CN210271585U - 一种消除摩尔纹并提高混光效果的led显示屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及LED屏技术领域，尤其是一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，包括按一定间距阵列组合的LED发光体，通过将发光体阵列组合形成整体的LED显示屏，所述的LED发光体包括LED发光二极管、透镜体和PCB板，LED发光二极管设置在PCB板上，透镜体设置在PCB板上，且透镜体罩设在整个LED发光二极管上，所述透镜体包括透镜支架和透镜结构，透镜支架罩设整个LED发光二极管后安装在PCB板上，透镜结构位于透镜支架的正上方固定设置，本实用新型能够解决LED显示屏具有摩尔纹、观看效果不佳的问题。

Description

一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏

技术领域

本实用新型涉及LED屏技术领域，具体领域为一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏

背景技术

随着LED显示屏的应用领域越来越广泛，但LED显示屏由于其发光原理及封装结构、组装形式所限，在工作时所产生的眩光及对人眼的刺激、拍摄摩尔纹现象、严重影响观看效果，并因为蓝光能量的原因，不适宜长时间观看，且不能防止安装、运输及使用的磕碰等。现有产品的防护部分多以灌封胶密封，普遍散热不良，使LED长期处在高温环境中，寿命不长，而为防止 LED显示屏产品拍摄时产生摩尔纹现象，一般都是在显示屏施工完成后，通过制作专门的钢结构件来安装防摩尔纹贴膜，以达到防摩尔纹效果的作法，施工安装复杂，且因防摩尔纹贴膜本身的通透率问题，导致能耗偏高；

现有技术的缺点：

1、LED显示屏指使用发光二极管通过表面贴装技术和安装结构等组装而成的显示产品，由于其发光原理不同于LCD显示器，发光强度高，而形成的显示内容成像时灰度表现偏弱，并且长时间观看时容易产生眩光，因LED灯 (发光二极管)的蓝光能量较强，对人眼刺激较强，不适宜长时间观看

2、现有带有防护功能的LED显示屏基本上是采用灌胶或者前方安装安全玻璃等(或其它如PC等材料)制作而成的防护方式，并不能彻底防止显示单元在安装、运输及使用过程中的防磕碰安装结构复杂等问题，且普通LED显示屏产品和灌胶类产品本身不能使用含水或其它带有腐蚀性液体清理，其中灌胶类产品还容易由于紫外线等因素导致材料变色而使LED显示屏显示内容发生偏色问题，还有灌胶处理后，由于散热不良导致的LED灯体寿命变短

3、带有匀光效果的贴膜类LED显示屏产品，因其结构安装复杂，对安装要求较高，且因为实现原理的不同，匀光效果不高，且对显示屏显示亮度损失率较高

4、现有通用LED显示屏是光发光二极管以一定的间距采用表面贴片技术焊接在PCB表面而形成的一种显示技术(产品)，因其排列方式具有一定规律，并与当前的大部分数码相机、摄像机的CCD感光元件空间频率接近，在大部分条件下，会产生摩尔纹。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，以解决现有技术中LED显示屏不宜长时间观看及蓝光伤眼、LED显示屏产品拍摄摩尔纹的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，包括按一定间距阵列组合的LED发光体，通过将发光体阵列组合形成整体的LED显示屏，所述的LED发光体包括LED发光二极管、透镜体和PCB板，LED发光二极管设置在PCB板上，透镜体设置在PCB 板上，且透镜体罩设在整个LED发光二极管上，所述透镜体包括透镜支架和透镜结构，透镜支架罩设整个LED发光二极管后安装在PCB板上，透镜结构位于透镜支架的正上方固定设置。

优选的，所述的透镜结构呈塔形结构设置。

优选的，所述的透镜支架位于PCB板的一端设置有导热槽。

优选的，所述的PCB板上对应于透镜支架处设置有定位槽，所述定位槽内设置有与透镜支架匹配定位的定位结构。

优选的，所述定位槽内设置有粘接胶，通过粘接胶将透镜支架与PCB板固定连接。

优选的，所述的透镜体由疏水聚碳酸脂制成。

优选的，所述的透镜支架内部对应于LED发光二极管处的空腔壁呈10级及以上光滑度设置。

优选的，所述的透镜支架内部对应于LED发光二极管处的空腔壁顶部呈平面设置。

优选的，所述的透镜支架外表面呈磨砂面设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、解决现有LED显示屏不宜长时间观看及蓝光伤眼的问题；

2、解决现有LED显示屏增加防护功能后偏色及散热不良，简化安装结构；

3、解决贴膜类LED产品的亮度损失及匀光效果不佳；

4、解决现有LED显示屏产品拍摄摩尔纹；

将LED光源改为特殊曲面体发光，显示图像时无像素颗粒感，消除摩尔纹，普通显示屏普遍采用LED做为光源用于显示图像内容，其为点发光，故观感上会有像素颗粒感，并且因为像素阵列的颗粒感，普通显示屏普遍存在摩尔纹现象，本产品通过透镜结构与材料混合设计，可以使显示图像时无像素颗粒感，消除摩尔纹；

在材料中增加吸收蓝光因子，使蓝光能量强度大大降低，可长时间观看不伤眼产品固定在LED显示屏的灯珠前，表面为多层透镜结构设计，将磕碰时产生的外力分解，以降低显示屏在安装、运输及维护时的磕碰情况；

表面为多层透镜结构堆叠，配合材料改性增加的光扩散剂等，使产品将传统LED显示屏的点发光变为透镜体的多曲面发光，可以使同等光强条件下的入眼光线密度增加4倍，配合使用低电压驱动的控制芯片，使能耗更低，更加节能；

使用疏水聚碳酸脂为基材，通过增加抗UV成分，提高产品的抗UV特性，使产品在长时间使用后不易发生变色现象；

采用一体化的结构设计并组装，使整体产品在出厂后无需复杂钢结构工程，无需定制摩尔纹贴膜等产品，直接通过简单的锁紧机构连接单元产品后，即可使用。

附图说明

图1为本实用新型的安装结构示意图；

图2为本实用新型的表面结构算法示意图；

图3为本实用新型的透镜支架结构示意图；

图4为本实用新型的实施方式的替代透镜体结构一；

图5为本实用新型的实施方式的替代透镜体结构二。

图中：1、LED发光二极管；2、PCB板；3、透镜支架；4、透镜结构；5、导热槽；6、定位槽；7、定位结构；8、粘接胶。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至3，本实用新型提供一种技术方案：一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，包括按一定间距阵列组合的LED发光体，通过将发光体阵列组合形成整体的LED显示屏，所述的LED发光体包括LED发光二极管1、透镜体和PCB板2，LED发光二极管1设置在PCB板2上，透镜体设置在PCB板2上，且透镜体罩设在整个LED发光二极管1上，所述透镜体包括透镜支架3和透镜结构4，透镜支架3罩设整个LED发光二极管1后安装在 PCB板2上，透镜结构4位于透镜支架3的正上方固定设置。

LED按一定间距组成阵列，配以低电压、节能型的驱动芯片组成基本显示单元后，将透镜体逐个安装到LED上。

所述的透镜结构4呈塔形结构设置。

所述的透镜支架3位于PCB板2的一端设置有导热槽5，导热槽5方向垂直与水平面，并与PCB板2形成空腔，空腔高度接近于LED灯体发光表面，但不超过灯体发光平面，用于使LED灯体热量能很好的通过“烟囱效应”，将LED本身产生的热量快速导出，可以将产品正常工作时的温度降低，相比普通LED显示屏及采用灌胶方式防护的LED显示屏，可延长LED灯的使用寿命(附图3)。

所述的PCB板2上对应于透镜支架3处设置有定位槽6，所述定位槽6内设置有与透镜支架3匹配定位的定位结构7，定位结构7包括但不限于定位柱、销及带有定位功能的组装装置。

所述定位槽6内设置有粘接胶8，通过粘接胶8将透镜支架3与PCB板2 固定连接，粘接胶8为UV固化胶包括但不限胶的类型与特性。

所述的透镜体由疏水聚碳酸脂制成，采用疏水聚碳酸脂为基材做改性，其改性材料中增加抗UV材料、阴燃材料、光扩散剂与蓝光吸收因子等，用于增加上述透镜体中的匀光效果及提高产品抗UV特性，使产品在使用中不易发生变色的同时，最大限度的降低蓝光能量，使显示屏体长时间观看不伤眼，同时由于材料本身的疏水特性，产品表层清理时可直接使用中性溶液擦洗。

所述的透镜支架3内部对应于LED发光二极管1处的空腔壁呈10级及以上光滑度设置，所述的透镜支架3外表面呈磨砂面设置，通过外表面磨砂及材料本身改性中增加的蓝光吸收因子，形成反光镜效果，用于将LED光场中的低光强部分折射在“塔形”透镜内部(包含内腔部)，用于生成RGB不同波长光线的混光腔体，同时辅助产品外表面的磨砂，及产品材料改性过程中增加的光扩散剂，以实现匀光效果。

所述的透镜支架3内部对应于LED发光二极管1处的空腔壁顶部呈平面设置。

图2所示，一种用于消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏的透镜体制作方法，其步骤为：

(1)透镜体整体由疏水聚碳酸脂为基材制作形成；

(2)透镜体的下部呈正方体设置，且正方体的底部设置散热槽，正方体底部向内设置用于放置LED发光二极管1的空腔；

(3)透镜体的上部，既正方体的顶部呈塔形设置；

(4)其塔形结构部分，先设计类似“新月”透镜的透镜焦点焦距后，再按等高度法将透镜重叠，并以等角度法向光源发光点的法线方向延长、并收敛透镜镜体外直径度后组合成型，形成多层透镜组合成的塔形透镜结构4；

(5)透镜支架3部分外表面通过磨砂处理，使得透镜支架3内部形成反光面。

透镜部分采用一种类似“菲涅尔”透镜的结构，但不同于传统“菲涅尔透镜”的等高度法设计的透镜结构4，本发明采用一种与“菲涅尔透镜”结构按等高法切割凸透镜算法完全不同的算法，先设计的类似“新月”透镜的透镜焦点焦距后，再按等高度法将透镜重叠，并以等角度法向光源发光点的法线方向延长、并收敛透镜镜体外直径度后组合成型，其相当于多层透镜组合成和产品外结构(结构算法模型见附图2)，以形成产品表面类似于“塔形台阶(下简称为“塔形”结构)”(包括但不限于正球形台阶表面、非球形多曲面台阶表面、抛物线形多曲面组合)，“塔形”结构的透镜组合堆叠层数以LED灯的发光光强分布曲线及光学模型计算，其主要作用有，1、用以减少 LED灯体自身发光光场所形成的中心区亮度高四周亮度低的情况；2、用于增强产品的抗压及防撞击能力。其“塔形”结构尺寸包括但不限于LED屏屏体本身像素间距，由新的算法生成，“塔形”结构阵列间距可不等同于LED显示屏屏体发光二极管1间距。“塔形”透镜组合的形式包括但不限于向光源法线方向延长、加厚扩展，也可以以相同算法向光源法线方向内部做“内塔形”结构，其实现原理与本发明中透镜体功能相同。

透镜体结构本身具有匀光扩散性，使产品不限于LED灯体表面发光，将光源转换为特殊曲面发光，使LED的规则点阵列变为以发光体为阵列的体发光曲面，从而破坏产生摩尔纹的相对空间频率，消除摩尔纹。传统的LED显示屏表面安装的去除摩尔纹贴膜产品的透光率一般为30％～40％之间，需要将 LED灯的亮度相应提高才能达到正常的显示效果，本发明中“塔形”结构透镜将原有点光源能量均匀分布到“塔形”体内部及表面，其光线通过率可以达到70％以上，使整个显示单元无需再以提高能耗的方式增强亮度以达到正常显示效果，更节能环保。

如图4所示，实施方式的替代透镜体结构，将原有“塔形”结构体表面扩展微透镜阵列，微透镜阵列可以为凸透镜或者等同于凸透镜的菲涅尔透镜、多曲面透镜、经过计算焦距等同于球但或菲涅尔透镜的非球面体透镜、多边形透镜，其所能实现的显示效果与本发明中所涉及的结构及原理相同(附图 4)，其设计结构形式为“塔形”结构表面增加向法线方向按等角度扩展而形成“球点状”阵列，其阵列形式可以为圆形、矩形、或多边形阵列方式，其阵列为矩形或多边形、圆形阵列时，可不心阵列，可不同间距阵列，其“球点状”结构体成型于原有“塔形”结构体表面，包括但不限于球点状，如条状，环状，或其它多边形结构，均可实现本替代方案效果，并且结构形成形式不仅限于延光源法线方向外凸，按本发明技术方案介绍中的原理，其结构形式可以向光源法线方向缩进，所使用的原理与实现效果与本替代方案相同；其“球点状”结构体成型于原有结构内壁顶部，包括但不限于球点状，如条状，环状，或其它多边形结构，均可实现本替代方案效果，并且结构形成形式不仅限于延光源法线方向外凸，按本发明技术方案4介绍中的原理，其结构形式可以向光源法线方向缩进，所使用的原理与实现效果与本替代方案相同。根据此处的替代方案结构所示，其可以更好的分解外界磕碰的力，因其复杂的透镜结构4而形成的表面“球点状”结构可以在显示内容时实现微透镜阵列分散原有光线，即增强显示的匀光效果，并进一步提高原显示亮度，将匀光效果分解为多点阵列的高亮区，用以更好的消除拍摄摩尔纹现象。

如图5所示，实施方式的替代透镜体结构，将类似“新月”透镜体的多组透镜直接重叠，保留原支架部分不变，图中R1、R2、R3、R4均不相同，0 为透镜设计的圆心，L2为LED灯的高度，a为根据材料的透光率/LED发光强度得出的均值换算的角度，可以相同，也可以不同；图中所示的每层类似“新月”透镜的透镜体为不同厚度，不同曲率，不同焦距，不同心的多层透镜组合，其实际产品中可以根据需要按相同厚度，不同曲率，不同焦距圆心相合的方式组合(此处共列举一种结构，本方案包括但不限于以上组合方式，算法上，上述任意组合方式所得出的结果均为相同实现效果及功能)。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：包括按一定间距阵列组合的LED发光体，通过将发光体阵列组合形成整体的LED显示屏，所述的LED发光体包括LED发光二极管、透镜体和PCB板，LED发光二极管设置在PCB板上，透镜体设置在PCB板上，且透镜体罩设在整个LED发光二极管上，所述透镜体包括透镜支架和透镜结构，透镜支架罩设整个LED发光二极管后安装在PCB板上，透镜结构位于透镜支架的正上方固定设置。

2.根据权利要求1所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜结构呈塔形结构设置。

3.根据权利要求1所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜支架位于PCB板的一端设置有导热槽。

4.根据权利要求1所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的PCB板上对应于透镜支架处设置有定位槽，所述定位槽内设置有与透镜支架匹配定位的定位结构。

5.根据权利要求4所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述定位槽内设置有粘接胶，通过粘接胶将透镜支架与PCB板固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜体由疏水聚碳酸脂制成。

7.根据权利要求1所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜支架内部对应于LED发光二极管处的空腔壁呈10级及以上光滑度设置。

8.根据权利要求7所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜支架内部对应于LED发光二极管处的空腔壁顶部呈平面设置。

9.根据权利要求7所述的一种消除摩尔纹并提高混光效果的LED显示屏，其特征在于：所述的透镜支架外表面呈磨砂面设置。

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