CN102971580A

CN102971580A - 高对比度的信号灯显示装置

Info

Publication number: CN102971580A
Application number: CN2009801620418A
Authority: CN
Inventors: 马塞尔·彼德·杰拉德·梅斯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2013-03-13
Also published as: CA2777773C; EP2491297B1; WO2011047739A1; EP2491297A1; CA2777773A1; EP2491297B8; RU2536586C2; US20120218754A1; US9966510B2; RU2012116035A

Abstract

本发明涉及一种信号灯显示装置，内含一个或多个显示可视信号或警告的发光器件，其中，在实际使用中，发光器件(1)的配置用于发出辐射光，光分布形成某空间立体角/多面角，多面角的中心线定义为发光器件(1)的光轴(Z)。发光装置(1)包括一个透明的壳体(3)和壳体(3)内布置的反射器(5)和发光件(7)，反射器(5)和发光件(7)其配置产生具有所说光分布的辐射。信号灯显示装置还包含遮光手段(10)，以相当数量布置在发光装置(1)一侧，其中所谓一侧是相对于光轴(Z)定义。其中当在光轴(z)方向投射到与光轴(z)垂直表面时，遮光手段(10)与发光器件(1)重叠。遮光手段(10)配置为发光装置单独遮光，在实际使用中，发光器件(1)出射的辐射至少部分方向大致平行于光轴(Z)。本发明还涉及到信号灯显示装置的各种实施例，尽管发光器件亮度低，但本发明提供了在相对于光轴(Z)低角度阳光情况下的高对比度。

Description

高对比度的信号灯显示装置

本发明领域

本发明涉及一种信号灯显示装置，内含一个或多个显示可视信号或警告的发光器件。本发明还涉及到在这种信号灯显示装置使用的遮光手段。本发明还进一步涉及到信号灯显示装置的各种实施例，如交通信号显示应用。本发明也涉及到包含这种信号灯显示装置的车辆。

发明背景

受低入射角阳光照射时，很难读取/看清（交通信号灯显示装置通常是立式安装）普通信号灯显示装置，如基于发光二极管（LED）的信号灯显示装置。所有廉价的普通塑料发光二极管，如3，5，8和10毫米的圆形或椭圆形发光二极管，只含一个嵌入式塑料透镜和内反光片，这种布置使出射光直接射向观察者（以+/-1到180度各种角度，取决于发光二极管型式是卧式还是立式）。但当太阳正好处于此特定发光二极管的光学视角时，发光二极管也反射阳光给观察者。标准发光二极管的反光高于白纸，从而很难产生正确的信号。只有高发光二极管电流和高发光二极管功率能够克服阳光的反射，但是这需要较高的初始投资且运行寿命较短。已报道有罩型发光二极管屏幕罩，但这限制了显示器的视角。罩型发光二极管屏幕罩的缺点是，只有当阳光相对于光轴的入射角比较大，如20度或以上时才有效。也已报告过更复杂的解决方案。

美国6249375B1号专利公开了一种多重灯色变化交通标志光学元件发明，光源特别是发光二极管（LED）至少有同轴配置在共同壳体内的一个会聚透镜和发散透镜。光源的出射光尽可能全部到达会聚透镜，汇聚成最好用光圈环绕的焦点（斑），再到发散透镜，按照一定的规格分散。适当规定发散透镜的折射率，使其出射光具有小角度特征，其折射角贝塔（β）小于给定范围的阿尔法（α）角。会聚透镜和发散透镜之间规定合理的距离尺寸，使入射角伽玛（γ）大于或等于极限角度阿尔法（α）的外部阳光被完全遮住，要么通过光圈，要么通过壳壁吸收，避免幻象光产生。

按美国6249375B1的可变信号交通标志也存在问题，该装置较复杂，因而价格昂贵。例如，每个发光二极管要求额外的壳体，一对透镜和光圈。此外，也要小心保持这些部件的相对位置。

发明内容

本发明的第一目标是提供一种不那么复杂也不那么昂贵的替代信号灯显示装置。本发明的第二目标是提供一种应用于这种装置的发光装置；本发明的第三目的是提供这种装置使用的遮光手段。

本发明包含几个独立项，分别描述了各种优点的实施例。

在首要方面，按照第一目标，本发明涉及到1号申请中的信号灯显示装置。

本发明的特效如下：配置遮光手段部分覆盖发光器件的光分布。必须指出，这是一种反直觉的措施，因为业内人生都知道，配置遮光手段意味着发光器件出射光很少。但是，本发明人发现在实际使用中，除了这种效果，遮光手段同时还减少反射到观察者的阳光，因为阳光与光轴呈某入射角入射，达到反光片后，在观察者的观察方向反射，在正常操作使用中反射方向与光轴大致平行。因此，尽管光输出水平较低，但观察者将体验更高的对比度，从而在低角度阳光的情况下将会更快、更清楚地观察到信号或警告。换句话说，本发明达到美国6249375B1号发明类似的效果，而且无需任何镜头或光圈。只需一个简单的盖或罩实现对发光器件光线部分遮光就足够了。本发明和之前发明之间的主要区别是，一个或多个发光器件，各配置遮光手段单独遮挡出射光。在之前发明的解决方案中存在整体遮光罩，遮挡所有发光器件入射光。首先，这并没有为发光器件单独遮光。其次，这些解决方案并不遮挡平行于观察方向（所以是观察者的方向）发光器件出射的辐射光部分。因为在实际使用中观察方向指的正常观察方向范围，这意味着一定距离处的观察者是从一个与光轴呈小角度的方向。并不意味着是在配置遮光手段（为每个发光器件）侧从一个方向上基本垂直于信号灯显示装置的位置观察该装置。

透明壳体上遮光位置和覆盖范围可以不同，只要阳光无法达到发光器件的反光片就行。本发明信号灯显示装置除了明显简单的优点外，还有其他重要的优势。更高的对比度可以减少流过发光器件的导引电流（环保/绿色解决方案）和延长发光器件的寿命，从而大大降低装置的成本。

换一种陈述方式可以说，在本发明，遮光手段与发光器件在光轴方向投射到垂直于光轴的表面上时发生重叠。

但是这里必须指出，在美国6249375B1号专利提出的解决方案，在外部镜头装置和光圈具有更高的光损失。本发明无需外部镜头，因此不会出现光损失；被遮光手段阻止的光线都有效使用。对在宽视角（例如从左边，从右侧或底部20-90度）下观察的近距离观察者，这特别有用。而所有超出额定角度的范围根本无法看到美国6249375B1号专利的镜头装置。相反，即使在低角度本发明也提供高对比度。换句话说，增加对比度补偿出光功率（亮度）下降，甚至在覆盖水平高达约80％，取决于发光器件类型（如发光二极管）！在装置的一种实施例中，遮光手段（如盖上的罩）在朝太阳一面将覆盖额定发光二极管视角约30％至50％（也称为半圆顶）。盖子罩还可以用来优化装置的视角。通常情况下，有盖的发光二极管视角（指亮度输出是50％时的角度）将比发光二极管的额定规格增加约30％！在讨论实施例时，假设信号灯显示装置在垂直方向（发光器件光轴在水平方向），即实质上在水平方向观察它。这样的取向一般用于交通信号灯显示装置。但是，必须指出的是，本发明具有更广泛的实用性。本发明提供在室外情况下的解决方案，不仅在明亮的阳光下阻碍标志的视觉，而且在此情况另一明亮的光源（这可能是在里面）也妨碍标志视觉。信号灯显示装置的取向并不只限于垂直方向。凡是出现“角”或“入射角”字样，这个角度都是相对于发光器件的光轴定义。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置允许对光分布的遮光度在1％和99％之间，最好介于30％和50％。发明人发现，有一个较大覆盖范围，其中对比度增加可补偿较低的光输出功率（亮度）。据观察，在上述范围内较大的子范围以下规则是有效的：覆盖范围越大，在与光轴呈小角度入射的阳光下观察者观察的对比度越高，即：达到反射器和向观察者反射的阳光越少，因而展示给观察者的信号或警告对比度增加。例如，实验表明，低角度阳光下（发光二极管的参考轴为+10度），发光二极管器件光分布一侧40％的覆盖率（在这种情况下发光二极管具有正常亮度的60％）减少低角度阳光反射16倍（从10,000到650Cd/m²），并提高相同发光二极管整体对比度至少有7倍。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置用于遮挡发出的辐射光，被遮挡光的方向落在以发光器件光轴为中心线的某立体角（或多面角）和围绕发光器件光轴的正常水平或垂直视角的范围内。即使在阳光从很小角度入射的情况下（如小于10度），这种实施例也提供了高对比度。遮挡在光轴方向和围绕光轴某立体角（由视角定义）的出射光，防止阳光到达反射器，即使太阳刚刚在地平线以上的位置，即入射角非常小的情况。

按照本发明，在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置用于对光分布的可调遮挡。通过在装置视角内（50％的角度）调整对光分布的遮挡，信号灯显示装置可依据特定季节，特定位置，一天中的特定时段，特定的视角或所需的出射光均匀性调整以适应具体情况。

对上面最后提到实施例的进一步变化是，光分布可调遮挡是自适应的，它取决于太阳入射的角度，其中随入射角减小而覆盖面增加，其中入射角的定义是相对于光轴。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置用于以不同于观察方向为入射光改向。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置用于散射入射阳光。这种实施例的第一变种中，遮光手段包括散射材料，在第二变种中遮光手段包括散射层。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段配置用于吸收入射阳光。这种实施例的第一变种中，遮光手段包括吸收材料，在第二变种中遮光手段包括吸收层。

专利申请No.5至7所界定的实施例及其变种的效果是相似的，即更少的光线将会反射到观察者，从而实现了更高的对比度。专利申请No.6和7中实施例的优势是它们在与光轴非常小入射角阳光下工作得更好。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段在面向反射器的内侧配置了另一个反射器，而此反射器配置用于把发光器件的出射光反射到第一反射器。第二反射器可以是在透明壳体外或遮光手段内提供的反射层，但它也可以位于其他地点。这种实施例是非常有利的，因为它解决了在覆盖发光器件时前面所述亮度较低的负面效果问题。本来已经失去的光线现在改向到反射器，至少部分反射到观察者。换句话说，亮度增加，从而进一步提高对比度。可以利用这种更高的对比度，以进一步降低发光器件驱动电流，甚至得到更长的寿命。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段包含对可见光不透明的封覆盖面具，其中覆盖面具是活动性附加在信号灯显示装置。覆盖面具可以独立于发光器件或信号灯显示装置生产和销售。此外，覆盖面具也能在传统发光器件上使用。换句话说，本发明就是为传统信号灯显示装置提供覆盖面具。为了实现这一点，必须为此信号灯显示装置设计可用的覆盖面具，即必须至少考虑的发光器件的位置，形状，大小和数量。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段包括直接在发光器件透明壳体上或内的遮光层，其中遮光层对可见光不透明。在此实施例发光器件根据本发明进行适应性调整。然后这种发光器件有不对称的光分布，安装在信号灯显示装置中必须考虑到光分布的方向。发光器件和遮光层的结合，形成一个可以单独出售的实体。本发明的实施就是用发明的发光器件取代现有装置中的发光器件。第一个变种是遮光层附加到现有的发光器件，可以是可拆卸地连接到后者。第二个变种中遮光层可能是发光器件的固定方式组成部分。在这种变异，遮光层沉积在透明壳体上作为制造过程的最后阶段，但它也可以涂在透明壳体内。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，遮光手段在面对观察者的一侧包含不反光的材料，最好在白天为深色。非反射的特性，可选地与深色遮光手段（但从前端可见）相结合，提高信号灯显示装置的对比度。遮光手段最好是黑色的。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，至少一个发光器件包括在实际使用中形成标志或符号的发光件阵列，每个发光器件各自包括各自的透明壳体、壳体内各自的反射器和各自的发光件，其中反射和发光件配置是为所指光产生相应的光辐射以及相应的光分布，遮光手段布置在每个发光器件的相应侧，为各遮光目的配置的遮光手段在实际使用中，至少部分发光器件出射的辐射光在大致平行于光轴的方向，其中，所谓“相应侧”定义是相对于光轴。为了产生标志或符号，多个发光器件配置成一个点阵，其中每一个发光器件作为像素。本发明也适用于这样的配置。必须指出，这里的发明显然有别于之前的作品，每个发光器件单独提供了遮光手段，这显然是与发光器件点阵共享罩不同。

按照本发明在信号灯显示装置的实施例中，至少一个发光器件包括一个发光二极管。发光二极管在信号灯显示应用中是通用的。然而，该发明不仅限于这种设备本身。任何具有发光件和反射器的发光器件在用于信号灯显示装置时，可能遭受同样的问题，本发明为此提供了一种解决方案。

按照本发明在信号灯显示装置的一个实施例，其构造是为了形成用于下列目的的某装置：公路侧标，交通灯，交通警示装置，铁路道口标志，路旁信号，高速公路信息装置，广告展示，车辆转向指示灯，汽车刹车灯，汽车尾灯和车辆导向灯。这里所说的应用都得益于在阳光与光轴呈入射角时更高的对比度。然而，本发明不仅限于这些应用。

在第二个方面，按照第二目的，本发明涉及在根据本发明的信号灯显示装置中使用的发光器件。该发光器件包含遮光手段。这种发光器件（如发光二极管）可以作为一个独立的实体出售，取代现有信号灯显示装置的发光二极管。

在第三个方面，按照第二个目的，本发明涉及在根据本发明的信号灯显示装置中使用的遮光手段。在此实施例中，遮光手段可以作为在传统信号灯显示装置附加件提供。这个实施例尤其有趣，其中一个发光二极管阵列共享作为遮光手段的覆盖面具。

在第四各方面，按照第三个目的，本发明涉及一种具有本发明的信号灯显示装置的车辆，如今，连车辆都提供发光二极管灯，即前灯，后灯和车辆转向灯。本发明也增加了这些信号灯显示装置对比度。因此可能会减少光输出功率（亮度），减少输入电流，从而节省了电力也因此节省了燃料。更重要的是，发光二极管灯的寿命可能会增加。

本发明这些和其他方面是直观的，并将参照以下所述的实施例阐明。

图纸简介

在图纸中：

图1a显示按之前作品的信号灯显示装置；

1b显示了按照本发明的信号灯显示装置实施例；

图2a至2c显示了根据本发明的信号灯显示装置三个不同实施例；

3显示了并排布置两个不同点阵发光二极管模块的照片，说明本发明的效果；

4a显示图3左点阵图发光二极管模块缩放视图，这是带传统的罩形面具；

4b显示图3右点阵图发光二极管模块缩放视图，这是带根据本发明的覆盖面具；

5显示了一个发光二极管点阵模块的照片，按照发明的实施例覆盖了覆盖面具；

6显示了图5的缩放视图；

7显示图5中所用覆盖面具的特写照片；

8显示了图7的缩放视图。

参考数字代码清单：

首选实施例的详细描述

为了方便讨论详细的实施例，定义了以下几个表述。

发光二极管信息/显示装置是在公共区域很常见的，如公路侧标，交通信号灯和预警装置，铁路道口和路旁的信号，高速公路信息装置（VMS），广告牌（视频）显示器，而且还有像汽车转弯指示器和制动灯/尾灯/导向灯。

受低入射角阳光照射时，很难读取/看清普通信号灯显示装置。所有廉价的普通塑料发光二极管，如3，5，8和10毫米的圆形或椭圆形发光二极管，只含一个嵌入式塑料透镜和内反光片，它们的布置使发光二极管的光电出射光直射向（以1到180度各种角度，取决于发光二极管型式是卧式还是立式）观察者。但当太阳正好处于此特定发光二极管的光学视角，发光二极管也反射阳光给观察者。标准发光二极管的反光高于白纸，从而很难产生正确的信号。只有高发光二极管电流和高发光二极管功率能够克服阳光的反射，但是这需要较高的初始投资且运行寿命较短。已报道有普通罩型发光二极管屏幕罩，但这限制了显示器的视角，只有当阳光相对于光轴的入射角30度以上时才有效。

发明人发现，发光二极管表面覆盖层提高了对比度，但事实上，发光二极管的亮度下降。本发明背后的原理是，环境的阳光不会达到发光二极管的光学焦点，因此它不能反射到观察者。发光二极管的一部分将被覆盖。可能有许多不同的覆盖面具。

图1a显示了一个之前作品的信号灯显示装置。在图1a中的信号灯显示装置包括一个发光二极管1，但为形成了一个标志或信号，它也可能包括发光二极管的点阵。单个发光二极管的原理仍然是相同的。在发光二极管包括一个透明的壳体3，其前端部分也可能作为一个发光二极管透镜。透明壳体3内有一个反射器5，一个发光件7，如发光二极管。发光件7连接于端子9，以便驱动电流通过发光件7。反射器5（这种实施例其中也有支架功能），发光件7和透明的壳体3合理配置，以便在操作使用中形成出射光束EL，它又在空间形成立体角。为这项发明的目的，这个立体角中心定义为（虚构）光轴Z。观察者的眼睛99定位在光学轴Z感知所出射的光束EL。在阴天或黑暗条件下，图1a信号灯显示装置工作令人满意。然而，当有太阳Sn时，与光学轴Z小角度阳光SL的辐射下，这部分太阳光SL可能会达到反射器5，并反射到观察者的眼睛99。由于反射器5良好的反射特性，反射阳光RSL可以很容易达到高于出射光EL发光亮度的亮度水平。因此，观察者眼睛99感知的标志或信号对比度恶化，或可能根本不再感知标志或信号。

图1b显示了根据本发明的信号灯显示装置的一个实施例。在根据本发明的这种信号灯显示装置，不同于图1a，透明的壳体3上提供遮光手段10。在此实施例中，遮光手段10是一个盖子。必须指出的是，只画出了盖10与纸平面的横截面。在现实中盖10是三维形状的物体，它在发光二极管1表面覆盖较多部分。盖10可以在发光二极管厂已加入（每个发光二极管内嵌入式），或以面罩，薄膜，树脂，胶，塑料，金属或其他覆盖形式加载发光二极管1上或上方的壳体/组件中。盖10将部分（1-99％）遮挡发光二极管1的正常仰视角和/或侧视角（视线）。虽然盖10减少了光电亮度输出，但将极大地改善对比度，因为遮挡太阳/环境光SL，从而提高了低角度阳光下的能见度。实验表明，40％遮光的（在线）覆盖面具（发光二极管只具有无覆盖面具正常亮度的60％）可以提高信号标志对比度7倍以上。该装置的能见度提高。这种改善也可能用于减少驱动电流，从而提高发光二极管乃至装置的预期寿命。

在本发明，当在光轴方向投射到垂直于光轴的表面，遮光手段（如覆盖面具）与发光器件重叠。在本发明可以使用任何一种覆盖面具形状，但建议盖的形状像发光二极管前表面的球体形状，因为它会在各个方向衍射环境光，不聚焦和反射光线到观察者的眼睛99。为了不让它们反射到达观察者的眼睛99，有三个主要选项：1）入射光SL散射（在各个方向），2）在观察方向以外的其他方向反射入射光SL，和3）吸收入射光SL。第三个选项也可以结合第一或第二个选项。通过选择遮光手段10的主要原料成分，可实现反射/吸收/衍射特性，但也可把具有这些属性的其他材料层加到遮光手段10上。

图1b中有图示说明反射阳光RSL′，被改向到非射向观察者眼睛的其他方向。这可说明一些发明实施例所依据的散射原理以及其他发明实施例的反射原理。此外，在图1b中一些阳光SL只是简单地停留在盖10，这说明吸收的原理。为了达到盖10的吸收效果，最好是深色，白天为黑色更是最好。图1b也说明有一部分阳光SL′达到发光二极管，但穿过反射器。这部分阳光SL′不会损害信号灯显示装置的对比度。

图1b中提供的遮光手段10直接在透明的壳体3上，但是这是没有必要的。最重要的是发光二极管1光分布模式如何被部分遮光。在这里，必须注意到，之前先进的解决方案，以最大限度地提高了发光二极管的光输出，但绝对不遮挡被射向观察者的光！显然，为了防止太阳光达到透明壳体3中的反射器5，最好是提供遮光手段10，尽量靠近发光二极管或者甚至装到其内。这可能对冷却目的也是有利的，即发光二极管和遮光手段10之间的空气流动。

图2a至2c显示了按照发明的三个不同信号灯显示装置的实施例。它们图解说明发光二极管1前端视图和侧视图，并按照盖10不同的实现方式。图2a给出了盖10和发光二极管1，遮挡约30％的光分布。图2b说明的盖10和发光二极管1遮挡约10％的光分布。图2c说明了一个有盖的发光二极管1，遮挡约60％的光分布。在所有三个实施例中，覆盖面具都在发光二极管1的顶边，这一面是发光二极管1在其应用中选择面向太阳Sn的。一个覆盖面较大的覆盖面具10导致较小的发光二极管1亮度。然而，这也使得装置更兼容更小角度入射太阳光SL。发明背后的诀窍是，部分遮光分布的同时也防止入射光到达反射器。

必须指出，这两个图2a和2c说明覆盖面具10，它也覆盖到XY平面上的围绕光轴投影面积。这样做的好处是，光轴的角度几乎是零时，仍有可以接受的对比度（用于交通信号的情况，这符合一个垂直方向的信号灯显示装置，而太阳Sn正好在地平线以上）。在这种情况下，阳光仍然受覆盖面具10围绕光轴Z的面积延伸部分遮挡。这些实施例在覆盖面具10是暗或黑色而具有散射前表面的情况下是特别有利的。

图3显示了两个并排布置不同点阵发光二极管模块的照片，这说明本发明的效果。图4a显示图3左点阵图发光二极管模块缩放视图，这是带传统的罩形面具；这是带传统罩式面具型。图4b显示图3右点阵图发光二极管模块缩放视图，这是带根据本发明的覆盖面具；这是根据本发明的覆盖面具型。这些图显示点阵发光二极管模块的例子，有5毫米发光二极管间距为10毫米，发光二极管模块在光学轴角10°的140.000LUX光源照射下。左侧模块（图4a）是一个标准版本的罩式面具（罩点高出每个发光二极管约4毫米）。右边的模块的本发明的示例，覆盖面具10覆盖发光二极管面向太阳一侧的40％。在这两个模块中，都是红色发光二极管闪耀。右侧覆盖面具的红色发光二极管在R1，R2，R3三个区域都是可见的，而左边罩形面具根本都是不可见的。这是因为发光二极管反射器中强大的环境光线反射。

图5显示了一个发光二极管点阵模块照片，用按照本发明实施例的覆盖面具覆盖。图6显示了图5的缩放视图；.照片也是显示的5毫米发光二极管覆盖40％的例子，与图3和4中所用覆盖面具一样。此照片清楚地表明覆盖面具10如何以类似的方式覆盖每个单独的发光二极管，即所有光线分布以大致相同的导向。许多种最常见的材料如铝（压铸）或聚碳酸酯（注塑）可以制成覆盖面具。但是，必须强调，该发明不局限于任何特定的材料。

图7显示图5中所用覆盖面具的特写照片；图8显示了图7的缩放视图。7.这张照片上，可见盖的前端表面符合发光二极管的轮廓，而且表面是用散射材料。这两个方面并不是本发明的本质，但已被证明可向观察者提供非常高的对比度。在图8的缩放视图可以观察到接收发光二极管的开口2。

该发明的好处和变化是多方面的。这里列出了其中一些。

-本发明提供了相同的电流下显着增强的对比度（在测试中验证超过了7倍，但批量生产时可能可以达到超过20倍的对比度改善。

-本发明的实施例提供更长的运行寿命（发光二极管的寿命一般依据发光二极管电流的平方（I2），因此低10倍的发光二极管电流意味着高100倍的寿命，这意味着几乎无任何老化）。

-更长的寿命意味着更长维护时间间隔，甚至无需维护。

-可以实现高达90％的电流/功耗降低，这也意味着降低了运行成本。

-本发明提供了比发光二极管指定视角更广的横向和纵向视角。在短距离时整个发光二极管都可见-可以通过发光二极管的侧面看见芯片。

-发明的信号灯显示装置中，视角和发光二极管亮度均匀性可以通过正确的覆盖侧/角度调整。

-如果光污染是不允许的（在城市路边信号），则可做左斜或右斜的发光二极管。

-本发明提供了节约成本的优点，因为无光学镜头要求。

-本发明提供结构简单，易于制造，成本低的优点。

-本发明是具备光效的；其他之前的发明装置带镜头，光学组合可吸收50％的光（发光二极管所有有用的可见光）。

-本发明带发光二极管的实施例构成极长寿命的真正固态解决方案。

-本发明的信号灯显示装置实施例中，结冰的影响甚微，即不能损害固态发光二极管，即，如果水渗入装置（裂缝），外部的镜头装置可能会被损坏。

-本发明的信号灯显示装置是耐海水（海水对外部基于镜头的装置具有很大的影响）。

-因为没有镜片，本发明的信号灯显示装置受到来自内部的污染较少，即经过几年后光的输出不会减少。

-本发明的信号灯显示装置是环保的，因为功耗低。

-根据本发明的覆盖面具可以保护LED防止物品冲击损害和破坏（路标），即覆盖面具是一种保护性的半圆顶。

-在根据本发明的覆盖面具，将更好地保持发光二极管免遭冰雪。

-发光二极管覆盖防止太阳紫外线直射，因此镜头的透明树脂（环氧树脂或硅胶）几年里不会轻易老化/变黄。

-在本发明信号灯显示装置，光污染大大减少，即只有下斜的光线下出射，而上斜的光线受遮挡，这在城市和军事战术指标/火炬灯是有用的。

-在遮光手段上使用内部反射罩或内部第二反射罩的实施例（如水银蒸汽镜或只是白色油漆），为短程能见度可以提高垂直俯视角。

根据本发明的信号灯显示装置，发光二极管以及遮光手段可能有各种变化（变种），与申请发明的范围不可分离。

从而本发明提供了一个信号灯显示装置，内含一个或多个显示可视信号或警告给观察者的发光器件1。其中，在实际使用中，发光器件1的配置用于发出辐射光，光分布形成某空间立体角/多面角，多面角的中心线定义为发光器件1的光学Z轴。发光装置1包括一个透明的壳体3和壳体3内布置的反射器5和发光件7，反射器5和发光件7其配置产生具有所说光分布的辐射。信号灯显示装置还包括遮光手段10，以相当数量布置在发光装置1一侧。遮光手段10配置为发光装置单独遮光，在实际使用中，发光器件（1）出射的辐射至少部分方向大致平行于光轴Z，其中所谓一侧是相对于光轴Z定义。本发明进一步提供了这样信号灯显示装置的各种应用。尽管发光器件亮度低，但本发明提供了在相对于光轴Z低角度阳光情况下的高对比度。

本发明可广泛应用于各种应用领域。例如，该发明可广泛应用于：

1、符合欧盟和其他国家EN12966标准的VMS装置（公路和高速公路的可变信息标志）。

2、使用在公共交通乘客信息装置（巴士站，电车和火车到达时间等信息）的平台显示。

3、一般室外发光二极管信息/广告显示器（视频和文字）。

4、铁路信号和道口信号。

5、交通灯信号头（如3色信号头），行人信号灯和其他交通信号。

6、汽车及其他道路车辆的转向/制动指示器。

7、城市停车导向装置（显示全满/空，以及可用停车位数）。

8、公车/火车的目的地显示器（滚动显示）。

9、自由空间光通信装置（FSO）

10、用在防窃系统保护和入侵检测装置的光学（如红外线）活动光束检测装置。

11、从天空不可见的军事隐形战斗机灯/指示器。

12、所有其他发光二极管室内和室外指示，信息，信号和显示装置。

在未来极有可能有更多的应用领域将被发现。

应当指出的是，上述实施例说明而不是限制本发明，并且，在本领域中的技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离在所述权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何参考符号不应被解释为限制权利要求。使用动词“包括”及其变形不排除在权利要求中所陈述的以外的元素或步骤的存在。冠词“一”或“一个”前一个元素的存在下，不排除多个这样的元件。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件和通过适当编程的计算机实现。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置的几个可以由一个相同项目的硬件实施。记载某些措施在相互不同的从属权利要求中的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。在整个图中，类似的或相应的特征由相同的附图标记或标签表示。

Claims

1.一个信号灯显示装置，内含一个或多个显示可视信号或警告给观察者(99)的发光器件(1)，其中，在实际使用中，发光器件(1)的配置用于发出辐射光，光分布形成某空间立体角/多面角，多面角的中心线定义为发光器件(1)的光轴(Z)，其中信号灯显示装置配置就是为观察者(99)观察；其中，发光器件(1)包括一个透明的壳体(3)和壳体(3)内布置的反射器(5)和发光件(7)，反射器(5)和发光件(7)其配置产生具有所说光分布的辐射。

其中，信号灯显示装置还包含遮光手段(10)，以相当数量布置在发光器件(1)一侧，其中所谓一侧是相对于光轴(Z)定义，其中当在光轴(z)方向投射到与光轴(z)垂直表面时，遮光手段(10)与发光器件(1)重叠，遮光手段(10)配置为发光器件单独遮光，在实际使用中，发光器件(1)出射的辐射至少部分方向大致平行于光轴(Z)。

2.在1号申请中的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)配置1％和99％之间的遮光，最好遮掉介于30％和50％的光分布。

3.在1或2号申请，其中遮光的手段(10)配置用于遮挡发出的辐射光，被遮挡光的方向落在以发光器件(1)光轴(Z)为中心线的某立体角(或多面角)和围绕发光器件光轴的正常水平或垂直视角的范围内。

4.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中配置遮光的手段(10)可调地遮挡光分布。

5.任何一个之前专利申请中申请的遮光手段，其中光分布的可调遮挡是自适应的，它取决于太阳入射光的角度，其中的覆盖面随入射角的降低而增加，其中入射角是相对于光轴定义的。

6.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)配置用于把入射太阳光该向到与观察者(99)观察方向不同方向。

7.1至3号申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)配置为散射入射光。

8.1至3号申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)配置为吸收入射光。

9.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)在朝反射器(5)的里侧提供了进一步的反射器，其中进一步反射器(第二反射器)配置用于朝反射器(5)反射发光器件(1)出射的辐射光线。

10.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)包括对可见光不透明的覆盖面具，其中覆盖面具附加于信号灯显示装置上，可以拆卸。

11.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)包括一个遮光层，直接配置于发光器件(1)的透明壳体(3)内或上，其中遮光层为可见光不透明的。

12.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中遮光手段(10)在面对观察者(99)的那一侧包括不反光材料，最好在白天深色。

13.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中至少有一个发光器件是一组发光器件(1)组成，足以在实际使用中形成标志或符号，

其中每个发光器件(1)各自包括各自的透明壳体(3)、壳体内各自的反射器(5)和各自的发光件(7)，其中反射器(5)和发光件配置(7)是为所指光产生相应的光辐射以及相应的光分布，其中发光器件(1)以相同的方式取向，以便各自的光轴大致平行运行，

其中遮光手段(10)以相当数量布置在每个发光器件(1)相应发光件(1)的相应侧，其中，所谓“相应侧”定义是相对于光轴(Z)，其中当在光学轴(z)方向投射到表面光轴(Z)垂直面时遮光手段(10)与发光器件(1)重叠，其中遮光手段(10)个别遮光式配置，在实际使用中，至少有一部分由发光器件(1)所出射的辐射是以大致平行于光轴(z)的方向。

14.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中至少有一个发光器件(1)包括一个发光二极管。

15.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，构造形成从下述一组选择的装置，包括：公路侧标，交通灯，交通警示装置，铁路道口标志，路旁信号，高速公路信息装置，广告展示，车辆转向指示灯，汽车刹车灯，汽车尾灯和车辆导向灯。

16.任何一个之前专利申请中申请的信号灯显示装置，其中的发光器件包括遮光手段(10)。

17.上述1至16条专利申请中申请的信号灯显示装置所用的遮光手段。

18.上述1至16条专利申请中申请的含信号灯显示装置的车辆。