br>[0053] 圖8示出了七條收集光纖到一個均勻化光纖的轉(zhuǎn)變的橫截面。
【具體實施方式】
[0054] 圖la、Ib分別不出了具有一個光源101 (圖la)和多個光源（圖Ib)的發(fā)光設(shè)備 100、發(fā)光設(shè)備200。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，每一個光源101的光由校準(zhǔn)透鏡102校準(zhǔn)，并且由經(jīng)分 區(qū)的分布器104在不同方向103a、103b、103c上分散。將經(jīng)分區(qū)的分布器104分為不同的 區(qū)105,每一個區(qū)102使經(jīng)校準(zhǔn)的光在不同方向103a、103b、103c中的一個方向上偏轉(zhuǎn)（在 圖IaUb中針對三個區(qū)域示范性地示出）。為了確保每一個光源103促成整個發(fā)光強度分 布模式，為每一個經(jīng)校準(zhǔn)的源提供了其自己的經(jīng)分區(qū)的分布器104。
[0055] 圖2示出了具有四個區(qū)21、22、23、24的經(jīng)分區(qū)的分布器104。每一個區(qū)21、22、 Z3、Z4在角度扇區(qū)（局部立體角）內(nèi)分散光，所述角度扇區(qū)小于發(fā)光設(shè)備100、發(fā)光設(shè)備200 的整個發(fā)光強度分布的立體角，如在圖2中所示出的（頂部圖示）。相鄰區(qū)Z1/Z2、Z2/Z3、 Z3/Z4的角度扇區(qū)重疊。在圖2的頂部圖示中示出了總發(fā)光強度分布（每一個區(qū)Zl、Z2、 Z3、Z4的貢獻的總和）。
[0056] 圖3示出了創(chuàng)造性的發(fā)光設(shè)備10的基本實施例。高亮度光源1發(fā)出光，所述光由 校準(zhǔn)設(shè)備2校準(zhǔn)，并且由微結(jié)構(gòu)分布器4分散在不同方向3a、3b、3c上。微結(jié)構(gòu)分布器4具 有微結(jié)構(gòu)表面，并且沒有示出不同的區(qū)。與經(jīng)分區(qū)的分布器104相反，圖la、lb、2中所示出 的微結(jié)構(gòu)分布器4的每一個任意宏觀部分以相同的方式促成整個發(fā)光強度分布（假設(shè)所述 部分是相同尺寸的并且由經(jīng)校準(zhǔn)的源以相同的強度來照明）。
[0057] 出于對比的原因，將微結(jié)構(gòu)分布器4虛擬地分為在尺寸上與圖2中所示出的微結(jié) 構(gòu)分布器104的不同區(qū)Zl、Z2、Z3、Z4相對應(yīng)的四個（不同尺寸的）"虛擬"宏觀部分S1、 32、53、54(參見圖4)。在圖4的頂部圖示中示出了"虛擬"宏觀部分31、52、53、54的單個 貢獻?？梢钥吹降氖?，相同立體角內(nèi)的相對發(fā)光強度分布對于全部宏觀部分SI、S2、S3、S4 是相同的，從而不同宏觀部分S1、S2、S3、S4的發(fā)光強度分布取決于部分S1、S2、S3、S4的尺 寸而變化（假定在校準(zhǔn)后分布器的均勻照明，其對于實際情況或許不是確切的情況）。與經(jīng) 分區(qū)的分布器相比，微結(jié)構(gòu)分布器的全部表面促成散射模式的總體，由此容許在不重新設(shè) 計分布器的情況下縮放發(fā)光設(shè)備10的直徑。而且，結(jié)合高亮度光源使用微結(jié)構(gòu)分布器容許 實現(xiàn)尖角的發(fā)光強度分布模式，引起有效的分布。
[0058] 高亮度光源與微結(jié)構(gòu)分布器的結(jié)合引起尖銳的發(fā)光強度分布，如在圖4的底部圖 示所示出的，而具有經(jīng)分區(qū)的分布器的發(fā)光設(shè)備1〇〇、發(fā)光設(shè)備200示出相當(dāng)平滑的發(fā)光強 度分布，如在圖2的頂部圖示中所示出的。
[0059] 出于對比的原因，圖2和圖4的發(fā)光強度分布圖示各自示出了對于相同立體角的 發(fā)光強度分布。然而，由于高亮度光源1的經(jīng)很好地校準(zhǔn)的束與微結(jié)構(gòu)分布器4的創(chuàng)造性 組合，可以獲得高的分布效率，由此容許在對于所有遇到的軌道結(jié)構(gòu)所需的放大的立體角 內(nèi)（例如，在〇? 7rd的立體角中）分散光。
[0060] 為了優(yōu)化效率，光學(xué)組件（光源、校準(zhǔn)設(shè)備）應(yīng)與期望的發(fā)光強度分布相匹配。
[0061] 圖5a不出了具有直徑h的光源1，光源的中心位于校準(zhǔn)設(shè)備2的焦點。取決于光 源1的直徑h，以發(fā)散S校準(zhǔn)由光源1發(fā)出的光。直徑越小，發(fā)散S越小，然而，直徑越小， 給定亮度的光源的源通量小越小。因此，必須針對期望的強度和特定發(fā)光強度分布的分辨 率做出折衷。為了有效率的光產(chǎn)量，光源1有利地應(yīng)滿足以下特性：
【主權(quán)項】
1. 一種交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)，包括： 至少一個光源（1、la、lb、lc), 校準(zhǔn)設(shè)備（2)，所述校準(zhǔn)設(shè)備（2)用于校準(zhǔn)由所述至少一個光源（l、la、lb、lc)發(fā)出的 光，配光設(shè)備，所述配光設(shè)備用于以特定發(fā)光強度分布在特定立體角內(nèi)分散經(jīng)校準(zhǔn)的光， 其特征在于： 所述光源（l、la、lb、lc)是高亮度光源，以及 所述配光設(shè)備是具有微結(jié)構(gòu)表面的微結(jié)構(gòu)分布器（4)，其中，所述微結(jié)構(gòu)分布器的每一 個相等尺寸的宏觀部分在所述整個特定立體角內(nèi)以相同的方式促成所述發(fā)光強度分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)，其特征在于：所述光源（1、1&、 lb、lc)是半導(dǎo)體光源，尤其是激光二極管或者高亮度LED。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)，其特征在于：所述 光源（l、la、lb、lc)的尺寸小于2f tanS，其中，f是所述校準(zhǔn)設(shè)備⑵的焦距，以及2S是 所指定的發(fā)光強度分布的強度在其內(nèi)部恒定的最小角度扇區(qū)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（20、30)，其特征在于：提供至 少兩個光源，尤其至少提供兩種不同類型的光源（la、lb、lc)，每一種類型發(fā)出不同顏色的 光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（20、30)，其特征在于：提供細(xì)長的光均勻化 設(shè)備，所述光均勻化設(shè)備用于由所述不同光源發(fā)出的光在進入校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)之前的空間疊 加，所述光均勻化設(shè)備包括光波導(dǎo)（6、6'），所述光波導(dǎo)（6、6'）具有用于將由所述光源（la、 lb、lc)發(fā)出的所述光耦合到所述波導(dǎo)（6、6'）中的輸入?yún)^(qū)域（16)和用于將疊加的光的束 耦合到所述波導(dǎo)（6、6'）之外的輸出區(qū)域（17)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（20、30)，其特征在于：所述波導(dǎo)（6、6'）的 形狀被配置為使得耦合到所述波導(dǎo)（6、6'）中的所述光在所述波導(dǎo)（6、6'）內(nèi)進行最少次 數(shù)的反射，尤其是至少2次。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（20、30)，其特征在于：所述波導(dǎo)（6、6'） 是光纖。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（20、30)，其特征在于：所述波 導(dǎo)（6、6'）的所述輸出區(qū)域位于所述校準(zhǔn)設(shè)備（2)的焦平面內(nèi)或者附近。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（30)，其特征在于：提供光學(xué) 監(jiān)控系統(tǒng)，所述光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)用于控制由所述光源（la、lb、lc)發(fā)出的所述光的強度級，所 述監(jiān)控系統(tǒng)包括控制設(shè)備（8)和至少一個光檢測器（9)，尤其是光電二極管，所述至少一個 光檢測器（9)用于在所述光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的至少一個特定位置處檢測光， 其中，所述控制設(shè)備（8)適合于同時操作所述光源（1&、113、1(3)，并且其中，所述控制設(shè) 備（8)適合于保持所檢測的光的預(yù)定的發(fā)光強度和顏色。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)，其特征在于： 將所述光源（l、la、lb、lc)放置在源外殼（18)內(nèi)，以及 將所述校準(zhǔn)設(shè)備（2)和所述微結(jié)構(gòu)分布器（4)放置在光頭外殼（14)中， 其中，所述電子外殼（15)與所述光頭外殼（14)彼此分離并且經(jīng)由光纖光學(xué)進行連接。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)，其特征在于： 提供IR吸收元件（13)，以及 提供IR光源（12)，所述IR光源用于以IR輻射所述照射IR吸收元件（13)。
12.針對鐵路信號應(yīng)用而在交通燈發(fā)光設(shè)備（10、20、30)中使用微結(jié)構(gòu)分布器（4)，所 述微結(jié)構(gòu)分布器（4)具有微結(jié)構(gòu)表面，從而所述微結(jié)構(gòu)表面的任意宏觀部分在所述整個特 定角中促成所述發(fā)光強度分布。
【專利摘要】一種交通燈發(fā)光設(shè)備，包括：至少一個光源；校準(zhǔn)設(shè)備，所述校準(zhǔn)設(shè)備用于校準(zhǔn)由所述至少一個光源發(fā)出的光；配光設(shè)備，所述配光設(shè)備用于以特定發(fā)光強度分布在特定立體角內(nèi)分散經(jīng)校準(zhǔn)的光；其特征在于：所述光源是高亮度光源，以及所述配光設(shè)備是具有微結(jié)構(gòu)表面的微結(jié)構(gòu)分布器，其中，所述微結(jié)構(gòu)分布器的每一個相等尺寸的宏觀部分在所述整個特定立體角內(nèi)以相同的方式促成所述發(fā)光強度分布。由此提供了低維護費用的交通燈發(fā)光設(shè)備，所述交通燈發(fā)光設(shè)備生成針對各種車尾裝置(右彎、左彎、直線)的均勻的光分布，而與觀看者的距離無關(guān)。
【IPC分類】G09F9-33, F21Y101-02, G08G1-095, G02B6-00, F21V5-04
【公開號】CN104662362
【申請?zhí)枴緾N201380047924
【發(fā)明人】C·拉臘, A·瓦爾穆特, H·約斯廷邁爾, R·恰爾內(nèi), B·盧瓦索, J-P·卡斯特拉
【申請人】塔萊斯德國有限責(zé)任公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年9月12日
【公告號】CA2882380A1, EP2708803A1, US20150185389, WO2014041099A2, WO2014041099A3