CN104321810A - 侧光式扁平面板重复点灯设备 - Google Patents

Abstract

重复点灯设备(20)将在所希望的方向投射的至少两个不同的点亮的图像之间的交替。所述设备包括配置为和/或重叠以重现一个和多个预期的图像的侧光式扁平面板(31、32、33)。每一个面板由透光材料制成，其任意地可含有着色剂。每一个侧光扁平面板(31、32、33)包括与面板的第二平表面耦合的光学器件(50)。布置所述光学器件(50)以限定预期的图像的形状以及配置所述光学器件(50)使得在面板中分散的光离开面板的第一平表面。每一个面板具有其独立的光源(40)，所述光源(40)投射光到面板的透光边缘。所述面板的光源(40)可包括仅和选择性的点亮面板的特定光学器件的发光二极管(LED)。

Description

侧光式扁平面板重复点灯设备

背景技术

本发明的领域一般涉及重复点灯，更具体地，涉及在光波导中混合来自发光二极管(LED)的光的侧光式扁平面板(edge-lit flat panel)重复点灯设备。

作为交通、行人和/或其他信号运行的商业和/或市政灯设备不断地循环开和关。有时称作重复点灯设备，这样的设备的生产和运行趋于昂贵。它们还趋于在电线杆或其他支撑上占用相当大的空间。

发明内容

在此描述和/或示出的是用于重复点灯设备的侧光式扁平面板的实施例。所述侧光式扁平面板包括由透光材料形成的基底。所述基底具有第一平表面、与第一平表面分离并相对的第二平表面、和与第二平表面耦合的光学器件。布置所述光学器件以形成图像的至少部分的预期的形状并配置所述光学器件以反射在侧光式扁平面板中分散的光穿过其第一平表面。

同样在此描述和/或示出的是一种侧光式扁平面板重复点灯设备，所述设备更薄，更节能，并且能够比先前的系统输出更多的流明。

在一个实施例中，重叠的侧光式扁平面板配置为重现一个或多个交替点亮的预期的图像。每一个面板由透光材料(例如，塑料或玻璃)制成并用作波导。这种透光材料可包括着色剂。所述面板包括第一平表面、与第一平表面分离并相对的第二平表面、和与第二平表面耦合的光学器件。所述面板的侧边连接第一平表面和第二平表面，并形成沿着每一面板外围的连续边缘。相对的第一和第二表面可组成面板的表面区域大部分。

每一面板的第二平表面包括布置以点亮图像的任意预期的形状的光学器件。所述图像在一个或多个所述面板的第二平表面的整个或部分中形成。当与面板耦合的一个或多个光源一起、单独地和/或以多种组合和/或功率设定方式点亮时，将显现图像。所述光学器件反射从光源发射的光穿过面板，所述光离开面板的第一平表面以形成并投射点亮的图像。

光源可与一个或多个侧光式扁平面板耦合。在一个实施例中，每一个面板具有其自己的通过面板的侧边进入面板的光源。示例性光源可采用包含发光二极管(LED)的PCB带的形式，所述LED将仅点亮面板特定的光学器件。一个或多个与光源耦合的光学器件配置为使光从波导的光输出表面以观察者可见的预期的方向离开。

在另一个实施中，至少两个面板可覆盖在彼此的上表面以产生不同的形状。这些至少两个面板中的一个或多个可包括一个或多个交叉的光学器件，所述光学器件限定了当面板覆盖时交叉的两个形状的区域。与交叉光学器件耦合的面板实现形状和/或颜色的同步切换。这样的面板可包括两个或多种类型的光源，例如允许点亮的图像按照要求和/或以预定的周期间隔改变的发光二极管(LED)。改变点亮的图像可带来单独的形状改变、单独的颜色改变、或形状和颜色都改变。

附图说明

现在简要的参考附图，其中：

图1是点亮以向观察者投射第一图像的重复点灯设备的一个实施例的平面图；

图2是点亮以向观察者展示第二图像的图1的重复点灯设备的一个实施例的平面图；

图3是如图1点亮以向观察者投射第一图像的、图1和图2的重复点灯设备的一个实施例的拆开的组件的分解透视图；

图4是如图2点亮以向观察者投射第二图像的、图1和图2的重复点灯设备的一个实施例的拆开的组件的分解透视图；

图5是重复点灯设备的扁平面板波导组件的一个实施例的平面图，其中，如图1和图3，扁平面板波导组件与一个或多个光学器件耦合，布置和/或配置所述光学器件以形成向观察者投射第一图像的部分；

图6是图5的重复点灯设备的扁平面板波导组件的一个实施例的局部放大截面图，沿着箭头标出的6-6的方向；

图7是在图9中从箭头指定7-7表示的方向观察所取的重复点灯设备的组件的一个实施例的局部剖开平面图；

图8是光源的一个实施例的平面图；

图9是沿着箭头指定的9-9表示的方向观察的图1的重复点灯设备的组件的一个实施例的局部剖开并局部截面的放大图；和

图10是沿着箭头指定的10-10表示的方向观察的图2的重复点灯设备的组件的一个实施例的局部剖开并局部截面的放大图。

具体实施方式

如在此使用的，连贯的图像可以是可识别的对象或语言的视觉表示。所述对象可以是动画或非动画，并且可以描绘符号或图形。所述语言可以为字母、数字或二者皆有，并可形成词、数字、缩写或短语，其中可包括一个或多个词、一个或多个缩写、一个或多个数字或一个或多个词和/或一个或多个缩写和/或一个或多个数字和/或一个或多个符号的某些组合。

如在此使用的，当第一对象被设置在观察时与第二对象对齐，这两个对象都在观察者的直接视线中，即使一个对象完全在另一个对象后面，这样接近观察者的对象完全遮盖了远离观察者的对象。两个对象都可以部分的或全部的透明和/或半透明。

一般来说，侧光式扁平面板技术用于再现预期的图像，不管扁平面板是否覆盖在观察时彼此对齐的另一个上面。在图1和图2中，具有行人(PED)和手重叠的重复点灯设备20在此使用以说明本发明的示例性实施例和/或应用。然后，使用在此描述和/或示出的侧光式扁平面板和/或侧光式扁平面板照明设备的实施例可以显示和/或覆盖的一个或多个形状的所有实施例和/或应用被考虑和设想。非限制性的其他应用种类的例子，其中侧光扁平面板和/或侧光式扁平面板照明设备的实施例包括：走/不走信号、箭头信号、x信号、男/女洗手间信号、施工信号、铁路道口信号、机场信号、跑道信号、入口/出口信号、海上信号、航空信号、照明标志等。

为了简单和容易的说明，在图1和图2的每一个中和在图3和图4中的透视图中分别描述了相同的示例性行人标志20。在图3和图4中，示出了具有可拆卸的脱离的组件的行人信号以帮助本发明的理解。但是，在图1和图3的描述中，在两位数字显示24的旁边示出了人手的第一图像21的点亮状态，所述数字显示24可用每秒改变以倒计时直到通过标志20投射到观察者的第一图像变化到图2和图4示出的行人的第二图像22的剩余时间的数字点亮。换句话说，重复光源20能够显示一个或多个图像。在这个特殊例子中的两个：第一图像和不同于和/或覆盖第一图像的第二图像。第一图像可为第一连贯图像，如上限定的“连贯”。第二图像可为第二连贯图像，如上限定的“连贯”。

相似地，在图2和图4的描述中，在两位数字显示的旁边示出了行人的第二图像22的点亮状态，所述数字显示可用每秒改变以倒计时直到通过重复点灯设备20投射到观察者的第二图像变化为图1和图3示出的诸如手的第一图像的剩余时间的数字点亮，这告诉观察者不要走了。

重复点灯设备20的实施例可配置为使得当其被供应功率时，其连续循环开和关并且从而以预期的方向连续投射至少两个不同的点亮图像。重复点灯设备可包括至少第一侧光式扁平面板和第二侧光式扁平面板。每一个侧光式扁平面板限定了和/或由透光材料制成的波导耦合。

图3和图4是图1和图2的重复点灯设备的示例性实施例的截面图。图3和图4的每一个示出了三个叠加面板31、32和33。每一个面板31、32、33包括由透光材料构成的扁平基板，并且配置为用于照射到每一个面板中的光的波导。如图3和图6所示，例如，每一个侧光式扁平面板31、32、33限定了一对相对的平表面34、35，所述相对的平表面34、35沿着边缘36彼此连接。因此，平表面34可作为“第一平表面34”或“第一表面34”。因此，第二平表面35可作为“第二平表面35”或“第二表面35”。

边缘36形成和/或限定了每一面板31、32、33的连续的外围。每一个面板31、32、33例如通过透光材料期望地制造，所述透光材料的非限制性实施例包括：合成树脂、亚克力、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃。通用或不同类型的透光材料可用于形成面板31、32和33中的全部或部分。平侧表面34、35可组成可观察到的表面区域的大部分，所述表面区域由每一个面板31、32、33限定的表面区域的相对小的部分限定。

如图6所示，例如，面板33具有位于第二平表面35对面的第一平表面34。当从侧面或截面看时，所述面板33的边缘36将第二平表面35与第一平表面34连接。在图1、图2、图3、图4、图5和图6示出的例子中，边缘36透光。如下面描述的，与透光边缘36关联的光源将投射光穿过透光边缘36进入面板33。因此，内部反射将通过透光边缘36进入面板33的光分散贯穿面板36，且分散的光离开面板33通过一个或多个光学器件50区域，其将单独地或累积地形成图像。

重复点灯设备20的实施例优选地包括光源，所述光源设置为当提供功率给光源时，穿过各自面板31、32、33的至少一个的透光边缘36的投射光。如图8所示，例如，每一个期望的侧光式扁平面板的每一个光源的实施例包括多个发光二极管(LED)41、42、43。如图8所示，例如，LED41、42、42优选地安装在支架元件40上，所述支架元件40由金属芯印刷电路板(MC-PCB)的薄带构成。在图8、图9和图10描述的实施例中，例如，各自的每一个面板31、32、33具有其各自单独的LED 41、42、42的行45、46、47。此外，LED 42的行46可为第一颜色、LED 43的行47可为第二颜色。此外，LED 41的行45可由一些第一颜色的LED 41和一些第二颜色的LED 41组成；而行45中的LED 41可在来自行45一端到行45另一端的两种颜色之间交替。

但是，也可以使用不同的光源，例如放电灯，或一般的、多个光电子元件，也称作电光元件、例如电致发光元件。LED光源的亮度几倍于日光灯管。此外，当使用由LED制成的时，耦合到波导面板31、32、33的光的效能高于日光灯管的情况。LED几乎不发热，也没有发出有害的(紫外)辐射。因此，使用LED作为光源具有优势，即可由合成树脂制成的LED 41、42、42可临近面板31、32、33的透光边缘36。LED的使用同样具有其他的优点，将源自LED 41、42、43的光耦合到面板31、32、33的用作波导的元件不必要了。因此，LED的使用使得重复点灯设备20比先前可用的设备更简洁。此外，如果LED安装在金属芯印刷电路板(MC-PCB)上，由LED产生的热量可通过热传导分散到PCB板上。

本发明的多种实施例包括限定了点亮连贯图像的至少一部分的预期的形状的光学器件，所述形状可被观察者看到。如图5和图6所示的例如，光学器件50预期沿着第二平表面35排列并设置在面板31、32、33中以限定预期的图像形状(或者预期的图像的一部分的形状)。面板31、32、33的第一平表面34配置为允许光从光学器件50反射并离开。如图6和图10的截面图中示意性示出的，每一个面板33的光学器件50通过反射表面51的图案限定，所述反射表面引出进入波导面板33的光线并引导光线从面板33的第一平表面34出来。因此，光学器件50限定在面板33的第二平表面35中，且配置为使得进入面板33的透光边缘36的光向着期望方向离开面板33的第一平表面34，即朝向观察者的方向。因此，由光学器件50限定的区域对于使用者的眼睛成为点亮的并限定第二图像22的至少一部分，在本例中所述第二图像为行人。

例如，如图4所示意性示出，重复点灯设备20的实施例可包括至少第一侧光式扁平面板31和第二侧光式扁平面板32。第一侧光式扁平面板31的第一平表面34的至少某些部分覆盖第二侧光式扁平面板32的第一平表面34的至少一部分。例如，如图10所示意性示出，沿着第一侧光式扁平面板31的第二平表面35的一个或多个区域排列和设置的光学器件50限定了第一侧光式扁平面板31的图像的一个或多个预期的形状。

例如，如图10所示意性示出，第一侧光式扁平面板31的光学器件50配置为使得进入第一侧光式扁平面板的波导31的光(通过箭头52指示的)离开第一侧光式扁平面板31的第一平表面34(由箭头53指示)向着观察者预期的方向。相似地，例如，如图10所示意性示出，沿着第二侧光式扁平面板32的第二平表面35的一个或多个区域排列和设置的光学器件50限定了第二侧光式扁平面板32的点亮图像的一个或多个预期的形状。例如，如图10所示意性示出，第二侧光式扁平面板32的光学器件50配置为使得进入第二侧光式扁平面板的面板32的光(通过箭头54指示的)向着观察者预期的方向离开第二侧光式扁平面板32的第一平表面34(由箭头55指示)。此外，当如图2和图10所示的第一侧光式扁平面板31的光源LED 41和第二侧光式扁平面板32的光源LED 42都点亮时，行人的第二图像22指向重复点灯设备20的观察者。

如图2、图4和图10所示意性示出，在观察时第二侧光式扁平面板32的第一平表面34的至少某些部分与第一侧光式扁平面板31的第一平表面34的一部分对齐。第一侧光式扁平面板31的光学器件50限定了少于完整的行人的第二图像22，以及第二侧光式扁平面板32的光学器件50还限定了少于完整的行人的第二图像22。但是，当第一和第二侧光式扁平面板31、32的每一个被重复点灯设备20的光源的各自的对齐行45、46的各自的LED点亮时，两部分图像组合成图2中示出的行人的点亮的第二图像22。优选地，第一侧光式扁平面板31的光源的点亮的LED的颜色与第二侧光式扁平面板32的光源的点亮的LED相同，这样第二图像22以相同的颜色显示给观察者。但是，如果需要的话，第二图像22的颜色可由多于一种颜色构成。

例如，如图3所示意性示出，一种重复点灯设备20的实施例可优选地包括除第一侧光式扁平面板31和第二侧光式扁平面板32外的至少第三侧光式扁平面板33。第一侧光式扁平面板31的第一平表面34的至少一些部分覆盖第三侧光式扁平面板33的第一平表面34的至少一些部分。

例如，如图9所示意性示出，沿着第一侧光式扁平面板31的第二平表面35的一个或多个区域排列和设置的光学器件50限定了第一侧光式扁平面板31的图像的一个或多个预期的形状。例如，如图9所示意性示出，第一侧光式扁平面板31的光学器件50配置为使得进入第一侧光式扁平面板的波导31的光(通过箭头52指示的)向着观察者预期的方向离开第一侧光式扁平面板31的第一平表面34(由箭头53指示)。相似地，例如，如图9所示意性示出，沿着第三侧光式扁平面板33的第二平表面35的一个或多个区域排列和设置的光学器件50限定了第三侧光式扁平面板33的图像的一个或多个预期的形状。

例如，如图9所示意性示出，第三侧光式扁平面板33的光学器件50配置为使得进入第三侧光式扁平面板的波导33的光(通过箭头56指示的)向着观察者预期的方向离开第三侧光式扁平面板33的第一平表面34(由箭头57指示)。此外，当如图1和图9所示意性示出的第一侧光式扁平面板31的光源LED 41和第三侧光式扁平面板33的光源LED 43都点亮时，人手的第一图像21指向重复点灯设备20的观察者。

如图1、图3和图9所示意性示出，在观察时第三侧光式扁平面板33的波导的第一平表面34的至少一部分与第一侧光式扁平面板31的波导的第一平表面34的一部分对齐。第一侧光式扁平面板31的光学器件50限定了少于完整的第一图像21，以及第三侧光式扁平面板33的光学器件50还限定了少于完整的第一图像21。但是，当第一和第三侧光式扁平面板31、33的每一个被重复点灯设备20的光源的各自的对齐行45、47的各自的LED点亮时，两部分图像组合成图1中示出的人手的点亮的第一图像21。优选地，第一侧光式扁平面板31的光源的点亮的LED 41的颜色与第三侧光式扁平面板33的光源的点亮的LED43相同，这样第一图像21以相同的颜色显示给观察者。但是，如果需要的话，第一图像21的颜色可由多于一种颜色构成。

在图1、图2、图3和图4以及图7、图8、图9和图10示出的重复点灯设备20的实施例中，在观察时每一个面板31、32、33对齐另一个面板31、32、33中的每一个。此外，优选地前面板包括包含交叉光学器件50的波导31，其使得设备20显示的形状和颜色重复交替。第一面板31的交叉光学器件50产生图像，当组合由第二面板32的光学器件产生的图像时产生第二图像22，而当组合由第三面板33的光学器件产生的图像时产生另一个第一图像21，所述第一图像的形状和/或位置与第二图像22不同。

优选地，具有交叉光学器件50的面板31将被提供包括两个或多种类型的LED的光源以能够在两个或多个颜色之间改变点亮的图像的颜色。但是，在所有的图像为相同的颜色的应用中，仅需要一种类型的LED。例如，如图8所示意性示出，重复点灯设备20的光源具有包括两个颜色的LED 41的行45，这样每隔一个LED 41产生第一颜色的光并且剩下的LED 41产生第二颜色的光。因此，重复点灯设备20可配置使得可供给功率给产生第一颜色的LED而功率不提供给产生第二颜色的光的剩下的LED 41。相似地，重复点灯设备20可配置使得可供给功率给相同行45中产生第二颜色的LED而功率不提供给产生第一颜色的光的剩下的LED 41。通过这样做，第一和第二图像21、22将交替成为点亮，第一图像21将展现给重复点灯设备20的观察者与第二图像22的颜色不同的颜色。

此外，通过在两种操作模式间交替的提供功率给重复点灯设备20的光源，重复点灯设备20可配置为在第一图像21和第二图像22之间来回切换。因此，重复点灯设备20的光源配置为并且设置为选择性的点亮第一和第三侧光式扁平面板31、33或第一和第二侧光式扁平面板31、32。在操作重复点灯设备20的第一点灯模式中，对于设定时间第一图像21点亮而第二图像22未点亮。在操作重复点灯设备20的第二点灯模式中，对于设定时间第二图像22点亮而第一图像21未点亮。当在第一点灯模式中运行点亮图1、图3和图9中的第一图像21时，仅提供功率给产生第一颜色的光的第一行45的LED 41和行47中产生相同颜色的光的LED 43。当在第二点灯模式中运行点亮图2、图4和图10中的第二图像22时，仅提供功率给产生第二颜色的光的第一行45的LED 41和行46中产生相同颜色的光的LED 42。

例如，如图3和图4所示意性示出，重复点灯设备20可包括承载面板31、32、33中的每一个的基板60和包括安装在承载元件40上的LED 41、42、43的光源。基板60还可期望地配置并设置为在面板31、32、33的覆盖堆和光源的承载元件40旁边承载时间标志24。此外，为了便于提供功率给LED 41、42、43和时间标志24，基板60由印刷电路板制成。

具体实施方式使用数字和字母来标记附图中的特征。附图和描述中相同或相似的标记用于指示本发明相同或相似的部分。

通过本发明举例的方式提供的每一个实施例不限制本发明。实际上，对本领域技术人员而言显然在本发明中所做的修改和变形没有脱离本发明的范围。例如，作为一个实施例的一部分描述或示出的特征可用于其他实施例中已形成进一步的实施例。因此，应当想到本发明覆盖了这样的修改和变形，并包含在附加的权利要求及其等价物的范围中。

这里所写的描述使用实施例公开了本发明，包括最佳实施例，也使本领域技术人员能够实现本发明，包括制造和使用任意装置或系统并执行任意合并的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域技术人员可实现的其他例子。这样其他的和例子都在权利要求的范围中，如果它们包括不同于权利要求文字语言的结构元件，或者如果它们包括不同于权利要求文字语言的无实质差别的等效结构元件。

Claims (10)

1.一种重复点灯设备，包括：

第一侧光式扁平面板；和

第二侧光式扁平面板，由所述第一侧光式扁平面板覆盖；

每一个侧光式扁平面板由透光材料形成，并且包括第一平表面、与所述第一平表面分离并相对的第二平表面、和与所述第二平表面耦合的光学器件，

其中，所述第一侧光式扁平面板的所述光学器件布置为形成所述第一侧光式扁平面板的图像的预期的形状并配置为反射在所述第一侧光式扁平面板中分散的光穿过其第一平表面；以及

所述第二侧光式扁平面板的所述光学器件布置为形成所述第二侧光式扁平面板的图像的预期的形状并配置为反射在所述第二侧光式扁平面板中分散的光穿过其第一平表面。

2.如权利要求1所述的重复点灯设备，其中：

所述第一侧光式扁平面板的所述光学器件限定少于完整的第二图像；

所述第二侧光式扁平面板的所述光学器件限定少于完整的第二图像；以及

当所述第一侧光式扁平面板的所述光学器件形成的所述图像与所述第二侧光式扁平面板的所述光学器件形成的所述图像组合时，限定完整的第二图像。

3.如权利要求1所述的重复点灯设备，进一步包括：

第三侧光式扁平面板，设置为在观察时与第一侧光式扁平面板对齐，

所述第三侧光式扁平面板由透光材料形成，并且包括第一平表面、与所述第一平表面分离并相对的第二平表面、和与所述第二平表面耦合的光学器件，

其中，所述第三侧光式扁平面板的所述光学器件布置为形成所述第三侧光式扁平面板的图像的预期的形状并配置为反射在所述第三侧光式扁平面板中分散的光穿过其第一平表面。

4.如权利要求3所述的重复点灯设备，其中：

所述第一侧光式扁平面板的所述光学器件限定少于完整的第一图像；

所述第三侧光式扁平面板的所述光学器件限定少于完整的第一图像；以及

当所述第一侧光式扁平面板的所述光学器件形成的所述图像与所述第三侧光式扁平面板的所述光学器件形成的所述图像组合时，限定完整的第一图像。

5.如权利要求1所述的重复点灯设备，进一步包括与所述第一侧光式扁平面板和所述第二侧光式扁平面板耦合的光源。

6.如权利要求5所述的重复点灯设备，其中所述光源包括包含发光二极管的印刷电路板的带。

7.如权利要求3所述的重复点灯设备，进一步包括与所述第一侧光式扁平面板、所述第二侧光式扁平面板和所述第三侧光式扁平面板耦合的光源。

8.如权利要求7所述的重复点灯设备，其中所述光源配置和设置为仅点亮或选择性地点亮所述第一和第三侧光式扁平面板或所述第一和第二侧光式扁平面板。

9.如权利要求6所述的重复点灯设备，其中所述光源包括包含发光二极管的印刷电路板的带。

10.一种用于重复点灯设备的侧光式扁平面板，所述侧光式扁平面板包括：

由透光材料形成的基底，并包括第一平表面、与所述第一平表面分离并相对的第二平表面、和与所述第二平表面耦合的光学器件，

其中，所述光学器件布置为形成图像的至少部分的预期的形状并配置为反射在所述侧光式扁平面板中分散的光穿过其第一平表面。