[发明专利]具有均匀光表面的交通信号灯

说明书

相关专利和申请交叉参考

本发明要求于2004年12月30日提交的题名为“均匀外观(uniform look)交通信号灯”的美国临时专利申请序列第60/640,421号的权益和于2005年5月19日提交的题名为“均匀外观交通信号灯”的美国临时专利申请序列第60/682,578号的权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明主要涉及光信号灯，更具体地说，涉及具有光学镜的发光二极管(LED)交通信号灯，该光学镜在整个发射表面上具有均匀的光强度。

背景技术

发光二极管(LED)信号灯(诸如LED交通信号灯、人行道信号灯、箭头信号灯、文字数字式(alphanumeric)信号灯等)显示出许多优于白炽灯的信号灯的优点。例如，与白炽灯相比，LED消耗更少的电能并且具有更长的寿命。更长的寿命通常可获得改进的可靠性和更低的维修成本。

传统的LED信号灯通常在阵列中使用多个LED来复制白炽灯的光输出。例如，将足够数量的LED结合在信号灯内来形成并且填满由信号灯显示的符号形状(例如，手、行人等)。然而，这种传统的信号灯通常不会形成均匀的光表面。结果是，可在光表面内辨认出一个或更多LED、或者来自每个LED的单个光点。这种信号灯经常被称为“点(dotted)信号灯”，并且会形成让人视觉上不舒服的显示形态。如果一个或多个LED烧坏，则可能在信号灯的外观上形成空缺。而且，如果LED在强度和颜色方面不是精密匹配的，则所获得的外观可能是非均质的。

通常每一代LED都比上一代更亮。其结果是，为了提供相对近似的光外观，在交通信号灯中需要更少的LED。使用更少的LED可以减少信号灯的成本。然而，使用更少的LED也可以增大将LED看成单个点源的可能性以及在非照明区域中形成不希望有的阴影的可能性。

发明内容

在本发明的一个方面中，举例说明了一种具有有助于提供均匀光分布的元件的LED信号灯。该LED信号灯包括壳体以及可操作地连接壳体的盖。至少一个LED位于至少一个电路板上，所述电路板固定在与盖相对的壳体上。光学镜与至少一个LED相邻设置，并且使由LED发射的光线改变方向，以通过盖提供均匀的光分布。

附图说明

附图仅用于说明实施例，而不应理解为限制权利要求。

图1示出了具有有助于产生均匀光分布的光学镜的示例性发光二极管(LED)信号灯。

图2示出了用于使从LED信号灯的LED发出的光改变方向的示例性光导管。

图3示出了被光导管改变方向的光线的示例性光迹。

图4示出了来自LED信号灯的LED的示例性的均匀光分布。

图5示出了来自传统光信号灯的示例性的不均匀光分布。

图6示出了用于加工LED信号灯的扩散窗的表面的示例性工具。

具体实施方式

图1说明了具有有助于提供均匀光分布的元件的发光二极管(LED)信号灯2(例如，手、行人、箭头等)。传统的LED信号灯通常不会产生均匀的光表面，并且其结果是，可以在光表面内辨认出传统光信号灯的一个或多个LED、或来自LED的单个光点，这会产生令人视觉上不舒服的外观。由LED信号灯2提供的均匀光分布减轻了这种视觉上不舒服的外观情况以及传统光信号灯的其它缺点，例如由于不运转的LED和/或减少LED的数量而形成的非照亮区域等。

LED信号灯2包括可操作地连接于盖6的壳体4。可以应用各种机构将壳体4和盖6连接在一起。例如，可以使用搭钩(snap)、螺钉、铆钉、粘合剂、固定螺钉、螺栓、胶带、金属线等中的一种或多种将壳体4与盖6连接在一起。如所描述的那样，盖6的一部分8可以搁置在壳体4的区域10中。该部分8与区域10之间的接触可以附加地和/或可选地帮助连接。可以使用密封件(未示出)和/或类似物来减轻物质(例如，水、尘土等污染物)在壳体4与盖6之间的接触点处进入到壳体4中。这种密封材料(例如，O形环、硅等)可以形成密闭的、或者气体密闭的密封，该密封基本上可以阻止任何环境物质。