專利名稱：Led信號(hào)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于LED的發(fā)光系統(tǒng)，尤其是交通信號(hào)燈。示例性實(shí)施例通過結(jié)合對(duì) 從諸如太陽(yáng)的外部光源接收到的光的反射進(jìn)行最小化而獲得特殊應(yīng)用。 一種途徑是利用一 個(gè)或多個(gè)回射器將外部產(chǎn)生的光反射回光源。另一種途徑是利用透鏡將外部產(chǎn)生的光導(dǎo)向 入信號(hào)燈殼體內(nèi)的孔中。
背景技術(shù)：
利用汽車、鐵路、車輛、水路、照明、和/或行人信號(hào)通過各種命令來(lái)管理汽車駕駛 員和行人。這些命令由具有特定顏色和/或形狀的照射光源提供，每一個(gè)特定顏色和/或 形狀均與一個(gè)指令相關(guān)聯(lián)。例如，發(fā)光二極管可以照亮為汽車駕駛員和行人指示命令的適 當(dāng)?shù)男盘?hào)燈。 為了提供清晰可見的信號(hào)，信號(hào)燈可以將光元件定位于反射基板上并進(jìn)一步使用 反射鏡對(duì)由照射光源所發(fā)出的光進(jìn)行導(dǎo)向。當(dāng)外部光(例如，來(lái)自太陽(yáng))進(jìn)入信號(hào)燈的前 面，就會(huì)被內(nèi)部反射面反射并且以一定的角度從信號(hào)燈射出到達(dá)汽車駕駛員和/或行人的 眼睛時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生交通信號(hào)燈的常見難題。 通過利用一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件將來(lái)自光源的光導(dǎo)向信號(hào)燈之外使得該問題更嚴(yán) 重。通常，照射光源產(chǎn)生的光經(jīng)由諸如透鏡，準(zhǔn)直儀，漫射器等光學(xué)元件被導(dǎo)向信號(hào)燈之外。 然而，同樣這些組件可以將外部產(chǎn)生的光沿著基本相同的路徑導(dǎo)向入信號(hào)燈中。以這種方 式，將從外部光源接收的光朝著通常位于信號(hào)燈后方的照射元件的方向?qū)?。然后，外部產(chǎn) 生的光進(jìn)一步被反射基板反射并沿著與照射光源產(chǎn)生的光的相同的路徑射出信號(hào)燈。以這 種方式，可以出現(xiàn)即使照射光源是不亮的但信號(hào)燈是亮的情形。 因此，將通過信號(hào)燈從外部光源接收到的光的反射最小化的系統(tǒng)和方法將是有利 的。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，發(fā)光裝置包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光的LED以及接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)LED的 光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直的透鏡。分布光學(xué)鏡(distribution optic)接收來(lái)自準(zhǔn)直透鏡的光并 以預(yù)定圖案對(duì)光進(jìn)行分布。光吸收/反射元件位于一個(gè)或多個(gè)LED附近的區(qū)域，以最小化 從外部光源接收到并從信號(hào)燈射出的光量。 在另一方面，LED交通信號(hào)燈包括后殼壁以及安裝在后殼壁上的LED陣列。透鏡 接收來(lái)自LED陣列的光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直，并且分布光學(xué)鏡接收來(lái)自透鏡的光并以預(yù)定圖案 對(duì)光進(jìn)行分布。會(huì)聚元件接收來(lái)自透鏡的外部光并將該光導(dǎo)向至后殼上的預(yù)定位置。
在又一方面，LED交通信號(hào)燈包括包含后殼壁的殼體。LED陣列安裝在后殼壁上并 且透鏡接收來(lái)自LED陣列的光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直。分布光學(xué)鏡接收來(lái)自透鏡的光并以根據(jù)規(guī) 范的圖案形式對(duì)光進(jìn)行分布。多個(gè)回射器安裝在后殼壁上并位于LED陣列之下，以接收外 部光并最小化與外部光相關(guān)聯(lián)的太陽(yáng)幻影效應(yīng)(sun phantomeffect)。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的LED交通信號(hào)燈的分解等軸視圖； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的用于LED交通信號(hào)燈的示例性透鏡；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的具有光吸收/反射元件陣列的LED交通 信號(hào)燈的側(cè)視圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的回射器； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的那些LED以及回射器元件陣列；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一方面的LED交通信號(hào)燈的側(cè)視圖，具有用于示出 信號(hào)燈內(nèi)的光傳播路徑的光線； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的具有光吸收元件的LED交通信號(hào)燈的部 件分解等軸視圖； 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個(gè)方面的具有光吸收元件的LED交通信號(hào)燈的分 解等軸視圖。
具體實(shí)施例方式
在描述發(fā)光系統(tǒng)的各個(gè)實(shí)施例時(shí)，通過使用相同或相似的參考標(biāo)號(hào)來(lái)描述每個(gè)實(shí) 施例的相同元件。 圖1示出了傳統(tǒng)LED交通信號(hào)燈100的部件分解圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管本文的 描述是關(guān)于傳統(tǒng)信號(hào)燈，但是它的許多特征與本發(fā)明是等同相關(guān)的。包括后壁104的殼體 支撐LED陣列。連接后壁104和透鏡110的中間殼體沒有示出。以這種方式，可以利用拉 環(huán)，搭鉤，或其他連接元件將信號(hào)燈機(jī)械地連在一起。 LED陣列106安裝在PCB 118上，該P(yáng)CB連接在給LED陣列106供電的電源上(未 示出)。PCB 118安裝在壁104上。在該示例中，LED布置成線性陣列，但是應(yīng)當(dāng)理解的是， 任何布置(例如，圓形，正方形，平行四邊形等)基本上都可以采用?？蛇x地，LED陣列106 可以直接地安裝在壁104上而不需要中間的PCB 118。傳統(tǒng)上，安裝LED陣列106的表面 (PCB或后殼壁)至少會(huì)提供有限的光反射屬性。 后壁104可以由熱傳導(dǎo)材料制成，以用作安裝在其上的LED陣列106的散熱片。可 選地或附加地，后壁104可以包括單獨(dú)的元件(未示出)以把熱量從LED陣列106帶走。
LED陣列106通過控制系統(tǒng)(未示出)提供能量以產(chǎn)生指揮行人和/或車輛交通 的光。LED陣列基本可以包括任何類型的LED裝置，例如，包括蝙蝠翼(batwing)式，側(cè)發(fā)射 器(side-emitter)式，朗伯(Lambertian)式。當(dāng)其有效時(shí)，LED陣列106經(jīng)由透鏡110和 分布光學(xué)鏡108傳播光并將光傳播到LED信號(hào)燈100的前方之外。LED陣列106發(fā)出的光 由透鏡IIO直接從LED接收并從中間殼體和其他表面以多個(gè)角度反射。透鏡IIO對(duì)光進(jìn)行 準(zhǔn)直，使得光基本上沿著與光射出透鏡110的表面典型地垂直的同一軸發(fā)出。透鏡110可 以是菲涅爾(Fresnel)透鏡。 相對(duì)于LED陣列106對(duì)分布光學(xué)鏡108和透鏡110進(jìn)行定向，以使得信號(hào)燈100 的光以特定圖案發(fā)出。這樣的定向可以使得信號(hào)燈100捕獲由LED陣列106發(fā)出的各種光 量并將其導(dǎo)入在信號(hào)燈100的表面上的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。不同的光分布圖案可以由根據(jù)一個(gè)或多個(gè)政府標(biāo)準(zhǔn)(例如，那些由美國(guó)國(guó)家公路與運(yùn)輸協(xié)會(huì)(AASHTO)、交通工程師協(xié)會(huì) (ITE)、國(guó)際電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)(NEMA)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)、歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì) (CENELEC)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)公布的標(biāo)準(zhǔn))的各種交通信號(hào)燈光發(fā)射規(guī)范來(lái)限定。
在一個(gè)實(shí)施例中，透鏡110包括多個(gè)準(zhǔn)直區(qū)域以提供在分布光學(xué)鏡108的表面上 基本均勻的輸出。分布光學(xué)鏡108可以具有帶圖案的內(nèi)或外表面來(lái)有選擇地分布來(lái)自透鏡 110的光。類似地，可以通過與分布光學(xué)鏡分離的遮蔽元件創(chuàng)建路徑?？蛇x地，或附加地，分 布光學(xué)鏡108可以定位于透鏡110和壁104之間以首先對(duì)光進(jìn)行圖案化。在另一個(gè)實(shí)施例 中，光的準(zhǔn)直和/或分布和/或圖案化可以通過單個(gè)光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)。 關(guān)于圖案化，分布光學(xué)鏡108的外表面可以在特定的方向上(例如，向上，向下等 等)將光導(dǎo)向信號(hào)燈外。在一個(gè)示例中，對(duì)于歐洲應(yīng)用，光經(jīng)由分布光學(xué)鏡108是優(yōu)選地橫 向和向下傳播的。在另一個(gè)示例中，對(duì)于如圖6所示的美國(guó)設(shè)計(jì)，光是橫向，向上和向下傳 播的。然而，本發(fā)明不局限于任何特定的光分布圖案。 雖然示出的透鏡110具有圓形結(jié)構(gòu)，但是包括方形，矩形(沿水平或豎直延長(zhǎng))和 橢圓形的任何形狀都是可行的。例如，鐵路應(yīng)用可以使用豎直延長(zhǎng)的矩形透鏡，因?yàn)樗枰?的水平觀察方位(aspect)是非常窄的(例如，通常是火車軌道的寬度)。高的豎直方位允 許在廣闊(wide，寬)的豎直范圍內(nèi)觀察信號(hào)燈，該廣闊的豎直范圍與在鐵軌或火車廂高度 (level)上靠近和遠(yuǎn)離信號(hào)燈的觀察位置相對(duì)應(yīng)。類似地，可以將車輛交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)成帶 有水平延長(zhǎng)的矩形透鏡以具有跨越多個(gè)交通車道的水平展開的寬度。可以利用光線跟蹤法 (例如，如圖6所示)計(jì)算分布光學(xué)鏡108和透鏡110的特定的光學(xué)分辨率。用于執(zhí)行光線 跟蹤法的適合的軟件(例如Optics Lab，OpTailX，Zemax等)在本領(lǐng)域是眾所周知的。透 鏡可以用例如丙烯酸樹脂，乙烯基，玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯和玻璃制成。
圖2示出了包括中心部分146和邊緣部分148的透鏡110的詳細(xì)視圖。在該實(shí)施 例中，透鏡110是菲涅爾透鏡，其可以在短距離內(nèi)對(duì)從光源發(fā)出的光進(jìn)行準(zhǔn)直。為了接收來(lái) 自不同角度的光并對(duì)其準(zhǔn)直，透鏡IIO包括從中心部分146至邊緣部分148發(fā)出(emanate) 的多個(gè)同心環(huán)。這些同心環(huán)中的三個(gè)同心環(huán)被示為環(huán)140，環(huán)142和環(huán)144。每部分的表面 角度隨著其到中心146的徑向距離增加而增加。因此，環(huán)144的表面角度大于環(huán)142的表 面角度。類似地，環(huán)142的表面角度大于環(huán)140的表面角度。以這種方式，光被準(zhǔn)直，使得 來(lái)自 一側(cè)上的光源的光以平行方式在另一側(cè)從透鏡110射出。 透鏡IIO包括多個(gè)可以是圓形的或者線性的準(zhǔn)直區(qū)域。每個(gè)準(zhǔn)直區(qū)域?qū)ζ涓髯缘?LED環(huán)或線性行發(fā)出的光進(jìn)行準(zhǔn)直。LED光圖案可以在環(huán)和行之內(nèi)以及環(huán)和行之間稍微地 重疊，以防止陰影，直線和/或環(huán)的出現(xiàn)。由于該重疊，單個(gè)LED 106的故障，或相鄰LED106 之間的LED 106輸出的變化將不能被觀察者識(shí)別。 再參見圖l，可以知道，由信號(hào)燈100從外部光源(例如太陽(yáng))接收的光可以產(chǎn)生 信號(hào)燈IOO被照亮但實(shí)際上其沒有點(diǎn)亮的現(xiàn)象。來(lái)自外部光源102的光可以通過分布光學(xué) 鏡108進(jìn)入LED信號(hào)燈100并被透鏡110會(huì)聚在后壁104上。導(dǎo)向在殼體后方的光基本上 可以從包含在其上的任何表面反射，不管這樣的表面是反射面還是漫射面。不論光照射的 表面的顏色如何，這種反射都可以發(fā)生。 —旦光從后壁104反射，透鏡110對(duì)光進(jìn)行準(zhǔn)直并且漫射器108將光線漫射，因?yàn)?該光沿著光路徑112從LED信號(hào)燈100射出。應(yīng)當(dāng)理解的是，光路徑112和光路徑102只是為了示例的目的，并且可以存在多個(gè)傳入和傳出的光路徑。然而，示例說(shuō)明了在光路徑102 上的外部光可以在光路徑112上從信號(hào)燈反射出，導(dǎo)致對(duì)信號(hào)燈的觀察者產(chǎn)生光的潛在幻影。 圖3示出了 LED信號(hào)燈100，諸如圖1所述的類型，但是進(jìn)一步包括位于LED陣列 106之下的區(qū)域212中的光吸收/反射元件214的陣列。區(qū)域212可以位于信號(hào)燈100內(nèi) 的任何位置并主要取決于分布光學(xué)鏡108和透鏡110的方向和形狀。另外，區(qū)域212優(yōu)選 地位于分布光學(xué)鏡108和透鏡110將外部光導(dǎo)向信號(hào)燈100內(nèi)的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，從外部光源102接收的光通過漫射器108和透鏡110在向下方 向上被折射/改變方向。以這種方式，外部光102被導(dǎo)向至正好位于LED陣列106之下的 區(qū)域212。通過將光吸收/反射元件214放置在一個(gè)或多個(gè)位置處(該位置是外部光102 被導(dǎo)向至的位置)，可以最小化從信號(hào)燈100反射出的外部光。 應(yīng)當(dāng)理解的是，光吸收/反射元件214可以具有反射和吸收屬性中的一種。在反射 功能中，每個(gè)光吸收/反射元件214均利用回射器(例如，三面直角棱鏡corner cube)幾 何結(jié)構(gòu)沿著與接收的光基本平行但方向相反的路徑反射所接收的光。因?yàn)榉瓷渌邮盏墓?的三個(gè)表面被布置為彼此垂直，所以產(chǎn)生該特定特征。以這種方式，所反射的光在與光源相 同的方向上導(dǎo)回而不是導(dǎo)向至觀察信號(hào)燈的人的眼睛。在吸收功能中，元件214可以由深 色(例如，黑色)材料制成以吸收所接收的光。該材料還可以具有特定屬性(例如，結(jié)構(gòu)， 密度等)以促進(jìn)光的吸收。例如，黑氈材料特別地有效。 可以基于許多因素(諸如外部光102的路徑，LED陣列106的數(shù)量，布置 (configuration,構(gòu)造)及位置，信號(hào)燈100的直徑，透鏡IIO和分布光學(xué)鏡108的方向等) 來(lái)選擇光吸收/反射元件214的數(shù)量，布置，和位置。這些光學(xué)特性對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 是公知的并且基于本文的教導(dǎo)，這些光學(xué)特性允許在殼體內(nèi)包含適當(dāng)數(shù)量和位置的吸收/ 反射元件。 光吸收/反射元件214減少信號(hào)燈的太陽(yáng)幻影效應(yīng)。太陽(yáng)幻影通常被定義為從信 號(hào)燈反射出的外部光量。太陽(yáng)幻影等級(jí)根據(jù)信號(hào)燈打開時(shí)的光輸出除以太陽(yáng)光以與法線成 10度角入射至透鏡時(shí)的光輸出的比率來(lái)測(cè)量。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，太陽(yáng)幻影的減小增加 了設(shè)計(jì)的選擇性，諸如通過利用更少的LED來(lái)滿足同樣的太陽(yáng)幻影等級(jí)以減少成本?？蛇x 地，可以利用相同數(shù)量的LED實(shí)現(xiàn)并獲得改善的太陽(yáng)幻影等級(jí)。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，越低的太陽(yáng) 幻影，照亮信號(hào)燈100以提供所需求的光輸出所需要的功率就越少。 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，光吸收/反射元件214是由鏡面材料制成的回射元件。元 件214具有例如修整成例如3， 4，或6邊形之一的立體角(cube corner)的形狀。元件214 被布置成陣列式，使得每個(gè)元件214與一個(gè)或多個(gè)不同的元件214接觸以消除其間的間隔。 可以利用六邊形的，正方形的，三角形的形狀來(lái)最優(yōu)化封裝效率。在該實(shí)施例中，每個(gè)元件 214的方向是彼此相同的。然而，這種方向不是至關(guān)重要的，因?yàn)樗皇菫榱搜刂獗唤邮?的同一軸將光重新導(dǎo)向。諸如光吸收/反射元件214的角反射器的特性可以實(shí)現(xiàn)這種反射 而不管所接收的光的軸。 每個(gè)元件214的大小典型地為0. 0625"至0. 25"。優(yōu)選地，元件214的陣列寬度稍 大于LED陣列106的寬度。然而，為了功能目的，只要元件214能裝配在信號(hào)燈100內(nèi)并不 阻擋從LED陣列106發(fā)出的光，這里就沒有大小限制。
元件214可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制造方法由注塑材料制成。注塑是一種普通的并且成本有 效的制造立體角回射器(例如元件214)的方式。然而，任何不透光的和/或鏡面的材料 (例如，金屬，玻璃，花崗巖等)都可以采用。 在光反射實(shí)施例中，光吸收/反射元件214優(yōu)選地沿著與外部光102相同或平行 的路徑112導(dǎo)向外部光102并從信號(hào)燈100射出。以這種方式，輸入的光102被直接反射 回光源(例如，太陽(yáng))，并且，因此不被返回到一個(gè)或多個(gè)行人或汽車駕駛員(不被他們看 到)。因?yàn)樗瓷涞墓饪梢圆槐挥^察到，所以不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)燈實(shí)際上沒有被照亮但看起來(lái)被 照亮的情形。 如圖4所示，光吸收/反射元件214被示出為立體角回射器400?；厣淦餮刂c 入射角方向平行但方向相反的矢量將波前(wavefront)反射回去?；厣淦?00包括在三個(gè) 不同的軸上相互垂直的第一表面402，第二表面404，和第三表面406。在該實(shí)施例中，表面 402， 404和406的各個(gè)周界是彼此相對(duì)垂直的并且是平的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，表面402， 404，和406的周界基本上可以是任何形狀(例如，橢圓形的，卵形的(oval)，平行四邊形的 等)。與表面402， 404和406其中之一相交的外部光的光線路徑是不相關(guān)的，因?yàn)檫@些表面 是彼此相互垂直的。 為了說(shuō)明原理，回射器400通過第一表面402沿著路徑410接收光。光沿著與路 徑410基本上垂直的路徑412從第一表面402反射到第二表面404。光沿著與路徑412基 本上垂直的路徑414從第二表面404反射到第三表面406。光沿著與路徑410基本上平行 但方向相反的路徑416被第三表面406反射。 光吸收/反射元件214可以被定向在與分布光學(xué)鏡108和透鏡110的方向和布置 和/或外部光的輸入路徑相對(duì)應(yīng)的位置上。只要光被接收到表面402，404，和406其中的任 何一個(gè)上，這種定向不是至關(guān)重要的，因?yàn)樗邮展馐茄刂惠S在相反方向上返回的，在 一個(gè)示例中，信號(hào)燈100安裝在固定結(jié)構(gòu)上，例如柱子，其中所需要的光的重新導(dǎo)向是在信 號(hào)燈100中心線以上。因此，在對(duì)外部光源位置的預(yù)測(cè)下，光吸收/反射元件214將在水平 線之上稍成角度。 圖5示出了光吸收/反射元件214的陣列450。在該實(shí)施例中，每個(gè)元件214是一 個(gè)回射器400，其中之一被指定在陣列450之內(nèi)。LED陣列106連接在PCB 118上?；厣淦?400并排放置以確保在陣列450內(nèi)基本上任何地方所接收的光沿著相同的軸在相反方向上 反射回去。 在一個(gè)可選的實(shí)施例中，圖7示出了信號(hào)燈500，其包含被設(shè)計(jì)為將輸入的外部光 重新導(dǎo)向到信號(hào)燈500內(nèi)的特定位置的多個(gè)元件214'。在一個(gè)示例中，該位置是殼(用來(lái) 捕獲外部光)后壁中的孔使得外部光能夠從信號(hào)燈500離開。在一個(gè)實(shí)施例中，孔510可 以由光吸收材料(未示出)圍繞以減少被反射的外部光量。 在信號(hào)燈500中，元件214'是反射鏡(或等同物)，其通過反射能夠?qū)蛩邮盏?光。元件214'可以定位于和/或定向于信號(hào)燈500內(nèi)基本任何位置。在一個(gè)示例中，元件 214'沿著由半徑516定義的圓周定位以限定孔510的范圍。半徑516可以基于信號(hào)燈500 的光學(xué)屬性而確定。這包括分布光學(xué)鏡108和透鏡110的大小，方向，位置以及類型。當(dāng)在 由半徑516定義的圓周上或圓周內(nèi)接收光時(shí)，光通過朝向孔510的一個(gè)或多個(gè)元件214反 射。分布光學(xué)鏡108和透鏡110可以將外部光指向與半徑516相關(guān)的特定區(qū)域，如上所述，而與外部光源到信號(hào)燈500的角度/方向無(wú)關(guān)。 在另一個(gè)實(shí)施例中，圖8示出了包括位于透鏡110和外殼后壁104之間的會(huì)聚元 件506的信號(hào)燈600。利用會(huì)聚元件506將入射其上的光通過會(huì)聚導(dǎo)向到特定的位置。在 一個(gè)示例中，會(huì)聚元件506是正透鏡，例如雙面凸的，平凸的，或凹凸的類型。
在一個(gè)實(shí)施例中，會(huì)聚元件506與光吸收/反射元件214和/或元件214' —起 使用。會(huì)聚元件的大小，位置，和方向可以至少部分地基于以下各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)燈 100的大小，透鏡110的類型，尺寸，方向和位置，分布光學(xué)鏡108的類型，大小，方向和安置 (placement)，以及透鏡110到LED陣列106的距離，如上所述。 參考示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。明顯地，閱讀和理解了前述詳細(xì)描述的 基礎(chǔ)上，其他人可以進(jìn)行各種修改和變更。目的是，只要這些修改和變更落入所附權(quán)利要求 及其等同物的范圍內(nèi)，示例性實(shí)施例應(yīng)當(dāng)解釋為包含所有這些修改和變更。
權(quán)利要求
一種信號(hào)燈，其包括一個(gè)或多個(gè)LED；透鏡，接收來(lái)自所述一個(gè)或多個(gè)LED的光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直；分布光學(xué)鏡，接收來(lái)自所述準(zhǔn)直透鏡的光并以預(yù)定圖案將所述光進(jìn)行分布；以及元件，位于所述一個(gè)或多個(gè)LED附近的區(qū)域以使從外部光源接收到的并射出信號(hào)燈的光量最小化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述分布光學(xué)鏡包括至少在外表面和內(nèi)表面 中的一個(gè)表面上的圖案以對(duì)所述光進(jìn)行分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述LED陣列安裝在基板上，并且所述基板安 裝在所述信號(hào)燈的后殼壁上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述元件包括至少一個(gè)回射器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)燈，其中，所述一個(gè)或多個(gè)回射器是由塑料構(gòu)成的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)燈，其中，所述元件包括并排形成陣列的多個(gè)回射器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述元件包括 孑L位于所述一個(gè)或多個(gè)LED附近；以及一個(gè)或多個(gè)反射元件，接收外部光并將所述光導(dǎo)向到所述孔中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)燈，其中，所述一個(gè)或多個(gè)反射元件沿著限定所述孔的 范圍的半徑進(jìn)行定位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述元件包括 孑L位于所述一個(gè)或多個(gè)LED附近；以及會(huì)聚元件，位于所述透鏡和所述后殼壁之間以將來(lái)自所述透鏡的外部光導(dǎo)向到所述孔中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的信號(hào)燈，其中，所述會(huì)聚元件是雙凸透鏡、平凸透鏡和凹凸 透鏡中的一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號(hào)燈，其中，所述回射器位于大于所述LED的陣列的陣列中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述元件安裝在位于所述一個(gè)或多個(gè)LED之 下的后殼壁上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)燈，其中，所述元件包括黑氈。
14. 一種LED交通信號(hào)燈，該信號(hào)燈包括 后殼壁；LED陣列，安裝在所述后殼壁上； 透鏡，接收來(lái)自所述LED陣列的光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直； 分布光學(xué)鏡，接收來(lái)自所述透鏡的光并以預(yù)定圖案分布所述光；以及 會(huì)聚元件，接收來(lái)自所述透鏡的外部光并將其導(dǎo)向至所述交通信號(hào)燈內(nèi)的光阱。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的交通信號(hào)燈，其中，所述會(huì)聚元件包括圍繞所述光阱的一 個(gè)或多個(gè)反射鏡。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的交通信號(hào)燈，其中，所述光阱為孔。
17. —種LED交通信號(hào)燈，該信號(hào)燈包括殼體，包括后殼壁；LED陣列，安裝在所述后殼壁上；透鏡，接收來(lái)自所述LED陣列的光并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)直；分布光學(xué)鏡，接收來(lái)自所述透鏡的光并以按照符合規(guī)范的圖案對(duì)所述光進(jìn)行分布；以及多個(gè)回射器，安裝在所述LED陣列之下的后殼壁上以接收外部光并將與外部光相關(guān)聯(lián) 的太陽(yáng)幻影效應(yīng)最小化。
18. —種信號(hào)燈，包括 殼體，包括后殼壁；發(fā)光的一個(gè)或多個(gè)LED，所述一個(gè)或多個(gè)LED安裝在所述殼體內(nèi)；信號(hào)燈光學(xué)鏡，安裝于所述殼體上并與所述一個(gè)或多個(gè)LED呈光接收關(guān)系，以便將LED發(fā)出的光引向所述信號(hào)燈的觀察者；以及光學(xué)裝置，安裝在所述殼體內(nèi)并位于所述一個(gè)或多個(gè)LED附近，所述光學(xué)裝置包括光重新導(dǎo)向元件，由此從所述殼體外部進(jìn)入所述信號(hào)燈的光至少部分被吸收，并且至少部分被重新導(dǎo)向從而不在從所述信號(hào)燈發(fā)出的LED光的軸上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的信號(hào)燈，其中，所述光學(xué)裝置經(jīng)由所述信號(hào)燈光學(xué)鏡將外 部光基本上沿著所述外部光進(jìn)入所述信號(hào)燈的軸重新導(dǎo)向到所述殼體外。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的信號(hào)燈，其中，所述光學(xué)裝置將外部光重新導(dǎo)向至光阱。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的信號(hào)燈，其中，所述光學(xué)裝置包括回射器。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的信號(hào)燈，其中，所述回射器包括三面直角棱鏡陣列。
全文摘要
一種信號(hào)燈，包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)光LED；以及透鏡，接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)LED的光并對(duì)光進(jìn)行準(zhǔn)直；分布光學(xué)鏡，接收來(lái)自準(zhǔn)直透鏡的光并按照規(guī)范以預(yù)定圖案對(duì)光進(jìn)行分布；光吸收/反射元件，位于一個(gè)或多個(gè)LED附近的區(qū)域以最小化從外部光源接收到并從信號(hào)燈射出的光。
文檔編號(hào)F21W111/02GK101737679SQ200910223639
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者伊登·迪比克, 馬克·J·邁爾 申請(qǐng)人:照明有限責(zé)任公司