DE102005004581A1

DE102005004581A1 - Light signaling system e.g. signaler, for e.g. industrial area, has illuminant e.g. light emitting diode-arrangement with organic light emitting diodes, and diffusing panel with segment that stands in defined angle deviation of optical axis

Info

Publication number: DE102005004581A1
Application number: DE200510004581
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kreplin; Christian Lawnik; Norbert PÖPPLOW
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-10

Abstract

The system has an illuminant e.g. light emitting diode (LED)-arrangement with organic light emitting diodes (OLED), and a diffusing panel (3) with a segment that stands in a defined angle deviation of an optical axis. The segment has outer- and/or inner-sided OLED surfaces (4, 5, 6) that are provided for display of close area e.g. signal perception in a traffic technical protection system. The illuminant is designed as an OLED-module (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtzeichenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Lichtzeichenanlagen sind in verschiedenen Industriebereichen und insbesondere zur Verkehrssteuerung auf Schienen-, Land- und Wasserwegen weit verbreitet. Prinzipiell dienen Lichtzeichenanlagen als Signalgeber oder Symbolanzeiger, die durch Farb- und/oder Formgebung einer Leuchtfläche mit einer definierten Abstrahlcharakteristik, bestimmte Informationen vermitteln. Dabei handelt es sich häufig um sicherheitsrelevante Informationen, die keinesfalls optisch verfälscht oder durch Fremdlicht überblendet sein dürfen.The The invention relates to a traffic signal system according to the preamble of the claim 1. Traffic lights are in various industrial areas and in particular for traffic control on rail, land and Waterways widely used. In principle, traffic signs are used as a signal generator or symbol indicator by color and / or shape a luminous area with a defined radiation characteristic, certain information convey. These are often security relevant Information that in no way falsifies visually or is suppressed by extraneous light may be.

Bei Eisenbahnsignalen muss gewährleistet sein, dass der Triebfahrzeugführer bei Annäherung an das für ihn bestimmte Signal dieses immer eindeutig erkennen kann. Dabei müssen unterschiedliche Streckengeometrien, d. h. gerade Strecke, Kurven und/oder Höhenunterschiede berücksichtigt werden. Für Signale an einer kurvenfreien Strecke wird eine schmale Lichtverteilung benötigt, während bei Kurven die Lichtverteilung breiter sein muss, um möglichst auf dem gesamten Annäherungsweg die Sichtbarkeit des Signals zu ermöglichen.at Railway signals must be ensured that the driver when approaching that for certain signal this can always recognize this clearly. there have to different route geometries, d. H. straight track, curves and / or height differences considered become. For Signals on a curve-free route becomes a narrow light distribution needed while in curves, the light distribution must be wider, as possible on the whole approach to allow the visibility of the signal.

Bei bekannten Lichtsignalen wird als Leuchtmittel überwiegend eine Glühlampe oder eine LED-Anordnung verwendet. Zusätzlich kann ein optisches System mit einem optischen Element zur Erzeugung einer Abstrahlcharakteristik für schmale Lichtverteilung, d. h. für Geradeausfahrt oder für Seitenstreuung, d. h. für Kurvenfahrt, vorgesehen sein. Nicht selten sind Seitenstreuungen bis zu 50° zu realisieren.at known light signals is used as a bulb predominantly an incandescent or used an LED arrangement. In addition, an optical system with an optical element for generating a radiation characteristic for narrow light distribution, d. H. For Straight ahead or for Side scattering, d. H. For Cornering, be provided. Not uncommon are side scatters up to 50 ° to realize.

Neben der Fernbereichsdarstellung ist auch eine Nahbereichsdarstellung des Signals erforderlich, damit der Triebfahrzeugführer das Lichtsignal auch dann erkennen kann, wenn er direkt vor dem Signal steht. Dieser Nahbereich liegt in der Regel 20m bis 10m vor dem Signalstandort, mit der Tendenz, noch kleinere Beobachtungsabstände zu realisieren.Next The far-range representation is also a near-field representation the signal required for the driver to complete the Light signal can be detected even if he is right in front of the signal stands. This close range is usually 20m to 10m before the Signal location, with the tendency to realize even smaller observation distances.

Um das vorhandene Licht optimal auszunutzen, besteht die Forderung, die Seiten- und Tiefenstreuung den topographischen Streckenverhältnissen weitgehend anzupassen und dabei den Hauptlichtstrom des Signalgebers möglichst ohne große Einbußen für die Fernsicht beizubehalten. Wegen der Abnahme der Lichtstärke in Abhängigkeit vom Quadrat der Entfernung genügt es bei einem optimal auf Fernsicht ausgerichteten Signalgeber, einen verhältnismäßig kleinen Teil der Lichtstärke für die Nahsicht abzuzweigen.Around to optimally utilize the existing light, there is a demand the side and depth dispersion of the topographical track conditions largely adapt and thereby the main luminous flux of the signal generator preferably without big losses for the distance view maintain. Because of the decrease in light intensity as a function of the square of the distance enough it with an optimally focused on far-sighted signal transmitter, a relatively small Part of the light intensity for the Branch off near vision.

Die Seiten- und Tiefenstreuung wird üblicherweise durch spezielle optische Elemente realisiert, beispielsweise durch eine der LED-Lichtquelle vorgesetzte Streuscheibe mit prismatischen und linsenförmigen Formelementen.The Side and depth scattering usually becomes realized by special optical elements, for example by one of the LED light source superior diffuser with prismatic and lenticular Form elements.

Eine einstellbare Streuscheibe für den Nahbereich ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 20 2004 008 937 bekannt.A adjustable lens for the close range is from the German utility model 20 2004 008 937 known.

Aus der EP 0 694 894 A2 ist eine Signalleuchte bekannt, bei der eine Gruppe von LEDs von der Hauptstrahlrichtung abweichend in eine zweite Abstrahlrichtung abgekippt werden kann und damit wahlweise auf verschiedene Beobachtungspunkte im Seiten- oder Tiefenstreubereich ausgerichtet werden kann.From the EP 0 694 894 A2 a signal light is known in which a group of LEDs can be tilted from the main beam direction deviating in a second emission direction and thus can be selectively aligned to different observation points in the side or Tiefenstreubereich.

Die DE 198 15 868 A1 offenbart eine Lichtquelle mit einer ersten Gruppe von LEDs, deren Hauptabstrahlrichtungen parallel zueinander die gemeinsame Hauptabstrahlrichtung festlegen und mit einer zweiten Gruppe von LEDs, deren Hauptabstrahlrichtungen gegenüber der der ersten Gruppe geneigt sind, so dass die Abstrahlcharakteristik an die örtlichen Gegebenheiten anpassbar ist.The DE 198 15 868 A1 discloses a light source with a first group of LEDs whose main emission directions define the common main emission direction parallel to one another and with a second group of LEDs whose main emission directions are inclined with respect to that of the first group so that the emission characteristic can be adapted to local conditions.

Nachteilig bei diesen Lösungsansätzen ist vor allem der erhebliche technische Aufwand, der im Verhältnis zu den relativ geringen Helligkeits- bzw. Erkennbarkeitsanforderungen im Nahbereich zu unverhältnismäßig hohen Kosten für die Realisierung führt.adversely in these approaches is present all the considerable technical effort, in relation to the relatively low brightness or recognizability requirements in the vicinity too disproportionately high costs for the realization leads.

Das gleiche Problem stellt sich auch bei Symbolanzeigen, die zur Signalisierung von Ziffern, Buchstaben oder Symbolen dienen. Üblicherweise werden Symbolanzeiger durch pixelförmig angeordnete LEDs realisiert, die entsprechend ansteuerbar sind. Deren Erkennbarkeit ist auf einen bestimmten Entfernungsbereich und Winkelbereich begrenzt.The same problem arises with symbol displays, which are used for signaling of numbers, letters or symbols. Usually, symbol indicators become by pixel-shaped arranged LEDs realized, which are controlled accordingly. Their recognizability is on a certain distance range and angle range limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtzeichenanlage der gattungsgemäßen Art anzugeben, deren Erkennbarkeit auch bei erheblichen Winkelabweichungen von der optischen Achse verbessert ist.Of the Invention is the object of a traffic light system of indicate the generic type, their recognizability even with significant angular deviations of the optical axis is improved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung von OLEDs (organische lichtemittierende Dioden) als Leuchtmittel ergeben sich vor allem Vorteile hinsichtlich des Blickwinkels, der bis nahezu 180° betragen kann. Für eine mit OLEDs realisierte Seiten- und Tiefenstreuung sind somit keine separaten optischen Elemente mehr erforderlich. Ein weiterer Vor teil gegenüber den konventionellen LEDs besteht darin, dass nicht nur kleine Lichtpunkte, sondern auch große, quasi lückenlose Leuchtflächen realisierbar sind. Die Lichtausbeute in lm/W der OLEDs entspricht ungefähr der von LEDs. Darüber hinaus können die OLEDs als flexible Folie, deren Dicke im Millimeter-Bereich liegt, hergestellt werden. Diese Flexibilität ermöglicht auch eine gewölbte oder gebogte Ausbildung der Leuchtfläche. Im Gehäuse der Lichtzeichenanlage steht hierdurch erheblich mehr Platz zur Verfügung, was zum einen Einfluss auf die Wartungsfreundlichkeit hat und zum anderen die thermischen Verhältnisse im Gehäuse verbessert. Durch die Verwendung von OLEDs ergibt sich eine erheblich verbesserte Variabilität und Flexibilität bezüglich der Einbaupositionen. Ferner erleichtert sich durch das einfache Einbauen der OLED-Module auf Trägerplatten die Herstellung und Montage von Optiksystemen der oben beschriebenen Signale. Auf ein Einbringen von LED-Linseneinheiten in Steckplatten und somit auf technisch aufwändige Fertigungsprozesse kann somit verzichtet werden. Die nach DIN 6163 benötigten Signalfarben sind darstellbar. Das Erscheinungsbild über die gesamte OLED-Fläche ist konstant. OLED-Module können auch zusammen mit konventionellen Leuchtmitteln verwendet werden oder zur Ergänzung vorhandener Leuchtmittel, beispielsweise an deren Halterungen, angebracht werden.The object is achieved with the characterizing features of claim 1. The use of OLEDs (organic light-emitting diodes) as light sources results in particular in terms of the viewing angle, which can be up to almost 180 °. For side and depth scattering realized with OLEDs, separate optical elements are no longer required. Another advantage over the conventional LEDs is that not only small ne points of light, but also large, virtually gapless lighting surfaces are feasible. The luminous efficacy in lm / W of the OLEDs corresponds approximately to that of LEDs. In addition, the OLEDs can be produced as a flexible film whose thickness is in the millimeter range. This flexibility also allows a curved or curved design of the luminous surface. As a result, considerably more space is available in the housing of the traffic light system, which, on the one hand, has an effect on the ease of maintenance and, on the other hand, improves the thermal conditions in the housing. The use of OLEDs results in significantly improved variability and flexibility with respect to the installation positions. Furthermore, the simple installation of the OLED modules on carrier plates facilitates the manufacture and assembly of optical systems of the signals described above. It is thus possible to dispense with the introduction of LED lens units in plug-in panels and thus on technically complex production processes. The signal colors required according to DIN 6163 can be displayed. The appearance over the entire OLED area is constant. OLED modules can also be used together with conventional bulbs or attached to supplement existing bulbs, for example on their brackets.

Gemäß Anspruch 2 sind OLEDs zur Nahbereichsdarstellung, insbesondere von Signalbegriffen in verkehrstechnischen Sicherungsanlagen, vorgesehen. Hierbei können Bereiche bzw. Flächen an Signalgebern genutzt werden, die nicht mit LEDs bestückt bzw. bestückbar sind. Um Phantomeffekte durch auftreffendes Sonnenlicht oder Scheinwerferlicht zu vermeiden oder zu reduzieren, sind geeignete Oberflächenstrukturen zur Kapselung der OLED-Module zu wählen.According to claim 2 are OLEDs for close-range representation, in particular of signal terms in traffic safety systems, provided. This can be areas or areas be used on signal transmitters that are not equipped with LEDs or be equipped are. For phantom effects due to sunlight or spotlighting To avoid or reduce, are suitable surface structures to encapsulate the OLED modules.

Zur Nahbereichsdarstellung ist gemäß Anspruch 3 mindestens ein in einer definierten Winkelabweichung von der optischen Achse stehendes, beispielsweise nach unten gerichtetes, Segment einer Streuscheibe eines Signalgebers außen- und/oder innenseitig mit OLEDs ummantelt. Denkbar sind auch Ummantelungsbereiche, die beabstandet von der Streuscheibe am Gehäuse des Signalgebers befindlich sind. Dabei kommen auch Kombinationen von OLED-Flächen innerhalb und außerhalb der Streuscheibe infrage.to Short-range representation is according to claim 3 at least one in a defined angular deviation from the optical Axis standing, for example, downward, segment a lens of a signal transmitter outside and / or inside with OLEDs sheathed. Also conceivable are sheathing areas that are spaced apart from the diffuser on the housing the signal transmitter are located. There are also combinations of OLED surfaces inside and outside the lens in question.

Für Symbolanzeiger werden gemäß Anspruch 4 vorzugsweise aktive OLED-Module verwendet. Diese aktiven OLED-Module erlauben die separate Ansteuerung der einzelnen OLEDs bzw. Pixel. Auf diese Weise lassen sich beliebige Symbole, Ziffern und Buchstaben darstellen, wobei die aufwendigen Steckplatten LED-Linseneinheiten entfallen.For symbol display be according to claim 4 preferably used active OLED modules. These active OLED modules allow the separate control of the individual OLEDs or pixels. On this way you can use any symbols, numbers and letters represent, with the expensive plug-in LED lens units omitted.

Besonders vorteilhaft ist die in Anspruch 5 gekennzeichnete Möglichkeit zur Funktionsüberwachung der OLEDs. Dazu werden einzelne Pixel oder OLEDs als Fotodiode und somit als Helligkeitssensor genutzt. Dabei können auch mehrere OLEDs zu einer Fotodiode quasi zusammengeschaltet werden, so dass eine Flächenüberwachung hinsichtlich der Funktionsfähigkeit, der Degradationskontrolle, d. h. Alterungsüberwachung, und Diagnose möglich ist.Especially advantageous is characterized in claim 5 possibility for function monitoring the OLEDs. These are individual pixels or OLEDs as a photodiode and thus used as a brightness sensor. It also allows multiple OLEDs to a photodiode quasi be interconnected, so that a surface surveillance in terms of functionality, the degradation control, d. H. Aging monitoring, and diagnosis is possible.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:following The invention is based figurlicher Representations closer explained. Show it:

1 einen Signalgeber mit OLEDs und 1 a signal transmitter with OLEDs and

2 ein vergrößertes Detail aus 1. 2 an enlarged detail 1 ,

Der in 1 dargestellte Signalgeber besteht im Wesentlichen aus mindestens einem LED-Modul 1, zugeordneten Treibereinheiten 2 und einer das LED-Modul 1 überdachenden Streuscheibe 3. Eine erste und eine zweite OLED-Fläche 4 und 5 sind innerhalb der Streuscheibe 3 in deren LED-freien Randbereichen angeordnet. Eine dritte OLED-Fläche 6 befindet sich am peripheren Gehäuserand des Signalgebers. Die drei OLED-Flächen 4, 5, 6 können auch in Verbindung mit weiteren OLED-Flächen gleichzeitig oder alternativ vorgesehen sein. Dadurch ergibt sich eine hohe Variabilität im Einsatz bei verschiedenen Signalgebertypen. Entsprechend der Zielsetzung können die OLED-Flächen 4, 5, 6 den LED-bestückten Bereich des Signalgebers vollständig kreisförmig ummanteln oder speziell für Nahbereichsausleuchtung nur als Kreisringsegment zum Beispiel an der Unterseite des Signals ausgebildet sein.The in 1 shown signal generator consists essentially of at least one LED module 1 , associated driver units 2 and one the LED module 1 roofing diffuser 3 , A first and a second OLED surface 4 and 5 are inside the lens 3 arranged in their LED-free edge areas. A third OLED area 6 located on the peripheral edge of the housing of the signal generator. The three OLED surfaces 4 . 5 . 6 may also be provided simultaneously or alternatively in conjunction with other OLED surfaces. This results in a high variability in use with different types of signalers. According to the objective, the OLED surfaces 4 . 5 . 6 encase the LED-equipped area of the signal generator completely circular or specially designed for close-range illumination only as a circular ring segment, for example, at the bottom of the signal.

Das Detail 7 ist in 2 vergrößert dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die OLED-Flächen 4, 5, 6 Abstrahlrichtungen 8 im Bereich von fast 180° erzeugen. Deshalb kann die Einbaulage in einem großen Bereich für jede Signalkonstruktion gewählt werden.The detail 7 is in 2 shown enlarged. It can be seen that the OLED surfaces 4 . 5 . 6 emission directions 8th in the range of almost 180 °. Therefore, the installation position can be selected in a wide range for each signal construction.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend genannte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.The Restricted invention not on the above embodiment. Rather, it is a number of variants conceivable, which is also fundamentally different of the type make use of the features of the invention.

Claims

Traffic light system, in particular signal transmitter or symbol indicator, with a light source, in particular an LED array, characterized in that the light source has OLEDs (organic light-emitting diodes).

Traffic light system according to claim 1, characterized in that, for short-range representation, in particular of signal terms in traffic-related safety installations, OLED surfaces ( 4 . 5 . 6 ) are provided.

Traffic light installation according to Claim 2, characterized in that at least one segment of a lens (8) standing in a defined angle deviation from the optical axis ( 3 ) of a signal generator outside and / or inside OLED surfaces ( 4 . 5 . 6 ) having.

Traffic light system according to claim 1, characterized in that the illuminant of a symbol indicator is designed as an active OLED module.

Traffic light system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one OLED as a brightness sensor for monitoring the functionality the OLEDs is switched.