    • E01F9/582—Traffic lines illuminated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/576—Traffic lines
    • E01F9/594—Traffic lines movable for reuse at different locations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2207/00—Features of light signals
    • B61L2207/02—Features of light signals using light-emitting diodes [LEDs]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/02—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for roads, paths or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/06—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for aircraft runways or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein LED-Modul, mit einer regelmäßigen Anordnung von LEDs (10), wobei jede LED (10) mit einer Linse (20) versehen ist, die LEDs (10) auf einer Platine (1) montiert sind, eine Grundplatte (2) vorgesehen ist, die eine der LED-Anordnung entsprechende regelmäßige Anordnung von lichtbündelnden optischen Einrichtungen (20; 30) enthält. Die lichtbündelnden optischen Einrichtungen können entweder Linsen (20) oder in die Grundplatte (2) integrierte optische Kanäle (30) mit reflektierenden Seitenwänden sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein LED-Modul, welches insbesondere in Signaleinrichtungen eingesetzt werden kann.
In der konventionellen Bahnsignalisierungstechnik wird übli­ cherweise eine starke Lichtquelle mit kleinen Abmessungen wie z. B. der Glühfaden einer Glühlampe, in den Brennpunkt einer optischen Linse gestellt und in Augenhöhe des Zugführers ins Unendliche projiziert. Aufgrund der hohen Leuchtdichte der Lichtquelle entsteht eine sehr große Lichtstärke bei einem sehr kleinen Abstrahlwinkel, so daß das Signal auch aus gro­ ßer Entfernung (< 3 km) noch eindeutig zu erkennen ist.
Bekanntermaßen haben Glühlampen jedoch eine begrenzte Lebens­ dauer, wobei der Ausfall der für eine Bahnsignaleinrichtung verwendeten Glühlampe stets mit einem Totalausfall der gesam­ ten Signaleinrichtung verbunden ist. Deshalb müssen die Glüh­ lampen bei den Bahnsignaleinrichtungen vorsorglich in regel­ mäßigen Zeitabständen gewechselt werden. Diese Zeitabstände sind weit kürzer als die durchschnittliche Lebensdauer der Lampe, so daß mit den Auswechslungen ein erheblicher Materi­ al- und Zeitaufwand verbunden ist.
Aus Sicherheitsgründen werden bei den Bahnsignaleinrichtungen Glühlampen eingesetzt, die eine zweite Glühwendel besitzen. Diese zweite Glühwendel wird bei Ausfall der ersten Glühwen­ del zugeschaltet. Dadurch daß die zweite Glühwendel jedoch nicht optimal im Fokus der Linse angeordnet ist, sinkt die Lichtstärke des Bahnsignals im Fehlerfall auf ca. 12% ab. Da­ her muß auch in diesem Fall eine Reparatur umgehend erfolgen.
Auch bei anderen Signaleinrichtungen wie Leitsignaleinrich­ tungen, die zur Leuchtmarkierung von Wegen, Straßen oder Start- und Landebahnen in den Boden eingelassen werden, be­ stehen ähnliche Probleme aufgrund der Verwendung herkömmli­ cher Glühlampen als Lichtquellen.
Aufgrund der hohen Ausfallempfindlichkeit konventioneller Glühlampen bietet es sich daher an, als Lichtquellen Halblei­ ter-Lichtemissionsdioden (LEDs) einzusetzen, da LEDs nicht nur eine erheblich höhere Lebensdauer, sondern auch einen besseren Wirkungsgrad bei der Umwandlung elektrischer Energie in Strahlungsenergie im sichtbaren Spektralbereich und - da­ mit verbunden - eine geringere Wärmeabgabe und einen insge­ samt geringeren Platzbedarf aufweisen. Um jedoch eine für ei­ ne Bahnsignaleinrichtung oder eine vergleichbare Einrichtung wie einen Scheinwerfer geeignete LED-Anordnung bereitzustel­ len, bedarf es ebenso wie bei der konventionellen Bahnsi­ gnaleinrichtung einer Optik, die geeignet ist, das von den einzelnen LEDs abgestrahlte Licht derart zu bündeln, daß es auch in relativ großer Entfernung als eine ausgedehnte und hell leuchtende Lichtquelle wahrgenommen wird. Ein System aus einer LED-Anordnung mit nur einer Linse ist nicht geeignet, da hierbei der Abstrahlwinkel nicht unter einen physikalisch bedingten Grenzwert reduzierbar ist.
Aus der US-A-5404282 ist ein LED-Modul bekannt, bei welchem eine Anzahl LEDs zwischen zwei parallelen, elektrisch leiten­ den Stäben fest montiert wird. Gemäß der Fig. 3 dieser Druck­ schrift werden die darin verwendeten LEDs jeweils mit ihren elektrischen Zuleitungen in einen transparenten Kunststoff wie Epoxidharz eingegossen. Eine Linse kann dadurch herge­ stellt werden, daß die Lichtaustrittsfläche dieses entstehen­ den Kunstharzblocks mit einem Höcker, d. h. einem nach außen gewölbten Abschnitt versehen wird. Jede aus einer LED und ei­ ner Linse bestehende Einheit muß jedoch einzeln auf diese Weise gefertigt werden. Für die Herstellung einer Matrix aus mehreren LEDs mit zugehörigen Linsen ist diese Herstellungs­ art zu aufwendig. Außerdem führt bei der beschriebenen Anord­ nung der Ausfall der LED dazu, daß auch die Linse nicht mehr verwendet werden kann, wodurch diese Anordnung sehr unflexi­ bel wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein LED- Modul, insbesondere für den Einsatz in Signaleinrichtungen oder Beleuchtungseinrichtungen anzugeben, welches möglichst einfach hergestellt und aufgebaut und möglichst flexibel ein­ gesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß beschreibt die Erfindung ein LED-Modul mit einer regelmäßigen Anordnung von LEDs, die auf einer Platine montiert sind und jeweils mit einer lichtbündelnden optischen Einrichtung versehen sind, wobei ferner eine Grundplatte vor­ gesehen ist, die die lichtbündelnden optischen Einrichtungen in einer der LED-Anordnung entsprechenden regelmäßigen Anord­ nung enthält.
In einer ersten Ausführungsform werden die lichtbündelnden optischen Einrichtungen durch Linsen gebildet. In einer Vari­ ante davon enthält die Grundplatte eine der LED-Anordnung entsprechende Anordnung von Vertiefungen, in welche die Lin­ sen als einzeln gefertigte Bauteile einsteckbar sind. Bevor­ zugterweise sind die Linsen dabei jeweils derart aufgebaut, daß sie einen vierkantförmigen Hauptkörper mit einer nach au­ ßen gewölbten Lichtaustrittsfläche und einen im Querschnitt gegenüber dem Hauptkörper verjüngten und zu der Vertiefung der Grundplatte entsprechenden komplementären Sockel aufwei­ sen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß in der Grund­ platte anstelle der Vertiefungen Erhebungen angeordnet sind, auf die die Linsen aufsteckbar sind.
Nach einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform sind die Linsen integral in der Grundplatte ausgebildet. In diesem Fall muß die Grundplatte aus einem für die Emissionswellen­ länge der LEDs transparenten Material bestehen.
In einer zweiten Ausführungsform werden die lichtbündelnden optischen Einrichtungen durch optische Kanäle gebildet, die in die Grundplatte integriert sind und die schräggestellte oder gekrümmte, reflektierende Innenwände aufweisen.
Weitere Ausführungsformen können durch Kombinationen der er­ sten und der zweiten Ausführungsform gebildet werden.
Weiterhin bevorzugt ist, daß die Grundplatte und/oder die Linsen Polymethylmethacrylat (PMMA) enthalten. Unabhängig von der Wahl des Materials der Grundplatte und der Linsen ist es ferner wünschenswert, wenn die Grundplatte und/oder die Lin­ sen - gegebenenfalls als einstückiges Teil - im Spritzguß hergestellt sind.
Eine für das erfindungsgemäße LED-Modul bevorzugt verwendete LED ist beispielsweise in dem Artikel "SIEMENS SMT-TOPLED für die Oberflächenmontage" von F. Möllmer und G. Waitl in der Zeitschrift Siemens Components 29 (1991), Heft 4, S. 147 im Zusammenhang mit Bild 1 beschrieben. Diese Form der LED ist äußerst kompakt und erlaubt die Anordnung einer Vielzahl von LEDs auf der Platine.
Das erfindungsgemäße LED-Modul eignet sich besonders für den Einbau in Signaleinrichtungen wie Bahnsignaleinrichtungen oder in den Boden eingelassene Leitsignaleinrichtungen oder für andere Zwecke verwendete Beleuchtungseinrichtungen jedwe­ der Art.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen der zwei Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seiten- oder Querschnittsansicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls;
Fig. 2A eine Seitenansicht einer bei einem LED-Modul nach Fig. 1 eingesetzten Linse; und Fig. 2B eine Ansicht der Linse von der Seite der Lichtaustrittsfläche;
Fig. 3 eine Seiten- oder Querschnittsansicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls.
Ein erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer Platine 1 und einer Grundplatte 2 ist in Fig. 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Auf der Platine 1 sind eine Mehrzahl von LEDs 10 in der Anordnung einer Matrix darge­ stellt. Die Anordnung kann auch durch eine einzige Zeile von LEDs gebildet werden. Als Platine 1 wird vorzugsweise eine Metallkernplatine eingesetzt, um die Wärmeableitung von den LEDs zu verbessern, wodurch die Lichtausbeute der LEDs ver­ bessert werden kann. Die LEDs werden bevorzugterweise in der Oberflächenmontagetechnik SMT (Surface-Mount Technology) auf der Platine 1 montiert. Als LED 10 kann dabei die bereits er­ wähnte SIEMENS SMT-TOPLED® eingesetzt werden. Der schaltungs­ technische Aufbau der LEDs 10 kann so erfolgen, daß mehrere getrennte, voneinander unabhängige Stromkreise angeordnet werden. Dadurch kann eine hohe Ausfallsicherheit des Moduls gewährleistet werden. Beispielsweise können die LEDs 10 in zwei unabhängigen Stromkreisen mit jeweils 15 parallelen Strängen angeordnet werden, wobei in jedem einzelnen Strang zwei LEDs 10 in Serie geschaltet sind.
In einem kleinen Abstand von der Oberseite der LEDs 10 ist die die Linsenanordnung enthaltende Grundplatte 2 angeordnet. Die Platine 1 und die Grundplatte 2 können in geeigneter Wei­ se miteinander starr verbunden sein, damit ihre relative Lage zueinander konstant bleibt. Vorzugsweise werden die Platine 1 und die Grundplatte 2 über eine einrastende Steckverbindung miteinander verbunden.
Die Grundplatte 20 enthält eine Vielzahl Linsen 20, die ein­ zeln jeweils den LEDs 10 zugeordnet sind. Es kann eine Grund­ platte 20 verwendet werden, in deren lichtaustrittsseitiger Oberfläche die Linsen 20 beispielsweise als Erhebungen ge­ formt sind, so daß die Linsen 20 integral mit der Grundplatte 2 verbunden sind. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung wie in Fig. 1, bei der die Linsen 20 als einzelne Bauteile gefertigt sind und in die Grundplatte 2 durch eine einrastende Steck­ verbindung eingesteckt werden können. Dazu ist die Grundplat­ te 2 nach Art eines Setzkastens mit einer Anzahl von Vertie­ fungen 25 geformt, die in derselben matrixförmigen Anordnung wie die LEDs 10 vorliegen. Diese Vertiefungen 25 weisen bei­ spielsweise einen kreisrunden Querschnitt auf.
In Fig. 2A, B ist eine einzelne Linse 20 in einer Seitenansicht (A) und einer Ansicht von der Seite der Lichtaustrittsfläche (B) dargestellt. Die Linse 20 besteht demnach aus einem vier­ kantförmigen Hauptkörper 21 und einen daran auf der der Seite der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden Seite angeschlos­ senen Sockel 22, der gegenüber dem Hauptkörper 21 im Quer­ schnitt verjüngt ist. Der Sockel 22 ist zu der Vertiefung 25 der Grundplatte 2 komplementär, so daß im eingesetzten Zu­ stand der Linse 20 die an der Grenze des Sockels 22 zum Hauptkörper 21 überstehende Fläche des Hauptkörpers 21 auf der Grundplatte 2 aufliegt. Ferner ist der Querschnitt des Hauptkörpers 21 derart dimensioniert, daß im eingesetzten Zu­ stand die Hauptkörper 21 der Linsen 20 lückenlos aneinander­ liegen. Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel hat somit den Vorteil, daß das Modul bei der Betrachtung aus einer Ent­ fernung von wenigen Metern als homogen ausgeleuchtete Fläche erscheint.
Je nach dem Herstellungsaufwand kann die Komplementarität von Grundplatte 2 und Linsen 20 auch umgekehrt ausgeführt sein, wobei dann anstelle der Vertiefungen 25 in die Grundplatte 2 entsprechende Erhebungen geformt sind und die einzelnen Lin­ sen 20 mit entsprechenden komplementären Vertiefungen verse­ hen sind.
Durch einfache bauliche Maßnahmen kann erreicht werden, daß ein Einrasten der Steckverbindung erreicht wird. Dies ist dem Fachmann bekannt und soll hier nicht weiter erörtert werden.
Der Hauptkörper 21 weist an der Lichtaustrittsoberfläche eine nach außen gewölbte Fläche 21a auf, durch die die eigentliche Linse gebildet wird. Die gewölbte Fläche 21a kann dabei - ab­ hängig von dem Linsenmaterial und seinem Brechungsindex - derart geformt sein, daß die aktive Fläche der LED 10 im Brennpunkt der Linse 20 liegt.
Die Seitenwände des Hauptkörpers 21 und/oder des Sockels 22 können zur Erhöhung der Lichtausbeute als Reflektoren ausge­ formt sein.
Als Material für die Grundplatte 2 und die Linsen 20 eignet sich besonders gut Polymethylmethacrylat (PMMA) mit einem Brechungsindex von 1,5. Es können aber auch andere Kunststof­ fe eingesetzt werden, wobei dann gegebenenfalls aufgrund ei­ nes anderen Brechungsindex die Form der Linse, d. h. die Form der gewölbten Fläche 21a geändert werden muß. Für den Serien­ einsatz mit großen Stückzahlen wird vorzugsweise ein spritz­ gußfähiges Material eingesetzt.
Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED- Moduls ist in Fig. 3 in einer Seitenansicht dargestellt. Bei dieser wird wie in Fig. 1 eine Platine 1 mit einer regelmäßi­ gen darauf aufgebrachten Anordnung von LEDs 10 verwendet. Die Grundplatte 2 weist hier jedoch als lichtbündelnde optische Einrichtungen eine der LED-Anordnung entsprechende regelmäßi­ ge Anordnung von optischen Kanälen 30 auf, die in die Grund­ platte 2 geformt sind und die reflektierende Seitenwände auf­ weisen. Die Seitenwände sind, wie dargestellt, derart schräg­ gestellt, daß sich der Kanalquerschnitt in Lichtausbreitungs­ richtung vergrößert. Anstelle gerade verlaufender Seitenwände kann auch ein gekrümmter Verlauf vorgesehen sein. Vorzugswei­ se sind dabei die Kanäle 30 als Bohrungen durch die Grund­ platte 2 geformt, die entweder durchgängig sind oder sich zu­ mindest über einen Teil des Querschnitts der Grundplatte 2 erstrecken. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Kanäle 30 wie bei einer brechungsindexgeführten Glasfaser aus einem Material mit relativ hohem Brechungsindex bestehen, während das die Kanäle 30 umgehende Material der Grundplatte 2 einen relativ niedrigen Brechungsindex aufweist, so daß das auf die Grenzfläche auftreffende Licht an dieser durch Totalreflexion reflektiert wird. Die Änderung des Brechungsindex kann dabei stufenförmig oder graduell verlaufen.
Es können auch weitere Ausführungsformen gebildet werden, die aus beiden beschriebenen Ausführungsformen zusammengesetzt werden. Beispielsweise können bei dem LED-Modul des zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 3) noch zusätzliche Linsen vorgese­ hen werden. Diese können auf einer Seite der Grundplatte 2 auf die Kanäle 30 aufgesetzt werden. Falls die Kanäle 30 durch Bohrungen gebildet werden, können die zusätzlichen Lin­ sen auch wie im ersten Ausführungsbeispiel in diese Bohrungen eingesteckt werden.
Das erfindungsgemäße LED-Modul hat den Vorteil, daß es bei der Betrachtung aus einer Entfernung von wenigen Metern als homogen ausgeleuchtete Fläche erscheint.
Das erfindungsgemäße Modul ist besonders bei Bahnsignalein­ richtungen vorteilhaft einsetzbar. Es kann aber auch für an­ dere Signaleinrichtungen wie in den Boden eingelassene Leit­ signaleinrichtungen eingesetzt werden, die der Leuchtmarkie­ rung von Wegen, Straßen, Plätzen, Tunnels, Start- und Lande­ bahnen oder dergleichen dienen. Bei derartigen Anwendungen wirkt sich die flache Bauform des erfindungsgemäßen LED- Moduls besonders vorteilhaft aus.
Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Ampeln oder Scheinwerfer, wie Spotscheinwerfer, oder andere derartige Beleuchtungsge­ genstände, wie sie zur Effektbeleuchtung etwa in Diskotheken eingesetzt werden können.
Die Emissionswellenlänge der LED ist im Prinzip beliebig. Wahlweise können auch mehrfarbige Signale durch Verwendung von LEDs verschiedener Farben erzeugt werden. Um eine konven­ tionelle Bahnsignaleinrichtung in den optischen Eigenschaften möglichst zu imitieren, kann auch eine Weißlicht-LED einge­ setzt werden. Dazu muß beispielsweise eine LED möglichst kur­ zer Wellenlänge, wie GaN im blauen Spektralbereich, verwen­ det, auf die dann ein geeignetes Konvertermaterial zur Erzeu­ gung kürzerer Wellenlängen aufgebracht wird, so daß sich durch die Wellenlängenmischung der optische Eindruck einer Weißlichtquelle ergibt.
Bezugszeichenliste
1
Platine
2
Grundplatte
10
LED
20
Linse
21
Hauptkörper
21
a Lichtaustrittsfläche
22
Sockel
25
Vertiefung
30
optische Kanäle

Claims (18)

1. LED-Modul, mit
  • - einer regelmäßigen Anordnung von LEDs (10), wobei
  • - jede LED (10) mit einer lichtbündelnden optischen Einrich­ tung (20; 30) versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die LEDs (10) auf einer Platine (1) montiert sind,
  • - eine Grundplatte (2) vorgesehen ist, die eine der LED- Anordnung entsprechende regelmäßige Anordnung von licht­ bündelnden optischen Einrichtungen (20; 30) enthält.
2. LED-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die lichtbündelnden optischen Einrichtungen (20; 30) Lin­ sen (20) sind.
3. LED-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Grundplatte (2) derart in bezug auf die Platine (1) angeordnet ist, daß jede LED (10) im Brennpunkt der ihr zugehörigen Linse (20) positioniert ist.
4. LED-Modul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Grundplatte (2) eine der LED-Anordnung entsprechende Anordnung von Vertiefungen (25) oder Erhebungen enthält, und
  • - die Linsen (20) als einzeln gefertigte Bauteile in die Vertiefungen (25) einsteckbar oder auf die Erhebungen auf­ steckbar sind.
5. LED-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Linsen (20) jeweils derart aufgebaut sind, daß sie
  • - einen vierkantförmigen Hauptkörper (21) mit einer nach außen gewölbten Lichtaustrittsfläche, und
  • - einen im Querschnitt gegenüber dem Hauptkörper (21) verjüngten und zu der Vertiefung (25) der Grundplatte (2) komplementären Sockel (22) aufweisen.
6. LED-Modul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die vierkantförmigen Hauptkörper (21) im eingesteckten Zu­ stand der Linsen (20) lückenlos aneinanderliegen.
7. LED-Modul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Seitenwände des Hauptkörpers (21) und/oder des Sockels (22) als Reflektoren ausgeformt sind.
8. LED-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. die Linsen (20) integral in der Grundplatte (2) ausgebil­ det sind.
9. LED-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die lichtbündelnden optischen Einrichtungen (20) in die Grundplatte (2) geformte optische Kanäle (30) mit reflek­ tierenden Wänden sind.
10. LED-Modul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Kanäle (30) in die Grundplatte (2) geformte Bohrungen oder Bereiche mit relativ hohem Brechungsindex sind.
11. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Grundplatte (2) und/oder die Linsen (20) Polymethyl­ methacrylat (PMMA) enthalten.
12. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Grundplatte (2) und/oder die Linsen (20) im Spritzguß hergestellt sind.
13. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Platine (1) eine Metallkernplatine ist.
14. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die LEDs (10) an mindestens zwei unabhängige Stromkreise angeschlossen sind.
15. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die LEDs (10) ein Konversionsmaterial aufweisen, durch die wenigstens ein Teil der von den LEDs (10) emittierten Lichtstrahlung wellenlängenkonvertiert wird, so daß der optische Eindruck von Weißlicht-LEDs entsteht.
16. Verwendung eines LED-Moduls nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 für Beleuchtungseinrichtungen oder Si­ gnaleinrichtungen, insbesondere für Bahnsignaleinrichtungen oder in den Boden eingelassene Leitsignaleinrichtungen zur Leuchtmarkierung von Wegen, Straßen, Tunnels, Start- und Lan­ debahnen und dergleichen.
17. Beleuchtungseinrichtung, enthaltend ein LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
18. Signaleinrichtung, insbesondere Bahnsignaleinrichtung oder in den Boden eingelassene Leitsignaleinrichtung zur Leuchtmarkierung von Wegen, Straßen, Tunnels, Start- und Lan­ debahnen und dergleichen, enthaltend ein LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
DE19922361A 1999-05-14 1999-05-14 LED-Modul für Anzeigeeinrichtungen Revoked DE19922361C2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922361A DE19922361C2 (de) 1999-05-14 1999-05-14 LED-Modul für Anzeigeeinrichtungen
CNB00807500XA CN1193437C (zh) 1999-05-14 2000-05-15 用于信号设备的发光二极管组件
PCT/DE2000/001537 WO2000070687A1 (de) 1999-05-14 2000-05-15 Led-modul für signaleinrichtungen
EP00943604.9A EP1179219B1 (de) 1999-05-14 2000-05-15 Led-modul für signaleinrichtungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922361A DE19922361C2 (de) 1999-05-14 1999-05-14 LED-Modul für Anzeigeeinrichtungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19922361A1 true DE19922361A1 (de) 2000-11-30
DE19922361C2 DE19922361C2 (de) 2003-05-28

Family

ID=7908146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19922361A Revoked DE19922361C2 (de) 1999-05-14 1999-05-14 LED-Modul für Anzeigeeinrichtungen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1179219B1 (de)
CN (1) CN1193437C (de)
DE (1) DE19922361C2 (de)
WO (1) WO2000070687A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227458A2 (de) 2001-01-11 2002-07-31 Dr. techn. Josef Zelisko, Fabrik für Elektrotechnik und Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. Anzeige- und/oder Signalsiervorrichtung
DE10355878B3 (de) * 2003-11-25 2005-08-25 Siemens Ag Lichtsignal
WO2006089508A1 (de) * 2005-02-28 2006-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Led-array
DE102006009694A1 (de) * 2006-03-02 2007-09-20 Paul Heinrich Neuhorst Leuchte
WO2010068127A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Instytut Optyki Stosowanej Modular optical system of a light table

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7053419B1 (en) 2000-09-12 2006-05-30 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diodes with improved light extraction efficiency
US7064355B2 (en) 2000-09-12 2006-06-20 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting diodes with improved light extraction efficiency
JP2002141556A (ja) 2000-09-12 2002-05-17 Lumileds Lighting Us Llc 改良された光抽出効果を有する発光ダイオード
US6987613B2 (en) 2001-03-30 2006-01-17 Lumileds Lighting U.S., Llc Forming an optical element on the surface of a light emitting device for improved light extraction
AT414165B (de) * 2001-10-09 2006-09-15 Gifas Electric Ges M B H Leuchte
US6714348B2 (en) * 2001-11-14 2004-03-30 Ken-A-Vision Manufacturing Co., Inc. Cordless microscope
DE10245933B4 (de) 2002-09-30 2013-10-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Einrichtung zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstroms
SI3419388T1 (sl) * 2003-04-21 2020-12-31 Signify North America Corporation Postopek razsvetljave s ploščicami in sistemi
US7009213B2 (en) 2003-07-31 2006-03-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Light emitting devices with improved light extraction efficiency
DE10349266B4 (de) 2003-10-20 2015-06-18 Trützschler GmbH & Co Kommanditgesellschaft Verwendung einer Vorrichtung zur optischen Signalanzeige, bei der mindestens zwei Lichtquellen als Leuchtdioden (LED) vorhanden sind
US7419839B2 (en) 2004-11-12 2008-09-02 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Bonding an optical element to a light emitting device
US7462502B2 (en) 2004-11-12 2008-12-09 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Color control by alteration of wavelength converting element
CN101162076B (zh) * 2006-10-11 2010-12-01 宁波安迪光电科技有限公司 圆形led投光灯
CN101162075B (zh) * 2006-10-11 2011-07-06 宁波安迪光电科技有限公司 条形led投光灯
US7972037B2 (en) 2008-11-26 2011-07-05 Deloren E. Anderson High intensity replaceable light emitting diode module and array
CN102330906A (zh) * 2011-10-10 2012-01-25 无锡华兆泓光电科技有限公司 一种采用微透镜阵列的大功率集成led灯体结构
CN102364549A (zh) * 2011-11-01 2012-02-29 苏州晶雷光电照明科技有限公司 一种防雷led交通灯
CN103388779A (zh) * 2013-07-12 2013-11-13 哈尔滨固泰电子有限责任公司 室内led灯具及配光方法
CN104503006B (zh) * 2014-12-01 2016-03-09 杭州照相机械研究所 透镜及具有该透镜的调光系统
DE102015121697A1 (de) * 2015-12-14 2017-06-14 Hella Kgaa Hueck & Co. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
PL231325B1 (pl) 2015-12-17 2019-02-28 Inst Optyki Stosowanej Im Prof Maksymiliana Pluty Układ optyczny do pojedynczego piksela tablicy znaków drogowych o zmiennej treści
PL415364A1 (pl) 2015-12-17 2017-06-19 Instytut Optyki Stosowanej Im. Prof. Maksymiliana Pluty Układ optyczny do rozsyłu światła z pojedynczego piksela tablicy znaków drogowych o zmiennej treści
DE102019121881A1 (de) * 2019-08-14 2021-02-18 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0921568A2 (de) * 1997-11-25 1999-06-09 Matsushita Electric Works, Ltd. Leuchte mit lichtemittierenden Dioden

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6486573A (en) * 1987-07-17 1989-03-31 Oshima Denki Co Light emitting device
US4914731A (en) 1987-08-12 1990-04-03 Chen Shen Yuan Quickly formed light emitting diode display and a method for forming the same
DE58909875D1 (de) * 1989-05-31 2000-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Montieren eines oberflächenmontierbaren Opto-Bauelements
US5404282A (en) * 1993-09-17 1995-04-04 Hewlett-Packard Company Multiple light emitting diode module
DE19623881A1 (de) 1996-06-05 1997-12-11 Hertz Inst Heinrich Elektrolumineszenzdisplay
KR100537349B1 (ko) 1996-06-26 2006-02-28 오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁 발광 변환 소자를 포함하는 발광 반도체 소자
AU8876998A (en) * 1997-09-04 1999-03-22 Howells Railway Products Limited Plural-led lights

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0921568A2 (de) * 1997-11-25 1999-06-09 Matsushita Electric Works, Ltd. Leuchte mit lichtemittierenden Dioden

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1227458A2 (de) 2001-01-11 2002-07-31 Dr. techn. Josef Zelisko, Fabrik für Elektrotechnik und Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. Anzeige- und/oder Signalsiervorrichtung
DE10355878B3 (de) * 2003-11-25 2005-08-25 Siemens Ag Lichtsignal
WO2006089508A1 (de) * 2005-02-28 2006-08-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Led-array
US7726835B2 (en) 2005-02-28 2010-06-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED array
DE102006009694A1 (de) * 2006-03-02 2007-09-20 Paul Heinrich Neuhorst Leuchte
WO2010068127A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Instytut Optyki Stosowanej Modular optical system of a light table

Also Published As

Publication number Publication date
EP1179219A1 (de) 2002-02-13
DE19922361C2 (de) 2003-05-28
CN1350704A (zh) 2002-05-22
EP1179219B1 (de) 2016-05-11
WO2000070687A1 (de) 2000-11-23
CN1193437C (zh) 2005-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19922361A1 (de) LED-Modul für Signaleinrichtungen
DE4129094B4 (de) Signalleuchte mit Leuchtdioden als Lichtquelle für Kraftfahrzeuge und deren Verwendung für unterschiedliche Signalleuchtenfunktionen
EP1327558A2 (de) Fahrzeugleuchte
DE19908040A1 (de) Einrichtung zur Beleuchtung von Räumen, Körpern oder Flächen
EP1805815A2 (de) Beleuchtungseinrichtung, kfz-scheinwerfer und verfahren zur herstellung einer beleuctungseinrichtung
DE10314524A1 (de) Scheinwerfer und Scheinwerferelement
EP2070117A1 (de) Optisches element für eine leuchtdiode, leuchtdiode, led-anordnung und verfahren zur herstellung einer led-anordnung
EP2816276A2 (de) Kraftfahrzeug mit einer Leuchtvorrichtung
DE4305585A1 (de) Signalleuchte für Kraftfahrzeuge
DE19815868C2 (de) Lichtquelle, insbesondere für Signalleuchten für den Eisenbahnverkehr
EP1826475A1 (de) Flache Leuchtvorrichtung mit LED und Lichtleiter
EP1422467A2 (de) Mobile Leuchte
DE102008036845A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung
DE19646042B4 (de) Fahrzeug-Beleuchtungseinrichtung
WO2002052524A1 (de) Led-signaleinrichtung für strassenverkehrssignale
DE10311317A1 (de) Leuchteinrichtung für Fahrzeuge
DE112011101860T5 (de) Außenspiegel-Anordnung mit einem Gehäuse umfassend eine Schaltkreisplatine mit einer Mehrzahl an lichtemittierenden Dioden
DE19831607A1 (de) Lineares Beleuchtungs-Baueelement bzw. Belichtungsbauelement und Bildlesevorrichtung, welche dieses verwendet
WO2011023479A1 (de) Lichtsignal
DE112011101305B4 (de) Lichtleitsystem, Verfahren zur Herstellung eines Lichtleitsystems und Anwendung eines Lichtleitsystems
DE19946079B4 (de) Signalleuchte eines Kraftfahrzeugs
DE19930461A1 (de) Fahrzeugleuchte
EP0713999A1 (de) Lichtsignalvorrichtung mit Leuchtdioden
DE102004025473A1 (de) Signalgerät
DE19912233C1 (de) LED-Modul für Bahnsignaleinrichtungen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: F21S 8/10

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH, 93049 REGENSBURG,

8304 Grant after examination procedure
8363 Opposition against the patent
8331 Complete revocation