DE2542220B2 - Lichtsignal - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtsignal für die Verkehrsregelung auf Wasserstraßen, bei Schienenbahnen oder für den Individualverkehr auf den Straßen, bei dem als Lichtquelle mindestens ein monochromatische Strahlung erzeugender optischer Sender vorgesehen ist, in Verbindung mit einer die Strahlung im Querschnitt aufweitenden optischen Einrichtung.

Moderne Lichtsignale regeln im Bahnhofsbereich und auch auf der Strecke den Schienenverkehr und geben dem Fahrpersonal Anweisung im Hinblick auf die zulässige Fahrweise in Abhängigkeit vom Frei- und Besetztzustand der vorausliegenden Strecke. Für verschiedene Anweisungen gibt es beispielsweise verschiedenfarbige Lichtsignale. Die Information für das Fahrpersonal besteht dann in der jeweiligen Lichtfarbe oder in der Kombination verschiedener Farben von mehreren Lichtsignalen, die zu einer Anordnung zusammengefaßt sind. Andere Informationen können mit Hilfe von Lichtsignalen dadurch gegeben werden, daß bestimmte geometrische Formen von Ziffern und/oder Zeichen in farbigem Licht dargestellt werden.

Seit vielen Jahren ist die Technik bemüht, bei derartigen Signalen den sogenannten Phantomlichteffekt zu vermeiden. Hierunter versteht man das Aufleuchten eines eigentlich nicht wirksamen Signalbildes durch Fremdlichteinfall, beispielsweise bei dicht über dem Horizont stehender Sonne und deren dann trotz vorhandener schützender Schuten an den Signallaternen in diese einfallenden Sonnenstrahlen. Dieses störende Fremdlicht dringt dabei durch eine äußere Signalabschlußscheibe der Signallaterne, weiterhin durch ein vorhandenes Farbfilter in das Innere der Signallaterne und verläßt diese nach Reflektion durch die genannte Signalabschlußscheibe. Dabei erkennt ein Beobachter ein Signalbild, das in der Farbe des Lichtsignals leuchtet Unter diesen Voraussetzungen kann der Betrachter nur mit Mühe unterscheiden, ob das ihm offerierte Signalbild aufgrund des unerwünschten Phantomlichteffektes oder aber durch ordnungsgerechtes Anschalten des Lichtsignals übermittelt wird. Aufgrund dieser Unsicherheit kann es zu nicht gewollten gefährlichen Handlungen kommen. Aus diesem Grunde sind die Konstrukteure seit Jahren bemüht, Lichtsignale zu gestalten, die eine möglichst

phantomfreie Signalgebung ermöglichen.

Zur Vermeidung des Phantomeffektes kann beispielsweise durch besondere Formgebung oder durch eine besondere Ausbildung der Signalabschlußscheiben das von außen her in die zugehörige Signallaterne einfallende Fremdlicht in eine dem Beobachter abgekehrte Richtung abgelenkt werden. Hierdurch ergibt sich bereits in vorteilhafter Weise eine Verminderung des Phantomlichteffektes, jedoch aber noch keine vollständige Beseitigung. Auch die Verkleinerung bzw. Vermeidung von irgendwelchen Spiegeln in den Signallaternen hat zur Verbesserung geführt. Auf der anderen Seite wird jedoch auch das von der in den Signallaternen vorhandenen Lichtquelle ausgehende Licht in unerwünschter Art und Weise abgelenkt bzw. in der Intensität für den Betrachter verringert, was als Ausgleich wiederum in nachteiliger Weise Lichtquellen mit höherer Leistung erfordert

Bei den bekannten Relaissignalen (DRP 559 343, DRP

740 588) wird der Phantomlichteffekt dadurch vermieden, daß in den Signallaternen farbige oder lichtundurchlässige Blenden angeordnet sind, die je nach dem einzustellenden Signalbild in den Strahlengang des Lichtes eingeschwenkt werden. In den Betriebsfällen,

-'"> bei denen kein Signalbild erscheinen soll, also keine Farbscheibe im Strahlengang, sondern die undurchlässige Blende vorhanden ist geht von diesen bekannten Signallaternen wenig Streulicht bei Fremdlichteinfall aus. Dabei ist der Anteil, der durch Streuung des Fremdlichtes an der Signalabschlußscheibe hervorgerufen wird, vernachlässigbar, gering. Nachteilig ist jedoch bei den bekannten Relaissignalen, daß mechanisch bewegte Teile zur Steuerung der farbigen und lichtundurchlässigen Blenden vorgesehen werden müssen. Der hierzu benötigte Bedienungsmechanismus erfordert einen besonderen Aufwand zu dessen Steuerung und ist außerdem nicht wartungsfrei.

Bei einem bekannten Mehrfarbenscheinwerfer (DE-AS 12 26 957) kann eine nacheinander erfolgende Mehrfarbenregelung in Verbindung mit einer einzigen Strahlungsquelle dadurch erzielt werden, daß ein motorisch verstellbares Mehrfarbenfilter vorgesehen ist. Wesentlich ist für diesen Mehrfarbenscheinwerfer, daß die Lichtquelle während der Verstellung der

■»■5 Filteranordnung ausgeschaltet ist Außerdem sind die verschiedenfarbigen Teilflächen der Filteranordnung durch lichtundurchlässige Teilflächen gegeneinander abgegrenzt. Hierdurch kann nur eine bestimmte Strahlung jeweils nach außen gelangen. Als nachteilig

w wird nicht nur die erforderliche besondere elektrische Steuerung des Mehrfarbenscheinwerfers angesehen, sondern auch die umfangreichen mechanischen Einrichtungen, die dem Verschleiß unterworfen sind und gewartet werden müssen.

« Bei einer anderen bekannten Signallaterne (DRP 589 274) werden bewegliche, farbige Blenden vermieden, und zwar dadurch, daß als Blende ein die gesamte Lichtaustrittsöffnung der Signallaterne einnehmender lichtdurchlässiger Hohlkörper verwendet ist der bedarfsweise mit einer Flüssigkeit der jeweils erforderlichen Signalfarbe auffüllbar ist. Das Auffüllen des Hohlkörpers mit der farbigen Flüssigkeit erfolgt durch Ausdehnung eines durch einen Heizkörper erwärmbaren Gases. Diese bekannte Anordnung hat zwar keine

b5 dem Verschleiß unterliegenden beweglichen Teile, jedoch erfordert das Füllen und das anschließende Leeren des Hohlkörpers so viel Zeit daß kurzfristige Signalwechsel unmöglich sind. Außerdem muß eine

besondere Überwachung der signaleigenen Heizeinrichtung zur Steuerung des Auf füllens vorgesehen werden.

Schließlich ist noch eine Einrichtung zum Beseitigen des Phantomiichteffektes bei Lichtsignalen bekannt (DE-PS 20 01 087), bei welcher im Strahlengang des von außen her die Lichtaustrittsöffnung des Signals passierenden Fremdlichtes ein lichtdurchlässiger, mit Flüssigkristallen gefüllter Hohlkörper vorgesehen ist, der im Bereich eines bedarfsweise anschaltbaren elektrischen oder magnetischen Feldes angeordnet ist

Durch Steuern des Feldes wird der von den Flüssigkristallen gefällte Hohlkörper kurzfristig entweder lichtundurchlässig oder lichtdurchlässig. Der Vorteil dieser Signallaterne ist daß unabhängig vom inneren Aufbau, also unabhängig davon, ob irgendwelche Spiegel und/oder farbige Filter vorgesehen sind, bei nicht benötigtem Signal kein Fremdlicht reflektiert werden kann, da die von außen her in die Signallaterne einfallenden Lichtsignale an dem lieh tundurchlässig geschalteten Hohlkörper absorbiert werden.

Kritisch ist bei dieser Anordnung, daß die Flüssigkristalle organische Verbindungen sind, die nur in einem geringen Temperaturbereich ordnungsgerecht arbeiten. Außerdem gibt es gewisse Schwierigkeiten im Hinblick auf den Aufbau des für die Flüssigkristalle vorzusehenden Hohlkörpers sowie im Hinblick auf die zu erwartende Lebensdauer der Flüssigkristalle.

Aus der DE-OS 21 31 743 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines schwenkbaren Leuchtfeuers bekannt, das offensichtlich mit einem Gaslaser arbeitet, drr für den Betrieb eine aufwendige Stromversorgung erfordert Bei dieser bekannten Vorrichtung muß unter bestimmten Voraussetzungen mit Phantomlicht gerechnet werden, da das Leuchtfeuer einen Umlenkspiegel aufweist der von außen einfallendes Licht in Verbindung bringt mit dem weitere Spiegel enthaltenden Lasersystem, weiches das einfallende Licht wieder reflektiert Ein weiterer Nachteil ist durch die erforderlichen beweglichen Teile gegeben.

Die DE-OS 22 09 194 beschreibt ein Anzeigegerät, das aus einem oder mehreren Halbleiterkörpern mit Lumineszenselementen besteht Ein Ausführungsbeispiel zeigt ein Zahlendisplay, welches aus einem Halbleiterkörper mit sieben einzelnen Elementen besteht wobei die einzelnen Elemente aus .Halbleiterzonen aufgebaut sind, die in den Halbleiterkörper eindiffundiert sind. Diesem Zahlendisplay ist auf der Leuchtseite eine einzige Fresnellinse vorgeschaltet

Die DE-OS 21 26 905 beschreibt eine Anordnung zur Überwachung und/oder Prüfung von Geräten, wobei als Leuchtelement eine einzige in Durchlaßrichtung betriebene Gallium-Arsenid-Diode vorgesehen ist in Verbindung mit einer als Leuchtfeld dienenden Streuscheibe. Dabei kann auch ein Farbfilter vorgesehen werden. Diese Anordnung ist nicht geeignet die Aufgaben eines Lichtsignals zu erfüllen, da die Streuscheibe nur eine Nachbetrachtung zuläßt Damit entfällt die für Lichtsignale erforderliche Licht Verteilungscharakteristik.

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15 Als Ersatz für ein Meßgerät wird in der DE-OS 23 58 814 beschrieben, einen lumineszenten Festkörper-Zustandsanzeiger zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ausgehend vom eingangs genannten Lichtsignal großflächiges Lichtsignal hoher Strahlungsdichte zu konzipieren, das ohne bewegliche Teile oder ortsveränderliche Flüssigkeiten bei geringem Aufwand für die Pumpstromversorgung phantomlichtfi ei arbeitet

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß als Sender mehrere Halbleiterdioden mit ihren zugeordneten optischen Einrichtungen zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Besonders die Monochromasie erlaubt den Bau von farbigen Lichtsignalen, ohne daß farbige Filteranordnungen vorgesehen werden müssen. Auf diese Art und Weise ist unter keinen Bedingungen die Erzeugung von farbigem Phantomlicht möglich, und die Signallaternen werden wesentlich billiger. Die Überwindung großer Entfernungen bei Nebel, Regen und Schnee wird möglich. In diesem Zusammenhang ist es möglich, nicht eine Anzahl einzelner Linsen zu verwenden, sondern in vorteilhafter Weise eine Linsen-Rasterplatte, die beispielsweise in einem einzigen Preßvorgang hergestellt werden kann. Wenn es gewünscht ist das Lichtsignal als Mehrfarbenscheinwerfer zu verwenden, bei welchem nacheinander verschiedene Lichtfarben erscheinen sollen, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft daß bei einer zu einer Einheit zusammengefaßten Vielzahl von Halbleiterdioden solche eingesetzt werden, die eine verschiedenfarbige Strahlung aussenden, wobei die einzelnen Halbleiterdioden nach einer vorgegebenen Regel verteilt vereinigt werden. Beispielsweise können die Halbleiterdioden auch farblich unregelmäßig angeordnet werden. Zur Erzielung der einen oder anderen Lichtfarbe wird dann jede Sorte von Halbleiterdioden für sich angeschaltet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 und 2 je ein Lichtsignal mit einer Vielzahl von Halbleiterdioden.

Die Anordnungen nach F i g. 1 und 2 zeigen Lichtsignals mit einer Vielzahl von leuchtenden Halbleiterdioden 80 bis 83, deren punktförmige Strahlungen 90 bis 93 auf den betreffenden Halbleiterdioden 80 bis 83 zugeordnete plankonvexe Linsen 100 bis 400 fallen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die Halbleiterdioden 80 bis 83 auf einer lichtdurchlässigen Platte 12, z. B. auf einer Glasplatte, befestigt. Die lichtdurchlässige Platte 12 ist beispielsweise auf beiden Seiten mit einem lichtdurchlässigen elektrischen Leiter, ζ. B. Zinkoxyd, belegt, über welchen die Halbleiterdioden 80 bis 83 mit Strom versorgt werden. Als Reflektoren der von den Halbleiterdioden 80 bis 83 ausgehenden Strahlung 90 bis 93 dient eine Anzahl von Hohlspiegeln 110,120,130 und 140.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lichtsigna] für die Verkehrsregelung auf Wasserstraßen, bei Schienenbahnen oder für den Individualverkehr auf den Straßen, bei dem als Lichtquelle mindestens ein monochromatische Strahlung erzeugender optischer Sender vorgesehen ist in Verbindung mit einer die Strahlung im Querschnitt aufweitenden optischen Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender mehrere Halbleiterdioden (80 bis 83) mit ihren zugeordneten optischen Einrichtungen (100 bis 400; 110 bis 140) zu einer Einheit zusammengefaßt sind (Fig. 1,2).

2. Lichtsignal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halbleiterdioden mit verschiedenfarbiger Strahlung nach einer vorgegebenen Regel verteilt angeordnet sind und jede Sorte von Halbleiterdioden für sich anschaltbar ist