专利名称：光信号设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光信号设备，该光信号设备带有半导体光源和会聚光学系统，以用于尤其在轨道交通线路中显示信号示象。
背景技术：
下面的描述主要涉及在轨道交通线路中用于显示信号示象的照明标识或光信号设备，但并不应将所请求保护的发明主题局限于这一应用领域。在
图1中示意示出的光信号设备的四种已知结构形式中，要么是白炽灯1的白炽灯丝装置，要么是半导体光源2被用作光源。白炽灯丝光信号设备主要由白炽灯1和带有全透镜3或阶梯透镜4以及用于实现常用的信号颜色，尤其是红、绿和黄的滤色玻璃5的光学系统组成。在图1右部示出的半导体光源2 (例如LED，即，发光二极管)中，通过半导体的电激发而产生光。半导体光源2具有与白炽灯1完全不同的辐射特性，因此，通常必须用LED 专用的透镜阵列6替换整个光学系统。已经具有透镜光学系统的LED 7也被用于特定的结构尺寸。LED 7和无光学系统的LED 7. 1必须被设计为具有窄色点范围(Farbortgrenzen) 的单色LED，以便持久可靠地产生针对信号设计的光色。除了色点正确度之外，还必须达到最小轴向光强。此外，单色LED7、7. 1情况下的问题在于，所必需的可用度、存有多种LED类型以及它们的制造商相关性。此外，对于相同亮度而言，LED电流与颜色有关，因此，需要带有不同驱动部件的信号发生器。因此，对于信号发生器进行可靠性验证是成本非常高昂的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是简化本文开头所述类型的光信号设备，其中，尤其是减小所必需的半导体光源的类型多样性。根据本发明，这样地解决这一技术问题即，将半导体光源构造为白色点光源，其中，在点光源的光阑区域内设置有针对信号示象设计的滤色片。通过降格为白光类型的点光源使单色半导体光源变得不必要。除了与各制造商的无关性之外，还通过在驱动部件方面的部件减少而明显降低了成本。而且还有利的是，白色点光源预计具有一致的寿命，而单色半导体光源则分别根据为实现最小轴向光强所需电流而具有非常不同的寿命。原则上可以期望，未来进一步提高在点光源的情况下可以实现的光效率，尤其是基于HLED的白光的光效率。这表明，未来使用功率更强的白色HLED可以在相同光强的情况下通以较低的电流，从而提高HLED的寿命。根据权利要求2，为每种信号示象对应配设一个带有白色LED或白色HLED (高电流发光二极管)的点光源。根据信号示象，在点光源和会聚光学系统之间固定布置相应的滤色片。在设计用于多个信号示象的光信号设备中，可以实现部件和结构尺寸的减小，方式是如权利要求3所述地为信号示象配设带有白色LED或白色HLED的公共点光源以及公共的会聚光学系统，其中，设置有用于将针对信号示象设计的滤色片定位在点光源的光阑区域内的自动切换机构。滤色片优选如权利要求4所述地设计为聚碳酸酯-滤色膜。这种非常廉价的滤色膜非常普遍地应用于摄影领域。此外，聚碳酸酯滤色膜特别耐热并且长期稳定，其中，单个滤色膜或多个相互组合的滤色膜在使用HLED白色光源的情况下可以在辐射中产生几乎任何希望的色点。所使用的滤色膜在此仅与轴向光分量的光谱组成有关，并可以相应于滤色膜的光谱特性非常精确地确定和优化。滤色膜的透射比在此可以与在白炽灯-光源中使用的相应的有色玻璃片的透射比相类似。
以下结合附图详细解释本发明。在附图中示出图1示出了已知结构类型的光信号设备，图2示出了本发明所要求保护的结构类型的光信号设备，图3示出了用于产生黄色色点的光谱分布。
具体实施例方式与四个在图1中示出并在上文中描述的光信号设备不同，在图2中示出的、按本发明的光信号设备中，使用唯一一个白色的HLED (高电流发光二极管)8作为点光源。该HLED 布置在带有冷却体10的电路板9上。为实现不同的信号颜色，在HLED和会聚光学系统11 之间设置滤色膜装置12。图3在左边示出了白色HLED 8的发射光谱13。该HLED 8与由两个带有透射光谱14、15的滤色膜组成的滤色膜装置12相组合。由此可见，所得出的总光谱16对于黄色色点具有高透射比，因此产生发黄色光的光信号装置。
权利要求
1.一种光信号设备，带有半导体光源(2)和用于尤其是在轨道交通线路中显示信号示象的会聚光学系统(11)，其特征在于，所述半导体光源(2)被设计为白色的点光源，其中， 在该点光源的光阑区域中设置至少一个针对信号示象设计的滤色片。
2.如权利要求1所述的光信号设备，其特征在于，为每个信号示象配设带有白色发光二极管或者白色高电流发光二极管(8)的点光源。
3.如权利要求1所述的光信号设备，其特征在于，为所述信号示象配设带有白色发光二极管或者白色高电流发光二极管的公共点光源以及公共的会聚光学系统，其中，设置有用于将针对信号示象设计的滤色片定位在所述点光源的光阑区域中的自动切换机构。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光信号设备，其特征在于，所述滤色片被设计为聚碳酸酯_滤色膜。
全文摘要
本发明涉及一种光信号设备，该光信号设备带有半导体光源(2)和用于尤其是在轨道交通线路的情况下显示信号示象的会聚透镜系统(11)。为了消除对于单色半导体光源的需求，规定将半导体光源(2)构造为白色点光源，其中，在点光源的光阑区域设置有针对信号示象设计的滤色片。
文档编号F21Y101/02GK102483217SQ201080038202
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年8月31日
发明者J.伯克霍尔兹, K.科斯特, N.波普洛, R.埃克尔, U.弗罗斯特, Z.马琳希克 申请人:西门子公司