СВЕТОВАЯ ПАНЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК G09F13/08 G12B11/00 

Заявленное изобретение относится к световым информационным знакам, светильникам различного назначения и может найти применение, в частности, в качестве номерного знака транспортного средства или светового знака, маркера, элемента рекламно-информационного устройства или аварийной сигнализации.

Известна световая панель, которая содержит лицевую пластину со слоями краски, с отверстиями, покрытыми прозрачным пластиком с информационными знаками. Под лицевой пластиной расположены источники света (см. , например, патент СССР N 930590 "Световое табло", МКИ G 12 B 11/00, опубл. 15.05.1981, БИ N 18).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что световая панель может найти ограниченное применение, например в приборных досках. Кроме того, она трудоемка в изготовлении, имеет большой вес и специальный крепеж.

Известна также световая панель, описанная в патенте США N 5692327 "Световой номерной знак (Illuminated license plate)", опубл. НКИ 40-205, опубл. 02.12.1997, который представляет собой электролюминесцентную плоскую плату с прозрачной лицевой пластиной, на которой содержится информация. С внутренней стороны панели имеется подложка со светоотражающим материалом.

Известная световая панель на электролюминесцентном принципе имеет ряд недостатков, к которым можно отнести необходимость в источнике переменного тока, желательно повышенной частоты, снижение светоотдачи в процессе эксплуатации и невысокий срок службы, что снижает диапазон ее применения, а также низкая механическая прочность.

Более близкой по технической сущности к данному изобретению и принятой за прототип, является световая панель, описанная в патенте США N 4490033 "Световая панель с внутренней подсветкой (Internally illuminated display structure)", НКИ 40-564, опубл. 01.01.1985 и состоящую из платы в виде плоского прямоугольного параллелепипеда, изготовленного из прозрачного материала, в торцевые стороны которой вставлены световые приборы - галогенные лампы, а обе поверхности используются для нанесения информации.

Недостаток известной световой панели заключается в том, что для ее реализации требуется материал со специальными светотехническими параметрами, а световой поток, излучаемый известной панелью неравномерен. Кроме того, получаемая конструкция материалоемка и сложна в изготовлении. Срок службы ее невелик, что определяется применяемыми источниками света. Изменять цветность и распределение светового потока светящейся поверхности в известной световой панели невозможно.

Технической задачей изобретения является повышение срока службы световой панели, расширение диапазона применения при стабильном и равномерном световом потоке с возможностью изменения цветовой окраски и перераспределения светового потока в зависимости от назначения, снижение трудоемкости изготовления и материалоемкости изделия.

Технический результат достигается за счет того, что световая панель, содержащая плоскую плату из прозрачного пластического материала, на обе поверхности которой наносится информация, и световые приборы, согласно изобретению плата имеет внутренние сквозные параллельные полости, a на торцевых частях плоской платы установлены планки со световыми приборами так, что световые приборы входят внутрь полостей.

Во втором варианте изобретения технический результат достигается тем, что световая панель, содержащая плату из прозрачного пластипластического материала, на обе поверхности которой наносится информация, и световые приборы, согласно изобретению плата имеет внутренние сквозные параллельные полости, на одной из торцевых сторон плоской платы установлена планка со световыми приборами так, что световые приборы входят внутрь полостей, а на второй ее стороне установлена планка со светоотражающим слоем.

В варианте изобретения световые приборы вставляются в ячейки платы путем навесного монтажа без использования планки.

В варианте изобретения технический результат достигается тем, что в световой панели в качестве световых приборов использованы светодиоды.

В варианте изобретения технический результат достигается за счет того, что светодиоды имеют различную цветность и каждая группа светодиодов определенной цветности имеет регулятор тока.

Использование в качестве панели прозрачного пластического материала, например, поликарбоната, имеющего внутренние пустотелые сквозные параллельные полости или ячейки, проходящие через структуру платы, в торцевых частях которых устанавливаются планки со световыми приборами, предпочтительно светодиодами так, что светодиоды входят внутрь полостей, обеспечивает равномерное распределение светового потока по всей поверхности панели. При этом использование в качестве световых приборов светодиодов ведет к увеличению срока службы изделия до 100 тыс. часов. Имеет место также идеальная совместимость светодиодов с относительно небольшими световыми потоками и низкой температурой нагрева и слоистого пластика, выполняющего функции и светопровода и держателя источников света.

Использование светодиодов с различной цветностью излучения с регуляторами тока для каждой группы светодиодов с различным цветом излучения позволяет изменять в широком диапазоне цветовую окраску световой панели.

Использование пластика, широко применяемого в промышленности способствует снижению стоимости панели, а наличие пустот определяет низкую материалоемкость, вес и стоимость.

Установка светодиодов только с одной стороны с зеркальным покрытием другой торцевой части платы позволяет снизить число световых приборов и, следовательно, уменьшить стоимость изделия, сохраняя при этом равномерность свечения всей поверхности.

При отсутствии планки со стороны, противоположной световым приборам, создается дополнительный торцевой световой поток высокой интенсивности, что позволяет расширить диапазон применения панели, снизить число световых приборов и, следовательно, уменьшить трудоемкость изготовления.

Навесной монтаж световых приборов без использования промежуточной стадии крепления на планке позволяет снизить трудоемкость изготовления и тем самым уменьшить стоимость изделия, кроме того, при необходимости часть световых приборов может быть легко удалена, что способствует возможности приспособления платы к различным техническим нуждам.

Установка светодиодов с тыльной стороны панели с покрытием пластины со светодиодами светоотражающим слоем, обращенным в сторону платы позволяет формировать дополнительную световую информацию, что также способствует повышению ее универсальности.

Световая панель иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 показана плата световой панели в двух проекциях и сечение по А-А, а также расположение световых приборов.

На фиг. 2 имеется сечение по А-А.

На фиг. 3 изображена световая панель с односторонним расположением световых приборов.

На фиг. 4 представлена световая панель в сборе (вид сверху).

На фиг. 5 показана световая панель в изометрии с заполненным информационным полем.

На фиг. 6 имеется вид устройства управления током отдельной группы светодиодов.

На фиг. 7 изображен пример применения световой панели в качестве светового знака.

На фиг. 8 - пример применения набора из семи световых панелей в качестве светового знака.

На фиг. 9 показана принципиальная электрическая схема включения световых панелей.

На фиг. 10 изображен вариант конструкции крепежного узла.

Световая панель устроена следующим образом. Пластмассовая плата 1 (фиг. 1), выполненная, например, из поликарбоната в виде плоского прямоугольного профиля полости (ячейки) 2, разделенные перегородками 3 и проходящими параллельно лицевой и тыльной поверхностям платы 1. Световые приборы, например светодиоды 4, располагаются на планках 5. В свою очередь, планки 5 крепятся с помощью клея к торцевым поверхностям платы 1 так, чтобы световые приборы входили внутрь полостей 2. Верхняя и нижняя полости платы 1 могут оставаться пустыми для установки крепежа.

В варианте устройства планка 5 со световыми приборами устанавливается только с одной торцевой поверхности, а вторая торцевая поверхность снабжается планкой 6 (фиг. 2) со светоотражающим слоем 7, обращенным внутрь платы.

В случае, когда требуется односторонняя светимость панели, плата 1 снабжается светоотражающим слоем 8 (фиг. 3), примыкающим к тыльной стороне платы и обращенным к поверхности платы 1. Внешняя сторона платы 1 снабжена трафаретом 9, имеющим места с непрозрачными символами. Требуемая информация может наноситься непосредственно на поверхность панели, как это показано на фиг. 4. Панель может быть прикреплена с помощью крепежных элементов 10. Требуемая информация может наноситься непосредственно на поверхность панели, как это показано на фиг. 5. Панель может быть прикреплена к любой поверхности с помощью крепежных элементов 10.

Трафарет 9 может быть покрыт непрозрачным слоем, а в местах расположения символов этот слой стирается. При этом информация высвечивается на темном фоне. Для повышения равномерности свечения панели поверхности платы могут быть покрыты матированным слоем.

Группа светодиодов 4', например, определенной цветности, имеет отдельный выключатель 12 и регулятор тока 13 (фиг. 6), выполненный в виде регулируемого сопротивления. В качестве регулятора может быть использовано и другое устройство, например широтно-импульсный модулятор, или другой электронный автоматический регулятор тока, изменяющий яркость группы светодиодов по определенному закону.

Конструкция предлагаемой световой панели позволяет комбинировать ее со световыми приборами различного назначения. В качестве примера на фиг. 7 дается конструкция светового знака со световой панелью 14, располагающаяся в корпусе 15, в задней части которого размещаются элементы регулирования и электропитания панели 16. Трафарет 17 может быть размещен на некотором расстоянии от светящейся панели 14. Внутренняя поверхность корпуса 15 имеет сужающуюся часть 18, выполняющую функцию световода, которая может быть покрыта светоотражающим слоем, концентрирующим световой поток на информационном поле (трафарет 17).

Семисегментный световой знак состоит из семи световых панелей 14, образующих восьмерку (фиг. 8). За счет комбинации включаемых панелей формируется любой цифровой символ от 0 до 9. Сами панели могут быть прикреплены к поверхности с помощью клея.

Комбинация включаемых панелей обеспечивается с помощью электронного коммутатора 19 (фиг. 9), включающего световые панели 14 со светодиодами 4 в соответствии с заданной программой.

Верхняя и нижняя ячейки платы 1 снабжены шпильками 20 (фиг. 8) с квадратными головками 21, входящими внутрь ячеек 2 с торцевой стороны и укрепленных там с помощью клея или эпоксидной смолы. Выступающая резьбовая часть 22 шпилек 20 снабжена скобами 23 с отверстиями 24. Скобы 23 закрепляются гайками 25.

Световая панель действует следующим образом. При включении световых приборов 4 (фиг. 1, 2, 3) световой поток пронизывает все внутреннее пространство панели 1, частично проникая и через перегородки 3 ячеек 2, обеспечивая равномерное свечение всей поверхности панели. В случае одностороннего расположения источников света 4 зеркальная поверхность планки 6 (фиг. 2) способствует дополнительной подсветке поверхности панели отраженным светом. Требуемая информация может располагаться с обеих сторон панели и выполняться либо в виде темных символов на светлом фоне (фиг. 4), либо в виде светлых символов на темном фоне (фиг. 5) за счет трафаретов 8, располагаемых с одной или двух сторон.

Если одна торцевая поверхность остается открытой, то создается торцевой световой поток большой интенсивности, который может быть использован, например, для дополнительной подсветки каких- либо поверхностей.

В случае, когда светодиоды 4 имеют различную цветность, то регулируя ток отдельной группы светодиодов 4' различной цветности с помощью регулятора тока 13 (фиг. 6) можно изменять световой поток каждой группы светодиодов и менять, таким образом, суммарную цветовую гамму световой панели как результат сложения световых потоков используемых светодиодов.

Этот же регулятор 13 может быть применен и для варьирования светового потока любой группы светодиодов, что позволит изменять распределение светового потока по поверхности панели. Допускается также варьировать распределение светового потока за счет изменения числа световых приборов на планке 5.

Таким образом, большое количество источников света относительно небольшой мощности дает возможность регулировать в широком диапазоне общую яркость панели или отдельных областей ее плоскости за счет изменения яркости отдельных групп светодиодов либо отключения некоторых из них. При этом одновременно и снижается потребление электроэнергии. Экономия энергии определяется также и самим использованием светодиодов, имеющих относительно низкое потребление.

Допускается совместная работа двух и более световых панелей за счет стыковки их по плоскости. При этом тыльная сторона задней панели может иметь зеркальное покрытие.

Набор из семи световых панелей 14 (фиг. 8) позволяет формировать любой цифровой знак от 0 до 9, за счет включения соответствующих сегментов - световых панелей 14 с помощью электронного коммутатора 19, в котором заложена информация о комбинации включаемых световых панелей.

Вариант крепления платы к любой поверхности осуществляется с помощью скоб 22 крепежными винтами или шурупам. При этом плоскости скоб могут занимать любое положение по окружности. Поэтому световая панель может быть прикреплена к потолку, наклонной стенке и т. д. в четырех или в двух точках. Допускается, однако, и крепление панели к любой поверхности с помощью крепежных деталей 10 через отверстия, просверленные непосредственно в плате, как это показано на фиг. 4, или с помощью клея.

Применение светодиодов оправдано также и тем, что температура нагрева их корпуса не превышает 40^oC, что определяет выбор нетермостойкой и недорогой пластмассы.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемой световой панели является следующее.

1. Снижение трудоемкости изготовления и веса изделия.

2. Снижение стоимости изделия за счет снижения трудоемкости.

3. Повышение срока службы изделия за счет светодиодов.

4. Простота монтажа.

5. Большая универсальность за счет большого числа модификаций изделия и возможностей применения.

6. Возможность регулирования цветности панели.

7. Возможность перераспределения светового потока по поверхности за счет либо регулирования тока отдельных групп светодиодов, либо за счет уменьшения их количества.

8. Снижение расхода электроэнергии.

9. Уменьшение материалоемкости панели.

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано в качестве источника света, управляемого светового знака, элемента рекламы номерного знака и т. д. Техническим результатом является снижение трудоемкости изготовления и расширение диапазона применения. В качестве материала светопровода используется прозрачная пластмассовая плата, например, из поликарбоната, имеющего внутренние пустотелые сквозные параллельные полости, проходящие через структуру платы, а с торцевых ее частей установлены планки со светодиодами так, что светодиоды входят внутрь полостей. Обе стороны платы используются как информационное поле, на котором размещаются трафареты либо с прозрачным, либо с темным текстом. Во втором варианте изобретения планка со световыми приборами установлена на одной торцевой стороне платы, а на второй ее торцевой стороне установлена планка со светоотражающим слоем. В третьем варианте изобретения световые приборы могут вставлены в ячейки платы путем навесного монтажа без использования планки. Светодиоды могут иметь различный цвет излучения и каждая группа, отличающаяся по цвету, имеет свой регулятор тока. Аналогичные группы могут формироваться и из светодиодов одной цветности. 3 с. и 6 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. Световая панель, содержащая плоскую плату из прозрачного пластического материала, на обе поверхности которой нанесена информация, и световые приборы, отличающаяся тем, что плоская плата имеет внутренние сквозные параллельные полости, а на торцевых ее частях установлены планки со световыми приборами так, что световые приборы входят внутрь полостей. 2. Световая панель по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве световых приборов использованы светодиоды. 3. Световая панель по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что светодиоды имеют различную цветность и каждая группа светодиодов определенной цветности имеет регулятор тока. 4. Световая панель, содержащая плоскую плату из прозрачного пластического материала, на обе поверхности которой нанесена информация, и световые приборы, отличающаяся тем, что плоская плата имеет внутренние сквозные параллельные полости, на одной из торцевых сторон плоской платы установлена планка со световыми приборами так, что световые приборы входят внутрь полостей, а на второй ее стороне установлена планка со светоотражающим слоем. 5. Световая панель по п. 4, отличающаяся тем, что в качестве световых приборов использованы светодиоды. 6. Световая панель по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что светодиоды имеют различную цветность и каждая группа светодиодов определенной цветности имеет регулятор тока. 7. Световая панель, содержащая плоскую плату из прозрачного пластического материала, на обе поверхности которой нанесена информация, и световые приборы, отличающаяся тем, что плоская плата имеет внутренние сквозные параллельные полости, а световые приборы установлены в полости путем навесного монтажа. 8. Световая панель по п. 7, отличающаяся тем, что в качестве световых приборов использованы светодиоды. 9. Световая панель по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что светодиоды имеют различную цветность и каждая группа светодиодов определенной цветности имеет регулятор тока.