DE102008039188A1

DE102008039188A1 - Ground-level light signal

Info

Publication number: DE102008039188A1
Application number: DE200810039188
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. Eckl; Jörg Dipl.-Phys. Liebscher; Dirk Dipl.-Ing. Zimmermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-05-27
Also published as: CH699414A2; FI20095837A; FI20095837A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bodennahes Lichtsignal (LS), insbesondere für schienengebundene Verkehrswege, mit einer Lichtquelle und einem optischen System zur Signalbegriffsvisualisierung in einen Fernbereich (FB) und einen gegenüber diesem schräg nach oben abgewinkelten Nahbereich (NB), wobei Mittel zur Phantomlichtreduzierung vorgesehen sind. Um dem bei derartigen bodennahen Lichtsignalen besonders intensiven Phantomeffekt entgegenzuwirken, ist vorgesehen, dass das optische System ein Streuelement in einem Appertursegment des Lichtstromes zur Umlenkung eines Teillichtstromes in den Nahbereich (NB) und eine Lichtaustrittsscheibe (Li) mit Graufilterung zur Phantomlichtreduzierung aufweist.The invention relates to a ground-level light signal (LS), in particular for rail-bound traffic routes, with a light source and an optical system for signal visualization in a long range (FB) and an obliquely upwardly angled short range (NB), wherein means are provided for phantom light reduction. In order to counteract the phantom effect which is particularly intense in such ground-level light signals, it is provided that the optical system has a scattering element in an aperture segment of the luminous flux for deflecting a partial luminous flux into the near zone (NB) and a light exit disc (Li) with gray-screening for phantom light reduction.

Description

Die Erfindung betrifft ein bodennahes Lichtsignal, insbesondere für schienengebundene Verkehrswege, mit einer Lichtquelle und einem optischen System zur Signalbegriffsvisualisierung in einen Fernbereich und einen gegenüber diesem schräg nach oben abgewinkelten Nahbereich, wobei Mittel zur Phantomlichtreduzierung vorgesehen sind.The The invention relates to a ground-level light signal, in particular for rail-bound traffic routes, with a light source and a optical system for signal visualization in a remote area and one opposite this obliquely angled upwards Close range, with means for phantom light reduction provided are.

Prinzipiell dienen Lichtsignale als Signalgeber oder Symbolanzeiger, die durch Farb- und/oder Formgebung einer Leuchtfläche, d. h. durch die Abstrahlcharakteristik, bestimmte Informationen vermitteln. Dabei handelt es sich häufig um sicherheitsrelevante Informationen, die keinesfalls optisch verfälscht oder durch Fremdlicht überblendet sein dürfen. Das unerwünschte Aufleuchten bzw. Verfälschen eines Lichtpunktes durch Einfall von Umgebungslicht, z. B. Sonneneinstrahlung oder Scheinwerferlicht, wird als Phantomeffekt bezeichnet. Durch den Phantomeffekt kann es in Extremfällen zu einer falschen Anzeige infolge eines unzeitigen Aufleuchtens eines Lichtpunktes oder einer Farbverschiebung kommen. Besonders störend tritt dieser Effekt bei der Verwendung von LED-Anordnungen als Lichtquelle auf, da LEDs durch auftreffendes Licht zum Leuchten angeregt werden können bzw. bei LED-Lichtquellen häufig rückwärtige Reflektoren eingesetzt werden. Neben den bekannten Phantomerzeugern, die bei der Projektierung vorhersehbar sind, z. B. tiefstehende Sonne für Signale in Ost-West-Orientierung, treten auch sporadisch oder unvorhergesehen Quellen für Phantome, z. B. Fahrzeug- oder Bauscheinwerfer, Reflexion an Oberflächen, z. B. an verglasten Fronten oder Schneedecken, auf. Damit kann auch ein Signal, das auf grund des Standortes phantomsicher sein sollte, phantomanfällig sein.in principle serve light signals as a signal generator or symbol indicator by Color and / or shape of a luminous surface, d. H. by the radiation characteristic, convey certain information. These are often safety-related information in no way visually distorted or blended by extraneous light may be. The unwanted lighting up or Falsification of a point of light by the incidence of ambient light, z. B. Sunlight or spotlight, is called a phantom effect designated. The phantom effect can in extreme cases to a false indication as a result of an untimely illumination of a Light point or a color shift come. Especially disturbing This effect occurs when using LED arrays as a light source, because LEDs can be excited by incident light to shine or with LED light sources often backward Reflectors are used. In addition to the well-known phantom generators, which are foreseeable in the project planning, z. B. low Sun for signals in east-west orientation, also kick sporadic or unanticipated sources of phantoms, eg. B. vehicle or building lamp, reflection on surfaces, z. B. on glazed fronts or snow cover on. So can too a signal that should be phantom-proof due to the location be phantom-prone.

Die nachstehenden Erläuterungen beziehen sich im Wesentlichen auf Lichtsignale zur Darstellung von Signalbegriffen bei schienengebundenen Verkehrswegen, ohne dass der beanspruchte Gegenstand auf diese Anwendung beschränkt sein soll.The The following explanations essentially relate on light signals for the representation of signal terms in rail-bound Traffic routes without the claimed subject matter to this application should be limited.

Bei Eisenbahnsignalen muss gewährleistet sein, dass der Triebfahrzeugführer bei Annäherung an das für ihn bestimmte Signal dieses immer eindeutig erkennen kann. Dabei müssen unterschiedliche Streckengeometrien, d. h. gerade Strecke, Kurven und/oder Höhenunterschiede, berücksichtigt werden. Neben der Fernbereichsdarstellung ist auch eine Nahbereichsdarstellung des Signals erforderlich, damit der Triebfahrzeugführer das Lichtsignal auch dann erkennen kann, wenn er direkt vor dem Signal steht. Die Naherkennbarkeit ist bei bodennahen, d. h. niedrigen Lichtsignalen, wesentlich problematischer als bei Lichtsignalen, die an sehr hohen Masten befestigt sind, da das Lichtsignal im Nahbereich nach oben abstrahlen muss und somit der Lichteinfallswinkel von Sonnenlicht und der Beobachtungswinkel näher zusammentreffen können. Dabei treten insbesondere an Lichtaustrittsflächen des optischen Systems starke Reflexionen auf, die zur Entstehung von Lichtphantomen und letztlich zu gefährlichen Signalbegriffen führen können.at Railway signals must be ensured that the driver approaching the signal intended for it can always recognize this clearly. There have to be different ones Track geometries, d. H. Straight track, turns and / or elevation changes, be taken into account. In addition to the long-range representation Also, a near-field representation of the signal is required for it the driver then also recognize the light signal can if he stands right in front of the signal. The proximity is near the ground, d. H. low light signals, much more problematic as with light signals attached to very tall masts, because the light signal must radiate upwards in the near range and thus the angle of incidence of sunlight and the angle of observation can come closer together. Especially occur at the light exit surfaces of the optical system strong reflections that contribute to the formation of light phantoms and ultimately to dangerous ones Can lead to signal terms.

Generell wird versucht, den Phantomeffekt durch Blenden, Schuten, Vermeidung von Ost-West-Orientierung oder durch Wiederholung von kritischen Signalen zu minimieren. Um dem Phantomeffekt entgegenzuwirken, werden gemäß DE 101 07 256 A1 und DE 29 20 962 C2 Blenden verwendet, um dem einfallenden Phantomlicht möglichst viele Einfallswege bzw. Einfallswinkel zu nehmen. Dabei muss in Kauf genommen werden, dass die Abstrahlcharakteristik nur als einfacher kreis- bzw. ellipsen förmiger Spot realisierbar ist. Üblicherweise wird dieser Spot mit Hilfe einer Streuscheibe oder Linse auf die gewünschte Lichtverteilung aufgeweitet. Durch Brechungen bzw. Beugungen einfallender Phantomlichtstrahlen an der Streuscheibe bzw. der Linse wird der Lichtpunkt jedoch wieder anfälliger für den Phantomeffekt.In general, attempts are made to minimize the phantom effect by blinding, baring, avoiding east-west orientation or by repeating critical signals. To counteract the phantom effect, according to DE 101 07 256 A1 and DE 29 20 962 C2 Apertures used to take the incoming phantom light as many ways of incidence or angle of incidence. It must be taken into account that the radiation characteristic can only be realized as a simple circular or elliptical shaped spot. Usually, this spot is widened to the desired light distribution with the aid of a diffusing lens or lens. However, refraction or diffraction of incident phantom light rays on the lens or the lens, the light spot is again susceptible to the phantom effect.

Gebräuchlich sind auch grau eingefärbte Abschlussgläser, die ein Streusegment für die Signalbegriffsvisualisierung in den Nahbereich aufweisen, wobei für die Lichtstreuung nach oben das Streusegment dient und dessen Graufärbung dem Phantomeffekt entgegenwirkt. Mit dieser Vereinigung der Eigenschaften, nämlich Lichtstreuung und Reduzierung des Phantomeffektes, in eine sogenannte Vorsatzoptik entsteht aber zwangsläufig ein Kompromiss, der dazu führt, dass an den optisch wirksamen Flanken des Streusegments weiterhin deutliche Lichtreflexionen auftreten, so dass die Phantomschutzwirkung zumindest für die Gruppe der bodennahen Lichtsignale, welche im Nahbereich nach oben abstrahlen, nicht ausreichend ist.common are also gray colored end glasses, the a scatter segment for the signal visualization in have the near range, wherein for the light scattering after above the spreading segment serves and its gray coloring the Phantom effect counteracts. With this union of properties, namely light scattering and reduction of the phantom effect, but in a so-called intent optics inevitably arises a compromise that leads to the optically effective flanks the scattering segment continues to show significant light reflections, so that the phantom protective effect at least for the group the near-ground light signals, which radiate upwards in the near field, is not enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bodennahes Lichtsignal der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem eine Beeinträchtigung der Sicherheit infolge des Phantomeffektes weitgehend vermeidbar ist.Of the Invention is based on the object, a ground-level light signal specify the generic type in which a Impaired safety due to the phantom effect is largely avoidable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das optische System ein Streuelement in einem Appertursegment des Lichtstromes zur Umlenkung eines Teillichtstromes in den Nahbereich und eine Lichtaustrittsscheibe mit Graufilterung zur Phantomlichtreduzierung aufweist. Die Phantomlichtreduzierung ist dadurch konstruktiv von der Nahbereichsstreuung getrennt. Es muss kein Kompromiss zwischen der notwendigen Lichtablenkung mittels Streuung und dem Lichtstärkeverlust durch Graufilterung zur Phantomreduzierung gefunden werden. Das Streu element und die grau gefärbte Lichtaustrittsscheibe sind derart hintereinander angeordnet, dass das Licht zunächst von dem beispielsweise halbkreisförmigen Streuelement teilweise nach schräg oben abgelenkt wird und dann der gesamte Lichtstrom durch die graue Lichtaustrittsscheibe gedämpft wird, wodurch der Phantomeffekt reduziert wird. In der Lichtaustrittsscheibe selbst befinden sich keine Streuelemente, die Lichtausbreitung in Richtung Nahbereich und damit auch verstärkte Phantomlichtreflexionen erzeugen könnten.According to the invention the object is achieved in that the optical system comprises a scattering element in an Appertursegment of the luminous flux for deflecting a partial luminous flux in the vicinity and a light exit plate with gray filter for phantom light reduction. The phantom light reduction is thereby structurally separated from the near-field scattering. There is no need to compromise between the necessary light deflection by scattering and the loss of luminosity by gray-screening for phantom reduction. The scattering element and the gray-colored light exit plate are arranged one behind the other, that the light is initially deflected by the example semicircular scattering element partially obliquely upwards and then the entire luminous flux is attenuated by the gray light exit plate, whereby the phantom effect is reduced. In the light exit plate itself, there are no scattering elements that could produce light propagation in the direction of the near zone and thus also enhanced phantom light reflections.

Gemäß Anspruch 2 ist das Streuelement zusätzlich als Graufilterscheibe ausgebildet. Diese Zusatzmaßnahme verbessert die Phantombekämpfung weiterhin, wenn zu befürchten ist, dass an dem innerhalb des optischen Systems angeordneten Streuelement trotzdem Reflexionen entstehen könnten, die derart stark sind, dass sie auch durch die äußere graue Lichtaustrittsscheibe wahrgenommen werden könnten. Da das innere Streuelement nur auf ein Appertursegment des Gesamtlichtstromes wirkt, verringert dessen Graufärbung die Lichtstärke auch nur in diesem Appertursegment und betrifft nicht den Gesamtlichtstrom.According to claim 2, the scattering element is additionally available as a gray filter disk educated. This additional measure further improves phantom control, if it is to be feared that on the inside of the optical Systems arranged scattering element still reflections arise could be so strong that they are also gray by the outer Light emission plate could be perceived. Since that internal scattering element only on an Appertursegment the total luminous flux acts, its gray color reduces the light intensity also only in this field of apperture and does not affect the total luminous flux.

Gemäß Anspruch 3 ist zusätzlich mindestens eine dem Streuelement zugeordnete Graufilterscheibe vorgesehen. Auf diese Weise können stark unterschiedliche Anforderungen an die Nahbereichsvisualisierung und an die Phantomreduzierung realisiert werden. Streuelement, Graufilterscheibe und Lichtaustrittsscheibe können bedarfsabhängig sehr vielfältig miteinander kombiniert werden, wodurch insbesondere sehr viele verschiedene Transmissionswerte zur gezielten Beeinflussung des Phantomverhaltens ausgewählt werden können.According to claim 3 is additionally at least one associated with the scattering element Grayscale disc provided. In this way, can be very different Requirements for near-field visualization and phantom reduction will be realized. Diffuser element, gray filter disk and light exit disk can be very diverse depending on demand be combined with each other, which in particular very many different Transmittance values for the targeted influencing of the phantom behavior can be selected.

Die Anordnung von Streuelement und zugeordnetem Grauscheibensegment vereinfacht die Berechnung des Streuelements gegen über einem Streuelement, welches nur aus einem Graumaterial hergestellt ist, da bei diesem zusätzlich die Materialdicke als Variable in die Streuelementberechnung einfließt.The Arrangement of scattering element and associated grille part simplifies the calculation of the spreading element against a scattering element, which is made only from a gray material is, because with this additionally the material thickness as a variable into the scattering element calculation.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to figurative representations explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht einer Lichtverteilung im Nah- und Fernbereich und 1 a schematic side view of a light distribution in the near and far and

2 eine Schnittdarstellung einer Optikkonfiguration. 2 a sectional view of an optical configuration.

1 veranschaulicht ein bodennahes Lichtsignal LS mit einem ersten Lichtkegel für den Fernbereich FB und einem zweiten Lichtkegel für den Nahbereich NB. Das Lichtsignal LS befindet sich neben einem Eisenbahngleis EG. Dabei ist eine sehr niedrige, bodennahe Montage vorgesehen, so dass im Nahbereich NB eine Signalbegriffsvisualisierung je nach Standort des Lichtsignals LS links oder rechts vom Eisenbahngleis EG entweder nach rechts oben oder nach links oben erfolgen muss. Um Blendlicht oder Phantomeffekte auszuschalten, ist die übliche vordachartige Signalschute nicht geeignet, da eine Schute den Nahbereich NB zumindest teilweise abdecken würde. Hinzu kommt, dass bei der bodennahen Montage wegen der großen Wahrscheinlichkeit, dass die Blickrichtung des Triebfahrzeugführers mit dem Sonneneinstrahlwinkel nahezu übereinstimmt, häufiger und intensiver Phantomlichterscheinungen auftreten können als bei Lichtsignalmontage auf sehr hohen Masten, d. h. bei nach unten gerichtetem Nahbereich NB. 1 illustrates a ground level light signal LS with a first light cone for the far range FB and a second light cone for the near range NB. The light signal LS is located next to a railway track EG. In this case, a very low, near-ground mounting is provided, so that in the vicinity of NB signal visualization must be done depending on the location of the light signal LS left or right of the railway track EC either to the top right or left above. In order to eliminate glare or phantom effects, the usual dangling signal baffle is not suitable because a barge would at least partially cover the near range NB. In addition, in ground-level mounting due to the high probability that the driver's line of sight almost coincides with the sun's angle, more frequent and intense phantom light phenomena may occur as in light signal assembly on very high masts, ie in down-close range NB.

Um Phantomlicht besonders effektiv zu bekämpfen, ist das Lichtsignal LS mit einer in 2 dargestellten Vorsatzoptik ausgestattet. Dabei ist im Inneren der Vorsatzoptik ein halbkreisförmiges Streuelement St zur Lichtauskopplung in den Nahbereich NB vorgesehen, das auch bei sehr ungünstigen Phantombedingungen nicht direkt von Fremdlicht getroffen werden kann, wodurch reflektiertes Phantomlicht den Nahbereich NB überblenden könnte. Die Vorsatzoptik ist mit einer kreisförmigen Lichtaustrittsscheibe Li verschlossen. Diese ist direkt dem Phantomlicht zugewandt und mit einer Graufilterung versehen, welche auftreffendes Phantomlicht weitgehend absorbiert.In order to combat phantom light particularly effectively, the light signal LS with an in 2 equipped shown attachment optics. In this case, a semicircular scattering element St for light extraction in the vicinity NB is provided inside the optical attachment, which can not be struck directly by extraneous light, even in very unfavorable phantom conditions, whereby reflected phantom light could cross-fade the near range NB. The attachment optics is closed with a circular light exit plate Li. This is directly facing the phantom light and provided with a gray filter, which largely absorbs incident phantom light.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10107256 A1 [0005]
- DE 2920962 C2 [0005]

Claims

Ground-level light signal (LS), in particular for rail-bound traffic routes, with a light source and an optical system for signal visualization in a long range (FB) and an obliquely upwardly angled short range (NB), wherein means are provided for phantom light reduction, characterized in that the optical system has a scattering element (St) in an aperture segment of the luminous flux for deflecting a partial luminous flux into the near zone (NB) and a light exit disc (Li) with gray-screening for phantom light reduction.

Light signal according to claim 1, characterized that the scattering element (St) additionally as a gray filter disk is trained.

Light signal according to one of the preceding claims, characterized in that additionally at least one the gray element (St) associated with the gray filter disc is provided.