CN102122467B

CN102122467B - 以led为光源的超薄广告灯箱

Info

Publication number: CN102122467B
Application number: CN201010042738.6A
Authority: CN
Inventors: 钟群
Original assignee: 钟群
Current assignee: Dongguan love day easy Di Photoelectric Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-01-11
Also published as: CN102122467A

Abstract

本发明涉及一种以LED为光源的超薄广告灯箱，包括灯箱体、位于灯箱体的前端的画布以及位于画布后面并由LED单灯组成的LED点阵，所述LED点阵中相邻的LED单灯的间距大于10CM，每一所述LED单灯设有发光体及安装所述发光体上的配光透镜，所述配光透镜使得所述LED单灯满足以下要求：当画布上的光强为峰值一半时的W/T值大于1，其中W为相邻发光体之间的距离，T为发光体到画布的距离。本发明通过在发光体上设置配光透镜，使得在LED单灯的间距被拉大时依然能够维持画布的照度均匀性。

Description

以LED为光源的超薄广告灯箱

技术领域

本发明涉及广告灯箱，更具体地说，涉及一种以LED为光源的超薄广告灯箱。

背景技术

广告灯箱是户外广告的重要媒介，随着广告产业的发展，其需求量也越来越大。

现有的广告灯箱通常采用间距在20-30CM左右的荧光灯管为光源。如图1、2所示，是上述采用荧光灯管的广告灯箱的示意图，该广告灯箱由主框架14、背板15、灯管13、盖板12和画布16（或灯片）组成。为了反映广告灯箱内的照明性质，可绘制专用于广告灯箱的光强－W/T照明配光曲线，如图4所示。该配光曲线可体现光源发光强度和W/T这个参数的关系，其中W是指光源（即灯管13）的间距，T指光源发光中心（即灯管13的中心）到画布之间距离。若使用

表示当光强只有峰值一半时的W/T值，则

代表左右两边的

的加和。从图中可以看出荧光灯管的

值为2.0，为了保证画面的光均匀性，其配光参数等于

为2.0，这就是说对于荧光灯管为照明光源的广告灯箱来说，W和T的比值需略小于2.0。例如荧光灯管的排列间距为20CM，则灯管中心到画布的距离应略大于10CM，否则就会出现在广告行业都知晓的“肋骨纹”，即画布表面亮度不均匀现象，影响画面的质量和美观。由于灯管13和背板15的距离为4CM，加上背板15和盖板12的厚度，整个灯箱的厚度超过15CM。由于尺寸较厚且重量较大，采用荧光灯管为光源的广告灯箱使用时极为不便，且影响环境美观。

为了扩大广告灯箱的使用范围，出现了超薄广告灯箱。这些超薄广告灯箱的整体厚度小于8CM，标准尺寸是1.5×3.0米。在这种厚度下，广告灯箱可以挂在墙上而不影响环境美观。

为了实现超薄广告灯箱，曾经出现过采用导光板为光源的超薄广告灯箱。但是这类广告灯箱存在许多无法解决的问题，以致于渐渐被淘汰：首先，用在机场和地铁里的广告灯箱尺寸非常大（一般长3米以上、宽1.5米以上），导光板无法在画布的中心区域达到照度要求（一般要求3000 lx以上）；其次，由于荧光灯管所发出的光含有紫外线和红外线辐射（其中紫外线将导致导光板材料黄变，降低透明度，致使照度严重衰减；而红外线将加热导光板的平滑的侧面入光面，降低光入射效率，造成导光板的表面亮度衰减）。

此外，还出现了一种采用LED为光源的广告灯箱。该采用LED光源的广告灯箱中，LED光源紧密规律排列，通过缩短光源之间的距离（3-5CM）以及光源与画布之间的距离，从而降低广告灯箱的厚度。如图4、5所示，为采用LED为光源的广告灯箱的示意图，该广告灯箱包括主框架44、背板45、LED灯条49、盖板42和画布46（或灯片），其中LED灯条49上设有多个点光源LED 48。如图6所示，同样使用光强－W/T的照明配光曲线。从图中可以看出该LED为光源的广告灯箱的配光的

值为1.4。由于点光源点光源的配

光是圆形的，所以

应该是

除以

所以在这里点光源LED的配光参数

约为1。因此对于上述以LED为光源的广告灯箱，若点光源LED的间距W为5CM，则点光源LED发光中心到画布的距离T应该同W保持略大于1：1的关系，即T略大于5CM。如果用这种密布排列的小功率LED为光源，除了T约为5CM，加上灯条，背板和翻盖的厚度，整个灯箱的厚度约为7-8CM。

虽然上述采用LED光源的广告灯箱满足了厚度要求，然而该广告灯箱需要降低单颗LED的功率，并使用数量庞大的LED（每平方米达400-800颗LED），光源的安装工作比较复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述超薄广告灯箱照度不均匀（形成“肋骨纹”及小功率LED光源安装复杂的问题，提供一种以带光学系统的大功率LED为光源的超薄广告灯箱。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种以LED为光源的超薄广告灯箱，包括灯箱体、位于灯箱体的前端的画布以及位于画布后面并由LED单灯组成的LED点阵，所述LED点阵中相邻的LED单灯的间距大于10CM且每一所述LED单灯设有发光体及安装在所述发光体上的配光透镜，所述配光透镜使得所述LED单灯满足以下要求：当画布上的光强为峰值一半时的W/T值大于1，其中W为相邻发光体之间的距离，T为发光体到画布的距离；所述配光透镜为透明罩，所述透明罩的厚度从中心向四周逐渐增加，且该透明罩的上表面从四周向中心逐渐下凹。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述W/T大于或等于3.3。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述透明罩的平均厚度为2MM-3MM,所述配光透镜也可以直接模压或灌封在LED芯片上，既起封装作用，又起配光作用，称为一次光学系统。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述透明罩的下表面设有容纳发光体的空腔，所述空腔为半球形。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述透明罩的外径为14.20±0.05MM（也可以根据LED芯片及器件的不同出光光形设计成其他外径尺寸）；所述半球形空腔的直径为2-7MM。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述发光体为插脚型LED或贴片LED，所述插脚型LED或贴片LED的引脚焊接在电路板上，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述插脚型LED或贴片LED。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述发光体为框架结构的大功率LED，所述大功率LED包括散热铜柱和塑胶框架，所述大功率LED的引脚表面贴焊在电路板上，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述框架结构的大功率LED。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述发光体为直接固晶在陶瓷或金属基电路板上的LED芯片，所述LED芯片上具有封装材料包封，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述直接固晶在陶瓷或金属基电路板上的LED芯片。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述发光体为贴焊于电路板上的贴片LED或大功率LED，所述配光透镜已预先灌封或模压在发光体（LED芯片）上方。这种光学系统称为一次光学系统，不再有半球形空腔，是实心的光学系统，出光效率更高。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述发光体为直接固晶在陶瓷或金属基电路板上的LED芯片，所述LED芯片上具有封装材料包封，所述配光系统通过灌封或模压在发光体（LED芯片）上方，既是封装也是配光。这种光学系统称为一次光学系统，不再有半球形空腔，是实心的光学系统，出光效率更高。

在本发明所述的以LED为光源的超薄广告灯箱中，所述LED点阵包括多根平行设置的LED灯条，每一所述LED灯条包括多个LED单灯、电路板、铝槽、防护胶、导热媒介、边塞、连接头和驱动电源，所述灯箱体内设有灯条固定座，所述LED灯条通过灯条固定座固定在灯箱体内。

本发明以LED为光源的超薄广告灯箱，通过在发光体上设置配光透镜，使得在LED单灯的间距被拉大时依然能够维持画布的照度均匀性。通过本发明，可在保证灯箱的总厚度为6-8CM的条件下，将LED单灯的间距拉开到10CM以上，可维持照度均匀度（照度均匀度的定义是画面上最低照度除以平均照度）在0.85以上，既减少了LED光源数量至每平米30－70颗，又实现了灯箱减薄，还保证了画面的均匀性和美观。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有采用荧光灯管的广告灯箱的结构示意图；

图2是图1中广告灯箱侧面的结构示意图；

图3是图1中广告灯箱的光强－W/T照明配光曲线图；

图4是以LED为光源的广告灯箱的结构示意图；

图5是图4中广告灯箱侧面的结构示意图；

图6是图4中广告灯箱的光强－W/T照明配光曲线图；

图7是本发明以LED为光源的广告灯箱中增加配光透镜后广告灯箱的光强－W/T照明配光曲线图；

图8是本发明的广告灯箱中配光透镜实施例的剖面图；

图9是图8中配光透镜的下表面的示意图；

图10是采用DIP（插脚型）LED或食人鱼型LED时配光透镜的安装结构；

图11是采用SMD（贴片）LED时配光透镜的安装结构；

图12是采用框架结构的大功率LED时配光透镜的安装结构；

图13是采用COB封装的LED时配光透镜的安装结构；

图14是采用SMD（贴片）LED时配光透镜的另一种安装结构；

图15是采用框架结构的大功率LED时配光透镜的另一种安装结构；

图16是采用COB封装的LED芯片时配光透镜的另一种安装结构。

具体实施方式

本发明通过在LED点光源上使用配光透镜，从而改变了LED光源的配光（即光强空间分布），使得相距较远的光源点在较短的垂直照明距离实现了均匀照明。

本发明的超薄广告灯箱包括灯箱体、位于灯箱体的前端的画布以及位于画布后面并由LED单灯组成的LED点阵，该LED点阵中相邻的LED单灯的间距大于10CM且每一LED单灯设有发光体及安装在发光体上的配光透镜，该配光透镜使得LED单灯满足以下要求：当画布上的光强为峰值一半时的W/T值大于1，其中W为相邻发光体之间的距离，T为发光体到画布的距离。

如图7所示，是本发明以LED为光源的广告灯箱的实施例中，增加了配光透镜后的LED单灯的光强---W/T照明配光曲线。由图中可以看出，该曲线的“波峰”是平坦的，完全符合均匀照明的需求，而此时

值高达4.7。将4.7除以

得出

值为3.3，即T（发光中心距离画布的距离）为5CM时，LED的间距W可以设置在16.5CM，从而减少了LED单灯的数量。

具体地，上述超薄广告灯箱中的LED点光源可采用图4、5所示的方式排布，即LED点阵由多根平行设置的LED灯条组成，每一LED灯条包括多个LED单灯、电路板、铝槽、防护胶、导热媒介、边塞、连接头和驱动电源，在灯箱体内设有灯条固定座，LED灯条通过灯条固定座固定在灯箱体内。

如图8、9所示，是配光透镜的实施例的结构示意图。在该实施例中，配光透镜为一个透明罩80。该透明罩的厚度从中心向四周逐渐增加，且该透明罩的上表面从四周向中心逐渐下凹。在使用普通透明材料（例如合成树脂）时，透明罩的平均厚度为2MM-3MM。

在透明罩80的下表面设有容纳发光体的空腔82，该空腔82为半球形。为增加光照的均匀性，可将空腔82的壁上设置磨砂纹等。在采用普通尺寸（3.5MM）的贴片LED作为发光体时，透明罩80的外径为14.20±0.05MM，而半球形空腔82的直径为5MM。

为了将透明罩80安装到电路板，可在透明罩80的下表面设置固定柱81，通过该固定柱81将透明罩80安装到电路板上的固定孔中。

在实际应用中，上述的LED发光体可采用多种不同类型的现有LED，而配光透镜的安装结构也可采用多种不同方式。

如图10所示，为采用DIP（插脚型）LED或食人鱼型LED时配光透镜的安装结构。在该结构中，插脚型LED101的引脚102用焊锡103牢固地焊在电路板100上，而配光透镜104则直接罩于插脚型LED上方并通过其固定柱固定在电路板100上。

如图11所示，为采用SMD（贴片）LED时配光透镜的安装结构。在该结构中，贴片LED115的引脚112用焊锡113表面贴焊在PCB110上，配光透镜114则直接罩于贴片LED112上方并通过其固定柱固定在电路板110上。

如图12所示，为采用框架结构的大功率LED时配光透镜的安装结构。在该结构中，大功率LED126含有散热铜柱127和塑胶框架128，其引脚122用焊锡123表面贴焊在电路板120上，配光透镜124则直接罩于大功率LED126上方并通过其固定柱固定在电路板120上。

如图13所示，为采用金属或陶瓷为基板的COB（Chip-On-Board）封装形式的LED时配光透镜的安装结构。在该结构中，LED芯片133直接固晶在陶瓷或金属基电路板130上，并使用硅胶或环氧树脂等封装材料将LED芯片133包封起来，形成LED的一级光学透镜131。配光透镜134则直接罩于光学透镜131上方并通过其固定柱固定在电路板120上。

为了避免了LED发光体的一次光学系统（封胶）和二次光学透镜（配光透镜）之间的空气间隔，使光输出损失更少，出光效率更高，可直接将配光透镜灌封或模压到LED发光体上。

如图14所示，为采用SMD（贴片）LED时配光透镜的另一种安装结构。在该结构中，贴片LED145的引脚142通过焊锡143贴焊到电路板140上，配光透镜141直接模压于贴片LED145上，为一次光学配光。

如图15所示，为采用框架结构的大功率LED时配光透镜的另一种安装结构。在该结构中，大功率LED158的引脚152通过焊锡153贴焊到电路板150上，配光透镜151直接灌封或模压于大功率LED158上，为一次光学配光。

如图16所示，为采用COB封装的LED芯片时配光透镜的另一种安装结构。在该结构中，LED芯片162直接固晶在陶瓷或金属基电路板160上，配光透镜161直接灌封或模压于LED芯片162上，为一次光学配光。配光透镜161即起包封作用，又进行配光。

本发明采用带有特殊配光透镜（加大

值超过2.0）的LED作为广告灯箱的照明光源，使得LED光源间距可拉到10CM以上，同时可将广告灯箱的厚度控制在超薄区域（<10CM），又满足了照度均匀度的要求（>0.85）。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种以LED为光源的超薄广告灯箱，包括灯箱体、位于灯箱体的前端的画布以及位于画布后面并由LED单灯组成的LED点阵，其特征在于，所述LED点阵中相邻的LED单灯的间距大于10CM且每一所述LED单灯设有发光体及安装在所述发光体上的配光透镜，所述配光透镜使得所述LED单灯满足以下要求：当画布上的光强为峰值一半时的W/T值大于1，其中W为相邻发光体之间的距离，T为发光体到画布的距离；所述配光透镜为透明罩，所述透明罩的厚度从中心向四周逐渐增加，且该透明罩的上表面从四周向中心逐渐下凹。

2.根据权利要求1所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于,所述W/T大于或等于3.3。

3.根据权利要求2所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述透明罩的平均厚度为2MM-3MM，所述透明罩的下表面设有容纳发光体的空腔，所述空腔为半球形。

4.根据权利要求3所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述透明罩的外径为14.20±0.05MM，所述半球形空腔的直径为2-7MM。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述发光体为插脚型LED或贴片LED，所述插脚型LED或贴片LED的引脚焊接在电路板上，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述插脚型LED或贴片LED。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述发光体为框架结构的大功率LED，所述大功率LED包括散热铜柱和塑胶框架，所述大功率LED的引脚表面贴焊在电路板上，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述框架结构的大功率LED。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述发光体为直接固晶在陶瓷或金属基电路板上的LED芯片，所述LED芯片上具有封装材料包封，所述配光透镜下方设有两个固定柱，所述配光透镜通过该固定柱固定于电路板上并罩住所述直接固晶在陶瓷或金属基电路板上的LED芯片。

8.根据权利要求1或2所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述发光体为贴焊于电路板上的贴片LED或大功率LED，所述配光透镜已预先灌封或模压在发光体上方。

9.根据权利要求1或2所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述发光体为COB封装的LED芯片，所述配光透镜直接模压在所述LED芯片上方。

10.根据权利要求1所述的以LED为光源的超薄广告灯箱，其特征在于，所述LED点阵包括多根平行设置的LED灯条，每一所述LED灯条包括多个LED单灯、电路板、铝槽、防护胶、导热媒介、边塞、连接头和驱动电源，所述灯箱体内设有灯条固定座，所述LED灯条通过灯条固定座固定在灯箱体内。