利用邊緣照明板的自成一體式增強(qiáng)視覺觀感的裝置的制作方法

專利名稱：利用邊緣照明板的自成一體式增強(qiáng)視覺觀感的裝置的制作方法
本文件是1985年9月6日提交的名稱為“光透射與閃爍光裝置”(申請?zhí)?6/773，184)的共同待審批的在先申請的部分繼續(xù)，該在先申請本身又是1984年3月28日提交(申請?zhí)?6/594，209)的現(xiàn)在是美國專利4，559，583、名稱為“帶有閃爍光裝置的敬賀卡片”的在先申請的部分繼續(xù)。這些在先申請的公開內(nèi)容被參考綜合在這里。
本發(fā)明總的涉及邊緣照明的裝置，特別涉及使用邊緣照明板來增強(qiáng)視覺吸引力的物品。本發(fā)明與諸如敬賀卡片，大紀(jì)念章，說偶和裝飾板等自成一體的物品有特別的關(guān)系。為了實(shí)用起見，其中的照明元件和能源必須由物品自身包含。
然而，要注意的是，雖然將參考具體的實(shí)施例和最終用途來描述本發(fā)明主題，但是本發(fā)明并不限于這樣的實(shí)施例和用途。那些具有該技術(shù)領(lǐng)域普通技能并且可以獲得本說明書教導(dǎo)的人將在本發(fā)明的范圍內(nèi)找到另外的實(shí)施和利用。
本發(fā)明很大程度上受到這樣一種感覺的啟發(fā)，即通過把邊緣照明的顯示板包括在內(nèi)可以顯著增強(qiáng)各種各樣的其它自成一體物品的視覺吸引力。
例如，雖然在該技術(shù)中自發(fā)光式敬賀卡片是已經(jīng)知道的，但是這些已知卡片一般一直限于基本上利用諸如離散的發(fā)光二極管這樣的點(diǎn)型器件來獲得的點(diǎn)式發(fā)光效應(yīng)。以前僅僅利用了離散發(fā)光器件的分布排列來實(shí)際獲得以卡片為基礎(chǔ)的分布發(fā)光效應(yīng)。參見例如美國專利4，363，081、4，286，399和4，209，824。
此外，已經(jīng)更一般地看到，邊緣照明板雖然實(shí)際上先前就已經(jīng)被利用在包括那些自激勵的各種裝置中，但是這種應(yīng)用一般一直限于對疊置的透明物體或液晶顯示裝置產(chǎn)生背景發(fā)光效應(yīng)。邊緣照明板在自激勵環(huán)境中作為自投影顯示元件的可使用性和引人注目的有效性以前顯然還沒有被認(rèn)識。參見例如美國專利4，573，766、4，555，694、4，385，343和4，059，916，以及Swemer、Gerry E.所著“纖維光學(xué)未來”(“Fiber Optic Futures”)的第二部分“時代的標(biāo)志”(Signs of the Times)1983年12月第38-41頁。
本發(fā)明克服了已有技術(shù)中的限制，在第一個具體的方面提供了一種敬賀卡片，該卡邊通過加入一個邊緣照明的且在該卡片體內(nèi)由自含元件供給能量的、開口的、內(nèi)部透光的、周邊基本上內(nèi)反光的固態(tài)板，顯著增強(qiáng)了它的視覺吸引力。本發(fā)明的這個第一方面進(jìn)一步具體地給出了要被這樣照明的分布面的卡片開口、點(diǎn)孔或者這兩者。通過在該板上形成的與開口對齊的使光集中的間斷性，可以增強(qiáng)分布面顯示的效果。通過在該板上以同樣方式形成的與點(diǎn)孔對準(zhǔn)的，使光集中的點(diǎn)間斷性可以類似地增強(qiáng)點(diǎn)顯示效應(yīng)。本發(fā)明的這個第一方面更進(jìn)一步具體提供了，通過與一個論及的帶孔板一起使用一個端頭照明的、與孔對準(zhǔn)的、有點(diǎn)間斷的光導(dǎo)纖維也可以增強(qiáng)點(diǎn)效應(yīng)。
本發(fā)明更從根本上提供了，通過類似地綜合如上所簡述的板、開口、光集中和光導(dǎo)纖維等構(gòu)思來增強(qiáng)一般的自成一體的物品的吸引力。利用一個成層的具有反向投射表面的板獲得的雙向顯示效應(yīng)，來輔助增強(qiáng)總的基本顯示能力。在所增加的物品厚度可以允許的情況下，這個一般化的發(fā)明還另外更具體地提供了通過包含有一種照亮的光導(dǎo)纖維陣列來獲得顏色變化的效果，其中光導(dǎo)纖維陣列的輸入端通過插在一個初始光源前面的一個可旋轉(zhuǎn)的多色濾色環(huán)而自身被照亮。
本發(fā)明另外一些特別舉出的方面提供了，在諸如鑰匙鏈牌、競選徽章、樹裝飾物、玩偶和帶有圖畫的裝飾板等這樣的自成一體的物品中引入論及的增強(qiáng)吸引力的板和光導(dǎo)纖維。


圖1是一個按發(fā)明構(gòu)形的敬賀卡片的分解透視圖，該敬賀卡片具有一個分布式面開口，開口由卡片包含的邊緣照亮的顯示板來照明，而該顯示板則由一個也由卡片包含的控制和激勵裝置驅(qū)動。
圖2是另一個按發(fā)明構(gòu)形的敬賀卡片的分解透視圖，該卡片具有分布式的面開口和點(diǎn)孔這兩種開口形式都由一個包括有使點(diǎn)開口光集中的點(diǎn)式間斷的邊緣照明顯示板來照明。
圖3a表示一個由嵌入端頭的多條光導(dǎo)纖維進(jìn)行邊緣照亮的所述的可自成一體攜帶的顯示板。
圖3b圖解說明一條圖3a光導(dǎo)纖維束的輸入端，它本身由一個軸向平行并置的分立光源進(jìn)行端部照明。
圖4a表示一個展開透視的另一個按本發(fā)明構(gòu)形的敬賀卡片，它具有一個本身被專門構(gòu)形用于照明后雙向可視的開口。
圖4b表示一個分解透視的所述面板，它利用分別在板的兩個板層部件相對的后表面上形成方向相反的間斷來構(gòu)形，用于圖4a類型的雙向光投射。
圖4c是圖4b板的一個側(cè)面剖視圖，它顯示了在帶有邊緣嵌入光源的層疊構(gòu)形中所論及的方向相反的間斷。
圖4d表示分解透視的另一個論及的雙層板，在這兒它包括諸如金屬薄片或絲網(wǎng)印刷顏料這樣的附加材料，這些附加材料被構(gòu)形在該板表面的選定部分上，以便產(chǎn)生這樣一個映象，它在沒有邊緣照明時是靜止可視的，而在存在有對協(xié)調(diào)地圍繞間斷圖形的入射照明時則是動態(tài)強(qiáng)光照射的。
圖4e也是一個被構(gòu)形用于圖4a類型雙向光投射的所論及的板的側(cè)面剖視圖，在這兒它是利用分別由在單獨(dú)一個板層內(nèi)部形成的一個三維空腔的相對部分構(gòu)成的方向相反的間斷來構(gòu)形的。
圖4f說明了一種圖象運(yùn)動效果，它可以利用在一個論及的多層板的被交替照明的板層中的同等圖象的間斷圖形的不疊合布來獲得。
圖5a是一個論及的分層板的分解透視圖，它利用一個導(dǎo)光的然而阻止了直接通過板對非對稱疊置圖形的可視性的半透明中間層來構(gòu)形用于獲得雙向可讀性能。
圖5b是圖5a板的一個側(cè)面剖視圖。
圖6是另一個按發(fā)明構(gòu)形的敬賀卡片的分解透視圖，它再次具有分布式面開口和點(diǎn)孔，但是所論及的面板只用于分布式面照明，而一對具有如已有技術(shù)所教導(dǎo)的點(diǎn)式間斷的光纖環(huán)則被結(jié)合用于點(diǎn)孔的光集中。
圖7表示一個與圖1敬賀卡片所說明的分布面、邊緣照明的開口構(gòu)思一致的按本發(fā)明構(gòu)形的鑰匙鏈牌。
圖8表示一個與圖2敬賀卡片所說明的分布面開口和點(diǎn)孔照明結(jié)合起來的構(gòu)思相一致的按本發(fā)明構(gòu)形的樹裝飾物。
圖9表示一個與圖6敬賀卡片所說明的板的分布面開口照明和光纖點(diǎn)孔照明結(jié)合起來的構(gòu)思相一致的按本發(fā)明構(gòu)形的競選徽章。
圖10a和圖10b表示帶有圖畫的裝飾板，它們分別按照圖1和圖7、圖2和圖8、以及圖6和圖9中分別說明的板的分布面的和交替的板分布的與點(diǎn)的以及板分布的與光纖點(diǎn)的構(gòu)思得到的按本發(fā)明的構(gòu)形。
圖10c表示另一個所述的帶有圖畫的裝飾板，在這兒它被構(gòu)形成用于由周邊分布的太陽能電池或者由連到一個選擇性輸入插座的非該裝飾板包含的外接電源來供電。
圖11a和圖11b是用于改變射入本發(fā)明的板和光纖的光的顏色的一個旋轉(zhuǎn)彩色環(huán)的輔助系統(tǒng)的互補(bǔ)透視表示圖。
圖12表示另一個顏色改變系統(tǒng)，在這兒它使用了一些相互不同配色的板邊緣配置光源，這些光源在一個定序控制器的操縱下被交替地激勵。
從圖1開始，通過引入本發(fā)明的被面板照亮的開口的構(gòu)思，可以顯著增強(qiáng)象敬賀卡片100這樣一個自成一體的物品的視覺及引力?？ㄆ?00包括一個在卡片本體110的顯示表面120上形成的開口130。在由輪廓線133指示的位置上把邊緣照明板160可觀察地安裝定位在開口130上。由于這個被這樣裝定的板，總的是使這個被照明的板、特別是使以下要敘述的標(biāo)記185和圖像187、例如在各自的位置輪廓線135和137處增強(qiáng)了可視性。這樣，只要將該板適當(dāng)?shù)匕惭b定位在卡片體內(nèi)并固定在顯示表面的后面，板160的投影表面及其圖案、標(biāo)記185和圖像187在該開口里都是可觀察到的?？梢园凑招枰w住或不蓋住這個開口?？ㄆ?00的自成一體性通過在圖示位置189上卡片包含了給該板供電的控制和激勵裝置190而保存。
板160本身是內(nèi)部基本上透光的固體，并且可以屬于一種普通的結(jié)構(gòu)，最好是一種合適的重量輕的透明塑料。其它合適的材料包括玻璃和晶體。該板利用適當(dāng)?shù)厍堵裨谠摪鍌?cè)面邊緣165上的視覺隱蔽的發(fā)光二極管171和172進(jìn)行邊緣照明。很顯然，像微型白熾燈這樣的其它型式的光源，同樣可被用于所涉及的嵌入邊緣的照明。同樣明顯的是，這種組合照明板的基本是靜態(tài)顯示的顏色將隨諸如發(fā)光二極管的類型、白熾燈的顏色以及板內(nèi)成分的顏色作用這樣一些因素是可以選擇的。用于獲得顯示顏色的動態(tài)變化的輔助系統(tǒng)的例子將在后面結(jié)合圖11和圖12的實(shí)施例討論。
通過使用多個如圖所示的安裝在該板對端161和162處的這樣兩個發(fā)光二極管，可以一定程度地改善板160內(nèi)的照明均勻性，通過用反光金屬化帶的片段173和174復(fù)蓋住各個發(fā)光二極管可以一定程度地類似地改善照明效率，這些片段能防止光能從那些直接包圍發(fā)光二極管的板區(qū)域逸出，它最好是基本上復(fù)蓋側(cè)面邊緣165所有其它未被復(fù)蓋部分、從而使該板從邊緣內(nèi)反射光的反光涂敷層175，對于照明效率和照明均勻性具有更大的作用。事實(shí)上業(yè)已發(fā)現(xiàn)，特別是鑒于可被卡片100自身附帶的能源所固有的限制特性，以及鑒于與此相連系的可使用的輸入光源的有限數(shù)目因而必然產(chǎn)生的非均勻分布特性，這種邊緣的內(nèi)反光性顯然有助于所涉及的較小尺寸的自成一體的物品實(shí)現(xiàn)充足光亮度的均勻顯示效果。涂敷層175可以是與用于173和174部分具有相同基本特性的一個適當(dāng)?shù)慕饘倩瘜踊蛘呔鶆蚍垂鈳н@樣的普通結(jié)構(gòu)。
發(fā)光二極管171和172通過在它們的各個端頭171a和171b、172a和172b以及控制和激勵裝置190的端頭190a和190b之間被部分表示在圖上的適當(dāng)?shù)倪B接線接收電能。示意表示的裝置190包括合適的連接貯座191和192，用于放置像可拆卸替換的園盤形電池191b和192b這樣的合適的能源，它們在一個合適的控制單元C1的控制下向板的發(fā)光二極管提供電能。C1單元本身可以以集成電路的形式構(gòu)成。順便要注意的是，所述的發(fā)光二極管、與其相關(guān)連的連接線以及帶有電池貯座和C1單元的裝置190一起從形式上更可被視為是一個用于邊緣照明板160的卡片自容式電網(wǎng)絡(luò)。這個電網(wǎng)絡(luò)所要求的照明功能又可從形式上看成是在所述能源本身一旦放入所述的貯座內(nèi)時就能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。
C1單元最好構(gòu)造成由一個適當(dāng)?shù)拈_關(guān)機(jī)構(gòu)S1來啟動，S1例如是一個本身伴隨卡片體的打開和關(guān)閉而啟動的開關(guān)機(jī)構(gòu)。C1單元本身還可以包括適合于產(chǎn)生如光閃爍這樣的特殊化顯示效應(yīng)的元件。
現(xiàn)在討論用以產(chǎn)生實(shí)際觀看到的顯示效應(yīng)的機(jī)構(gòu)，卡片100的一般構(gòu)形包括有配置得使其被施加到板160邊緣的一部分光能照亮的適當(dāng)結(jié)構(gòu)，使入射到這種結(jié)構(gòu)上更多部分的能量從該板被橫向投射并通過開口130朝顯示觀察者射出。這樣的結(jié)構(gòu)可以采取好幾種形式，然而最好采取在該板本身中形成材料光路改變的間斷性的形式。這樣的間斷性本身可以采取多種形式，其中的幾種將由本發(fā)明圖示的各種不同的實(shí)施例來舉例說明。
圖1實(shí)施例的板內(nèi)部形成的間斷性屬于這樣一種形式，它的基本原理將在后面結(jié)合圖4實(shí)施例一起更詳細(xì)地來討論。簡要地說，圖1的間斷性需要在板160的背面、離開開口表面的地方刻壓鋸齒形凹槽，例如可以用澆模后的蝕刻的輔助方法或者更直接地用反刻的模子來獲得所述的凹槽，這些凹槽在圖上被表示為已經(jīng)構(gòu)成語言形式的圖案185和圖畫、具體地說是花的圖案187。在板160被適當(dāng)?shù)匕惭b定位在卡片100內(nèi)時，從發(fā)光二極管171和172發(fā)出的入射到背面圖案185和187上的光被引導(dǎo)通過由輪廓線163所示位置的開口130向外射出。要注意的是，雖然板160可以附加有諸如所述的特殊反射襯板或者一般化的正面投射的粗糙不平的板背面等其它類型的橫向投射結(jié)構(gòu)，但是在只包含所述的形成凹槽間斷性的實(shí)際實(shí)施例中就已經(jīng)獲得非常好的顯示效果。與由所述的表面粗糙不平產(chǎn)生的一般化投射特別不同的是，可以進(jìn)一步注意到所述的間斷性具有光集中的效果，引起專門稱謂的顯示鮮明性。同時還要注意的是，雖然襯板對顯示效果來說不是必需的，但是為了諸如產(chǎn)生顏色對照或者提供背景圖像這樣的輔助目的、特別是考慮到板160常常是透明的特性，采用合適型式的這種襯板會是有好處的。關(guān)于使用這種附加的且一般起表面支承的用于顯示增強(qiáng)目的材料的另外考慮，將結(jié)合圖4d和圖10a實(shí)施例一起討論。
現(xiàn)在可以觀察到，一個按照上面討論的照明板的構(gòu)思所構(gòu)成的敬賀卡片，采用對于語言、圖畫和符號表示都適用的板承載結(jié)構(gòu)和開口形狀，能夠不僅在語言和圖畫方面，而且在符號方面通過照明方式增強(qiáng)意思的傳達(dá)。與已有技術(shù)中敬賀卡片所限于的點(diǎn)孔顯示效果特別不同的是，本發(fā)明的分布面顯示能力顯然是值得注意的。開口130就說明了這個基本情況，其中所述的分布面能力被用于在一個分布面開口內(nèi)產(chǎn)生增強(qiáng)吸引力的光照。
然而，用本發(fā)明不僅仍然可以獲得、而且還可以采用獨(dú)特的分布排列形式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)孔的效果。圖2的實(shí)施例圖解說明了具有這一特性的一種情況。
由于圖2實(shí)施例中的基本部件上與圖1實(shí)施例中的相同，所以目前的討論將集中于圖2與圖1中不同的那些方面。除了分布面開口230外，卡片200的顯示表面220還包括至少一個點(diǎn)孔240，它由于板260的合適裝定而被來自該板可預(yù)定位置的橫向投射光所照亮。板260最好帶有至少一個與該點(diǎn)孔對應(yīng)的點(diǎn)狀構(gòu)形的間斷281，它在功能上與圖1的光集中凹槽185和187相一致，以產(chǎn)生點(diǎn)方式集中的橫向光投射。一個諸如在該板背面的一個基本上呈園錐形凹槽這樣的結(jié)構(gòu)可被用于這一目的。可以看出，卡片體210和板260已經(jīng)共同提供了有多個位置相配合的所述的點(diǎn)孔和點(diǎn)間斷性，以達(dá)到有利的集中排列的效果。
圖3a說明了用于所述顯示板邊緣照明的另一個可選用的方案。不同于像本身嵌埋在板360邊緣的發(fā)光二極管371和372這樣的視線隱蔽的發(fā)光源，發(fā)光二極管的光首先輸入各個光纖束381和386的輸入端，該光纖束的輸出端382b、383b和384b以及387b、388b和389b在多個分離的位置上被嵌入該板的相對兩側(cè)面364和366。雖然圖3a方案的特征像圖1方案一樣仍必然對于板的平面幾何形狀來說是屬于非均勻輸入光分布，但是在這個分布中仍然獲得了凈改善。圖3b是在光纖束和發(fā)光二極管的接口385沿平面3b-3b的前端截面圖，它示意說明了發(fā)光二極管372與光纖束輸入端387a、388a和389a軸向并置的方式。為了減少被傳遞的光能的損失，接口185包括一個如鍍金屬化帶段373這樣的合適的向內(nèi)反光的殼套。
圖4a、4b和4c一般地說明了采用本發(fā)明邊緣照明板的構(gòu)思來獲得雙向顯示效果的基本方式。圖4b和4c還更具體地說明了可方便地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各種不同實(shí)施例的橫向投射和光集中效果的方法的主要特征。圖4a以展開透視的方式顯示一個敬賀卡片400，它具有一個構(gòu)形專門適用于雙向觀察的組合顯示表面420。組合顯示表面420包括取向相反的第一和第二分顯示表面421和422。單個的第一和第二分開口431和432分別在這第一和第二表面上形成，在所圖示的實(shí)施例中，第一和第二分開口是對齊的構(gòu)形，從而共同形成一個組合的雙向開口430。
圖4b的部件分解圖所示的組合顯示板460是以成對的構(gòu)形用于雙向顯示觀看放在開口430中的。板460包括分別具有相關(guān)的取向相反的外投射表面463和464的第一和第二板層461和462。起投射光線的間斷圖形487a和487b分別形成在板層461和462上。為了產(chǎn)生所需的雙向投射，并且如同將要結(jié)合圖4C進(jìn)一步討論的那樣，各個圖形通過相對的投射表面463和464把入射光能投射出去。這個目的最好可以通過使圖形487a和487b再次采取鋸齒形凹槽、在這里分別在相對著的內(nèi)表面465和466上形成這種凹槽的形式來實(shí)現(xiàn)。如同在圖4b中所看到的，圖形487a需要向上凹進(jìn)背表面465，而互補(bǔ)圖形487b則需要向下凹進(jìn)背表面466。
順便要注意到，由于各個板層方便的透明特性，在給定的一個板層中典型的間斷性圖形的形狀將可以通過另一個相對著的板層觀看到。所以，對于現(xiàn)在的這個雙向可視類型的雙層板，最好采用具有一致對齊特性的圖形。此外，當(dāng)從相反方向觀看時有關(guān)圖形的顛倒還會得出圖形最好具有非語言的特性。圖4b的作為例子的圖形共同構(gòu)成一個整體的雙向可視的旗子。
總的關(guān)聯(lián)的雙向光投射作用由圖4c的側(cè)面剖視圖來說明，圖4c表示層狀疊置組裝的面板實(shí)例460。包括發(fā)光二極管光源471和472不僅為了教導(dǎo)方便、而且為了示意說明以邊緣照明元件可通過封閉的邊緣埋置來機(jī)械固定的方式。這種雙向方式從該圖來看就很明顯了，其中相對構(gòu)成的間斷性487a和487b分別使來自邊緣配置光源的入射光基本上朝著相對著的兩個觀看位置488a和488b之中相關(guān)的一個投射出去。
一般，可以補(bǔ)充指出關(guān)于所述間斷性的幾個另外的考慮。首先，所述的光集中效果看起來好象是由于朝著一個給定觀看位置局部折射了比較大量的光能的傾斜間斷表面的作用造成的。其次，除了采用所討論的鋸齒凹槽外，還可以通過在一個給定的平板基片內(nèi)適當(dāng)?shù)夭⒅霉鈱W(xué)性質(zhì)不同的適當(dāng)材料來獲得起折射作用的間斷性。第三，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)諸如圖4b中的凹槽正表面487j和487k這樣的相關(guān)交界面至少有效地稍微弄粗糙時，常?？梢愿纳圃谝粋€給定間斷中的照明均勻性。最后，通過包括例如在給定的交界凹槽表面上采取涂敷諸如肯定反射的、過濾顏色的或者兩者都具備的這樣一些其它材料的方式，一般可以進(jìn)一步增強(qiáng)一個給定間斷性本身的動態(tài)投影顯示效果。特別是當(dāng)所述的反射材料具有微小的多個小平面時，甚至于由此可以獲得一種多色變化的閃光效果。
與在該間斷表面本身上使用附加材料不完全相同，并且作為前面結(jié)合圖1實(shí)施例討論過的一般化的附加襯板的一種特殊情況，圖4d實(shí)施例說明了一種方式的例子，其中所述的像金屬箔或絲網(wǎng)印刷顏料這樣的附加材料可被構(gòu)形在該板表面選定部分上面，以便產(chǎn)生這樣的映象，它在沒有邊緣照明的情況下是靜態(tài)可視的，而在對協(xié)調(diào)地圍繞間斷圖形具有這樣的入射照明下是動態(tài)強(qiáng)光照射的。組合板460的分板層461d和462d分別帶有銀白色薄片段491和492，紅色薄片段493和494，以及絲網(wǎng)印刷的蘭顏料敷層495和496。組合的各個薄片和顏料的整體形成了一個多種顏色旗子的靜態(tài)顯示，它甚至于不用連帶的邊緣照明時也能按照要求直接保持可視性。然而，通過把該薄片和顏料分別配制在由間斷性圖形497和498構(gòu)成的旗子形狀的邊界輪廓線以內(nèi)，在存在有所述間斷性入射照明的情況下，該薄片和顏料顯示還按要求成為動態(tài)強(qiáng)光照射狀態(tài)。要注意到，在雙層板被照明的情況下，為了利用不可接觸的機(jī)械完整性的緣故，這里所述的材料最好具體是由各個內(nèi)層表面465d和466d攜帶。同樣明顯的是，這樣一些材料可被模壓到單獨(dú)一個板層的里面。同樣可以注意到，所述的強(qiáng)光照射不限于圖像的邊界、而且可以例如包括諸如與該旗子條子之間的分隔線499a和499d相一致的曲線凹槽這樣的圖像內(nèi)的間斷性。其它用于照明目的、在一個至少部分地用該附加型材料構(gòu)成的圖像的內(nèi)部配置的間斷性的例子將結(jié)合圖10b實(shí)施例一起敘述。
在對用多層板可以實(shí)現(xiàn)的其它顯示效果進(jìn)行討論之前，關(guān)于圖4e可以附帶指出，利用在單獨(dú)一個板層內(nèi)部構(gòu)成的一個三維空腔可以獲得適合于圖4a型目的的雙向光投射。這樣，在一單層板460e內(nèi)，空腔481相對著的邊界部分481a和481b有效地成為相反方向的間斷性，它使邊緣射入的光如圖所示朝著相對的二個觀看位置再被投射出去。明顯的是，其余的空腔邊界部分同樣產(chǎn)生成對的相對投射作用。還可注意到，一個該種型式的空腔可被視為前面所述的用于一般光投射目的的諸如兩種不同折射率的塑料這樣的光學(xué)性質(zhì)不同材料的內(nèi)層并置的一種特殊情況。由此可見，通過在一個給定板層內(nèi)包括這種性質(zhì)不同材料的適當(dāng)?shù)南喾捶较虻臉?gòu)形，可以類似地更一般地獲得所述的雙向性能。
圖4f說明了一種可以利用在一個所涉及的多層板的交替照明板層中不一致分布的同等圖像的間斷圖形來獲得的圖像運(yùn)動效果。組合板460f的板層461f和462f分別包括以箭頭為構(gòu)形的同等間斷圖形481f和482f。如所觀看到的，箭頭481f在前板層461f的左半邊構(gòu)成，而箭頭482f則在后板層462f的右半邊構(gòu)成。可以附帶指出，雖然單個的箭頭以及因而即整個板可以被適當(dāng)?shù)貥?gòu)形用于單方向或雙方向投射，但現(xiàn)在所述的運(yùn)動效果的實(shí)例要求兩個箭頭同方向地投射在所述板的至少一個側(cè)面。
隨著所述板層被圖中未明確示出的適當(dāng)?shù)倪吘壟渲霉庠椽?dú)立地照亮?xí)r，僅當(dāng)這些關(guān)聯(lián)的板層本身被照明時，各自的箭頭才因此基本上獨(dú)立地被照亮。借助于一個圖中未示出的控制器適當(dāng)?shù)亟惶娓淖兎较?，各個層的周期性交替變化的照明引起這二個同樣的相關(guān)聯(lián)的箭頭伴隨的周期性交替變化的照亮，依靠這二個箭頭被照亮的不一致配置，產(chǎn)生一種現(xiàn)在的箭頭從左至右的重復(fù)運(yùn)動。很明顯，同樣可以容易地獲得如一只手左右搖擺這樣的具有相應(yīng)類型映象的類似效果。需補(bǔ)充指出，為了削弱在一個給定時刻在不是直接照明的一個板層中的所述間斷性圖形的任何一般的微弱二次照明，各個板層可以裝備有像合適的使光變暗的濾光膜這樣的前表面涂層，它起阻斷這樣的二次照明的作用，而能被直接的原始照明產(chǎn)生光的投射以透射方式克服。
由于板的可視性，圖4b和圖4c的雙層板在板層同時照明的情況下傾向于不使用非一致視覺對稱的間斷性圖案，與此不同，圖5a和圖5b包括一個通常是半透明的中間板層563，它使得在所述雙向投射環(huán)境中，甚至在所需的語言或其它型式的間斷圖案缺少疊置對稱性時正常的清晰度成為可能。圖5b具體地示意指出了這種方式，其中板層563雖然一般允許光能總的通過，但趨于阻止反向板層中對不一致投影圖形不需要的可視性。另外，明顯的是，在除了阻止所述反向板層上的視線外，還需要全部阻止光線時，可以選擇使用全部不透明的插入中間的材料。而且，在任何情況下該中間層還可用作為前面討論過的附加材料的一個安裝表面。
圖6說明了一種敬賀卡片，其中所述邊緣照明板的分布顯示能力融合于包含已有技術(shù)的點(diǎn)間斷的光纖的教導(dǎo)。這個基本效果是一種可以代替圖2的用于照明敬賀卡的分布面開口和點(diǎn)孔的方案。如同對圖2的討論一樣，這里的說明主要集中于圖6不同于前面圖中構(gòu)形的那些方面。
敬賀卡600還是包括一個分布面的開口630和最好是多個點(diǎn)孔640。然而，與圖2實(shí)施例不同，點(diǎn)孔是利用一根或多根光纖、最好是一對環(huán)形光纖651和652來照明。各個光纖是由反射視線隱蔽的發(fā)光二極管673和674進(jìn)行端頭照明的。如同已有技術(shù)中教導(dǎo)的那樣，每個光纖環(huán)附帶有最好是多個內(nèi)部構(gòu)成的點(diǎn)間斷性，最方便是切割口683和684，它們用于通過一個相伴隨的對齊的點(diǎn)孔實(shí)現(xiàn)間斷處入射光能的點(diǎn)集中的與光纖成橫向的投射。發(fā)光二極管最好可以還由相當(dāng)于圖1子系統(tǒng)190這樣的一個圖中未示出的裝置來可控地提供電能。然而，此時與圖1的方案不同，一個用于本系統(tǒng)的控制器最好可被構(gòu)造成不僅以閃爍方式切換施加給各個光纖環(huán)的光能，而且用于環(huán)的交替的閃爍。如圖所示，借助于在一個給定環(huán)上的點(diǎn)斷性被構(gòu)形成使它與所述點(diǎn)孔交替重合、并借助各個環(huán)相互之間也如圖所示地構(gòu)形成符號不同組的孔相互交替，所述的環(huán)的交替閃爍就在顯示表面620上產(chǎn)生一種點(diǎn)移動的整體照明效果。
另外也很明顯的是，正如關(guān)于在所述板中形成間斷性也可以應(yīng)用于形成所述光纖中的間斷性一樣，圖2實(shí)施例的構(gòu)思可與圖6實(shí)施例的構(gòu)思結(jié)合在一起，與此相聯(lián)系而明顯的是，一般來說，目前的及已有技術(shù)中所包括的所有實(shí)施例的構(gòu)思可以以各種方式互相交換和相互結(jié)合。
圖7、8、9、10a和10b具體說明了一些方法，用這些方法，一些上面所述的構(gòu)思可被用于更一般地產(chǎn)生除敬賀卡品種以外的自成一體的增強(qiáng)吸引力的物品?，F(xiàn)在將敘述這些另外的實(shí)施例。討論同樣集中于對一個給定實(shí)施例是獨(dú)特的那些方面。
作為一些圖1實(shí)施例的分布面面板構(gòu)思方面的一個應(yīng)用實(shí)例，圖7表示了一個鑰匙鏈牌700，它具有一個鑰匙鏈705和一塊牌體710，邊緣照明顯示板760實(shí)際上構(gòu)成了該牌的一個整體部分。板760方便地可延伸到牌體710的整個寬度范圍，因而特別適合于產(chǎn)生雙向顯示的效果。借助于周邊上的內(nèi)反光涂敷層765，板760本身實(shí)際上也幫助限定雙向牌顯示的表面720以及相關(guān)聯(lián)的分布顯示開口730。這個作為目前所用的顯示開口的概念更一般地表明了所述照明顯示的一個有界的面積范圍。邊緣配置的光源771和772基本上如圖所示被方便的安裝定位，以便改善照明的有效性。在典型是不透明的頂部區(qū)域715內(nèi)，牌體710還是以自備方式包括了合適構(gòu)形的能源電池791b和792b以及自身的控制器C7。區(qū)域715還方便地裝帶有外部可接觸的接通/關(guān)斷開關(guān)機(jī)構(gòu)S7和絞接的電池出入口蓋769。
要附帶指出的是，由于所述的顯示表面和顯示開口限定界限的特性，板760可被視為一個更一般的、然而仍是本發(fā)明所包括的情況的一個特殊情況，其中表面的限定和開口的限定功能基本上只由一個所述的板來完成，該板基本上只具有直接相關(guān)的周邊涂敷層和邊緣照明元件。這種更一般情況的例子包括諸如前面所述的敬賀卡片或者接著要講到的玩偶這樣的物品，在這些例子中，所述的板基本上被構(gòu)形成為另外一種自含式裝置主體部分的附屬部分，這個主體部分本身形式上不包括所述的限定界限的部件，但是仍然對該板提供所述的照明能源。在這樣一些更一般的情況中，一個所述的具有其直接連帶元件的板于是可被適當(dāng)?shù)乜醋魇窃撐锲房傮w的另一部分。在這方面可以進(jìn)一步注意到，本發(fā)明從物體分為幾部分看包括了一些中間情況，例如一個自激勵的玩偶帶有一個便攜式的由玩偶激勵的收音機(jī)，該收音機(jī)使用了一塊所述的板。還可看出，一個自激勵的包括可攜帶收音機(jī)的所述板，在不考慮它附屬于某個其它發(fā)明主題物品的情況下，它本身可以適當(dāng)?shù)貥?gòu)成一個發(fā)明主題的物品。要結(jié)合注意到類似的附屬物件、整體一部分，居中的包含以及自激勵物品等構(gòu)思同樣適用于目前的以及綜合情況中的光導(dǎo)纖維。
與前面所討論的具有基本上是語言或者是圖畫形式的光投射間斷的實(shí)施例不同，板760的所涉及的間斷如圖所示地被簡單構(gòu)形為一種更一般化的適于作裝飾品的圖案785。圖案785例如可在板的一個或二個外部表面763和764上形成，在某個中間層或中間表面上形成也是可以的。
作為一個體現(xiàn)圖2實(shí)施例的組合了多個分布面的板和點(diǎn)孔板的構(gòu)思的樹裝飾物的例子，圖8表示一個頂部可安裝的星800，星800包括由板860的有效部分構(gòu)成的星體810。與前面所討論的原則相一致，板860照亮了中心開口830以及在不透明的邊界周圍825上形成的環(huán)境的點(diǎn)孔840的陣列。圖中所示的點(diǎn)孔的照明是逐點(diǎn)集中的，而內(nèi)部構(gòu)成的圖形885和一般化的弄粗糙表面888則被用于分布開口的顯示照明。照明光源例如可被裝定在分岔位置812?？刂坪图钇鞯湫偷乇话惭b在還包括柄桿插座817的基座區(qū)域815內(nèi)。區(qū)域815還可包括組件895，它可以是諸如一個聲音型式的產(chǎn)生器，可能與照明閃爍率同步控制的，或者一個由被傳感到的音頻或者其它預(yù)定間隔的頻率啟動的開關(guān)裝置這樣一些附加裝置中的任何一個。
與圖6所結(jié)合了分布面的板和光纖點(diǎn)孔的構(gòu)思相一致，圖9的競選徽章900使用板960來用于分布面開口930的邊緣發(fā)光的照明，而利用光纖951和952的雙環(huán)對來進(jìn)行二組交替點(diǎn)孔940的如箭頭所示的閃爍移位照明。同樣還是包括了合適構(gòu)形的控制和供電裝置。
與圖1和圖7的實(shí)施例所示的分布面的板的概念相一致，圖10a中的裝有框架的自成一體的裝飾板型物品1000a包括具有語言的間斷圖案1025a的邊緣照明板1060a。板1060a還包括在這兒構(gòu)形成一個漫畫型人物的非整體地形成的顯示裝飾性材料1055a。材料1055a可以是非透明的或者是透明的。就像用前面結(jié)合圖1和圖4d實(shí)施例討論過的附加材料一樣，材料1055a典型地被粘附在一個所述板的前表面或后表面上，盡管封裝在該板基片本身內(nèi)也是可能的。
類似地與圖組2和8或者圖組6和9之中任一組實(shí)施例的點(diǎn)照明的構(gòu)思相一致，圖10b中的物品1000b使用一個所述的板1060b來用于在總的開口1030b內(nèi)的分布面效果，而交替地或者甚至另外結(jié)合使用一個或多個所述的點(diǎn)式間斷的板或者所述點(diǎn)式間斷的光纖來用于點(diǎn)孔1040b的照明。另外作為一個前面結(jié)合圖4d實(shí)施例所討論過的附加圖象內(nèi)間斷的強(qiáng)光照射的例子，板1060b也可被用于在人物內(nèi)的點(diǎn)孔1045b內(nèi)產(chǎn)生光的點(diǎn)集中效果。
圖10c表示另一個所述的帶有圖畫的裝飾板，在這兒它被構(gòu)形用于或者是由周邊分布的太陽能電池1093或者是由連接到一個可選擇的輸入插座1094的非裝飾板自含的外接電源來典型地附加供電。由電池1093產(chǎn)生的電能可以例如直接地給裝飾板相關(guān)的照明元件供電或者不是這樣而是用于給裝飾板附帶的蓄電池充電。這里可以附帶指出，與前面所述的形式上將圖1實(shí)施例的某些元件當(dāng)作用于邊緣照亮所關(guān)聯(lián)的所述面板的卡片體自含電網(wǎng)相一致，該電池同樣可以不論在直接供電或者是給電池充電的情況下被看作為該裝飾板1000c類似的邊緣照明電網(wǎng)的一個相結(jié)合的部分。
外部供給插座1094的電能可以類似地用于直接供電或者是給電池充電功能，也可以在這樣二種外部供電方案之間采用一個操作選擇開關(guān)。由于所述邊緣照明元件一般要求直流電壓，所述外部供給的電能一般必須本身是由實(shí)際直流電或者由變換了的交流電產(chǎn)生的直流電形式，也可以來用一個裝飾板附帶的用于對外部提供的交流電進(jìn)行適當(dāng)變換的交直流變換器。
在那些可以允許增加物品厚度的環(huán)境中，一個如在圖11a和圖11b的兩個相反方向的透視圖中所示意說明的方案可被用于改變射入本發(fā)明所述板的光能的顏色?？梢赃B系地注意到，一個類似的方案可被類似地用于改變類似地射入所述的有點(diǎn)間斷光纖的光的顏色。
圖11a的裝置1100包括一個可旋轉(zhuǎn)構(gòu)形的顯色不一致的透光環(huán)1110。利用物品自含的馬達(dá)M來如圖所示地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。通過在該環(huán)上垂直配置諸如紅、黃和藍(lán)三個小平面組這樣相互不同著色的小平面1120來便利地實(shí)現(xiàn)環(huán)1110上的不一致顯色。來自光源1130的光能被合適構(gòu)形的反光器1140和透鏡1150導(dǎo)向，以便照亮環(huán)1110的旋轉(zhuǎn)園周的一個扇形區(qū)域1165，環(huán)1110被插在聚焦的光源和接收體1170之間。入射到光纖端頭1180的合成變色光由光纖束1191和1192帶入板1160的邊緣。
圖11a裝置的一部份以放大的面向接收體的透視圖被呈現(xiàn)在圖11b上，其中來自光源1130的光能通過旋轉(zhuǎn)的彩色環(huán)1110被導(dǎo)引到安裝在接收體1170中的光纖的輸入端上。在圖11b中所示的一瞬間，例如被該環(huán)的小平面1110r所過濾的紅光照亮了接收體1170的安裝有頂部光纖T1和底部光纖B1的輸入端部份這樣過濾的光如圖所示地被帶到板1160的相對著的底部區(qū)域，在這兒很明顯，不同視圖內(nèi)板的取向是相對而言的。類似地，入射到頂部光纖T2和底部光纖B2的黃光被帶到該板相對著的中間區(qū)域，而頂部光纖T3和底部光纖B2則把藍(lán)入射光帶到該板相對著的頂部區(qū)域。
現(xiàn)在可以指出關(guān)于所述顏色改變方案的幾種考慮。首先，在所述光源或光纖輸入面前面的所述彩色濾光片的相對運(yùn)動滿足時，環(huán)的旋轉(zhuǎn)是合宜的但不是必需的。其次，通過類似地安裝用于所述照明區(qū)域接收的光纖輸入端，可以變色地激勵如體現(xiàn)圖6原理的所述的點(diǎn)間斷光纖，第三，可利用不同的彩色方式，不同數(shù)目的傳導(dǎo)光纖以及不同的板的輸入關(guān)系。
圖12表示了另一個顏色改變輔助系統(tǒng)，在這兒，它利用了相互不同配色的板邊緣配置的光源，它們在一個定序控制器的操縱下交替地被激勵。與圖11a和圖11b的由光纖把變色光從板外光源傳導(dǎo)到板周邊的輔助系統(tǒng)不同，所述的彩色光源1271g、1271y和1271r以及1272r、1272y和1272g在這兒被配置在板1260本身的邊緣內(nèi)。此外，所述綠色、黃色和紅色光源如圖所示成對方式分布，以平衡照明的對稱性來改善相關(guān)的光線顯色在板內(nèi)的分布。合適構(gòu)形的控制器C12可以例如實(shí)現(xiàn)各個顏色光源對的合適的按順序交替激勵，從而如所需要地產(chǎn)生由于邊緣入射的板照明而觀看到的顏色變化，各個光源單獨(dú)的不成對的激勵以及不同顏色的光源同時激勵等這樣一些其它可能的構(gòu)形，也是明顯的。
可以附帶指出，各種不同圖解說明的實(shí)施例的顯示表面可以被看成是物體固有的，因?yàn)樗鼈兊淖饔檬窃鰪?qiáng)這個基本物品本身的吸引性，可以更一般地指出，前面所有討論中的原則可被結(jié)合成為多種多樣的其它類型的物品，例如但不限于玩具、消費(fèi)電子產(chǎn)品、固定物、禮品、裝飾品、招貼、一般帶框架的圖畫、箱盒、容器、面罩、別針、鈕扣、一般的徽章、標(biāo)簽、帽子和頭飾物、裝束、圖冊封面、蠟燭座、擺飾、樂器、紙品、裝填的動物和其它軟雕塑品、名牌、一般的玩偶和標(biāo)記，它們包括用于廣告、宣傳和緊急或一般指示目的。
權(quán)利要求
1.一個可照明的顯示裝置，包括一個具有一個顯示表面的顯示體；一個在該顯示表面上形成的開口；一個邊緣可照亮的基本上是固態(tài)的具有一個可照亮的投射表面的內(nèi)部透光的板；所說的板裝定在該顯示體內(nèi)并且固定在該顯示表面的后面；所說的投射表面由于該板的照明在該開口內(nèi)可觀看到；以及用于該板邊緣照明的裝置，其中該板包括由于該板的照明在該開口內(nèi)可觀看的一個可照亮的圖形。
2.如權(quán)利要求1的可照明的顯示裝置，其中所說的開口包括多個開口，其中的所說多個開口中的至少一個包括一個點(diǎn)孔。
3.如權(quán)利要求1的可照明的顯示裝置，其中所說的用于該板邊緣照明的裝置是在所說顯象體內(nèi)自包含的。
4.如權(quán)利要求3所確定的可照明的顯示裝置，其中該圖形是一種語言、圖畫或符號的表示。
5.如權(quán)利要求2的可照明的顯示裝置，其中所說的用于該板邊緣照明的裝置是在所說顯示體內(nèi)自包含的。
6.如權(quán)利要求5的可照明的顯示裝置進(jìn)一步包括一根在該顯示體內(nèi)的光導(dǎo)纖維，所說光纖在該光纖壁上有一個切口，其中該切口位于該顯示表面的后面，在該點(diǎn)孔內(nèi)是可觀看到的，并且與該點(diǎn)孔相關(guān)聯(lián)地對齊;以及用于對所說光纖切口照明的裝置。
7.如權(quán)利要求3的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個卡片。
8.如權(quán)利要求5的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個卡片。
9.如權(quán)利要求3的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個裝飾品。
10.如權(quán)利要求5的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個裝飾品。
11.如權(quán)利要求3的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個徽章。
12.如權(quán)利要求5的可照明的顯示裝置，其中所說顯示體包括一個徽章。
全文摘要
通過包括一個開口的，內(nèi)部透光的，基本上是固體的并且最好外邊有反光涂敷層的、邊緣照明的并且是由該物品體自向包含的元件供電的板，可以顯著增強(qiáng)各種各樣自成一體式物品的視覺吸引力。物品的分布面開口、點(diǎn)孔、或者這兩者于是可被照亮。通過在該板上形成與開口對齊的光集中間斷性可以增強(qiáng)分布面顯示效果。通過同樣在該板上形成與點(diǎn)孔對準(zhǔn)的光集中性的點(diǎn)間斷性可以類似地增強(qiáng)點(diǎn)顯示效果。點(diǎn)效果還可通過利用一根與所述有孔板連同在一起的、端頭被照明的、與孔對準(zhǔn)的點(diǎn)間斷的光纖來增強(qiáng)。
文檔編號G09F1/04GK1050454SQ8910799
公開日1991年4月3日 申請日期1989年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月20日
發(fā)明者古明浩 申請人:最佳貿(mào)易國際公司