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光信号机

阅读：62发布：2020-05-11

IPRDB可以提供光信号机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种光信号机，尤其是用于轨道交通路线的光信号机，所述光信号机具有光源(10)和用于信号示象可视化的、尤其是用于到远场中和相对于该远场成角度的近场中的信号示象可视化的光学系统。为了实现足以能够弃用挡板的幻影光减少，提出：光学系统包括菲涅尔透镜(13)，所述菲涅尔透镜的光入射面具有菲涅尔结构(15)并且所述菲涅尔透镜的光出射面(16)构成为，使得光出射面(16)的每条切线(17)相对于光学系统的光学轴线(14)具有≥105°的角度。，下面是光信号机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光信号机，所述光信号机具有光源(10)和用于信号示象可视化的光学系统，其特征在于，所述光学系统包括菲涅尔透镜(13)，所述菲涅尔透镜的光入射面具有菲涅尔结构(15)并且所述菲涅尔透镜的光出射面(16)构成为，使得所述光出射面(16)的每条切线(17)相对于所述光学系统的光学轴线(14)具有≥105°的角度。

2.根据权利要求1所述的光信号机，其特征在于，

所述光信号机用于轨道交通路线。

3.根据权利要求1所述的光信号机，其特征在于，

所述光学系统用于到远场中和相对于该远场成角度的近场中的信号示象可视化。

4.根据权利要求2所述的光信号机，其特征在于，

所述光学系统用于到远场中和相对于该远场成角度的近场中的信号示象可视化。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光信号机，其特征在于，

在所述光源(10)和所述光学系统之间设置有漏斗形的遮光板(11)。

说明书全文

光信号机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种光信号机，尤其是用于轨道交通路线的光信号机，所述光信号机具有光源和用于信号示象可视化的、尤其是用于到远场中和相对于该远场成角度的近场中的信号示象可视化的光学系统。

背景技术

[0002] 原则上，光信号机用作为信号发生器或符号显示器，所述信号发生器或符号显示器通过发光面的着色和/或造型、即通过放射特性传送特定的信息。在此，其通常为安全相关的信息，所述安全相关的信息在任何情况下都不允许光学畸变或者通过外来光叠加。因环境光、例如太阳照射或前照灯光的入射引起的光点的不期望的照亮或畸变称作为幻影效应。由于幻影效应，在极端情况下会因光点的不合时机的照亮或色彩偏移引起错误的显示。这种效应在将LED装置用作为光源的情况下尤其干扰性地出现，因为LED能够通过所射入的光激发以进行照明或者在LED光源中通常使用向后的反射器。

[0003] 除了在规划时可预见的已知的幻影产生，例如表示东西取向的信号的处于低位置的太阳之外，在表面处、例如在加装玻璃的前部或覆雪层处也零星地出现反射或者出现未预见的幻影源、例如车辆前照灯或施工灯。因此，本应由于位置而防幻影的信号也会是易受幻影影响的。

[0004] 下面的阐述基本上涉及用于在轨道交通路线中示出信号示象的光信号机，而不应当将所要求保护的主题局限于该应用。

[0005] 在铁路信号中必须确保：动车驾驶员在接近对于其而言特定的信号时总是能够明确地识别该信号。在此，必须考虑不同的路段几何情况、即直线路段、弯道和/或高度差。除了远场显示之外，也需要信号的近场显示，由此当动车驾驶员直接面对信号时，其也能够识别到光信号。在此，尤其在光学系统的光出射面处能够出现强烈的反射，所述反射会导致光幻影的产生并且最终导致危险的信号示象。

[0006] 因外来光、主要因太阳光产生的反射在防护玻璃和光学系统的，例如菲涅尔透镜的光入射面和光出射面处以及在光源区域中的构件处增强。为了减少在保护玻璃的面处的反射，常见的是：将该保护玻璃设置在相对于动车驾驶员的视线方向大约15°的倾斜部位中。

[0007] 通常尝试通过挡板、遮光板、通过避免东西取向或通过重复关键信号最小化幻影效应。

[0008] 图1示出待改进的反射特性，所述反射特性通过光信号机的内部配件1和透镜2引起。可见的是，从斜上方射到透镜2上的太阳光3在所述透镜的外表面和内表面4和5上部分地向斜下方反射6和7。穿过透镜2的太阳光3也能够在信号机壳体8内部配件1处以不利的角度作为干扰性的幻影光倾斜向下反射9。被反射的幻影光6、7和9叠加待通过光源10可视化的信息。包围全部构件的壳体8也用于不仅在内侧而且在外侧遮蔽太阳光3的至少一部分。通常，太阳光3的另一部分通过在此未示出的、在上部区域中对透镜2加顶的挡板来遮蔽。

[0009] 从DE 101 07 256 A1、DE 26 20 962 C2和DE 10 2010 024 381 A1中已知：为了克服幻影效应使用专门的挡板和遮光板，以便使入射的幻影光采用尽可能多的入射线路或入射角。对于近场中的信号示象可视化而言，通常需要散射盘或染成灰色的保护玻璃，或者也需要用于将部分光通量偏转到近场中的光引导区段，其中所述染成灰色的保护玻璃具有用于近场照明的散射区段。但是由此强制地做出导致由于防幻影作用必须承受高的光损失的让步，使得需要具有相应高光强的光源。由此，提高放热并且最终降低光源的使用寿命。尤其在多色的光信号机中，所述光强可能不再是足够的。这又提高了成本，因为对于不同的要求、尤其在光强度方面的不同的要求必须实现用于光学系统的并且可能也用于适当的光源的不同的变型形式。

[0010] 通过广泛地使用顶盖状的挡板和专用的保护玻璃出现尤其显著的光损失。此外，挡板具有如下缺点：产生高的风载荷，所述风载荷必须通过相应稳定的信号桅杆结构来补偿。挡板上的雪会遮蔽其他的信号。此外，挡板妨碍需要太阳入射和降雨的、自清洁的光出射面覆层的应用，其中所述挡板通常十分显著地伸出于信号的光出射面。

发明内容

[0011] 本发明基于如下目的：提出一种常规类型的光信号机，其中可尽可能避免由于幻影效应所引起的对安全性的损害和显著的光损失，其中致力于使挡板和/或保护玻璃变得多余。

[0012] 根据本发明，所述目的通过如下方式实现：光学系统包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜的光入射面具有菲涅尔结构并且所述菲涅尔透镜的光出射面构成为，使得光出射面的每条切线相对于光学系统的光学轴线的具有≥105°的角度。

[0013] 以这种方式实现：几乎全部在菲涅尔透镜处在光入射侧和在光输出侧因幻影所引起的反射光偏转到动车驾驶员的视线方向之外的空间区域中。因为在光入射面处进而在内面处设有菲涅尔结构并且通常不在菲涅尔透镜的外面上设有菲涅尔结构，所以光出射面能够光滑地从而近似没有槽纹地构成。这种光滑的进而对于污染物不敏感的外面引起不再需要保护玻璃。除此之外，菲涅尔透镜的根据本发明的造型是足够防幻影的，以便能够弃用挡板作为附加的幻影防护。由此产生成本优势。此外，降低了风载荷，使得也能够成本适宜地制造信号桅杆。例如因遮光板上的雪或鸟巢引起的其他信号的视觉障碍不再出现。除此之外，在没有挡板的情况下，通过菲涅尔透镜的光滑的外表面的专门的覆层进行自清洁功能也是可行的。为此所需要的降雨结合光学仪器外面的太阳辐照不再受到挡板阻碍。

[0014] 提出：在光源和光学系统之间设置有漏斗形的遮光板。当内部装入件在光源附近或光源旁会引起光幻影时，这种附加措施改进幻影防护。在此，漏斗形的遮光板的窄的开口匹配于光源的光出射面，而漏斗形的遮光板的宽的开口对应于光学系统的孔径。

附图说明

[0015] 下面根据附图描述详细阐述本发明。附图示出：

[0016] 图1示出干扰性的幻影光反射的简化的视图，

[0017] 图2示出信号内部中的幻影光降低，

[0018] 图3示出通过菲涅尔透镜的根据本发明的造型引起的幻影光减少，[0019] 图4示出根据图3的菲涅尔透镜的侧视图，和

[0020] 图5示出根据图3的菲涅尔透镜的立体视图。

具体实施方式

[0021] 产生幻影的太阳光3的问题已经在上文中借助图1示出。

[0022] 为了简化，在图1和2中不考虑透镜2内部的光折射。

[0023] 图2图解说明如下可行性：减少因装入件1引起的幻影光9。为此设有漏斗形的遮光板11。漏斗形的遮光板11通过其窄的开口包围光源10并且扩宽直至进入透镜2的内部的表面5的边缘区域中。由此，装入件1不再能够引起幻影光9。太阳光3射到漏斗形的遮光板11的内表面上，在那里被部分地吸收并且多次反射，使得仅向外反射的光12能够引起极其小的光强，所述向外反射的光也仅部分地作为幻影光进行干扰，而大部分以不相干的空间角放射。

[0024] 图3示出有效地减少幻影效应的另一种可行性。所示出的是菲涅尔透镜13在光学轴线14的区域中的薄的盘的横截面。菲涅尔透镜13借助光入射面处的菲涅尔结构15并且借助光滑的光出射面16成形。在此，对于光出射面16的全部点设置位于该点处的切线17和光学轴线14之间的90°+α的角度，其中α≥15°。以这种方式产生显著的幻影光减少，因为内部地和在外部地在透镜2上被反射的光6和7的绝大部分不再沿动车驾驶员的视线方向放射，而是以不相干的空间角放射。

[0025] 图4示出菲涅尔透镜13的侧视图并且图5示出其立体视图。通过菲涅尔透镜13的这种专门的造型而引起的十分显著的幻影光减少，尤其在同时使用漏斗形的遮光板11时，可行的是：弃用菲涅尔透镜13的常见的挡板加顶。由于菲涅尔透镜13的光滑的外表面16也不需要保护玻璃。外表面16能够通过专门的覆层近似自清洁地构成，因为外表面的对于清洁效应所需的淋雨不再受到遮光板阻碍。

标题	发布/更新时间	阅读量
LED光信号-专利编号CN102960061B	2020-05-11	691
光信号机-专利编号CN105050880A	2020-05-11	699
光信号放大-专利编号CN107534492A	2020-05-13	804
光信号调制-专利编号CN103888398B	2020-05-12	152
光信号机-专利编号CN105050880B	2020-05-11	62
LED光信号-专利编号CN102960061A	2020-05-11	883
光信号设备-专利编号CN102483217A	2020-05-13	984
光信号调制-专利编号CN102171980A	2020-05-13	987
光子信号锁-专利编号CN108625684A	2020-05-12	704
光信号装置-专利编号CN103775940A	2020-05-12	404

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