色灯信号机 【技术领域】
本发明涉及一种色灯信号机，尤其是一种用于有轨交通路线上的信号显示的发光信号机或色灯信号机。
背景技术
在业已公知的色灯信号机上，作为发光器件主要采用白炽灯。它的光线借助一光学系统沿一确定的立体角定向。该光学系统通常包含菲涅尔透镜或非球面透镜。所述白炽灯的盘绕灯丝位于该透镜的入射光一侧的焦点上。通过引入新型发光器件、尤其是基于LED(发光二极管)的发光器件，越发有必要用现代化的发光器件来替代白炽灯。问题是如何做好光学适配，因为现有的光学系统只与白炽灯特殊的光发射特性相调谐匹配，而现代化的发光器件则具有完全不同的发光特性。因此，仅仅用例如一LED装置来替代所述白炽灯，会在对于信号显示来说很重要的立体角内形成光损失。为了确保所述色灯信号机有同样的光学特性，通常必须因此用一个专门用于所述新的发光器件的光学系统来替换原有的整个光学系统。
【发明内容】
因此，本发明要解决的技术问题是提供一种本文前言所述类型的色灯信号机，它在采用不同类型的发光器件地情况下能继续使用现有的光学系统。
上述技术问题是通过这样一种尤其用于有轨交通路线上的信号显示的色灯信号机来解决的，其包括一发光器件和一第一光学系统，按照本发明，在该发光器件和第一光学系统之间设有一第二光学系统，它的焦点基本上与所述第一光学系统的光入射一侧的焦点重叠。
通过中间设置一第二光学系统，在现有的第一光学系统的入射光一侧的焦点处形成所述发光器件的投影，就可以在被照射的立体角方面没有任何质量损失地继续使用信号机箱壳连同其内部的聚焦镜组。为此只需将新型发光器件发出的大部分光线聚焦到与所述第一光学系统的焦点相一致的一焦点上。该第二光学系统可以是一个简单的聚光透镜或一个菲涅尔透镜，对其不必提出特殊的质量要求。所述高质量的第一光学系统用于最佳地照亮尤其对于有轨交通工具的操纵人员看见信号显示而言很重要的立体角。特别有利的是，该第一光学系统本身在适用于远距和近距信号显示(也就是说例如在第一光学系统的下边缘上存在一专门向下、亦即朝向地面散射光的特殊镜组)时能继续使用。
按照本发明的一有利设计，所述新型发光器件是一发光二极管装置。迄今为止配备白炽灯的所述发光信号机或色灯信号机常常通过采用发光二极管来改装，因为发光二极管价廉、长寿且光强。已知的LED色灯信号机主要由一些呈栅格状布置的、并分别配备有一反射器的发光二极管组成。此外还设有一聚束光线的光学元件及必要时还设有一正面玻璃板。所述光学元件在此必须尽可能地适用于不同的色灯信号机安设点、观察点、有轨线路的曲率半径和识别距离。为了能放弃对这类光学元件进行改进及安装，按照本发明，仅仅针对业已经受考验的用于白炽灯发光器件的光学系统进行光学适配。这种用于光学适配的第二光学系统可以相对简单地构成，因为只须将光线聚焦到一个焦点上，而无需考虑远距与近距信号显示以及有轨线路的曲率半径等其他参数。
按照本发明的进一步有利设计，所述发光二极管装置由一单个发光二极管构成，它具有一聚焦透镜作为所述第二光学系统。
但按照本发明的另一设计，一LED矩阵为形成一预定的光发射面可配备有多个LED模块。每个LED模块优选包括一定数量的单个LED。这些发光二极管相互连接，从而可实现一种相对于LED故障的安全保险方案。此外，每个LED模块可配备有各自的一个光学元件。所述LED矩阵的所有LED模块的全部光学元件总体上就构成按照本发明的第二光学系统。所有LED模块连同其光学元件优选安设在一个壳体中。该壳体在光出射面的附近密封地插装在一矩阵板中。所述发光二极管例如对应于所述各模块成组地设置在一块板坯上并一起被供电。还可以采取其他结构措施，以便考虑到LED的其他运行状况参数、例如温度调节等。在一运行状态下，有关发光功率、利用率及寿命的最佳值略低于推荐值。在这样的条件下，相对光效率(亦即每个功率单位的亮度)与白炽灯相比得以改善。
作为可考虑替代白炽灯的现代化的发光器件，可以是呈平面状的一些发光元件，例如以有机LED为基础的发光元件。即便对于这样的发光元件，就象对于任何其他可想象的例如基于光导体的发光器件那样，通过采用一不必具有投影成像质量的聚焦光束的光学系统(Lichtbuendeloptik)，就可以继续使用主光学系统。
【附图说明】
下面借助附图所示对本发明予以详细说明，附图中：
图1是一个传统的白炽灯信号机的构造原理图；
图2是按照本发明的带有LED矩阵的一色灯信号机的构造原理图。
【具体实施方式】
图1中示出作为现有技术的一个白炽灯信号机的构造原理。一白炽灯2的盘绕灯丝1在此设置在一光学系统3的焦距为f1的焦点上。作为该盘绕灯丝1的一特性的是：其发出的光射线形成一发射锥4，该发射锥的开口角确定了所述光学系统3的直径及其光轴5。该光学系统3在此通常是针对菲涅尔透镜或非球面透镜形状被设计成，对于远程信号显示和斜向下的近程信号显示有很高的光强度。同时也考虑到了一些与信号机安设地点有关的参数，例如在信号机安设地点处的轨道曲率半径。
为了对于其他代替白炽灯丝1的发光器件，也能采用该高质的光学系统，如图2所示，设有一个聚焦透镜形式的第二光学系统6。一配备有多个发光二极管(LED)8的LED矩阵7的光线被该第二光学系统6以焦距f2聚焦到一个与所述第一光学系统3的焦点、及因而与图1中所示的白炽灯丝的位置相重叠的焦点9上。由此，位于前面的第二光学系统6以这样的方式在焦点9处形成一准白炽灯丝类型的光斑，该光斑借助所沿用下来的第一光学系统3被散射到所期望的远处，以及借助一概略示出的透镜部分10被散射到近处。
本发明并不局限于上述实施方式，而是可以包含有很多种的变型实施方案，只要这些变型实施方案使用了按照本发明所述的特征，即便是在对本发明进行原则上不同类型的实施时亦是如此。