УЗЕЛ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО СВЕТА
ELECTROLUMINESCENT LIGHT UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к оборудованию высокой видимости, например, предназначенному для использования в качестве меры безопасности в условиях низкого освещения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Полоски высокой видимости, например, обратно отражающие полоски, такие как материал Scotchlite 3м, обычно используют на одежде или на других предметах, таких как конусы дорожного движения, чтобы обеспечивать высокую видимость в условиях низкого освещения. Полоски действуют с возможностью собирать и отражать падающий свет с высокой эффективностью (т.е. с минимальным рассеянием) таким образом, что они выделяются в луче падающего света.
Предметы одежды высокой видимости являются обязательными в определенных отраслях промышленности. Имеются разные стандарты предметов одежды и цветов, требуемых для разных отраслей промышленности. Например, рабочим железнодорожных путей требуется быть одетыми в оранжевый жилет с отражающей полоской через каждое плечо и отражающей полоской вокруг талии. Полоски суживаются внутрь, когда они проходят от плеча до середины туловища. В другом примере дорожным рабочим требуется быть одетыми в зеленый жилет с отражающей полоской через каждое плечо и двумя полосками вокруг талии.
Обычно отражающую полоску изготавливают с помощью прикрепления обратно отражающего слоя к полоске подложки, окрашенной в серебряный цвет. Полоска подложки может быть выполнена из материала, подходящего для прикрепления к одежде. Полоска может быть прикреплена, например, приклеена, отверждена на или тому подобное к одежде или другом предмете.
Электролюминесцентные материалы являются материалами (например, легированными полупроводниками), которые излучают свет, когда электрический ток (например, переменный ток, имеющий частоту, равную 400 Гц или более) проходит через материал, вследствие излучающей рекомбинации электронов и дырок. Предмет высокой видимости может включать в себя тонкую пленку (например, толщиной менее чем 0,5 мм) электролюминесцентного материала, например, тонкий слой светоизлучающего фосфора, такого как ZnS:Cu или ZnS:Cu,Mg, установленный между двумя электродами. Преимуществом таких материалов является то, что они могут практически действовать с низким электропитанием, например, питанием от батареи 12 В или 9 В. Электролюминесцентные материалы могут требовать меньше мощности, чем традиционное освещение, чтобы достичь той же яркости. Кроме того, тепло, выделяемое посредством электролюминесцентного слоя во время использования, является минимальным.
US 2006/0092625 раскрывает ленточную структуру, имеющую электролюминесцентные признаки для использования в предметах одежды.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В самых общих чертах настоящее изобретение предоставляет источник электролюминесцентного света и способ сборки для обеспечения объекта (например, предмета одежды) освещением безопасности, в котором сборку облегчают путем изготовления источника электролюминесцентного света, такого как ламинированная структура, вставляемая в защитную оболочку, сформированную на объекте или прикрепленную к объекту.
В одном аспекте изобретение может предоставлять узел электролюминесцентного света для объекта, причем узел содержит: источник электролюминесцентного света, содержащий удлиненную электролюминесцентную лампу, ламинированную на отражающем материале подложки, защитную оболочку, определяющую удлиненный карман для приема источника электролюминесцентного света, причем защитная оболочка имеет прозрачную наружную поверхность, при этом ширина отражающего материала подложки выбрана таким образом, чтобы соответствовать ширине кармана, чтобы совмещать удлиненную электролюминесцентную лампу с защитной оболочкой.
Источник электролюминесцентного света может быть выполнен с возможностью работы в качестве независимого источника света, т.е. без зависимости от внешней энергии (такой как падающий свет на предмете высокой видимости). Например, источник электролюминесцентного света может принимать энергию из источника энергии, содержащегося в объекте, на котором закреплен узел. Ввод энергии, например, электропитания от батареи, заставляет источник электролюминесцентного света светиться через область, например, соответствующую области защитной оболочки. Источник электролюминесцентного света по существу является плоским. В предпочтительном варианте осуществления поверхность оболочки, обращенная наружу, является обратно отражающим слоем, выполненным с возможностью отражения света, падающего на него, обратно по направлению к его источнику.
Электролюминесцентная лампа может содержать один или более удлиненных элементов, расположенных последовательно в длину в оболочке, но предпочтительно является непрерывным отрезком материала.
В другом аспекте изобретение может предоставлять способ нанесения (прикрепления) узла электролюминесцентного света к объекту, содержащий: ламинирование удлиненной электролюминесцентной лампы на отражающем материале подложки, чтобы сформировать источник электролюминесцентного света, прикрепление защитной оболочки к объекту, причем защитная оболочка определяет удлиненный карман, предназначенный для приема источника электролюминесцентного света, и защитная оболочка имеет прозрачную поверхность, обращенную наружу, пригонку ширины отражающего материала подложки к ширине кармана и вставку источника электролюминесцентного света в защитную оболочку.
Дополнительные аспекты могут включать в себя не запутывающийся жилет, пару брюк или предмет одежды высокой видимости, включающие в себе узел электролюминесцентного света, в соответствии с первым аспектом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения описаны подробно ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1А и 1В изображают схематично вид герметизированной электролюминесцентной полоски, подходящей для использования в варианте осуществления изобретения;
фиг.2А и фиг.2В изображают проводное соединение с герметизированными электролюминесцентными полосками, изображенными на фиг.1А и фиг.1В, соответственно;
фиг.3А и фиг.3В изображают изолированные контакты герметизированных электролюминесцентных полосок, изображенных на фиг.1А и фиг.1В, соответственно;
фиг.4А изображает схематический вид оболочки из прозрачной ленты для герметизированной электролюминесцентной полоски, которая является подходящей для использования в варианте осуществления изобретения;
фиг.4В изображает схематический вид оболочки из призматической ленты для герметизированной электролюминесцентной полоски, которая является подходящей для использования в варианте осуществления изобретения;
фиг.4С и фиг.4D изображают виды сечений оболочек на фиг.4А и 4В, соответственно;
фиг.5А изображает схематический вид оболочки из прозрачной ленты фиг.4А с герметизированной электролюминесцентной полоской, содержащейся в ней;
фиг.5В изображает схематический вид оболочки из прозрачной ленты фиг.4В с герметизированной электролюминесцентной полоской, содержащейся в ней;
фиг.5С и фиг.5D изображают виды концов через оболочки фиг.5А и фиг.5В, соответственно;
фиг.6А изображает схематический вид пары оболочек из прозрачной ленты фиг.4А, соединенных с портативным источником питания;
фиг.6В изображает схематический вид пары оболочек из прозрачной ленты фиг.4В, соединенных с портативным источником питания;
фиг.7А изображает схематический вид части не запутывающегося жилета для туловища, который является вариантом осуществления изобретения;
фиг.7В и фиг.7С изображают части правого и левого крыла не запутывающегося жилета, который является вариантом осуществления изобретения;
фиг.8 изображает не запутывающийся жилет, собранный из частей фиг.7А, фиг.7В и фиг.7С, который является вариантом осуществления изобретения;
фиг.9 изображает схематический вид разводки проводов в не запутывающемся жилете, изображенном на фиг.8;
фиг.10А и фиг.10В изображают виды спереди и сзади, соответственно, не запутывающегося жилета на фиг.8 в конфигурации с застегнутой “молнией”;
фиг.11А и фиг.11В изображают виды спереди и сзади, соответственно, куртки высокой видимости, которая является вариантом осуществления изобретения;
фиг.12А и фиг.12В изображают виды спереди и сбоку, соответственно, пары брюк высокой видимости, которая является вариантом осуществления изобретения;
фиг.13А, фиг.13В и фиг.13С изображают различные схематические виды разводки проводов в паре брюк высокой видимости, изображенной на фиг.12А, 12В и 12С; и
фиг.14А, фиг.14В и фиг.14С изображают виды спереди и сзади ремней рюкзака, который является вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ И ПРЕДПОЧТЕНИЯ
Фиг.1А изображает схематический вид первого примера герметизированного источника электролюминесцентного 10 света, который является подходящим для использования в настоящем изобретении. Источник 10 света содержит электролюминесцентную лампу 12 (иногда упоминаемую как светоизлучающий конденсатор), сформированную в ламинированной структуре с отражающим материалом 14 подложки, например, Mylar или тому подобным. Электролюминесцентная лампа 12 может иметь традиционную конфигурацию с параллельными пластинами. В предпочтительном варианте осуществления электролюминесцентная лампа 12 является источником света FLATLITE, изготовленным с помощью E-Lite Technologies, Inc. Цвет света, излучаемого электролюминесцентной лампой 12, может быть любым из белого, синего, красного, желтого или зеленого. Ширина лампы 12 может быть от 2 мм или более.
Длину электролюминесцентной лампы 12 и материала 14 подложки выбирают в соответствии с предполагаемым использованием. Преимуществом этого устройства является то, что длину легко укоротить, например, путем отрезания через источник 10 света.
Ширину материала 14 подложки выбирают на основе размера кармана в оболочке, в которую он заключен. Оболочка раскрыта более подробно ниже. Предпочтительно ширина материала 14 подложки соответствует (т.е. выполнена с возможностью плотной установки внутри) карману оболочки таким образом, что электролюминесцентная лампа 12 проходит параллельно к оболочке.
Материал 14 подложки на одном или обоих концах 16 источника 10 света может быть подрезан, чтобы обеспечить вывод электролюминесцентной лампы 12. На фиг.1А каждый из подрезанных концов 16 имеет часть 18 контакта уменьшенной ширины, которая сходит на конус наружу к центральной части 20 источника 10 света. Заделка концов электролюминесцентной лампы 12 поясняется ниже со ссылкой на фиг.3А и фиг.3В.
На фиг.1В изображен альтернативный пример источника электролюминесцентного 22 света, который является подходящим для использования в изобретении. Элементы на фиг.1В, которые совпадают с элементами на фиг.1А, имеют те же ссылочные номера. Этот пример отличается от фиг.1А, поскольку электролюминесцентная лампа 12 заканчивается до конца материала 14 подложки на не соединительном конце 24 источника 10 света. На не соединительном конце материал подложки подрезан и имеет скругленную конфигурацию, чтобы облегчить вставку в карман оболочки (раскрыто ниже).
На фиг.2А и фиг.2В показано, как электрическое соединение 26 прикреплено к соединительному концу 28 источников 10, 22 электролюминесцентного света, изображенных на фиг. 1А и 1В, соответственно. В каждом случае электрическое соединение 26 содержит проводное соединение, имеющее пару проводников, например, коаксиальный кабель, для переноса сигнала переменного тока из источника питания (не изображен, но раскрыт ниже). Каждый проводник соединен с соответственным электродом электролюминесцентной лампы 12. В приведенных примерах каждый электрод электролюминесцентной лампы 12 имеет проводящую полоску 32 (например, выполненную из меди), приклеенную к нему. Каждый проводник прикреплен в соответственной проводящей полоске 32 посредством проволочных скоб или путем обжимания 30. Когда используется крепление проволочными скобами, провод также может быть припаян к проводящей полоске, чтобы гарантировать надежное электрическое соединение.
На фиг.3А и фиг.3В показано, как изолированы открытые концы источников электролюминесцентного света фиг.1А и фиг.1В. В этом примере, изображенном на фиг.1А, покрытие 36 из термоусадочного материала нанесено на соединительный конец 28 и на не соединительный конец 34. Клеящий термоусадочный материал может быть нанесен, чтобы обеспечить водонепроницаемость.
На фиг.3В только соединительный конец 28 имеет покрытие 36 из термоусадочного материала.
В соответствии с настоящим изобретением, источник электролюминесцентного света установлен в защитной оболочке, которая, в свою очередь, прикреплена к рассматриваемому объекту (например, предмету одежды). Фиг.4А и фиг.4В изображают два примера защитной оболочки, которая может быть использована в изобретении.
Фиг.4А изображает первый пример защитной оболочки 40. Оболочка 40 сформирована из двух ленточных слоев, которые наложены друг на друга и прикреплены друг к другу вдоль линий соединения, которые проходят параллельно каждому длинному краю. В этом примере ленточные слои содержат слой 42 обратной стороны, сформированный из непрозрачного (предпочтительно отражающего) материала, и передний слой 44 (“прозрачную ленту”), сформированный из прозрачного материала. Передний слой 44 изображен частично вырезанным таким образом, что видна прорезь 46 и отверстие 48 подачи провода в слое 42 обратной стороны. Линии соединения, которые прикрепляют слой 42 обратной стороны к переднему слою 44, в этом примере являются сварными соединениями 49 (например, ультразвуковыми сварными соединениями). Фиг.4С изображает вид в разрезе оболочки 40, на котором видно, что слой 42 обратной стороны и передний слой 44 образуют между собой карман 50, предназначенный для приема источника электролюминесцентного света.
Фиг.4В изображает оболочку 51, которая похожа на оболочку 40, изображенную на фиг.4А, за исключением того, что передний слой 52 (“призматический слой”) выполнен из обратно отражающего материала, например, из Reflexite Corporation. Другие признаки, изображенные на фиг.4В, являются теми же, что и изображенные на фиг.4А. Фиг.4D изображает вид в разрезе оболочки 51, изображающий карман.
Фиг.5А и фиг.5В изображают схематические виды узлов 56, 58 электролюминесцентного света, которые содержат источник электролюминесцентного света и оболочки фиг.4А и фиг.4В, соответственно. В каждом случае передний слой вырезан, чтобы можно было видеть соединительный конец источника электролюминесцентного света. Процесс сборки содержит вставление источника электролюминесцентного света в карман 50 оболочки, после чего пропускают электрическое соединение 26 через прорезь в отверстие, из которого он выступает. Прорезь и/или отверстие могут быть изолированы после того, как электрическое соединение 26 закреплено, например, с использованием клея или подходящего покрывающего материала. Процесс сборки также может включать в себя скрепление вместе слоя обратной стороны и переднего слоя вдоль линий соединения, проходящих параллельно к их более коротким краям. На фиг.5А это изображено с помощью линий 54 сварки. Преимуществом изолирования таким способом является то, что предотвращают доступ воды. Фиг.5В изображает соответствующее устройство для обратно отражающего переднего слоя 52. Фиг.5С и фиг.5D изображают виды двух узлов, где видно выступающее электрическое соединение 26.
В альтернативном устройстве источник электролюминесцентного света может быть ламинирован на передний слой оболочки до того, как этот слой прикреплен к слою обратной стороны, чтобы сформировать карман. Слой обратной стороны может быть частью объекта, к которому должен быть прикреплен узел электролюминесцентного света. Передний слой может быть прикреплен к слою обратной стороны с помощью сшивания.
На фиг.6А показан схематический вид пары узлов 56 электролюминесцентного света, как изображено на фиг.5А, соединенных с портативным источником 60 питания. На фиг.6В показан соответствующий схематический вид пары узлов 58 электролюминесцентного света, как изображено на фиг.5В, соединенных с портативным источником 60 питания. Портативный источник питания может содержать инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный ток), например, питаемый с помощью перезаряжаемой батареи (например, литиевой ионной батареи или тому подобного). Батарея может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечивать срок службы (т.е. рабочее время между перезарядками), равное, по меньшей мере, 8 часам. Предпочтительно, портативный источник питания является изолированным (например, постоянно изолированным) в кожухе, чтобы предотвращать проникновение воды и пыли. Кожух может иметь штекерное гнездо для зарядки батареи, но в предпочтительном варианте осуществления перезарядку батареи выполняют с помощью индуктивного соединительного элемента. Кожух также может иметь выходное гнездо 64 для соединения с электрическим соединением 26 через подходящий соединитель 62. Соединитель 62 может отсоединяться от кожуха таким образом, что портативный источник питания может быть обеспечен как автономный элемент.
Портативный источник питания может иметь переключатель активации, чтобы иметь возможность выбора состояния “включен” или “выключен”. Переключатель может активироваться магнитным способом. В предпочтительном варианте осуществления отдельная магнитная полоска 66 может быть использована для того, чтобы активировать переключатель. Магнитная полоска может быть вставлена в объект, к которому прикреплен источник электролюминесцентного света, например, может быть прикреплена к ткани сумки батареи в предмете одежды. В развитии этой концепции объект может включать в себя магнитную идентификационную микросхему (например, бирку RFID или подобную), питание в которую подают с помощью портативного источника питания. Таким образом, портативный источник питания может распознавать тип используемого объекта и соответствующим образом конфигурировать себя.
Чтобы экономить питание, портативный источник питания может включать в себя внутренний механизм отключения, выполненный с возможностью запуска, если нарушено соединение с электролюминесцентными лампами или если сопротивление нагрузки на батарее превышает предварительно определенный порог.
Фиг.7А, фиг.7В и фиг.7С изображают составляющие части не запутывающегося жилета, который является первым примером объекта, к которому может быть применено настоящее изобретение. Фиг.7А изображает часть 70 жилета, надеваемую на тело, которая содержит заднюю вставку 72, предназначенную для расположения на спине пользователя, и две пальцеобразные части 74, предназначенные для перекидывания через плечо пользователя и прохождения вниз спереди туловища. Задняя вставка 72 включает в себя съемную накладку 74 логотипа, которая может быть прикреплена с помощью традиционного средства (например, кнопочных зажимов, сшивания или прикрепления крючком с петлей, например, Velcro).
Две защитные оболочки 78 заделаны в часть, надеваемую на туловище, которые проходят от прохода 80 на талии до концов пальцеобразных частей 74. Защитные оболочки 78 соответствуют оболочкам, обсужденным выше со ссылкой на фиг.4А и фиг.4В.
Проход 80 на талии является трубчатым, заделанным в часть 70, надеваемую на туловище, для того, чтобы обеспечить путь для проведения проводов из сумки 82 батареи (которая содержит в себе портативный источник питания) в защитные оболочки 78.
Фиг.7В и фиг.7С изображают части 88 крыльев жилета. Части крыльев являются прикрепляемыми к части 70, надеваемой на туловище, с помощью отсоединяемого соединения 86. В этом примере отсоединяемое соединение представляет собой множество кнопочных зажимов, но также может быть использовано крепление типа «липучка» (например, Velcro). Части крыльев прикрепляются к части, надеваемой на туловище, как на конце пальцеобразных частей 74 (см. фиг.8), так и на сторонах задней вставки 72. Целью отсоединяемого соединения является облегчить быстрое удаление жилета, если он захвачен в движущийся механизм. Это может быть полезно, если жилет должен удовлетворять стандартам для защитной одежды, где имеется риск запутывания с движущимися частями (например, EN510:1993).
Эластичные полоски 84 обеспечены, как на части 70, надеваемой на туловище, так и на частях 88 крыльев, чтобы обеспечить некоторую “упругость” жилету, чтобы отсоединяемое соединение не было случайно отсоединенным.
Части 88 крыльев прикрепляются друг к другу (например, спереди пользователя) с помощью подходящей застежки 90. В этом примере застежка является замком “молния”, но также могут быть использованы кнопочные зажимы или крепление типа «липучка» (например, Velcro).
Фиг.8 изображает составные части фиг.7А, фиг.7В и фиг.7С в собранном виде с источником 92 электролюминесцентного света на месте в каждой из оболочек 78. Электрические соединения 94 из каждого источника 92 электролюминесцентного света проходят через проход 80 талии в портативный источник 96 питания в сумке 82 батареи. Это изображено более подробно на фиг.9. Электрические соединения 94 (кабели ламп) выходят из оболочек 78 через петлицы 98 и входят в проход 80 талии через петлицы 100, которые расположены на талии в местах, совмещенных с оболочками 78. Электрические соединения 94 выходят из прохода 80 талии в петлице 102, которая совмещена с сумкой 82 батареи. Это устройство минимизирует длину открытой проводки. Провода также могут находиться вдали от сшитых областей жилета, что может предотвратить повреждение.
Чтобы закончить сборку таким образом, что жилет готов для одевания, кнопочные зажимы 86 на частях 88 крыльев должны быть прикреплены к соответствующим кнопочным зажимам 86 на сторонах задней вставки 72. Фиг.10А и фиг.10В изображают виды спереди и сзади жилета, когда он полностью собран с закрытым замком 90 “молнией”. На чертеже показано, что защитные оболочки 78 сформированы на части 70, надеваемой на туловище, в конфигурации, которая обеспечивает параллельные линии на задней стороне жилета и V-образную конфигурацию на передней стороне.
Фиг.11А и фиг.11В изображают виды спереди и сзади другого примера предмета одежды, который включает в себя узлы электролюминесцентного света. В этом случае предметом одежды является куртка или рабочий комбинезон (показан с помощью пунктирных линий). Этот пример не имеет признаков запутывания (т.е. отсоединяемых соединений) жилета, изображенного на фиг.8-10. Однако конфигурация защитных оболочек 78 и соответствующих им источников 92 электролюминесцентного света является той же. В этом примере сумка 82 батареи представляет внутренний нагрудный карман. Кроме того, источники электролюминесцентного света могут быть размещены в полосках 104, сформированных вокруг рукавов этого предмета одежды.
Фиг.12А и фиг.12В изображают виды спереди и сзади другого примера предмета одежды, который включает в себя узлы электролюминесцентного света изобретения. В этом случае предметом одежды является пара брюк 106 (или брюки комбинезона). Множество защитных оболочек 108 сформированы вокруг основания каждой штанины брюк 106.
Фиг.13А, фиг.13В и фиг.13С изображают, как источники 110 электролюминесцентного света прикреплены к брюкам 106, изображенным на фиг.12. В этом варианте осуществления электрическое соединение 112 проходит через трубчатый проход 114, сформированный около шва 116 (и также прикрепленный к шву), который проходит вниз по стороне каждой брючины. Сумка 118 батареи в этом случае прикреплена к талии на одной стороне брюк 106. Электропроводка из брючины на противоположной стороне от сумки батареи проходит через проход в поясном ремне. Источники 110 электролюминесцентного света могут иметь некоторую длину, чтобы обеспечивать распространение свечения света, по меньшей мере, для 270° вокруг области ступней.
Фиг.14А, фиг.14В и фиг.14С изображают виды спереди и сзади другого примера объекта, который включает в себя узлы электролюминесцентного света изобретения. В этом случае предметом являются привязные ремни 120 для рюкзака. Сам рюкзак 122 изображен прикрепленным к привязным ремням 120 на фиг.14С. В этом примере он прикреплен с помощью отсоединяемого соединения 124 (например, быстро освобождаемой пряжки или кнопочных зажимов), но он также может быть постоянно соединен с привязными ремнями 120, или может быть сформирован как единое целое с привязными ремнями 120. Рюкзак 122 и/или привязные ремни 120 могут иметь накладку 76 логотипа.
Привязные ремни 120 имеют заднюю вставку 124, пару плечевых ремней 126 и поясной ремень 128. Плечевые ремни 126 могут быть прикреплены к поясному ремню 128 с помощью подходящей застежки 138 (например, пряжки быстрого освобождения или кнопочных зажимов). Сумка 130 батареи может подвешиваться к поясному ремню 128. Поясной ремень 128 может иметь внутренний проход 132, предназначенный для содержания в себе электрических соединений 134 источников 136 электролюминесцентного света.
В этом варианте осуществления защитные оболочки 140 для источников 136 электролюминесцентного света сформированы вдоль плечевых ремней 136 (которые расположены в V-образной конфигурации, когда одеты) и параллельно вниз по сторонам задней вставки 124.