光照射系统技术方案

一种用于提供一个加长光源，例如照射一个标记或类似物或其它显示的装置和方法，它包括从外部光源发射光进入内管，该内管具有衬有棱形透镜的高反射率薄膜的部分，沿管的长度有一个光透射开口，并在该开口的径向相对侧有一漫射介质，在内管的一端有一个光反射镜。内管由一个带有不同颜色的光透射部分的外管同轴围绕。外管相对内管转动。发射的光通过高反射率衬里和反射镜反射在内管内传输，照射到温射介质上，从而通过光透镜开口向外透射，然后通过选择的彩色部分之一把有色的光投射到一个标记或类似物体上。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光照射系统，它对于如飞机、汽车或其它车辆所使用的道路标志、终点标志以及光照显示等尤其有用。本专利技术申请是1988年10月7日提交的序号为255，062的“多色光照射系统”申请的部分继续申请。标志和显示的清晰度，如用于公用机动车辆、汽车及火车的道路及终点指示或用于飞机的仪表盘的清晰度受白天及黑夜不同情况的影响，如强光和外来光线。由于反差越大，清晰度越高，因此可以通过增加反差来改善清晰度。光照射系统已经被用于改善清晰度，但现有的光照射系统尚不能提供均匀的光分布。根据用于光照射的光源的不同布置，在标志或显示边缘上可能出现亮点和暗区，沿标志或显示底部可能出现一个光环。已研制出一种用于将点光源转换为均匀散射光的光学薄膜，其商业名称为3M牌反射灯(Scotchlamp)薄膜，如美国专利第4，260，220号所示。薄膜由透明塑料制成薄片，它一侧光滑，另一侧上有沟槽，其厚度约为20密耳(0.02英寸)，薄膜沟槽实际上是微小的光学棱镜，其棱脆弱，表面易损。薄膜很柔软，可以任意卷绕或弯曲，可称之为透射反射(transreflective)材料。该薄膜用作棱镜光导的一部分，它可将从日光跟踪系统采集来的太阳光，均匀地照射于室内空间。在一本商业杂志《建筑采光》(ArchitecturalLighting)1987年2月期中刊登了一篇关于这项应用的文章，它提出了用这种棱镜光导照射装饰性的，引人注目的显示板的建议。该文章建议安装带有彩色平行灯泡的光源来提供彩色灯光。该灯光可以通过三种方式控制电子调光器和一个小的微处理器;旋转带有不同颜色胶体的滤光轮;或电磁操纵的置于白炽光源前的分光滤色器。此外，还知道有一种半透明多色管，其中一光源被直接安装在管内并且彩色管部分被罩住从而彩色管的所需彩色部分被光源照亮。这种管的一个例子已在美国第2，374，640号专利中公开。本专利技术的一个目的是用可选择颜色的均匀分布的光照射标志和仪表盘来改善它们的清晰度。本专利技术的另一个目的是提供一个改善了的拉长光源，它可以选择颜色。按照这一目的和将从下面所述变得更明显的其它特点。本专利技术的一个方面在于一个照明布置，它包括一个向带有一透明部分的管子内发光的光源。该光源可装在管子外侧从而可通过一个开口端向管内发光。一种高反射率或透射反射的薄膜复盖于内管内表面的一个部分并将光沿着管的长度方向分布，管具有一可透射光的纵向区域。该薄膜最好用光学棱镜构成以在管内多次反射光。一个漫射介质布置在管子中，与光透射纵向区域正好直径方向相反，从而在光撞到漫射介质后，光通过纵向区域向外散射或漫射。一个反射镜被放于内管与光源相对的一端以将光反射返回到管内。另一个目的是提供可选择的彩色照射，它通过提供具有多个透明或半透明有色部份的外管来实现，每个不同颜色部份同心地围绕着这个管子。该外管由一个电机驱动转动到预定位置以选择照射所需的颜色。外管的形式使得当处在一个预定位置时，只有一个颜色部份暴露于通过内管的光透射纵向区域透射的光。还有一个目的是在光透射纵向区域中使用一个透镜来改进照射。再有一个目的是提供改进的彩色照射，它在外管上使用一个或多个适于接受彩色插入件的延伸部分或者在外管上使用彩色丝幕。再有一个目的是提供一个改进的拉长光源，它具有沿其长度方向基本均匀的照射，为了更好地理解本专利技术，将涉及下列描述及附图，而本专利技术的范围将在所附权利要求书中指出。附图说明图1是根据现有技术的，从光源发出的光通过管子传播的光导管纵向侧视图;图2是图1所示光导管的立体示意图;图3是图2所示的横截面示意图，其中示出了光线在棱镜面的内全反射，并带有放大的画圈部分;图4表示根据本专利技术的，用于照射一个标记的多色照射装置的示意透视图;图5是图4装置的部份分解示意透视图;图6是图4装置的示意侧视图，其中光线用箭头表示;图7是图6的光导管本身的横剖面图;图8是图7的管子一部分的放大的局部图;图9是根据本专利技术的第二个实施例的光导管的横截面图;图10是用于汽车或类似车辆的指路标记，它采用和图1-9所示类似的三种可选择颜色光导管;图11是图10的光导管之一的横截面图;图12是在前面实施例中有用的多色外管的透视图;图13是在前面实施例中有用的多色拉长光源的一部分截面的纵向图;图14是采用本专利技术原理的拉长光源的部分纵向截面图;图15是沿图14的线14-14截取的横截面图;图16是部分去掉的图14装置的改型的纵向图;图17是图16装置沿17-17截取的横截面图;参考图4-6，标记1由一个多色照射装置发出的均匀分布彩色光照射，这个装置包括一个带有反射镜的光源4，一个内管2，一个外管3，反射镜6、11，一个漫射介质12，一个高反射率光分布膜13以及一个电动机装置7。反射镜6所置角度使之能将从光源4发出的光发射到内管2中，反射器6最好由3MSILVERLUX材料构成。然后，光通过高反射率薄膜或片13反射以在内管内传播，该薄膜最好是3MScotchlamp薄膜，其特征将在下面描述。反射镜11放在离光源4最远的那端以将透射的光反射回内管2。可为纯白色的带或涂层以使碰到其上的光发生漫射或散射的漫射介质12沿底附近的内管长度延射，如图3所示。漫射介质12基本上与在内管2的壁上的纵长延伸的光透射部分或开口14径向相对，当光碰到漫射介质12时会发生漫射或散射，有一部分光则穿过光透射部分14，剩下的由薄膜13多次反射，最后碰到漫射介质12以通过光透射部分14。漫射介质可以是铺在或涂在薄膜13内表面的纯白带。另一方面，薄膜13也可以具有一放置漫射介质的纵向槽。高反射率薄膜13是一种薄而柔软并且清晰透明的材料，如聚丙烯或聚碳酸脂聚合物，其一侧表面平滑，另一侧为棱形槽，它在内管2的内表面形成一个沿管2纵向延伸的微小光学棱镜。这种薄膜的特性如图1所示，它示意地示出了带有反射镜的光导管35和一个外光源33。光导管35由Scotchlamp材料制成，它具有带有槽的外表面形成棱形面的透明壁，该透明壁是有效的内全反射表面，并能防止向下透射到导管的光从薄膜13漏失。每一个小棱形面具有两个向外倾斜的相对棱镜面并且相互接触以形成V形。图2和图3将有更清楚的显示。再参考图1，光线31从外光源33发出，碰到导管35的透明壁内侧，通过该透明壁光根据斯耐尔(Snell′Law)定律折射而通过透明壁。如果光线以小于内全反射临界角的任一角度碰到一个棱镜面，它将进行内全反射并且进入同一棱形面的另一棱镜面，如果再被内反射它将回到管的内部以进一步传输。光线在与管轴成的角度小于27度时将会被反射。角度的精确值取决于透明材料的折射率。薄膜13的作用是反射光并将吸收减到最小及进行传输。已经发现对于每一典型光线的每次反射的吸收为0.12%而对于典型的入射角净透射损耗大约为1.2%，因此，反射率为98.7%。当光到达管35的离光源33最远的端时，光线由反射镜37反射回到导管中。为了避免更大的净透射损耗，可在内管2和高反射率薄膜13之间加一个白色的表面，如图7所示。因此，可能通过薄膜13而成为净透射损耗的光将由白色的表面15漫射或反射回管内，并因光被留住而增加了效率。再参考图4-7，外管3同轴地围绕内管2，一个马达组件7用来以任一常规的方式使外管3相对内管2转动定位。外管3是由多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个加长的发光装置，它包括：一个具有内部的加长管，该加长管有一个沿该管长度方向延伸的光透射壁，同时还有一个在管内并沿管轴向传输光的内部反射表面；一个在上述管内部与上述光透射壁部分基本上径向相对设置的纵向延伸的漫射介质，它将直接以及通 过反射来自上述反射壁表面，照射在上述漫射介质上的光予以漫射，因此，进入上述管内的光沿该管内传播并且在该管内照射上述漫射介质的光使得来自漫射介质的光穿过上述光透射部分向外透射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：华莱士罗伊艾肯斯，
申请(专利权)人：古尔顿工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]