專利名稱：光照射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光照射系統(tǒng)，它對(duì)于如飛機(jī)、汽車或其它車輛所使用的道路標(biāo)志、終點(diǎn)標(biāo)志以及光照顯示等尤其有用。本發(fā)明申請(qǐng)是1988年10月7日提交的序號(hào)為255，062的“多色光照射系統(tǒng)”申請(qǐng)的部分繼續(xù)申請(qǐng)。
標(biāo)志和顯示的清晰度，如用于公用機(jī)動(dòng)車輛、汽車及火車的道路及終點(diǎn)指示或用于飛機(jī)的儀表盤的清晰度受白天及黑夜不同情況的影響，如強(qiáng)光和外來光線。由于反差越大，清晰度越高，因此可以通過增加反差來改善清晰度。光照射系統(tǒng)已經(jīng)被用于改善清晰度，但現(xiàn)有的光照射系統(tǒng)尚不能提供均勻的光分布。根據(jù)用于光照射的光源的不同布置，在標(biāo)志或顯示邊緣上可能出現(xiàn)亮點(diǎn)和暗區(qū)，沿標(biāo)志或顯示底部可能出現(xiàn)一個(gè)光環(huán)。
已研制出一種用于將點(diǎn)光源轉(zhuǎn)換為均勻散射光的光學(xué)薄膜，其商業(yè)名稱為3M牌反射燈(Scotchlamp)薄膜，如美國(guó)專利第4，260，220號(hào)所示。薄膜由透明塑料制成薄片，它一側(cè)光滑，另一側(cè)上有溝槽，其厚度約為20密耳(0.02英寸)，薄膜溝槽實(shí)際上是微小的光學(xué)棱鏡，其棱脆弱，表面易損。薄膜很柔軟，可以任意卷繞或彎曲，可稱之為透射反射(transreflective)材料。
該薄膜用作棱鏡光導(dǎo)的一部分，它可將從日光跟蹤系統(tǒng)采集來的太陽光，均勻地照射于室內(nèi)空間。在一本商業(yè)雜志《建筑采光》(ArchitecturalLighting)1987年2月期中刊登了一篇關(guān)于這項(xiàng)應(yīng)用的文章，它提出了用這種棱鏡光導(dǎo)照射裝飾性的，引人注目的顯示板的建議。該文章建議安裝帶有彩色平行燈泡的光源來提供彩色燈光。該燈光可以通過三種方式控制電子調(diào)光器和一個(gè)小的微處理器;旋轉(zhuǎn)帶有不同顏色膠體的濾光輪;或電磁操縱的置于白熾光源前的分光濾色器。
此外，還知道有一種半透明多色管，其中一光源被直接安裝在管內(nèi)并且彩色管部分被罩住從而彩色管的所需彩色部分被光源照亮。這種管的一個(gè)例子已在美國(guó)第2，374，640號(hào)專利中公開。
本發(fā)明的一個(gè)目的是用可選擇顏色的均勻分布的光照射標(biāo)志和儀表盤來改善它們的清晰度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)改善了的拉長(zhǎng)光源，它可以選擇顏色。
按照這一目的和將從下面所述變得更明顯的其它特點(diǎn)。本發(fā)明的一個(gè)方面在于一個(gè)照明布置，它包括一個(gè)向帶有一透明部分的管子內(nèi)發(fā)光的光源。該光源可裝在管子外側(cè)從而可通過一個(gè)開口端向管內(nèi)發(fā)光。一種高反射率或透射反射的薄膜復(fù)蓋于內(nèi)管內(nèi)表面的一個(gè)部分并將光沿著管的長(zhǎng)度方向分布，管具有一可透射光的縱向區(qū)域。該薄膜最好用光學(xué)棱鏡構(gòu)成以在管內(nèi)多次反射光。
一個(gè)漫射介質(zhì)布置在管子中，與光透射縱向區(qū)域正好直徑方向相反，從而在光撞到漫射介質(zhì)后，光通過縱向區(qū)域向外散射或漫射。一個(gè)反射鏡被放于內(nèi)管與光源相對(duì)的一端以將光反射返回到管內(nèi)。
另一個(gè)目的是提供可選擇的彩色照射，它通過提供具有多個(gè)透明或半透明有色部份的外管來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)不同顏色部份同心地圍繞著這個(gè)管子。該外管由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定位置以選擇照射所需的顏色。外管的形式使得當(dāng)處在一個(gè)預(yù)定位置時(shí)，只有一個(gè)顏色部份暴露于通過內(nèi)管的光透射縱向區(qū)域透射的光。
還有一個(gè)目的是在光透射縱向區(qū)域中使用一個(gè)透鏡來改進(jìn)照射。
再有一個(gè)目的是提供改進(jìn)的彩色照射，它在外管上使用一個(gè)或多個(gè)適于接受彩色插入件的延伸部分或者在外管上使用彩色絲幕。
再有一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的拉長(zhǎng)光源，它具有沿其長(zhǎng)度方向基本均勻的照射，為了更好地理解本發(fā)明，將涉及下列描述及附圖，而本發(fā)明的范圍將在所附權(quán)利要求書中指出。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的，從光源發(fā)出的光通過管子傳播的光導(dǎo)管縱向側(cè)視圖;
圖2是圖1所示光導(dǎo)管的立體示意圖;
圖3是圖2所示的橫截面示意圖，其中示出了光線在棱鏡面的內(nèi)全反射，并帶有放大的畫圈部分;
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的，用于照射一個(gè)標(biāo)記的多色照射裝置的示意透視圖;
圖5是圖4裝置的部份分解示意透視圖;
圖6是圖4裝置的示意側(cè)視圖，其中光線用箭頭表示;
圖7是圖6的光導(dǎo)管本身的橫剖面圖;
圖8是圖7的管子一部分的放大的局部圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的光導(dǎo)管的橫截面圖;
圖10是用于汽車或類似車輛的指路標(biāo)記，它采用和圖1-9所示類似的三種可選擇顏色光導(dǎo)管;
圖11是圖10的光導(dǎo)管之一的橫截面圖;
圖12是在前面實(shí)施例中有用的多色外管的透視圖;
圖13是在前面實(shí)施例中有用的多色拉長(zhǎng)光源的一部分截面的縱向圖;
圖14是采用本發(fā)明原理的拉長(zhǎng)光源的部分縱向截面圖;
圖15是沿圖14的線14-14截取的橫截面圖;
圖16是部分去掉的圖14裝置的改型的縱向圖;
圖17是圖16裝置沿17-17截取的橫截面圖;
參考圖4-6，標(biāo)記1由一個(gè)多色照射裝置發(fā)出的均勻分布彩色光照射，這個(gè)裝置包括一個(gè)帶有反射鏡的光源4，一個(gè)內(nèi)管2，一個(gè)外管3，反射鏡6、11，一個(gè)漫射介質(zhì)12，一個(gè)高反射率光分布膜13以及一個(gè)電動(dòng)機(jī)裝置7。
反射鏡6所置角度使之能將從光源4發(fā)出的光發(fā)射到內(nèi)管2中，反射器6最好由3MSILVERLUX材料構(gòu)成。然后，光通過高反射率薄膜或片13反射以在內(nèi)管內(nèi)傳播，該薄膜最好是3MScotchlamp薄膜，其特征將在下面描述。反射鏡11放在離光源4最遠(yuǎn)的那端以將透射的光反射回內(nèi)管2。
可為純白色的帶或涂層以使碰到其上的光發(fā)生漫射或散射的漫射介質(zhì)12沿底附近的內(nèi)管長(zhǎng)度延射，如圖3所示。漫射介質(zhì)12基本上與在內(nèi)管2的壁上的縱長(zhǎng)延伸的光透射部分或開口14徑向相對(duì)，當(dāng)光碰到漫射介質(zhì)12時(shí)會(huì)發(fā)生漫射或散射，有一部分光則穿過光透射部分14，剩下的由薄膜13多次反射，最后碰到漫射介質(zhì)12以通過光透射部分14。漫射介質(zhì)可以是鋪在或涂在薄膜13內(nèi)表面的純白帶。另一方面，薄膜13也可以具有一放置漫射介質(zhì)的縱向槽。
高反射率薄膜13是一種薄而柔軟并且清晰透明的材料，如聚丙烯或聚碳酸脂聚合物，其一側(cè)表面平滑，另一側(cè)為棱形槽，它在內(nèi)管2的內(nèi)表面形成一個(gè)沿管2縱向延伸的微小光學(xué)棱鏡。這種薄膜的特性如圖1所示，它示意地示出了帶有反射鏡的光導(dǎo)管35和一個(gè)外光源33。光導(dǎo)管35由Scotchlamp材料制成，它具有帶有槽的外表面形成棱形面的透明壁，該透明壁是有效的內(nèi)全反射表面，并能防止向下透射到導(dǎo)管的光從薄膜13漏失。每一個(gè)小棱形面具有兩個(gè)向外傾斜的相對(duì)棱鏡面并且相互接觸以形成V形。圖2和圖3將有更清楚的顯示。
再參考圖1，光線31從外光源33發(fā)出，碰到導(dǎo)管35的透明壁內(nèi)側(cè)，通過該透明壁光根據(jù)斯耐爾(Snell′Law)定律折射而通過透明壁。
如果光線以小于內(nèi)全反射臨界角的任一角度碰到一個(gè)棱鏡面，它將進(jìn)行內(nèi)全反射并且進(jìn)入同一棱形面的另一棱鏡面，如果再被內(nèi)反射它將回到管的內(nèi)部以進(jìn)一步傳輸。光線在與管軸成的角度小于27度時(shí)將會(huì)被反射。角度的精確值取決于透明材料的折射率。
薄膜13的作用是反射光并將吸收減到最小及進(jìn)行傳輸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于每一典型光線的每次反射的吸收為0.12%而對(duì)于典型的入射角凈透射損耗大約為1.2%，因此，反射率為98.7%。
當(dāng)光到達(dá)管35的離光源33最遠(yuǎn)的端時(shí)，光線由反射鏡37反射回到導(dǎo)管中。
為了避免更大的凈透射損耗，可在內(nèi)管2和高反射率薄膜13之間加一個(gè)白色的表面，如圖7所示。因此，可能通過薄膜13而成為凈透射損耗的光將由白色的表面15漫射或反射回管內(nèi)，并因光被留住而增加了效率。
再參考圖4-7，外管3同軸地圍繞內(nèi)管2，一個(gè)馬達(dá)組件7用來以任一常規(guī)的方式使外管3相對(duì)內(nèi)管2轉(zhuǎn)動(dòng)定位。外管3是由多個(gè)縱向光透射(透明或半透明)濾色段構(gòu)成(如圖6所示)，任何一個(gè)段都可定位到與光透射部分14相對(duì)的那側(cè)。外管3的濾色段可以是適當(dāng)固定于外管，如利用凸緣的透明有色插入件，或是在管3的不同段上的透明有色絲幕的形式。外管3最好分為4個(gè)各占四分之一圓周的顏色段。每個(gè)顏色段具有不同的顏色，例如綠G，紅R，黃Y，及藍(lán)或黑B，每種顏色沿著基本上是外管3的全長(zhǎng)延伸。以這種方式，光從標(biāo)記1的整個(gè)長(zhǎng)度向外投射使標(biāo)記1以一種單色光被照射。
當(dāng)用于汽車標(biāo)記時(shí)，例如，由濾光段R、Y、G、B透射的彩色光在日光下可見度可能不高，并且這種彩色光透射過濾段通常反射能力很差，導(dǎo)致在日光下可見性很差。這可以通過使彩色透射段對(duì)光透射和光反射均部分有效來克服。例如，圖12所示，每段R、Y、G或B是由濾色材料的交替帶41和色反射材料的插入帶43構(gòu)成。在每一四分之一段中，濾色和反射色材料的選擇最好是在日光或夜晚觀察時(shí)具有接近的顏色。
如果需要，可用一個(gè)控制器或一臺(tái)計(jì)算機(jī)來控制外管3的定位從而將一種期望的顏色段R、Y、G或B暴露，以過濾通過內(nèi)管2光透射部分的光或反射周圍的光。
光源4的放置并不一定要垂直于內(nèi)管2的軸。如果同時(shí)有一個(gè)反射鏡6處于適當(dāng)位置使光幾乎軸向地反射到內(nèi)管2中，則任何角度定位均可采用。如果光源4和內(nèi)管2基本上是共線排列，則不需要反射鏡6。一個(gè)反射鏡可用在光源或燈泡周圍以將光線集中到基本上和管同軸或沿管稍稍會(huì)聚的方向，如圖6所示意的。然而，光源的軸垂直定位更好，因?yàn)楦鼡Q時(shí)更容易接近光源燈泡，并且可以減小系統(tǒng)的軸向尺寸。當(dāng)發(fā)光標(biāo)記是在汽車上時(shí)更具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵跇?biāo)記側(cè)沒有足夠大的空間用來接近，以及當(dāng)需要時(shí)有效的拆掉或更換燈泡。
圖7是一個(gè)單獨(dú)的內(nèi)管的截面示意圖，表示出了某些光線的路徑。僅有的向外部發(fā)射的光是從漫射介質(zhì)12產(chǎn)生并通過光透射部分14發(fā)出的，在漫射介質(zhì)12和光透射部分14之間的管2內(nèi)表面上的薄膜13主要地用來將光沿管2長(zhǎng)度均勻分布而不是讓其直接穿過光透射部分14。在多次反射之后，光最終碰到漫射介質(zhì)12。那些沒有從光透射部分14出去的來自漫射介質(zhì)的光線在內(nèi)部反射并且?guī)缀醪粠p耗地多次地再次碰到漫射介質(zhì)12，因此，最后幾乎所有光能幾乎不帶損耗地從光透射部分14發(fā)射。
圖9顯示了一個(gè)與圖7類似的第二實(shí)施例，在圖9中，一個(gè)不透明管2A，它可以是鋁擠壓成型的，用于與內(nèi)管2相同的方式。該不透明管2A也有一部分襯有一層高反射率薄膜13，只是它還有一縱向槽形式的不加襯里的部分或在其中可放置一個(gè)沿管2A長(zhǎng)度縱向延伸的透鏡8。為了避免通過薄膜13的凈透射損耗，管2A的內(nèi)表面制成白色或反射式，以使通過薄膜透射的光漫射或反射回管2A內(nèi)從而被留住。
透鏡8可用已知方式設(shè)計(jì)，以提供對(duì)標(biāo)記1(見圖6)的從底部到頂部的更均勻的照射并對(duì)碰到標(biāo)記1的下部分上的光線的較短路徑長(zhǎng)度調(diào)節(jié)。透鏡8可以是線性、棱柱形、透明且例如是由聚碳酸脂材料組成。
一種漫射介質(zhì)5也與透鏡8徑向相對(duì)地設(shè)置，并且為了改善沿著管長(zhǎng)度分布的光的均勻性，該漫射介質(zhì)的寬度可以變化。該漫射介質(zhì)5當(dāng)在圖5中實(shí)施例中縱向離開光源4延伸時(shí)變寬。作為一個(gè)例子，漫射介質(zhì)可以為離光源最近的0.43英寸的寬度5A，大約在內(nèi)管2長(zhǎng)度中間的寬度0.58英寸5B，以及離光源4最遠(yuǎn)或離反射鏡6最近的寬度0.88英寸5C。這種變化的寬度可以通過隆起漫射材料沿管2A長(zhǎng)度形成一個(gè)變化的曲面寬度，這可以由例如通過在管2A上形成一個(gè)均勻?qū)挾鹊牟刍蚩p，其緣可固定逐漸變寬的漫射介材料帶，從而提供一個(gè)沿其長(zhǎng)度的逐漸變化隆起的帶。這種變化寬度的目的是通過校正穿過光透射部分的光的量在離光源較近端比在管2A遠(yuǎn)端大的趨勢(shì)來提供沿管2長(zhǎng)度的均勻照射。
而且，最好為單式片結(jié)構(gòu)的透鏡8可以有兩個(gè)或多個(gè)橫向部分8A和8B，這兩部分對(duì)于將漫射光線投射到圖9中心線16的兩側(cè)上以在整個(gè)標(biāo)記，例如標(biāo)記1上進(jìn)行更均勻照射是有用的。每一個(gè)透鏡部分8A、8B對(duì)于中心線16具有一個(gè)斜面從而使從漫射介質(zhì)5的曲面發(fā)出的光折射以在標(biāo)記1上更均勻地分布光。
另外，由于光還必須進(jìn)一步傳輸?shù)竭_(dá)將被照射的目標(biāo)或標(biāo)記的頂部，然后到達(dá)底部，所以，離開各個(gè)透鏡部分的光的折射角也會(huì)不同。用相同透鏡材料獲得不同的折射角的方法是通過使一部分比另一部分厚，如圖9所示。另一種獲得不同折射角的方法是采用不同材料的透鏡部分，因此，每一個(gè)透鏡部分實(shí)際上是與其它透鏡部分折射率不同的分離的透鏡。
光源4最好是比熒光燈更優(yōu)越的白熾鹵燈。例如當(dāng)需要較低的功率時(shí)，一個(gè)20W的鹵素白熾燈(incandescenthalogenlamp)可以代替二個(gè)20W的熒光燈，同時(shí)發(fā)光效果得到了改善。這種鹵素?zé)艟哂懈邚?qiáng)度，更細(xì)的光束，更均勻的亮度(標(biāo)記的頂部到底部)，容易地從后面更換燈而不用打開后蓋，低的費(fèi)用和少的組件(一個(gè)燈座和一個(gè)燈，相對(duì)于兩個(gè)燈兩個(gè)燈座，一個(gè)鎮(zhèn)流器和線路通道)，并且需要少的輸入功率(即20W相對(duì)于43W)。另外，這種燈產(chǎn)生紫外光，可以與照射表面和熒光材料相互作用以增強(qiáng)亮度或產(chǎn)生特殊效果。
另外，在標(biāo)記的每端出現(xiàn)的暗字母或沿標(biāo)記的底部的光環(huán)可以采用帶有鹵素?zé)舻谋景l(fā)明加以防止。這里電子標(biāo)記采用黃點(diǎn)或圓盤來表示字母，這種點(diǎn)或盤在從鹵素?zé)魜淼墓庀驴瓷先ナ潜３贮S色，而不是象通常的從熒光燈來的光下看上去是黃綠色的。鹵素?zé)舻倪@些優(yōu)點(diǎn)壓倒了它的一個(gè)缺點(diǎn)，即鹵素?zé)舻膲勖∮跓晒鉄舻膲勖?br> 為了便于接近，管2或2A可以為縱向和在漫射介質(zhì)5處切開的，因此形成二個(gè)近似半圓筒形部分，這兩個(gè)半圓筒和透鏡8和漫射介質(zhì)一起可由一個(gè)端環(huán)或圓筒連接，其上可以帶有例如一個(gè)可由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的齒輪。
除照射一個(gè)基本垂直的表面，如圖4所示外，本發(fā)明的照射裝置可以為面向前的可選擇顏色的發(fā)光棒。本發(fā)明的多個(gè)多色彩照射裝置也可是端對(duì)端布置，如圖10所示。該圖表示了本發(fā)明應(yīng)用于汽車終點(diǎn)顯示中，其中具有一個(gè)部分51顯示汽車線路號(hào)，一個(gè)部分53顯示汽車終點(diǎn)，還有三個(gè)部分54，55，56，其每個(gè)部分都具有上面所述結(jié)構(gòu)，它顯示具有可選擇顏色R、Y、G、B的一個(gè)加長(zhǎng)柱。因此，數(shù)目達(dá)到64的三種顏色碼可以被顯示，這些碼可以在比字母或數(shù)字能被辨認(rèn)的更遠(yuǎn)距離上仍是清晰的。很顯然，可使用任意多個(gè)象54、55、56那樣的部分以加大碼的變化范圍。用這種布置，希望內(nèi)管在其相鄰端相聯(lián)接，此時(shí)這些管保持打開，在管的一端有一個(gè)光源或每端各有一個(gè)光源。然后，設(shè)置用于這種布置的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置以作用于各自的外管，而不干擾內(nèi)管間光的傳輸。另一方面，每一段可以是獨(dú)立的，帶有各自光源和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。
正如在這個(gè)圖所示，從光導(dǎo)發(fā)出的光通過采用圖象增強(qiáng)板得到增加，并且光分布得到改善，該圖象增強(qiáng)板當(dāng)然可以和本發(fā)明的任何形式的光導(dǎo)一起使用。在圖11中，圖象增強(qiáng)板9位于縫14A的兩側(cè)，從外殼裝置1向內(nèi)傾斜，朝著外管3。這些板9是反射光的，并且增加色管3的色段的視在尺寸。這些圖象增強(qiáng)板9最好是沿外管3的整個(gè)長(zhǎng)度縱向伸延并且可以進(jìn)一步在外管端部橫向延伸從而沿著外管的，暴露于來自內(nèi)管2或2A的光的顏色段的整個(gè)圓周上向外傾斜。
在另外一個(gè)實(shí)施例中，圖象增強(qiáng)板9可從臨近的內(nèi)管2或2A的光透射部分的邊緣向外傾斜。這樣的裝置還可用于在不使用產(chǎn)生彩色的外管時(shí)，增強(qiáng)通過光透射部分的光。
圖象增強(qiáng)板9通過反射光將有助于均勻分布并增強(qiáng)穿過光透射部分的光的照射效果，上述被反射光本來不是對(duì)著要被照亮的標(biāo)志或顯示的，因而易被損失掉。因此該增強(qiáng)板能捕捉到這種將被損失的光。
一個(gè)迎面觀看外管的彩色部分及增強(qiáng)板9(在圖6中從左看)的人將看到一個(gè)完整的彩色矩形，其尺寸為增強(qiáng)板的外周長(zhǎng)。當(dāng)圖象增強(qiáng)板基本上為拋物線曲面時(shí)，上述看到的圖象將最為顯著，盡管平板具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。很容易理解，這種增強(qiáng)板可以做成所需的曲面，從而均勻完整地照射標(biāo)志或物體。因此，在圖4或6的運(yùn)用中，其表面的制作可以使更多的光反射到最遠(yuǎn)離管2、3的標(biāo)志1的區(qū)域上，從而整個(gè)標(biāo)志看上去象是被同樣強(qiáng)度的光照射一樣。
圖14-15表示一個(gè)改進(jìn)的裝置，其中不需要改變色彩15。這里外殼61包括一個(gè)靜止光導(dǎo)裝置63，其結(jié)構(gòu)可以如同圖7或圖9中的結(jié)構(gòu)，但沒有外管或其驅(qū)動(dòng)裝置，每一端有一個(gè)光源裝置65，它包括一個(gè)燈泡67和用于沿光導(dǎo)63引導(dǎo)光的反射鏡69。裝置65被樞軸地固定在71上，從而它可以，如圖15中虛線所示，通過開口73向外殼61外延伸，以便輕易地在需要時(shí)更換燈泡67。常規(guī)的鎖緊裝置(未示)可以將每一個(gè)光源65固定在其工作狀態(tài)下，如圖14所示。外殼61沿一側(cè)75打開。因此，由光導(dǎo)裝置63的長(zhǎng)度決定，可以提供任意所需長(zhǎng)度的延伸的基本上均勻的照射。
圖16和17表示了一個(gè)圖14和15所示裝置的修改裝置。外殼161由一種具有光透射面162清晰透明的塑料以及由不透明涂層，如黑漆164，覆蓋在清晰透明塑料上的后部163制成。在清晰透明的外殼表面162的內(nèi)側(cè)并列放置的是一個(gè)平板或薄片164，它們是用圖3所述的光導(dǎo)裝置所用的同樣的透射反射材料制成。同樣，外殼161的不透明部分163內(nèi)側(cè)的襯里基本上是一個(gè)由同樣透射反射光導(dǎo)材料制成的彎曲薄片166。平板164和彎曲薄片166共同構(gòu)成如上的筒形光導(dǎo)裝置，但是其截面非圓形。
在外殼163的每一端有一個(gè)發(fā)光裝置165。每一個(gè)發(fā)光裝置165均通過軸168固定在外殼163上，從而，如圖16左半部分所示，發(fā)光裝置165可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°以便更換燈泡167。發(fā)光裝置165由支撐一個(gè)可以為拋物面形的曲面反射鏡172的支架170構(gòu)成。在反射鏡172的中央是一個(gè)燈泡插座(一般用174表示)，燈泡167可以插入該插座。燈泡插座174具有用于連接燈泡167的端點(diǎn)并與端點(diǎn)165電連接至適當(dāng)電源的觸點(diǎn)(未表示出)。通過這種裝置，當(dāng)裝置處于圖16右邊所示的工作狀態(tài)時(shí)，燈泡167連同其后的反射鏡172一般沿外殼163軸向延伸。因此，燈泡167可縱向地由164，166構(gòu)成的筒形光導(dǎo)裝置將光投射到殼的內(nèi)部。
光導(dǎo)的特性如上所述，因此光線以小角度照射在光導(dǎo)的內(nèi)部時(shí)被向內(nèi)反射。然后，這些穿過外殼163的光線將被在另一端的反射鏡172反射。因此，光線在光導(dǎo)內(nèi)來回傳播。某些照射在薄片164、166上的光線可能被光導(dǎo)材料折射并傳出光導(dǎo)。為保證功效，圍繞曲面光導(dǎo)薄片166的外殼163的內(nèi)部均被涂成或漆成白色，從而任何可能傳出光導(dǎo)的光反過來又被反射或繞射回光導(dǎo)。另一方面，透明外殼也可在其外部，在任何黑色或不透明的外涂層下涂成白色。
在以前圖中的實(shí)施例中，曲面光導(dǎo)薄片166的中央部分可以(但并不一定需要)有一個(gè)漫射帶176沿其長(zhǎng)度方向延伸與外殼161的清晰透明面162徑向相反。
同樣，如圖16中所示，平片164的長(zhǎng)度最好比曲面薄片166長(zhǎng)，從而曲面光導(dǎo)薄片166僅僅覆蓋殼161長(zhǎng)度的中間部分。因此，曲面薄片166僅僅支撐平片164的一部分，而沒有支撐其端部162A，該端部由外殼161內(nèi)部的白色表面178支撐。結(jié)果是，在外殼的各端點(diǎn)的白色部分178作為漫射區(qū)域，光線從該區(qū)域幾乎被垂直地或以其它角度引向平片164。這些光線可以穿過平片164并提供照射。
此外，如圖16中所示，外殼的平面或前表面可以延伸至與前表面形成一個(gè)角度的外殼頂邊緣區(qū)域181。因此，特別是在曲面光導(dǎo)薄片166未延伸到的區(qū)域內(nèi)，光線可以直接通過殼161的清晰透明區(qū)域181發(fā)射出去，以進(jìn)一步調(diào)整由本裝置發(fā)射的光的分配。
殼161可以具有一個(gè)壓平的角177，它構(gòu)成一個(gè)用于在一個(gè)架子或遮光板內(nèi)安裝外殼的表面。因此，清晰透明的區(qū)域181一般向前照射而前表面162則向下照射，并且提供一個(gè)基本上無刺眼光的漫射光源。這對(duì)于飛機(jī)上在一個(gè)強(qiáng)光遮光板下安裝本裝置來照射儀表盤是非常有益的?？梢岳斫?，如果需要，平片164及區(qū)域178，亦可適當(dāng)著色。
可以理解，在本發(fā)明的任何前面所述形式中當(dāng)不需要色彩變化時(shí)，可以使用一個(gè)固定的單色外管來代替可旋轉(zhuǎn)外管，或者完成免去外管。在后一種情況下，如果需要提供一種非白光照射時(shí)，例如用于照相暗室或儀表盤的夜間照射，漫射帶12可以適當(dāng)著色。
如果需要，通過將適當(dāng)?shù)募t外或紫線過濾器置于光源4或65與光導(dǎo)管之間，或者通過向光導(dǎo)管僅僅輸入紅外或紫外線光，本裝置可以提供一種加長(zhǎng)的紅外或紫外線光源。
以上敘述及附圖盡管代表了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是還可以有許多變化和修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)加長(zhǎng)的發(fā)光裝置，它包括一個(gè)具有內(nèi)部的加長(zhǎng)管，該加長(zhǎng)管有一個(gè)沿該管長(zhǎng)度方向延伸的光透射壁，同時(shí)還有一個(gè)在管內(nèi)并沿管軸向傳輸光的內(nèi)部反射表面；一個(gè)在上述管內(nèi)部與上述光透射壁部分基本上徑向相對(duì)設(shè)置的縱向延伸的漫射介質(zhì)，它將直接以及通過反射來自上述反射壁表面，照射在上述漫射介質(zhì)上的光予以漫射，因此，進(jìn)入上述管內(nèi)的光沿該管內(nèi)傳播并且在該管內(nèi)照射上述漫射介質(zhì)的光使得來自漫射介質(zhì)的光穿過上述光透射部分向外透射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)裝置，它進(jìn)一步包括，一個(gè)在上述管一端的反射鏡，它將照射在其上的光反射回上述管的內(nèi)部，從而從上述光透射部分離開的光則在上述管的長(zhǎng)度內(nèi)分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一個(gè)裝置，它進(jìn)一步包括一個(gè)光源，它在上述管的一端將光射入該管內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述的表面由內(nèi)有許多縱向延伸棱鏡的一種透明薄片構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述的管有一個(gè)面對(duì)上述透明薄片的表面，該透明薄片用來將穿過上述薄片的光反射回上述管的內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的一種裝置，其中上述光源適合于以一個(gè)角度將光投射到管子，并且還包括一個(gè)設(shè)置在上述光源和上述加長(zhǎng)管之間的反射鏡，它用來將來自上述光源的光反射進(jìn)入上述管內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于照射標(biāo)志或類似物的裝置，其中上述光透射部分在上述加長(zhǎng)管內(nèi)構(gòu)成一個(gè)縱向縫，并且還包括一個(gè)在上述縫內(nèi)的透鏡裝置，用于在一個(gè)預(yù)定的區(qū)域內(nèi)分配光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中上述透鏡有許多不同厚度的部分，用于將光在不同的區(qū)域內(nèi)有選擇地傳播。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的具有兩個(gè)上述部分的裝置，其中，上述部分的設(shè)置使得一個(gè)假設(shè)的平面將上述部分分開，每一個(gè)部分都構(gòu)成一個(gè)平面，它們分別以某一角度自離開上述假設(shè)平面傾斜。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中上述透鏡為直線形、棱形并且清晰透明。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，它還包括一個(gè)從上述光透射部分的每一個(gè)縱向邊緣向外延伸的光反射鏡，上述光反射鏡同時(shí)還沿上述管縱向延伸，因此，上述發(fā)光裝置外觀上的橫向?qū)挾仍黾印?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中上述漫射介質(zhì)用來將穿過光透射部分的光沿上述加長(zhǎng)管散射，其強(qiáng)度基本上均勻。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的一種裝置，其中上述漫射介質(zhì)具有不同的寬度，其寬度遠(yuǎn)離上述光源向外擴(kuò)展，從而有助于沿上述加長(zhǎng)管長(zhǎng)度方向均勻照射。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，其中上述漫射介質(zhì)有一個(gè)向上述管內(nèi)凸出的彎曲表面，該彎曲面沿上述漫射介質(zhì)的長(zhǎng)度方向具有變化的拱形寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，它包括一個(gè)具有多個(gè)各種色彩的光透射彩色部分的外管，上述外管同軸圍繞上述加長(zhǎng)管;以及一個(gè)裝置，用于將上述外管和上述加長(zhǎng)管之一相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)至預(yù)定的相對(duì)位置，從而上述彩色部分中只有一種色彩暴露于穿過上述光透射部分的光之中，進(jìn)行選擇色彩照射。
16.一種可選擇地色彩編碼加長(zhǎng)光顯示器，它包括多個(gè)端對(duì)端設(shè)置地，基本上為長(zhǎng)條形的部件，上述每一個(gè)部件均包括一個(gè)權(quán)利要求3所述的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的一種裝置，它還包括一個(gè)第二光源，用來在上述加長(zhǎng)管的一端與第一光源相對(duì)側(cè)向上述加長(zhǎng)管發(fā)射光。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的一種裝置，其中上述每一個(gè)光源均以樞軸固定以便其旋轉(zhuǎn)90°，因而上述光源可以容易地更換。
19.一種加長(zhǎng)的照射裝置，它包括一個(gè)具有中空內(nèi)部的加長(zhǎng)管，該管有一個(gè)透射反射襯里，用來在管內(nèi)并基本上沿管軸投射光，一個(gè)在上述襯里及上述管壁之間的光反射和漫射表面，一個(gè)位于上述管每一端的燈插座，用于將一個(gè)燈泡基本上固定在上述管的軸線上，以及一個(gè)環(huán)繞每一個(gè)插座并用來沿上述管反射光的光反射鏡。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的一種裝置，其中上述管壁的一部分在自上述光反射和漫射表面所隔開的一個(gè)區(qū)域內(nèi)可以透射光。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的一種裝置，其中上述管有一個(gè)平板的透明壁部分，上述襯里有一個(gè)平薄片部分，并列置于上述透明部分內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的一種裝置，其中上述管在臨近上述平板透明壁部分并與之成一角度而設(shè)置的一個(gè)區(qū)域內(nèi)是透明的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的一種裝置，其中上述襯里有一個(gè)彎曲部分，它大體上與自上述平板部分所隔開的上述管的內(nèi)部相一致。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的一種裝置，上述彎曲的襯里部分比上述平襯里部分短。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的一種裝置，其中上述與上述平板部分相對(duì)的管壁為淡色以反射和漫射照射在其上的光。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的一種裝置，其中上述管由一種清晰透明的塑料制成，上述淡色部分由上述管外側(cè)的白色涂層構(gòu)成。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的一種裝置，它包括一個(gè)在上述淡色涂層外側(cè)上的暗色不透明涂層。
28.根據(jù)權(quán)利要求19的一種裝置，其中上述每一個(gè)插座均以樞軸固定在上述管內(nèi)并且可以繞軸旋轉(zhuǎn)至與上述管的軸線形成一個(gè)角度，以便能從上述插座中取出上述燈泡。
29.一種照射裝置，它包括一個(gè)具有一個(gè)基本上為平片透明表面的，大體上為圓筒形的加長(zhǎng)外殼，一個(gè)第一傳輸反射薄片，它沿上述外殼的預(yù)定長(zhǎng)度并列置于上述透明表面的內(nèi)部，一個(gè)彎曲的第二透射反射薄片與上述第一薄片相對(duì)，作為上述外殼內(nèi)部的襯里，上述彎曲薄片在上述第一薄片后僅僅延伸其長(zhǎng)度的一部分，上述外殼的內(nèi)部為淡色，以反射和漫射照射在其上的光，一個(gè)位于上述外殼每一端的燈插座，以及一個(gè)與每一個(gè)插座相連的反射鏡，以大體上沿上述外殼軸線反射光。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的一種裝置，其中上述外殼在相應(yīng)于上述第一薄片各端的區(qū)域內(nèi)是透明的，上述第一薄片在上述彎曲第二薄片的范圍之外并且位于與上述透明表面成一定角度設(shè)置的上述外殼表面之上。
31.一種照射標(biāo)志或其類似物的方法，其步驟包括將一個(gè)加長(zhǎng)管的內(nèi)管暴露于光下，上述加長(zhǎng)管有一個(gè)沿該管延伸的反射內(nèi)表面，在內(nèi)管內(nèi)通過反射來自該管反射表面的光傳播光，在該管的一部分內(nèi)提供漫射介質(zhì)并沿該管長(zhǎng)度方向延伸，以漫射和擴(kuò)散上述照射其上的反射光，以及將漫射和散射的光通過一個(gè)沿上述管縱向延伸的光透射部分橫向傳出管外。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，它還包括用一個(gè)具有多個(gè)彩色光透射部分的第二外管同軸圍繞上述第一管;以及有選擇地將僅僅一種上述光透射彩色部分暴露于漫射光。
全文摘要
一種用于提供一個(gè)加長(zhǎng)光源，例如照射一個(gè)標(biāo)記或類似物或其它顯示的裝置和方法，它包括從外部光源發(fā)射光進(jìn)入內(nèi)管，該內(nèi)管具有襯有棱形透鏡的高反射率薄膜的部分，沿管的長(zhǎng)度有一個(gè)光透射開口，并在該開口的徑向相對(duì)側(cè)有一漫射介質(zhì)，在內(nèi)管的一端有一個(gè)光反射鏡。內(nèi)管由一個(gè)帶有不同顏色的光透射部分的外管同軸圍繞。外管相對(duì)內(nèi)管轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)射的光通過高反射率襯里和反射鏡反射在內(nèi)管內(nèi)傳輸，照射到溫射介質(zhì)上，從而通過光透鏡開口向外透射，然后通過選擇的彩色部分之一把有色的光投射到一個(gè)標(biāo)記或類似物體上。
文檔編號(hào)G09F13/18GK1042779SQ8910769
公開日1990年6月6日 申請(qǐng)日期1989年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月7日
發(fā)明者華萊士·羅伊·艾肯斯 申請(qǐng)人:古爾頓工業(yè)公司