Die Erfindung betrifft ein Lichtsignal mit Halbleiter-Lichtquelle und Sammeloptik zur Darstellung von Signalbegriffen, insbesondere bei schienengebundenen Verkehrswegen.

Die nachstehenden Erläuterungen beziehen sich im Wesentlichen auf Leuchtzeichen oder Lichtsignale zur Darstellung von Signalbegriffen bei schienengebundenen Verkehrswegen, ohne dass der beanspruchte erfinderische Gegenstand auf diese Anwendung beschränkt sein soll.

Bei den vier in Figur 1 schematisch dargestellten Lichtsignalen bekannter Bauart wird als Lichtquelle entweder eine Glühfadenanordnung einer Glühlampe 1 oder eine Halbleiter-Lichtquelle 2 verwendet. Das Glühfadenlichtsignal besteht im Wesentlichen aus der Glühlampe 1 und einem optischen System mit Volllinse 3 oder Stufenlinse 4 sowie einem Farbfilterglas 5 zur Realisierung der üblichen Signalfarben, insbesondere rot, grün und gelb. Eine derartige Glühlampenanordnung ist aus der US 4,754,272 A bekannt, wobei mittels Umlenspiegeln die Glühlampe/Farbfilter-Anordnung des jeweiligen Fahrbegriffs in den Strahlengang des einzigen optischen Systems eingespiegelt wird. Bei dem in Figur 1 rechts veranschaulichten Halbleiter-Lichtquellen 2, beispielsweise LEDs - lichtemittierende Dioden - wird das Licht durch elektrische Anregung eines Halbleiters erzeugt. Halbleiter-Lichtquellen 2 besitzen eine gänzlich andere Abstrahlcharakteristik als Glühlampen 1, so dass in der Regel das komplette optische System durch eine LED-spezifische Linsenmatrix 6 ersetzt werden muss. Für bestimmte Baugrößen werden auch LEDs 7 verwendet, die bereits mit Linsenoptiken versehen sind. Diese LEDs 7 und optiklose LEDs 7.1 müssen als monochrome LEDs mit engen Farbortgrenzen ausgebildet sein, um die signalspezifische Lichtfarbe dauerhaft sicher zu erzeugen. Neben der Farborttreue muss auch eine Mindest-Achslichtintensität erreicht werden. Problematisch bei monochromen LEDs 7, 7.1 ist darüber hinaus die notwendige Verfügbarkeit, die Lagerhaltung einer Mehrzahl von LED-Typen sowie deren Herstellerabhängigkeit. Außerdem ist die LED-Bestromung für gleiche Helligkeit farbabhängig, so dass Signalgeber mit unterschiedlichen Treiberbaugruppen erforderlich sind. Die Sicherheitsnachweise für Signalgeber sind infolgedessen sehr aufwändig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignal der gattungsgemäßen Art zu vereinfachen, wobei insbesondere die Typenvielfalt der notwendigen Halbleiter-Lichtquellen zu verringern ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Halbleiter-Lichtquelle als weiße Punktlichtquelle ausgebildet ist, wobei den Signalbegriffen eine gemeinsame Punktlichtquelle mit einer einzigen weißen HLED sowie eine gemeinsame Sammeloptik zugeordnet ist, wobei eine Wechselautomatik zur Positionierung signalbegriffsspezifischer Farbfilter in dem Aperturbereich der Punktlichtquelle vorgesehen ist und wobei die Farbfilter zwischen der HLED und der Sammeloptik vorgesehen sind.

Durch die Reduzierung auf eine Punktlichtquelle des Weißlichttyps werden monochrome Halbleiter-Lichtquellen entbehrlich. Neben der Unabhängigkeit von einzelnen Herstellern ergibt sich eine deutliche Kostenreduzierung durch Bauteilreduktion bei den Treiberbaugruppen. Vorteilhaft ist auch die zu erwartende einheitliche Lebensdauer der weißen Punktlichtquelle, während monochrome Halbleiter-Lichtquellen je nach erforderlicher Bestromung zur Erreichung der Mindest-Achslichtintensität sehr unterschiedliche Lebensdauern aufweisen.

Prinzipiell ist zu erwarten, dass zukünftig die erreichbare Lichtausbeute bei Punktlichtquellen, insbesondere auf HLED-Basis für Weißlicht, weiter steigen wird. Das bedeutet, zukünftig eingesetzte noch leistungsstärkere weiße HLED können bei gleicher Lichtstärke geringer bestromt werden, womit die Lebensdauer der HLED steigt.

Durch die Farbfilter-Wechselautomatik für mehrere Signalbegriffe wird eine Bauteile- und Baugrößenreduzierung erreicht. Vorzugsweise können gemäß Anspruch 2 sehr kostengünstige Polycarbonat-Farbfilterfolien verwendet werden. Diese Farbfolien werden im Bereich der Fotographie sehr häufig angewendet. Außerdem sind Polycarbonat-Farbfilterfolien besonders temperaturbeständig und langzeitstabil, wobei einzelne Farbfolien oder mehrere miteinander kombinierte Farbfolien bei Verwendung der HLED-Weißlichtquelle annähernd jeden gewünschten Farbort in der Abstrahlung erzeugen können. Die zu verwendenden Filterfolien sind dabei lediglich von der spektralen Zusammensetzung des Achslichtanteils abhängig und können entsprechend der spektralen Eigenschaften der Filterfolien sehr genau bestimmt und optimiert werden. Der Transmissionsgrad der Farbfilterfolien ist dabei mit dem Transmissionsgrad entsprechender Farbglasscheiben, welche bei Glühlampen-Lichtquellen verwendet werden, vergleichbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Lichtsignale bekannter Bauart,

Figur 2

ein Lichtsignal beanspruchter Bauart,

Figur 3

spektrale Lichtverteilung zur Erzeugung eines gelben Farbortes.

Im Unterschied zu den vier in Figur 1 veranschaulichten und oben beschriebenen Lichtsignalen wird bei dem erfindungsgemäßen Lichtsignal, das in Figur 2 dargestellt ist, eine einzige weiße HLED - Hochstrom-LED - 8 als Punktlichtquelle verwendet. Diese ist auf einer Platine 9 mit Kühlkörper 10 angeordnet. Zur Realisierung unterschiedlicher Signalfarben ist zwischen der HLED und einer Sammeloptik 11 eine Farbfilterfolienanordnung 12 vorgesehen.

Figur 3 zeigt links ein Emissionsspektrum 13 der weißen HLED 8. Diese HLED 8 wird mit der Farbfilterfolienanordnung 12 kombiniert, die aus zwei Farbfilterfolien mit den Transmissionsspektren 14 und 15 besteht. Es ist ersichtlich, dass das resultierende Gesamtspektrum 16 einen hohen Transmissionsgrad für den Farbort gelb aufweist, so dass ein gelb leuchtendes Lichtsignal entsteht.