DE60216759T2 - Lichtsignalvorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen Adaption der Intensität eines Signallichts in einer Verkehrsampelvorrichtung oder in einer Gruppe von Verkehrsampelvorrichtungen oder in Notfallfahrzeugen in Abhängigkeit der Intensität und des Winkels des Lichts.
• Wenn man beispielsweise bei starkem Sonnenlicht im Verkehr unterwegs ist, ist es oftmals schwierig zu erkennen, wie ein Signallicht geschaltet ist, das heißt ob das Licht rot oder grün ist. Das ist insbesondere dann schwierig, wenn das Sonnenlicht direkt in bzw. auf die Verkehrsampel scheint oder sehr starkes direktes Licht vorliegt. In dieser Situation ist es wünschenswert, ein leicht zu sehendes Signal zu haben, beispielsweise ein sehr intensives Signal oder ein Signal, das ein pulsierendes Licht besitzt. Eine Verkehrsampel, die beispielsweise in starkem Umgebungslicht leicht zu sehen ist, kann unter schwächeren Lichtbedingungen zu intensiv sein und den Fahrer blenden. Dieser Umstand ist besonders deutlich in Zeiten des Tages, in denen es relativ dunkel ist, oder es regnet. Die Signale, die leicht gesehen werden können, werden oft als irritierend wahrgenommen, beispielsweise kann das Licht unnötig intensiv sein und den Fahrer blenden. Auf diesem Gebiet kann das als bekannte Technologie bezeichnet werden, was in dem US-Patent 4,408,180 beschrieben ist, wobei dieses Dokument die Verwendung eines Schaltkreises zur Adaption des Lichts in einer Verkehrsampelvorrichtung beschreibt, um den Energieverbrauch zu senken. Diese Vorrichtung zieht jedoch weder die Richtung des Umgebungslichts in Betracht, aus dem es kommt, noch dessen Winkel in Bezug auf die Verkehrsampelvorrichtung, und betrachtet folglich auch nicht den Einfluss des Lichts auf die Sichtbarkeit des Signals. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Problem zu lösen.
• Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß der oben erwähnten Art bereitzustellen, mit der man die Möglichkeit erhält, automatisch das Signallicht anzupassen.
• Dank der Erfindung wurde eine Verkehrsampelvorrichtung geschaffen, die auf hervorragende Weise ihren Zweck erfüllt und die gleichzeitig kostengünstig und einfach in der Herstellung ist. Mit dieser Vorrichtung können die Gruppen aus Signallichtern beispielsweise in einer Verkehrsampelvorrichtung sogar dann, wenn sie unter verschiedenen Richtungen angefahren werden, automatisch individuell oder gemeinsam sowohl aufgrund diffusen Umgebungslichts als auch direkten Umgebungslichts angepasst werden.
• Die Erfindung wird im Weiteren unter Zuhilfenahme einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
• 1 eine Verkehrsampelvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
• 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1 zeigt,
• 3 ein Beispiel einer Lichtdetektorvorrichtung zeigt, die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist und zeigt, wie diese angeordnet ist, um direktes Licht zu erfassen, wenn dieses direkte Licht unter verschiedenen Lichtwinkeln einfällt,
• 4 zeigt eine erläutende Skizze, die ein Beispiel der vorliegenden Verkehrsampelvorrichtung zeigt, wenn diese in einer Verkehrsampelvorrichtung an einer Straßenkreuzung eingesetzt wird,
• 5 zeigt ein alternatives Beispiel einer Ausführungsform in Form einer rohrförmig hergestellten Lichtdetektorvorrichtung.
• 6 zeigt eine Verkehrsampelvorrichtung, auf der die Lichtdetektorvorrichtung gemäß 5 montiert ist, um Licht zu erfassen, wenn die Verkehrsampelvorrichtung nur in einer Richtung angefahren wird.
• 7 zeigt ein Beispiel einer alternativen Ausführungsform der Lichtdetektorvorrichtung in Form eines Prismas oder einer Linse.
• 8 zeigt die Lichtdetektorvorrichtung gemäß 7 mit einem einzelnen Lichteinlass und
• 9 zeigt eine Verkehrsampelvorrichtung, an bzw. auf der eine Lichtdetektorvorrichtung gemäß den 7 oder 8 in einer erhöhten Position montiert ist, um zu verhindern, dass sie von Schnee verdeckt wird.
• Wie aus den Zeichnungen und insbesondere aus 1 hervorgeht, ist dort ein Beispiel einer Verkehrsampelvorrichtung 1 gemäß der Erfindung gezeigt. Diese ist ausgebildet, um diffuses und direktes Umgebungslicht zu detektieren bzw. zu erfassen und ist dafür mit einer Vielzahl verschiedener lichtempfindlicher Vorrichtungen ausgestattet, beispielsweise in Form elektrischer Optik-Sensoren 8, die die Lichtintensität der Verkehrsampelvorrichtung 1 im Verhältnis zu den Lichtbedingungen der Umgebung anpassen. Um eine gleichmäßige Verteilung des Umgebungslichts zu erhalten, wurden Lichteinlässe 7 mit einer oder mehreren lichtbrechenden Vorrichtungen, beispielsweise in Form von Diffusoren, vorgesehen. Der Lichteinlass oder die Lichteinlässe 7 können mit einem oder mehreren Filtern versehen sein, um erwünschtes oder unerwünschtes Licht herauszufiltern.
• Um direktes Umgebungslicht zu erfassen, weist die Vorrichtung 1 in dem dargestellten Beispiel zwei Lichtdetektorvorrichtungen 2 auf, die beide einen eigenen Lichteinlass 3 besitzen. Die Lichteinlässe 3, die in verschiedene Richtungen ausgerichtet sind, können mit einem oder mehreren Filtern ausgerüstet sein, um erwünschtes oder unerwünschtes Licht herauszufiltern.
• Mit Bezug auf das, was in den 1 bis 3 dargestellt ist, ist verständlich, wie das vorliegende Beispiel der Ausführungsform einer Lichtdetektorvorrichtung 2 ausgebildet ist. Das direkte Umgebungslicht wird über die Lichteinlässe 3 durch die Licht-Detektorvorrichtung 2 zu einem Lichtdetektiermittel in Form beispielsweise eines elektronischen Optik-Sensors 5 geleitet, und zwar auf eine solche Weise, dass der Winkel des Umgebungslichts relativ zu der Ampelvorrichtung den Optik-Sensor 5 auf unterschiedliche Weise beleuchtet, beispielsweise für eine höher stehende (F) oder eine tief stehende (E) Sonne gezeigt ist. Das wird dadurch erreicht, dass der Optik-Sensor 5 an dem hinteren Ende 13 der Detektorvorrichtung 2 innerhalb einer Röhre 14 angeordnet ist, die ein offenes Ende 15 besitzt. Dieses offene Ende 15 ist dementsprechend in eine Richtung nach außen orientiert, die der Richtung des einfallen den Lichts entspricht. In 5 ist die Lichtdetektiervorrichtung 4 in Form einer Röhre 14 ausgebildet, die zwei offene Enden 19, 20 für direktes Licht besitzt, und in der ein über 360° empfindlicher Lichtsensor 6 in Form eines Optik-Sensors zentral angeordnet werden kann. Der Lichtsensor 6 kann auch so angeordnet sein, dass er diffuses Licht A empfängt. Direktes Umgebungslicht von links und rechts ist in der Zeichnung C und D bezeichnet. In 6 ist detaillierter dargestellt, wie der zuletzt erwähnte Lichtsensor 6 auf einer Ampelvorrichtung montiert werden kann, die in zumindest eine Richtung ausgerichtet ist.
• In 7 ist dargestellt, wie eine alternative Ausführungsform einer Lichtdetektiervorrichtung 2' aussieht, wenn sie in Form eines Prismas 14' vorliegt. Das Prisma 14' weist zumindest drei Seiten 16–18, von denen zwei Licht-Einlassöffnungen 16, 17 bilden, und zu denen als lichtbrechende Wände 16', 17' ausgebildet sind, wobei die dritte Wand 18 eine Oberfläche zum Anbringen oder zum Leiten des Lichts zu einem Lichtsensor 6' in Form eines Optik-Sensors bildet. In der Zeichnung ist die Funktion für eine niedrig stehende (A) und eine höher stehende (B) Morgensonne und für eine hoch stehende Abendsonne (C) und eine tief stehende Abendsonne (D) eingezeichnet. Außerhalb der angegebenen Winkel kann diese Lichtdetektorvorrichtung auch so ausgelegt sein, dass sie auf Umgebungslicht reagiert, das aber zu einem geringeren Ausmaß als innerhalb der angegebenen Winkel.
• 8 zeigt die Lichtdetektiervorrichtung 2', die in 7 dargestellt ist, wenn diese mit einem einzelnen Lichteinlass verwendet wird, und in 9 ist ein Beispiel einer Ausführungsform dargestellt, bei der die Lichtdetektiervorrichtung 2 in erhöhter Position auf einer Verkehrsampel angebracht ist.
• Es wird nun Bezug genommen auf 4, aus der zu entnehmen ist, wie die Lichtdetektiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung funktionieren kann. In diesem Fall werden vier Signalvorrichtungen 1 verwendet, die mit Lichtdetektor-Vorrichtungen 2, 2', 4 gemäß der Erfindung versehen sind. Mit Hilfe dieser Signalvorrichtungen 1, die in unterschiedliche Richtungen strahlen, werden die Signallichter 9, die mit unterschiedlichen Intensitäten durch das direkte Umgebungslicht bestrahlt werden, mit verschiedenen Intensitäten strahlen. Wenn die Sonne direkt auf die Ampel scheint, sieht ein Betrachter A ein intensiveres Signal und das gleiche gilt für den Betrachter 10, der von dem Sonnenlicht geblendet wird. Wenn das Signal nicht direkt intensiv bestrahlt wird, können die Ampeln, die den Betrachtern B und D zugewandt sind, eine geringere Lichtintensität aufweisen.
• Die lichtempfindlichen Vorrichtungen 8, 5, 6, 6' senden Signale an eine Verarbeitungseinheit 10, die automatisch das Lichtsignal der Signallampen 9 auf voreingestellte, abgestimmte Werte anpassen kann. Wenn mehrere Ampelvorrichtungen verwendet werden, kann das Signal von den lichtempfindlichen Vorrichtungen 5, 6, 6' und 8 über eine Verbindung, beispielsweise ein Kabel 11, an eine Synchronisiereinheit 12 geschickt werden, die auf eine geeignete Weise die Lichtintensität in den verschiedenen Ampelvorrichtungen synchronisiert.
• Die Sensoren 5, 6, 6' der Lichtdetektorvorrichtung 2, 2', 4 können eine durchsichtige Schutzlinse bzw. Schutzkappe umfassen, anhand deren Verschmutzungsgrad, der durch Strahlen mit einem Licht bekannter Intensität beurteilt wird, ein Wert zum Kompensieren der Verschmutzung festgelegt wird.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur automatischen Adaption der Intensität eines Signallichtes in einer Verkehrsampelvorrichtung oder in einer Gruppe von Verkehrsampelvorrichtungen oder in Notfallfahrzeugen in Abhängigkeit der Intensität und des Winkels von direktem Licht, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine Lichtdetektorvorrichtung (2, 2', 4) mit zumindest einem Lichteinlass (3; 19, 20; 16, 17) zum Empfangen von direktem Umgebungslicht aufweist, das aus verschiedenen Richtungen einfällt, und die Vorrichtung zumindest einen lichtsensitiven Sensor (5, 6, 6') aufweist, der derart eingerichtet ist, dass direktes Umgebungslicht, das aus verschiedenen Richtungen einfällt, unterschiedlich erfasst wird, wobei die Intensität des Signallichtes in Antwort auf das direkte Umgebungslicht gesteuert wird, wie es durch den zumindest einen lichtsensitiven Sensor erfasst wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtdetektorvorrichtung ein Rohr (14) aufweist, an dessen erstem Ende der Lichteinlass vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der lichtsensitive Sensor an einem zweiten Ende des Rohres vorgesehen ist und das zweite Ende dem ersten Ende gegenüberliegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtdetektorvorrichtung ein Prisma (14') aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Prisma (14') zumindest drei Seiten (16–18) aufweist, der zumindest eine Lichteinlass an einer ersten (17) Seite des Prismas vorgesehen ist, eine zweite (16) Seite des Prismas eine Licht reflektierende Wand bildet und eine dritte Seite des Prismas eine Anbringungsfläche für den lichtsensitiven Sensor (6') bildet, der ein elektronischer Optiksensor ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Prisma (14') zumindest drei Seiten (16–18) aufweist, der zumindest eine Lichteinlass zweimal vorgesehen ist und diese an einer ersten (16) und an einer zweiten (17) Seite des Prismas vorgesehen sind, die erste (16) und zweite (17) Seite des Prismas Licht reflektierende Wände bilden und eine dritte Seite der zumindest drei Seiten des Prismas eine Anbringungsfläche für den lichtsensitiven Sensor (6') bildet, der ein elektronischer Optiksensor ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, bei der der Lichteinlass (7) mit einem Filter zum Filtern von Licht vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, die eine Verarbeitungseinheit (10) zum Anpassen der Intensität des Signallichtes gemäß vorbestimmten Werten aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, bei der der lichtsensitive Sensor mit einer lichtdurchlässigen Schutzlinse vorgesehen ist, deren Verschmutzung durch Durchleuchten der lichtdurchlässigen Schutzlinse mit Licht bekannter Intensität bestimmt wird, wobei das von dem lichtsensitiven Sensor erfasste Licht den Grad der Verschmutzung zum Erhalten eines Kompensationswertes bestimmt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, die eine oder mehrere lichtsensitive Vorrichtungen (8) zum Erfassen von diffusem Umgebungslicht und zumindest einen Lichteinlass (7) zu dem einen oder zu den mehreren lichtsensitiven Vorrichtungen (8) aufweist, wobei der Einlass (7) mit einem oder mehreren Lichtdiffusern versehen ist, um eine gleichmäßige Verteilung des Lichtes zu erzielen, das durch den Einlass einfällt, und die Intensität des Signallichtes in Antwort auf das gleichmäßig verteilte, einfallende Licht gesteuert wird, wie es durch die eine oder die mehreren lichtsensitiven Vorrichtungen (8) erfasst wird.
11. Verfahren zum Steuern der Intensität des Signallichtes in einer Verkehrsampelvorrichtung oder einer Gruppe von Verkehrsampelvorrichtungen oder in Notfallfahrzeugen mittels einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–10, das den Schritt des Erhöhens der Intensität des Signallichtes aufweist, wenn die Sonne direkt auf das Signallicht scheint, als wenn die Sonne nicht direkt auf das Signallicht scheint.