CN1851789A - 户外广告牌led点阵发光底板 - Google Patents

Abstract

一种户外广告牌LED点阵发光底板，包括控制器、光源和底板，光源固定在底板上，控制器与光源连接，所述的光源为多个LED点光源组成的点阵光源，组成该点阵光源的点光源包括由红、绿、蓝三色LED组成全色灯和由至少1个LED组成的单色灯；该点光源均匀固定在所述的底板上，多个点阵单元标准底板固定在框架上拼装成广告牌底板；由控制器控制各点阵单元的明暗和颜色变换，构成静止或移动的画面。本发明的优点是：用LED代替底板上使用的霓虹灯，而主体仍然使用霓虹灯或LED亮化，既保证了亮化的效果，又大大降低制造和使用成本。LED光源同金属底板合为一体，便于实现标准化、规模化生产线生产，简化现场安装程序。LED光源低电压工作，耗能低，经久耐用。

Description

户外广告牌LED点阵发光底板

技术领域

本发明涉及一种户外广告牌LED(发光二极管)点阵发光底板，是一种使用LED点阵发光源并作为广告牌底板的室外广告牌新型部件。

背景技术

目前，室外广告牌夜间亮化包括两种方式：第一种是采用被动照明方式，在广告牌边缘外挂高亮度照明光源，不在广告牌上安装发光源；二是在广告牌内容主体和底板上安装霓虹灯，实现广告牌的夜间亮化。使用霓虹灯亮化室外广告牌是主要方式，霓虹灯亮化虽然具有色彩绚丽、光强度高的优点，但是大量使用霓虹灯带来危害愈来愈明显。由于霓虹灯采用传统的发光原理需要提供高压供电，耗能巨大，且形成光、电磁和环境污染；控制方式复杂，成本高；霓虹灯使用的部件制造安装复杂；霓虹灯等部件使用寿命短，维护工作量大。而室外广告牌夜间亮化包括广告主体(一般是文字和图案)和底板。底板上安装的霓虹灯的数量往往大于主体使用的霓虹灯，是耗能的主要部分。

发明内容

本发明的目的就是提供一种户外广告牌LED点阵发光底板，以解决现有的霓虹灯底板存在耗能巨大，且易形成光、电磁和环境污染；控制方式复杂，成本高；霓虹灯使用的部件制造安装复杂；霓虹灯等部件使用寿命短，以及维护工作量大的问题。

本发明技术方案是：包括控制器、光源和底板，光源固定在底板上，控制器与光源连接，其特征在于：所述的光源为多个LED点光源组成的点阵光源，该点阵的点光源可由红、绿、蓝三色LED全色灯珠组或至少1个LED的单色灯珠组组成；所述的点光源间隔分布并固定在所述的底板上，划分为多个点阵单元并固定在框架上；由控制器控制各点阵单元的明暗和颜色变换，构成静止或移动的画面。

所述的底板采用金属材料制成，在该底板上加工圆弧凹进的灯槽，在灯槽中部设有穿过点光源的LED的通孔，将装有LED灯珠组的电路板与所述的底板固定在一起。

所述的底板采用金属材料制成，将所述的点光源的LED组和电路板安装在门钉型的透明灯罩内，再将灯罩嵌入所述底板上的对应圆孔内。

所述的LED点光源均匀分布，根据室外广告牌安放位置，间距在一定范围之间调整；点阵的形状可以是条状、方形、矩形、规则形状或不规则形状。

所述的控制器由主控制器和点阵驱动器组成，主控制器通过其通信接口与点阵驱动器的对应通信接口连接，该点阵驱动器的的多路输出端分别与所述的多个点阵单元连接。

所述的主控制器主要由主控计算机和所述的通信接口组成；所述的点阵驱动器还包括单片机和多个调光驱动电路，单片机的不同接口分别与该驱动器的通信接口连接，以及与多个调光驱动电路的输入端连接，各调光驱动电路的输出端分别与一个所述的LED点阵单元连接。

所述的调光驱动电路包括调光电路和驱动电路，调光电路的每路输出端通过与之对应每路驱动电路与所述的点阵单元中的各个点光源中同色或相同位置的LED灯珠相互串联连接；所述的调光电路可采用调光专用集成电路，也可采用可编程器件设计的调光功能电路；所述的驱动电路可采用集成功率放大电路或分立放大电路。

本发明的优点是：用LED代替底板上使用的霓虹灯，主体仍然使用霓虹灯或LED亮化，既保证了亮化的效果，也大大降低制造和使用成本。适于标准化生产，将底板按底板颜色、发光点阵间隔、灯珠色彩分为不同的规格标准进行生产，克服霓虹灯广告牌每个工程必须特制霓虹灯、金属底板和配件的麻烦，大大降低制造成本；安装简单，配备标准化的安装部件，加上标准底板和规范安装方法，克服霓虹灯需要现场组装灯管、固定支架等部件的繁重工作；安全低耗，安全低电压工作，功耗是霓虹灯的1/5；控制灵活，控制成本低，图案变化丰富；经久耐用，LED光源寿命可达10万小时，是霓虹灯管的5倍，大大降低维修成本。

户外广告牌夜间亮化目前使用的是有几十年历史的霓虹灯和投光照明灯技术，而LED是近年出现的新型节能、低压、环保发光元件。本发明与目前应用在室内外的LED显示屏的不同点在于：LED显示屏的一个独立受控显示像素是由单个的发光二极管灯珠构成；而本发明的一个独立受控显示像素(点光源)是用相互保持一定间隔的多个LED组成；LED屏显示像素是采取动态扫描方式(既加在LED管的驱动信号只在某段时间是存在的，其它时间没有驱动信号，本发明是采取稳态驱动方式(驱动信号始终加在LED发光管上)；由于本发明与LED显示屏驱动方式不同，对于同样的LED管，本发明LED管亮度高；LED显示屏的显示控制电路同本发明的驱动原理不同，前者是通过行/列扫描原理，本发明是采取多级通信传输，多点静态驱动的原理工作。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的总体结构示意图；

图2是本发明的条状LED点阵结构的实施例结构示意图；

图3是本发明的板状LED点阵结构的实施例结构示意图；

图4是本发明的点光源与底板之间的灯槽式固定结构示意图；

图5是图4的仰视(局部剖视)图；

图6是本发明的点光源与底板之间的灯罩式固定结构示意图；

图7是图6的仰视(局部剖视)图；

图8是本发明的控制器的构成框图；

图9是本发明的点阵驱动器的构成框图；

图10是本发明的主控制器的构成框图；

图11是本发明的点阵驱动器的一个实施例的电路图。

具体实施方式

参见图1～图11，本发明包括控制器C、由LED点光源1组成的点阵光源和底板4，控制器C与点阵光源连接。组成该点阵光源的点光源1包括：由红、绿、蓝三色LED发光管11组成全色灯；或由数个LED组成的单色灯。该点光源1间隔分布固定在所述的底板4上，并被划分为多个点阵单元并被固定在一框架5上。由控制器控制各点阵单元的明暗和颜色变换，构成静止或移动的画面。

所述的底板4采用金属材料(如铁、铝)制成，在该底板4上加工出直径30-40cm的圆弧凹进的灯槽12，在灯槽12中部设有穿过LED点光源11的通孔，将装有LED的组的电路板同所述的底板4连接在一起。如图4和图5所示。

也可将所述的LED点光源11和电路板安装在门钉型的透明灯罩13内，再将灯罩13嵌入所述底板4上的对应圆孔内。如图6和图7所示。本发明的LED选用大角度规格灯珠(一般选取草帽或表面贴灯珠)。

所述的LED点光源1一般被均匀布置在底板4上，根据室外广告牌安放位置，相邻的LED点光源1的间距在5cm～12cm之间调整。点阵光源的形状可以是由多个条状的点阵单元平行间隔构成(如图2所示)，也可以是没有间隔的板状(矩形或方形，如图3所示)，或者根据实际需要选择其它规则形状或不规则形状。

所述的控制器C由主控制器3和点阵驱动器2组成，其中点阵驱动器2包括通信接口24、单片机22、多个调光驱动电路21和电源23，单片机22的不同接口分别与通信接口24连接及多个调光驱动电路21的输入端连接，各调光驱动电路21的输出端分别与一个所述的LED点阵单元连接，即每一点光源1中的相同颜色(红、绿或蓝)的LED串联或并联在同一回路中。调光驱动电路21完成对LED驱动信号脉宽控制和驱动信号放大。LED调光是通过控制驱动信号的占空比(信号高、低时间比)来实现。调色原理是控制红、绿、蓝LED的光强度在混合光的成份带来混合光的色彩变化。

主控制器3主要由主控计算机32、多个通信接口31以及电源33组成。主控制器3通过其通信接口31与点阵驱动器2的通信接口24连接。主控制器3是控制点阵驱动器2按编制的图形控制程序实现户外广告牌底板的图形变化。

参见图11，所述的调光驱动电路21包括调光电路A和驱动电路B，调光电路A的每路输出端通过与之对应每路驱动电路B的输入端连接。所述的调光电路采用调光专用集成电路，也可采用可编程器件设计的调光功能电路(如AT89C2051集成电路)。所述的驱动电路B采用集成功率放大电路(如ULN2803集成电路)，也可采用分立放大电路。每一驱动电路B的输出端与所述的点阵单元中的各个点光源中同色或相同位置的LED灯珠相互串联连接。可在每一回路中串联保险器F0，防止电路出现短路而损坏控制器。

本发明使用LED发光器件降低了户外广告牌的能耗，减少传统霓虹灯广告牌造成的光、电磁和环境的污染；LED光源控制电压低，使用过程安全；LED光源寿命长，是霓虹灯的几倍；LED易于控制，控制成本低，变换灵活，调光调色方便，可以显示图形和文字；可以实现发光源的单色开关、调光和图形、文字的变化，也可实现全色的开关、调光、变色或图形、文字的变化。

底板4用于承载LED，提高LED的发光效果。底板4表面可以覆盖的单色色彩或喷绘图案，保证户外广告牌白天的美观。

LED发光管属低耗能光源，单个灯珠耗电0.07W。单色灯每平方米耗电5-10瓦，全色灯每平方米耗电小于14瓦。耗能是同等面积霓虹灯的五分之一。

施工单位根据需要制作户外广告牌外框，外框上安装用于固定本发明的标准横梁，然后将标准底板安装好。合二为一的LED发光源底板将现场测量、加工、组装变成为工厂化标准化生产。现场施工人员只通过几个固定螺钉即可完成安装工作。

Claims (7)

1.一种户外广告牌LED点阵发光底板，包括控制器、光源和底板，光源固定在底板上，控制器与光源连接，其特征在于：所述的光源为多个LED点光源组成的点阵光源，该点阵的点光源可由红、绿、蓝三色LED全色灯珠组或至少1个LED的单色灯珠组组成；所述的点光源间隔分布并固定在所述的底板上，划分为多个点阵单元并固定在框架上；由控制器控制各点阵单元的明暗和颜色变换，构成静止或移动的画面。

2.根据权利要求1所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的底板采用金属材料制成，在该底板上加工圆弧凹进的灯槽，在灯槽中部设有穿过点光源的LED的通孔，将装有LED灯珠组的电路板与所述的底板固定在一起。

3.根据权利要求1所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的底板采用金属材料制成，将所述的点光源的LED组和电路板安装在门钉型的透明灯罩内，再将灯罩嵌入所述底板上的对应圆孔内。

4.根据权利要求1所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的LED点光源均匀分布，根据室外广告牌安放位置，间距在一定范围之间调整；点阵的形状可以是条状、方形、矩形、规则形状或不规则形状。

5.根据权利要求1所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的控制器由主控制器和点阵驱动器组成，主控制器通过其通信接口与点阵驱动器的对应通信接口连接，该点阵驱动器的的多路输出端分别与所述的多个点阵单元连接。

6.根据权利要求5所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的主控制器主要由主控计算机和所述的通信接口组成；所述的点阵驱动器还包括单片机和多个调光驱动电路，单片机的不同接口分别与该驱动器的通信接口连接，以及与多个调光驱动电路的输入端连接，各调光驱动电路的输出端分别与一个所述的LED点阵单元连接。

7.根据权利要求6所述的户外广告牌LED点阵发光底板，其特征在于：所述的调光驱动电路包括调光电路和驱动电路，调光电路的每路输出端通过与之对应每路驱动电路与所述的点阵单元中的各个点光源中同色或相同位置的LED灯珠相互串联连接；所述的调光电路可采用调光专用集成电路，也可采用可编程器件设计的调光功能电路；所述的驱动电路可采用集成功率放大电路或分立放大电路。

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