CN105679198A - 一种抗机械冲击的透镜式led显示屏模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED显示屏领域，尤其涉及一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组；包括由黑色吸光材料制成的面罩体，还包括基座体，所述面罩体和所述基座体相连，所述面罩体和所述基座体之间形成腔体，所述腔体内设有多个光源体，所述面罩体上还设有透镜层；所述透镜层上设有与所述光源体一一对应的透镜体，所述透镜体将其对应的所述光源体发出的光线进行聚拢；每个所述透镜体外还设有第一隔光体；本方案提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组带有可聚光的透镜部分和隔光体部分，可以将散射光线聚拢并使得LED灯相互之间不发生干扰，使得显示内容更加准确，并且大大提高了可视角度内的发光亮度，在同等亮度下，减少了LED灯珠使用量，降低模组耗能。

Description

一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组

技术领域

本发明涉及LED显示屏领域，尤其涉及一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组。

背景技术

随着生活水平和科技水平的发展，LED灯成为人们日常生活中不可获取的一部分。交通领域的LED显示屏是一种通过控制发光二极管的亮和灭来显示文字、图片等信息的电子显示装置。目前的交通LED显示屏主要应用在城市道路诱导、道路交通信息发布以及高速公路交通信息发布等，LED显示屏模组作为显示单元，是LED显示屏不可缺少的一部分。

例如，在申请号201320015631.1，名称为一种铁路信号LED灯的负载结构的实用新型专利中提供了一种铁路信号LED灯的负载结构，包括LED信号灯和负载装置，所述LED信号灯和负载装置并联连接，所述负载装置包括铝基板，附着于铝基板上的若干陶瓷贴片电容，所述若干陶瓷贴片电容并联连接。本实用新型LED信号灯并联连接有负载装置，负载装置包括附着于铝基板上相互并联连接的若干陶瓷贴片电容，其不但可以增加电路电流，而且陶瓷贴片电容发热升温比电阻小，对整机工作温升影响也小，有效地解决了现有技术中存在的不足和缺陷。

然而现有的LED显示屏模组存在功率消耗过高的问题。由于现有LED显示屏模组每个LED灯珠发出的光线过于分散，为达到足够的亮度，就必须增加单个像素点的LED灯珠数量导致现有的LED显示屏模组显示功耗过大。

另外现有的透镜式LED显示屏模组由于没有光线隔离系统造成像素点之间发出的光线相互干扰，导致显示模糊或重影，大大降低了显示内容的准确性。

此外，现有的LED显示屏模组还存在不抗冲击、反光问题和混光问题。现有交通领域的LED显示屏模组通常设计成灯珠外露，当模组正面受较大外力冲击时，有可能将灯珠破坏，导致显示异常；当显示屏正面受到强光照射时，会有大量的光线通过灯面反射回去，导致显示内容视认不清晰；由于灯珠之间有一定间距，混光是完全靠光线在空气中传播过程自然混光，这难以达到良好的混光效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，旨在解决现有LED显示屏模组功耗过大、显示模糊或重影及抗机械冲击等问题。

本发明是这样实现的：一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，包括由黑色吸光材料制成的面罩体，还包括基座体，所述面罩体和所述基座体相连，所述面罩体和所述基座体之间形成腔体，所述腔体内设有电路驱动板，所述电路驱动板上设有多个光源体，所述面罩体上还设有透镜层；所述透镜层上设有与所述光源体一一对应的透镜体，所述透镜体将其对应的所述光源体发出的光线进行聚拢；每个所述透镜体外还设有第一隔光体。通过增加了透镜体对所述光源体发出的光线进行聚拢，避免了光线分散导致浪费；另一方面增加了隔光体，将每个光源体及其对应的透镜体隔离开来，分别形成一个个独立的光源系统，每个光源之间相互不会发生干扰，提高了显示的准确性，黑色吸光材料制备的面罩与光源之间形成强烈的对比以提高对比度。获得相同的显示效果时，本方案提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组将明显优于现有的LED显示屏模组。

本发明的进一步技术方案是：所述第一隔光体的长度延伸至所述光源体的发光点以下。第一隔光体足够长以最大程度保障相邻之间的灯光不会相互干扰。

本发明的进一步技术方案是：所述透镜层上还设有设置在所述透镜体相应位置周边的第二隔光体。虽然通过第一隔光体将透镜层底面下的光相隔离，但是透镜层之间的光线依旧可能相互干扰，所以还需要在所述透镜层上设置第二隔光体。

本发明的进一步技术方案是：所述第二隔光体为双曲线结构。双曲线型以最少的材料成本获得最好的隔光效果。

本发明的进一步技术方案是：所述第二隔光体为贯穿所述透镜层的镂空槽状结构。所述面罩体是在所述透镜层的基数之上通过二次注塑获得，进行二次注塑时黑色吸光材料会将所述第二隔光体的空间填充满，从而在透镜层内将每个光源的光线隔离。

本发明的进一步技术方案是：所述透镜体为圆台形结构。圆台形结构有利于光线的汇聚。

本发明的进一步技术方案是：所述透镜层上还设有混光体，所述混光体与所述面罩体相连并与所述面罩体一起组成所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面。混光体是光线离开透镜进入空气的部件。

本发明的进一步技术方案是：所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面为波浪线型曲面。因为面罩体的顶面为非光滑平面，当光线照射到顶面上时产生的反射光会反射到各个方向，所以不会影响显示效果。波浪线是常见的曲线，能起到很好的分散反光的作用。

本发明的进一步技术方案是：所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面为鳞片结构。鳞片结构可以提高混光度，同时也起到分散反光作用。

本发明的进一步技术方案是：所述多个光源体之间设有灌封胶。灌封胶把LED灯灯脚覆盖，达到防尘、防水及防霉的效果，起到保护LED灯的作用。灌封胶容易获得，加工方便，注塑效果好。

本发明的有益效果是：本方案提供的新型透镜式LED显示屏模组带有可聚光的透镜部分和隔光体部分，可以将散射光线聚拢并使得邻近的像素点之间不发生干扰，使得显示内容更加准确，并且大大提高了可视角度内的发光亮度，在同等亮度下，减少了LED灯珠使用量，降低模组耗能；同时也简化了灯板生产工艺，降低了生产成本；此外，本方案的LED显示屏模组也具有很好的抗冲击能力和低反射效果。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组侧面截面图。

图2是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组面罩体的侧面示意图。

图3是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组透镜层的侧面示意图。

图4是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组面罩体下表面示意图。

图5是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组透镜层的俯视示意图。

图6是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的俯视示意图。

图7是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的仰视示意图。

图8是本发明实施例1提供的透镜体光路示意图。

图9是本发明实施例2提供的透镜体光路示意图。

附图标记：1-面罩体；2-基座体；3-防水圈；4-电路驱动板；5-LED灯珠；6-透镜层；61-透镜体；62-混光体；63-内凹体；8-灌封胶；9-凸纹；10-第一隔光体；11-第二隔光体；12-定位卡槽；13-混光保护槽；14-信号输入端。

具体实施方式

实施例一如图1-8所示。

图1是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组侧面截面图。如图1，所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组设有基座体2和面罩体1，基座体2和面罩体1相互夹合，其内部形成一腔体，腔体内部设有光源体，所述光源体包括电路驱动板4和多个LED灯珠5，LED灯珠5连接在电路驱动板4上面；从图中可以看出所述电路驱动板4上设置有多个LED灯珠5，LED灯珠5的数量可以根据需要自行设置。

所述灌封胶8把LED灯灯脚覆盖，达到防尘、防水及防霉的效果。该灌封胶8灌注进入电路驱动板上面，并包裹在LED灯珠5的周围。LED灯珠5的高度大于灌封胶8的厚度，所以灌封胶8无法完全覆盖LED灯珠5，不会影响LED灯珠5发光。

从图1还可以看到，所述面罩体1的顶面为波浪形曲面，波浪形曲面可以起到分散光线的作用，当光线照射到波浪形顶面上时产生的反射光会反射到各个方向，所以不会影响显示效果。这能有效的起到防反光的作用，有效提高显示屏显示面的对比度。此外，虽然本具体实施例中使用的面罩体1的顶面为波浪形曲面，但是该曲面也可以设计成弯角型曲面或其他能起到分散反光作用的曲面。曲面可以设计成鳞片结构，这样可以进一步分散光线。

所述面罩体采用注塑工艺获得。面罩体采用一体成型注塑工艺而成，整个面罩体之间没有空隙，与基座体结合后可以完整的罩住光源体，将LED灯珠与外界大气隔离，最大限度减少汽车尾气油烟和灰尘的黏附。

从图1还可以看出，所述基座体2上还设有防水圈3和凸纹9，防水圈3是一层硅胶圈，安装在基座体2上的凹槽内，起到防水的作用。

设置凸纹9的作用在于当本防干扰LED显示屏模组安装在外部器件，例如防水箱表面时，可以通过凸纹9与防水箱体外表面紧密贴合，以达到整箱防水要求。

图2是本发明实施例1提供的面罩体的示意图。从图2还可以看到，所述防干扰LED显示屏模组还设有透镜层6，所述透镜层6的顶面与所述面罩体1相连，所述透镜层6的底面还设有与所述光源体一一对应的透镜体61。透镜层6采用一体成型技术注塑获得。通过透镜层将所述光源体发出的光线进行汇聚，避免了光线耗散造成的浪费。所述透镜体61突出所述透镜层6，每个光源体都对应一个透镜体，透镜体可将LED光源的发光角度全半功率视角缩小，大大增加了可视角度内的发光强度。

图3是本发明实施例1提供的透镜层的示意图。从图3可以更加清晰的看出透镜体61的结构。如图，透镜体61上设有内凹体，所述内凹体使光线进入透镜体61时达到一定角度，在光线出透镜体61时达到光线聚拢的作用。此外，所述透镜体61为圆台形结构，所述圆台形透镜体上底半径与下底半径之比为0.1-0.99：1，所述圆台形透镜体上底半径与高之比为0.1-5:1。圆台形结构最有利于光线的汇聚，圆台形透镜体上底半径与下底半径之比越大，光线汇聚效果越好，越不容易漏光；圆台形透镜体上底半径与高之比越大，光线在透镜体中经过的路程越长。可以根据需要对透镜形状进行调节。

从图3还可以看出，所述透镜层6上还设有混光体62，所述混光体62与所述面罩体相连并与所述面罩体一起组成所述新型透镜式LED显示屏模组的上表面。混光体是光线离开透镜进入空气的部件。所述混光体62上设有混光面，所述混光面为所述光源体发出的光线离开所述混光体的面，所述混光面与竖直线呈8度角。混光面采用斜面设计，降低环境光在透镜面的反射，从而提高对比度；同时斜面设计能改变出光路径，使得上射光线往下方折射，提高光的利用率，达到节能效果。所述混光面为鳞片结构。鳞片结构的光学面可以改善混光效果。

图4是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组面罩体下表面示意图，从图4可见所述透镜体外设有第一隔光体10。透镜体将所述光源体发出的光集中起来，所述第一隔光体包围在每个透镜体的周围，将每个透镜体完全隔开，消除了相邻光源的光干涉，提高显示内容的准确度。所述第一隔光体10为圆柱体形结构，每个第一隔光体10延伸到对应的LED灯珠5发光点以下，完全罩住了对应的LED灯珠5和透镜体，确保不同LED灯珠5和透镜体之间的光线不会相互干扰。

从图4中还可以看到所述面罩体的底面上还设有定位卡槽12，所述透镜层通过所述定位卡槽12定位在所述面罩体1上。

图5是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组透镜层的俯视示意图。如图可见所述透镜层上还设有设置在所述透镜体之间的第二隔光体11，所述第二隔光体11为贯穿所述透镜层6的镂空双曲线形槽状结构。虽然通过第一隔光体10将透镜层底面下的光相隔离，但是透镜层之间的光线依旧可能相互干扰，所以还需要在所述透镜层上设置第二隔光体。第二隔光体是双曲线结构，从图中可以看到，每个第二隔光体都有四个面，分别挡住四个光源在相应方向发出的光，而每四个第二隔光体一组，分别将一个光源在四个方向上发出的光完全挡住，整体效果美观，工艺简单。本具体实施例中首先使用一次注塑成型技术获得透镜层，然后在透镜层的基础之上再次注塑成型获得面罩层，在注塑时面罩层的材料填充进入第二隔光体并将第二隔光体填满，所述面罩层采用不透明深色颜料，可以最大程度吸收透镜层内部的光线。

图6是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的俯视示意图。从图中看出所述面罩体上还设有混光保护槽13，所述混光保护槽13设在所述混光体周围。混光保护槽作用就是保护混光体在制备面罩体二次成型时，被面罩体的材料覆盖，导致产品报废。

图7是本发明实施例1提供的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的仰视示意图。从图7中可以更清晰的看到基座体2底部的结构，如图可以看到基座体2底部还设有信号输入端14，本实施例中信号输入端采用排针端子14结构，也可以采用其他形式的端口，只要能达到传递电信号的作用即可。

图8是本发明实施例1提供的透镜体光路示意图。如图可见光源体5发出的光线经过透镜体61的汇聚，从混光体62中射出，将原本向多个方向分散发出的光线集中起来并改为水平方向。

具体实施例2与具体实施例1的区别在于透镜体形貌不同；图9是本发明实施例2提供的透镜体光路示意图，可以看到实施例2的透镜体也为圆台形结构，但是其上底半径和下底半径之比要比实施例1的大许多，其上底半径与高之比也要比实施例1的大；但是从光路图可以看出所述透镜体61依然可以将光源体5发出的光线进行汇聚。

本方案提供的新型透镜式LED显示屏模组带有可聚光的透镜部分和隔光体部分，可以将散射光线聚拢并使得LED灯相互之间不发生干扰，大大提高了可视角度内的发光亮度，在同等亮度下，减少了LED灯珠使用量，降低模组耗能；同时也简化了灯板生产工艺，降低了生产成本；此外，本方案的LED显示屏模组也具有很好的抗冲击能力和低反射效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：包括由黑色吸光材料制成的面罩体，还包括基座体，所述面罩体和所述基座体相连，所述面罩体和所述基座体之间形成腔体，所述腔体内设有多个光源体，所述面罩体上还设有透镜层；所述透镜层上设有与所述光源体一一对应的透镜体，所述透镜体将其对应的所述光源体发出的光线进行聚拢；每个所述透镜体外还设有第一隔光体。

2.根据权利要求1所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述第一隔光体的长度延伸至所述光源体的发光点以下。

3.根据权利要求1或2所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述透镜层上还设有设置在所述透镜体相应位置周边的第二隔光体。

4.根据权利要求3所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述第二隔光体为双曲线结构。

5.根据权利要求4所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述第二隔光体为贯穿所述透镜层的镂空槽状结构。

6.根据权利要求1、2、4、5中任一所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述透镜体为圆台形结构。

7.根据权利要求6所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述透镜层上还设有混光体，所述混光体与所述面罩体相连并与所述面罩体一起组成所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面。

8.根据权利要求7所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面为波浪线型曲面。

9.根据权利要求8所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组的上表面为鳞片结构。

10.根据权利要求7-9中任一所述的抗机械冲击的透镜式LED显示屏模组，其特征在于：所述多个光源体之间设有灌封胶。