CN101307881A - 牌匾照明用平面光源 - Google Patents

Abstract

本产品为牌匾照明工具，是让各种图形或天然色图画放光的板状平面光源物体。其制造原理如下：首先，将两张长方形导光板的边缘斜向切断，在其间插入表面反射率较高的不透明体板材，从而在光学上隔开两个导光板，并用大钉接合固定，使之形成第二发光部；其次，将第二发光部放进装有LED光源的“”字型构架所构成的匣子之中；再次，使从光源发射而经过导光板的光能在导光板后面用油漆或印刷墨水、雕刻等设置的散光装置上分散，其散光反射到导光板前面，通过在透明板上设置的图形，使图形或天然色图画放光。

Description

牌匾照明用平面光源

技术领域

本发明属于照明牌匾领域。其原理是：在导光板端缘设置光源，将光源发出的光能有效引进到导光板；光能在导光板发生反复的全反射现象，而反射出来的光线与粗糙的界面相冲突或与涂在平滑反射面的异物的界面接触的时候会发生分散现象。本发明恰恰将这一分散的光线当作一个光源来使用。

背景技术

端缘照明原理往往应用到电脑监控器照明或一般店铺的各种显示设备等方面，而根据其目的和用途设计其特有的构造引用到各种显示设备中。下面列出一些参考文献：

[文献1]韩国专利第168711号

“端缘照明标示装置”(郑海龙)

[文献2]韩国专利第0787759号

“具有多个界面的端缘照明显示设备”(郑海龙)

[文献3]美国专利US 7,309,151B2

“LIGHT EMITTING PANEL”

[文献4]美国专利US 6,612,055B2

“SIGN PANEL USING AMBIENT OR ARTIFICIALLIGHT”

发明内容

[发明所要解决的问题]

内置白热灯或观赏光源从背面照射而使图形亮起来的照明牌匾，为使图形的亮度均一，不得不将光源和图形之间的距离设成较大值，其体积和重量也随之加大。因此，存在不光是制作方面，而且在安装或维护等方面需要花费相当多的费用的根源性缺点。

本发明试图解决这些根源性问题，供应既薄又轻的、亮度比以往的灯箱优越漂亮、维护维修便利、牌匾制作方便，并且赋予混合色彩、动态变化等附加功能的长方形板状光源。

[发明的目的]

本发明的目的在于，应用利用LED的端缘照明原理将以往利用白热灯或观赏光源即日光灯等制作的暗灯或沉重的灯箱等背面照射型牌匾改造成便于安装、维护，且维护费低廉的照明牌匾，从而供应性能高、价格低廉的光源。

下面给出一些关键词的定义。

“导光板”-透明而坚固的板材，从边缘投射的光能射向介质界面时形成的入射角大于该物质固有临界角的时候产生反复性全反射现象，是使光射入板材内部的板状部材。

“PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)”-电流导体，是印刷在副导体板表面上的，将电气回路设置在基板上的板材。

“第二发光部”-是将两张导光板及其中间的不透明板材利用大钉衔接固定而组装的集成体。本发明中将LED定义为一次光源时，由于经过导光板内部的光线分散而使其表面像二次发光一样亮，因此定义为二次发光部。

[发明的效果]

本发明响应亮度提高而生产价格却日趋低廉的LED生产技术的发展，替代室内的小型悬挂式牌匾、传统灯箱以及户外大型照明牌匾等，从而大幅减少电消耗量、制作费用、安装费用、维护费用等，获得良好的经济效果。

另外，可以组合各种不同色彩的LED而普及色相更加艳丽的照明牌匾，不仅有助于城市的美化工作，而且可以与钟表驱动装置简单结合，当作照明钟表来使用。

附图说明

图1A是为了说明本发明的构造而表示其构造纵断面的图，表示两张导光板在被充当紧固物作用的大钉衔接固定的状态下被设置在U字型匣子内的情况。

图1B是在图1A中截取用虚线表示的部分后扩大的图片。

图2A是将本平面光源的二次发光部的构造与图1相比更详细说明的图片。图中，导光板后面表现出将事先决定的样纹利用白色油漆涂上的模样；图中说明了导光板前面在透明而又薄的板材或胶卷上设置图形使从导光板前面透射出来的光通过透明性图形放出光芒的构造和原理。

图2B说明，为了从导光板角落进入的光能通过导光板后在因雕刻而粗糙的界面上分散并反射到导光板前面，将事先决定的样纹在导光板后面呈现出雕刻的模样；图中说明了导光板前面在透明而又薄的板材上设置图形使之放光的构造和原理。

图3是表示已组装的二次发光部10能够安置在内存一次发光部即多个LED的U字型构架所构成的匣子内的斜视图。

图4是使用在柔软而又薄的PCB带表面上安装的多个LED将导光板的轮廓用曲线制作的代表性模型。该模型表示制作圆型平面光源并且在其表面设置载有图形的透明板材的剖面构造和正面图。

图5是将该平面光源与钟表驱动器进行结合以作为钟表应用的实例。图5A和图5B分别是正面图和剖面图，图5C是截取虚线部分后扩大的图样。

具体实施方式

PCB 31及其在表面设置的光源32内置于U字型匣子20之内，其光源32发射出来的光能进入到设置在导光板末端的斜面后再以全反射现象经过导光板。

以反复的全反射现象经过导光板的光能在图2A中标示的涂料表面110处发生光的分散现象，而在与图2B中标示的粗糙界面111接触的时候也发生分散现象。其分散的光能中一部分则脱离到导光板外部后通过挂有图形的透明性板材14、15映入观察者的眼中。

从LED光源发射的光能经过导光板而出现分散现象的第二发光部10的物理构造，如图1所示，首先在两张平面状导光板11、12之间插入表面发射率较高且不透明的板材13，再用贯通三张板材的大钉16衔接，从而形成一个板状的二次光源10。

不透明板材13的作用是为了防止出现在两张透明导光板上的两个照明图形相互形成投影，隔断光线；不仅如此，反射率较高的两个界面还起到将从导光板漏出来的光能再反射到观察者所在方向的作用。

如果要设置在导光板端缘的一次光源LED上发射出来的能源通过导光板注入后分散其光能最终形成平面光源，并且使平面光源的亮度均一化，需要可以调整分散度的装备和相关措施。

为使二次发光面的亮度均一化，需要采取如下措施：从光源32发射出来后经过导光板内部的光能每次在涂有油漆或印刷用墨水110的界面或所雕刻的界面111处分散时其能源减少，可以说与光源之间的距离越远，其能量也就越弱。因此，为了导光板前面的亮度均匀化，随着与光源的距离越远，要增加光能分散的机会。

为此，在用涂料或印刷用墨水或以雕刻的方式制作可以分散光能的界面时，要按照图2A、图2B所标示的规格合理调整线之间的宽度和雕刻部分之间的距离。

上下设置设有光源的

字型匣子时，在维持长方形平面光源均一的亮度上，二次发光板的垂直高度上虽有限制，但是其长度没有限制。因此，本发明制作两面都可以看得见的长方形牌匾或显示设备。可以说，这一发明对于悬挂式显示设备或制造照明牌匾时是最佳的方案。

下面说明一下将在二次发光板前面设置的附有图形或天然色照片的透明性板材14、15。

从导光板射入到前面的光能将会通过设置在导光板前面的透明板材14、15，这时利用不透明的涂料或胶卷制作图形并附着在透明板材14、15上，图形就可以接受不透明体没能隔断的光线发光。即，观察者可以观察不透明体的背景色上面由光源发射出来的波长色彩发光的图形。

在含有图形的透明板材14、15上印刷天然色图片时，最好先用半透明白色涂料做好光线分散膜后再印刷天然色图片，才能获得更好的再生效果。不过，这与本发明的中心没有直接的联系，只不过是一个相关的事项。

总之，根据透明板材14、15的设置方法、设置图形或图片，既可以看到单纯的背景色上面发光的图形，也可以观察到发光的天然色图片。而其图形透明板材交替简便，根据需要可以随时更换。

下面说明本发明的最终模型和功能，如图3所示，将U字型构架22、23、24按照图片所标示的规格组装成可以内置二次发光部10的匣子；其次，放置二次发光部后，利用其他U字型构架21组装上端部位，就可以完成一个坚固的平面光源；最后，在此基础上组合含有图形或天然色图片的透明板材就可以完成一个牌匾或显示设备。

如果只需要平面光源的一面，可以将一张导光板11和一张厚度、大小、模样与另一导光板12相同的便宜且材料不同的板材按照同样的方式利用大钉16衔接固定，就可以获得总体机械强度较高的单面用平面光源。此时，可以照用与两面用光源相同的部件，不需要其他新的部件，所以很方便。

还有，当使用在柔软而又薄的带状PCB 31表面上以线型设置的LED光源32时，可以制造曲线式板状光源来制造如图4所标示的两面圆形照明牌匾或椭圆形牌匾等具有曲线轮廓的照明牌匾。

如图5所示，在其圆形照明牌匾上组装钟表驱动装置41和时针42、分针43，在导光板后面用雕刻或涂料、墨水等设置适当的图形，使之能够读取时间，就可以起到照明钟表的作用。

还有，将两种以上的LED光源按照适当顺序排列，作为一次光源使用时，其不同的色相在导光板内相互影响而展现出漂亮的背景色；并且使用交换机按照事先设计好的顺序交换(开关)，则可以演出引起平面光源的亮度和色相动态变化的视觉变化。

Claims (7)

1.将两张透明的长方形导光板的边缘斜向切断，在其间插入表面反射率较高的不透明体板材，并用大钉接合固定制造的第二发光部(10)构造；

字型构架内部设置多个LED光源的板材的同时可以插入发光部件，而且在内部可以限制导光板末端进入的

字型构架；

将设置LED的

字型构架设置在长方形二次发光部的上下部，再将没有设置光源的构架连接在左右，使二次发光部(10)安装到由

字型构架构成的匣子之中的平面发光板的构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

2.权利要求1中，在长方形导光板后面，水平方向越是远离光源而接近中央部，将各种模样的图形利用白色涂料或印刷用墨水以更加稠密的线型涂刷的导光板构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

3.权利要求1中，在长方形导光板后面，水平方向越是远离光源而接近中央部，将各种模样的图形以更加稠密的线型雕刻的导光板构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

4.权利要求1中，将导光板的外廓切断成曲线轮廓，而且将端缘斜向切断后，在柔软而又薄的带状板材上面使用将多个LED线型设置的光源而制成的曲线轮廓平面发光板构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

5.权利要求1中，在多个LED中适当组合部分发光波长，使两种以上的其他波长的可视光线在导光板上相互影响，从而演绎出混合色彩效果的平面发光板的构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

6.权利要求5中，将多个LED按照事先决定的顺序开关，赋予动态性亮度变化和色彩混合变化，从而演绎出增进视觉上的审美感、更加集中观察者注意力效果的平面发光板构造；将设置图形或天然色照片的透明性图形板材组装在导光板前面而制成的牌匾和显示设备的组合方法。

7.权利要求4中，在导光板后面和前面、壁面分别安装钟表驱动装置、时针和分针以及能够读取时间的图形而制成的照明钟表的构造及其组合方法。

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