室外指示照明装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种室外指示牌照明装置和方法。用来解决夜间室外指示牌难于识别和阅读的问题。该装置包括含有太阳能电池托架的壳体；太阳能-蓄电池充电模块，其含有太阳能电池板、蓄电池；电压比较转动模块，其含有电压比较电路，电驱动马达；角度可切换照明模块，其含有LED；输出切换模块，其含有USB接口，卡槽切换开关，发光角度切换开关。该方法包括相对于指示牌表面安放照明装置的步骤，以及切换照明装置中不同发光角度的LED电压输出的步骤，调整照明装置中LED照射方向的步骤。本发明的装置和方法适用于公路标识牌、楼栋号码牌、街道号码牌、公交站牌、广告牌、门牌和类似室外指示牌的照明。
【专利说明】室外指示照明装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明领域，具体而言，涉及一种室外指示照明装置和方法。
【背景技术】
[0002]许多室外指示牌，如公路标识牌、楼栋号码牌、街道号码牌、公交站牌、广告牌、门牌等，在夜间由于光线不足而难于识别和阅读，给人们夜间的生活和出行带来极大的不便，甚至会成为安全隐患。而现在的带有照明光源的标牌，一般做成箱体状，并将光源放在箱体内，如灯箱型公交站牌，这种设计的缺点是增加了标牌的体积和制作成本，并且对光源的维修和保养会影响到标牌的使用；还有一种设计是使用荧光材料书写标牌表面的符号、文字，如带有荧光材料的楼栋号码牌、街道号码牌等，这种设计的缺点是其夜间可识别程度受荧光材料亮度限制，有时其亮度不能满足观察者夜间识别的要求。
[0003]太阳能驱动照明模块是一种能将太阳光能转化为电能并使LED发光的组合，一般由太阳能电池板、LED、控制电路、蓄电池几个部件构成。与现有的其他照明系统相比，具有节能、无需外部电路的特点。太阳能驱动照明模块是当前照明领域关注的热点。美国专利D545758揭示了一种利用带有太阳能-LED模块的照明装置实现号码牌照明的设计，在该设计中，太阳能-LED照明模块提供背光照明，用来照亮带有镂空号码形状的号码牌。该设计要求号码牌必须是镂空的，并且号码牌背面必须具有反光物体才能实现号码牌的照明，对照明装置的维修会影响号码牌的正常使用，具有一定的局限性。
【发明内容】
[0004]室外指示牌照明装置及照明方法，其具有普遍适用性可用于多种室外指示牌照明，并且可以实现节约能源的目的。
[0005]概括地说，本发明的一种室外指示牌照明装置，包括:壳体，其含有太阳能电池托架；太阳能-蓄电池充电模块，其含有置于所述太阳能电池托架上的太阳能电池板、置于所述壳体内的蓄电池，太阳能电池板的输出端通过充电控制电路与蓄电池连接；电压比较转动模块，其含有电压比较电路，电驱动马达，电驱动马达通过驱动电路与太阳能电池连接，电压比较电路与太阳能电池连接；角度可切换照明模块，其含有LED，LED以可转动的方式嵌入在所述壳体底平面上，LED通过驱动电路与蓄电池连接；输出切换模块，其含有置于壳体下表面的USB接口，置于壳体下表面的卡槽切换开关，置于壳体下表面的发光角度切换开关，电压输出切换电路。
[0006]太阳能电池托架上的太阳能电池板在竖直方向上至少排列2排，电压比较转动模块通过竖直方向上不同太阳能电池的电压差值信号控制太阳能电池托架以水平线为轴转动，输出切换模块电路通过卡槽切换开关切换USB接口和LED的电压输出，通过发光角度切换开关切换不同发光角度LED的电压输出。照明模块的LED数量大于2个，LED沿着一条直线嵌入于可绕轴心转动的圆柱之上，并且LED按照发光角度30°、90°交替排列。壳体底平面上开有矩形窗口，窗口中嵌入一可转动圆柱，并且可转动圆柱的轴向平行与矩形窗口的一边，LED固定在可转动圆柱露在矩形窗口之外的柱面上。可转动圆柱轴心位于壳体内，其长度与矩形窗口平行于轴心的一个边长相等，其直径大于矩形窗口的另一个边长，圆柱以最大限度露出在矩形窗口之外，所以圆柱与窗口之间没有明显缝隙。LED照射方向随所述可转动圆柱的转动而变化。壳体内含有用来锁定所述可转动圆柱的简易锁定机构，其可以是一端固定在所述壳体内、另一端与所述可转动圆柱直接接触的弹性变形加压部件，也可以是旋入所述壳体表面并能与所述可转动圆柱直接接触的锁定螺丝等。
[0007]白天太阳能板将太阳能转化为电能储存在蓄电池中，夜间蓄电池给LED供电，当装置安放在指示牌周围或指示牌表面上时，位于指示牌表面前端的电驱动发出的光照亮指示牌表面，使指示牌在夜间更容易识别和阅读。
[0008]概括地说，本发明的一种室外指示照明方法，包括:相对于指示牌表面安放照明装置的步骤，以及切换照明装置中不同发光角度的LED电压输出的步骤，调整照明装置中LED照射方向的步骤，使照明装置中LED发出的光能以最大照射面积照亮标牌表面需要识别的部分，所述照明装置包括:壳体，其含有太阳能电池托架；太阳能-蓄电池充电模块，其含有置于所述太阳能电池托架上的太阳能电池板、置于所述壳体内的蓄电池，太阳能电池板的输出端通过充电控制电路与蓄电池连接；电压比较转动模块，其含有电压比较电路，电驱动马达，电驱动马达通过驱动电路与太阳能电池连接，电压比较电路与太阳能电池连接；角度可切换照明模块，其含有LED，LED以可转动的方式嵌入在所述壳体底平面上，LED通过驱动电路与蓄电池连接；输出切换模块，其含有置于壳体下表面的USB接口，置于壳体下表面的卡槽切换开关，置于壳体下表面的发光角度切换开关，电压输出切换电路。将所述照明装置的后平面固定在指示牌表面上或指示牌周围，并保证所述LED在指示牌表面前端，或者通过所述照明装置的插槽切换开关与USB接口将LED指示牌与照明装置连接。
[0009]与现有的标牌照明手段相比，本发明的优点在于:
[0010]采用了电压比较转动模块，其中的电压比较器通过太阳能电池板的电压差控制电驱动马达转动，电驱动马达的转动带动太阳能电池托架，可以使太阳能电池最大限度的吸收太阳光照，提高白天的充电效率；
[0011 ] 照明装置与标牌各自独立，无需对现在正在使用中的指示牌做任何改动就可以应用本发明装置，对装置的维护也不影响指示牌的正常使用，普遍适用与多种室外指示牌的照明。
[0012]采用角度可切换照明模块，可以根据被照射指示牌的面积大小选择LED的发光角度，起到节约能源的作用。
[0013]采用输出切换模块，通过卡槽和USB接口外接LED指示牌时，装置自身的LED的输入电压为0，LED不工作，即适应了更多的使用环境，又节省了能源。
[0014]LED以可活动转动的方式嵌入在所述壳体底平面上，可以根据标牌面积大小和LED发光角度等实际情况灵活调整LED的照射方向，保证LED以最大照射面积照亮指示牌表面需要识别的部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:[0016]图1是本发明的一种户外指示照明装置实施方式的立体示意图。
[0017]图2是图1的左视图。
[0018]图3是图1的剖视图。
[0019]图4是图1的仰视图。
[0020]图5是将本发明照明装置固定在指示牌之上实施方式的侧视图。
[0021]图6是将本发明照明装置插接LED指示牌实施方式的侧视图。
[0022]图中标记内容如下:
[0023]1-壳体；2_太阳能板；3_LED ；4~卡槽；5_可转动圆柱；6_弹性金属片；7_电驱动马达；8-USB接口 ；9-墙面；10_发光角度切换开关；Il-LED指示牌，12-太阳能电池板托架，13-指示牌。壳体内的蓄电池和电路未画出。
[0024]这些理想化且不成比例的图只是示意性的而非限制性的。
【具体实施方式】
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0026]本发明的照明装置和方法适用于公路标识牌、楼栋号码牌、街道号码牌、公交站牌、广告牌、门牌和类似室外指示牌的照明，也适用于与给LED指示牌提供驱动电源。
[0027]下面参照附图和实施方式对本发明做进一步详细描述。
[0028]图1是本发明的一种户外指示照明装置实施方式的立体示意图。图3是图1的剖视图，其中用来锁定可转动圆柱(5)的简易锁定机构(6)，采用了一端固定在壳体(I)内、另一端与圆柱(5)直接接触的弹性变形加压金属片。
[0029]图5是将本发明照明装置固定在指示牌之上实施方式的侧视图。照明装置壳体(I)的后平面固定在墙面(9)上，使LED (3)位于指示牌(13)表面的前上方，并保证装置不遮挡观察者观察标牌(13)表面需要识别的部分，通过转动圆柱(5)使LED(3)发出的光照向标牌。
[0030]图6是将本发明照明装置与LED指示牌(11)插接应用的侧视图。照明装置壳体(I)的后平面固定在墙面(9)上，使LED指示牌(11)通过插槽(4)固定在壳体下表面，并且由USB接口⑶为LED指示牌(11)提供驱动电力。
[0031]本说明所例实施方式可用作公路指示牌、标识牌、楼栋号码牌、街道号码牌、公交站牌、广告牌、门牌和类似室外指示的照明。在阅读本发明的说明书后，本领域的一般技术人员都能够理解本发明的核心精神。本发明装置中各组成部分随技术的发展而做出的优化，并不根本改变本发明的核心特点和精神。
[0032]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种室外指示照明装置，包括: 壳体，其含有太阳能电池托架； 太阳能-蓄电池充电模块，其含有置于所述太阳能电池托架上的太阳能电池板、置于所述壳体内的蓄电池，太阳能电池板的输出端通过充电控制电路与蓄电池连接； 电压比较转动模块，其含有电压比较电路，电驱动马达，电驱动马达通过驱动电路与太阳能电池连接，电压比较电路与太阳能电池连接； 角度可切换照明模块，其含有LED，LED以可转动的方式嵌入在所述壳体底平面上，LED通过驱动电路与蓄电池连接； 输出切换模块，其含有置于壳体下表面的USB接口，置于壳体下表面的卡槽切换开关，置于壳体下表面的发光角度切换开关，电压输出切换电路； 其特征在于，太阳能电池托架上的太阳能电池板在竖直方向上至少排列2排，电压比较转动模块通过竖直方向上不同太阳能电池的电压差值信号控制太阳能电池托架以水平线为轴转动，输出切换模块通过卡槽切换开关切换USB接口和LED的电压输出，通过发光角度切换开关切换不同发光角度LED的电压输出。
2.如权利要求1所述的室外指示照明装置，其特征在于角度可切换照明模块的LED数量大于2个，LED沿着一条直线嵌入于可绕轴心转动的圆柱之上，并且LED按照发光角度30°、90°交替排列。
3.如权利要求1所述的室外指示照明装置，其所述壳体底平面上开有矩形窗口，窗口中嵌入一可转动圆柱，并且可转动圆柱的轴向平行于矩形窗口的一边，LED固定在可转动圆柱露在矩形窗口之外的柱面上。
4.如权利要求2所述的室外指示照明装置，其特征在于，可转动圆柱的轴心位于壳体内，其长度与矩形窗口平行于轴心的一个边长相等，其直径大于矩形窗口的另一个边长，圆柱以最大限度露出在矩形窗口之外，圆柱与窗口之间没有缝隙。
5.如权利要求1所述的室外指示照明装置，其特征在于，壳体内含有用来锁定所述可转动圆柱的锁定机构，其可以是一端固定在所述壳体内、另一端与所述可转动圆柱直接接触的弹性变形加压部件，也可以是旋入所述壳体表面并能与所述可转动圆柱直接接触的锁定螺丝。
6.一种室外指示照明方法，包括: 相对于指示牌表面安放照明装置的步骤；以及 切换照明装置中不同发光角度的LED电压输出的步骤，调整照明装置中LED照射方向的步骤，使照明装置中LED发出的光能以最大照射面积照亮标牌表面需要识别的部分，所述照明装置包括:壳体，其含有太阳能电池托架；太阳能-蓄电池充电模块，其含有置于所述太阳能电池托架上的太阳能电池板、置于所述壳体内的蓄电池，太阳能电池板的输出端通过充电控制电路与蓄电池连接；电压比较转动模块，其含有电压比较电路，电驱动马达，电驱动马达通过驱动电路与太阳能电池连接，电压比较电路与太阳能电池连接；角度可切换照明模块，其含 有LED，LED以可转动的方式嵌入在所述壳体底平面上，LED通过驱动电路与蓄电池连接；输出切换模块，其含有置于壳体下表面的USB接口，置于壳体下表面的卡槽切换开关，置于壳体下表面的发光角度切换开关，电压输出切换电路。
7.如权利要求6所述的室外指示照明方法，其特征在于将所述照明装置的后平面固定在指示牌表面上或指示牌周围，并保证所述LED在指示牌表面前端。
8.如权利要求6所述的室外指示照明方法，其特征在于通过所述照明装置的插槽切换开关与USB接口将LED指示牌与照明装置连接。
【文档编号】F21W111/00GK103925549SQ201410168688
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】赵璐冰, 阮军, 王军喜, 李晋闽 申请人:北京半导体照明科技促进中心