光信號機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光信號機，尤其是用于軌道交通路線的光信號機，所述光信號機具有光源和用于信號示象可視化的、尤其是用于到遠場中和相對于該遠場成角度的近場中的信號示象可視化的光學系統。
【背景技術】
[0002]原則上，光信號機用作為信號發生器或符號顯示器，所述信號發生器或符號顯示器通過發光面的著色和/或造型、即通過放射特性傳送特定的信息。在此，其通常為安全相關的信息，所述安全相關的信息在任何情況下都不允許光學畸變或者通過外來光疊加。因環境光、例如太陽照射或前照燈光的入射引起的光點的不期望的照亮或畸變稱作為幻影效應。由于幻影效應，在極端情況下會因光點的不合時機的照亮或色彩偏移引起錯誤的顯示。這種效應在將LED裝置用作為光源的情況下尤其干擾性地出現，因為LED能夠通過所射入的光激發以進行照明或者在LED光源中通常使用向后的反射器。
[0003]除了在規劃時可預見的已知的幻影產生，例如表示東西取向的信號的處于低位置的太陽之外，在表面處、例如在加裝玻璃的前部或覆雪層處也零星地出現反射或者出現未預見的幻影源、例如車輛前照燈或施工燈。因此，本應由于位置而防幻影的信號也會是易受幻影影響的。
[0004]下面的闡述基本上涉及用于在軌道交通路線中示出信號示象的光信號機，而不應當將所要求保護的主題局限于該應用。
[0005]在鐵路信號中必須確保:動車駕駛員在接近對于其而言特定的信號時總是能夠明確地識別該信號。在此，必須考慮不同的路段幾何情況、即直線路段、彎道和/或高度差。除了遠場顯示之外，也需要信號的近場顯示，由此當動車駕駛員直接面對信號時，其也能夠識別到光信號。在此，尤其在光學系統的光出射面處能夠出現強烈的反射，所述反射會導致光幻影的產生并且最終導致危險的信號示象。
[0006]因外來光、主要因太陽光產生的反射在防護玻璃和光學系統的，例如菲涅爾透鏡的光入射面和光出射面處以及在光源區域中的構件處增強。為了減少在保護玻璃的面處的反射，常見的是:將該保護玻璃設置在相對于動車駕駛員的視線方向大約15°的傾斜部位中。
[0007]通常嘗試通過擋板、遮光板、通過避免東西取向或通過重復關鍵信號最小化幻影效應。
[0008]圖1示出待改進的反射特性，所述反射特性通過光信號機的內部配件I和透鏡2引起。可見的是，從斜上方射到透鏡2上的太陽光3在所述透鏡的外表面和內表面4和5上部分地向斜下方反射6和7。穿過透鏡2的太陽光3也能夠在信號機殼體8內部配件I處以不利的角度作為干擾性的幻影光傾斜向下反射9。被反射的幻影光6、7和9疊加待通過光源10可視化的信息。包圍全部構件的殼體8也用于不僅在內側而且在外側遮蔽太陽光3的至少一部分。通常，太陽光3的另一部分通過在此未示出的、在上部區域中對透鏡2加頂的擋板來遮蔽。
[0009]從DE101 07 256 AUDE 26 20 962 C2和DE 10 2010 024 381 Al 中已知:為了克服幻影效應使用專門的擋板和遮光板，以便使入射的幻影光采用盡可能多的入射線路或入射角。對于近場中的信號示象可視化而言，通常需要散射盤或染成灰色的保護玻璃，或者也需要用于將部分光通量偏轉到近場中的光引導區段，其中所述染成灰色的保護玻璃具有用于近場照明的散射區段。但是由此強制地做出導致由于防幻影作用必須承受高的光損失的讓步，使得需要具有相應高光強的光源。由此，提高放熱并且最終降低光源的使用壽命。尤其在多色的光信號機中，所述光強可能不再是足夠的。這又提高了成本，因為對于不同的要求、尤其在光強度方面的不同的要求必須實現用于光學系統的并且可能也用于適當的光源的不同的變型形式。
[0010]通過廣泛地使用頂蓋狀的擋板和專用的保護玻璃出現尤其顯著的光損失。此外，擋板具有如下缺點:產生高的風載荷，所述風載荷必須通過相應穩定的信號桅桿結構來補償。擋板上的雪會遮蔽其他的信號。此外，擋板妨礙需要太陽入射和降雨的、自清潔的光出射面覆層的應用，其中所述擋板通常十分顯著地伸出于信號的光出射面。
【發明內容】
[0011]本發明基于如下目的:提出一種常規類型的光信號機，其中可盡可能避免由于幻影效應所引起的對安全性的損害和顯著的光損失，其中致力于使擋板和/或保護玻璃變得多余。
[0012]根據本發明，所述目的通過如下方式實現:光學系統包括菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡的光入射面具有菲涅爾結構并且所述菲涅爾透鏡的光出射面構成為，使得光出射面的每條切線相對于光學系統的光學軸線的具有多105°的角度。
[0013]以這種方式實現:幾乎全部在菲涅爾透鏡處在光入射側和在光輸出側因幻影所引起的反射光偏轉到動車駕駛員的視線方向之外的空間區域中。因為在光入射面處進而在內面處設有菲涅爾結構并且通常不在菲涅爾透鏡的外面上設有菲涅爾結構，所以光出射面能夠光滑地從而近似沒有槽紋地構成。這種光滑的進而對于污染物不敏感的外面引起不再需要保護玻璃。除此之外，菲涅爾透鏡的根據本發明的造型是足夠防幻影的，以便能夠棄用擋板作為附加的幻影防護。由此產生成本優勢。此外，降低了風載荷，使得也能夠成本適宜地制造信號桅桿。例如因遮光板上的雪或鳥巢引起的其他信號的視覺障礙不再出現。除此之夕卜，在沒有擋板的情況下，通過菲涅爾透鏡的光滑的外表面的專門的覆層進行自清潔功能也是可行的。為此所需要的降雨結合光學儀器外面的太陽輻照不再受到擋板阻礙。
[0014]根據權利要求2提出:在光源和光學系統之間設置有漏斗形的遮光板。當內部裝入件在光源附近或光源旁會引起光幻影時，這種附加措施改進幻影防護。在此，漏斗形的遮光板的窄的開口匹配于光源的光出射面，而漏斗形的遮光板的寬的開口對應于光學系統的孔徑。
【附圖說明】
[0015]下面根據附圖描述詳細闡述本發明。附圖示出:
[0016]圖1示出干擾性的幻影光反射的簡化的視圖，
[0017]圖2示出信號內部中的幻影光降低，
[0018]圖3示出通過菲涅爾透鏡的根據本發明的造型引起的幻影光減少，
[0019]圖4示出根據圖3的菲涅爾透鏡的側視圖，和
[0020]圖5示出根據圖3的菲涅爾透鏡的立體視圖。
【具體實施方式】
[0021]產生幻影的太陽光3的問題已經在上文中借助圖1示出。
[0022]為了簡化，在圖1和2中不考慮透鏡2內部的光折射。
[0023]圖2圖解說明如下可行性:減少因裝入件I引起的幻影光9。為此設有漏斗形的遮光板11。漏斗形的遮光板11通過其窄的開口包圍光源10并且擴寬直至進入透鏡2的內部的表面5的邊緣區域中。由此，裝入件I不再能夠引起幻影光9。太陽光3射到漏斗形的遮光板11的內表面上，在那里被部分地吸收并且多次反射，使得僅向外反射的光12能夠引起極其小的光強，所述向外反射的光也僅部分地作為幻影光進行干擾，而大部分以不相干的空間角放射。
[0024]圖3示出有效地減少幻影效應的另一種可行性。所示出的是菲涅爾透鏡13在光學軸線14的區域中的薄的盤的橫截面。菲涅爾透鏡13借助光入射面處的菲涅爾結構15并且借助光滑的光出射面16成形。在此，對于光出射面16的全部點設置位于該點處的切線17和光學軸線14之間的90° +α的角度，其中α彡15°。以這種方式產生顯著的幻影光減少，因為內部地和在外部地在透鏡2上被反射的光6和7的絕大部分不再沿動車駕駛員的視線方向放射，而是以不相干的空間角放射。
[0025]圖4示出菲涅爾透鏡13的側視圖并且圖5示出其立體視圖。通過菲涅爾透鏡13的這種專門的造型而引起的十分顯著的幻影光減少，尤其在同時使用漏斗形的遮光板11時，可行的是:棄用菲涅爾透鏡13的常見的擋板加頂。由于菲涅爾透鏡13的光滑的外表面16也不需要保護玻璃。外表面16能夠通過專門的覆層近似自清潔地構成，因為外表面的對于清潔效應所需的淋雨不再受到遮光板阻礙。
【主權項】
1.一種光信號機，尤其是用于軌道交通路線的光信號機，所述光信號機具有光源(10)和用于信號示象可視化的、尤其是用于到遠場中和相對于該遠場成角度的近場中的信號示象可視化的光學系統， 其特征在于， 所述光學系統包括菲涅爾透鏡(13)，所述菲涅爾透鏡的光入射面具有菲涅爾結構(15)并且所述菲涅爾透鏡的光出射面(16)構成為，使得所述光出射面(16)的每條切線(17)相對于所述光學系統的光學軸線(14)具有多105°的角度。2.根據權利要求1所述的光信號機， 其特征在于， 在所述光源(10)和所述光學系統之間設置有漏斗形的遮光板(11)。
【專利摘要】本發明涉及一種光信號機，尤其是用于軌道交通路線的光信號機，所述光信號機具有光源(10)和用于信號示象可視化的、尤其是用于到遠場中和相對于該遠場成角度的近場中的信號示象可視化的光學系統。為了實現足以能夠棄用擋板的幻影光減少，提出：光學系統包括菲涅爾透鏡(13)，所述菲涅爾透鏡的光入射面具有菲涅爾結構(15)并且所述菲涅爾透鏡的光出射面(16)構成為，使得光出射面(16)的每條切線(17)相對于光學系統的光學軸線(14)具有≥105°的角度。
【IPC分類】B61L5/18, G08G1/095, F21V5/04
【公開號】CN105050880
【申請號】CN201480018016
【發明人】魯道夫·特明
【申請人】西門子公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2014年3月11日
【公告號】DE102013205439A1, EP2953833A2, WO2014154476A2, WO2014154476A3