LED背投式主动发光指路标志的研发

LED背投式主动发光指路标志研发与应用丁伯林1 2,马健霄1,刘干2,周德凯1（1、南京林业大学汽车与交通工程学院江苏南京210037；2.南京赛康交通安全科技股份有限公司江苏南京210037.）摘要:本文分析研究了一种新型发光道路交通标志-LED背投式主动发光指路标志的设计，采用LED阵列作为背光源透过正面镂空的铝制型材和棱镜型反光膜发光，最后粘贴显示字形的深色反光膜，白天完全保留了逆反射标志的性能，夜间主动发光节能环保。

LED背投式主动发光道路交通标属于内照式发光标志的一种，不同于传统的逆反射标志和点阵式主动发光标志，将LED背光技术应用在交通标志领域是一种新的技术尝试。

采用LED阵列背光源透过反光膜后的形式发光，部分LED失效后不会影响标志的整体亮度几乎无影响。

大面积LED失效后会造成发光字部分明暗不一，但是只会影响标志的美观程度，正面显示的内容只由反光膜字样确定不受背光影响，安全可靠。

此类标志亮度均匀、无眩光，能够起到主动显示交通信息、警示驾驶员、降低交通事故发生率的作用，而且色泽均匀、视认效果好，还能够起到亮化、美化城市的作用。

关键词：LED背投式主动发光指路标志；LED背光源:主动发光；内照式发光标志The development and application of LED rear projection self-luminousguide signDing, Bolin12Ma, Jianxiao1 Liu, Gan2Zhou, Dekai1(1.College of Automobile and Traffic Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China；2.Nanjing SKY Traffic SafetyTechnology Stock CO.,LTD Nanjing, Jiangsu 210037,China.)Abstract: Light rear projection guide sign is a type of internally illuminated traffic sign which falls under the category of self-luminous signs. Unlike conventional retro-reflective signs and dot matrix self-luminous signs, the use of LED backlighting technology in traffic sign design and manufacturing is a new attempt in this field. The backlight is formed by series of LED arrays and the light is projected through the reflective film. Failure of partial LED bulbs won’t have noticeable influence on the overall brightness and readability. LED failure on larger area of the backlight will lead to uneven brightness on different parts of the luminous signage. Only the appearance would be affected evidently. The displayed signage is determined by the text/content which is formed by the digital-cut reflective film and is not affected by the backlighting. The design has a higher tolerance to light source (LED bulbs) malfunctioning. This type of sign provides high brightness & uniformity without glare which displays road information & instructions and warns the drivers better. It reduces accident rate. The high brightness & uniformity also brings good visibility and readability. The sign can also play a role in lightening and landscaping of the city.Keywords: LED rear projection self-luminous guide sign, LED backlight, self-luminous, internally light-emitting sign, internally illuminated sign0 引言我国道路交通标志行业起步晚，上世纪80年代末开始采用反光膜材料制作道路交通标志。

公路平安生命防护工程产品技术手册2021年1月16日1、执行标准：（1）《LED主动发光道路交通标志》（国标报批稿）（2）《太阳能道路交通标志》（公安部标准GA/T580-2005）（3）《交通标志与标线》（国标GB5768-2020）2、经常使用规格：（1）指路标志：1500mm×2500mm，2000mm×4000mm，2500mm×4000mm；（2）指示标志：600mm×800mm，1000mm×2000mm，1200mm×2400mm；（3）禁令标志：Ø800 mm、Ø1000 mm、Ø1200 mm；（4）警告标志：三角700 mm、三角900 mm、三角1100 mm3、核心技术（1）压降分析式光控技术：通过度析太阳能板周边光照强度阻碍下的电压转变值来自动开启/关闭标志发光单元，在阴天或雾霾环境中具有极高的灵敏度。

（2）像素视觉融合性技术：基于光折射测算理论，开发特殊发光筒罩，对间距、光强、筒向进行统一设置，使标志整体发光面像素视觉融合，达到最正确光学模式。

4、产品创新优势（1）标志不仅保留一般逆反射标志的功能，同时图形、文字、轮廓具有主动发光功能。

（2）标志发光单元具有光穿透性，在夜晚或恶劣天气中具有极强的视认性，能大大提高路段交通参与者对交通标志信息的获知度，提升道路建设者对路段交通平安的期望。

（3）标志外形美观，发光像素柔和，视觉融合，匹配亮化城市主题。

5、适用条件：周边具有光照条件，或市政电网接口。

6、产品图例1、执行标准：（1）《LED主动发光道路交通标志》（国标报批稿）（2）《太阳能道路交通标志》（公安部标准GA/T580-2005）（3）《LED 背投式主动发光道路交通标志》（企业标准Q/320204 SKJT 004-2021）（4）《交通标志与标线》（国标GB5768-2020）2、经常使用规格：（1）指路标志：1500mm×2500mm，2000mm×4000mm，2500mm×4000mm；（2）指示标志：600mm×800mm，1000mm×2000mm，1200mm×2400mm；3、核心技术（1）压降分析式光控技术：通过度析太阳能板周边光照强度阻碍下的电压转变值来自动开启/关闭标志发光单元，在阴天或雾霾环境中具有极高的灵敏度。

专利名称：LED面发光道路交通标志牌专利类型：发明专利
发明人：包士祥
申请号：CN201010018164.9
申请日：20100119
公开号：CN101777292A
公开日：
20100714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了LED面发光道路交通标志牌，包括底板，其特征在于：底板的前端设置有有机导光板，有机导光板的前端设置有面板，面板上设置有道路交通标志指示膜，所述的底板、有机导光板、面板和道路交通标志指示膜的外围设置有外围防护层，在正对着有机导光板的外围防护层的内壁上设置有若干个LED光源。

本发明为一种能在外界光线很差的情况下，发光效果非常显著，并且制作成本较低、能耗较小、无刺眼现象，并且在LED光源断电时同样能实现指示道路交通的作用的采用LED进行发光指示的道路交通标志牌。

申请人：包士祥
地址：215600 江苏省张家港市杨舍镇花园浜三村16-2幢202室
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。

随着我国道路交通建设的日新月异，包括道路交通标志在内的交通安全设施行业已经成为国民经济的重要组成部分，自发光标志牌生产厂家，是支撑道路交通安全管理向前发展的永续不可缺少的产业。

在欧盟提出的道路交通事故零损失理念和目标中，通过创新技术实现主动预防道路交通事故的发生或减轻事故损伤，是至为重要的措施。

我国的道路交通安全管理技术起步较晚，与道路建设和路网形成规模速度不相匹配，自发光标志牌原理，一定程度上很难保障交通参与者的生命财产安全。

通过对道路交通标志等基础设施的研究创新，是夯实道路交通安全管理工作的有力保证，具有极其重要的社会经济效益和民生保障作用。

反光膜采用的是高分子化工材料和树脂粘合技术，使用寿命具有不稳定和不持续性，在道路上经常可以看见反光失效的现象。

在一些潮湿寒冷的环境下，自发光标志牌厂家，产生的板面结露也会给交通标志带来视认模糊。

这些都是直接或间接性的交通安全隐患，需要我们去认知。

在美国、欧洲、日本等发达国家，早已经清楚上述的逆反射技术视认缺陷，他们更加重视道路交通安全设施的基础性研究，通过增加外部照明系统、应用LED主动发光技术去满足了交通标志在全天候气象条件下的视认功能，甘肃自发光标志牌，保障交通安全和畅通。

美国得克萨斯州交通研究院（Teaxs Aamp;M Transportation Institute，简称TTI）早已经有研究证明道路交通标志视认性与交通事故之间的必然联系，视认性较差的交通标志，往往会因为交通参与者错误判断或无法判断信息而诱发交通事故；通过提供更加良好视认性的交通标志，能够及早预防和减少不必要的交通事故。

产品标准化的形成环境存在困难。

我国的道路交通标志实施的是强制性国家标准，即《道路交通标志和标线》（GB 5768 ）。

至今也仅仅是开了一个口子“道路交通标志的光学模式有逆反射式、发光式、照明式”。

而主动发光式道路交通标志的工艺、设计、设置、验收等规范在该标准中几乎没有提及，标准依旧主要是介绍逆反射式道路交通标志技术。

LED主动发光背透式（指路标志）
明亮柔和让城市更美丽
技术创新优势
※整体产品采用了基于反光膜文字图形的背透光技术，在不影响交通标志最基本的逆反射性能下，同时拥有了主动发光的光学性能，使得交通标志的视认不再受供电、光源条件的约束。

※整体产品采用了基于LED发光二极管的面光源技术，将光强度极高的LED点光源透过反光膜转换为面光源，LED发光二极管特有的冷光、穿透性提高了文字图形的亮度和视觉效果，能够满足交通标志在动态环境中被远距离视认。

※整体产品采用了基于导光板的节能、高亮技术，仅仅使用了较少数量的LED发光二极管，实现较高的亮度，超过10平方米面积的标志用电仅相当于150W电灯功率。

执行标准：Q/3201 SKJT 001-2014
《LED背透式主动发光道路交通标志》。

供电方式：电网接入(推荐)，太阳能与风能互补。

工作电压：接入220V,输出18V。

视认距离：动态不小于210m;静态不小于250m。

光源材料：白色冷光型LED发光二极管、导光板。

反光材料：微棱镜可透光反光膜。

标志结构：铝合金板材、型材，箱体厚度≤60mm。

使用寿命：5-10年。

文字高度：≥350mm。

单位重量：28KG/㎡±3KG(质量与发光部分所占的比例有关)。

主动发光标志简介 选择有源发光标志，LED光源和反射材料进⾏布局，主动发光标志的光源本⾝可以满⾜全天候环境条件下标志信息的识别。

它也分为点矩阵显⽰发光符号和⾯板显⽰发光符号。

点阵显⽰发光标志分为外部型和内部型，⾯板显⽰发光标志分为全透明型和半透明型。

出现格⼦，分为外部和内部。

选择⼀种Phoenix光学透镜，将LED封装在标牌表⾯，然后根据⽂字笔划和图形归纳法将其连续且密集地放置，以显⽰标牌的信息内容，这称为外点。

矩阵显⽰发光标志；在不损坏招牌外部反射数据的情况下，选择LED定向光源板，由招牌的⽂字笔划和图形引起的预设圆孔是由来⾃显⽰器的光透射形成的招牌的信息内容。

反向反射数据，称为内置点矩阵显⽰发光符号。

外部类型应符合GB / t31446-2015 led有源轻型道路交通标志。

⾯板显⽰，分为半透明和全透明。

在不破坏标识表⾯反射数据的条件下，选择具有等距布珠混合光定向技术的LED光源板进⾏光源转换，将⾼清标识的信息内容通过穿过反射数据反⾯的光线显⽰。

仅徽标的⽂字笔划和图形具有透光性，称为半透明⾯板显⽰发光标志；徽标的底板，⽂字笔划和图形具有透光性，称为全透明⾯板显⽰发光标志。

⾯板展⽰应符合中国安全专业协会的集体标准“⾯板展⽰活动发光交通标志”（T / CISA 001-2018）。

⾃动发光交通标志，也称为LED发光交通标志，可以使⽤太阳能，风能，还可以通过电压转换连接到城市电⼒。

指国家标准GB 5768-2009道路交通标志语⾳符号中规定的主动发光⽅式的警告标志，指⽰标志，⽅向标志，禁⽌标志，辅助标志，建筑物保护等交通标志，以及⾃主开发的LED光源交通标志产品。

道路交通信号灯⾃动信号灯已于2009年获得国家标准化委员会的正式批准。

起草⼯作已由交通部公路科学研究所和南京赛康交通运输有限公司完成。

该国家法规将于2012年正式颁布实施。

该标准有望成为世界上第⼀个有源发光交通标志国家标准。

⾃动发光交通标志是道路交通标志⾏业的⼀项技术创新。

主动发光交通标志牌制作工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊主动发光交通标志牌的制作工艺，这可真是个有意思的事儿呢！你想想看，那些在路上闪闪发光的交通标志牌，就像是黑夜中的小太阳，给我们指引着方向。

那它们到底是怎么被制作出来的呢？首先得有好的材料呀，就像做饭得有新鲜的食材一样。

这材料得结实耐用，能经得住风吹日晒雨淋。

然后就是设计啦，这可不能马虎，得让标志清晰易懂，让人一眼就能明白啥意思。

接下来就是制作的关键步骤啦！就好像盖房子得一砖一瓦地垒起来一样。

得把那些材料精心地加工、组合，让它们变成一个完美的整体。

这可不是随随便便就能搞定的，得有技术，有耐心。

工人师傅们就像艺术家一样，在那仔细雕琢着每一个细节。

哎呀，你说他们得多厉害呀！他们得把那些小小的零件都安装得恰到好处，让标志牌能稳稳地立在那里，给大家服务。

制作过程中还得注意很多小细节呢，比如说颜色得正，亮度得合适。

这就好比化妆，得化得恰到好处，不能太浓也不能太淡。

不然，司机们看不清可就麻烦啦！等标志牌做好了，还得经过严格的检验，就像我们考试一样，得及格了才能过关。

只有合格的标志牌才能被放到路上，为大家服务呀。

你说这主动发光交通标志牌的制作工艺是不是很神奇？就像变魔术一样，把一堆材料变成了能给我们指引方向的宝贝。

咱再想想，如果没有这些精心制作的交通标志牌，那路上得乱成啥样呀？司机们都不知道该往哪儿走，那不就糟糕啦！所以呀，可别小瞧了这小小的标志牌，它背后可是凝聚了好多人的心血和努力呢！咱平时在路上看到这些标志牌的时候，是不是应该心怀感激呀？感谢那些默默付出的人们，是他们让我们的出行更加安全、更加顺畅。

反正我觉得这主动发光交通标志牌的制作工艺真的是太了不起啦！它让我们的生活变得更加有序，更加美好。

你们说是不是呢？。

主动发光让更多的生命受益于道路交通标志产业升级——写在全国实施公路安全生命防护工程之际赛康交安：刘干道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息的交通管理设施，其主要功能：体现道路交通安全法则的效力；明确交通行为规范；调节道路交通流量和提高通行能力；降低交通事故发生率，保障交通安全畅通。

随着人口、车辆、道路与经济水平的同步发展，道路交通标志已经与人们的生活紧密相关，是交通参与者无时不刻、必不可少的信息和安全工具。

最原始的道路交通标志，通常使用颜料、油漆、木材、铁皮制成，仅仅能够进行简单的良好视线状态下近距离识别。

20世纪初，董祺芳博士（美籍华裔）发明并研制了反光膜技术，应用于道路交通标志制造业，工艺和功能得到显著提升。

尤其是在夜间，强烈的车辆“远光灯”照射到交通标志板面反光膜材料，产生定向回归（逆反射）光源，使得车辆的驾驶人能够远距离识认信息内容。

近一个世纪以来，全球的道路环境依赖着逆反射原理的交通标志制造技术。

但该技术的缺陷也显而易见，车辆的“远光灯”会导致灯光区的非机动车和行人处于视觉盲区，而不打开或不具备“远光灯”条件的交通参与者在黑暗状态下无法识别标志信息内容，交通秩序和安全因此产生多重隐患。

在中国，道路交通标志和标线的相关国家标准GB5768最早发布于1986年，于1999年第一次修订，完全采用了反光膜技术。

直到2009年第二次修订，增加了主动发光式、照明式两种光学模式的道路交通标志。

而事实上，存在着明显功能缺陷的反光膜技术的道路交通标志，在几乎所有的公路上沿用至今。

1962年，通用电气开发出LED发光二极管。

LED的高亮、高寿命、低压、低能耗优点，早已经被广泛应用于与道路交通标志类似的户外广告标识制造业。

随着太阳能、风能等新能源技术的日益成熟，将反光膜与LED技术相结合，利用新能源，开发出一种适用于任意公路环境的主动发光道路交通标志，必将提高道路交通安全管理水平，有利于公路安全和生命防从技术角度看，太阳能、风能等新能源的广泛普及，LED高亮度、低能耗的实用性，应用于道路交通标志完全可行。

LED主动发光标志两种发光标志的区别，1、内置式发光标志是与广告灯箱比较相似的产品，采用最新的透光型反光膜材料，辅以广告行业等离子雕刻技术，利用光源投射原理，使得交通标志的文字部分在夜晚透出柔和光线。

不足之处是有产品特性(只限于白色文字)、功率较大，不支持太阳能供电，安装位置需要有市电电源。

2、内置式发光标志，就是当前我们南京市所有发光标志的代表，这种产品与普通交通标志几乎一样，没有安装地点的指定，采用太阳能供电方式，对产品内容没有限制，无论禁令、警告、各种图案以及文字都可以采用点光源方式来达到发光效果。

南京赛康交通实业有限公司的新产品：在交通标志史上也是产业革命，既保留了传统标志的逆反射功能，也实现了产品的最大化创新，此类标志适合市电供电，优点是文字部分实现了面光源发光，整体视觉柔和;缺点是功率较大，正常10平方牌子需要约4000颗LED，折合功率是120W，暂不适合太阳能供电，另外制作工艺程序复杂，需要对文字进行CAD制图和等离子雕刻，因光源投射科学原理，对产品厚度有严格要求(产品标准厚度6厘米)，在规格上，如果不能按企业自定标准生产，则需要原材料订货时间的支撑，比如3000*4000的规格12平方的牌子，在制作这种标志时，因必须保持CAD制图和等离子雕刻的标准性，需要使用1020*2020的铝板才能来雕刻，而金属板材类的国家标准1000*2000，这时就需要和铝板供应商定制生产原材料来满足我们的要求，正常的定制生产时间是7--10天交货，我们生产时间是3--5天，那么在客户需要这类标准规格的内置发光标志时，我们的生产交货期正常是15日内。

如果客户同意按企业标准，通常3000*4000的规格的牌子，我们制作后的规格是2940*3960毫米。

同样，我们可以使用金属板材类的国家标准1000*2000规格材料时，就减少了定制材料的时间，那么我们的交货期就是3--5天，因为一个净面积问题，在定制原材料和现有原材料上，交货时间相差是很大的。