CN100390837C - 基于内部照明的标志设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种照明单元(28)，用于内部照明标志设备(1)中，显示标志区域中表示某种固定信息的图案。该照明单元(28)包括用于安装光源(38)的光边界结构(33)。该光边界结构(33)具有标志区域承载侧(16)，该标志区域承载侧具有表示要显示的信息的所述图案，该光边界结构还具有由至少一种高反射率材料制成的内表面，从而增加从光源(38)传播到所述标志区域的光量。

Description

基于内部照明的标志设备
技术领域
本发明一般属于标志设备的领域，涉及基于内部照明的标志设备。本发明作为室外标志设备尤其有用，例如房号标志。
发明背景
室内和室外照明标志是公知的设备，广泛用于指向、广告和其它用途等领域，一般安装在很多人能够看见的公共场所。许多标志需要在夜间可见，这通常通过在内部照亮显示在标志牌上的信息(标志)来实现。多种技术可用于构建具有大致均匀照明的标识的标志设备。
大多数的这种传统设备使用荧光灯管或白炽灯作为光源，其特征在于所产生的光线最大以360°传播。使用这种光源的灯箱通常装备有反射镜和漫射镜，以防止产生过分高于平均亮度的“热点”和区域，并使照射到前面板的内表面上的光线获得均匀的分布。这导致从设备的含有标志的前面板的前面朝观察者发出的光量急剧减少。
现在已经开发并公开了使用发光二极管(LED)作为光源的内部照明标志设备，例如美国专利No.5,105,568、5,539,623、5,388,357、5,729,925和4,952,023。根据US5,105,568，多个LED沿着文本信息的所有部分(字符)排列，高反射率的元件安装在标志面板的内表面上的选定区域内。根据US4,952,023，在灯箱内光朝标志面板传播的光路中使用了反射镜。
照明的房屋标志通常安装在房屋的外面，以显示家族姓氏和/或房号和街道名称。这种标志要定价合理并适于大量生产。这种标志设备也需要能够定制，以便具有独特的家族姓氏和/或特定的房号。通常，这可以通过如下方式来实现：使照明箱足够大到能够包容若干字符和/或数字，使用提供了足够的字符和/或数字而产生特定标志(地址和/或名称)的罩子。在工作时，该罩子覆盖照明箱，产生显示预期房号、地址或家族姓氏的标志。
发明内容
在本领域中需要改善基于内部照明的标志设备的工作，这可以通过提供新颖的照明单元、电源单元和使用这些的标志设备来实现。
在本领域中也需要不必特殊制造而定制的模块化房屋标志设备。
标志设备需要可以由购买者无需专家的帮助而自己装配。它们也需要能够抵抗环境的侵蚀，例如日晒、潮湿和雨淋等，以保证连续和可靠的工作。
本发明的设备通过使从给定光源到达标志区域的光量最大化、有效使用太阳能电池板、简单装配设备内定制的标志区域，从而提供了标志区域的有效的内部照明。
从而根据本发明的一个方面提供了一种照明单元，其用于内部照明的标志设备，显示标志区域内表示某些固定信息的图案，该照明单元包括可以在其上安装光源的光边界结构，其中，所述光边界结构具有承载所述图案的标志区域承载侧，并具有由至少一种高反射率材料制成的内表面，从而增加了从光源传播到所述标志区域的光量。
光边界结构定义了光容纳容器(空间)。这种容器可以制成类似箱子的形状(即所谓的“灯箱”)。应该理解这里所用的术语“灯箱”表示封闭结构，只要其定义了至少一个标志承载侧，并根据要显示的所述信息形成图案，其可以或不必是矩形截面，可以或不必是整体的。这种标志图案是由被不透明区域围绕的半透明区域形成的，在标志承载侧的内表面，其被高反射区域围绕。
例如，这种光边界结构可以是六面箱，其(一或两部分)具有四或五个面的框架(刚性的或柔性的，或带状)，可分别连接在一个标志承载侧或两个相对的标志承载侧上。至于这种六面箱的侧壁，其可以具有平的或弯曲的表面(如由两个或多个具有锐角或截角的面组成)。
这里所用的术语“高反射率材料”表示高漫射(散射)的材料或镜面反射材料。
光源优选包含至少一个发光二极管(LED)，其优选安装在标志承载侧一侧。例如，一个或多个LED可以安装在六个面的光边界结构的侧壁上。
标志承载侧可以可移动地安装在光边界结构上。由此，所选的标志区域能够被安装在照明单元中。
标志承载侧的组成如下：第一面板，其根据要显示的信息而形成图案，并在内表面上具有高反射区域；第二面板，其面对第一面板的内表面。在这种情况下，第二面板由半透明材料制成。第一面板可以可移动地安装在光边界结构的标志承载侧的第二面板上。光边界结构可以是由该第二面板和安装在其上的框架组成的两部分结构。
标志承载侧的内表面中的高反射材料优选为漫射性的，标志承载侧之外的其它内表面优选为镜面反射的。
根据本发明的另一个方面，提供了一种内部照明的标志设备，其在标志区域内显示表示某些固定信息的图案，该设备包括具有在其上可以安装光源的光边界结构的照明单元，所述光边界结构具有标志区域承载侧，以及由至少一种高反射材料制成的内表面，从而增加了从光源传播到所述标志区域的光量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种内部照明的标志设备，其在标志区域内显示表示某些固定信息的图案，该设备包括具有在其上可以安装光源的光边界结构的照明单元，其中，光边界结构是封闭结构，由两个标志区域承载侧组成，所述结构的内表面含有至少一种高反射率材料，从而增加了从光源传播到每个标志区域的光量。
该标志设备优选包括具有可与光源连接的电池组的电源。该电源优选包括用于控制电池组工作的开关电路。
该开关电路可含有可在工作和不工作位置之间转换的连接器，因而，当在工作位置时，连接器启动电池组，当位于不工作位置时，防止电池组启动，从而当不使用设备时可以断开电池组。
该开关电路可以包括电池充电电路，其可选择性地把电池组和光源断开，和/或使电池组充电，此时开关电路包括限制太阳能电池电路所产生的电压，从而向电池组提供预期输入电压的限压电路。开关电路优选包括电流调节电路，以提供通过光源的恒定电流。
因此，根据本发明的另一个方面，提供了一种用于内部照明的标志设备的电源，以向光源提供能源，该电源包括电池组和控制电池组工作的开关电路，其提供至少一种下述效果：选择性地使电池组与光源连接或断开；对电池组进行充电；向光源提供恒定电流。
附图说明
为理解本发明并显示出如何在实践上实施本发明，下面将参考附图通过只是非限定性的示例来描述优选实施例，图中：
图1显示了作为房号标志设备的根据本发明的标志设备；
图2更加具体地显示了图1的设备的照明和电源单元的构造；
图3显示了根据本发明的照明单元中光传播的图解；
图4显示了适用于本发明的照明单元的标志区域承载侧或板；
图5A到5B显示了适于本发明的电源单元的电子线路；以及
图6显示了根据本发明的双面标志设备。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的内部照明标志设备1。在本示例中，设备1是房号标志设备，但应该理解其可以是这种使用了标志区域(即表示某些固定信息的特定图案，在该特定示例中为数字“9”)的内部照明的任何室外或室内标志设备。另外，该标志设备使用了基于太阳能电池的电源。
设备1包括两个不同功能的单元，照明单元28和电源单元30，它们容纳在同一个壳体中，在本示例中，该壳体由前框架结构10和后盖12组成。壳体(其框架10)在其上部具有窗口14，通过它可以观察到标志区域承载板16。通过把面板16插入窗口14能够把面板16可移动地安装在设备1中，例如通过轨道18。为了把设备1固定在承载面22(如房屋墙壁)上，框架10具有一个或多个孔20(本特定示例中有两个这样的孔)。在框架10的下部是另外一个窗口24，通过该窗口暴露着太阳能电池板26(具有一个或多个太阳能电池)。
照明单元28(也称为“灯箱”)布置在壳体的上部，电源单元30布置在壳体的下部。后面将阐述灯箱28和电源单元30的工作。应该理解本发明并不限于使用两部分壳体、刚性框架以及照明和电源单元布置在设备的上部和下部的这个特定示例，本发明可以使用任何其它适当的布置。例如，照明和电源单元可以安装在彼此相连的单独壳体中，或者这些功能单元的元件可以集成到同一个单元中。
在本特定示例中，标志设备1使用基于太阳能的电源，因此，该设备具有弯曲的表面或至少是弯曲的前表面(例如“开口V型”或拱形)。因此，当使用该设备时，即，适当地固定在支撑面上，标志区域承载板被暴露给观察者，而太阳能板朝上倾斜(相对于垂直平面)，以收集更多的地球太阳辐射(与其垂直位置相比)。优选地，灯箱28或至少是标志区域承载板16稍微向前翘起(即，相对于垂直平面倾斜)，以减少直射阳光的闪耀。
应该注意到在图1的本特定示例中，设备1是单面的标志设备(仅在一个面上有标志区域)。当使用双面的标志设备时，该设备应该被设计为把其侧壁安装到支撑面上。下面将参考图6进一步更加详细地描述双面标志设备的构造。一般来说，对于标志设备而言，其还可以是不同于箱形的任何形状，只要其定义了用作灯的容器并具有标志区域承载面的封闭结构。
如图1进一步所示，壳体(其框架10)的一个面上具有凹坑32，在对侧优选也具有相应的凸起(未显示)。凹坑和凸起的布置可以把设备1连接到一个或两个相似的设备上，每个都可单独工作，以显示其自身的信息，从而产生模块化的显示多符号信息的标志结构。
应该理解通过提供适当的凹坑和凸起布置，可以在几个独立的标志设备(模块)之间进行多种连接组合，以产生不同的标志，诸如直的和/或对角的图案标志等。也应该理解提供凹坑和凸起是可选的，还可以有任何其它的布置来提供模块化的标志结构。作为选择，使用这种布置不是强制性的，可以按照用户和将要显示的信息所定义的适当顺序把单独的设备相邻地固定在支撑面上。
根据本发明的照明单元28被设计为通过光源(优选地为一个或多个LED)发出的光提供标志区域(即，表示将显示的某些固定信息的特定图案)的高效照明，并向观察者提供最大量的光，同时在字符表面上具有均匀的亮度。这通过使照明单元的内表面(除了标志区域中图案的半透明区域)由至少一种高反射材料制成而达到，因而，该内表面用作导光手段，以把光源产生的光导向标志区域。优选地，标志区域承载板的内表面或侧壁含有漫射材料，并且标志承载侧之外的内表面含有镜面反射材料。
图2更加明确地显示了照明单元28的构造。照明单元28表现出光边界结构，在本示例中，其具有箱状结构33，并使用了可移动地安装在箱状结构33上的标志区域承载板16(提供单元28的前面板)。本示例中的结构33由两个可拆卸的部件组成：后框架36和上框架或面板34。标志区域承载板16可移动地安装在面板34上，这些面板16和34一起提供了光边界结构28的标志承载侧。在本示例中，框34和36被设计为使得框36可以安装在框34上。如上所述，光边界结构的内表面是高反射率的(除了标志内的图案的半透明区域之外)，从而用作导光手段，以把光源产生的光导向标志区域。光源优选使用一个或多个LED(本示例显示了一个LED38)，优选安装在标志区域承载侧一侧，更优选位于光边界结构的侧壁上。为此，结构28具有框架34和框架36中的相应开口，LED 38安装在其中，以向结构28的内部发出光。需要注意，通常LED也可以适当地容纳在边界结构中。
已知类型的LED和任何颜色的LED都可用于本发明的设备。优选使用具有高转换效率(大约30流明/瓦特)、低的正向电压和在黄昏和/或雾中具有醒目颜色(其它颜色不易识别)的LED。
标志区域(其中显示为号码“9”)是由半透明区域TR形成的图案，在面板16的外表面16A上其被遮光或不透明区域BR围绕，在面板16的内表面16B上其被高反射区域RR环绕，高反射区域RR优选由漫反射材料，诸如3M增光膜(LEF)或高反射印刷层组成。因此，位于面板16下方的标志区域承载侧的其它面板34由半透明漫射材料，诸如漫射性添加剂增强的聚碳酸酯或亚克力制成。至于后面板36的内表面，优选为镜面反射(反射率高于84％，例如诸如Alanod Miro-4或Everbrite 95等抛光铝片)。下面将参考图3进一步描述灯箱28的工作(即光传播方案)。标志承载板或面可制成多层结构，这将参考图4进一步更加明确地描述。
在图1和图2的光边界结构28中，侧壁(如用于承载LED)是两个面的侧壁。然而，应该注意光边界结构可以具有两个相对的两面侧壁、各个面以凹或凸方式布置的两面侧壁、垂直于前和后面或相对于前或后面倾斜的平面侧壁、或者可以具有凹或凸圆形的侧壁。一般来说，根据标志区域尺寸、LED的数量及其朝向、用于光边界结构的内表面的高反射材料以及该设备(即是单或双面的标志设备)的特定用途，选择光边界结构的形状。所有这些示例都适于单面和双面的标志设备。
根据本发明的标志设备的能源自给自足，原因在于其包括具有电池组(包括至少一个电池)向LED提供充足能量以保证连续和可靠工作的自主的电源单元30，电源单元也优选具有必要时使LED工作(根据标志设备附近环境光量和/或能够对电池充电)的太阳能电池板26(至少一个太阳能电池)。需要注意太阳能电池一般可由任何光控开关设备代替，诸如光敏二极管。因此，如图2所示，电源单元30包括太阳能电池板26(例如包括三个串联的无定型电池)、电池组44、具有启动开关48的开关电路46。需要注意虽然没有特别显示，电源单元30可以包括多于一个的太阳能电池板，可以包括电池组44作为唯一的电源。电源单元元件26、44和46安装在壳体的后盖12上，并由元件50支承。后盖12也具有用来把盖12连接到框10的夹子52，和允许设备1中的空气流通的小窗口54。
可以与标志设备一起提供电池44或单独提供电池44。在给设备提供了电池的情况下(即非充电电池或在安装到设备中之前已经预先充电的充电电池)，断开电池组，以防止电池放电。在设备没有工作时，为首次启动电池组，开关电路46包括用作启动开关48的跳线。电池可以通过跳线48以下述方式实现与电子电路的连接。跳线48可以在其与电子电路断开的非工作位置和与电路接通的工作位置之间转换，以使电路与电池闭合。当不使用设备时(即在制造和安装时)，跳线连接器48不安装在开关电路中，不与设备在一起，而是作为独立元件，因而电池44没有与电子电路接通，从而不会放电。当使设备工作时，在电子电路中接入跳线连接器48，从而闭合电路和电池，并把设备转换到提供直接照明的工作位置。当使用带有可连接电池的设备时，设备可不包括首次工作启动器。
电池组44可包括具有最小的自放电速率的充电碱锰电池(RAM)或充电Pb/Pbo电池。在这种情况下，电路46被设计为使电池44可由太阳能电池可控地充电。开关电路46可包括用来对电池充电(如通过太阳能电池的方式)的电池充电电路，还包括限制从太阳能电池向电池提供的电压的限压电路。
开关电路46被设计为控制电池组44的工作，以提供至少一个如下效果：选择性地接通/断开电池组，对电池组充电(如通过太阳能电池的方式)，向光源提供恒定电流，限制从太阳能电池向电池提供的电压。下面将参考图5A和5B更加详细地描述开关电路46的电气方案的示例。
充电电池可预先充电再提供。在这种情况下，上述跳线48控制设备的首次启动。若充电电池在提供时没有预先充电，则设备在第一次启动时将立即启动太阳能充电，但在收集到足够的能源之前将影响照明效果。可以独立于设备提供可拆卸的电池。在这种情况下，顾客需要安装电池并不时地更换新电池。
在所有上述示例中，开关电路46可包括电池充电电路(在本示例中为基于太阳能的电路)，以根据取决于太阳能电池板附近的太阳能的数量的太阳能电池状态，通过在ON和OFF状态之间切换电池而控制电池组的工作。另外，在所有上述示例中，电池组(由充电电池或非充电电池组成)都可以更换。
现在来看图3，显示了根据本发明的光边界结构(如图1和图2中的结构28)中光传播的图解。在本示例中，光边界结构被设计为用于单面的标志设备。如图所示，LED 38安装在光边界结构的侧壁上，使得其发出的光大致朝向相对的侧壁和标志区域承载侧16的对面。如图中的虚线所示，若光边界结构的内表面上没有提供反射涂层，则所发出的光Lem将有大量损失。由于提供了反射涂层，照射到镜面反射内表面的发射光将被朝图案承载板(例如，可能穿过漫射透射板)反射Lref，照射到标志区域的半透明区域TR的这部分镜面反射光从该结构中发出，而照射到标志承载侧的内表面的漫射反射区域DT的这部分镜面反射光散射回该结构内部LSCAT，再经历镜面反射。
通过适当选择汇聚光源的光分布模式，能够使光在射出标志表面之前经历的反射次数最少。
另外，选择使用不同反射性能(即反射对散射)的高反射率材料能够使反射最小化，还可以进一步提高效率并沿照明标志区域提供均匀的亮度。因此，若光线几乎平行于面板的光源远离射出区域(标志区域)，则使用镜面反射材料使光线继续朝标志区域传播而无需额外的反射。但是，在标志区域中，散射反射表面影响反射的角度，使得光线更加有可能从最近的标志开口(半透明区域)中透出。因此根据标志设备的布置(标志区域的尺寸、LED的数量和其方位)，光边界结构的内图案表面(即标志区域承载板或面)可由高散射材料制成，诸如LEF，光边界结构的对侧内表面(最好还有侧壁)的内表面也优选由镜面反射材料制成，例如95％反射系数的铝。
如上所述，标志承载侧板或面(图1和图2中的16)可制成多层结构。图4示意性地显示了制造这种结构的方法。基板层L1上可以形成标志图案的半透明区域TR，其可以是塑料片，如聚酯、PVC等，基板层上顺序地覆盖白色遮光膜L2和层L3，遮光膜L2上形成了面板16的内表面的散射反射区域DR(负片印刷)，层L3中在面板16的外表面上通过使用丝绸印刷颜色形成了图案的遮挡区域BR(负片印刷)。这种三层结构的图案可以使用相同装备在一个制造步骤或两个步骤中完成。这种三层图案结构上涂覆着含有阻燃材料的无光泽清漆层L4(防止该结构受到紫外线照射)。
需要注意，虽然没有特别显示，但在某些应用中，光从标志设备中以整个180°的空间角度范围传播，这足以使设备有效工作。为此，标志设备可包括位于标志图案的半透明区域中的多个透镜的形式的另外的导光手段。这可以通过使半透明层(图4中显示的结构中的基础层L1)的区域具有用作透镜的特定表面浮凸而实现。
参考图5A显示了适用于根据本发明的电源单元的开关电路46。如上所述，开关电路46被设计为用于控制电池组44的工作，以提供至少一个如下效果：选择性地接通/断开电池组，向光源提供恒定电流，通过太阳能电池操作的充电电路的方式对电池组充电，限制太阳能电池向电池提供的电压。在图5A的本示例中，开关电路46旨在与使用包括两个预先充电的充电电池44、太阳能板26和一个LED光源38的可更换电池组的标志设备一起使用，并被设计为执行所有这些功能。但是，应该理解也可以使用更多LED，本发明的设备可以不使用基于电池的能源，并可以不使用对电池充电的太阳能电池。
因此，在本非限定性示例中，开关电路包括下述功能元件：跳线电路S01(组成图2中的元件48)，其用于首次启动预先充电的电池组；电池充电电路S02，其通过太阳能电池26工作，对电池组充电并使电池在工作(ON)和不工作(OFF)状态之间转换；限压电路VL，其控制向电池组的输入电压；电流调节电路CC，其向LED提供恒定电流。
限压电路VL可由几种配置实现。在图5A的特定示例中，电路VL被设计为高效工作，以防止无法接受的高电压(如对RAM电池为1.7V以上)出现在任何一个电池上。如图5B所示，通过将各个发光二极管DI和D12与相应的电池并联，可以实现较低效的限压电路VL’。与图5B的电路VL’相比，图5A的电路VL由于能够避免因二极管的泄漏而导致的电势损失，所以效率更高。
电流调节电路CC可由充电电路S02操作，并被设计为向LED提供恒定的电流，而它的输入电压根据电池的充电状态而变化。
现在转到图6，其示意性显示了本发明如何用于双面标志设备。标志设备100被设计为在其相对的标志区域承载侧100A和100B显示特定信息(在本示例中为房号)。在本示例中，与图1和图2的示例类似，标志设备使用基于使用太阳能电池26的电源。这里使用了两个LED 38，但应该理解一般可以使用一个LED或LED阵列，其优选安装在光边界结构的侧壁上。如图6所示，面板100A和100B的内表面含有漫反射区域DR，侧壁的内表面含有镜面反射区域SR。因此，照射到标志承载侧的每个半透明区域TR上的光部分源自LED 38(即直接光)，部分源自反射区域SR和DR(即反射光)。
应该理解每个面板100A和100B可以是单部分结构(如参考图4所述的上述多层结构)，或者是图1和图2的示例中的两部分的结构，其中，使设备暴露给观察者的上部形成图案，并在其内表面上具有漫反射材料，其下部由漫射半透明材料制成。
本领域的熟练人员将会容易地理解各种修改和改变能够用于在此之前阐述的本发明的实施例，而不脱离所附权利要求所定义的范围。

Claims (27)

1.一种在内部照明标志设备中使用的照明单元，该标志设备用于显示标志区域中表示某些固定信息的图案，该照明单元包括其上安装光源的光边界结构，其中，所述光边界结构具有带有所述图案的标志区域，并具有高反射率的内表面，该照明单元的特征在于：该光边界结构由两个可连接的部件构成，所述部件分别包括后框架和能够可移动地固定在该后框架上的上板结构，所述上板结构是由至少两个根据要显示的信息而形成图案的层构成的多层结构，上外层具有标志图案的半透明区域和遮光区域，下内层具有标志图案的半透明区域和所述高反射率区域，从而增加了从光源向所述标志区域传播的光量，使得可以更换标志承载板来显示不同的信息，并使得标志区域可以通过外部反射光而可见。
2.根据权利要求1所述的照明单元，其中，所述光源包括至少一个LED，所述LED安装在所述光边界结构内部，其朝向使得发出的光直接照射到光边界结构的与其标志区域承载侧相对的内表面上，从而增加了从光源向所述标志区域传播的光量。
3.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述高反射内表面在所述标志承载侧中的部分是由漫反射材料制成的。
4.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述高反射内表面在所述标志承载侧之外的部分包含镜面反射材料。
5.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述光边界结构包括位于标志区域承载侧之下的结构中的漫射性半透明层。
6.根据权利要求5所述的照明单元，其中，所述漫射性半透明层是塑料膜，比如聚酯或PVC。
7.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述标志区域承载侧具有由无光漆制成的保护涂层，从而防止所述标志区域承载侧受到紫外线照射。
8.根据权利要求7所述的照明单元，其中，所述保护涂层包含阻燃材料。
9.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述标志区域承载侧的内表面中的高反射率材料是漫反射性的，并包含3M增光膜。
10.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述光边界结构在所述标志区域承载侧之外的内表面中的高反射率材料是镜面反射的，并包含抛光的铝。
11.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述光源可以安装在所述光边界结构上所述标志区域承载侧边上。
12.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所示光边界结构是由所述标志区域承载侧、相对侧、以及侧壁构成的六面箱。
13.根据权利要求12所述的照明单元，其中，至少一个侧壁具有曲面。
14.根据权利要求13所述的照明单元，其中，所述曲面由至少两个面组成。
15.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述光边界结构的与所述标志区域承载侧相对的一侧也是根据要显示的信息而形成有图案的标志区域承载侧。
16.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中，所述光源包括至少一个可安装在光边界结构的至少一个侧壁上的LED。
17.根据权利要求16所述的照明单元，其中，所述至少一个LED的朝向使得所发出的光直接照射到相对侧。
18.根据权利要求1或2所述的照明单元，其中所述光边界结构的至少一个标志区域承载侧相对于垂直面向下倾斜，以减小直射阳光的闪耀。
19.一种显示固定信息的内部照明标志设备，其包括以上权利要求中任何一项所述的照明单元和可与该光源连接的电源，其中，所述电源包括电池组。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述电源包括用于控制电池组的工作的开关电路。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述开关电路包括可在工作和不工作位置之间切换的连接器，使得在位于工作位置时，该连接器启动电池组，而当位于不工作位置时，防止启动电池组，从而当不使用该设备时使电池组保持断开。
22.根据权利要求20所述的设备，其中，所述开关电路包括可对电池组进行充电的充电电路。
23.根据权利要求20所述的设备，其中，所述电池组包括太阳能电池板。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，所述太阳能电池板相对于垂直面向上倾斜，以增加采集的地面太阳辐射量。
25.根据权利要求20所述的设备，其中，所述开关电路包括太阳能电池电路，并可以选择性地使所述电池组和所述光源断开。
26.根据权利要求19-25中任何一项所述的设备，其中，所述开关电路包括限压电路，其可以限制充电电路产生的电压，从而向电池组提供预期的输入电压。
27.根据权利要求19-25中任何一项所述的设备，其中，所述开关电路包括电流调节电路，用于向光源提供恒定电流。
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