CN108253346A - 一种悬浮式通体发光标识 - Google Patents

Abstract

一种悬浮式通体发光标识，是对现有广告标识灯具包括传统的玻璃管霓虹灯以及柔性霓虹灯的增强和改进，属于广告发光标识和灯饰领域。通过独立设置外露的透明光通道，把分开设置的光源体和发光体对接起来，利用光在透明光通道内可以全反射传输原理，使得光源体发出的光可以通过光通道内部道传输并投射至发光体，经过发光体自身的散光和均光作用，使其360度通体发光。透明的光通道对内部的光起着反射传输作用，对外起隐身作用，这样发光体犹如悬浮于光源体上方的三维空间中，有很强的悬空立体感效果，彻底改善现有各种箱体式发光结构的单一和厚重死板弊端，视觉效果更接近传统玻璃管霓虹灯的特性，并且更环保节能。

Description

一种悬浮式通体发光标识

所属技术领域

本发明涉及一种悬浮式通体发光标识，是对现有广告标识灯具的增强和改进，属于广告发光标识和灯饰领域。

背景技术

传统玻璃管霓虹灯之所以一直受青睐的两大必备两大特质：悬空的立体感线条以及可以360度通体均匀发光。要想有悬空效果，发光的线条周围不能有其它可视感强的物体或配件。现有发光线条普遍都是以平面发光线条或半立体(不是360度可视)发光的形式体现，其制作工艺也基本采用把光源和发光线条通过箱体结构结合固定在一起，类似窄条状的灯箱结构，线条设置于灯箱顶部类似于灯箱的发光面板，光源设置于灯箱底部，光源发出的光通过灯箱围边侧壁反射到达灯箱顶部的线条并使其发光，若要使以LED为光源的线条均匀发光，灯箱箱体必须有一定厚度，厚度越高，发光越均匀。但这种箱体式发光线条由于光源和线条都是通过箱体固定结合在一起，视觉上发光线条没有悬浮效果，更没有通体发光的立体感。

作为传统玻璃管霓虹灯的升级换代产品，目前市场上主流的替代产品基本都是基于柔性材料制作并且以LED为光源的“准霓虹”灯条(类似ZL200410032066.5技术方案所涉及的产品)，之所以称之为“准霓虹”，是因其制作工艺和结构的因素所限，对比与玻璃管霓虹灯有着天生的缺陷，并不能完全替代传统霓虹灯，不能算真正的替代产品。

首先，众所周知，LED属于点光源，把若干串接在一起的点光源灯串包裹于柔性散光材料内，还要让灯条发光面发光均匀(还不是通体发光)，只有两个办法：a，尽量缩小LED灯串上灯珠之间的间距(增加灯珠分布密度)，b，加大LED光源到柔性灯条发光表面之间的距离(灯条外径加粗加厚)。使得灯条尺寸普遍偏宽偏厚，

其次，柔性霓虹灯条把光源以及相关电路都包裹于柔性材料内，发光后灯条必然会有阴影，这也就是为什么大多数柔性霓虹灯都不是360发光，只是上半部分发光，下半部分遮光处理。这使得灯条整体高度(厚度)至少在2-3cm以上，要做到通体发光，外径至少也是3cm以上，用这样尺寸的线条来实现线条图案，就太有局限性了。

公告号CN201391796Y文件中涉及的一种可变色的LED霓虹灯，方案中提到的条状导光板应该与ZL200410032066.5中的柔性材料一样具有散光均光效果，不可能为透明或半透明材料，否则不可能让导光板实现均匀发光效果。而且也是把下半部分做了遮光处理，只有上半部分发光。

公告号CN206637271U文件中涉及的一种LED集光霓虹灯条结构，明显属于窄条状灯箱结构，从文件中可以看到，技术方案中的固定外壳作为灯箱箱体部件，是把LED、集光条以及乳化光条三者结合并固定在一起不可缺失的重要部件，技术方案阐述其目的是利用固定外壳的内壁与集光条配合一起把光反射到灯箱顶部的乳化光条，其中固定外壳与ZL200410032066.5中的遮光外皮作用一致。另外，封闭腔体中的光通量并不会因为设置集光条而增加，反而会削减顶部乳化光条的均光效果，这是画蛇添足的方案，因为根据物理中的光线折射原理，光线在空气中的折射角度比在透明集光条中的折射角度大，也就是说，对于乳化光条的发光效果来说，集光条是多余的，如果固定外壳中不设置集光条，乳化光条发光的均光效果要好的多。而要增加亮度完全可以通过增加灯珠分布密度或加大电流的方法实现。

可以看到，上述的三种公开的技术方案从结构和效果来说，本质上都基本一样，都是利用下半部分外面有遮光层且内置有LED光源和电路的U型结构实现聚光和光反射使得封盖与U型结构顶部的透光材质发光。不是通体360发光，而且要达到发光均匀效果，灯条的高度和厚度相应尺寸过大，使得在构建线条图案时，折弯能力受限，构图能力不足。

发明内容

为了实现无论从外观和发光效果上更能体现传统霓虹灯特性的升级替代产品，解决现有柔性霓虹灯尺寸过于粗厚，无悬浮的立体视觉效果、发光效果不均匀以及不能通体发光的问题，以及非线条类的平面类发光标识的发光面无立体感的现象，提供一种悬浮式通体发光标识。

该发明所采用的具体方案是：由光源体，光通道以及发光体构成，光源体内设置有光源，光源体设置于发光体之外与发光体之间设有外露的光通道，光通道把光源体发出的光传输到发光体。光源体发出的光通过与其相接的光通道底部进入光通道内部并传输至光通道顶部并投射到与光通道相接的发光体，从而使发光体360度通体发光。光源体可以为独立的LED光源(但不限于是LED光源)或是U型发光凹槽或是面板有透光图案或透光缝隙的发光腔体或灯箱，其中U型发光凹槽里面的光源是LED但不限于LED光源，面板有透光缝隙或透光图案的发光腔体(灯箱)，内部的光源可以是LED但不限于LED光源，灯箱内的光可以通过面板上的透光缝隙或透光图案透射出来。光通道内部一般为透明或半透明材料，或者其它能使光线在其内部进行传输的材料和结构形状。光通道横截面可以为矩形但不限于矩形或者其他有助于光在其内部传输的形状，为使发光体可以均匀发光，光通道顶部(光线传出的部位)表面可以设置若干有散光效果的花纹和纹路；发光体为有均光和散光效果或荧光效果或相应透光效果的材料，材料可以是硬质或柔性材料，发光体横截面可以为圆形，矩形，椭圆型，管型，面包型以及其他形状，结构可以为实心或空心。光通道的纵向延伸形状与发光体纵向延伸形状匹配，发光体与光通道顶部相接的方式包括:可以是紧密接触并固定，发光体也可以悬浮并固定于光通道顶部上方的一定高度，也可以通过其它配件间接固定在一起，也可以通过嵌套固定，还可以通过特殊加工工艺做成一体的。光源体纵向延伸形状与光通道纵向延伸形状匹配，光源体和光通道底部(光线的传入部位)相接的方式包括：可以通过紧密接触并固定，光通道也可以悬浮并固定于光源体上方的一定高度，也可以嵌套固定，也可以通过其它配件间接固定在一起。

为了特殊的设计要求或特殊视觉效果，在发光体有悬浮立体感的前提下，可以对光通道的侧壁外表面或部分表面进行相关工艺处理，比如，雕刻图案、磨砂图案、喷漆、贴膜等加工工艺。

对于LED灯珠排列密度已固定的光源，光源发出的光通过光通道内部路径的长短(即光通道高度)是决定发光体能否均匀发光的重要因素；对于高度已固定的光通道，LED灯珠排列密度是决定发光体能否均匀发光的重要因素。

本发明产生的积极效果：相互独立并且分开设置的发光体与光源体之间设有光通道，光通道一般为透明材料，光通道宽度一般会尽量窄于发光体宽度，这样发光体放置在透明的光通道上方。透明的光通道对内部的光起着反射传输作用，对外起隐身作用。光源体不发光时，光通道因本身透明，视觉上有隐身效果，这样发光体犹如悬浮于光源体上方的三维空间中，有很强的悬空立体感效果。当光源体通电发光后，光线都顺着光通道传输到顶部并投射到发光体上，由于光在透明光通道内部的侧壁之间甚至是可以全反射传输的，这样光通道本身不吸光，再加上光源体大多为U型发光槽结构，所以在光源体通电发光的时候，光源体发出的光几乎全部都直接通过光通道的传输体现在发光体上，此时，对比发光体的发光强度和效果，可以说基本看不到光源体和光通道发光(虽然理论上会有非常少的漏光，但对比发光体的发光强度，视觉上漏光现象完全可以忽略)，光通道仍然有透明隐身效果，发光体通过自身的散光和均光作用，使其具备360度通体均匀发光效果，视觉上更有悬空的立体感。

众所周知，光从透明板材(玻璃板或有机玻璃板)一侧的边缘进入板材内部并沿着与板材表面平行的方向进行全反射传输，会在板材另一侧的轮廓边缘射出(轮廓光)，而板材表面基本不发光。根据这个光学原理，本技术方案应用在线条状发光体时，巧妙的把板条状光通道应用为一个灯箱结构(光通道侧壁因为可以全反射并不漏光，相当于灯箱的侧围边，只不过从外面看，这个灯箱是透明的)，对内可以起着全反射作用，对外起着隐身作用，把光通道顶部边缘的端面发出的轮廓光，直接投射到线条状发光体上，使发光体均匀通体发光。对于变径线条图案甚至非线条的平面图案，一样可以利用本技术方案使有一定厚度的非等径的异形发光体达到悬浮的立体发光效果。

此外，在光源体和发光体之间设置光通道，把光通过光通道传输并投射到发光体使其通体发光，首先，通过独立设置的光通道结构，把分开设置的光源体和发光体对接起来，使得光源体发出的光可以通过专有通道传输至发光体，从而条状发光体可以避开现有柔性霓虹灯的制作工艺限制(光源与发光体为一体的结构，光源包裹在发光体中)而独立于光源单独设计和加工，这样，发光体在外形和尺寸方面可以有更大的设计构图和加工空间，比如可以把发光体线条做到外径2-3mm，可以构造更微小精致的发光图案。其次，光通道的设置相当于为U型凹槽的光源体又隐形的增加了一定的灯箱厚度(此厚度等于光通道的高度)，更保证了发光体的均匀发光。同时，因为光通道视觉上是透明的隐形的，整个箱体厚度感觉仅仅是光源体的厚度，使整个结构看着更纤薄精致。最后，光源体、光通道以及发光体三者之间互为独立的结构使得每个结构可以有多种制作工艺和实现方法，应对不同的设计要求，从而达到更为完美的视觉效果，比如横截面为“X”型的条状光通道，除了传输光的作用外，还有挤光作用，光进入“X”型光通道后，通过更狭窄的部位时，光被更窄的通道“挤压”并“散射”，然后光通道可以投射出更均匀的光线。

附图说明

图1几种发光体横截面结构示意图(不限于这几种结构)，其中，

1A为圆形实心发光体；

1B为圆形空心(管状)发光体；

1C为矩形实心发光体；

1D为矩形空心发光体；

1E为面包状发光体；

图2几种光通道横截面结构示意图(不限于这几种结构)，其中，

2A为矩形光通道；

2B为子弹头形光通道；

2C顶部为凹陷形的光通道；

2D中间窄两端宽的X形光通道；

2E为S形曲面光通道；

2F底部有凹槽可以嵌套LED光源的光通道；

2G中间宽两端窄的光通道；

图3为几种U型发光凹槽结构的光源体示意图(不限于这几种结构)，其中，

3A为内部带有LED的U型发光凹槽结构示意图；

3B为若干LED放置于U型发光凹槽底部并且朝上发光的示意图；

3C为若干LED放置于U型发光凹槽侧壁上并且朝凹槽内部发光的示意图；

3D为若干LED放置于距离U型发光凹槽底部一定高度并且朝凹槽底部发光的示意图；图4为一种以英文字母“A”为纵向延伸图案的悬浮通体发光标识结构示意图，其中,

4A为用矩形横截面的光通道对接U型发光凹槽和空心圆管状横截面的条状发光体；

4B为4A的局部(虚线圈内)放大结构示意图；

4C为4A的局部纵向剖面结构示意图；

图5为一种以英文字母“A”为纵向延伸图案的悬浮通体发光标识结构，光源体为基板上的

U型发光凹槽，其中,

5A为带有U型发光凹槽纵向延伸图案为字母“A”的基板示意图；

5B为矩形横截面的光通道与空心圆管横截面的发光体与带有发光凹槽的基板一起构成

的悬浮通体发光线条结构示意图；

5C为矩形横截面的光通道与实心矩形横截面的发光体与带有发光凹槽的基板一起构成

的悬浮通体发光线条结构示意图；

图6为一种以英文字母“A”为纵向延伸图案的悬浮通体发光标识结构，光源体为面板有透

光图案的灯箱，其中,

6A为面板有纵向延伸轨迹为字母“A”透光图案的灯箱示意图；

6B为矩形横截面的光通道与空心圆形横截面的发光体与面板有透光图案的灯箱一起构

成的悬浮通体发光线条结构示意图；

图7为一种以英文字母“A”为发光图案的悬浮通体发光标识结构，其中，“A”为变径线条

图案，线条宽度不一致，底层发光体为U型发光凹槽结构，中间为矩形横截面光通道，

顶层发光体为实心矩形横截面结构；

图8为光源体、光通道以及发光体之间的几种相接方式的示意图，其中，

8A为光源体、光通道以及发光体相互对接的结构示意图，其中子弹头形横截面的光通道

顶部嵌入面包状横截面的发光体底部的凹槽中，下端嵌入U型发光凹槽的凹槽中；

8B为光源体、光通道之间相互嵌套对接的示意图，其中U型发光凹槽中的LED嵌入光通

道底部的凹槽中，光通道再嵌入U型凹槽中；

8C为光通道和发光体加工为一体结构的示意图；

8D为光通道和发光体加工为一体结构并且把LED光源体嵌入在光通道底部的凹槽中的

结构示意图；

8E为发光体通过卡夹固定在光通道上方的结构示意图。

图中，1.发光体，2.光通道，3.LED灯珠，4.U型凹槽，5.带有U型凹槽的基板，6.带有镂空

透光缝的灯箱面板，7.灯箱面板上的透光图案，8.灯箱，9.卡夹。

具体实施方式

实施例1

如图4所示，光源体为U型发光凹槽(4)结构，凹槽(4)的内槽宽度应该与相应的光通道(2)和发光体(1)匹配。U型凹槽(4)可以为硬质或柔性的不透光材料，U型凹槽可以是一体成型的，通过数控加工制成，或者通过模具注塑加工成型，或通过塑胶挤出工艺加工制成，挤出工艺制成的U型凹槽(4)通过加热折弯或直接折弯固定工艺使其纵向延伸轨迹图案与字母“A”匹配；U型凹槽还可以用两条不透光的柔性扁平胶条拼搭而成，两条扁平胶条作为凹槽的两侧壁沿字母“A”线条轨迹竖立延伸并固定在底板上，两胶条之间的间距就是凹槽的宽度，底板作为槽底，最后形成与图案匹配的凹槽(4)。然后在成型的U型凹槽(4)内部放置并固定若干按一定密度分布的LED灯(3)，发光方向朝上，从而形成U型凹槽(4)光源体；也可以如图3中3C所示，把若干LED灯珠放置并固定在U型凹槽(4)内部的侧壁上，使其侧向发光，这样，通过U型凹槽(4)内部侧壁和底面的反射，最后光线从凹槽(4)顶端的出口射出，这样可以使光源体发出更均匀的光，但光的强度会有所损失；还可以如图3中3D所示，把若干LED放置于U型凹槽(4)内部距离底部一定高度的位置，并且朝凹槽(4)底部发光，这样，通过U型凹槽(4)内部的底面和侧壁的反射，最后光线从凹槽(4)顶端的出口射出，这样可以使光源体发出更均匀的光，但光的强度会有所损失。

光通道(2)为横截面为矩形结构的透明材料，可以通过用扁平长条状的透明板条加热后按照相应的图案轨迹折弯(透明板条的宽度就是光通道(2)的高度)制成，或者通过模具注塑加工成型，或通过对有一定厚度的透明板材(透明板的厚度就是光通道(2)的高度)用数控加工设备加工制成，使光通道(2)纵向延伸轨迹与字母“A”匹配，光通道(2)的宽度可以稍微宽于光源体的凹槽宽度，使光通道(2)可以放置并固定与光源体的凹槽(4)上，与光源体紧密对接，也可以按照如图8中8A所示的嵌套结构，光通道(2)的宽度可以稍微小于光源体的凹槽宽度，使光通道(2)底部嵌入U型发光槽光源体的凹槽内，使二者以嵌套的方式结合固定在一起。如图2所示的其他结构的光通道(2)也可以适用以上实施方法。

条状发光体(1)为空心圆管状横截面结构，发光体(1)外径一般要比光通道(2)的宽度要宽一些，以突出发光体(1)的悬浮立体感。发光体(1)可以是硬质的也可以是柔性的，有均光和散光或荧光功能，可以为透光但不透明的乳白材料，有均光和散光功能的硬质材料的塑料管材通过加热后，按照字母“A”的延伸图案轨迹折弯制成，然后把折弯后的发光体(1)放置于光通道(2)的上方，发光体(1)悬浮于光通道(2)顶部上方一定高度并固定(高度不适宜过高，以尽量看不到光通道顶部端面为宜)，也可以使发光体(1)和光通道(2)顶部紧密接触固定，也可以如图8中8A所示的嵌套结构，还可以如图8中8E所示，悬浮于光通道(2)顶部上方一定高度并通过若干一节一节的卡夹(9)与光通道(2)固定在一起，卡夹(9)为透明材质；如果发光体(1)为柔性管材，则可以按照字母“A”的延伸图案轨迹直接折弯并固定于光通道(2)的上方。

图1中1A、1C、1D、1E所示的发光体(1)也都可以适用于上述方法，其制作方法也可以直接通过模具注塑加工成型。

再把光源体内的相应发光电路设置连接好，这样，以英文字母“A”为纵向延伸图案的悬浮通体发光线条就制成了。发光线条不但通体均匀发光，而且具有强烈的悬浮立体感。

U型发光槽(4)光源体内部的LED灯珠排列密度应该与光通道(2)的高度相匹配，若光通道(2)的高度越度，则LED灯珠排列密度就可以低些，灯珠数量就可以少用；反之，LED灯珠排列密度就要高些，灯珠数量就要多用。

实施例2

如图5中5A所示，光源体为基板(5)上的U型发光凹槽(4)，凹槽(4)的内槽宽度应该与相应的光通道(2)和发光体(1)匹配。按照英文字母“A”的图案轨迹在有相应厚度的基板(5)上开出U型凹槽(4)(不是镂空的)，也可以按照英文字母“A”的图案轨迹在有相应厚度的基板(5)上开出通透的镂空槽，然后在基板(5)的背面在加垫一张底板，使得原来的镂空槽不再通透，形成U型凹槽(4)。然后在成型的U型凹槽(4)内部放置并固定若干按一定密度分布的LED灯(3)，发光方向朝上，从而形成U型凹槽(4)光源体；也可以如图3中3C所示，把若干LED灯珠放置并固定在U型凹槽(4)内部的侧壁上，使其侧向发光，这样，通过U型凹槽(4)内部侧壁和底面的反射，最后光线从凹槽(4)顶端的出口射出，这样可以使光源体发出更均匀的光，但光的强度会有所损失；还可以如图3中3D所示，把若干LED放置于U型凹槽(4)内部距离底部一定高度的位置，并且朝凹槽(4)底部发光，这样，通过U型凹槽(4)内部的底面和侧壁的反射，最后光线从凹槽(4)顶端的出口射出，这样可以使光源体发出更均匀的光，但光的强度会有所损失。

图5中5B和5C的光通道(2)的实施方法可以参照实施例1实施。

图5中5B的发光体(1)的实施方法可以参照实施例1实施。

图5中5C所示的实心矩形横截面的发光体(1)，可以为硬质材料，通过数控加工设备加工制成，比如通过对相应厚度有散光功能的板材按照字母“A”的图案进行数控雕刻切割，板材的厚度即为发光体(1)的横截面高度，这样，发光体(1)与设计图的轨迹吻合度完全一致，效果更好，然后把发光体(1)与光通道(2)顶部紧密接触并固定在一起。

其他形式的发光体(1)和光通道(2)实施方法可以参照实施例1实施。

实施例3

如图6中6A所示，光源体为面板(6)带有字母“A”透光线条图案(7)的灯箱(8)，灯箱(8)为四周用不透光材料围成的腔体，内部放置有光源，灯箱(8)可以很薄，在不透光的灯箱面板(6)上按照字母“A”的图案轨迹开出镂空缝隙(7)，使灯箱内部的光线可以通过镂空缝隙(7)透射出来。灯箱面板还可以用透光板材通过把不需要透光的部分用不透光涂料覆盖，留下的部分就是透光图案，使得灯箱内的光线可以通过透光图案透射出来。这样，就形成面板有透光图案的灯箱(8)结构的光源体。

图6中6B所示，光通道(2)以及其他形式的光通道和发光体(1)以及其他结构的发光体的实施方法可以参照实施例1和实施例2实施。

实施例4

如图7所示，为特殊设计要求，发光图案为变径线条图案(线条宽度不一致)或非线条类的平面图案。按照实施例1所述的实施方法，根据设计图案，加工出与设计图案相匹配的光通道(2)，使纵向同一位置的光通道(2)宽度小于(保证发光体(1)均匀发光的前提下光通道宽度尽量小)或等于同样位置的设计图案线条宽度(即发光体宽度)，并使光通道(2)整体延伸轨迹或图案与设计图案相匹配。然后再加工出与光通道(2)延伸图案相匹配的U型凹槽(4)，并在凹槽(4)内按一定密度放置若干LED光源，从而构成发光体，把光通道(2)紧密放置在凹槽(4)之上，最后参照实施例2中所述图5中5C对应的的发光体(1)的实施方法，根据设计图案，用相应厚度和材料的板材以数控雕刻加工的方式加工出发光体(1)，这样，具有相应厚度的发光体(1)的表面图案与设计图案(轨迹和宽度)吻合度完全一致。

剩下的实施步骤可以参照实施例1和实施例2。

实施例5

如图8中8C和8D所示，通过特殊挤出加工工艺，可以把原本分开已经做好的发光体(1)和光通道(2)挤出加工成一体结构，虽然连为一体，但各自的材料特性保持不变，光通道(2)依然为透明，发光体(1)依然为散光的乳白色。光源体的实施以及后续实施步骤可以参照实施例1和实施例2。

实施例6

如图8中其他几种结构，都可以参照上述实施例中所述的方法实施。

Claims (2)

1.一种悬浮式通体发光标识，其特征是：由外露的光通道和发光体以及独立设置在发光体之外的光源体组成，分开设置的光源体和发光体之间由外露的光通道相接，光源体发出的光通过与其相接的光通道底部进入光通道内部并传输至光通道顶部，然后投射到与光通道顶部相接的发光体上，使发光体通体发光。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮式通体发光标识，其特征是：光通道内部为透明或半透明材料，或其它有助于光源体发出的光能在其内部传输的材料和形状结构。