DE102004038204B4 - signal optics - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft Signaloptiken wie sie in Lichtsignalen insbesondere im Schienenverkehr eingesetzt werden. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit der Neutralisierung von Signal-Phantomen bei Lichtsignalen.The The invention relates to signal optics as in light signals in particular used in rail transport. In particular, it deals the invention with the neutralization of signal phantoms in light signals.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Bei Lichtsignalen, die im Verkehr eingesetzt werden, können Störungen auftreten, die gemeinhin als Phantome bezeichnet werden. Diese Störung wird durch Fremdlicht verursacht, welches von außen auf oder in das Signal fällt. Dieses von außen stammende Licht täuscht in bestimmten Fällen ein gar nicht vorhandenes Signal vor, oder aber es stört mehr oder weniger das vorhandene Signal. Dieses Störlicht kann entweder von einem Fahrzeugscheinwerfer oder aber, wie in den meisten Fällen, von der Sonne stammen.at Light signals used in traffic may cause interference, commonly referred to as phantoms. This disorder will caused by external light, which from outside on or in the signal falls. This from the outside Light is deceptive in certain cases a signal that does not exist, or it interferes more or less the existing signal. This stray light can either from a Vehicle headlights or, as in most cases, of come from the sun.
Es sind bereits zahlreiche konstruktive Maßnahmen bekannt, mit denen das Entstehen von Signal-Phantomen bei Lichtsignalen mehr oder weniger gut vermieden werden kann. So offenbart K. Grosskurth in seinem Artikel „'Phantom-Erscheinungen' an Lichtsignalen", Lichttechnik 9. Nr. 2 (1957), dass durch zweckmäßige Anordnung der optischen Elemente und der abschattenden Schute eines Lichtsignals die Phantom-Erscheinungen praktisch vermieden werden können.It Many constructive measures are already known with which the emergence of signal phantoms in light signals more or less good can be avoided. Thus K. Grosskurth in his article "'Phantom phenomena on light signals", Lichttechnik 9. No. 2 (1957) that by appropriate arrangement the optical elements and the shading barge of a light signal the phantom phenomena can be practically avoided.
Eine vollständige Ausschaltung der Phantome wird bei den bekannten Lichtsignalen und deren dazugehörigen Signaloptiken aber noch immer nicht erzielt. Zudem wird bei diesen bekannten Lösungen unerwünschterweise die Lichtstärke des Lichtsignals herabgesetzt.A full Switching off the phantoms is in the known light signals and their associated Signal optics but still not achieved. In addition, with these known solutions undesirable the light intensity the light signal is lowered.
Aus
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Signaloptik für ein Lichtsignal vorzuschlagen, welche auf möglichst einfache Weise die eindeutige Unterscheidbarkeit zwischen dem eingeschalteten Lichtsignal und seinem Phantom gewährleistet.It is therefore an object of the present invention, a signal optics for a To propose light signal, which in the simplest possible way the unique Distinctness between the switched-on light signal and guaranteed his phantom.
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Signaloptik mit einer Vorderfläche zur Abgabe des Signallichtes in die Umgebung gelöst, wobei die Signaloptik gegenüber von außen auf oder in die Signaloptik einfallendes Fremdlicht ein möglichst einheitliches, vom Ort des Einfalls praktisch unabhängiges Reflektionsverhalten aufweist, und wobei das Signallicht durch die Signaloptik lediglich innerhalb eines definierten Bruchteils der Vorderfläche in die Umgebung abgegeben wird.These Task is by a signal optics with a front surface for Delivered the signal light in the environment, the signal optics opposite Outside on or in the signal optics incident extraneous light as possible uniform, practically independent of the place of incidence reflection behavior and wherein the signal light through the signal optics only within a defined fraction of the front surface in the Environment is delivered.
Die Signaloptik besteht aus denjenigen Elementen eines Lichtsignals, mit welchen das Signallicht gelenkt und abgestrahlt wird. Bei diesen Elementen kann es sich also beispielsweise um Linsen, Linsenraster oder Scheiben handeln. Das Signallicht selbst ist das vom Lichtsignal erzeugte und ausgesandte Licht.The Signal optics consists of those elements of a light signal, with which the signal light is directed and radiated. In these Elements can be, for example, lenses, lenticular or discs act. The signal light itself is that of the light signal generated and emitted light.
Die Vorderfläche der Signaloptik entspricht der Gesamtoberfläche der Optik, über welche das Signallicht in die Umgebung abgegeben wird. Sie ist die Gesamtoberfläche der Öffnung, aus der das Licht das Lichtsignal verlässt. Bei einer Ampel bspw. ist die Vorderfläche des „Grün"-Signals die Kreisfläche der runden Abschlussscheibe hinter welcher sich die Lichtquelle des „Grün"-Signals verbirgt.The front surface the signal optic corresponds to the total surface of the optics, over which the signal light is emitted into the environment. It is the total surface of the opening, from which the light leaves the light signal. At a traffic light, for example. is the front surface of the "green" signal the circular area of the round Cover disc behind which the light source of the "green" signal hides.
Das in die Signaloptik einfallende Fremdlicht wird nicht vom Lichtsignal erzeugt. Es kann grundsätzlich von jeglicher Lichtquelle stammen, die sich in der Umgebung des Lichtsignals befindet. In den meisten Fällen handelt es sich bei dem Fremdlicht um Sonnenlicht.The extraneous light incident in the signal optics is not affected by the light signal generated. It basically can come from any source of light that is in the vicinity of the Light signal is located. In most cases it is the Ambient light around sunlight.
Das Fremdlicht kann von außen auf oder in die Signaloptik einfallen. Im ersteren Fall dringt das Fremdlicht nicht in die Signaloptik ein, sondern wird direkt an dessen Eingang reflektiert und verursacht so ein so genanntes Reflex-Phantom. Im zweiten Fall, bei dem so genannte echte Phantome entstehen, dringt das Licht in die Signaloptik ein, so dass „Sekundärlichtquellen" entstehen, die in Form gleichartiger Strahlengänge die Signaloptik passieren und das Aufleuchten des Signals vortäuschen.The Ambient light can be from the outside on or in the signal optics. In the former case, the ambient light penetrates not in the signal optics, but is directly at the entrance reflects, causing a so-called reflex phantom. In the second case, when the so-called real phantoms emerge, the light penetrates the signal optics, so that "secondary light sources" arise in Form of similar beam paths pass the signal optics and simulate the lighting up of the signal.
Erfindungsgemäß weist die Signaloptik ein einheitliches, vom Ort des Einfalls praktisch unabhängiges Reflektionsverhalten auf. Dies ist so zu verstehen, dass die Signaloptik derart ausgestaltet ist, dass auftretende Phantome bei der Betrachtung entlang der Vorderfläche der Signaloptik möglichst gleichmäßig, d.h. mit möglichst uniformer Lichtstärke auftreten. So sollte z.B. die Signaloptik entlang ihrer ganzen Vorderfläche und ihrer Zwischenflächen ein möglichst quasi-einheitliches Reflektionsverhalten aufweisen, so dass von Vorne gesehen bei direkter Sonneneinstrahlung die ganze Vorderfläche und Zwischenflächen gleichmäßig zur Bildung von Phantomen beiträgt. Ebenso sollten z.B. die optischen Elemente in der Signaloptik derart beschaffen und/oder derart angeordnet sein, dass bei der Betrachtung eines auftretenden echten Phantoms dieses über die ganze Vorderfläche und entlang der gesamten Vorderfläche mit gleicher Stärke wahrgenommen wird.According to the invention, the signal optics uniform, practically independent from the place of incidence reflection behavior. This is to be understood that the signal optics is designed such that occurring phantoms when viewed along the front surface of the signal optics as evenly as possible, ie occur with the most uniform possible light intensity. Thus, for example, the signal optics along their entire front surface and their intermediate surfaces should have a quasi-uniform reflection behavior, so that seen from the front in direct sunlight, the whole front surface and intermediate surfaces evenly contributes to the formation of phantoms. Likewise, for example, the optical elements in the signal optic should be such and / or arranged such that when viewing a real phantom occurring this is perceived over the entire front surface and along the entire front surface with the same strength.
Bei der erfinderischen Signaloptik wird das Signallicht nicht über die ganze zur Verfügung stehende Fläche der Vorderfläche nach außen gesandt. Vielmehr wird nur ein definierter Teilbereich der Vorderfläche zur Abstrahlung des Signallichtes genutzt. Über den restlichen Bereich der Vorderfläche wird kein Signallicht ausgesandt. Ein Betrachter sieht also bei eingeschaltetem Signal, solange keine Phantome auftreten, nicht die gesamte Vorderfläche aufleuchten, sondern nur den definierten Teilbereich.at the inventive signal optics, the signal light is not on the whole available standing area the front surface outward sent. Rather, only a defined portion of the front surface to Radiation of the signal light used. Over the remaining area the front surface no signal light is emitted. A viewer is watching turned signal, as long as no phantoms occur, not the entire front surface light up, but only the defined subarea.
Durch die Gewährleistung eines praktisch gleichmäßigen Reflektionsverhaltens wird erreicht, dass ein Phantom gleichmäßig über die gesamte Vorderfläche aufleuchtet. Wenn dann gleichzeitig das Lichtsignal eingeschaltet ist, lässt sich dieses dennoch vom Phantom unterscheiden, da das Signallicht sich nur auf einen Bruchteil der Vorderfläche konzentriert. Wenn also dieser Bruchteil intensiver leuchtet als der Rest der Vorderfläche, kann der Betrachter sicher sein, dass das Signal eingeschaltet ist. Wenn das Lichtsignal aber gar nicht oder nur gleichmäßig entlang der gesamten Vorderfläche leuchtet, so weiß der Betrachter, dass das Signal in beiden Fällen ausgeschaltet ist, wobei im zweiten Fall das Aufleuchten lediglich einem Phantom zu zurechnen ist.By the warranty a practically uniform reflection behavior it is achieved that a phantom illuminates evenly over the entire front surface. If then at the same time the light signal is turned on, can be Nevertheless, to distinguish this from the phantom, as the signal light itself concentrated only on a fraction of the front surface. If so this fraction shines more intensely than the rest of the front surface can the viewer can be sure that the signal is on. If that But the light signal does not shine or only evenly along the entire front surface, he knows that Viewer that the signal is turned off in both cases, where in the second case, the lighting up can only be attributed to a phantom is.
Vorzugsweise ist der Bruchteil der Vorderfläche eine Kreisfläche, Quadrat- oder Rautenfläche. Diese geometrischen Formen sind einfach zu realisieren und bieten sich insbesondere bei runden oder quadratischen Signaloptiken an. Es ist insbesondere zweckmäßig, wenn die Kreisfläche oder Quadratfläche im Zentrum der Vorderfläche liegt.Preferably is the fraction of the front surface a circular area, Square or rhombic area. These Geometric shapes are easy to implement and offer themselves especially with round or square signal optics. It is particularly appropriate if the circular area or square area in the center of the front surface lies.
Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn der Durchmesser der Kreisfläche oder die Kantenlänge der Quadratfläche zwei Drittel bis halb so groß wie der Durchmesser der Vorderfläche ist.A Particularly simple design results when the diameter the circular area or the edge length the square area two-thirds to half the size of the diameter of the front surface is.
Bevorzugt weist die Signaloptik mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung des Signallichtes auf.Prefers the signal optics have at least one light source for generating of the signal light.
Um um die Lichtquelle herum ein zur Lichtquelle möglichst ähnliches und damit einheitliches Reflektionsverhalten zu erhalten, kann die Signaloptik zusätzlich mindestens eine Lichtquellenattrappe aufweisen.Around around the light source around a light source as similar as possible and thus uniform reflection behavior To obtain the signal optics may additionally comprise at least one light source dummy.
Die Lichtquellenattrappe ist ein Element, welches in seinem Reflektionsverhalten möglichst dem Reflektionsverhalten einer echten Lichtquelle entspricht. Im Unterschied zu der Lichtquelle sendet die Attrappe jedoch kein Licht aus.The Light source dummy is an element, which in its reflection behavior as possible Reflectance behavior of a real light source corresponds. In difference however, the dummy does not emit light to the light source.
Wenn die Signaloptik mehrere Lichtquellenattrappen aufweist, und diese symmetrisch um die Lichtquelle angeordnet sind, wird im ganzen Bereich um die Lichtquelle ein gleichwertiges Reflektionsverhalten erreicht. Bevorzugt sollten die Attrappen derart um die Lichtquelle gruppiert sein, dass bei der Reflektion von einfallendem Fremdlicht auf der Lichtquelle und den Attrappen ein echtes Phantom entsteht, bei welchem die gesamte Vorderfläche gleichmäßig aufleuchtet.If the signal optics has a plurality of dummy light sources, and these are arranged symmetrically about the light source is in the whole area to the light source reaches an equivalent reflection behavior. Preferably, the dummies should be grouped around the light source in such a way be that in the reflection of incident extraneous light on the Light source and the dummies a real phantom arises, in which the entire front surface lights up evenly.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Lichtquelle eine Leuchtdiode.Preferably the at least one light source is a light emitting diode.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Signaloptik zusätzlich eine Linse und/oder eine Streuscheibe und/oder eine Abschlussscheibe umfasst. Mit diesen optischen Elementen kann das Signallicht in gewünschter Weise gebündelt und gelenkt werden.Finally is it is advantageous if the signal optics additionally a lens and / or a diffuser and / or a lens covers. With these optical elements, the signal light can be bundled in the desired manner and be steered.
Mit der erfindungsgemäßen Signaloptik wird nicht wie bei den bekannten Lösungen versucht, Phantome zu vermeiden oder abzuschwächen. Die Erfindung lässt bewusst das Auftreten von Phantomen zu. Die eindeutige Unterscheidbarkeit zwischen dem Lichtsignal im eingeschalteten Zustand und seinen unter Umständen auch gleichzeitig auftretenden Phantomen wird gewährleistet, ohne dass die Lichtstärke des Signals herabgesetzt wird. Im Gegensatz zu einigen bekannten Ansätzen ist auch keine komplizierte und anfällige Elektronik zur Realisierung eines Blinklichtes erforderlich.With the signal optics according to the invention is not like the known solutions trying to phantoms too avoid or mitigate. The invention leaves consciously the appearance of phantoms too. The clear distinction between the light signal in the on state and its under circumstances also simultaneously occurring phantoms is ensured without the light intensity of the signal is lowered. Unlike some known ones approaches is also no complicated and vulnerable electronics for the realization a flashing light required.
Kurzbeschreibung der FigurenSummary the figures
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung mit drei Figuren näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The Invention will be described below with reference to an embodiment and a drawing closer with three figures explained. The drawing shows in:
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformendescription of the preferred embodiments
Die
Kreisfläche
oder auch Kreisscheibe, welche gemeinsam durch die echten LEDs und
die Attrappen gebildet wird, entspricht der Vorderfläche der Signaloptik
Im
Folgenden wird nun die Wirkungsweise der Signaloptik mit der Vorderfläche
Es wird zunächst angenommen, dass kein Fremdlicht vorhanden ist, so dass die Signaloptik sozusagen phantomfrei ist. Ein Betrachter kann dann das eingeschaltete Signal daran erkennen, dass dieses im Bereich A aufleuchtet, während der Ring B dunkel bleibt. Diese Situation lässt sich zuverlässig von dem Fall unterscheiden, in welchem das Signal ausgeschaltet ist und einfallendes Fremdlicht, z.B. von der Sonne, ein Phantom erzeugt. Unter der Annahme, dass das Fremdlicht entlang der gesamten Vorderfläche einfällt, wird das Phantom von einem Betrachter derart wahrgenommen, dass die gesamte Vorderfläche der Signaloptik gleichmäßig aufleuchtet, d.h. A + B. Der Betrachter kann diesen Fall klar von einem echten Signalleuchten, bei dem nur die Fläche A leuchtet, unterscheiden.It will be first assumed that no extraneous light is present, so the signal optics is phantom free, so to speak. A viewer can then turn the on Detect signal that this lights up in area A, while the Ring B remains dark. This situation can be reliably solved by in the case where the signal is off and incident extraneous light, e.g. generated by the sun, a phantom. Assuming that the extraneous light is incident along the entire front surface becomes the phantom is perceived by a viewer such that the entire front surface of the Signal optics illuminates evenly, i.e. A + B. The viewer can make this case clear of a real one Signal lights, in which only the area A lights, differ.
Im
letzten denkbaren Fall, bei dem das Phantom bei eingeschaltetem
Signal auftritt, ist eine klare Unterscheidung ebenso möglich. Das
Phantom deckt dann zwar wieder den gesamten Bereich der Vorderfläche
Zusammenfassend
liegt also immer dann ein echtes Signalleuchten vor, wenn nur die
Fläche
A leuchtet oder wenn die Fläche
A stärker
leuchtet als der Ring B. Wenn die gesamte Vorderfläche
Mit den beschriebenen Signaloptiken können die durch Phantome auftretenden Störungen auf einfache Weise neutralisiert werden. Der Betrachter kann in je der Situation eindeutig feststellen, ob ein echtes Signal vorhanden ist. Insbesondere erfolgt die Neutralisierung ohne Einbußen bei der Lichtstärke des Signals.With The signal optics described can be those occurring through phantoms disorders can be neutralized in a simple way. The viewer can in Depending on the situation clearly determine whether a real signal exists is. In particular, the neutralization occurs without loss of the light intensity of the Signal.
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- LeuchtdiodenLEDs
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- LED-AttrappenLED dummies
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- Streuscheibediffuser
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- Durchmesser der Vorderflächediameter the front surface
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- Durchmesser der Kreisscheibediameter the circular disk
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