DE68927750T2

DE68927750T2 - Optische Anlage für dauernde Lichtsignale verschiedener Farben, insbesondere für Eisenbahnsignalisierung

Info

Publication number: DE68927750T2
Application number: DE68927750T
Authority: DE
Inventors: Luigi Vannini
Original assignee: OTTICO FIORENTINO DI VANNINI L
Current assignee: OTTICO FIORENTINO DI VANNINI L
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2009-07-05
Also published as: IT8809448A0; EP0351380A2; ATE148665T1; DE68927750D1; EP0351380A3; IT1224982B; EP0351380B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System für eine Lichtsignalgebungs-Vorrichtung mit veränderbarer Farbe, die permanent leuchtet, insbesondere für Eisenbahnsignale.
Es ist bekannt, daß vor der allgemeinen Einführung von dichroitischen Filtern die Emissionsvorrichtungen für permanente Leuchtsignale ein elektrooptisch-mechanisches System verwendeten, das von einem sphärischen Spiegel gebildet wurde, in dessen Krümmungszentrum als Lichtquelle eine Glühbirne angeordnet war, sowie eine asphärische Linse, deren Brennpunkt mit dem Zentrum der Lichtquelle zusammenfiel. Die verschiedenen Färbungen des Signals wurden mit Hilfe von mehreren ebenen Filtern aus gefärbtem Glas erzielt, die hintereinander senkrecht zur Achse des konischen Bündels der Lichtstrahlen an einem Punkt angeordnet waren, der sich zwischen der Lichtquelle und der asphärischen Linse befand. Die Auswahl und die Steuerung des Mechanismus für die Farbfilter wurde mit Hilfe eines Relais durchgeführt und somit ergab sich eine komplexe und kostspielige Realisation derartiger Anordnungen mit geringer Zuverlassigkeit und einem erhöhten Energieverbrauch.
Mit der allgemeinen Einführung von dichroitischen Filtern wurde es durch ihre Anwendung auf Eisenbahn-Signalanlagen mit permanenten Lichtsignalen möglich, die beweglichen Elemente des Systems zu beseitigen; die in geeigneter Weise angeordneten dichroitischen Filter konnten in statischer Weise für die Auswahl von Strahlung arbeiten, die von mehreren Lichtquellen kam, wobei diese Lampen ein- und ausgeschaltet wurden, was einen offensichtlich wirtschaftlicheren Energieeinsatz und eine konstruktive Vereinfachung ermöglichte.
Aus IT-A-1-184.503 ist eine optische Eisenbahn-Signalvorrichtung mit statischer Auswahl des produzierten farbigen Lichts bekannt, die drei Quellen für weißes Licht, drei dichroitische Filter für drei verschiedene Farben, die den entsprechenden drei Flächen eines optischen pentagonalen Prismas folgend angeordnet sind, und eine externe Optik umfassen, die von einer Sammellinse und einer asphärischen Austrittslinse gebildet wird.
Auch ist aus US-A-4.754.272 eine Signalvorrichtung bekannt, die drei Lampen für weißes Licht, zwei dichroitische Filter für zwei verschiedene Farben und eine äußere Optik umfaßt, die von einer Zerstreuungslinse und einer asphärischen Austrittslinse gebildet wird.
Im Rahmen dieser Lösungen bleiben jedoch beträchtliche Probleme ungelöst, die sich negativ auf die Leuchtkraft, den Raumbedarf und die optische Perfektion der verwendeten optischen Systeme auswirken. Tatsächlich wurden sowohl in den beweglichen als auch den statischen optischen Systemen zur Lösung des Konvergenzproblems des reellen Glühfadens der Lampe im Brennpunkt der asphärischen Hauptlinse entweder optische Kondensatoren oder elliptische Spiegel verwendet. Andererseits weisen optische Kondensatoren den Nachteil auf, daß sie die axiale Länge der Anordnung aufgrund der Notwendigkeit verlängern, daß das Bild des Glühfadens wieder in den Brennpunkt der asphärischen Linse konvergent gemacht werden muß, was eine inakzeptable Vergrößerung des Raumbedarfes der Signalanlage mit sich bringt; im übrigen hat die Verwendung von optischen Elementen, die nicht perfekt in Bezug auf sphärische Aberrationen korrigiert sind, einen nicht vernachlässigbaren Mangel an Stigmatismus zur Folge, worauf unter anderem die Tatsache beruht, daß nur kleine Öffnungen verwendet werden können. Die elliptischen Spiegel weisen ihrerseits den Nachteil einer Vergrößerung auf. Das Erfordernis einer größeren Leuchtkraft macht zwar die Vergrößerung der relativen Öffnung erforderlich, doch ist es bei gleichen Öffnungsweiten nötig, den ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels zu reduzieren, was eine sehr beträchtliche Vergrößerung der Lichtquelle in der überlagerung im Brennpunkt der Hauptlinse bewirkt, was eine beträchtliche Aberration der ausgesandten Strahlung und eine verminderte Effizienz hinsichtlich der Leuchtkraft zur Folge hat. Darüber hinaus verschlechtert im übrigen die Tatsache, daß keine sehr stark umhüllenden Spiegel verwendet wurden, die Leuchtkraft bzw. Lichtausbeute, die vom maximalen erfaßten Raumwinkel abhängt.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die oben erwähnten Nachteile in Bezug auf den mechanischen Raumbedarf, die Leuchtkraft bzw. Helligkeit und den Stigmatismus bei einer Signaleinrichtung mit Signalen mit veränderlicher Farbe zu beseitigen, bei der dichroitische Filter zum Einsatz kommen.
Dieses Ergebnis wird gemäß der Erfindung entsprechend den Ansprüchen 1 und 2 erzielt.
Gemäß einer bevorzugten realisierten Ausführungsform der Erfindung hat die Zerstreuungslinse eine Oberfläche zweiten Grades und ist charakterisiert durch eine konvexe sphärische Fläche, die der asphärischen Linse zugewandt ist, und deren Krümmungszentrum mit dem Brennpunkt der asphärischen Linse zusammenfällt, sowie durch eine konkave ellipsoidale Fläche, die ausgehend vom Abstand zwischen der asphärischen Linse und ihrem Brennpunkt und durch den erforderlichen Ausschnitt für das von den parabolischen Spiegeln ausgehende Strahlenbündel bestimmt wird. In Abwandlung hiervon ist die konkave Fläche die Oskulationsfläche der vorerwähnten ellipsoidalen Oberflache.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dazwischenliegende Zerstreuungslinse eine plan-hyperbolisch-konkave Linse, wobei die ebene Fläche dem System mit den dichroitischen Filtern zugewandt ist und die hyperbolisch-konkave Fläche der asphärischen Linse zugewendet ist, wobei ihr virtueller Brennpunkt mit dem der asphärischen Linse zusammenfällt.
Vorteilhafterweise ist es möglich, Parabolspiegel mit relativ maximaler Leistung dadurch zu erhalten, daß man die Abstands- und Krümmungsberechnungen der Oberflächen zweiten Grades ausgehend von einer Descartschen Ellipse und unter Berücksichtigung des fotometrischen Raumwinkels der Lichtquelle durchführt.
Weiterhin ist es kennzeichnend für die Erfindung, daß zwischen jeder Lichtquelle und dem entsprechenden dichroitischen Filter ein in der Masse gefärbter Filter angeordnet ist, um die Farbsicherheit des optischen Systems zu erhöhen und/oder ein sphärischer Wiedergewinnungs- bzw. Sammelspiegel, dessen Krümmungszentrum mit dem Brennpunkt des Parabolspiegels zusammenfällt, mit dem Ziel, zu verhindern, daß die Zerstreuungslinse nicht zusätzlich zum virtuellen Brennpunkt der asphärischen Linse auch den reellen Brennpunkt des Parabolspiegels sieht.
Gemäß einem anderen Charakteristikum der Erfindung werden anstelle der von den Parabolspiegeln ausgesandten Lichtbündel Lichtquellen verwendet, die von Laserstrahlbündeln gebildet werden.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Lösung erlaubt die Realisierung einer Beleuchtungs- oder Signalisierungseinrichtung mit veränderlicher Farbe insbesondere aber nicht ausschließlich für das Eisenbahnsignalwesen, die es ermöglicht, den axialen Raumbedarf zu vermindern, die Lichtstärke bzw. Leuchtkraft zu erhohen, Lampen mit stärker konzentrierten Glühfäden oder Xenonlampen mit geringerer Leistung zu verwenden, den Energieverbrauch zu vermindern, eine bessere Punktförmigkeit bzw. einen besseren Stigmatismus zu erzielen, eventuelle auch farbliche Aberrationen zu korrigieren und dies insbesondere dann, wenn anstelle der Zerstreuungslinse ein asphärisches achromatisches Doublet verwendet wird, das geeignet ist, das gesamte System farblich zu korrigieren.
Diese und weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich noch genauer für den Fachmann im Licht der folgenden Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen praktische Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, die aber nicht einschränkend zu verstehen sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht von oben längs einer horizontalen Axialebene einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Signalisierungsvorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste Zwischen-Zerstreuungslinse (mit elliptisch-negativen Meniskus) für die Vorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 2A eine teilweise Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 2,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Einzelheit einer zweiten Zwischen-Zerstreuungslinse (plan-hyperbolischkonkav) für die Vorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 3A eine teilweise Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 3,
Fig. 4 ein geometrisches Schema für die Berechnung einer Linse mit elliptisch-negativen Meniskus gemäß der Erfindung,
Fig. 5 eine Vorderansicht einer Einzelheit des Wiedergewinnungs- bzw. Sammelspiegels für die Vorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 5A eine Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 5,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Einzelheit eines Parabolspiegels für maximale Ausbeute für die Vorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 6A eine Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 6,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen vereinfachten Parabolspiegel (F = 8) für die Vorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 7A eine Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 7,
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Einzelheit einer ebennegativen Fresnell-Linse und
Fig. 8A eine teilweise Schnittansicht längs der Linie A-A aus Fig. 8.
Wie in Fig. 1 der beigefügten Zeichnung gezeigt, umfaßt ein optisches System für eine permanent leuchtende Signalvorrichtung mit Signalen mit drei verschiedenen Farben im wesentlichen gemäß der Erfindung folgende Bestandteile:
- Drei Parabolspiegel 3, deren relative Achsen zur Längsachse X-X der Vorrichtung koaxial bzw. unter 45º bzw. senkrecht verlaufen, und mit einer Lampe 5, die einen sehr konzentrierten Glühfaden besitzt, beispielsweise einer Xenon-Lampe, die im Brennpunkt F eines jeden dieser Spiegel angeordnet ist,
- drei dichroitische Filter 6, 7 und 8 gegenüber diesen Spiegeln 3, die unter geeigneten Winkeln nach dem Prinzip des Goulier-Prande Fünfeck-Prismas angeordnet und in der Weise ausgebildet sind, daß der Filter 7 für eine erste Farbe (beispielsweise gelb) durchlässig und eine zweite Farbe (beispielsweise grün) reflektierend, der Filter 8 für die zweite Farbe (grün) durchlässig und der Filter 6 für eine dritte Farbe (beispielsweise rot) durchlässig und für die beiden vorerwähnten Farben (gelb und grün) reflektierend ist. Auf diese Weise erhält man, wenn die Lichtquelle 5 aktiviert ist, längs der Längsachse X-X der Vorrichtung ein Bündel paralleler Strahlen mit der Farbe, die das betreffend dichroitische Filter durchgelassen hat und die von den anderen Filtern, auf die es auf seinem Weg trifft, reflektiert wird,
- eine asphärische Haupt-Ausgangslinse 9, die so angeordnet ist, daß sie mit ihrer Achse mit der Achse X-X des vom System ausgehenden Lichtbündels und mit ihrem Brennpunkt F1 mit dem Punkt 10 zusammenfällt, der im folgenden als Symmetriezentrum des Systems bezeichnet wird,
- eine Zerstreuungs-Zwischenlinse 11 mit einer Oberfläche zweiten Grades und virtuellem Brennpunkt, die zwischen dem Zentrum 10 des Systems und der asphärischen Linse 9 angeordnet ist und deren Achse auf der Achse X-X des Systems liegt. Besagte Linse 11 ist eine Linse mit negativem elliptischen Meniskus, wobei die konkave Fläche 12 dem Filtersystem und die sphärische Fläche 13 der asphärischen Linse 9 zugewendet ist und deren Krummungszentrum mit dem Brennpunkt F1 der asphärischen Linse 9 zusammenfällt. Die konkave Fläche der Linse 11 ist vorzugsweise ellipsoidal und durch die Descartes- Ellipsengleichung definiert oder sphärisch entsprechend der zugehörigen oskullatorischen Kugel.
Im ersten Fall ist das dadurch, daß man a = 0,5 - 200 mm und das Material (N), das die Linse bildet, entsprechned wählt, möglich, "b" und somit die Koordinaten x, y eines jeden Punktes der konkaven Fläche durch folgende Formeln zu erhalten:
und
Die Dicke der Linse "S" längs der Achse xx wird zwischen 0,2 und 15 mm liegen.
Im zweiten Fall wird der Strahl der oskullatorischen Kugel durch die Gleichung r = 2 l x d/l + d geliefert, (wobei l = = und d = a + c = = , siehe Fig. 4) und kann einen Wert zwischen 5 und 200 mm besitzen; die Dicke kann s = 0,2 - 15 mm sein.
Die Definition und Positionierung der verschiedenen Elemente des Systems werden in folgender Weise durchgeführt. Beispielsweise können die Linsen aus optischem oder halboptischem Glas, optisch oder halboptisch bearbeitet oder eventuell aus Kunststoff C.R.39 oder einem anderen sein, wobei der Brechungsindex zwischen 1,33 und 1,95 liegt. Die Parabolspiegel können durch Galvanoformung von Nickel oder einem ähnlichen Material hergestellt und mit Rodium oder ähnlichem behandelt werden. Nach Festlegung der Brennweite der asphärischen Linse 9 kann man den Abstand zwischen der Fläche 12 der Zwischenlinse 11 und der ebenen Fläche der asphärischen Linse 9 bestimmen, die dem System der dichroitischen Filter zugewendet ist, und dies auf der Basis des Maßes des gewünschten axialen Platzbedarfes. Der Schnitt der Fläche 12 mit dem Kegel, der seinen Scheitel im Punkt 10 des Systems und seine Basis auf der ebenen Fläche der asphärischen Linse 9 hat, legt den Nutzdurchmesser des Bündels der parallelen Strahlen fest, das von jedem Parabolspiegel kommen soll. Dieser Durchmesser erlaubt es in Verbindung mit den Winkelabmessungen betreffend der Emission der Lichtquelle in Bezug auf ihren fotometrischen Raumwinkel den Spiegel nach einem von der Deskartschen Ellipse ausgehenden, dem Fachmann bekannten Rechenschema für eine maximale relative Ausbeute und den effektiven Durchmesser der Zwischen-Zerstreuungslinse zu bestimmen.
Dieser Durchmesser liefert mit dem Abstand zum Brennpunkt der asphärischen Linse die Basiselemente für die Bestimmung der Krümmung der konkaven Fläche 12 der Zwischenlinse 11.
Die wesentlichen Eigenschaften, die die Zerstreuungslinse 11 aufweisen muß sind die folgenden:
- sie muß im konischen Strahlenbündel so angeordnet sein, daß der virtuelle Brennpunkt auf den Brennpunkt der asphärischen Linse in. der Weise fällt, daß der kleinstmögliche axiale Raumbedarf erzielt wird,
- was die Öffnung und den Zwischenabstand anbelangt, muß sie mit den anderen Elementen des Systems sowohl in Bezug auf die maximale optische Nutzung der asphärischen Linse als auch in Bezug auf die maximale energetische Ausbeute eines Parabolspiegels für maximale Ausbeute bezogen sein, um die maximale Leuchtkraft zu erzielen,
- sie muß eine Oberfläche zweiten Grades besitzen, um das Problem der sphärischen Aberration zu lösen und die gewünschte Punktförmigkeit des optischen Strahlenverlaufs zu erzielen. Was die endgültige Auswahl der Zerstreuungslinse anbelangt, so gibt es hierfür zahlreiche Lssungen. Eine von ihnen wird von einer eben-konkavhyperbolischen Linse 14 dargestellt, die als zweite Ausführungsform wiedergegeben ist (siehe Fig. 3 und 3A der beigefügen Zeichnung), wobei die ebene Fläche 15 dem System der dichroitischen Filter und die konkave Fläche 16 der asphärischen Linse 9 zugewendet ist. Auch in diesem Fall werden die verschiedenen Berechnungen in analoger Weise und unter Berücksichtigung der Tatsache durchgeführt, daß sich die Deskartsche Ellipse in eine Hyperbel transformiert, deren Brennpunkt mit dem Brennpunkt F1 der asphärischen Linse 9 zusammenfällt:
In diesem Fall können "a" zwischen 0,5 und 200 mm und die Dicke "s" zwischen 0,2 und 15 mm festgelegt werden.
Die Fläche der plan-hyerbolischen Linse 14, die der asphärischen Linse 9 zugewendet ist, kann vorteilhafterweise eine Fresnell-Fläche sein, wobei die prismatischen Elemente in der Weise positioniert sind, daß der gewünschte Divergenzeffekt erzielt wird (Fig. 8 und 8A).
Es können auch andere Lösungen mit sphärischen Zerstreuungslinsen ins Auge gefaßt werden, selbst wenn sie Nachteile hinsichtlich der Punktförmigkeit und der sphärischen Aberration aufweisen.
Da die asphärische Linse ohne Antireflexionsbehandlung bleiben kann, ist es vorzuziehen, daß die konvexe Fläche der Zerstreuungslinse 11 zumindest mit einer monomolekularen Magnesiumfluoridschicht (MgF&sub2;) behandelt wird, und dies insbesondere dann, wenn nicht übermäßig viel Energie vorhanden ist, und um den sogenannten Fantasme-Effekt beträchtlich zu vermindern. Die Antireflexionsbehandlung kann mit mehreren Schichten noch wirksamer sein.
Wenn die reflektierenden Parabolspiegel Glasspiegel 3 sind, ist die Gleichung der interessierenden parabolischen Krümmung vereinfacht y = 4 fx, wobei f die Brennweite ist; im übrigen ist es nützlich, eine Behandlung durchzuführen, die im sichtbaren Bereich gleichermaßen reflektierend für alle Wellenlängen ist und vorzugsweise:
- eine Aluminiumbedampfung und eine Schutzbehandlung mit SiO oder SiO&sub2;, was ein einfacheres, sicheres und wiederholbares Verfahren darstellt, um eine Reflexion mit einer optischen Ausbeute von bis zu 90 % zu erzielen, oder
- eine Mehrschichtbehandlung, die die Reflexionsfähigkeit verbessert aber nicht selektiv wirkt, um eine Ausbeute von ungefähr 96 % zu erzielen, oder
- eine dichroitische Behandlung für Kaltlicht zum Vermeiden einer Reflexion von wärmestrahlung auf die anderen optischen Elemente des Systems unter Beibehaltung einer optimalen Reflexionsfähigkeit, oder
- eine Silberbedampfung (oder ähnliche Behandlung) der hinteren Fläche mit der erforderlichen Schutzschicht und unter Realisierung dieser Fläche anhand der Gleichung f = f1 - Δ/n.
Vorteilhafterweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, vor jedem dichroitischen Filter 6, 7, 8 einen sphärischen Strahlungs-Sammel- oder Wiedergewinnungsspiegel 18 anzuordnen, der vorzugsweise durch eine Aluminiumbedampfung und eine Schutzschicht mit Siliziummonoxid erhalten wird und in der Weise orientiert ist, daß das Krümmungszentrum mit dem Brennpunkt F des zugehörigen Parabolspiegels zusammenfällt, um zu verhindern, daß die Zerstreuungslinse 11 zusätzlich zu dem durch Reflexion von dem Parabolspiegel kommenden Strahlungsbündel auch noch den reellen Brennpunkt des Parabolspiegels direkt sieht.
Zu dem Zweck, eventuelle Positionierungsfehler der dichroitischen Filter zu vermeiden und beträchtliche Schäden im Falle einer im Lauf der Zeit eintretenden Verschlechterung der Sandwich-Anordnung der Interferenzfilter bezüglich zur Goulier-Prande-Lösung ist vorteilhafterweise gemäß der Erfindung vorgesehen, vor jedem dichroitischen Filter ein in der Masse gefärbtes Filter 19 anzuordnen, wobei der durch dieses Filter hervorgerufene Helligkeitsverlust im Vergleich zu der zusätzlichen Helligkeit ohne Bedeutung ist, die dank der Parabolspiegel mit maximaler Wirksamkeit erzielt werden kann. Diese Anordnung ermöglicht es, die Sicherheit des Systems zu erhöhen, und dies insbesondere weil ein eventueller Fehler oder eine nachfolgende Verschlechterung automatisch detektiert und/oder während des Montagevorganges ebenso beherrscht werden kann, wie am konkreten Einsatzort.
Es versteht sich von selbst, daß jede beliebige, an sich bekannte Maßnahme zur weiteren Korrektur von Farbabberationen oder Axialabweichungen auf das optische System gemäß der Erfindung angewendet werden kann.
Die mit dem optischen System gemäß der Erfindung gegenüber den heute insbesondere im Bereich der Eisenbahn-Signalanlagen bekannten Systeme erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen in einer größeren Helligkeit bei gleicher Leuchtstärke der verwendeten Lichtquellen und somit einer möglichen Energieersparnis, in einer Verkleinerung des Raumbedarfes in axialer Richtung, was zu einer offenkundigen Verbesserung im Bereich der Entwicklungs- und Herstellungskosten führt, in einer besseren Punktförmigkeit des unter dem Gesichtspunkt der optischen Geometrie perfekt korrigierten Systems was die sphärische Abberation für einen auf der Achse X-X befindlichen Punkt anbelangt und eine geringere Abberation für die außerhalb der Achse befindlichen Punkte, in der Weise, daß sich das emittierte Lichtbündel als genauer und exakter reproduzierbar erweist.
Um die Effekte der Inhomogenität und Nichtreproduzierbarkeit des fotometrischen Raumwinkels im Falle von Lichtquellen mit Glühfaden abzuschwächen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine Antinewton-Glasplatte zu verwenden, um eine geringe Diffusion des emittierten Lichtbündels zu ermöglichen; diese Platte kann vor jeder Lichtquelle oder an irgendeinem anderen geeigneten Punkt der X-X-Achse und senkrecht zu dieser angeordnet werden. Alternativ hierzu ist es möglich, die ebene Fläche der asphärischen Linse 9 oder eine Fläche der Zerstreuungslinse 11 und/oder die Fläche der Parabolspiegel 3 einer Antinewton-Behandlung zu unterziehen.
Um die Helligkeit des Signals weiter zu verbessern, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, monochromatische Lichtquellen vom Lasertyp, beispielsweise Festkörper-Laser zu verwenden, die es im übrigen ermöglichen, die Parabolspiegel 3 wegzulassen. Die Zerstreuungslinse 11 kann auch eine Dicke "s" zwischen 0,2 und 10 mm besitzen; ihre konkave Fläche kann, wenn sie sphärisch ist, einen Radius von r = 0,5 - 100 mm besitzen. Die Linse 11 kann, wenn sie vom eben-konkav-hyperbolischen Typ ist, festgelegt werden, indem man a = 2 mm setzt und ihre Dicke kann einen Wert von s = 0,2 - 10 mm besitzen.

Ausführungsbeispiele

Im folgenden werden Koordinatenwerte für die beiden Zerstreuungslinsen und die beiden Parabolspiegel gegeben, die bei konkreten, betrachteten Ausführungsformen Verwendung finden. a) Linse mit negativem elliptischen Meniskus b) Plan-hyperbolische Linse (mit a = 10 und N = 1,523) c) Parabolspiegel mit relativer Maximalausbeute (mit f = 3,751 mm) d) Vereinfachter Parabolspiegel (mit f = 8 mm)

Claims

1. Vorrichtung zur permanenten Lichtsignalgebung im Eisenbahnwesen, die drei Lichtquellen (5) mit reflektierenden Parabolspiegeln (3) aus Glas, drei entsprechende dichroitische Filter (6, 7, 8), die entsprechend von drei Flächen eines pentagonalen optischen Goulier-Prende-Prismas angeordnet sind und eine asphärische Austrittslinse (9) für die Lichtstrahlen umfaßt, die das Signal bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Linse (9) in der Weise angeordnet ist, daß ihr Brennpunkt (F1) mit dem Punkt (10) zusammenfällt, der als optisches Symmetriezentrum des pentagonalen Prismas zu betrachten ist, und daß eine negativ sphärisch-elliptische Zerstreuungslinse (11) zwischen dem besagten Punkt (10) des pentagonalen Prismas und der asphärischen Linse (9) so angeordnet ist, daß ihre Achse mit der X-X- Achse der asphärischen Linse (9) zusammenfällt und daß ihr virtueller Brennpunkt dem reellen Brennpunkt der asphärischen Linse (9) überlagert ist.

2. Vorrichtung zur permanenten Lichtsignalgebung im Eisenbahnwesen, die drei Lichtquellen (5) mit reflektierenden Parabolspiegeln (3) aus Glas, drei entsprechende dichroitische Filter (6, 7, 8), die entsprechend von drei Flächen eines pentagonalen optischen Goulier-Prende-Prismas angeordnet sind, und eine asphärische Austrittslinse (9) für die Lichtstrahlen umfaßt, die das Signal bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Linse (9) in der Weise angeordnet ist, daß ihr Brennpunkt (F1) mit dem Punkt (10) zusammenfällt, der als optisches Symmetriezentrum des pentagonalen Prismas zu betrachten ist, und daß eine eben-hyperbolisch-konkave Zerstreuungslinse (14) zwischen dem besagten Punkt (10) des pentagonalen Prismas und der asphärischen Linse (9) so angeordnet ist, daß ihre Achse mit der X-X-Achse der asphärischen Linse (9) zusammenfällt, daß ihr virtueller Brennpunkt mit dem reellen Brennpunkt der asphärischen Linse (9) überlagert ist und daß ihre konkave Fläche der asphärischen Linse (9) zugewandt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Fläche (12) der Linse (11, 14) einen Radius besitzt, der dem der Oskulationskugel entspricht und einen Wert zwischen 1 und 200 mm besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Linse (11, 14) längs ihrer Achse einen Wert zwischen 0,1 und 15 mm besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (5) Laserquellen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstreuungslinse (11, 14) eine asphärische, achromatische Doppellinse ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Anti-Newtoneffekt-Glasplatte umfaßt, die an einem beliebigen geeigneten Punkt des das Signal bildenden Lichtbündels angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Flächen der Linsen (9, 11, 14) und/oder eine Fläche der Parabolspiegel (3) so behandelt ist, daß sie einen Anti-Newton-Effekt besitzt.