FI104652B - Mainos- ja informaatiotauluissa käytettävä valon hajotin - Google Patents

Description

1 104652

Mainos- ja informaatiotauluissa käytettävä valon hajotin

Keksintö koskee valon hajotinta ja valotauluja, joissa käytetään valon hajotinta. Nimenomaan keksintö kos-5 kee valotauluja, joita käytetään mainoskilvissä, informaatiotauluissa ja LCD-taulujen taustavalaistuksena.

Tällaiset taulut tehdään yleensä valokaappina, johon on taulun koosta riippuen sijoitettu yksi tai useampia loisteputkia taulun taustavalaistukseksi. Kuvat tai infor-10 maatio sijoitetaan läpinäkyvään kanteen tai levyyn, joka valaistaan, kaapin loisteputkesta tai -putkista tulevalla valolla. Jotta valo saadaan jakautumaan mahdollisimman hyvin ja mahdollisimman tasaisesti koko valaistavaan pintaan, loisteputken tai -putkien taakse on sijoitettu hei-15 jastin ja eteen vastaavasti valon hajotin. Kannen on lisäksi oltava himmeä. Näiden jo tunnettujen valotaulura-kenteiden epäkohtana on, että laatikkorakenteesta tulee suhteellisen syvä tai rakennekorkeudeltaan suuri, jotta valo saadaan jakautumaan tyydyttävästi koko pintaan.

20 US-patentissa 4 791 540 selostetaan erästä valotau lua. Se on tehty laatikoksi, johon valonlähde voidaan sijoittaa joko kansilevyn alle tai yhteen tai useampaan si-i vureunaan. Kansilevy käsittää muovifolion, joka on toisel- ta puolelta sileä ja jonka toisella puolella on pitkit- 25 täisurat (niin sanottu SOLF-kalvo, jota 3M valmistaa). *:·*: Pohjalevy on varustettu heijastus- tai peilipinnalla tai ·*·*: tehty SOLF-kalvosta mattapintaan. Kun valonlähde on si- • · joitettu yhteen sivureunaan, SCLF-folio on sijoitettu loisteputken ja valolaatikon väliin.

30 Tyydyttävän valonjakautumisen saamiseksi aikaan on • · · näissä jo tunnetuissa valotauluissa, joiden rakennekorkeus • * · ·. on pieni, käytetty erityisiä teholaitteita, esimerkiksi «fr valoa johtavia levyjä tai kalvoja, jotka suuntaavat valon.

*:"i Käsiteltävän keksinnön tavoitteena on saada aikaan 35 sellainen rakenne, joka on tarkoitettu erityisesti alussa 2 104652 mainittua tyyppiä olevia valotauluja varten ja jonka ra-kennekorkeus on mahdollisimman pieni valon jakautuessa tällöin mahdollisimman tasaisesti mahdollisimman suureen pintaan.

5 Tähän tavoitteeseen päästään valotaululla, jossa käytetään valon hajotinta, jonka tunnuspiirteet käyvät selville patenttivaatimuksista.

Käytettäessä patenttivaatimusten mukaista valon hajotinta valotaulut voidaan valmistaa 50 - 60 mm vahvoi-10 na, kun ne valaistaan toiselta puolelta, ja 70 - 90 mm vahvoina tauluina niiden ollessa valaistu molemmilta puolilta. Tämä vahvuus on välttämätön loisteputkien halkaisijasta johtuen. Tällöin valotaulussa esitettävään kuvaan tai informaatioon saadaan tasainen valotiheys, valoteho on 15 suuri, ja energiankulutus on pieni.

Valon hajottimella varustetun valotaulun toinen etu on, että sen koko pinta on valaistu. Valotaulussa ei ole kehysreunoja eikä sivureunaan sijoitettua valonlähdettä, joka voi jäädä peittoon.

20 Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa piirus tuksissa esitettyjen rakenne-esimerkkien avulla.

Kuvio 1 esittää pystyleikkausta valotaulusta, joka on valaistu ja jossa on informaatio toisella puolella ja valonlähde.

25 Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista valotaulua yhääl- ·;··: tä katsottuna kansilevyn ollessa poistettu.

Kuvio 3 esittää pystyleikkausta valotaulusta, joka • · on valaistu ja jossa on informaatio toisella puolella ja • · · kaksi valonlähdettä.

... 30 Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista valotaulua yl- • · « ·,. häältä katsottuna kansilevyn ollessa poistettu.

i t « '] * Kuvio 5 esittää pystyleikkausta valotaulusta, joka on valaistu ja jossa on informaatio molemmilla puolilla.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista valotaulua yl- 35 häältä katsottuna kansilevyn ollessa poistettu.

« « »

| I I

3 104652

Kuvio 7 esittää erästä rakennetta valon hajottimes- ta.

Kuvio 8 esittää valon menemistä kuviossa 7 esitetyn valon hajottimen läpi keskiviivasta mitattujen etäisyyk-5 sien funktiona.

Kuviot esittävät esimerkkejä keksinnön mukaisen valotaulun rakenteesta havainnollistamalla vain keksinnön periaatteita.

Keksinnön mukaista valotaulua voidaan käyttää mo-10 duuleina ja moduulit voidaan liittää yhteen sekä leveys-että pituussuunnassa, jolloin valotaulu saadaan kulloinkin haluttua mitoitusta vastaavaksi.

Kuviossa 1 pohjalevy on merkitty viitenumerolla 1 ja sivuseinämat viitenumeroilla 13 ja 14.

15 Suoran pinnan ja kaarevat pinnat käsittävä heijas tin on merkitty viitenumerolla 2.

Heijastin 2 on levy, jossa on epätasainen, karkea pinta, niin että se heijastaa valoa kaikkiin suuntiin, joten sillä ei ole dominoivaa valonheijastussuuntaa. Hei-20 jastin 2 on mieluimmin alumiinilevy, jonka tyyppimerkintä on ANO-FOL, DSS-10/R, STUCCO ja jota toimittaa Metalloksyd CmbH, Köln, Saksa.

ί Heijastimessa 2 on valkoinen peitekerros valkoista • maalia, jossa on mieluimmin sellaisia pigmenttejä, joiden :' 25 heijastushäviö on mahdollisimman pieni.

···: Yksinkertaisimmassa muodossaan heijastin 2 voi olla valkoinen levy, esimerkiksi valkoiseksi maalattu metalli- • · .•:\ levy. Tällaisella levyllä saadaan koko kansilevyyn tasai- • · · sempi valotiheys kuin nykyisellä valotaulutekniikalla.

... 30 Heijastimessa 2 on yksi suora osa valonlähteen 3 • « · · · ·,. alla ja kaksi kaarevaa osaa. Heijastin 2 on symmetrinen • · t '·* * keskiviivan molemmilla puolilla. Suora osa on 20 - 40 % / valotaulun leveydestä, mieluimmin 30 %. Kaarevien osien kaarevuussäde on 250 - 350 mm, mieluimmin 300 mm.

1 i · r i » i t i « · « · 4 * 104652 4

Valotaulun leveys riippuu kompromissiratkaisusta, joka koskee pinnan tasaiseen valaisemiseen ja valotihey-teen liittyvää vaatimusta. Mikäli valotaulun leveyttä on muutettava, pidetään heijastimen valolähteen alla olevan 5 suoran osan leveys mieluimmin muuttumattomana, mutta sen sijaan kaarevien osien kaarevuussädettä suurennetaan tai pienennetään.

Valonlähde 3 on yleensä loisteputki. Valonlähteenä voidaan käyttää myös kahta loisteputkea tai useita loiste-10 putkia, jotka on sijoitettu päällekkäin tai vierekkäin, tai valonlähteenä voi olla kompakti loisteputki, joka voi vaihdella rakenteeltaan.

Valonlähteen 3 yläpuolelle on sijoitettu valon hajotin 4 yhdensuuntaisesti kansilevyn 5 kanssa. Valon hajo-15 tin 4 on levy, jossa on valoa läpäisemätön alue valonlähteen yläpuolella. Tämän alueen ulkopuolella levy on valoa läpäisevä. Valonläpäisevyys lisääntyy levyn sivureunoja päin, mutta ei välttämättä lineaarisesti. Valon hajotin 4 on lisäksi osittain heijastava. Osa valonlähteestä 3 tule-20 vasta valosta heijastuu valon hajottimen 4 siltä puolelta, joka suuntautuu valonlähdettä 3 päin. Kuvioissa 1-6 esitettyä valon hajotinta ja sen rakennetta selostetaan lähemmin viittaamalla kuvioihin 7 ja 8 .

Valotaulun yläosassa on viitenumerolla 5 merkitty 25 kansilevy. Kansilevy on himmeää lasia tai himmeää muovia, ·;··: ja se on valkoinen tai maidon värinen ja hajottaa valoa.

·*·’; Loisteputkien tai kompaktin loisteputken esikytken- • · .·;*. tälaitteet tai elektroniset sytytyslaitteet voidaan si joittaa heijastimen alle ja ne on merkitty viitenumerol- ... 30 la 6.

• ♦ · • · ·

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista valotaulua yl- • · · * häältäpäin kansilevyn 5 ollessa otettu pois. Valotaulu on :' : suorakaiteen muotoinen laatikko, jonka mitat riippuvat :·! valonlähteen 3 pituudesta. Valonlähteen 3 pidikkeet, esi- 35 merkiksi loisteputkien pidikkeet, on merkitty viitenume- • · · t 104652 rolla 9. Ne on kiinnitetty valotaulun sivuseinämiin 11 ja 12. Sivuseinämät 11, 12, 13 ja 14 ovat valotilan 15 puolella valkoiset; ne on esimerkiksi maalattu valkoisiksi.

Sivuseinämät 11, 12, i3 ja 14 muodostavat kehyksen 5 ja ne voidaan mitoittaa niin, että kehyksestä tulee luja ja itsekantava. Pohjalevyä 1 ei tarvita tällöin lainkaan. Heijastin 2 toimii tällöin valotaulun pohjana. Valotaulun rakenne saadaan näin hyvin yksinkertaiseksi ja valmistuskustannukset pystytään pitämään alhaisina.

10 Kuvioissa 1 ja 2 esitettyä valotaulua voidaan käyt tää moduulina ja moduuleista voidaan muodostaa suurempia tauluja. Niihin kohtiin, joissa kansilevyt liittyvät toisiinsa, muodostuu toisiinsa limittyviä reunoja, jotka näkyvät yleensä jonkin verran.

15 Parempaan tulokseen päästään, kun kansilevy 5 teh dään yhtenä levynä, jossa ei ole saumoja ja joka peittää kaikki valotauluun kuuluvat moduulit.

Kuvio 3 on pystyleikkaus kaksi valonlähdettä käsittävästä valotaulusta. Tämän kuvion viitenumerot vastaavat 20 kuvion 1 viitenumeroiden esittämiä osia.

Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaista valotaulua ylhäältäpäin kansilevyn ollessa otettu pois. Viitenumerot : . vastaavat kuvion 2 viitenumeroiden esittämiä osia.

Kuvioissa 3 ja 4 esitetään lisäparannus suurempia 25 valotauluja muodostettaessa toisiinsa limittyvien reunojen ·;··; jäädessä tällöin kokonaan pois. Tällöin esitetyssä valo- ·*·*: taulussa on kaksi valonlähdettä 3, jotka ovat keskenään § · yhdensuuntaisia ja tietyllä etäisyydellä toisistaan. Tätä rakennetta voidaan soveltaa myös sellaiseen valotauluun, ...r 30 jossa on vähintään kolme valonlähdettä, jotka ovat kes- • * · . I.. kenään yhdensuuntaisia ja tietyllä etäisyydellä toisis- « · · '·] ' taan.

Useita valonlähteitä voidaan sijoittaa peräkkäin samaan kehykseen niiden pidikkeiden ollessa kiinnitetty 35 kulmatukiin.

104652 6

Kuvioiden 3 ja 4 mukainen valotaulu, jossa on ainakin kaksi valonlähdettä 3, on symmetrinen sen keskiviivan molemmilla puolilla.

Tällaisessa valotaulussa heijastimen kaareva osa on 5 valonlähteiden välisessä siirtymäkohdassa vain 5 - 50 % rakennekorkeudesta, mieluimmin 20 %, kun taas sivureunois-sa heijastimen kaareva osa vastaa taulun koko rakennekor-keutta.

Kuvio 5 esittää pystyleikkausta valotaulusta, joka 10 on valaistu ja käsittää informaation molemmilla puolilla.

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista valotaulua ylhäältäpäin kansilevyn ollessa otettu pois.

Kuvioiden 5 ja 6 mukainen valotaulu käsittää sivu-seinämät 11, 12, 13 ja 14, jotka muodostavat kehyksen. Ne 15 on mitoitettu mekaanisesti niin, että valotaulusta on saatu luja ja itsekantava. Sivuseinämiin 11 ja 12 on sijoitettu pidikkeet 9 valonlähteitä varten, jotka ovat loisteputkia 3. Loisteputket 3 on sijoitettu valotaulun keskiviivalle.

20 Loisteputkien 3 molemmille puolille on sijoitettu valon hajottimet 4. Valon hajottimet 4 ovat yhdensuuntaisia kansilevyjen 5 kanssa.

: Kansilevyt 5 ovat himmeää lasia tai himmeää muo via, valkoisia tai maidon värisiä ja valoa hajottavia.

25 Kansilevyt 5 ovat keskenään yhdensuuntaisia ja ne on si-·;·1: joitettu valotaulun keskiviivaan nähden samalle etäisyy- delle.

• · .··.1. Kansilevyt 5 heijastavat osan loisteputkista 3 tu- levästä valosta valotaulun sisäpuolelle suuntautuvalla ... 30 puolella. Valon hajottimen 4 läpi menevän valon ja valon • « · hajottimesta 4 ja kansilevyistä 5 tulevan heijastuksen • · 1 muodostama yhdistelmä takaa tehokkaan vaikutuksen, niin että valotiheys on tasainen valotaulun koko pinnassa.

·;··· Kun loisteputket 3 valaisevat molemmat kansilevyt .1. 35 5, tämäntyyppisissä valotauluissa on käytettävä useita • · · » ♦ · < · » · • · 7 104652 valonlähteitä 3 kansilevyn 5 valotiheyden muodostamiseksi samanlaiseksi.

Kuvio 7 esittää osaa eräästä valonhajotinrakentees-ta, joka on merkitty viitenumerolla 21. Jo ennestään tun-5 netaan erilaisia valonhajotinrakenteita, joita käytetään esimerkiksi optisten instrumenttien valonsuodattimina tai himmenninlaitteina.

Valon hajotin 21 on tehty valoa läpäisemättömästä valkoisesta levystä. Sen on oltava muodoltaan muuttumaton-10 ta materiaalia, esimerkiksi metallia, johon voi olla muodostettu valkoisesta maalista koostuva valkoinen peiteker-ros, jolloin maalissa on mieluimmin sellaisia pigmenttejä, joilla on mahdollisimman pieni heijastushäviö. Tämän rakenteen etuna on, ettei valon hajotin 21 muutu ajan mit-15 taan esimerkiksi valonlähteen synnyttämästä lämmöstä johtuen.

Levyssä on kaksi rei'itettyä kenttää 22 ja 23, jotka on sijoitettu symmetrisesti keskiviivaan nähden. Nämä kentät 22, 23 muodostavat valon hajottimen 21 valoa läpäi-20 sevät alueet.

Reiät voivat olla muodoltaan erilaisia, esimerkiksi kolmioita, neliöitä, suorakaiteita tai ympyröitä tai näi- f 4 f : den muotojen yhdistelmä. Rei'itetyissä pinnoissa olevien ; reikien koko voi myös vaihdella.

t>'·' 25 Kuviossa 7 reiät 74 ovat pyöreitä. Rei'itetyn valon ·;··: hajottimen etuna on, että kuvio pysyy vakiona.

Reikien lukumäärä pintayksikköä kohden ja reikien

• A

halkaisija muodostavat valon hajottimen valonläpäisevyy-den.

30 Jotta valo saadaan jakautumaan mahdollisimman ta-

A A A

saisesti valotauluun, on todettu, että valon hajottimen valonläpäisevyyden on lisäännyttävä levyn keskustasta sen 4 ' ’ Η H I « sivureunojen suuntaan. Valonläpäisevyys ei kuitenkaan li- ·: säänny lineaarisesti. Tähän päästään muuttamalla rei'itys- 35 tä, joko lisäämällä reikien lukumäärää tai niiden kokoa.

8 104652

Kentissä 22, 23 esitetty rei'itys on vain yksi rakenne-esimerkki halutun valonläpäisevyyden saamiseksi aikaan.

Kuviossa 7 esitetyssä valon hajottimessa on sivu-reunat, jotka koostuvat puoliympyröistä, jolloin reunat 5 ovat suunnilleen aaltomaiset. On todettu, että aaltomaiset sivureunat takaavat valon paremman jakautumisen kuin suorat sivureunat. Sivureunat voidaan esimerkiksi tehdä niin, että niissä on täysin symmetriset aaltorakenteet, jotka koostuvat sinikäyristä tai puoliympyröistä, tai sahanham-10 mas- tai suorakaiderakenne tai niiden yhdistelmä. Kahden aallonharjan välinen etäisyys voi olla 3-15 mm, mieluimmin 7 mm, ja amplitudi voi olla 1 - 10 mm, mieluimmin 2,5 mm.

Sekä valon hajottimen leveys että sen pituus riip-15 puvat valonlähteen muodosta. Leveys voi olla 2-5 kertaa valonlähteen leveys. Kun valonlähteenä on normaali loisteputki, jonka halkaisija on 26 mm, valon hajottimen leveys on mieluimmin 80 mm.

Loisteputket antavat tavallisesti vähemmän valoa 20 elektrodien lähellä. Sen vuoksi valon hajottimen pituus voi olla 75 - 100 % valonlähteen pituudesta. Nykyisiä loisteputkia käytettäessä valon hajottimen pituus on 80 -95 % loisteputken pituudesta sen tehosta ja pituudesta riippuen.

25 Kuvio 8 esittää kaaviona valonläpäisevyyttä valon *:**: hajottimen (kuvio 7) keskiviivasta mitattujen etäisyyksien ·*·’: funktiona. Valonläpäisevyys on määritetty tässä rei'itetyn • · pinta-alan välisenä suhteena kokonaispinta-alan funktiona ja ilmaistu prosentteina.

30 Valonläpäisevyys on esitetty pylväskaaviona. Valon « · · hajotin on jaettu esimerkkinä keskiviivasta alkaen kolmeen • · · *. kenttään, jotka on merkitty kentiksi 1, 2 ja 3 ja valonlä- «rt v/ päisevyys on esitetty valon hajottimen puolikkaan osalta.

Kenttä 1, joka on 10 % pinta-alasta, on rei'ittämä-35 tön, joten sen valonläpäisevyys on 0 %.

a 9 104652 32 % pinta-alasta muodostavan kentän 2 valonläpäi-sevyys on 23 ja valon hajottimen pinta-alasta 58 % muodostavan kentän 3 valonläpäisevyys on 43 %.

Valon hajottimen muodostaman valonläpäisevyyden ja 5 valonlähteen päälle sijoitetusta valon hajottimesta tulevan heijastuksen yhdistelmä ja heijastimen muoto saavat aikaan tehovaikutuksen, niin että koko valotauluun saadaan tasainen valotiheys. Tämä koskee vain toiselta puolelta valaistuja tauluja.

10 Tämän lisäksi valon hajottimen käsittäviin valotau- luihin saadaan suuri valoteho, koska suurin osa valonlähteestä tulevasta valosta heijastuu vain kerran eikä käytetä valoa johtavia levyjä tai kalvoja, jotka aiheuttavat siirtohäiviöitä.

15 Molemmilta puolilta valaistuissa tauluissa kansi- levyt toimivat osittain heijastimena. Tällaisissa tauluissa valonlähteiden päälle sijoitettujen valon hajottimien valonläpäisevyyden ja valon hajottimista tulevan heijastuksen yhdistelmä sekä kansilevyistä tuleva heijastus saa- 20 vat aikaan tehovaikutuksen, niin että molempiin kansile-vyihin saadaan tasainen valotiheys.

• · ·· · • · · · • · • · · • · · • · · • · · • · 1 • · · m • · · • · • · m * • · · · • · « · « · · • v • « · « · ·

Claims (4)

10 104652

1. Valotauluja varten kehitetty valon hajotin, 5 joka on tarkoitettu sijoitettavaksi lähelle loisteputkea ja käännetty kansilevyä päin, jolloin valon hajotin on osittain heijastava valonlähteen puoleisella sivulla ja varustettu erilaisen valonläpäisevyyden omaavilla alueilla, tunnettu siitä, että valon hajotin (4, 21) 10 on tehty tasaisena levyrunkona, joka on sijoitettu yhdensuuntaisesti kansilevyn (5) kanssa, jolloin valon hajottimen leveys on 2 - 5 kertaa, mieluimmin 3 kertaa, valonlähteen (3) leveys ja jolloin valon hajotin (4, 21) on valoa läpäisemätön välittömästi valonlähteen (3) edessä 15 olevalla alueella ja valonläpäisevyyden lisääntyessä suunnassa valonlähteestä (3) poispäin ja että valon hajottimen valonläpäisevyyttä muutetaan käyttämällä kahta revitettyä aluetta (22, 23), jotka ovat sen kummallakin puolella ja yhtä suurella etäisyydellä sen keskiviivasta 20 välittömästi valonlähteen (3) edessä ja jolloin rei'itys on järjestetty niin, että aukkojen pinta-ala lisääntyy reikien lukumäärän tai niiden koon kasvaessa suunnassa keskiviivasta ulospäin. ' I 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valon hajotin, « < I 25 tunnettu siitä, että valon hajotin (4, 21) on teh- * * ty valkoisesta, valoa läpäisemättömästä levystä, jossa on M · : *.· kaksi revitettyä aluetta (22, 23), yksi keskiviivan kum- t · · V · mailakin puolella ja yhtä suurella etäisyydellä siitä, näiden alueiden muodostaessa valoa läpäisevät alueet, ja 30 että rei'itys, toisin sanoen se alue, joka läpäisee valoa, on 25 - 45 % kokonaispinta-alasta, mieluimmin 31 %, ja • ,·, kasvaa keskiviivan lähellä olevasta 23 %:sta 43 %:ksi si- vureunojen kohdalla, ja että keskiviivan kohdalla oleva f · I t « ' ' rei'ittämätön alue voi olla jopa 30 % levyn pinta-alasta, 1 a v mieluummin 10 %. 104652

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valon hajotin, tunnettu siitä, että valon hajottimen (4, 21) pituus on 75 - 100 % valonlähteen (3) pituudesta valonlähteen (3) tehosta riippuen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valon hajotin, tunnettu siitä, että valon hajottimen (4, 21) rei'ityksen muodostavat reiät voivat olla mitä tahansa muotoa, mieluimmin pyöreitä, ja että sivureunat ovat suunnilleen aaltomaisia tai sahanhammasmuotoisia tai käsit-10 tävät suorakaiteen muotoisia syvennyksiä tai ovat näiden muotojen yhdistelmä. i * V · « I I • « I i < I I » f I < I i I r • • « • · · • · • · • · • · I • « · • « · «·» • · fr • · · ··· • « · • » · f « I f I I ' I I » I I I f I i I I I I I < t « I * « « • · 104652