[发明专利]光信号机

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。