光信號裝置的制作方法

本發明涉及一種光信號裝置，尤其用于軌道交通路線的光信號裝置，其具有控制光源的控制器和用于使信號方式可視化的光學系統。

原則上，光信號裝置用作信號發出裝置或符號指示器，其通過發光面的著色和/或成形，即通過反射特性傳送特定信息。在此通常涉及安全相關的信息，這些信息在任何情況下都不允許在視覺上扭曲或被外來光蓋過。由于環境光(例如太陽光或聚光燈光線)的入射引起的光點的不期望的閃耀或失真被稱為幻影效應。在極端情況下，由于光點的不合時機的閃耀或顏色偏移，所述幻影效應可能會導致錯誤顯示。這種效應在led裝置被用作光源時特別干擾地出現，因為led會被到達的光線激勵成發光或者說在led光源中經常使用向后的反射器。除了在投影時可以預測到的產生幻影的原因(例如落日對東西定向的信號)之外，對于幻影也會出現偶爾或不可預測的來源，例如車燈或建筑燈、例如在玻璃墻面上或積雪上的表面反射。因此，由于所在地而應該能防止幻影的信號也會受到幻影的影響。通常通過遮光板、寬邊、避免東西定向或通過重復關鍵信號來減少幻影效果。

下面的說明基本上涉及用于在軌道交通路線中顯示信號方式(或稱為信號概念,signalbegriff)的光信號裝置，而所要求保護的內容不僅限于該應用。

對于鐵路信號，必須確保車輛駕駛員在接近對他來說確定的信號時總是可以清楚地識別信號。在此，必須考慮到不同的路段形狀，即直線路段、拐彎和/或高度差。除了遠距離顯示之外，還需要近距離顯示信號方式，以此使得車輛駕駛員直接位于信號前時也可以識別該光信號。

用于軌道交通路線的光信號裝置在允許的亮度界限、光的空間分布和幻影光強度方面受到涉及許可的嚴格要求。

圖1示出了已知的光信號裝置的結構的示意圖。

在此設置有殼體1，殼體中安裝有具有用于光混合和光線成形的次級光學器件、例如光導體或透鏡的led光源2，以及光學系統3。光學系統3基本上由前透鏡4、至少一個漫射片5和封端片6構成，其中，這些組件也可以被實施為組合件。為了檢測光流的強度和/或顏色，控制器7與殼體1內的有用光傳感器8連接。控制器7對led光源2施加以有用光傳感器8的測量值和由調節機構預定的額定參數。

漫射片5優選地配設有用于在近距離范圍內可視化信號方式的漫射段，其中，漫射片5的灰色抵消了幻影效應。但是通過光散射的聯合和幻影效應的減少必然產生折中，這導致幻影保護作用至少對于地面附近的、在近距離范圍中向上發射的光信號裝置的集合是不足的。由于與調節機構預定的控制參數的關聯，為了達到光學性能數據通常需要多個灰度濾鏡和/或灰色漫射片5。所使用的灰度濾鏡的透射度范圍在此約為3％至大于70％光通量。在此通過選擇濾鏡材料和調整材料厚度形成所需的透射度。在此，除了機械安裝條件之外，灰度濾鏡還必須符合顏色中性和長期穩定性方面的光學要求。

本發明要解決的技術問題在于，提供一種所述種類的光信號裝置，其中，盡可能地避免由于彎曲路段、近距離和遠距離照明和幻影效應導致的安全性削弱。

上述技術問題通過本發明解決，即在光流的孔隙段中設置透射可控的智能玻璃元件。

在智能玻璃技術中，通過施加電壓、通過加熱或通過入射光改變片狀元件的透射特性。智能玻璃基本上可以連續調節，而通常的漫射片僅具有離散的透射值并且因此僅在組合時才能用于大范圍應用。此外，智能玻璃元件與材料厚度無關。通過智能玻璃技術的不斷發展，越來越多樣的智能玻璃元件越來越廉價。在故障時或在幻影效果太強時，可以把光信號裝置的智能玻璃元件切換為不透明的或不透光的，或者在設置條件變化時以簡單的方式借助環境光傳感器調整光線強度。智能玻璃元件的漫射或散射特性也可以設置用于光分布成形。智能玻璃元件可以完全替代通常使用的漫射片和灰度濾鏡。

根據權利要求2，智能玻璃元件設置在光源和簡化的、無漫射片的光學系統之間。通過與光源和光學系統的定位配合作用、必要時與光信號裝置的鏡子和其他組件的配合作用的這種布置，可以選擇性地實現不同的光線形狀和因而實現不同的光分布，用于不同的軌道走向的照明和/或近距離和遠距離照明和/或用于減少幻影效果。

智能玻璃元件可用于光線成形。例如，根據權利要求6至8智能玻璃元件可以按如下所述地布置，即智能玻璃元件突伸到光流中。此外，智能玻璃元件可以突伸到光流的一部分中，和/或光信號裝置具有多個智能玻璃元件，這些玻璃元件按如下所述地布置，即其不一樣遠地突伸到光流中。

根據權利要求3的光源的控制器優選地額外構造為用于智能玻璃元件的透射控制。以此得到簡單的結構，其中，通常存在于光信號裝置殼體內的有用光傳感器可一并用于設置智能玻璃元件的透射值。

附加地或者備選地，根據權利要求4的控制器與至少一個環境光傳感器連接。通過為設置智能玻璃元件的透射值而考慮環境光，例如可以實現連續調節以適合于白天、黃昏和夜間的視線情況。

根據權利要求5規定，智能玻璃元件具有多個能夠分開地進行透射控制的、圓段形的智能玻璃片。以這種方式可以非常容易地組合各種影響因素并最優化地設置。

下面基于附圖進一步闡述本發明，其中：

圖1示出上文已述的光信號裝置的已知構造，

圖2以與圖1相同的表示方式示出所要求保護的構造的光信號裝置的實施例。

圖2示出了光信號裝置，其中，智能玻璃元件9布置在led光源2和光學系統3之間。在本實施例中，智能玻璃元件9由兩個單獨的智能玻璃片10和11構成，其不一樣遠地或不同程度地突伸到光流中。除了用于led光源2的控制信號之外，控制器7還額外產生用于智能玻璃片10和11的透射度的控制信號。用于智能玻璃片10和11的透射度的控制信號可以是完全不同的，以便設置期望的光分布。在此可以減少幻影效應，并且同時在考慮到拐彎路段、特別對于遠距離的情況下進行近距離和遠距離的照明。因此，不再需要通常為此要求所用的漫射片5/圖1。通過透射可控的智能玻璃元件9得到了許可相關的要求的明顯更精確的可調節性，所述許可相關的要求涉及允許的亮度界限(必要時以連續的光強調節用于白天、黃昏和夜間運行)以及光的空間分布和幻影光強度方面。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種光信號裝置、尤其用于軌道交通路線的光信號裝置，其具有控制光源(2)的控制器(7)和用于使信號方式可視化的光學系統(3)。為了能夠更準確地調節亮度界限、光的空間分布和幻影光強度，本發明設成，在光流的孔隙段中設置透射可控的智能玻璃元件(9)。

技術研發人員：R.埃克爾;K.凱斯特;Z.馬林西克
受保護的技術使用者：西門子公司
技術研發日：2016.01.07
技術公布日：2017.09.26