Световая панель с торцевым вводом излучения

Световая панель с торцевым вводом излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области рекламного оборудования.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства с тонким корпусом, в которых обеспечивается высокая равномерность подсветки всей площади передней поверхности, имеющие торцевой ввод света, хорошо известны (в частности, из патента РФ на полезную модель 95793, 95886, 123903, из патента РФ на изобретение №2237932, 2416658, 2575320 и 2483240 и из зарубежных патентов) и применяются в рекламной индустрии, в экранах LCD телевизоров, ноутбуков и мобильных телефонов. При этом для таких крупных устройств, как телевизоры, габариты боковых частей узла подсветки, в которых располагаются светоизлучающие элементы, сравнительно невелики относительно общих размеров устройства, что позволяет использовать в качестве источника света даже люминесцентные лампы. При конструировании же модулей задней подсветки малогабаритных устройств, таких как ноутбуки и мобильные телефоны, наблюдается стремление уменьшить зазор между передней подсвеченной плоскостью и боковым габаритом корпуса. Это предопределяет необходимость использования источников света с минимальными возможными габаритами, в качестве которых сейчас известны светодиоды. Аналогичные тенденции наблюдаются и в области устройств, применяемых в рекламной индустрии, основанных на том же принципе ввода светового излучения. Миниатюризация устройств этого типа (световых панелей) до настоящего времени шла по пути замены крупногабаритных источников светового излучения менее габаритными, достигнув своего предела с появлением светодиодных источников. Между тем, сама конструкция световых панелей претерпела мало изменений, в частности известные световые панели по-прежнему содержат большое количество функциональных слоев (отражатель, рассеиватель, световодный элемент, защитный элемент, пленка-носитель изображения и т.п.), образующих сравнительно толстый сэндвич. Торцы этого сэндвича по всему периметру заключают в металлический профиль П-образного поперечного сечения (фиг. 2), образующего багет. Многослойный сэндвич вкупе с багетом увеличивает толщину панели в целом на величину двойной толщины стенок багета, при этом по технологическим причинам (обычно подобного рода профили получают экструзией алюминия или его сплава) толщина такой стенки составляет не менее 3 мм. С учетом этого готовая панель слишком громоздка, чтобы можно было использовать его в целом ряде рекламных конструкций, например, в качестве информационного вкладыша в прозрачные подставки под телевизор в торговых залах, внутрь которых такие панели не помещаются, а даже если бы и помещались, воздушный зазор между информационным носителем и корпусом подставки будет бликовать и искажать ход лучей. Одним из примеров подобных панелей служит световая панель с торцевым вводом излучения, состоящая из алюминиевого профиля, в котором установлен светорассеивающий панельный элемент и источник излучения, состоящий из плат со светодиодами, излучение которых вводится через торец панельного элемента, отражается от его тыльной поверхности и выводится через лицевую рассеивающую часть, отличающаяся тем, что в алюминиевом профиле выполнен паз для установки плат со светодиодами (патент РФ на полезную модель №141382). Многослойный сэндвич имеет значительную толщину и, как следствие, большой вес, чье негативное влияние особенно сильно сказывается при креплении подобного рода элементов к поверхностям с помощью клея, двухстороннего скотча или клея. Тяжелые конструкции требуют много клея, чаще отклеиваются, а при попытке приклеить их к боковой поверхности монитора (например, когда требуется разместить на световой панели характеристики монитора в торговом зале) конструкция становится неустойчивой и легко опрокидывается. Подобные конструкции, вследствие их значительной толщины, нельзя использовать в качестве вкладки в прозрачные рекламоносители, например подставки для телевизоров. Кроме того, наличие металлического багета предполагает ряд трудоемких технологических стадий: экструзия профиля, точный раскрой профиля, чтобы избежать зазоров в угловых стыках, точная установка профилей на торцах сэндвича и их фиксация.

Таким образом, все еще существует потребность в создании световых панелей, свободных от перечисленных выше недостатков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Терминам, выражениям и сокращениям, используемым в настоящем тексте, придают следующее значение:

Световод - уплощенная (длина и ширина превышает по величине толщину) деталь или часть детали, в которой обеспечивается возможность многократного преломления лучей света, распространяющихся под углом к передней и задней поверхностям в направлении от одного торца к другому.

Компенсатор - деталь, или часть детали, модифицирующая ход световых лучей внутри световода по сравнению с ожидаемым в соответствии с законом полного внутреннего лучепреломления таким образом, чтобы уменьшить зависимость яркости участков поверхности световода от расстояния до источников света и обеспечить равномерность светового потока по всей площади поверхности световода.

Средства рассеивания светового излучения - средства, выполняющие функцию как можно более равномерного рассеивания светового потока во всех направлениях. Средства рассеивания могут быть выполнены в виде отдельной детали (и тогда в настоящем тексте их называют «рассеиватель») либо могут представлять собой особую форму выполнения одной из имеющихся деталей панели, которая позволяет придать ей способность к равномерному рассеиванию.

Отражатель - деталь, или функциональная часть детали, обладающая высоким (предпочтительно выше 80%) коэффициентом диффузного отражения света.

Сэндвич - уплощенный элемент конструкции, состоящий по меньшей мере из двух слоев материала.

Остальные термины и выражения используют в обычном смысле, известном специалистам в данной области техники.

Задачей настоящего изобретения является создание световой панели с торцевым вводом излучения, обладающей совокупностью следующих преимуществ (по сравнению с прототипом):

уменьшенная толщина (ср. фиг. 1-2 с фиг. 3), позволяющая использовать готовое изделие в качестве вкладки в рекламоносители (см. фиг. 5-8),

уменьшенная масса,

уменьшенная материалоемкость,

упрощенная технология изготовления, не требующая металлообработки, увеличенная площадь излучения.

Технический результат состоит в том, что за счет замены багета на корпус, изготавливаемый из единой детали (см. фиг. 4) посредством гибки, упрощена технология изготовления панели и уменьшена ее толщина (ср. фиг. 1-2 с фиг. 3).

Вышеуказанная задача решена благодаря тому, что предлагаемая световая панель с торцевым вводом излучения содержит в себе:

световод, имеющий торец,

источники света, размещенные вблизи упомянутого торца таким образом, что во включенном состоянии по меньшей мере часть светового потока попадает в упомянутый торец,

корпус, имеющий переднюю часть, боковую часть, соединенную с краем лицевой части, и заднюю часть, соединенную с краем боковой части,

средства рассеивания светового излучения,

отражатель, размещенный позади упомянутого световода,

компенсатор, выполненный с возможностью уравнивать световой поток, создаваемый лучами, исходящими из упомянутого световода, по всей площади упомянутого световода,

характеризующаяся тем, что в ней упомянутый корпус выполнен из, по существу, прозрачного материала, при этом упомянутые передняя, боковая и задняя части корпуса выполнены посредством гиба из единой заготовки.

Также следует понимать, что указания на форму и положение в пространстве, такие как «воображаемая линия», «спереди», «сзади», «передний», «задний», «лицевой», «тыльный» и тому подобные, сделаны для краткости со ссылкой на то положение, которое описываемые детали занимают (занимали бы) в готовой панели в рабочем положении. Эти указания должны пониматься шире своего буквального значения, таким образом, чтобы охватывать описываемые с их использованием детали и панели в любом их положении в пространстве, в том числе в положении, отличном от рабочего.

Далее вышеупомянутая панель, охарактеризованная в общих категориях, поясняется на примере некоторых особенно предпочтительных форм выполнения, обеспечивающих получение дополнительных преимуществ.

Вышеупомянутый световод может быть (но необязательно):

- выполнен из прозрачного органического полимерного материала, в частности из поли(метилметакрилата);

- выполнен из термостойкого прозрачного кремнийорганического полимера;

- выполнен в форме тонкой пластины.

Вышеупомянутая пластина может иметь (но необязательно) толщину 1-10 мм, предпочтительно 5 мм.

Панель может дополнительно содержать светоотражающий элемент или светоотражающее покрытие, расположенное позади вышеупомянутого световода.

Вышеупомянутые источники света в одной из частных форм выполнения могут представлять собой светодиоды.

Вышеупомянутые источники света могут быть (но необязательно) размещены вплотную или на расстоянии от вышеупомянутого торца или внутри паза, выполненного вдоль вышеупомянутого торца.

Вышеупомянутые группы источников света могут быть (но необязательно) размещены вплотную или вблизи каждого из торцов вышеупомянутого световода.

Вышеупомянутые светодиоды могут быть (но необязательно) смонтированы равномерно по длине узкой прямоугольной печатной платы, размещенной вблизи вышеупомянутых торцов.

Вышеупомянутая плата может быть (но необязательно) соединена с вышеупомянутыми торцами посредством светопрозрачного клея.

Вышеупомянутый корпус может быть (но необязательно) выполнен из прозрачного пластика, предпочтительно из полиэфирного пластика.

Вышеупомянутую заготовку в одной из частных форм выполнения могут раскраивать из листов посредством лазерной резки.

В корпусе панели вдоль воображаемых линий сгиба, отделяющих вышеупомянутую переднюю часть корпуса от боковой части корпуса и боковую часть корпуса от задней части корпуса, могут наносить линии ослабления или перфорацию для упрощения гиба.

Вышеупомянутые средства рассеивания в одной из частных форм выполнения представляют собой тонкую пленку, содержащую в себе слой мелкодисперсного пигмента и/или люминофора.

Вышеупомянутая пленка может быть (но необязательно) нанесена посредством трафаретной печати пастой из светопрозрачного связующего и пигмента, при этом коэффициент преломления связующего больше коэффициента преломления материала вышеупомянутого световода или вышеупомянутого корпуса.

Вышеупомянутые средства рассеивания могут представлять собой диффузно-рассеивающий микрорельеф и/или шероховатости на поверхности вышеупомянутого световода и/или упомянутого корпуса.

Вышеупомянутые средства рассеивания могут представлять собой диффузно-рассеивающий микрорельеф на поверхности вышеупомянутого световода или упомянутого корпуса.

Вышеупомянутые средства рассеивания в одной из частных форм могут представлять собой неоднородности, выбранные из группы, включающей (а) микроскопические неоднородности, отражающие свет, (б) микроскопические неоднородности, преломляющие свет, и (в) частицы люминофора, при этом неоднородности (а), и/или (б), и/или (в) распределены в объеме материала вышеупомянутого корпуса.

Вышеупомянутый отражатель в одной из частных форм может представлять собой матовую пленку с коэффициентом диффузного отражения света более 80%.

Вышеупомянутый компенсатор в одной из частных форм может представлять собой матовую пленку, снабженную рельефным светораспределяющим узором.

Вышеупомянутый компенсатор в одной из частных форм может быть установлен позади от вышеупомянутого световода.

Толщина упомянутого компенсатора может составлять (но необязательно) менее 1,0 мм, предпочтительно, 0,3 мм.

Вышеупомянутый компенсатор может быть (но необязательно) выполнен (а) в виде цилиндрических выступов на поверхности вышеупомянутого световода, или (б) в виде выступов в форме сегмента правильной или эллиптически-деформированной сферы, или (в) в виде усеченных конусов, или (г) в виде сегментов выпуклых многогранников, при этом во всех альтернативах (а)-(г) выполнения вышеупомянутого компенсатора форма и размер упомянутых выступов исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.

Вышеупомянутый компенсатор и/или вышеупомянутые средства рассеивания могут быть (но необязательно) размещены на передней или на задней стороне вышеупомянутого световода, либо на передней или на задней стороне вышеупомянутого корпуса.

На внешнюю поверхность вышеупомянутого корпуса может быть (но необязательно) нанесена пленка с изображением, имеющим светопрозрачные зоны.

Вышеупомянутая пленка с изображением может быть (но необязательно) нанесена посредством трафаретной печати.

Панель может быть (но необязательно) установлена внутрь прозрачного кармана подставки для телевизора.

Панель может быть (но необязательно) установлена внутрь прозрачного кармана устройства для крепления информационных носителей к боковой стороне телевизора.

Панель может быть (но необязательно) приклеена к кронштейну и снабжена защитным чехлом из прозрачного материала.

Необходимо понимать, что в настоящем тексте световая панель охарактеризована только такими признаками, которые достаточны для решения поставленной задачи, реализации назначения и достижения выбранного технического результата; специального упоминания всех без исключения признаков и утилитарных характеристик изобретения не требуется, если специалистам должно быть известно, что изделия того же рода обладают такими признаками и утилитарными характеристиками и без них не реализуется основное назначение; тем более не требуется ограничивать обобщенные признаки какими-либо конкретными вариантами, если таковые должны быть известны специалистам и (или) могут быть подобраны по известным правилам.

Конструкция и использование световой панели наглядно иллюстрируется фигурами 2-8 на примере некоторых частных и конкретных вариантов воплощения. Фигуры 1-2 иллюстрируют известный уровень техники.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 схематически изображен поперечный разрез экрана смартфона со светодиодной подсветкой (известного из предшествующего уровня техники).

На фиг. 2 схематически изображен поперечный разрез типичной рекламной световой панели (известной из предшествующего уровня техники).

На фиг. 3 схематически изображен поперечный разрез одного из частных вариантов предлагаемой световой панели.

На фиг. 4 схематически изображена заготовка корпуса световой панели с фиг. 3 с еще не загнутыми внутрь боковыми краями.

На фиг. 5 схематически изображено применение световой панели по изобретению в качестве вкладки в прозрачный карман устройства для крепления информационных носителей к боковой стороне телевизора.

На фиг. 6 схематически показана структура устройства крепления и вкладки панели с фиг. 5.

На фиг. 7 изображен один из частных вариантов световой панели по изобретению, выполненной в виде вкладки в прозрачный карман подставки для телевизора.

На фиг. 8 схематически показана структура подставки и вкладки с фиг. 7.

На прилагающихся чертежах приняты следующие обозначения:

1 - задняя часть корпуса смартфона,

3, 15, 25 - компенсатор,

5, 19, 27 - световод,

7, 17, 29 - светодиод,

9 - жидкокристаллическая матрица,

11 - прозрачная передняя часть корпуса смартфона,

23 - прозрачная передняя часть корпуса световой панели,

13 - багет,

21 - изображение, напечатанное на рассеивателе (полупрозрачный белый пластик),

31 - корпус-рассеиватель (то есть корпус, снабженный средствами рассеивания),

33 - заготовка корпуса 31,

35 - перфорация в области линий сгиба,

37, 51 - телевизор,

39, 43 - кронштейн для крепления световой панели (из холоднокатанной стали 0,7 мм),

57 - крепежный кронштейн (ХК сталь 0,8 мм),

41, 45, 53, 61 - световая панель в сборе,

47 - сменное изображение на 0,3 мм листе прозрачного полиэтилентерефталат гликоля,

49 - прозрачный карман для установки сменного изображения 47, выполненный из 0,7 мм полиэтилентерефталат гликоля,

55 - горизонтальный элемент подставки под телевизор из холоднокатанной стали толщиной 0,8 мм,

59 - прозрачный карман, выполненный из 0,7 мм полиэтилентерефталат гликоля, для установки световой панели с изображением.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Световая панель с торцевым вводом излучения по изобретению содержит в себе:

световод, имеющий торец,

источники света, размещенные вблизи упомянутого торца таким образом, что во включенном состоянии по меньшей мере часть светового потока попадает в упомянутый торец,

корпус, имеющий переднюю часть, боковую часть, соединенную с краем лицевой части, и заднюю часть, соединенную с краем боковой части,

средства рассеивания светового излучения,

отражатель, размещенный позади упомянутого световода,

компенсатор, выполненный с возможностью уравнивать световой поток, создаваемый лучами, исходящими из упомянутого световода, по всей площади упомянутого световода,

упомянутый корпус выполнен из, по существу, прозрачного материала, при этом упомянутые передняя, боковая и задняя части корпуса выполнены посредством гиба из единой заготовки.

Принцип распространения света в плоском световоде при вводе излучения в торец листа раскрыт во множестве патентных документов (в частности, в патенте РФ на полезную модель 95793, 95886, 123903, в патенте РФ на изобретение №2237932, 2416658, 2575320 и 2483240) и не требует каких-либо пояснений.

«Сэндвич» изготавливают из отражателя и световода. В качестве отражателя 25 используют раскроенные листы белого матового полистирола производства «Зуропласт» толщиной 0,3 мм. В качестве световода 27 используют раскроенные листы поли(метилметакрилата) толщиной 5 мм производства «Новатро», при этом компенсатор представляет собой нанесенный с тыльной стороны световода посредством УФ-печати светораспределяющий узор. К торцам сетовода (с одной, двух, трех или с четырех сторон) посредством прозрачного термостойкого клея приклеивают узкие (шириной не превышают толщины световода) печатные платы со светодиодами белого свечения 29 производства «Arlight», с линейной плотностью 120 светодиодов на погонный метр.

На переднюю поверхность белой матовой полиэфирной пленки Euromedia Excellight производства «Fujifilm» наносят изображение посредством трафаретной печати и раскраивают ее на заготовки 33 требуемой формы (как показано, например, на фиг. 4), посредством лазерной резки. Затем вдоль линий сгиба наносят перфорацию 35.

Сэндвич позиционируют относительно линий сгиба на заднюю поверхность заготовки 33, осуществляют гибку и необязательно термообработку, тем самым формируя корпус 31. Дополнительно, задние части корпуса могут быть приклеены к сэндвичу посредством прозрачного клея.

За счет того, что корпус 31 изготавливают путем гибки из цельной заготовки 33, упрощена технология изготовления, уменьшена толщина. Дополнительное уменьшение толщины достигнуто за счет того, что корпус снабжен средствами рассеивания. За счет этих приемов толщина панели уменьшена до того предела, при котором панель можно использовать в качестве вкладки в прозрачные карманы 49 и 59 информационных конструкций, изображенных на фиг. 5-8.

1. Световая панель с торцевым вводом излучения, содержащая в себе:

световод, имеющий торец,

источники света, размещенные вблизи упомянутого торца таким образом, что во включенном состоянии по меньшей мере часть светового потока попадает в упомянутый торец,

корпус, имеющий переднюю часть, боковую часть, соединенную с краем лицевой части, и заднюю часть, соединенную с краем боковой части,

средства рассеивания светового излучения,

отражатель, размещенный позади упомянутого световода,

компенсатор, выполненный с возможностью уравнивать световой поток, создаваемый лучами, исходящими из упомянутого световода, по всей площади упомянутого световода,

характеризующаяся тем, что в ней упомянутый корпус выполнен из, по существу, прозрачного материала, при этом упомянутые передняя, боковая и задняя части корпуса выполнены посредством гиба из единой заготовки.

2. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый световод выполнен из прозрачного органического полимерного материала, в частности из поли(метилметакрилата).

3. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый световод выполнен из термостойкого прозрачного кремнийорганического полимера.

4. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый световод выполнен в форме тонкой пластины.

5. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутая пластина имеет толщину 1-10 мм, предпочтительно 5 мм.

6. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что она дополнительно содержит светоотражающий элемент или светоотражающее покрытие, расположенное позади вышеупомянутого световода.

7. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые источники света представляют собой светодиоды.

8. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые источники света размещены вплотную или на расстоянии от вышеупомянутого торца или внутри паза, выполненного вдоль вышеупомянутого торца.

9. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые группы источников света размещены вплотную или вблизи каждого из торцов вышеупомянутого световода.

10. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что вышеупомянутые светодиоды смонтированы равномерно по длине узкой прямоугольной печатной платы, размещенной вблизи вышеупомянутых торцов.

11. Панель по п. 10, отличающаяся тем, что вышеупомянутая плата соединена с вышеупомянутыми торцами посредством светопрозрачного клея.

12. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый корпус выполнен из прозрачного пластика, предпочтительно из полиэфирного пластика.

13. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутую заготовку раскраивают из листов посредством лазерной резки.

14. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вдоль воображаемых линий сгиба, отделяющих вышеупомянутую переднюю часть корпуса от боковой части корпуса и боковую часть корпуса от задней части корпуса, наносят линии ослабления или перфорацию для упрощения гиба.

15. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые средства рассеивания представляют собой тонкую пленку, содержащую в себе слой мелкодисперсного пигмента и/или люминофора.

16. Панель по п. 15, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутая пленка нанесена посредством трафаретной печати пастой из светопрозрачного связующего и пигмента, при этом коэффициент преломления связующего больше коэффициента преломления материала вышеупомянутого световода или вышеупомянутого корпуса.

17. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые средства рассеивания представляют собой диффузно-рассеивающий микрорельеф и/или шероховатости на поверхности вышеупомянутого световода и/или упомянутого корпуса.

18. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые средства рассеивания представляют собой диффузно-рассеивающий микрорельеф на поверхности вышеупомянутого световода или упомянутого корпуса.

19. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутые средства рассеивания представляют собой неоднородности, выбранные из группы, включающей (а) микроскопические неоднородности, отражающие свет, (б) микроскопические неоднородности, преломляющие свет, и (в) частицы люминофора, при этом неоднородности (а), и/или (б), и/или (в) распределены в объеме материала вышеупомянутого корпуса.

20. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый отражатель представляет собой матовую пленку с коэффициентом диффузного отражения света более 80%.

21. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый компенсатор представляет собой матовую пленку, снабженную рельефным светораспределяющим узором.

22. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый компенсатор установлен позади от вышеупомянутого световода.

23. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней толщина упомянутого компенсатора составляет менее 1,0 мм, предпочтительно 0,3 мм.

24. Панель по п. 1, отличающаяся тем, что вышеупомянутый компенсатор выполнен (а) в виде цилиндрических выступов на поверхности вышеупомянутого световода, или (б) в виде выступов в форме сегмента правильной или эллиптически-деформированной сферы, или (в) в виде усеченных конусов, или (г) в виде сегментов выпуклых многогранников, при этом во всех альтернативах (а)-(г) выполнения вышеупомянутого компенсатора форма и размер упомянутых выступов исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.

25. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутый компенсатор и/или вышеупомянутые средства рассеивания размещены на передней или на задней стороне вышеупомянутого световода, либо на передней или на задней стороне вышеупомянутого корпуса.

26. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что в ней на внешнюю поверхность вышеупомянутого корпуса нанесена пленка с изображением, имеющим светопрозрачные зоны.

27. Панель по п. 26, характеризующаяся тем, что в ней вышеупомянутая пленка с изображением нанесена посредством трафаретной печати.

28. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что она установлена внутрь прозрачного кармана подставки для телевизора.

29. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что она установлена внутрь прозрачного кармана устройства для крепления информационных носителей к боковой стороне телевизора.

30. Панель по п. 1, характеризующаяся тем, что она приклеена к кронштейну и снабжена защитным чехлом из прозрачного материала.