[發(fā)明專(zhuān)利]光信號(hào)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480018016.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105050880B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯?shù)婪颉ぬ孛?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西門(mén)子公司
• 主分類(lèi)號(hào): B61L5/18
• 分類(lèi)號(hào): B61L5/18;G08G1/095;F21V5/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 丁永凡,李德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光信號(hào)機(jī)，尤其是用于軌道交通路線(xiàn)的光信號(hào)機(jī)，所述光信號(hào)機(jī)具有光源和用于信號(hào)示象可視化的、尤其是用于到遠(yuǎn)場(chǎng)中和相對(duì)于該遠(yuǎn)場(chǎng)成角度的近場(chǎng)中的信號(hào)示象可視化的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

原則上，光信號(hào)機(jī)用作為信號(hào)發(fā)生器或符號(hào)顯示器，所述信號(hào)發(fā)生器或符號(hào)顯示器通過(guò)發(fā)光面的著色和/或造型、即通過(guò)放射特性傳送特定的信息。在此，其通常為安全相關(guān)的信息，所述安全相關(guān)的信息在任何情況下都不允許光學(xué)畸變或者通過(guò)外來(lái)光疊加。因環(huán)境光、例如太陽(yáng)照射或前照燈光的入射引起的光點(diǎn)的不期望的照亮或畸變稱(chēng)作為幻影效應(yīng)。由于幻影效應(yīng)，在極端情況下會(huì)因光點(diǎn)的不合時(shí)機(jī)的照亮或色彩偏移引起錯(cuò)誤的顯示。這種效應(yīng)在將LED裝置用作為光源的情況下尤其干擾性地出現(xiàn)，因?yàn)長(zhǎng)ED能夠通過(guò)所射入的光激發(fā)以進(jìn)行照明或者在LED光源中通常使用向后的反射器。

除了在規(guī)劃時(shí)可預(yù)見(jiàn)的已知的幻影產(chǎn)生，例如表示東西取向的信號(hào)的處于低位置的太陽(yáng)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(xiàn)反射或者出現(xiàn)未預(yù)見(jiàn)的幻影源、例如車(chē)輛前照燈或施工燈。因此，本應(yīng)由于位置而防幻影的信號(hào)也會(huì)是易受幻影影響的。

下面的闡述基本上涉及用于在軌道交通路線(xiàn)中示出信號(hào)示象的光信號(hào)機(jī)，而不應(yīng)當(dāng)將所要求保護(hù)的主題局限于該應(yīng)用。

在鐵路信號(hào)中必須確保：動(dòng)車(chē)駕駛員在接近對(duì)于其而言特定的信號(hào)時(shí)總是能夠明確地識(shí)別該信號(hào)。在此，必須考慮不同的路段幾何情況、即直線(xiàn)路段、彎道和/或高度差。除了遠(yuǎn)場(chǎng)顯示之外，也需要信號(hào)的近場(chǎng)顯示，由此當(dāng)動(dòng)車(chē)駕駛員直接面對(duì)信號(hào)時(shí)，其也能夠識(shí)別到光信號(hào)。在此，尤其在光學(xué)系統(tǒng)的光出射面處能夠出現(xiàn)強(qiáng)烈的反射，所述反射會(huì)導(dǎo)致光幻影的產(chǎn)生并且最終導(dǎo)致危險(xiǎn)的信號(hào)示象。

因外來(lái)光、主要因太陽(yáng)光產(chǎn)生的反射在防護(hù)玻璃和光學(xué)系統(tǒng)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(qū)域中的構(gòu)件處增強(qiáng)。為了減少在保護(hù)玻璃的面處的反射，常見(jiàn)的是：將該保護(hù)玻璃設(shè)置在相對(duì)于動(dòng)車(chē)駕駛員的視線(xiàn)方向大約15°的傾斜部位中。

通常嘗試通過(guò)擋板、遮光板、通過(guò)避免東西取向或通過(guò)重復(fù)關(guān)鍵信號(hào)最小化幻影效應(yīng)。

圖1示出待改進(jìn)的反射特性，所述反射特性通過(guò)光信號(hào)機(jī)的內(nèi)部配件1和透鏡2引起。可見(jiàn)的是，從斜上方射到透鏡2上的太陽(yáng)光3在所述透鏡的外表面和內(nèi)表面4和5上部分地向斜下方反射6和7。穿過(guò)透鏡2的太陽(yáng)光3也能夠在信號(hào)機(jī)殼體8內(nèi)部配件1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(guò)光源10可視化的信息。包圍全部構(gòu)件的殼體8也用于不僅在內(nèi)側(cè)而且在外側(cè)遮蔽太陽(yáng)光3的至少一部分。通常，太陽(yáng)光3的另一部分通過(guò)在此未示出的、在上部區(qū)域中對(duì)透鏡2加頂?shù)膿醢鍋?lái)遮蔽。

從DE 101 07 256 A1、DE 26 20 962 C2和DE 10 2010 024 381 A1中已知：為了克服幻影效應(yīng)使用專(zhuān)門(mén)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(xiàn)路或入射角。對(duì)于近場(chǎng)中的信號(hào)示象可視化而言，通常需要散射盤(pán)或染成灰色的保護(hù)玻璃，或者也需要用于將部分光通量偏轉(zhuǎn)到近場(chǎng)中的光引導(dǎo)區(qū)段，其中所述染成灰色的保護(hù)玻璃具有用于近場(chǎng)照明的散射區(qū)段。但是由此強(qiáng)制地做出導(dǎo)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(yīng)高光強(qiáng)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(hào)機(jī)中，所述光強(qiáng)可能不再是足夠的。這又提高了成本，因?yàn)閷?duì)于不同的要求、尤其在光強(qiáng)度方面的不同的要求必須實(shí)現(xiàn)用于光學(xué)系統(tǒng)的并且可能也用于適當(dāng)?shù)墓庠吹牟煌淖冃托问健?/p>

通過(guò)廣泛地使用頂蓋狀的擋板和專(zhuān)用的保護(hù)玻璃出現(xiàn)尤其顯著的光損失。此外，擋板具有如下缺點(diǎn)：產(chǎn)生高的風(fēng)載荷，所述風(fēng)載荷必須通過(guò)相應(yīng)穩(wěn)定的信號(hào)桅桿結(jié)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償。擋板上的雪會(huì)遮蔽其他的信號(hào)。此外，擋板妨礙需要太陽(yáng)入射和降雨的、自清潔的光出射面覆層的應(yīng)用，其中所述擋板通常十分顯著地伸出于信號(hào)的光出射面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于如下目的：提出一種常規(guī)類(lèi)型的光信號(hào)機(jī)，其中可盡可能避免由于幻影效應(yīng)所引起的對(duì)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(hù)玻璃變得多余。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)：光學(xué)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)并且所述菲涅爾透鏡的光出射面構(gòu)成為，使得光出射面的每條切線(xiàn)相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)軸線(xiàn)的具有≥105°的角度。