专利名称：用于产生电光标志的方法及电光标志的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生具有带大浮雕效果和强亮度的图形的边缘照亮标志的制造方法。本发明还包括边缘照亮的电光标志，其具有已通过根据本发明的制造方法应用于电光标志的图形。
背景技术：
在可以是文字或图像或两者组合的期望图形作为发光图形显示的情况下，有多种不同的边缘照亮标志的实施方式。一种常用的实施方式为发光图形显现在整体透明的基体上，其给出该图形是直接浮出的印象。有几种不同的方式来获得此效果，其中一些包括在透明玻璃或塑料板的背侧上通过墨水印刷方法运用图形，或雕刻出图形。这些实施方式的示例在GB2,139,796和US 5,842,297中公开。
这些已知方法的特征在于图形的亮度不均匀。图形在进行边缘照明的一侧显得亮度更强。已经通过不同的方法来努力消除这种现象，包括在各种其它方法中通过使用棱镜技术的方法。在此情况下，非常精确角度的小棱镜凹陷刻入透明的、边缘照亮的平板。若棱镜凹陷具有与透明板的背侧成90°角的边缘表面，光可以通过而不产生照亮，而其它角度，约45°，将给出最强的照亮效果。在消除边缘照明时，通过玻璃清洁前表面入射的光实际上将不会导致任何形式的照亮，导致图形实际将无法看见。这种实施方式的一个示例在US 2001/0049893中公开。
存在对于灵活且易于使用的安装系统的需要，其允许采用一个或多个边缘照亮标志和快速且简便的标志重新整理。
发明内容
本发明的目的在于消除或至少消除上述问题，其通过利用使激光束在通过控制输入功率振幅的频率调制的同时扫描线形图案的控制程序控制激光束来实现，由此在图像程序叠加在振幅控制扫描频率的同时形成网格图案，使得振幅与期望图形成比例地变化的输入激光功率将烧出不同深度，并由此给出图形的浮雕。
通过根据本发明的方法可以获得变化深度的网格图案，由此，可以获得例如具有大浮雕效果图形。借助于精微网格图案，获得了即使在边缘照亮关闭且光线由外侧通过前面进入时仍由人眼清晰可见的图形或图像。通过可以利用精微网格图案获得的非常强亮度效果，可以获得强亮度图形，即使在边缘照亮相对弱时。由此，图形将具有清晰且精确的外观，即使在边缘照亮输入功率非常小时，且与其进入的方向无关。在特定情况下，例如，以太阳能阵列充电的蓄电池工作时，对于充电之间长时间一直以强亮度工作这可以是决定性的要点，由此标志可以适用于例如电源受限的位置出的提示文本或警示效果。
本发明的又一目的在于提供具有带大浮雕效果和强亮度的边缘照亮电光标志。
本发明的又一目的在于提供允许灵活定位电光标志的安装系统。另一目的在于提供允许简便安装和拆卸电光标志的安装系统。
下面，将参照附图更加详细地介绍本发明，附图中图1示出了一图形形貌的透视图；图2示出了网格图案原理的透视图；图3示出了网格图案原理的截面图；图4示出了背景膜/箔；图5a和5b示出了两个铸条的截面图；图5c至5e示出了互相连接两剖面的不同方式；图6a示出了一对安装上的电光标志；图6b详细地示出了待相互连接的两个电光标志；图7详细地示出了两个相互连接的电光标志的一段；图8示出了一电光标志；图9a和9b示出了两阻挡垫；以及图9c示出了一个安装上的阻挡垫。
具体实施例方式
通过利用根据本发明的制造方法提供具有网格图案的透明材料可以获得上述优点中的至少一个或一些。
图1示出了如同期望在该标志的前面显示出的具有倾斜侧边的椭圆形隆起1形式图形的浮雕1的透视图。
图2示出了用于获得此图形的网格图案2的原理的透视图，以及图3示出了网格图案2原理的截面图。细节部分A和B分别示出了平坦表面和倾斜表面的网格图案2的结构。网格图案显示为彼此并置的长方体，此处为立方体，但由于激光束的性质，图中所示的垂直表面将有些倾斜，使得“长方体”的上表面将比其相对的下表面小一些。
网格图案2通过利用控制程序控制激光束制得，该控制程序允许激光束扫描其中线间距离最大1mm，优选最大0.5mm且更加优选最大0.2mm的线形图案，且该控制程序以与线距成比例的频率调制激光束功率，形成网格点长度与宽度相同的网格图案。若用于调制激光束功率的网格图案距离和频率中之一或两者发生改变，网格图案可以具有不同的特征，例如长且窄或短且宽。通过增加重叠在频率控制功率调制之上的图像程序或文本程序，可以获得变化的深度d和d’。
在激光束受控制程序和图像程序控制的同时扫描与受到输入幅度和频率控制的激光能量成比例地蒸发的透明光导材料的背侧时，可以形成具有图像和文字形状的图形。凹陷到透明材料中的浮雕形式的这些图形在从前面观察透明材料时表现为凸起的浮雕1。浮雕1的深度效果依赖于在期望的网格图案一直存在的同时输入和叠加的激光功率的幅度。存在于所形成图形的所有部分上的此网格图案给予了图形在边缘照亮时的强亮度。通过使扫描精细度(网格图案的尺寸)与标志材料相适应，图形可以获得非常强的亮度，即使是在非常低的输入边缘照亮功率时。
将要叠加于频率控制功率调制的图像程序被输入到激光控制单元中。主程序允许激光束在其给出所需的网格图案的同时扫描线形图案。为可以包括文本、图像、图案等在内的期望图形所写的程序输入到激光控制单元并叠加于激光振幅控制，即输入功率，由此激光蒸发掉了该标志的透明材料至不同的深度d和d’，见图3。
通过对激光的输入功率的频率调制，制成了扫描精细度依赖于调制频率和透明材料上激光扫描速度的网格图案。按此方式，与激光束透入材料深度无关地实现了能得到最佳亮度的最优扫描精细度。
通过调制激光束功率，可以获得变化的深度，由此可以获得图形，例如，该图形可以为具有强浮雕效果的图像。借助于非常精细的网格图案，获得了即使在关闭边缘照亮而光通过前面由外部进入时人眼仍清晰可见的图形或图像。通过借助于网格图案获得的非常强的亮度效果，即使在边缘照明相当弱时，仍可获得强照亮的图形，由此即使在边缘照亮的功率输入非常低时且与其来源方向无关，图形仍具有清晰精细的外观。在特定情况下，例如在从通过太阳能电池阵列充电的蓄电池进行操作时，这对于在充电之间长时间一直强亮度的工作可能是决定性的要点，由此标志能适用于来自输电线的电源无法实现的地点的消息文本或警戒效果。
本发明还包括具有通过根据本发明的制造方法借助于调制的激光束而施加于透明光导材料背侧的图形的边缘照亮的电光标志。除上述关于应用于透明材料上的图形的更强和更均匀的亮度的优点以外，还证实了可以获得具有彩色背侧并具有这些特征的电光标志。
图4示出了通过其可以获得上述优点的施加于背景膜/箔上的网格图案2的原理。通过向电光标志的背侧上涂覆期望颜色的膜或箔，可以获得其中图形(未示出)反衬着彩色背景显现的电光标志。细筛网形式的网格图案2已通过根据本发明的制造方法形成在此膜或箔上，而网格图案具有在背景的不同位置与期望亮度成比例的精细度。在整个表面上期望有均匀亮度的情况下，给予网格图案与距照亮的边缘的距离成反比例的精细度。通过借助激光束比距离照亮边缘一定距离处去掉更大比例的靠近此照亮边缘的材料，背景膜/箔与透明材料之间的接触表面s，见细节C，在靠近照亮边缘的位置将比距离其一定距离的位置处更小。较小的接触表面s导致比较大的接触表面相比更弱的亮度。另外，相同的原理可以用于相对于亮背景色彩增大暗背景色彩的亮度，若使用多色彩的背景膜/箔这将是有益的。
除此以外，本发明的优选实施例包括用于边缘照亮的电光标志的灵活安装的安装系统。其优点结合不同附图显而易见的该安装系统包括一对相互关联的铸条3和4，如图5a和5b中截面图所示。显见，该安装系统也可以用于定位电光标志以外的其它物体，例如安装其它类型的标志(例如，传统无需电源的标志)，也可用于完全不同种类物体的灵活安装，特别是与灵巧的原则相结合也能使电源成为可能，显见根据此原理可以方便地为与发光物体完全不同的物体提供电源和安装。在优选实施例中，铸条由挤出的铝制成。诸如塑料的其它适合材料显然也属于本发明的范围。
铸条中之一3(以下称作安装条)的截面在图5a中示出。可以具有相当长度(有时为几米)的安装条3应按适合的方式在期望的位置连接从而定位一个或几个标志。安装条可以定位在墙壁上，其间可以是水平地或垂直地或以任何选定的角度。安装条3还可以根据期望定位从而由屋顶/天花板悬下或置于地面上。
安装条3包括外侧5和内侧6。其轮廓设计为使得纵向的槽7沿中心设置在外侧5上。槽7的轮廓可以类似于菱形轮廓。在安装条63的内侧6上，在槽7的两侧，设置了两个通道8，其平行于槽7且设置用于固定电性导线。在安装条3的端部，这些通道8还构成了用于将结合图9a和9b更详细介绍的阻挡垫的螺纹连接。
图5b示出了第二个铸条4(以下称作标志条)的截面图，其中将连接构成电光标志的透明光导材料。此铸条的长度基本对应于待显示的电光标志的宽度。铸条为U形，且在此实施例中，其包括三个均匀的突起9，也称作榫，其以90°的相互角度在铸条的外侧上对称的定位。这些突起9具有适应于安装条外侧5上的中心槽7的形状。根据三个突起9中的哪一个插入凹槽7，电光标志将沿三个不同方向定位，如图5c至5e所见。相适应地，标志条4在U形的两壁10的内侧设置有肋10A或其它类型的结构，从而通过胶水或硅树脂等增加透明光导材料连接于标志条4时的附着力。显然，还可以按诸如螺旋单位或成型配件的一些其它方式连接透明材料。
U形的底部为内部圆形，其沿圆周地形成至少一个半圆，优选约3/4圆，从而形成具有适应于电插座12的形状的空间11，其沿轴向插在标识条4的端部。
图6a示出了根据本发明的电光标志L1和L2的一对示例，其已经安装于根据本发明的安装系统。除了能使用非常灵活的安装以外，该安装系统设计为能够用于非常容易连接多个标志和为其提供电源。借助于该安装系统，其能够非常容易地重排标志，即，转换标识或不同地排列标志。
图6b示出了两个电光标志L1和L2的一部分的透视图，其待连接于相同的安装条3。连接插头13插在位于电光标志中之一L2的端部的插座12中，从而电性互连两个电光标志。在电光标志放在一起时，连接插头13将插入插座12中。
图7示出了两个电互连的电光标志L1和L2、其插座12和连接插头13之间的连接处的截面图。插座12和连接插头13示意性地示出且应理解本发明不限于所用连接装置类型，所有市场上可见的连接装置都可以使用，其能够使电光标志按任何顺序并以彼此相对的不同方向互连。
图8示出了电光标志L的纵向截面图。透明材料连接于U形标志条4。发光元件14，此处为发光二极管的形式，连接于位于标志带4内的透明材料的内表面22。在此实施例中，发光元件14位于侧表面22中的孔内，但其还可以在侧表面内设置凹槽。在另一种可以的实施例中，发光元件14与侧表面连接地设置，而不凹陷到其中。另外，附图示意性地示出了发光元件14和位于电光标志4端部的插座12的电性互连。
为了闭合电路并固定一个或多个光标志在安装条3中，安装系统包括一对阻挡垫16和17，如图9a和9b所示。阻挡垫通过旋入其中而安装在安装条3的端部，如图9c所示。为此，阻挡垫16和17设置有两个孔18，其在安装条3的内部6上配合有两个通道8，该通道在此情况下构成了螺纹连接。
图9a和9b所示的阻挡垫16包括第二连接插头19形式的电性连接，其设置在阻挡垫16上与孔20连接。电引线21由第二连接插头19引出，沿着阻挡垫的外侧或在其中的槽内。若期望，其可以引至阻挡垫基部边缘上，从而引导至适配器或某些其它的电源，同时隐藏或保护免受来自外界的损伤。相适应地，电缆21设置在通道8内，由此意在位于安装点3的背侧。
本发明不限于上述介绍。显见，上述安装条3和标志条4仅是优选实施例的一部分，本领域技术人员可以发现明显的方式使用某些其它的设计来实现相同的目的，本领域技术人员熟悉本质上关于类似安装设置和此处介绍的原理。另外，安装条3例如可以更宽且设计有几个并排的凹槽，且设计为具有带凹槽的半圆形状，使得安装于其中的标志指向不同的径向方向。
另外，标志条4可以设置有更多个或更少个连接装置9(榫)，从而允许电光标志L1和L2指向图示以外的其它方向。显见，在安装设置3中，具有外圆形状的连接装置9通过与其适应的凹槽7相互作用可以无限制地改变标志定位，其凹槽将给出期望的摩擦/夹持配合。
另外显见，本发明不限于使用两个相关的条，光电标志可以通过任何其它的安装设置安装。例如，沿所使用的边缘照亮侧面的较短部分设置的安装设置，例如，在边缘照亮侧面的中间或在各自的端部。此安装设置将优选还包括电性连接，且一个或更多个发光元件，其还可以按某些其它方式安装在电光标志中。在使用两个相关安装装置的情况下，应显见，安装设置固定地安装在其期望定位一个或多个电光标志的位置。
还应显见，电光标志可以更短或更长，且其可以包括比上述所示更多或更少的发光元件14。可以使用发光二极管以外的其它类型的发光元件。不同尺寸的电光标志可以组合在一个和相同的安装系统中。
权利要求
1.用于生产具有大浮雕效果和强亮度的一个或多个图形的边缘照亮标志(L1、L2)的制造方法，其特征在于激光束由一控制程序控制，其通过使激光束在通过控制对激光的输入功率的幅度的频率调制的同时扫描线形图案并由此在将图形程序叠加于振幅受控扫描频率的同时形成网格图案(2)，使得振幅与期望的图形成比例地变化的输入激光功率烧出不同的深度(d和d’)并由此在标志(L1和L2)中给出图形的浮雕(1)。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于线形图案的线条具有基本等于网格图案长度的彼此距离，其为约0.1mm。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于线形图案的线条具有可以与网格图案长度明显不同的彼此距离。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于线形图案的线条具有可以大于或小于通过控制输入激光功率的振幅并由此可以形成不同特征的网格图案(2)的频率而获得的网格图案(2)的长度的彼此距离。
5.一种边缘照亮的电光标志，包括在照射时明亮的图形，其特征在于图形已通过根据前述权利要求中的任何一项的制造方法施加于电光标志(L)。
6.一种边缘照亮的电光标志，其特征在于其还包括具有通过根据本发明的制造方法产生的网格图案(2)的膜或箔，其中网格图案在背景的不同位置具有与期望的亮度成比例的精细度，且该精细度还与距照亮边缘的距离成比例。
7.根据权利要求5所述的边缘照亮电光标志，其特征在于第一安装装置(4)，其适用于在所述电光标志(L)处或其边缘部分(22)的内侧定位和/或保护发光元件(14)，所述安装装置(4)优选为沿所述边缘部分(22)的主要部分设置的连续元件。
8.根据权利要求7所述的边缘照亮电光标志，其特征在于所述安装装置(4)设置有至少一个连接装置(9)，其设置使得能够在期望的位置定位电光标志(L)。
9.根据权利要求8所述的边缘照亮电光标志，其特征在于所述连接装置(9)为用于与因此而具有相应的公或母元件(7)的直立装置(3)相连的公或母元件，用于安装电光标志(L)。
10.根据权利要求8至9中任何一项所述的电光标志，其特征在于所述安装装置(4)设置有至少两个，优选三个，连接装置(9)，其以彼此相对的不同角度排列且优选偏移90°。
11.根据权利要求7至10中任何一项所述的电光标志，其特征在于所述安装装置(4)其端部的至少一个设置有连接于所述发光元件(14)的连接(12、13)。
12.根据权利要求11所述的边缘照亮电光标志，其特征在于所述安装装置(4)在两端设置有连接(12、13)。
13.根据权利要求11至12中任何一项所述的电光标志，其特征在于所述装配装置(3)具有至少一个连接(19)，优选在其端部的一个处，用于与所述标志(L)处的所述连接(12、13)相连。
14.根据权利要求7至13中任何一项所述的电光标志，其特征在于所述安装装置(4)优选为挤出成型的元件。
15.根据权利要求7至14中任何一项所述的电光标志，其特征在于所述装配装置(3)优选为挤出成型的元件。
全文摘要
一种用于通过扫描透明目标的背侧的激光产生凹陷入透明材料内并由外侧(5)观察显示为升起的浮雕(1)的图形和文本的方法，其深度依赖于叠加在通过其获得网格图案的输入频率控制的激光功率上的信号的振幅。通过优化相关标志材料的扫描精细度，即使在非常低的输入边缘照亮功率下，图形仍可以非常强的亮度。另外，本发明涉及具有通过根据本发明的制造方法产生的图形的边缘照亮电光标志(L1和L2)。另外，本发明涉及两个相关铸条(3和4)形式的安装系统，用于安装一个或多个根据本发明制造的电光标志(L1和L2)。
文档编号G09F13/06GK1784706SQ200480012621
公开日2006年6月7日 申请日期2004年4月5日 优先权日2003年4月3日
发明者丹尼斯·卡尔森 申请人:丹尼斯·卡尔森