ДОРОЖНЫЙ ЗНАК С ВНУТРЕННИМ ОСВЕЩЕНИЕМ
ROAD SIGN WITH INTERNAL LIGHTING

Изобретение относится к знакам дорожным и может быть использовано при строительстве и реконструкции автомобильных дорог, городских улиц и парковых зон.
Известен двухсторонний дорожный знак по патенту на полезную модель RU 112475 U1 2012, где фронтальная и тыльная стороны корпуса знака выполнены из оргстекла, на которое наклеивается световозвращающая маска из транслюцентной пленки алмазного типа, а в пустотелом корпусе по периметру расположена внутренняя светодиодная подсветка.
Известен односторонний дорожный знак по патенту на полезную модель RU 96441 U1 2010, где графическое изображение нанесено на обратной поверхности светопроницаемой панели, а также вариации этой идеи, отраженные в следующих патентах на полезные модели: RU 111704 U1 2011, RU 113051 U1 2011, RU 101564 U1 2011.
Известен дорожный знак по патенту на полезную модель RU 130736 U1 2012, где в полом корпусе размещена светодиодная матрица в размер самого знака, которая светит на просвет прозрачной пластины, закрывающей лицевую сторону корпуса знака, на которой наклеены световозвращающие пленки, формирующие графическую информацию дорожного знака.
Известен световой дорожный знак по патенту на полезную модель RU 153832 U1 2015, где на поверхности лицевой стороны знака располагаются так называемые наружные световые матрицы.
Известен дорожный знак по патенту на полезную модель RU 67107 U1 2007, в котором, для организации внутренней подсветки знака, используются сменные люминесцентные лампы внутри полого корпуса, образуемого двумя светопроницаемыми панелями с нанесенной на них графической информацией. Также этот знак включает внешнюю подсветку проезжей части, выполненную в виде внешнего светодиодного светильника.
Известен дорожный знак по патенту на полезную модель RU 130120 U1 2013, в котором используются светодиодные цепи с различными длинами волн, для цветового выделения внешней и внутренней зон знака, а также для организации мигающего режима работы.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является дорожный знак, описанный в патенте на полезную модель RU 114215 U1 2012, где в торец светопроницаемой панели по всему периметру торца пластины заводится свет, посредством светодиодной матрицы, закрепленной в корпусе знака, а боковые рабочие поверхности этой панели обклеены световозвращающими пленками, формирующими графическую информацию дорожного знака.
При всем многообразии вышеуказанных известных технических решений конструкций дорожных знаков с внутренним освещением, одни варианты имеют равномерную яркость по всей поверхности знака, но не обладают световозвращающими свойствами, что делает их малоэффективными в сумеречное время; другие обладают световозвращающими свойствами, но не имеют равномерной яркости по всей поверхности, т.к. у них либо ярко засвечен периметр и затемнена центральная часть знака, что делает его неинформативным и неконтрастным для пешеходов, если знак расположен в неосвещенном или слабоосвещенном месте, либо вся поверхность знака рябит световыми пятнами, когда светодиоды светят на просвет через лицевые панели знака с графической информацией, Таким образом, ни один из рассмотренных аналогов, включая ближайший аналог, не решает в комплексе в одном знаке задачи наличия световозвращающих свойств, равномерной яркости свечения всей поверхности знака, двухсторонности исполнения, антивандальной устойчивости.
Задачей данного изобретения является: как устранение перечисленных недостатков, существующих дорожных знаков с внутренним освещением, так и повышение визуализации, для водителей автотранспорта и пешеходов, дорожного знака на больших расстояниях и в слабо освещенных местах, где возможен наезд на пешеходов.
Изобретение представляет собой дорожный знак, как двухсторонний, так и односторонний, с внутренним освещением, графическая информация которого выполнена с использованием световозвращающих пленок, обладающих световой проводимостью, когда свет вводится через торец световодной пластины, фиг. 1 и 2, поз. 1, по всему периметру, посредством подсветки - светодиодной матрицей, фиг. 1 и 2, поз. 5, находящейся внутри корпуса, фиг. 1 и 2, поз. 4, знака. Для вывода света из световодной пластины на фронтальную и тыльную стороны знака и выравнивания яркости по всем участкам этих поверхностей (выравнивается яркость свечения периферийной зоны, там, где свет вводится в световодную пластину, фиг. 1 и 2, поз. 1, и центральной зоны знака - максимально удаленной от светодиодной матрицы) на световодную пластину наносится специальный светорассеивающий слой, фиг. 1 и 2, поз. 2, представляющий собой прозрачный компаунд с коэффициентом преломления, равным или большим, чем коэффициент преломления световодной пластины, который содержит в своем объеме центры рассеивания, плотность которых имеет градиент направленный к центру знака (плотность центров рассеивания нарастает по мере приближения к центру знака). Для двусторонних знаков, поверх светорассеивающих слоев с градиентной концентрацией центров рассеивания, наклеиваются световозвращающие пленки, фиг. 1 и 2, поз. 3, обладающие световой проводимостью, т.е. светопроводящие, которые и формируют саму графическую информацию дорожного знака.
Односторонний дорожный знак с внутренним освещением по своей конструкции отличается от двухстороннего тем, что с тыльной стороны слоистой структуры знака на световодную пластину с нанесенным на нее светорассеивающим слоем, представляющим собой прозрачный компаунд с центрами рассеивания света, вместо световозвращающей пленки наклеивается непрозрачный световозвращающий материал, образующий на тыльной стороне - зеркало, направленное внутрь знака и возвращающее световой поток внутрь знака, фиг. 2 и 3б, поз. 6.
Все торцевые поверхности световодной пластины, фиг. 1 и 2, поз. 1, по всему периметру могут быть выполнены, как перпендикулярные плоскости к фронтальной и тыльной плоскостям, фиг. 3а и 3б, так и выполнены в виде цилиндрической линзы или в виде двухсторонней фаски, причем угол наклона фасок α подбирается исходя из геометрии расположения светодиодов, их диаграмм свечения и материала световодной пластины.
Конструктивное устройство предложенного дорожного знака приведено на чертежах: фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.
- Фиг.1 - двухсторонний дорожный знак с внутренним освещением, где:
поз. 1 - световодная пластина;
поз. 2 - светорассеивающий слой, компаунд, с градиентной концентрацией центров рассеивания;
поз. 3 - световозвращающая и одновременно светопроводящая полимерная пленка;
поз. 4 - корпус знака;
поз. 5 - световодная матрица (подстветка);
- Фиг.2 - односторонний дорожный знак с внутренним освещением, где поз. 1, 2, 3, 4 и 5, как на фиг. 1, а поз. 6 - зеркальный слой, возвращающий свет в световодную пластину;
- Фиг.3 - представлены разрезы двухстороннего знака, фиг. 3а, и одностороннего знака, фиг. 3б, и виды оформления фасок световодной пластины знака;
Работа дорожного знака с внутренним освещением заключается в том, что свет от светодиодной матрицы заводится в световодную пластину через ее торец по всему периметру. Световой поток каждого элемента периметра пластины распространяется вдоль пластины по направлению к противоположному торцу. Свет при этом проникает из световодной пластины в светорассеивающий слой, фиг. 1 и 2, поз. 2, где помимо полного внутреннего отражения от наружных плоскостей этого слоя в силу соответственно подобранных коэффициентов преломления пластин и слоя, а также малого угла ввода в пластину светового потока, последний претерпевает рассеивание на специальных дефектах - так называемых центрах рассеивания. Причем концентрация (плотность) центров рассеивания в слое реализована таким образом, что падение потока световой энергии внутри пластины при перемещении от периферии к центру за счет рассеивания компенсируется увеличением концентрации самих центров рассеивания при перемещении от периферии к центру знака. Это позволяет поток рассеиваемого света, приведенный к единице площади поверхности, сохранить одинаковым, по всей поверхности знака, или иными словами, получить равномерную одинаковую яркость всей поверхности знака. Поскольку рабочие стороны знака обклеены световозвращающими пленками, фиг. 1 и 2, поз. 3, обладающими световой проводимостью, знак обладает как собственным свечением, так и способностью световозврата. Для визуализации такого знака не требуется внешняя засветка, и он работает гораздо эффективнее обычных знаков, и хорошо виден с больших расстояний, как для водителей транспортных средств и, в неосвещенных или слабоосвещенных местах, для пешеходов.
Технический результат состоит в том, что такой дорожный знак работает не только как обычный, за счет эффекта световозврата светового потока фар проезжающего автотранспорта, но и за счет собственного свечения, т.е. как знак с внутренним освещением, что делает его пригодным для применения в местах малой интенсивности движения и отсутствия уличного освещения, где пешеходы должны его видеть вне зависимости от наличия автотранспорта на дороге и освещения.
Помимо этого визуализация таких знаков на автомобильных дорогах гораздо выше в сравнении с обычными, особенно на больших расстояниях, при которых световой поток от фар, попадающий на знак существенно меньше собственного светового потока светящегося знака.