CN201397637Y - 一种自动温控的发光指示牌 - Google Patents

Abstract

本实用新型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，本实用新型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

本实用新型涉及市政交通领域，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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型的技术方案如下：

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；还包括与所述发光模块相连接的应急供电模块，用于储存电能，在外部的交流电源断电时，向所述发光模块供电。

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，本实用新型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为本实用新型实施例1的示意图；

图2是本实用新型实施例2的自动温控模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的示意图；

图4是图1的A-A剖视图；

图5是本实用新型实施例5的发光指示示意图；

图6是本实用新型实施例6的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型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。

又一个例子是，为保证在供电中断的情况下，指示牌还能够正常工作，还可以设置一应急供电模块，包括蓄电池104和太阳能电板103，太阳能电板103利用太阳能向蓄电池充电，用于向发光模块提供恒流电源。

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

在上述实施例的基础上，为了提高电路工作的安全性和稳定性，如图3所示，在整流器102和蓄电池104之间设置一过充电保护装置106，用于在蓄电池104电压达到最高值时停止对其充电，同时，还可以在蓄电池104和发光模块107之间，设置一过放电保护装置105，用于在蓄电池电压达到最低值时停止蓄电池对外放电。这样，能够保护蓄电池，延长其使用寿命。

实施例4

如图4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5

如图5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5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6

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6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实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

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；

还包括与所述发光模块相连接的应急供电模块，用于储存电能，在外部的交流电源断电时，向所述发光模块供电。

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。

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