DE102010012800A1 - LED light signal - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtsignal mit verschiedenfarbigen Lichtpunkten, insbesondere Eisenbahnlichtsignal. Um hohe Sicherheitsanforderungen auch ohne farbspezifische Strommessung zu erreichen, ist vorgesehen, dass die LEDs als Mehrfarb-LEDs, insbesondere RGB-LEDs – Rot/Grün/Blau-LEDs – ausgebildet sind und dass mindestens ein Sensor zur signaltechnisch sicheren farbspezifischen Messung der Lichtstärke vorgesehen ist.The invention relates to an LED light signal with differently colored light points, in particular railway light signals. In order to achieve high safety requirements even without color-specific current measurement, it is provided that the LEDs are designed as multi-color LEDs, in particular RGB LEDs - red / green / blue LEDs - and that at least one sensor is provided for signal-specific, safe, color-specific measurement of the light intensity ,

Description

Die Erfindung betrifft ein LED-Lichtsignal mit verschiedenfarbigen Lichtpunkten, insbesondere Eisenbahnlichtsignal.The invention relates to an LED light signal with different colored light points, in particular railway light signal.

Die nachstehenden Erläuterungen beziehen sich im Wesentlichen auf Leuchtzeichen oder Lichtsignale zur Darstellung von Signalbegriffen bei schienengebundenen Verkehrswegen, ohne dass der beanspruchte erfinderische Gegenstand auf diese Anwendung beschränkt sein soll.The following explanations relate essentially to illuminated signs or light signals for the representation of signal terms in rail-bound traffic routes, without the claimed inventive subject matter being restricted to this application.

Lichtsignale oder Leuchtzeichen auf der Basis von LEDs – lichtemittierende Dioden – anstelle von Glühlampen werden in vielen Bereichen, insbesondere in der Eisenbahnsignaltechnik zunehmend angewendet. LEDs sind vergleichsweise preiswert, langlebig und lichtstark. Dabei geht der Trend in Richtung HLED – Hochstrom-LED –, deren Lichtstärke derart hoch ist, dass bereits eine einzige HLED pro Lichtpunkt genügend Licht emittiert, um die geforderte Helligkeit zu erreichen.Light signals or LEDs on the basis of LEDs - light emitting diodes - instead of incandescent lamps are increasingly being used in many areas, especially in railway signaling. LEDs are comparatively inexpensive, durable and bright. The trend is towards HLED - high current LED - whose light intensity is so high that even a single HLED emits enough light per light point to achieve the required brightness.

Bei den bisher üblichen LED-Matrizen mit einer Vielzahl von LEDs wird deren Funktionsfähigkeit durch eine Strommessung überwacht. Dabei ist gewährleistet, dass auch bei einigen Defekten oder ausgefallenen LEDs über einen bestimmten Zeitraum eine Mindesthelligkeit erhalten bleibt. Bei HLEDs führt deren Ausfall dagegen schlagartig zu einem extremen Helligkeitsverlust, so dass das übliche Überwachungskonzept mittels Strommessung den sicherheitstechnischen Anforderungen, insbesondere bei den Sicherheitsstufen SIL3 und SIL4, nicht mehr genügt. Die Sicherheitsstufen sind in der Cenelec-Norm EN50129 von SIL0 – signaltechnisch nicht sicher – bis SIL4 – signaltechnisch hochgradig sicher – definiert. Um die Funktionsfähigkeit der LEDs, insbesondere der HLEDs, zu überprüfen, wird deshalb zunehmend anstelle der Bestromung die Lichtstärke des Signals gemessen. Die gemessene Ist-Lichtstärke kann auch als Führungsgröße für eine Regelung der Lichtstärke auf einen vorgegebenen Sollwert verwendet werden.In the usual LED matrixes with a large number of LEDs, their functionality is monitored by a current measurement. This ensures that even with some defects or failed LEDs over a certain period of time, a minimum brightness is maintained. On the other hand, in the case of HLEDs, their failure leads abruptly to an extreme loss of brightness, so that the usual monitoring concept by means of current measurement no longer meets the safety requirements, in particular for the safety levels SIL3 and SIL4. The security levels are in the Cenelec standard EN50129 from SIL0 - not technically safe - up to SIL4 - signal technically highly secure - defined. In order to check the functionality of the LEDs, in particular the HLEDs, therefore, the light intensity of the signal is increasingly measured instead of the current. The measured actual light intensity can also be used as a reference variable for controlling the light intensity to a predetermined desired value.

Bei Lichtsignalen mit verschiedenfarbigen Lichtpunkten kann zusätzlich eine Ist-Stromüberwachung für jeden Lichtpunkt vorgesehen werden. Um das Lichtsignal in Sicherheitsstufe SIL3 oder SIL4 betreiben zu können, muss sichergestellt sein, dass nur der Lichtpunkt mit der vorgesehenen Farbe bestromt ist und dass die weiteren Lichtpunkte nicht stromdurchflossen sind.For light signals with different colored light points, an actual current monitoring for each light point can be additionally provided. In order to be able to operate the light signal in safety level SIL3 or SIL4, it must be ensured that only the light spot is energized with the intended color and that the other light points are not current-carrying.

Ein weiterer Trend in der LED-Technologie besteht darin, LEDs unterschiedlicher Farben in einer kompakten Baueinheit zusammenzufassen. Bekannt sind beispielswseise RGB-LEDs – Rot/Grün/Blau-LEDs –, bei denen in einem LED-Gehäuse drei LEDs mit den Farben rot, grün und blau integriert sind. Bei diesen RGB-LEDs ist es bauartbedingt nicht oder nur sehr schwer möglich, aufgrund einer Strommessung zu ermitteln, durch welche der drei LEDs der Strom fließt. Dies ist jedoch erforderlich, um SIL3 oder SIL4 dann mit Sensoren die Lichtstärke farbunabhängig zu messen.Another trend in LED technology is to combine LEDs of different colors in a compact package. For example, RGB LEDs are known - red / green / blue LEDs - in which three LEDs with the colors red, green and blue are integrated in one LED housing. Due to the nature of these RGB LEDs, it is not possible or very difficult to determine, based on a current measurement, through which of the three LEDs the current flows. However, this is necessary to measure SIL3 or SIL4 with sensors, the light intensity color independent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrfarbiges LED-Lichtsignal anzugeben, das hohen Sicherheitsanforderungen genügt, wobei eine farbspezifische Ist-Stromüberwachung entbehrlich ist.The invention has for its object to provide a multi-colored LED light signal that meets high security requirements, with a color-specific actual power monitoring is unnecessary.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die LEDs als Mehrfarb-LEDs, insbesondere RGB-LEDs – Rot/Grün/Blau-LEDs – ausgebildet sind und dass mindestens ein Sensor zur signaltechnisch sicheren farbspezifischen Messung der Lichtstärke vorgesehen ist.According to the invention the object is achieved in that the LEDs as multi-color LEDs, in particular RGB LEDs - red / green / blue LEDs - are formed and that at least one sensor is provided for signal-safe color-specific measurement of the light intensity.

Erst durch die farbspezifische Messung der Lichtstärke ist es möglich, RGB-LEDs für Lichtsignale mit sehr hohen Sicherheitsanforderungen, insbesondere SIL3 oder SIL4, verwenden zu können. Auf farbspezifische Strommessungen, die bei RGB-LEDs überhaupt nicht oder nur mit größten Schwierigkeiten möglich sind, kann verzichtet werden. Der Sensor registriert nur dann eine Helligkeit des Signals bzw. eine Lichtstärke, wenn der Lichtpunkt mit der zugeordneten Farbe angesteuert wurde. Fehler jeglicher Art werden leicht erkannt, da dann entweder keiner der farbspezifischen Sensoren oder ein Sensor, der nicht der gewünschten Farbe zugeordnet ist, ein Ausgangssignal erzeugt. Die farbspezifischen Helligkeitsinformationen der Sensoren werden von einer übergeordneten sicherheitsrelevanten Logik verarbeitet.It is only through the color-specific measurement of the light intensity that it is possible to use RGB LEDs for light signals with very high safety requirements, in particular SIL3 or SIL4. On color-specific current measurements, which are not possible with RGB LEDs at all or only with great difficulty, can be dispensed with. The sensor only registers a brightness of the signal or a light intensity if the light spot with the assigned color has been activated. Errors of any kind are easily detected, since either none of the color-specific sensors or a sensor that is not assigned to the desired color produces an output signal. The color-specific brightness information of the sensors is processed by a higher-level safety-relevant logic.

Durch die Ermöglichung der Verwendung von RGB-LEDs ergibt sich darüber hinaus eine Vereinfachung der Lichtführung, insbesondere mittels Lichtleiter, in einem Signalgeber. Letztlich kann das Volumen des Lichtsignals dadurch reduziert werden. Aufgrund der Tendenz zu lichtstärkeren LEDs und gleichzeitig sinkender Herstellungskosten ist es möglich, anstelle mindestens dreier einzelner HLEDs unterschiedlicher Farben eine einzige RGB-LED einzusetzen. Die Farben können außerdem signaltechnisch sicher gemischt werden.By enabling the use of RGB LEDs also results in a simplification of the light, in particular by means of light guide, in a signal generator. Ultimately, the volume of the light signal can be reduced thereby. Due to the tendency for brighter LEDs and at the same time decreasing manufacturing costs, it is possible to use a single RGB LED instead of at least three individual HLEDs of different colors. The colors can also be safely mixed by signal technology.

Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass der Sensor mittels vorgeschalteter Farbfilter als farbspezifischer Sensor ausgebildet ist. Auf diese Weise kann ein Helligkeitssensor verwendet werden, der für den gesamten Farbbereich ausgelegt ist. Der dem Sensor vorgeschaltete Farbfilter bewirkt, dass der Sensor nur auf eine Farbe reagiert.According to claim 2 it is provided that the sensor is formed by means of upstream color filter as a color-specific sensor. In this way, a brightness sensor can be used, which is designed for the entire color range. The color filter upstream of the sensor causes the sensor to react only to one color.

Vorzugsweise sind je Farbe gemäß Anspruch 3 mindestens zwei unabhängige Sensoren vorgesehen. Da vorzugsweise mindestens zwei Lichtleiterabzweigungen oder Streulichtströme zu mindestens zwei Sensoren führen, ist gewährleistet, dass Änderungen in einem Messkanal offenbart werden können. Die Fehlererkennung kann bei geregelter Helligkeit zusätzlich durch ein Verfahren unterstützt werden, das die Soll-Helligkeit geringfügig im tolerierbaren Bereich erhöht und erniedrigt. Wenn die in den mindestens zwei Kanälen gemessene Ist-Helligkeit der Soll-Helligkeit erwartungsgemäß folgt, kann von einem fehlerfreien System ausgegangen werden.Preferably, each color according to claim 3 at least two independent sensors intended. Since preferably at least two optical fiber branches or scattered light streams lead to at least two sensors, it is ensured that changes in a measuring channel can be revealed. The error detection can be supported in regulated brightness additionally by a method that increases and decreases the target brightness slightly in the tolerable range. If the actual brightness measured in the at least two channels follows the setpoint brightness as expected, a fault-free system can be assumed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• Cenelec-Norm EN50129 [0004] Cenelec standard EN50129 [0004]

Claims (3)

LED-Lichtsignal mit verschiedenfarbigen Lichtpunkten, insbesondere Eisenbahnlichtsignal, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs als Mehrfarb-LEDs, insbesondere RGB-LEDs – Rot/Grün/Blau-LEDs – ausgebildet sind und dass mindestens ein Sensor zur signaltechnisch sicheren farbspezifischen Messung der Lichtstärke vorgesehen ist.LED light signal with different colored points of light, in particular railway light signal, characterized in that the LEDs as multi-color LEDs, in particular RGB LEDs - red / green / blue LEDs - are formed and that at least one sensor for fail-safe color-specific measurement of the light intensity is provided , LED-Lichtsignal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mittels vorgeschalteter Farbfilter als farbspezifischer Sensor ausgebildet ist.LED light signal according to claim 1, characterized in that the sensor is formed by means of upstream color filter as a color-specific sensor. LED-Lichtsignal nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Farbe mindestens zwei unabhängige Sensoren vorgesehen sind.LED light signal according to one of the preceding claims, characterized in that at least two independent sensors are provided per color.