NO338004B1 - Led belysningsanordning for trafikkregulering - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse relaterer seg til en belysningsanordning for reguleringslys brukt innenfor trafikkregulering slik som trafikklys, jernbanesignalhoder eller linjelys for vannbåren trafikk. Nevnte belysningsanordning har en lyskilde som består av LED festet til en sammenkoplingsbase og som omfatter optisk tilbakekopling, arrangert for å overvåke og regulere driften av belysningsanordningen.

I dag er belysningsanordninger basert på glødelyskilder, slik som glødelamper fremdeles brukt for regulering av land- og vannbåren trafikk. Glødelamper involve-rer problemer med høy energikonsumpsjon i forhold til mengden av lys som produ-seres, en kort tjenestetid og således høye vedlikeholdskostnader.

LED-er har tradisjonelt hatt et vesentlig lavere effektforbruk enn glødelamper. I tillegg har det en lengre tjenestetid slik at det er svært anvendelig for bruk for eksempel innenfor trafikkreguleringslys. For eksempel, patentsøknad Fl 20002733 viser en trafikkreguleringslys der lyskilden består av LED-er plassert på en tilkoplingsbase. Denne publikasjonen beskriver en lysanordning tenkt for laveffekt LED-er med en effektangivelse under 1 W og et apparat for dens regulering. Styringsappa-ratet vist i denne publikasjonen anvender optisk tilbakekopling som tillater at drift av LED-er brukt som lyskilder blir overvåket og regulert slik at informasjon blir oppnådd i alle situasjoner om virkelige driftsbetingelser for reguleringslyset. I tillegg kan den optiske tilbakekoplingen kan bli brukt for regulering av lysintensiteten for lyskilden.

I publikasjonen det refereres til blir LED-er forbundet på en overflate av et kretskort. Antallet ledd er typisk over 10. Plassert over kretskortet finnes en fargeløs eller farget transparent linsedomedel laget av plastikk, for eksempel polykarbonat og som på sin innside har en Fresnellinse motstående hver av LED-ene. For å overvåke driften av belysningsanordningen er den forsyn med en optisk tilbakekopling som blir brukt for å overvåke driften av LED-ene ved å la noe av lyset fra LED-ene passere via det optiske tilbakekoplingen til en reguleringselektronisk enhet som tar vare på deteksjon og justering av belysningsintensiteten for lyskilden så vel som nivåmåling og feilindikasjon forfeil og forstyrrelsessituasjoner. For den optiske tilbakekoplingen er kretskortet forsynt med lyssensitive transistorer som er arrangert mellom LED-ene på samme side av kretskrotet og som detekterer lys som kommer fra lysdiodene ved bruk av reflektorer montert mellom linsene.

Andre aktuelle belysningskilder fremgår av EP 1215641 og WO 02/071812.

For tiden har det blitt en uttalt økning i effekten for LED-er. I dag finnes høyeffekts-LED-er med en effektangivelse over 1W, til og med 10W er tilgjengelig. Ved å bruke slike høyeffekts-LED vil antallet LED som er nødvendig i en trafikkreguleringslys kunne bli vesentlig redusert og den samme lyseffekten som ble oppnådd tidligere med et stort antall av laveffekts-LED kan nå oppnås med et lavere antall LED.

Høyeffekts-LED-er som dette blir montert på overflaten av et kretskort. For å oppnå en bedre termisk ledningsevne vil kretskortet ofte bli laget av aluminium eller ke-ramisk materiale, men det er også ofte mulig å bruke et konvensjonelt glassfiber kretskort. Høyeffekts-LED kan også bli montert direkte på overflaten av en kjølepla-te.

Hver LED er forsynt med en ekstern optisk linse. Linsen er sikret til en linseholder som omgir LED-en. Normalt vil linseholderen laget av ikke-transparent materiale, men om linseholderen blir produsert fra et transparent material vil det være mulig å få en del av lyset emittert av LED-en. I tilfellet at for høyeffekts-LED-er, vil lyset bli rettet inn til en svært stor åpningsvinkel typisk over 100° oppoverrettet retning for LED-en. I løsninger fra den kjente teknikk hindrer linseholderne fullstendig lyset fra å bli rettet til siden fra LED-en.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å skape trafikkreguleringslys som uttrykt er rettet for høy effekts-ly sd i od er og er forsynt med en optisk tilbakekopling slik at som i tilfelle for Fl patentsøknadsnummer 20002733 informasjon oppnås om den virkelige driftsbetingelsen for reguleringslys. I løsningen for oppfinnelsen er linseholderen i det minste delvis permeabel for lys og lyssensitive elementer er arrangert på en tilkoplingsbase for å motta dette lateralt rettede lys. Detaljene for trekk av apparaturen for oppfinnelsen, vil bli presentert i kravene under.

Oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå en svært enkel og pålitelig overvåkningsar-rangement spesielt tilpasset for høyeffekts-lysdioder med effektangivelse over 1 W for overvåkning av trafikkreguleringslys. I tillegg vil den optiske tilbakekopling kunne bli utnyttet ved regulering av lysintensiteten for lyskilden.

I det etterfølgende blir oppfinnelsen beskrevet i detalj med referanse til et eksempel og de vedlagte tegninger der figur 1 og 2 presenterer et perspektivistisk bilde av en LED-reguleringsbelysningsanordning i henhold til oppfinnelsen som er tilpasset for bruk i trafikkreguleringslys og som inkluderer optisk tilbakekopling i henhold til oppfinnelsen.

Figur 1 og 2 illustrerer en belysningsanordning som brukt for eksempel i et jernbanesignalhode som brukeren lyskilde bestående av høyeffekts-LED-er med effektangivelse over 1W. Denne belysningsanordningen produserer en ensrettet lysstråle som er rettet mot lokomotivet for et tog som nærmer seg på avstand slik at loko-motivføreren enkelt kan oppfatte lyset som sendes fra lyssignalhodet i tide og handle i henhold til fargen på lyset. Lysanordningen haren rammedel foreksempel med en kantfleng som tillater den å bli festet til signalhodet, for eksempel istedenfor en lysanordning med glødelampe. Ved innsiden av rammedelen er det mulig å feste en transformator eller andre anordninger som er nødvendige for å regulere belysningsanordning så vel som et sirkulært kretskort 1. Reguleringselektronikken (ikke vist) er festet i forbindelse med kretskort 1 eller på et separat kretskort.

Forbundet til overflaten for kretskortet 1 er lysdiode 2 og linseholderen 3 som omgir dem. Linseholderen er forbundet til kretskortet 1 for eksempel ved bruk av for-bindelsespinner eller med lim, LED-ene er forbundet til kretskortet 1 typisk ved lod-ding eller liming. I dette utførelseseksemplet vil antallet LED-er være 18 og typisk over 10, men avhenger av lysintensiteten som kreves vil et mindre antall LED-er også kunne bli brukt. Plassert over kretskortet 1 er en fargeløs eller farget transparent linsedomedel laget av plastikk for eksempel polykarbonat. Den utvendige overflaten av linsen kan være glatt og planar, slik at linsen danner en utvendig overflate for belysningsanordningen vil de være enkle å holde rene.

For å tillate drift av belysningsanordningen skal kunne overvåkes er det forsynt med optisk tilbakekopling som kan bli brukt for å overvåke driften av LED-er som passerer noe av lyset for LED 2 via den optiske tilbakekoplingen til reguleringselektronikken som kan ta vare på deteksjon og justering av belysningsintensiteten for lyskilden, nivåmåling og feilindikasjon for feil og forstyrrelsessituasjoner.

For optisk tilbakekopling er kretskortet 1 forsynt med lyssensitive transistorer 4 arrangert mellom LED-er på den samme side av kretskortet 1. Lys som kommer sideveis fra LED blir detektert av transistoren 4 hvis utgangssignal blir passert til reguleringselektronikken. Således noe av lyset fra LED-er 2 som kommer lateralt gjennom transparenter linseholderen 3 i en delvis nedadrettet indirekte retning blir overført direkte, det vil si uten reflektorer eller annen type føringselementer til fototransistoren 4 plassert mot kretskortet.

Fototransistoren kan bli forbundet for å overvåke enten 1 LED i hvilket tilfelle en separat fototransistor kan bli plassert ved siden av LED som i figur 1 eller alterna- tivt en matrise av LED-er i hvilket tilfelle en fototransistor blir plassert i midten av for eksempel fire LED-er.

Som vist i figur 2 på innsiden av linsedomedelen kan det være en plate 5 som har en åpning i arealet for hver LED og som er fiksert til kretskortet via en skrudd fes-teanordning 6. Åpningsplaten 5 hindrer lys fra utsiden av belysningsanordningen i å nå fototransistor 4, slik at belysningsbetingelsene på utsiden av belysningsanordning ikke har noen forstyrrende effekt på driften av overvåknings- og regulerings-utstyret for reguleringslyset. I tillegg beskytter platen detektorene mot skadelig typer stråling (for eksempel UV og IR stråling) som kommer fra utsiden av belysningsanordningen. Åpningsplaten sikrer også i en mekanisk forstand at linsene vil forbli sikret i sine linseholdere og derfor at krasj og vibrasjoner tilført til belysningsanordningen ikke vil flytte på linsene.

Det er opplagt for en fagmann på området at forskjellige utførelsesformer for oppfinnelsen ikke eksklusivt er begrenset til eksemplene beskrevet over, men at de kan bli variert innenfor omfanget av kraven presentert i det etterfølgende. Et tilstrekke-lig antall fototransistorer kan bli plassert i belysningsanordningen slik at tilstrekke-lig pålitelig informasjon om driften av belysningsanordningen oppnås. Istedenfor å bruke en transparent lysholder er det mulig å tilveiebringe linseholder med åpning-er for å rette lateralt emittert lys til de lyssensitive transistorer.

Claims (7)

1. Belysningsanordning for lysregulering brukt i trafikkontroll, slik som trafikklys, jernbanesignalhode eller linjelys for vannbåren trafikk, nevnte belysningsanordning har en lyskilde som består av en eller flere LED (2) festet i linseholderen (3) ved midler for hvilke de kan bli forbundet på en tilkoplingsbase (1) og videre omfatten-de optiske tilbakekopling der en eller flere lyssensitive detektorer (4) blir arrangert på tilkoplingsbasen (1) i forbindelse med LED-ene brukt som lyskilde, noe av lyset som kommer fra LED-ene blir ført til nevnte detektorer ved bruk av et optisk tilbakekopling som dannes for overvåkning og/eller justering av belysningsanordningen,karakterisert vedat linseholderen (3) i det minste er delvis permeabel for lys slik at lys emittert lateralt fra LED kan bli ført til de lyssensitive detektorer festet på tilkoplingsbasen.

2. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat linseholderne er laget av et transparent plastikkma-teriale i det minste i retning av den lyssensitive element.

3. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat detektorene er forbundet på tilkoplingsbasen (1) i nivå av de nedre deler av linseholderen (3)

4. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat de lyssensitive elementer har blitt festet til for å overvåke en LED i hvilket tilfelle et separat lyssensitivt element blir plassert på siden av LED.

5. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat de lyssensitive elementer har blitt festet for å overvåke en matrise av LED i hvilket tilfelle fototransistoren blir plassert i midten av eller ved siden av et antall av LEDs.

6. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat belysningsanordningen omfatter en linsedomedel og på sin side en plate (5) med en åpning motsatt hver av LED nevnte plater forhind-rer lys fra utsiden av belysningsanordningen i å nå de lyssensitive elementer.

7. Belysningsanordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat LED er en høyeffekts-LED som har en effektangivelse på i det minste 1 W.