CN101609629A

CN101609629A - 一种自动温控的发光指示牌

Info

Publication number: CN101609629A
Application number: CNA2009100806290A
Authority: CN
Inventors: 商松
Original assignee: Beijing Zhongqing Micro Digital Equipment Development Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhongqingwei Technology Development Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2009-12-23

Abstract

本发明公开了一种自动温控发光指示牌，包括：顺序连接的电源模块、自动温控模块和至少一发光模块。电致发光器件尤其是LED属于温度敏感型器件，而发光指示牌露天环境工作，温度状况十分恶劣，大部分指示牌的损坏均与温度过高有关，同时在高温环境下如果亮度过高，会给人不适的感觉，本发明通过实时监控指示牌环境温度，使指示牌根据不同温度显示不同亮度，既能满足人眼视觉需要，还能达到节能降耗、延长器件使用寿命的目的。

Description

一种自动温控的发光指示牌

技术领域

本发明涉及市政交通领域，尤其涉及的是一种自动温控的发光指示牌。

背景技术

道路标志牌是一种重要的市政设施，主要应用于市政工程、道路指示、街道美化等领域，包括但不限于以下使用功能：

警告：警告车辆、行人注意危险地点的标志。

禁令：禁止或限制车辆、行人交通行为的标志。

指示：指示车辆、行人行进的标志。

指路：传递道路方向、地点、距离信息的标志。

旅游区：提供旅游景点方向、距离的标志。

道路施工安全：通告道路施工区通行的标志。

目前采用的标志牌多为被动反光式，即标志牌上文字部分有反光涂层，当有光线照射时，反光涂层就会发光，文字信息得以显示。但是这种被动发光方式，发光能量毕竟有限，光线较差的地方人眼就看不到指示牌的信息，容易为路人带来不便，甚至酿成惨祸，开发一种主动发光的指示牌产品势在必行。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种亮度跟随环境温度动态变化的发光指示牌。

本发明的技术方案如下：

一种发光指示牌，其中，包括：顺序连接的电源模块、自动温控模块和至少一发光模块；所述电源模块用于外接交流电源，通过所述自动温控模块输出给所述发光模块；所述自动温控模块用于根据所述发光模块温度，调节所述电源模块输出电流的时间，以调节所述发光模块的亮度；所述发光模块包括依次固定连接、叠合在一起的基板、发光层；所述基板设置电源电路，用于供电给所述发光层；所述发光层上设置有形成文字或图案的电致发光材料，用于显示特定信息。

所述的发光指示牌，其中，所述电源模块为恒流输出电源模块，用于输出恒流电流，通过所述自动温控模块提供给所述发光模块；所述自动温控模块用于根据所述发光模块温度，调节所述恒流电流，以调节所述发光模块的亮度；所述发光模块为LED发光模块。

所述的发光指示牌，其中，所述基板还设置一逐点调整电路，用于根据目标亮度一致性，通过调整所述发光模块中各LED的亮度数据，对所述发光层的各灯点逐一进行亮度校正。

所述的发光指示牌，其中，所述自动温控模块包括顺序连接的温度感应单元、模数转换单元、控制单元和执行单元；所述温度感应单元分别与所述发光模块、所述模数转换单元相连接，用于监测所述发光模块的温度数据，传送到所述模数转换单元；所述模数转换单元还与所述控制单元相连接，用于将所述温度数据转换为温度数字信号，传送到所述控制单元；所述控制单元还与所述执行单元相连接，用于根据所述温度数字信号，输出不同控制信号到所述执行单元；所述执行单元还分别与所述电源模块、所述发光模块相连接，用于根据所述控制信号，调节输出电流的时间，以调节所述发光模块的亮度。

所述的发光指示牌，其中，所述控制单元还包括一存储子单元，用于存储所述温度数字信号对应的亮度数据映射表。

所述的发光指示牌，其中，所述控制单元为单片机、FPGA芯片或ASIC芯片。

所述的发光指示牌，其中，所述发光模块还包括与所述发光层固定连接、叠合在一起的蓄能层；所述基板还设置控制电路，用于控制所述发光层的显示信息；所述蓄能层采用透明蓄能材料组成，其形状与所述文字或所述图案相匹配，用于蓄积光能，在预定条件下发光，以显示特定信息。

所述的发光指示牌，其中，所述温度感应单元包含五个温度传感器，其中一个温度传感器置于所述发光层的几何中心位置，其余四个置于以该温度传感器为中心的矩形的顶点位置。

所述的发光指示牌，其中，所述发光层为LED或OLED形成的文字或者图案。

所述的发光指示牌，其中，还包括一透明面罩，与所述发光模块固定连接。

采用上述方案，本发明通过实时监控环境光照强度，使指示牌根据不同光照强度显示不同亮度，既能满足人眼视觉需要，还能满足节能、安全的要求。

附图说明

图1为本发明实施例1的示意图；

图2是本发明实施例2的自动温控模块结构示意图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是本发明实施例4的发光指示示意图；

图5是本发明实施例5的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种亮度可以自动调节的道路发光指示牌，包括：电源模块、自动温控模块108和发光模块107，电源模块包括变压器101、整流器102，用于向发光模块107提供恒流电源。自动温控模块108用于根据发光模块的工作环境温度，控制发光模块107的亮度进行适时调整。

由于发光模块的电致发光元件，比如发光二极管，包括LED和OLED，或者由其他高分子发光材料制成的电致发光器件。属于温度敏感型元件，温度较高的情况下，发光效果和耐用性急剧下降，进而影响系统的工作可靠度和耐用性；并且，由于人眼在高温环境下看到亮度较高的物体会产生不适的感觉，甚至烦躁不安，因此，自动温控模块108调节发光模块107亮度的一种原则是：在发光模块107的工作环境温度较高的情况下，使发光模块107低亮度发光，在工作环境温度降低到一定温度以下的情况下，例如50摄氏度以下时，使发光模块107正常亮度发光。

又如，在自动温控模块108预设控制程序，当工作环境温度达到60摄氏度或更高时，使发光模块107工作在半功率状态，也就是低亮度状态，当工作环境温度达到30摄氏度以下时，使发光模块107工作在全功率状态，正常亮度发光，这样可以及时调节发光模块的工作环境温度，延长发光模块的使用寿命，提高安全性，同时可以提高发光指示牌的视觉舒适度。

又一个例子，可以在系统中设置两个以上的发光模块，这样一个电源驱动多个发光模块，降低成本。

又一个例子，发光模块还包括逐点调整电路，用于根据目标亮度一致性，通过调整所述亮度数据，对发光层的各灯点逐一进行亮度校正。

由于各个LED特性不同，因此在同样的驱动电流下，发光强度和视觉效果都会有差异，因此对LED显示单元进行逐点调整显得十分必要，否则整个显示屏的白平衡效果会很差，上述逐点调整电路正是为了进行逐点调整而设置的。

例如，所述逐点调整单元设置外部数据接口，用于将所述LED显示单元的性能参数，输出到外部的计算机，由其对各LED灯点的均一性进行分析，选择最佳性能参数的数据，通过所述逐点调整单元分别对各LED灯点进行亮度调整，使所述LED显示单元的亮度和色度相同。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例优选采用如下方案实现自动温控模块108的调节功能，如图2所示，自动温控模块108包括温度感应单元1081，设置于发光模块107内部，用于监测发光模块107工作环境温度变化，模数转换单元1082，与温度感应单元1081相连接，用于将温度感应单元1082监测到的温度模拟量转换为系统能够识别的数字信号，控制单元1083与模数转换单元1082相连接，用于根据上述数字信号向执行单元1084输出不同控制信号，控制执行单元1084输出不同亮度数据给发光模块107，也就是说，控制单元1083输出控制信号到执行单元1084，执行单元1084调节输出电流时间，具体地说，执行单元1084根据控制单元1083输出的控制信号，采用脉宽调制方式(PWM)对输出电流进行调制，控制输出PWM波的高电平时间，以调节所述发光模块107的亮度。这样，发光模块107的亮度在控制单元1083的控制下实时改变亮度，提高系统工作稳定性和耐用度，同时节能降耗。

又一个例子，控制单元1083还包括一个存储子单元，该存储子单元采用非易失性存储器件，比如EPROM等，该存储子单元用于存储亮度数据映射表，该映射表包含温度数据和发光模块107亮度数据映射关系，系统工作时，控制单元1083，根据温度数据从该映射表中读取对应的发光模块亮度数据，所谓亮度数据，就是指PWM(Pulse Width Modulation)调制信号的发光时间的数据，输出给执行单元1084。采用非易失性存储器件，系统掉电数据不丢失，另外可以根据需要更改映射表内容，比如根据春、夏、秋、冬不同季节的温度变化规律，分别设计不同的映射表数据，满足应用环境的需要。

实施例3

如图3所示，发光模块107包括依次叠合在一起的基板1071、发光层1072和蓄能层1073，用于显示特定信息，其中发光层1072由电致发光材料形成文字或者图案，发光层1072与基板1071固定连接；例如，为了简化工艺，上述发光层1072与基板1071还可以一体成型，蓄能层1073与发光层1072固定连接。

蓄能层所用的材料是透明的，比如，使用水性丙烯酸蓄能发光涂料均匀分布于树脂或者塑料当中形成。

并且，蓄能层的外形应当与发光层1072相一致，即需要形成与发光层1072相一致的文字或者图案，这样在发光层1072发光的时候，光线能透过蓄能层1073向外散射，指示行人或者车辆，并且蓄能层1073可以吸收发光层1072光照能量，在发光层不发光的时候，蓄能层内所含蓄能发光材料，比如水性丙烯酸蓄能发光涂料、硫化锌系发光材料、稀土激活碱土金属铝酸盐发光材料等，会释放所吸收的光能发出可见光，替代发光层发光，显示特定信息，指示行人或者车辆。

对于蓄能发光材料的蓄能发光机理简单说明如下，蓄能发光材料属于固体发光材料，而固体发光材料是一种能将激发的能量转变成可见光的固体物质。当光束入射到该类发光材料时，那些不同类型的亚层之间存在能级交错现象的电子，就会在离子的基态和激发态之间发生跃迁运动，则此时光束的能量就会转移给被激发的电子，即该波长的光被吸收了。但处于激发态的电子是一种亚稳态，一旦光照停止，该电子就会释放该波长光的能量跃回到基态，从而引起该物质发光，即是一种蓄能发光过程。因此蓄能层1073在预定条件下，即发光层1072停止发光的条件下，就会发出可见光显示特定信息。这样在供电正常的情况下，例如，连接外部的220V交流电，通过变压和整流电路，向发光模块107提供电源，使发光模块主动发光，以显示特定指示或警告信息，而在交流电供电中断的情况下，蓄能层还可维持一段时间的发光。

实施例4

如图4所示，在上述任一实施例的基础上，发光层1072使用发光二极管(LED)或者有机发光二极管(OLED)形成，比如可以在文字或者图案的轮廓线上密集设置LED或者OLED，这样点亮LED或者OLED后，就形成发光的轮廓文字或者轮廓图案，图中所示圆圈为LED设置在轮廓线上形成轮廓文字“停”；当然也可以将LED或者OLED密集设置在图4中所示文字的各个笔画轮廓内部(图中未示出)，这样点亮LED或者OLED后，就形成整体发光的文字或者图案。

又一个例子，为了提高发光模块防水、防潮、防冻、防曝晒能力，还可以在发光模块107外部设置一透明面罩(图中未示出)。

实施例5

温度感应单元1081优选使用五个温度传感器，其中一个温度传感器置于发光层1072的几何中心位置，其余四个温度传感器置于以该温度传感器为中心的矩形的顶点位置，如图5所示，温度传感器23置于发光层1072的中心位置，温度传感器21、温度传感器22、温度传感器24、温度传感器25置于以温度传感器23为中心的矩形的顶点位置，这样采集到的温度数据更具有代表性，能够准确地反映发光层1072真实的工作环境温度。

可以选用热电偶、热敏电阻温度传感器、辐射温度计、光纤温度传感器、石英温度传感器或热敏陶瓷温度传感器作为温度传感器，为了提高温度传感器的灵敏度和温度反应特性，还可以将上述两种或多种传感器组合使用。

控制单元1083可以使用单片机、FPGA(Field-Programmable Gate Array)芯片、或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)芯片，比如FPGA由模数转换单元1082获取实时温度数据，根据该温度数据从FPGA存储单元内读取预置的亮度数据，也即控制对应LED发光时间的数据，输出给执行单元1084，控制进入发光模块的驱动电流通断时间，进而控制发光模块的亮度，实现自动温控功能，灵活实现数据处理功能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1、一种发光指示牌，其特征在于，包括：顺序连接的电源模块、自动温控模块和至少一发光模块；

所述电源模块用于外接交流电源，通过所述自动温控模块输出给所述发光模块；

所述自动温控模块用于根据所述发光模块温度，调节所述电源模块输出电流的时间，以调节所述发光模块的亮度；

所述发光模块包括依次固定连接、叠合在一起的基板、发光层；

所述基板设置电源电路，用于供电给所述发光层；

所述发光层上设置有形成文字或图案的电致发光材料，用于显示特定信息。

2、根据权利要求1所述的发光指示牌，其特征在于，

所述电源模块为恒流输出电源模块，用于输出恒流电流，通过所述自动温控模块提供给所述发光模块；

所述自动温控模块用于根据所述发光模块温度，调节所述恒流电流，以调节所述发光模块的亮度；

所述发光模块为LED发光模块。

3、根据权利要求2所述的发光指示牌，其特征在于，所述基板还设置一逐点调整电路，用于根据目标亮度一致性，通过调整所述发光模块中各LED的亮度数据，对所述发光层的各灯点逐一进行亮度校正。

4、根据权利要求1或2所述的发光指示牌，其特征在于，所述自动温控模块包括顺序连接的温度感应单元、模数转换单元、控制单元和执行单元；

所述温度感应单元分别与所述发光模块、所述模数转换单元相连接，用于监测所述发光模块的温度数据，传送到所述模数转换单元；

所述模数转换单元还与所述控制单元相连接，用于将所述温度数据转换为温度数字信号，传送到所述控制单元；

所述控制单元还与所述执行单元相连接，用于根据所述温度数字信号，输出不同控制信号到所述执行单元；

所述执行单元还分别与所述电源模块、所述发光模块相连接，用于根据所述控制信号，调节输出电流的时间，以调节所述发光模块的亮度。

5、根据权利要求4所述的发光指示牌，其特征在于，所述控制单元还包括一存储子单元，用于存储所述温度数字信号对应的亮度数据映射表。

6、根据权利要求4所述的发光指示牌，其特征在于，所述控制单元为单片机、FPGA芯片或ASIC芯片。

7、根据权利要求1所述的发光指示牌，其特征在于，所述发光模块还包括与所述发光层固定连接、叠合在一起的蓄能层；

所述基板还设置控制电路，用于控制所述发光层的显示信息；

所述蓄能层采用透明蓄能材料组成，其形状与所述文字或所述图案相匹配，用于蓄积光能，在预定条件下发光，以显示特定信息。

8、根据权利要求7所述的发光指示牌，其特征在于，所述温度感应单元包含五个温度传感器，其中一个温度传感器置于所述发光层的几何中心位置，其余四个置于以该温度传感器为中心的矩形的顶点位置。

9、根据权利要求1所述的发光指示牌，其特征在于，所述发光层为LED或OLED形成的文字或者图案。

10、根据权利要求1至9任一所述的发光指示牌，其特征在于，还包括一透明面罩，与所述发光模块固定连接。