СЕКЦИЯ СВЕТОФОРА Российский патент 2005 года по МПК G08G1/95 

Изобретение относится к технике световой сигнализации и может быть использовано в светофорах, применяемых для регулирования дорожного движения.

Известны антифантомные устройства секций светофора, уменьшающие фантомный эффект (Ю.А.Кременец. Технические средства организации дорожного движения, - М.: 1990). Сущность фантомного эффекта состоит в том, что одна или все секции светофора одновременно отражают на участников дорожного движения лучи от внешних источников света главным образом от солнца. Интенсивность их может быть соизмерима или больше интенсивности лучей, излучаемых включенными секциями светофора. При этом трудно определить, включена ли та или иная секция светофора или наблюдаются лучи, отраженные от светофильтра секции. В результате участникам дорожного движения создается помеха, могущая привести к ДТП. Устройства, уменьшающие фантомный эффект, называют антифантомными.

Известно антифантомное устройство, содержащее отражатель с антифантомным крестом в виде взаимно перпендикулярных сегментных пластин с вырезом для галогенной лампы (см. упомянутую книгу с.25, рис.2.5а). В известном устройстве луч от внешнего источника света, падающий на отражатель после прохождения цветного светофильтра (светофильтра-рассеивателя), отклоняется и поглощается зачерненной поверхностью пластин антифантомного креста. В то же время упомянутые пластины практически полностью пропускают лучи от галогенной лампы. Таким образом, антифантомный крест поглощает лучи от внешнего источника света, прошедшие через цветной светофильтр и достигшие отражателя.

Однако известное устройство не исключает фантомный эффект, вызываемый отражением лучей от внешних источников света поверхностью цветного светофильтра, который устанавливают перед отражателем секции светофора.

Известна секция светофора, содержащая корпус с противосолнечным козырьком и оптическое устройство, включающее источник света, отражатель и цветной светофильтр-рассеиватель. Перед цветным светофильтром-рассевателем установлена специальная антифантомная линза, состоящая из двух частей, каждая из которых имеет пилообразный профиль с наклонными и горизонтальными участками (см. упомянутую книгу с.25, рис.2.5б). Упомянутые части линзы установлены встречно-направленно таким образом, что выступы пилообразного профиля одной из частей линзы входят в соответствующие впадины пилообразного профиля другой части линзы. В известной секции светофора луч света от внешнего источника, например, солнца, падая на наклонную поверхность пилообразного профиля линзы, отражается соответственно на горизонтальный участок (ступеньку) линзы и поглощается.

Однако в известной секции светофора антифантомная линза устанавливается в пакете с цветным светофильтром-рассеивателем и обращенным наружу прозрачным элементом, обеспечивающим защиту линзы от внешних воздействий. Вследствие этого имеет место фантомный эффект, вызываемый отражением лучей от наружной поверхности упомянутого прозрачного элемента.

Известна секция светофора, содержащая корпус с окном и козырьком. Внутри корпуса смонтированы источник света с цветной рассеивающей линзой и антифантомный элемент, выполненный в виде матовой поверхности, составляющей 40-60% от площади цветной рассеивающей линзы (авт. св. SU № 1494025, МПК⁴ G 08 G 1/095, 1986 г.). В известном устройстве, при падении на рассеивающую линзу секции светофора лучей от внешних источников света, например, солнечных лучей, свечение наблюдается только на нематовой поверхности рассеивающей линзы. Антифантомный элемент при этом затемнен, так как лучи от внешних источников света рассеиваются и поглощаются матовой поверхностью антифантомного элемента. При включении источника света секции светофора светятся нематовая поверхность рассеивающей линзы и антифантомный элемент. При этом в невключенных секциях светофора антифантомные элементы затемнены.

Недостатком известного устройства является то, что в нем не исключен фантомный эффект, вызываемый отражением лучей от обращенной наружу нематовой поверхности линзы. Кроме того, матовая поверхность антифантомного элемента уменьшает интенсивность излучаемого светового потока, что уменьшает дальность видимости сигнала светофора.

Известна секция светофора по патенту RU № 2010339 (МПК G 08 G 1/095, 1990 г.). Известная секция светофора содержит корпус с крышкой и противосолнечным козырьком, в корпусе размещен оптический блок, включающий источник света, установленный в корпусе отражателя. В отверстии крышки корпуса установлена цветная рассеивающая линза. Оптический блок содержит дополнительный отражатель, отражающая поверхность которого расположена по периметру цветной рассеивающей линзы. Углы наклона отражающей поверхности дополнительного оптического отражателя к оптической оси цветной рассеивающей линзы находятся в пределах 0-45°. При этом дополнительный оптический отражатель выполнен в виде одного или нескольких элементов, форма каждого из которых зависит от угла наклона его отражающей поверхности к оптической оси цветной рассеивающей линзы. В известном устройстве, при включенном световом сигнале, при возникновении световых бликов на поверхности цветной рассеивающей линзы свечение последней не воспринимается участником дорожного движения. Вместе с этим цветные лучи с периферийной поверхности линзы и цветные лучи с ее центральной поверхности поступают на отражающую поверхность дополнительного оптического отражателя и отражаются в сторону участника дорожного движения. Таким образом, при включенном световом сигнале обеспечивается удовлетворительная информативность благодаря дополнительному оптическому отражателю.

Недостатком известного устройства является то, что оно не исключает образования на поверхности рассеивающей линзы световых бликов, которые препятствуют определению фактического состояния светового сигнала секции светофора.

Также известен светофор по патенту DE № 2851115 А1 (МПК² G 08 G 1/095, 1980 г.). Известное устройство содержит корпус с противосолнечным козырьком и смонтированные в корпусе оптические устройства, каждое из которых имеет цветной светофильтр-рассеиватель, который установлен под углом к вертикали, причем верхняя часть светофильтра-рассеивателя наклонена вперед. Обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя выполнена плоской и, по существу, представляет собой линейчатую поверхность, образованную параллельным перемещением прямой линии, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения отдельного оптического устройства светофора, по заданной в упомянутой вертикальной плоскости направляющей линии, представляющей собой прямую линию. Здесь и ниже в смысловое содержание понятия “линейчатая поверхность” вкладывается смысловое содержание этого понятия, известное в начертательной геометрии (например, можно указать книгу — Фролов С.А. Начертательная геометрия: Учебник для ВТУЗов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983, с.94-109). При использовании известного устройства, благодаря наклонному расположению обращенной наружу плоской поверхности цветного светофильтра-рассеивателя, достигается то, что при ярком солнечном свете или даже при заходящем солнце не наступает ослепления или отражения и участники дорожного движения могут гарантированно распознать соответствующий цвет светофора.

Однако указанный результат достигается для участников дорожного движения, находящихся на достаточно большом расстоянии от светофора. В то же время, в известном устройстве направление наклона обращенной наружу плоской отражающей поверхности цветного светофильтра-рассеивателя не исключает того, что, в соответствии с законом отражения света, отраженные цветным светофильтром-рассеивателем лучи от солнца попадут на участников дорожного движения, расположенных ниже светофора и находящихся вблизи последнего. Таким образом, для участников дорожного движения, находящихся вблизи светофора, возникает фантомный эффект.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является секция светофора, содержащая корпус с противосолнечным козырьком, смонтированное в корпусе оптическое устройство, включающее источник света, отражатель и цветной светофильтр-рассеиватель (см. упомянутую книгу с.22, рис.2.2). Обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя выполнена гладкой и имеет выпуклую форму. На внутренней поверхности цветного светофильтра-рассеивателя выполнен рельефный рисунок, благодаря которому обеспечивается необходимое перераспределение светового потока в пространстве.

Недостатком известной секции светофора является то, что при низком расположении солнца над горизонтом (в направлениях восток-запад, запад-восток) может возникнуть фантомный эффект, вызываемый отражением от обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя лучей от внешних источников света на участников дорожного движения.

Задачей изобретения является создание секции светофора, позволяющей исключить фантомный эффект, вызываемый отражением от обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя лучей от солнца и других внешних источников света на участников дорожного движения.

Указанная задача решается благодаря тому, что в известной секции светофора, содержащей корпус с противосолнечным козырьком, смонтированное в корпусе оптическое устройство, включающее источник света, отражатель и цветной светофильтр-рассеиватель, согласно изобретению обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя выполнена в виде линейчатой поверхности, представляющей собой поверхность, образованную параллельным перемещением прямой линии, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, по заданной в указанной плоскости непрерывной направляющей линии, причем последняя задана таким образом, что любая касательная к ней имеет наклон в сторону, противоположную направлению излучения секции светофора, а угол наклона касательной таков, что лучи от внешних источников света, не задержанные противосолнечным козырьком, отражаются от линейчатой поверхности под углом к горизонтальной плоскости, большим или равным нулю.

Вместе с этим упомянутая направляющая линия может быть выбрана в виде отрезка прямой линии, угол наклона α которой определяется по соотношению

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора.

Кроме того, упомянутая направляющая линия может быть выбрана в виде дуги окружности с радиусом R, который определяется по формуле

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, k - коэффициент, который определяется зависимостью

при этом верхняя точка направляющей линии и центр дуги окружности расположены в одной горизонтальной плоскости.

Упомянутая направляющая линия может быть выбрана в виде участка параболы, причем фокус параболы геометрически совмещен с крайней точкой противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, при этом фокальный параметр “р” параболы определяется из соотношения

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно позволяет исключить возникновение фантомного эффекта при освещении секции светофора внешним источником света, в том числе обеспечивает защиту от возникновения солнечных бликов, препятствующих определению фактического состояния светового сигнала секции светофора.

На фиг.1 схематично показана секция светофора в варианте выполнения цветного светофильтра-рассеивателя с плоской наружной поверхностью, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вариант выполнения; на фиг.3 - секция светофора в варианте выполнения цветного светофильтра-рассеивателя с наружной поверхностью, имеющей профиль дуги окружности, общий вид, продольный разрез; на фиг.4 - то же, вариант выполнения; на фиг.5 - секция светофора в варианте выполнения цветного светофильтра-рассеивателя с наружной поверхностью, имеющей профиль параболы, общий вид, продольный разрез; на фиг.6 - то же, вариант выполнения; на фиг.7 - схема формирования линейчатой поверхности путем перемещения прямой линии по заданной непрерывной направляющей линии. На схеме: НЛ - направляющая линия, ПЛ - прямая линия, ЛП - линейчатая поверхность; на фиг.8 - схема расположения контрольных точек секции светофора для построения направляющей линии выбранного типа. На схеме: b - ось излучения секции светофора, N - нижняя точка направляющей линии, F - крайняя точка противосолнечного козырька, расположенная в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, Г - горизонталь, D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора; на фиг.9 - схема отражения луча от внешнего источника света цветным светофильтром-рассеивателем, имеющим плоскую наружную поверхность (линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде отрезка прямой линии). На схеме: Лп - падающий луч, Ло - отраженный луч, В - вертикаль, α - угол наклона направляющей линии, Н - текущая нормаль к направляющей линии в точке падения луча на направляющую линию (если говорить точно, то в точке падения луча на поверхность, примыкающую к рассматриваемой точке направляющей линии), β - текущий угол между падающим лучом и горизонталью, γ - текущий угол между отраженным лучом и горизонталью. Но - глубина профиля обращенной наружу отражающей поверхности цветного светофильтра-рассеивателя; на фиг.10 - схема отражения луча от внешнего источника света цветным светофильтром-рассеивателем, обращенная наружу поверхность которого имеет профиль дуги окружности (линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде дуги окружности). На схеме: ΔНо, h - текущие координаты точки падения луча от внешнего источника света на обращенную наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя, φ, ψ - текущие построительные углы, С - центр дуги окружности, R - радиус дуги окружности, k - безразмерный коэффициент; на фиг.11 - схема отражения луча от внешнего источника света цветным светофильтром-рассеивателем, обращенная наружу поверхность которого имеет профиль параболы (линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде участка параболы). На схеме ν - текущий угол наклона касательной к параболе, NXY - система координат с началом в нижней точке участка параболы (направляющей линии), OпXпYп - система координат с началом в вершине параболы; на фиг.12 - совмещенное изображение профилей отражающих поверхностей светофильтров-рассеивателей для различных вариантов выполнения при одних и тех же значениях D и L, при D/L=1. На чертеже: Пр - вариант выполнения, когда направляющая линия выбрана в виде отрезка прямой линии, Окр - вариант выполнения, когда направляющая линия выбрана в виде дуги окружности, Пар - вариант выполнения, когда направляющая линия выбрана в виде участка параболы; на фиг.13 - то же, при значении L=0, на фиг.14 - секция светофора, отражение лучей от внешнего источника света в варианте выполнения со светофильтром-рассеивателем, имеющим плоскую наружную поверхность; на фиг.15 - то же, вариант выполнения со светофильтром-рассеивателем, наружная поверхность которого имеет профиль дуги окружности; на фиг.16 - то же, вариант выполнения со светофильтром-рассеивателем, наружная поверхность которого имеет профиль параболы.

Секция светофора содержит корпус 1 с противосолнечным козырьком 2. В корпусе 1 смонтировано оптическое устройство, включающее источник света 3, отражатель 4 и цветной светофильтр-рассеиватель 5. Обращенная наружу поверхность “а” цветного светофильтра-рассеивателя выполнена в виде линейчатой поверхности, представляющей собой, образованную параллельным перемещением прямой линии, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось “b” излучения секции светофора, по заданной в указанной плоскости непрерывной направляющей линии. В вариантах выполнения изобретения обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя имеет профиль прямой линии или дуги окружности или параболы. Направляющая линия задана (определена) таким образом, что любая касательная к ней имеет наклон в сторону, противоположную направлению излучения секции светофора, а угол наклона касательной таков, что лучи от внешних источников света, не задержанные противосолнечным козырьком, отражаются от линейчатой поверхности под углом к горизонтальной плоскости, большим или равным нулю.

В варианте осуществления изобретения обращенная наружу поверхность “а” (т.е. линейчатая поверхность) цветного светофильтра-рассеивателя образована перемещением прямой линии по направляющей линии НЛ, которая выбрана в виде отрезка прямой линии, угол наклона α которой определяется по соотношению

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси “b” излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку N направляющей линии НЛ; L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки F противосолнечного козырька 2, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось b излучения секции светофора.

Светофильтр-рассеиватель может быть выполнен из светотехнического материала определенного цвета. В другом варианте (на чертеже не показано) на внутренней поверхности цветного светофильтра-рассеивателя может быть выполнен рельефный рисунок, благодаря которому обеспечивается необходимое перераспределение светового потока в пространстве.

В другом варианте осуществления изобретения обращенная наружу поверхность “а” цветного светофильтра-рассеивателя образована перемещением прямой линии по направляющей линии НЛ, которая выбрана в виде дуги окружности с радиусом R, который определяется по формуле

где D и L - те же параметры, что и в предыдущем варианте осуществления изобретения, a k - коэффициент, который определяется зависимостью

При этом верхняя точка направляющей линии НЛ и центр С дуги окружности расположены в одной горизонтальной плоскости.

Еще в одном варианте осуществления изобретения обращенная наружу поверхность “а” цветного светофильтра-рассеивателя образована перемещением прямой линии по направляющей линии НЛ, которая выбрана в виде участка параболы. Фокус параболы геометрически совмещен с крайней точкой F противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось b излучения секции светофора. При этом фокальный параметр “р” параболы определяется из соотношения

Размер вдоль оси b у такого цветного светофильтра-рассеивателя меньше, чем в других рассмотренных вариантах осуществления изобретения.

Возможен вариант выполнения секции светофора, при котором цветной светофильтр-рассеиватель выполняется, например, в виде относительно тонкого элемента, монтируемого в корпусе 1 посредством обечайки с косым срезом (на чертеже не показано) из того же материала, что и светофильтр-рассеиватель. Достоинством вариантов со светофильтром-рассеивателем в виде цилиндра со срезом является то, что при таком выполнении улучшается видимость сигнала секции светофора для участников дорожного движения, находящихся сбоку от секции светофора.

Отражение луча от внешнего источника света светофильтром-рассеивателем, имеющим плоскую наружную поверхность (т.е. в варианте выполнения, когда линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде отрезка прямой линии), показано на схеме, приведенной на фиг.9. На схеме показано отражение луча, падающего в точку, геометрически совмещенную с нижней точкой N направляющей линии НЛ (разумеется, что луч отражается не от направляющей линии, а от поверхности, примыкающей к рассматриваемой точке на направляющей линии). Из схемы на фиг.9, в соответствии с законом отражения света, следует, что максимальный угол β между падающим лучом Лп и горизонталью Г при заданных размерах светофильтра-рассеивателя и противосолнечного козырька может быть определен из соотношения

Можно показать, что это соотношение имеет место и для других вариантов выполнения изобретения.

Из схемы на фиг.9 также следует, что для того, чтобы отраженный луч Ло направлялся выше горизонтали (т.е. не попадал на участников дорожного движения), необходимо выполнение условия

При этом наименьшая глубина “Но” профиля обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя определяется по формуле

Для придания внешнему виду заявляемой секции светофора сходства с внешним видом существующих секций светофора желательно иметь по возможности меньший угол “α”. Однако это требует увеличения длины противосолнечного козырька. Выбор отношения D/L, определяющего значение угла “α”, в значительной степени определяется требованиями технической эстетики. В частности, при D/L=1 в соответствии с формулой (1) имеем α=22,5°, а наименьшая глубина профиля Но=0,414. Такие параметры имеет секция светофора, схематично показанная на фиг.1.

Отражение луча от внешнего источника света светофильтром-рассеивателем, обращенная наружу поверхность которого имеет профиль дуги окружности (т.е. в варианте выполнения, когда линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде участка дуги окружности), показано на схеме, приведенной на фиг.10. При рассмотрении фиг.10 с учетом того, что расстояние от центра С окружности до крайней точки F внутренней поверхности противосолнечного козырька можно обозначить как k×D, где k - безразмерный коэффициент, получаем следующую систему формул:

где β - угол наклона к горизонтальной плоскости луча Лп, проходящего через крайнюю точку F противосолнечного козырька и достигающего обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя, γ - угол наклона к горизонтальной плоскости луча Ло, отраженного от обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя. Переменным аргументом в формулах является параметр h.

Совместное использование формул (3)-(9) приводит к выражению для угла у в виде

где

и

Из формулы (3) при очевидном условии

следует, что минимальное значение коэффициента k определяется соотношением

Знак минус здесь указывает на то, что точка С на фиг.10 располагается левее точки F.

Из формулы (10) видно, что угол γ при h, удовлетворяющем условию (12), является переменным и зависит от безразмерных параметров k и λ. Область допустимых значений k при выбранном λ (т.е. таких, при которых для всех значений h угол γ≥0) определяется численными расчетами с использованием формулы (10). Оптимальным является такое значение k, при котором глубина профиля Н_о минимальна. Она уменьшается с увеличением k, но максимальное и, следовательно, оптимальное значение k ограничивается условием γ≥0. При λ=1 оптимальным и выбранным с запасом значением коэффициента k является 0.64. Запас заключается в том, что условие γ≥0 выполняется и при k=0.647. При k=0.64 формулы (3), (4) принимают соответственно вид

и γ=0 только в точке с координатой h=0, а в остальных точках значение угла γ строго больше нуля. При наличии γ=0 в единственной точке с координатой h=0 можно считать, что при выбранном значении k=0.64 все лучи отражаются от обращенной наружу отражающей поверхности цветного светофильтра-рассеивателя вверх от горизонтальной плоскости.

При λ=0 оптимальным и выбранным с запасом значением коэффициента k является 0.35. При этом формулы (3), (4) принимают соответственно вид

и все лучи также отражаются от обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя вверх от горизонтальной плоскости.

Таким образом, для обоих частных вариантов выполнения секции светофора с направляющей линией в форме дуги окружности любые лучи отражаются от обращенной наружу отражающей поверхности цветного светофильтра-рассеивателя вверх от горизонтальной плоскости. При этом возможные значения коэффициента k определяются неравенством

Отражение луча от внешнего источника света светофильтром-рассеивателем, имеющим параболическую наружную поверхность (т.е. в варианте выполнения, когда линейчатая поверхность образована перемещением прямой линии по направляющей линии в виде участка параболы), показано на схеме, приведенной на фиг.11. Уравнение параболы отыскивается из условия, что любой луч, проходящий через точку F противосолнечного козырька и падающий на наружную поверхность цветного светофильтра-рассеивателя, отражается от последней горизонтально.

Из схемы на фиг.11 следует, что для выполнения упомянутого условия необходимо:

Вместе с этим из теории дифференциального исчисления следует, что

Совместное использование формул (20)-(22) приводит к дифференциальному уравнению для определения профиля направляющей линии в форме:

с нулевыми начальными условиями.

Можно показать, что уравнению (23) отвечает парабола в системе координат O_ПX_ПY_П с фокусом в точке F и уравнением в форме

где

- фокальный параметр параболы.

Каноническое уравнение параболы с фокусом в точке F (см. фиг.11), фокальным параметром, указанным выше, проходящей через верхнюю точку направляющей линии, в системе координат OпXпYп с началом в вершине параболы имеет вид (24). В соответствии со схемой на фиг.11 точка параболы с абсциссой

должна иметь координату Y_П=D. Подстановка формул (25), (26) в уравнение (24) действительно дает:

В соответствии с фиг.11 связь между координатами X, Y и X_П, Y_П имеет вид:

Выражения, входящие в уравнение (23), с учетом формул (28),(29) приобретают вид:

Подстановка выражений (30),(31) в уравнение (23) приводит его к виду

Из уравнения (24) следует уравнение для производной:

Равенство правых частей в уравнениях (32),(33) доказывает, что дифференциальное уравнение (23) и уравнение параболы (24) отвечают одной кривой. Очевидно, что фокус параболы находится в точке F. Глубина профиля параболы определяется по формуле

В частности, в варианте выполнения, приведенном на фиг.5 при

глубина профиля определяется по формуле

В варианте выполнения, приведенном на фиг.6, при L=0 соответствующая формула имеет вид

Из условия для определения профиля параболы следует, что в любой ее точке луч, проходящий через точку F и падающий на обращенную наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя, отражается от последней горизонтально. Можно показать, что любые другие лучи, достигающие упомянутой поверхности, отражаются от нее вверх от горизонтальной плоскости.

Сравнение Но для рассмотренных профилей направляющей линии показывает, что наименьшей глубиной профиля обладает парабола. Таким образом, в варианте выполнения, при котором обращенная наружу поверхность светофильтра-рассеивателя имеет профиль параболы, светофильтр-рассеиватель имеет меньший размер вдоль оси излучения секции светофора.

Секция светофора работает следующим образом.

Секция светофора монтируется на высоте, большей, чем высота, на которой могут находиться участники дорожного движения. В варианте выполнения со светофильтром-рассеивателем, имеющим плоскую наружную поверхность (см. фиг.14), падающие на обращенную наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя лучи от внешнего источника света, расположенного ниже уровня секции светофора, отражаются под углом к горизонтальной плоскости, большим нуля. При этом они либо излучаются вне секции светофора, либо падают на внутреннюю поверхность противосолнечного козырька и поглощаются ею. В обоих случаях они не попадают на участников дорожного движения. Лучи, падающие на светофильтр-рассеиватель от внешнего источника света, расположенного на уровне или выше секции светофора, отражаются от обращенной наружу поверхности цветного светофильтра-рассеивателя выше горизонтальной плоскости и также не попадают на участников дорожного движения, находящихся ниже уровня секции светофора.

Аналогичным образом отражаются лучи в варианте выполнения, когда обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя имеет профиль дуги окружности (см. фиг.15).

В варианте выполнения со светофильтром-рассеивателем, имеющим параболическую отражающую поверхность (см. фиг.16), падающие на светофильтр-рассеиватель лучи от внешнего источника света, расположенного ниже уровня секции светофора, отражаются от светофильтра-рассеивателя углом к горизонтальной плоскости, большим нуля. При этом они либо излучаются вне секции светофора, либо падают на внутреннюю поверхность противосолнечного козырька и поглощаются ею. В обоих случаях они не попадают на участников дорожного движения. Лучи, падающие на обращенную наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя от внешнего источника света, расположенного выше уровня секции светофора, отражаются от светофильтра-рассеивателя под углом к горизонтальной плоскости, большим или равным нулю, и также не попадают на участников дорожного движения. Благодаря тому, что любые отраженные от светофильтра-рассеивателя лучи не попадают на участников дорожного движения, изобретение позволяет исключить фантомный эффект.

Таким образом, благодаря особенности выполнения секции светофора изобретение позволяет исключить возникновение фантомного эффекта при освещении секции светофора внешним источником света, в том числе обеспечивает защиту от возникновения солнечных бликов, препятствующих определению фактического состояния светового сигнала секции светофора.

Изобретение относится к технике световой сигнализации. Технический результат заключается в исключении фантомного эффекта. Сущность изобретения состоит в том, что секция светофора содержит корпус с противосолнечным козырьком, смонтированное в корпусе оптическое устройство, включающее источник света и цветной светофильтр-рассеиватель. Обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя выполнена в виде части линейчатой поверхности, представляющей собой поверхность, образованную параллельным перемещением прямой линии, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора по заданной в указанной плоскости непрерывной направляющей линии. Причем направляющая линия задана таким образом, что любая касательная к ней имеет наклон в сторону, противоположную направлению излучения секции светофора, а угол наклона касательной таков, что лучи от внешних источников света, не задержанные противосолнечным козырьком, отражаются от линейчатой поверхности под углом, большим или равным нулю. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Секция светофора, содержащая корпус с противосолнечным козырьком, смонтированное в корпусе оптическое устройство, включающее источник света и цветной светофильтр-рассеиватель, отличающаяся тем, что обращенная наружу поверхность цветного светофильтра-рассеивателя выполнена в виде части линейчатой поверхности, представляющей собой поверхность, образованную параллельным перемещением прямой линии, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, по заданной в указанной плоскости непрерывной направляющей линии, причем последняя задана таким образом, что любая касательная к ней имеет наклон в сторону, противоположную направлению излучения секции светофора, а угол наклона касательной таков, что лучи от внешних источников света, не задержанные противосолнечным козырьком, отражаются от линейчатой поверхности под углом к горизонтальной плоскости, большим или равным нулю.2. Секция светофора по п.1, отличающаяся тем, что непрерывная направляющая линия выбрана в виде отрезка прямой линии, угол наклона "α" которой определяется по соотношению

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку непрерывной направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора.

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку непрерывной направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора, k - коэффициент, который определяется зависимостью

при

при этом верхняя точка непрерывной направляющей линии и центр дуги окружности расположены в одной горизонтальной плоскости.

где D - диаметр проекции цветного светофильтра-рассеивателя на плоскость, перпендикулярную оси излучения секции светофора, проходящую через нижнюю точку непрерывной направляющей линии, L - расстояние от последней упомянутой плоскости до крайней точки противосолнечного козырька, расположенной в вертикальной плоскости, проходящей через ось излучения секции светофора.