EP3604076A1 - Light signal for traffic engineering with a stray light insensitive feedback channel - Google Patents

Light signal for traffic engineering with a stray light insensitive feedback channel Download PDF

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EP3604076A1
EP3604076A1 EP18186497.6A EP18186497A EP3604076A1 EP 3604076 A1 EP3604076 A1 EP 3604076A1 EP 18186497 A EP18186497 A EP 18186497A EP 3604076 A1 EP3604076 A1 EP 3604076A1
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EP
European Patent Office
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light
light sensor
sensor
beam splitter
enveloping body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18186497.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sandro KNAUS LANDOLT
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Siemens Mobility AG
Original Assignee
Siemens Mobility AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility AG filed Critical Siemens Mobility AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B61L5/12—Visible signals
    • B61L5/18—Light signals; Mechanisms associated therewith, e.g. blinders
    • B61L5/1809—Daylight signals
    • B61L5/1845—Optical systems, lenses
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    • B61L5/1809—Daylight signals
    • B61L5/1836—Daylight signals using light sources of different colours and separate optical systems
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/095—Traffic lights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2207/00—Features of light signals
    • B61L2207/02—Features of light signals using light-emitting diodes [LEDs]

Definitions

  • the present invention relates to a light signal for traffic engineering.
  • Light signals are used very widely to control traffic flows. In road traffic, it is usually the three red, yellow, and green light points that regulate the traffic flows. In railway traffic, signal plates with a multitude of luminous dots in the colors RED, YELLOW / ORANGE and GREEN are generally used, whereby the individual driving terms, such as DRIVING, SLOW RIDE, STOP and the like, can be formed from a combination of luminous dots, which are often also are still designed differently from network operator to network operator in accordance with national regulations.
  • a light measurement consists of the light source itself, in this case a large number of LED elements forming the red dot, and a receiving element, usually a light-dependent resistor (LDR) , a photodiode or a phototransistor.
  • LDR light-dependent resistor
  • An effective way to remove extraneous light is to use an optical one Filters to reduce the bandwidth of the receivable light spectrum.
  • an optical one Filters to reduce the bandwidth of the receivable light spectrum.
  • photodiodes with an IR filter are available.
  • the long-wave portion of sunlight for example, will continue to be noticeable here as a disturbance variable.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a light signal in traffic engineering which has an extremely reliable feedback channel for the detection of the lighting of a red dot.
  • the protection of the light sensor by the envelope body acts, which does not allow light components with an angle of incidence that differs significantly from the direction of reflection to hit the light sensor directly, and on the other hand, the light-absorbing coating or structure of the inner surface contributes to the fact that stray light components within the envelope body are effectively absorbed and therefore cannot reach the light sensor.
  • the enveloping body is essentially tubular.
  • the beam splitter can be configured to be essentially reflective for light that strikes the beam splitter essentially in the opposite direction to the radiation direction. In this way, such stray light components are reflected away from the light sensor.
  • the entire inner surface of the enveloping body is coated with a light-absorbing material or has a light-absorbing structure.
  • the inner surface of the enveloping body is at least partially lined with tubular structures aligned parallel to one another, the direction of propagation of which is essentially perpendicular to the direction of reflection.
  • the inner surface of the enveloping body can preferably be at least partially coated with Vantablack® or a comparable material.
  • the light sensor is designed with two channels and thus is redundant.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example.
  • the figure shows a schematic representation of a light signal 2 with here only one light point 4.
  • a railroad signal can be constructed, for example, from a large number of such light points 4.
  • the signal system type L which partly defines the signal terms signaled in combination of several illuminated dots.
  • the glow of a green light signals a higher speed than, in comparison, the glow of a green and an orange light together.
  • the illuminated dot 4 is formed from a multiplicity of individual LED elements 6.
  • the lighting of the LED elements 6 generates a radiation cone 8, which is emitted in the desired color in the direction of an approaching rail vehicle via an optical element, such as a simple glass cover or a diffusing lens or the like.
  • a beam splitter 10 which is transparent to a portion 12 of the light emitted by the light spot 4 in a radiation direction 16 and which has a reflective effect for the other part 14 of the light emitted by the light spot 4.
  • the light signal 2 here comprises two light sensors 18a, 18b, which are arranged such that the part 14 of the light emitted by the light spot 4 reflected by the beam splitter in a reflection direction 20 is directed at the light sensors 18a, 18b.
  • the light sensors 18a, 18b are surrounded by a cylindrical envelope body 22 and are arranged in the bottom region of this envelope body 22.
  • the inner surface of the enveloping body 22 is made of a light-absorbing material 24 coated.
  • the enveloping body 22 has the function that, starting from the light sensors 18a, 18b, a good part of the distance from the light sensors 18a, 18b to the beam splitter 10 from the enveloping body 22 is protected against lateral light incidence on the light sensors 18a, 18b.
  • the signals from the light sensors 18a, 18b are evaluated in a control and evaluation unit 26. If the control and evaluation unit 26 now contains the instruction to let the illuminated point 4 light up from an interlocking (not shown here), the control and evaluation unit 26 controls the LED elements 26 accordingly and at the same time receives an actual one from the light sensors 18a, 18b Illumination of red dot 4 provides feedback on the desired illumination. External light 30, as indicated here for example by a sun symbol 28, is initially prevented from reaching the light sensors 18a, 18b directly by the cylindrical shape of the enveloping body 22. In the present embodiment, the inner surface is covered with a highly light-absorbing material, e.g. Vantablack® or comparable material, coated. In this way, even extraneous light that penetrates into the enveloping body 22 is absorbed on the inner walls of the enveloping body and therefore cannot be scattered onto the light sensors 18a, 18b as far as the bottom of the enveloping body 22.
  • a highly light-absorbing material e.g. Vanta
  • the red dot 4 Because of the two-channel design with the two light sensors 18a, 18b, it can be determined very reliably in this way when the red dot 4 is really emitting light and thus the intended signal term is also very definitely signaled as intended by the light signal 2. If the red dot 4 does not light up, although this has been reported accordingly by the signal box to the control and evaluation unit 26, a corresponding instruction for checking the light signal 2 is issued in the signal box by corresponding train employees and the light signal 2 itself is switched back to displaying a safe signal term , for example on the Signal term STOP, which is signaled by the lighting of one or two red illuminated dots.
  • a safe signal term for example on the Signal term STOP, which is signaled by the lighting of one or two red illuminated dots.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Lichtsignal (2) für die Verkehrstechnik, umfassend:a) eine Anzahl von Leuchtpunkte (4), wobei jeder Leuchtpunkt (4) eine Anzahl von LED-Elementen (6) umfasst;b) einen im Abstrahlkegel (8) mindestens eines der Anzahl von Leuchtpunkten (4) angeordneten Strahlteiler (10), der für einen Anteil (12) des von dem Leuchtpunkt (4) in einer Abstrahlrichtung (16) abgestrahlten Lichts durchlässig ist und für den anderen Teil (14) des vom dem Leuchtpunkt (4) abgestrahlten Lichts reflektierend wirkt;c) einen Lichtsensor (18a, 18a), der so angeordnet ist, dass der von dem Strahlteiler (10) in einer Reflektionsrichtung (20) reflektierte Teil (14) des von dem Leuchtpunkt (4) abgestrahlten Lichts auf den Lichtsensor (18a, 18b) gerichtet ist;d) einen Hüllkörper (22), dessen innere Oberfläche zumindest teilweise mit einem lichtabsorbierenden Material (24) beschichtet ist und mit Bezug auf den Lichtsensor (18a, 18b) so angeordnet ist, dass ausgehend von dem Lichtsensor (18a, 18b) zumindest ein Teil der Distanz von dem Lichtsensor (18a, 18b) zu dem Strahlteiler (10) von dem Hüllkörper (22) gegen einen seitlichen Lichteinfall auf den Lichtsensor (18a, 18b) geschützt ist; undd) einer Auswerteeinheit (26), die mit dem Lichtsensor (18a, 18b) assoziiert ist.Auf diese Weise kann eine Situation geschaffen, die das Vordringen von Fremdlicht bis auf den Lichtsensor zumindest sehr stark erschwert. Zum einen wirkt der Schutz des Lichtsensors durch den Hüllkörper, der Lichtanteile mit einem merklich von der Reflektionsrichtung abweichenden Einfallswinkel gar nicht direkt auf den Lichtsensor treffen lässt, und zum anderen trägt die lichtabsorbierende Beschichtung oder Struktur der inneren Oberfläche dazu bei, dass Streulichtanteile innerhalb des Hüllkörpers wirkungsvoll absorbiert werden und damit auch nicht bis zum Lichtsensor vordringen können.The invention relates to a light signal (2) for traffic engineering, comprising: a) a number of light points (4), each light point (4) comprising a number of LED elements (6); b) one in the radiation cone (8) at least one of the number of luminous points (4) arranged beam splitter (10), which is transparent to a portion (12) of the light emitted by the luminous point (4) in a radiation direction (16) and to the other part (14) of the Illuminated point (4) has a reflecting light; c) a light sensor (18a, 18a) which is arranged in such a way that the part (14) reflected by the beam splitter (10) in a reflection direction (20) of the part of the illuminated point (4) emitted light is directed onto the light sensor (18a, 18b); d) an enveloping body (22), the inner surface of which is at least partially coated with a light-absorbing material (24) and is arranged with respect to the light sensor (18a, 18b), that based on the Li right sensor (18a, 18b) at least part of the distance from the light sensor (18a, 18b) to the beam splitter (10) from the enveloping body (22) is protected against lateral light incidence on the light sensor (18a, 18b); and d) an evaluation unit (26) which is associated with the light sensor (18a, 18b). In this way, a situation can be created which at least makes the penetration of extraneous light to the light sensor very difficult. On the one hand, the protection of the light sensor by the envelope body acts, which does not allow light components with an angle of incidence that differs significantly from the direction of reflection to hit the light sensor directly, and on the other hand, the light-absorbing coating or structure of the inner surface contributes to the fact that stray light components within the envelope body are effectively absorbed and therefore cannot reach the light sensor.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lichtsignal für die Verkehrstechnik.The present invention relates to a light signal for traffic engineering.

Zur Steuerung von Verkehrsflüssen finden Lichtsignale sehr verbreitet Einsatz. Im Strassenverkehr sind es in der Regel die drei Leuchtpunkte ROT, GELB und GRÜN, die die Verkehrsflüsse regeln. Im Eisenbahnverkehr finden in der Regel Signalplatten mit einer Vielzahl von Leuchtpunkten in den Farben ROT, GELB/ORANGE und GRÜN Einsatz, wobei die einzelnen Fahrbegriffe, wie FAHRT, LANGSAMFAHRT, HALT und dergleichen, aus einer Kombination von Leuchtpunkten gebildet werden können, die häufig auch noch von Netzbetreiber zu Netzbetreiber gemäss den nationalen Vorschriften unterschiedlich ausgestaltet sind.Light signals are used very widely to control traffic flows. In road traffic, it is usually the three red, yellow, and green light points that regulate the traffic flows. In railway traffic, signal plates with a multitude of luminous dots in the colors RED, YELLOW / ORANGE and GREEN are generally used, whereby the individual driving terms, such as DRIVING, SLOW RIDE, STOP and the like, can be formed from a combination of luminous dots, which are often also are still designed differently from network operator to network operator in accordance with national regulations.

Während in der Vergangenheit in der Regel Glühlampen für die Leuchtpunkte verwendet worden sind und auch heute noch weitläufig im Einsatz stehen, werden neue Signale und/oder revidierte Signale üblicherweise mit LED-Elementen ausgerüstet, die hinsichtlich des Stromverbrauchs und der Lebensdauer deutlich vorteilhafter gegenüber Glühfadenlampen sind.While incandescent lamps have generally been used in the past for the luminous points and are still widely used today, new signals and / or revised signals are usually equipped with LED elements which are significantly more advantageous than incandescent lamps in terms of power consumption and service life ,

Grundsätzlich bei allen Lichtsignalen und besonders bei Eisenbahnlichtsignalen ist es höchst sicherheitsrelevant, dass der richtige Leuchtpunkt brennt und kontinuierlich überwacht wird. In der Schweiz gibt es z.B. das Signalsystem Typ L, bei dem das Leuchten eines grünen Lichts eine höhere Geschwindigkeit signalisiert wie im Vergleich dazu ein grünes und oranges Licht zusammen. Falls also beispielsweise bei einem Fahrtbegriff grün/orange die orange Lampe defekt sein sollte, ist dies sicherheitstechnisch enorm relevant, dass das Zugsicherungssystem den Ausfall des orangen Leuchtpunkts erkennt und auf eine tiefere Geschwindigkeit, in diesem Fall Rot (Halt), abwertet. Würde nach Ausfall des orangen Leuchtpunkts der grüne Leuchtpunkt alleine weiterleuchten, wäre das eine Aufwertung (Max. Geschwindigkeit) und der Zug könnte entgleisen (z.B. an einer Weiche, die zu schnell überfahren würde).Basically, with all light signals and especially with railway light signals, it is extremely safety-relevant that the correct light spot burns and is continuously monitored. In Switzerland there is, for example, the type L signaling system, in which the glow of a green light signals a higher speed than, in comparison, a green and orange light combined. If, for example, the orange lamp is defective in the case of a green / orange trip term, this is extremely relevant from a safety point of view that the train protection system detects the failure of the orange red dot and devaluates it to a lower speed, in this case red (stop). Would after failure of the orange If the red dot continues to shine alone, this would be an upgrade (max. Speed) and the train could derail (e.g. on a switch that would be run over too quickly).

Bei der herkömmlichen Glühlampentechnik wird dieses Problem mit einer zweikanaligen (Hin-und Rückleiter) Strommessung gelöst, da bei einer Glühfadenlampe Stromfluss immer gleich Licht bedeutet. Bei der LED-Technologie gilt dieses physikalische Gesetz nicht mehr und es wäre möglich, dass ein Strom gemessen wird, obwohl der LED-Leuchtpunkt defekt ist.In conventional incandescent lamp technology, this problem is solved with a two-channel (forward and return) current measurement, since with a filament lamp current flow always means the same light. This physical law no longer applies to LED technology and it would be possible for a current to be measured even though the LED red dot is defective.

Um sichere Anwendungen mit LED-Elementen zu realisieren ohne dass man die LED-Elemente nach einer vorgegeben Zeit austauschen muss, braucht es darum eine sichere und verfügbare Lichtmessung. Nur dann ist sichergestellt, dass der LED-Leuchtpunkt auch wirklich brennt. Mit einer hoch zuverlässigen Lichtmessung muss der Bahnbetreiber den LED-Leuchtpunkt nur dann ersetzen, wenn er auch wirklich defekt ist.In order to implement safe applications with LED elements without having to replace the LED elements after a specified time, a safe and available light measurement is therefore required. This is the only way to ensure that the LED red dot really burns. With a highly reliable light measurement, the railway operator only has to replace the LED red dot if it is really defective.

Für einen LED-Leuchtpunkt, der sich aus einer Vielzahl von einzelnen LED-Elementen zusammensetzt, besteht eine Lichtmessung aus der Lichtquelle selbst, in diesem Fall einer Vielzahl von den Leuchtpunkt bildenden LED-Elementen, und einem Empfangselement, meist ein lichtabhängiger Widerstand (LDR), eine Photodiode oder ein Phototransistor. Eine derartige Anordnung mag prinzipiell unter Laborbedingungen funktionieren, ist aber hinsichtlich der Praxistauglichkeit mit vielen Fragezeichen zu versehen.For an LED red dot, which is composed of a large number of individual LED elements, a light measurement consists of the light source itself, in this case a large number of LED elements forming the red dot, and a receiving element, usually a light-dependent resistor (LDR) , a photodiode or a phototransistor. Such an arrangement may work in principle under laboratory conditions, but there are many question marks regarding its practical suitability.

In der Praxis wird daher zu verschiedenen die Lichtmessung flankierenden Massnahmen gegriffen, um besonders den störenden Einfluss des optischen Fremdlichts, beispielsweise Sonnenlicht, externe Lichtquelle beispielsweise bei Wartungs- und Reinigungsarbeiten in der Nacht, mehr oder minder wirkungsvoll zu reduzieren.In practice, therefore, various measures flanking the light measurement are used in order to more or less effectively reduce the disruptive influence of the extraneous optical light, for example sunlight, external light source, for example during maintenance and cleaning work at night.

Eine wirksame Möglichkeit zur Beseitigung von Fremdlicht (auch Phantomlicht genannt) ist die Benutzung eines optischen Filters, um die Bandbreite des empfangbaren Lichtspektrums zu reduzieren. Hier bieten sich, etwa bei Verwendung von Infrarot-LEDs, Fotodioden mit IR-Filter an. Allerdings wird sich auch hier weiterhin der langwellige Anteil von z.B. dem Sonnenlicht als Störgröße bemerkbar machen können.An effective way to remove extraneous light (also called phantom light) is to use an optical one Filters to reduce the bandwidth of the receivable light spectrum. Here, for example when using infrared LEDs, photodiodes with an IR filter are available. However, the long-wave portion of sunlight, for example, will continue to be noticeable here as a disturbance variable.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignal in der Verkehrstechnik anzugeben, das einen äusserst zuverlässigen Rückkopplungskanal für die Detektion des Leuchtens eines Leuchtpunkts aufweist.The present invention is therefore based on the object of specifying a light signal in traffic engineering which has an extremely reliable feedback channel for the detection of the lighting of a red dot.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Lichtsignal für die Verkehrstechnik, welches die folgenden Bestandteile umfasst:

  • a) eine Anzahl von Leuchtpunkte, wobei jeder Leuchtpunkt eine Anzahl von LED-Elementen umfasst;
  • b) einen im Abstrahlkegel mindestens eines der Anzahl von Leuchtpunkten angeordneten Strahlteiler, der für einen Anteil des von dem Leuchtpunkt in einer Abstrahlrichtung abgestrahlten Lichts durchlässig ist und für den anderen Teil des vom dem Leuchtpunkt abgestrahlten Lichts reflektierend wirkt;
  • c) einen Lichtsensor, der so angeordnet ist, dass der von dem Strahlteiler in einer Reflektionsrichtung reflektierte Teil des von dem Leuchtpunkt abgestrahlten Lichts auf den Lichtsensor gerichtet ist;
  • d) einen Hüllkörper, dessen innere Oberfläche zumindest teilweise mit einem lichtabsorbierenden Material beschichtet ist und mit Bezug auf den Lichtsensor so angeordnet ist, dass ausgehend von dem Lichtsensor zumindest ein Teil der Distanz von dem Lichtsensor zu dem Strahlteiler von dem Hüllkörper gegen einen seitlichen Lichteinfall auf den Lichtsensor geschützt ist; und
  • d) eine Auswerteeinheit, die mit dem Lichtsensor assoziiert ist.
According to the invention, this object is achieved by a light signal for traffic engineering, which comprises the following components:
  • a) a number of light points, each light point comprising a number of LED elements;
  • b) a beam splitter arranged in the radiation cone of at least one of the number of luminous points, which is transparent to a portion of the light emitted by the luminous point in a radiation direction and which has a reflective effect for the other part of the light radiated by the luminous point;
  • c) a light sensor which is arranged such that the part of the light emitted by the light spot reflected by the beam splitter in a reflection direction is directed at the light sensor;
  • d) an enveloping body, the inner surface of which is at least partially coated with a light-absorbing material and is arranged with respect to the light sensor in such a way that, starting from the light sensor, at least part of the distance from the light sensor to the beam splitter from the enveloping body is against lateral incidence of light the light sensor is protected; and
  • d) an evaluation unit which is associated with the light sensor.

Auf diese Weise kann eine Situation geschaffen werden, die das Vordringen von Fremdlicht bis auf den Lichtsensor zumindest sehr stark erschwert. Zum einen wirkt der Schutz des Lichtsensors durch den Hüllkörper, der Lichtanteile mit einem merklich von der Reflektionsrichtung abweichenden Einfallswinkel gar nicht direkt auf den Lichtsensor treffen lässt, und zum anderen trägt die lichtabsorbierende Beschichtung oder Struktur der inneren Oberfläche dazu bei, dass Streulichtanteile innerhalb des Hüllkörpers wirkungsvoll absorbiert werden und damit auch nicht bis zum Lichtsensor vordringen können.In this way, a situation can be created that the penetration of extraneous light down to the light sensor at least very difficult. On the one hand, the protection of the light sensor by the envelope body acts, which does not allow light components with an angle of incidence that differs significantly from the direction of reflection to hit the light sensor directly, and on the other hand, the light-absorbing coating or structure of the inner surface contributes to the fact that stray light components within the envelope body are effectively absorbed and therefore cannot reach the light sensor.

In einer zweckmässigen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Hüllkörper im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet ist.In an expedient refinement of the invention, it can be provided that the enveloping body is essentially tubular.

Zur Unterstützung der Vermeidung von Fremdlicht kann der Strahlteiler für Licht, welches im Wesentlichen umgekehrt zur Abstrahlrichtung verlaufend auf den Strahlteiler trifft, im Wesentlichen reflektierend ausgestaltet sein. Auf diese Weise werden derartige Störlichtanteile von dem Lichtsensor weg reflektiert.To support the avoidance of extraneous light, the beam splitter can be configured to be essentially reflective for light that strikes the beam splitter essentially in the opposite direction to the radiation direction. In this way, such stray light components are reflected away from the light sensor.

Weiter ist es zweckmässig, wenn die gesamte innere Oberfläche des Hüllkörpers mit einem lichtabsorbierenden Material beschichtet ist oder eine lichtabsorbierende Struktur aufweist.It is also expedient if the entire inner surface of the enveloping body is coated with a light-absorbing material or has a light-absorbing structure.

Hierbei kann es zur Absorption des Fremdlichts besonders wirksam sein, wenn die innere Oberfläche des Hüllkörper zumindest teilweise mit röhrenartigen parallel zueinander ausgerichteten Strukturen ausgekleidet ist, deren Ausbreitungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Reflektionsrichtung orientiert ist. Vorzugsweise kann die innere Oberfläche des Hüllkörpers zumindest teilweise mit Vantablack® oder einem vergleichbaren Werkstoff beschichtet sein.In this case, it can be particularly effective for absorbing the extraneous light if the inner surface of the enveloping body is at least partially lined with tubular structures aligned parallel to one another, the direction of propagation of which is essentially perpendicular to the direction of reflection. The inner surface of the enveloping body can preferably be at least partially coated with Vantablack® or a comparable material.

Zur Gewährleistung höchster Sicherheitsansprüche kann es zudem vorgesehen sein, dass der Lichtsensor zweikanalig und damit redundant ausgeführt ist.In order to ensure the highest safety standards, it can also be provided that the light sensor is designed with two channels and thus is redundant.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt die Figur in schematischer Darstellung ein Lichtsignal 2 mit hier vorliegend nur einem Leuchtpunkt 4. Entsprechend kann ein Eisenbahnsignal beispielsweise aus einer Vielzahl derartiger Leuchtpunkte 4 aufgebaut sein. In der Schweiz gibt es z.B. das Signalsystem Typ L, das die Signalbegriffe z.T. in Kombination mehrerer Leuchtpunkte signalisiert. Beispielsweise signalisiert in diesem Signalsystem Typ L das Leuchten eines grünen Lichts eine höhere Geschwindigkeit wie im Vergleich dazu das Leuchten eines grünen und eines orangen Lichts zusammen.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. The figure shows a schematic representation of a light signal 2 with here only one light point 4. Correspondingly, a railroad signal can be constructed, for example, from a large number of such light points 4. In Switzerland there are e.g. the signal system type L, which partly defines the signal terms signaled in combination of several illuminated dots. For example, in this type L signaling system, the glow of a green light signals a higher speed than, in comparison, the glow of a green and an orange light together.

Der Leuchtpunkt 4 wird aus einer Vielzahl von einzelnen LED-Elementen 6 gebildet. Das Leuchten der LED-Elemente 6 erzeugt einen Abstrahlkegel 8, der über ein optisches Element, wie zum Beispiel eine einfache Glasabdeckung oder eine Streulinse oder dergleichen, in der gewünschten Farbe in Richtung zu einem sich annähernden Schienenfahrzeug abgestrahlt wird.The illuminated dot 4 is formed from a multiplicity of individual LED elements 6. The lighting of the LED elements 6 generates a radiation cone 8, which is emitted in the desired color in the direction of an approaching rail vehicle via an optical element, such as a simple glass cover or a diffusing lens or the like.

Im Weg des Abstrahlkegels 8 ist ein Strahlteiler 10, der für einen Anteil 12 des von dem Leuchtpunkt 4 in einer Abstrahlrichtung 16 abgestrahlten Lichts durchlässig ist und für den anderen Teil 14 des vom dem Leuchtpunkt 4 abgestrahlten Lichts reflektierend wirkt.In the path of the radiation cone 8 is a beam splitter 10 which is transparent to a portion 12 of the light emitted by the light spot 4 in a radiation direction 16 and which has a reflective effect for the other part 14 of the light emitted by the light spot 4.

Weiter umfasst das Lichtsignal 2 hier zwei Lichtsensoren 18a, 18b, die so angeordnet sind, dass der von dem Strahlteiler in einer Reflektionsrichtung 20 reflektierte Teil 14 des von dem Leuchtpunkt 4 abgestrahlten Lichts auf die Lichtsensoren 18a, 18b gerichtet ist. Die Lichtsensoren 18a, 18b sind von einem zylinderförmigen Hüllkörper 22 umgeben und im Bodenbereich dieses Hüllkörpers 22 angeordnet. Die innere Oberfläche des Hüllkörpers 22 ist mit einem lichtabsorbierenden Material 24 beschichtet. Der Hüllkörper 22 hat dabei die Funktion, dass ausgehend von den Lichtsensoren 18a, 18b ein guter Teil der Distanz von den Lichtsensoren 18a, 18b bis zu dem Strahlteiler 10 von dem Hüllkörper 22 gegen einen seitlichen Lichteinfall auf die Lichtsensoren 18a, 18b geschützt ist.Furthermore, the light signal 2 here comprises two light sensors 18a, 18b, which are arranged such that the part 14 of the light emitted by the light spot 4 reflected by the beam splitter in a reflection direction 20 is directed at the light sensors 18a, 18b. The light sensors 18a, 18b are surrounded by a cylindrical envelope body 22 and are arranged in the bottom region of this envelope body 22. The inner surface of the enveloping body 22 is made of a light-absorbing material 24 coated. The enveloping body 22 has the function that, starting from the light sensors 18a, 18b, a good part of the distance from the light sensors 18a, 18b to the beam splitter 10 from the enveloping body 22 is protected against lateral light incidence on the light sensors 18a, 18b.

Die Signale der Lichtsensoren 18a, 18b werden in einer Ansteuer- und Auswerteeinheit 26 ausgewertet. Enthält nun die Ansteuer- und Auswerteeinheit 26 von einem hier nicht weiter darstellten Stellwerk die Anweisung den Leuchtpunkt 4 leuchten zu lassen, steuert die Ansteuer- und Auswerteeinheit 26 die LED-Elemente 26 entsprechend an und erhält durch die Lichtsensoren 18a, 18b zugleich bei einem tatsächlichen Leuchten des Leuchtpunkts 4 die Rückmeldung zu dessen wunschgemässen Leuchten. Fremdlicht 30, wie hier zum Beispiel durch ein Sonnensymbol 28 angedeutet, ist zunächst allein durch die zylindrische Form des Hüllkörpers 22 daran gehindert, die Lichtsensoren 18a, 18b direkt zu erreichen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die innere Oberfläche mit einem hochlichtabsorbierenden Material, z.B. Vantablack® oder vergleichbares Material, beschichtet. Auf diese Weise wird selbst Fremdlicht, das in den Hüllkörper 22 eindringt, an den inneren Wänden Hüllkörpers absorbiert und kann daher nicht bis zum Boden des Hüllkörpers 22 auf die Lichtsensoren 18a, 18b gestreut werden.The signals from the light sensors 18a, 18b are evaluated in a control and evaluation unit 26. If the control and evaluation unit 26 now contains the instruction to let the illuminated point 4 light up from an interlocking (not shown here), the control and evaluation unit 26 controls the LED elements 26 accordingly and at the same time receives an actual one from the light sensors 18a, 18b Illumination of red dot 4 provides feedback on the desired illumination. External light 30, as indicated here for example by a sun symbol 28, is initially prevented from reaching the light sensors 18a, 18b directly by the cylindrical shape of the enveloping body 22. In the present embodiment, the inner surface is covered with a highly light-absorbing material, e.g. Vantablack® or comparable material, coated. In this way, even extraneous light that penetrates into the enveloping body 22 is absorbed on the inner walls of the enveloping body and therefore cannot be scattered onto the light sensors 18a, 18b as far as the bottom of the enveloping body 22.

Aufgrund der zweikanaligen Ausgestaltung mit den beiden Lichtsensoren 18a, 18b lässt sich auf diese Weise sehr zuverlässig bestimmt, wann der Leuchtpunkt 4 auch wirklich Licht abstrahlt und somit bestimmungsgemäss durch das Lichtsignal 2 ganz sicher auch der gewünschte Signalbegriff signalisiert wird. Leuchtet der Leuchtpunkt 4 nicht, obwohl dies von dem Stellwerk entsprechend an die Ansteuer- und Auswerteeinheit 26 gemeldet worden ist, wird im Stellwerk eine entsprechende Anweisung zur Überprüfung des Lichtsignals 2 durch entsprechende Bahnmitarbeiter ausgegeben und das Lichtsignal 2 selbst auf die Anzeige eines sicheren Signalbegriffs zurückgeschaltet, beispielsweise auf den Signalbegriff HALT, der durch das Leuchten von einer oder zwei roten Leuchtpunkten signalisiert wird.Because of the two-channel design with the two light sensors 18a, 18b, it can be determined very reliably in this way when the red dot 4 is really emitting light and thus the intended signal term is also very definitely signaled as intended by the light signal 2. If the red dot 4 does not light up, although this has been reported accordingly by the signal box to the control and evaluation unit 26, a corresponding instruction for checking the light signal 2 is issued in the signal box by corresponding train employees and the light signal 2 itself is switched back to displaying a safe signal term , for example on the Signal term STOP, which is signaled by the lighting of one or two red illuminated dots.

Claims (7)

Lichtsignal (2) für die Verkehrstechnik, umfassend: a) eine Anzahl von Leuchtpunkte (4), wobei jeder Leuchtpunkt (4) eine Anzahl von LED-Elementen (6) umfasst; b) einen im Abstrahlkegel (8) mindestens eines der Anzahl von Leuchtpunkten (4) angeordneten Strahlteiler (10), der für einen Anteil (12) des von dem Leuchtpunkt (4) in einer Abstrahlrichtung (16) abgestrahlten Lichts durchlässig ist und für den anderen Teil (14) des vom dem Leuchtpunkt (4) abgestrahlten Lichts reflektierend wirkt; c) einen Lichtsensor (18a, 18a), der so angeordnet ist, dass der von dem Strahlteiler (10) in einer Reflektionsrichtung (20) reflektierte Teil (14) des von dem Leuchtpunkt (4) abgestrahlten Lichts auf den Lichtsensor (18a, 18b) gerichtet ist; d) einen Hüllkörper (22), dessen innere Oberfläche zumindest teilweise mit einem lichtabsorbierenden Material (24) beschichtet ist und mit Bezug auf den Lichtsensor (18a, 18b) so angeordnet ist, dass ausgehend von dem Lichtsensor (18a, 18b) zumindest ein Teil der Distanz von dem Lichtsensor (18a, 18b) zu dem Strahlteiler (10) von dem Hüllkörper (22) gegen einen seitlichen Lichteinfall auf den Lichtsensor (18a, 18b) geschützt ist; und d) einer Auswerteeinheit (26), die mit dem Lichtsensor (18a, 18b) assoziiert ist. Light signal (2) for traffic engineering, comprising: a) a number of light points (4), each light point (4) comprising a number of LED elements (6); b) a beam splitter (10) arranged in the radiation cone (8) of at least one of the number of light points (4), which is transparent to a portion (12) of the light emitted by the light point (4) in a radiation direction (16) and for which another part (14) of the light emitted by the luminous point (4) has a reflective effect; c) a light sensor (18a, 18a) which is arranged such that the part (14) of the light emitted by the luminous point (4) reflected by the beam splitter (10) in a reflection direction (20) onto the light sensor (18a, 18b ) is directed; d) an enveloping body (22), the inner surface of which is at least partially coated with a light-absorbing material (24) and is arranged with respect to the light sensor (18a, 18b) in such a way that at least part of the light sensor (18a, 18b) the distance from the light sensor (18a, 18b) to the beam splitter (10) from the enveloping body (22) is protected against lateral light incidence on the light sensor (18a, 18b); and d) an evaluation unit (26) which is associated with the light sensor (18a, 18b). Lichtsignal (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Hüllkörper (22) im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet ist.Light signal (2) according to claim 1,
characterized in that
the enveloping body (22) is essentially tubular. Lichtsignal (3) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strahlteiler (10) für Licht, welches im Wesentlichen umgekehrt zur Abstrahlrichtung (16) verlaufend auf den Strahlteiler (10) trifft, im Wesentlichen reflektierend ausgestaltet ist.Light signal (3) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the beam splitter (10) for light, which strikes the beam splitter (10) essentially in the opposite direction to the radiation direction (16), is designed to be essentially reflective. Lichtsignal (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die gesamte innere Oberfläche des Hüllkörpers (22) mit einem lichtabsorbierenden Material (24) beschichtet ist.Light signal (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the entire inner surface of the enveloping body (22) is coated with a light-absorbing material (24). Lichtsignal (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innere Oberfläche des Hüllkörpers (22) zumindest teilweise mit röhrenartigen parallel zueinander ausgerichteten Strukturen ausgekleidet ist, deren Ausbreitungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Reflektionsrichtung (14) orientiert ist.Light signal (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the inner surface of the enveloping body (22) is at least partially lined with tubular structures aligned parallel to one another, the direction of propagation of which is essentially perpendicular to the direction of reflection (14). Lichtsignal (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die innere Oberfläche des Hüllkörpers (22) zumindest teilweise mit Vantablack® oder einem vergleichbaren Werkstoff beschichtet ist.Light signal (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the inner surface of the enveloping body (22) is at least partially coated with Vantablack® or a comparable material. Lichtsignal (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Lichtsensor (18a, 18b) zweikanalig ausgeführt ist.Light signal (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the light sensor (18a, 18b) is designed with two channels.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011086027A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Light signal
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DE102014219687A1 (en) * 2014-09-29 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Signaling device for a traffic signal system and traffic signal system

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