CN200979103Y - 雾区道路双光源交通指示灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种道路交通指示装置，特别是雾区道路交通指示装置，具体为一种雾区道路双光源交通指示灯，其包含灯箱和固定于灯箱上方的太阳能光伏组件，灯箱包含以发光二极管为发光体的LED发光管组合面板和以可见光激光器为发光体的激光调制组件，位于灯箱内的蓄电池和控制电路；本实用新型根据二种光源的特性：LED发光管发射的光是发散型的光，在浓雾中穿透能力差，只能照射近距离，可见光激光器发射的光具有高定向性、高单色性和高相干性特性，在浓雾中穿透能力强，可以照射较远距离，在浓雾天气将二种光合理匹配，使之从0米到200米都能看到交通指示灯信号，从而达到诱导车辆安全行驶的效果。

Description

雾区道路双光源交通指示灯

技术领域

本实用新型涉及一种道路交通指示装置，特别是雾区道路交通指示装置，具体为一种雾区道路双光源交通指示灯。

背景技术

目前，在道路特别是高速公路上没有适用于雾区道路诱导指示的装置。现有的道路指示灯不外乎白炽灯、碘弧灯、萤光灯、LED发光二极管灯等，这些光源都是发散型光线，虽然发光点亮度很强，但在浓雾天气，经雾珠的吸收、发散，其亮度急剧下降，以致40米外已看不见灯光，失去指示灯引导驾驶员的作用。曾经有人试图以强光源为代价，实现远程(150-200米)显示的效果，暂不计其代价，虽然远距离让驾驶员看到了指示灯，但一旦接近(100-50米以下)光源，眩眼的强光让驾驶员睁不开眼睛迷失了方向，由于前述光源都是发散型的，驾驶员一路上只见强光，不见远距离指示灯。因此，这种方法也不可行。美、欧、日进行了一系列研究开发，分别开发了电子线路诱导系统、科学技术领域的互助系统和汽车综合控制系统，后来还利用GPS卫星导航系统和雷达避障系统，尽管上述系统在一定条件下都对交通有一定作用，但对运行状态中车辆的安全管理和控制尚有不足。事至今日，遇到雾天，交通管理部门还只能根据雾情通过情报板警示，并辅以人员上路疏导，雾情严重时，为确保人车安全，只能封闭匝道，导致交通堵塞、停运，造成交通秩序混乱和巨大经济损失。

发明内容

本实用新型针对目前雾区道路交通指示、诱导、管理缺少有效硬件装置的问题，提供一种将激光光源应用于雾区道路交通指示装置——雾区道路双光源交通指示灯。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种雾区道路双光源交通指示灯，将双光源交通指示灯间隔一定距离安装在道路二侧立柱上和(或)道路上方跨道路架设的龙门架上，显示道路二边轮廓线和前方引导线，以诱导车辆掌握准确安全的行驶方向和线路，双光源交通指示灯包括一个灯箱(1)或二个灯箱(1)(2)和固定于灯箱上方的太阳能光伏组件(3)，灯箱包含以LED发光二极管为发光体的发光管组合面板(4)，以可见光激光器为发光体的激光调制组件(5)，位于灯箱内的蓄电池(6)(7)和控制电路(8)(9)，控制电路采用符合太阳能光伏组件、免维护干式铅酸蓄电池和LED发光二极管组件及可见光激光器激发电源(14)要求的充电、放电、驱动、激发电路技术要求；控制电路同时采用无线遥控、遥测、报警、闭路接力传信，采样分析电路，以满足对交通道路管理要求；可见光激光调制组件包括可见光激光器(11)、激发电源、控制电路、发散透镜、发散角调节机构；发散角调节机构包括发散角调节镙杆(13)、连接件(15)、镜筒(10)、底盖(17)、旋钮(19)，通过发散角调节机构调节激光器与发散透镜的距离。

本实用新型采用的控制电路除无线遥控、遥测、报警、闭路接力传信、采样分析电路采用合作伙伴实用新型专利(申请号：200520127651.3、200510108343.0)外，其他的控制电路都是光电领域技术人员熟悉的和有标准电路可供选用的电路，即使无线控制部分，也不一定拘泥于一种方式，有多种可供选择的方案，应视具体交通道路地域环境条件而定。

本实用新型采用的二种光源在雾天、暴雨、沙尘等恶劣天气，能见度低的情况下，LED指示灯可视距离小于100米，甚至50米，而可见光激光指示灯可视距离控制在100米-200米范围内，二种指示灯远近衔接后，达到0-200米连续路标清晰可见的效果。

本实用新型采用可见光激光源，激光具有高定向性、高单色性和高相干性特点。用辐射光度学的术语描述，激光具有高亮度特点。其他光源都是非定向性的，向空间四面八方辐射，不能集中在确定的方向上发射到远方，而激光由于高定向性，可以在同样功率下，发射到很远的地方。从激光器辐射出来的可见光激光束是很细的一束光，虽然能发射到很远的地方，但在交通道路的一个横截面上，只是很小的一个光斑，驾驶员很难捕捉到这个光斑，因此，必须把这个光斑放大，使交通道路100米-200米长度内，交通道路行车道宽度内、离地面1米-2.5米高度范围内的任何一点，驾驶员都能看到可见光激光器辐射光源位置，同时应该强调指示，一个小而强的光斑，对驾驶员的眼睛是有害的，虽然短时间照射不会致盲，但不利驾驶员看清前方路标，为此，在激光束前方配置一个发散双凹透镜，一则将光斑放大到驾驶员视野要求的范围，二则将亮度减弱到人眼视觉合适的亮度，发散光斑的范围、亮度可以通过双凹透镜的焦距和发散角来实现。

本实用新型所述的雾区道路双光源交通指示灯具有如下特点：1、采用可见光激光的高定向性、高单色性和高相干性特性，能将同样功率的光辐射到比其他光源的光更远的地方，在浓雾、暴雨、沙尘等恶劣天气和环境条件下，能见度小于40米时，可见光激光束可以穿透雾珠、雨滴、沙粒照射到150米或200米以上的地方，即能见度大于150米或200米以上，这是其他光源无法实现的。2、激光以外的其他光源都是发散型的光源，向四面八方发射，大量能源都被无为浪费，而激光可以通过双凹透镜将全部光线调制到一个有效的光斑范围内，如方形、长方形、椭圆形、圆形光斑，对道路上行驶的车辆，可以控制光斑在一定距离(100-200米)、一定宽度(路面宽度)、一定高度范围(驾驶员在座位上眼睛高度，从小车1米到特大型车2.5米)，让驾驶员在这一段距离都能看到灯光、辨别道路轮廓，而其他方向没有或很少辐射，从而节约了能源。3、采用双光源，近距离发挥LED发光二极管灯光优点：灯光四射，远距离发挥可见光激光光斑优点：穿透距离远。让两种光源互相衔接匹配，从而解决了从0米到150米(或200米)距离内，驾驶员都能获得交通指示灯诱导，安全向前行驶。4、LED发光灯是目前电光效率最高的光源，比白炽灯转换效率高30倍，是最节能的光源，符合绿色环保的科学发展观。6、系统电源按直流12伏供电，使用安全。7、激光器和LED发光二极管比白炽灯、碘弧灯、萤光灯等寿命长10倍以上，维护成本低。8、太阳能光伏组件、干式铅酸蓄电池、激光器、LED灯、充电电路、放电电路、无线控制电路、激光调制系统以及安装柱、架、灯箱共同组成一个独立完整的双光源交通指示灯，无须缚埋电缆，安装方便、对环境条件无依赖，一旦损坏，对周边指示灯无牵连，维修方便。9、总之，双光源交通指示灯的使用，在道路能见度很差的气候条件下，能让驾驶员看清150米(或200米)范围内道路二侧的轮廓，在适当控制车速和保持车距情况下，安全行驶，保证道路畅通，有利于解决雾区道路交通诱导问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型灯箱内部件配置示意图；

图3为本实用新型可见光激光器为发光体的激光调制组件机构示意图；

图4为本实用新型雾区道路双光源交通指示灯在道路上布置参考方案图

图5为本实用新型可见光激光光斑和LED发光二极管组合面板辐射光场相互衔接形成的可视光区形象图；

具体实施方式

雾区道路双光源交通指示灯包括灯箱1和固定于灯箱上方的太阳能光伏组件3，灯箱包含以LED发光二极管为发光体的发光组合面板4、以可见橙黄色光激光器为发光体的激光调制组件5、位于灯箱内的免维护干式铅酸蓄电池6和控制电路8，控制电路包含太阳能光伏组件充电电路、蓄电池放电电路、LED发光二极管组合串联电压、电流分配电路、LED发光驱动电路、激光器激发供电电路、无线遥控电路、信号接受和发射电路、遥测电路、报警应答电路、闭路信号接力传信电路、采样分析电路，激光调制组件包含镜筒10和位于镜筒内激光器11、发散双凹透镜12、发散角调节螺杆13、激光器激发电源线14、连接件15、镜筒底盖17、手动旋钮19，激光器在镜筒内可沿着镜筒内壁的滑槽作直线前后运动，激光发射孔中心对准发散双凹透镜的轴心，其前后移动是由发散角调节螺杆推拉实现的，发散角调节螺杆置于镜筒底盖中心，与镜筒底盖中心的内螺纹匹配，通过顺时针方向旋转将激光器推向双凹透镜，反时针方向旋转将激光器拉离双凹透镜，从而调节激光束的发散角大小，连接件用螺钉16与激光器固定，用环型凹槽与发散角调节螺杆活动连接，螺杆外露端用螺钉20与手动旋钮固定连接，以LED发光二极管为发光体的发光管组合面板通过一组螺钉22固定在灯箱前端圆形孔内侧，紧贴内侧，组合面板是印刷电路板，印刷电路板上有四组对称的电源接线插座27，电源接线插座与LED驱动电路通过电源线和插柱连接。

将雾区道路双光源交通指示灯配置安装在高速公路上，其一例是在上行道和下行道二侧护栏板固定柱28沿线，每间隔50米各安装一套双光源交通指示灯28、281、282、283、284、285、286、287、288、289，每间隔一定距离，在道路上方龙门架29上，对准路面分道线安装一套双光源交通指示灯291、292，在高速公路弯道、分道口、并道口增加双光源交通指示灯安装密度，由此形成道路上行道和下行道的左侧护栏板沿线290和右侧护栏板沿线293二串双光源交通指示灯的轮廓及道路上前方二串双光源交通指示灯291、292的引导轨迹，供驾驶员参照掌握行车方向。

在浓雾条件下，LED灯光置于离路面2米位置30，其光辐射能见距离是从33到50的一个弧区，可见光激光也置于离地面2米位置30，选择适当度数的双凹透镜及调节适当发散角，其使光辐射范围从30-301到30-100圆锥区，从而保证二种光源的光束从离地面1米高度线311到2.5米高度线321范围，从0米到200米长度内，驾驶员均能捕捉到指示灯信息。

Claims (9)

1、一种雾区道路双光源交通指示灯，包含一个灯箱(1)或二个灯箱(1、2)和固定于灯箱上方的太阳能光伏组件(3)，灯箱包含以发光二极管为发光体的LED发光管组合面板(4)，以可见光激光器为发光体的激光调制组件(5)，位于一个灯箱内的蓄电池(6)或分别位于二个灯箱内的蓄电池(6、7)，位于一个灯箱内的控制电路(8)或分别位于二个灯箱内的控制电路(8、9)，其特征为：以发光二极管为发光体的LED发光管组合面板和以可见光激光器为发光体的调制组件共同组成一个雾区道路双光源交通指示灯。

2、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：以发光二极管为发光体的LED发光管组合面板和以可见光激光器为发光体的调制组件可以位于一个灯箱内(1)，也可以分别位于二个灯箱内(1、2)，由于LED发光光源的发散性和可见光激光光源的高定向性，决定了视觉的双光源效果。

3、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：可见光激光器为发光体的激光调制组件包含镜筒(10)、激光器(11)、发散透镜(12)、发散角调节螺杆(13)，可见光激光器(11)置于镜筒内，激光器在镜筒内可以沿镜筒内壁作前后直线移动，移动距离可在一定焦距范围内调节，发散透镜(14)固定在镜筒前端，发散角调节螺杆(13)，通过连接件(15)与激光器连接，连接件与激光器用固定螺钉(16)或焊接固定连接，发散角调节螺杆与连接件活动连接，镜筒底盖(17)用螺钉(18)固定在镜筒另一端，发散角调节螺杆与镜筒底盖中心内螺级匹配，发散角调节螺杆外露端开一楔口，可用楔子调节沿镜筒中心线前后移动，也可装一旋钮(19)用螺钉(20)固定在发散角调节螺杆外露端，激光调制组件镜筒用前后二组镙钉(21)固定在灯箱内，其发散透镜表面应与LED发光管组会面板平行或接近平行，激光器激发电源线(14)通过控制电路(8或9)与蓄电池(6或7)正极和负极对应连接。

4、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：可见光激光器为发光体的激光调制组件配置的发散透镜是平凹透镜或双凹透镜，透镜材质为光学透射性好的玻璃、水晶或其他材质。

5、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：可见光激光器发射的光波长从紫色到红色均可使用，雾区应用时选择穿雾性最好的波段为589nm左右的橙黄光，也可采用绿光、红光、蓝光等。

6、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：太阳能光伏组件，灯箱通过紧固件(23、24)安装于路边竖直钢管(25)上或高速公路二侧护栏板立柱(26)上，蓄电池和控制电路板用螺钉固定在灯箱内，灯箱一般用注塑件，也可用有色金属及其他材质。

7、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：LED发光二极管为发光体的发光管组合面板位于灯箱前端圆孔处，紧贴圆孔内侧，通过一组螺钉(22)与灯箱固定。

8、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：以可见光激光器为发光体的激光调制组件与其他发散型光源一种或一种以上组成多光源道路交通指示灯。

9、如权利要求1所述的雾区道路双光源交通指示灯，其特征为：闪烁方式发光，闪烁频率和持续时间可调，二种光源同时闪烁，也可交替闪烁。

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