[發明專利]基于二次光學透鏡的超薄高速公路情報板節能顯示模組

有效

• 申請號: 202011535318.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112270897B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 楊亞興;黃銳;夏玉峰
• 申請（專利權）人: 江蘇金曉電子信息股份有限公司
• 主分類號: G09F9/33
• 分類號: G09F9/33
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學彪

本發明涉及基于二次光學透鏡的超薄高速公路情報板節能顯示模組，屬于光學投射技術領域。PCB板設置若干個LED燈，面罩開設若干個與LED燈對應的燈孔，面罩、PCB板以及底殼依序貼合，led燈插入燈孔；每個LED燈套有透鏡，LED燈發出的光線通過透鏡進行匯聚和混光；水平方向上，匯聚后的光線通過表面若干組自由曲面的條形結構控制光線進行橫向擴散和混光，達到使用光束寬度；垂直方向上，光線匯聚后的光線通過表面斜度的調整使得光線發生偏折。本發明采用杯碗的透鏡方式，減少了導光柱的長度從而實現超薄，占用更小的安裝空間。通過套件和光路兩個方面的設計，使得光路獨立且清晰，光源與光源之間沒有光干擾，整體一致性和對比度都高于同類產品。

技術領域

本發明涉及一種基于二次光學透鏡的超薄高速公路情報板節能顯示模組，屬于光學投射技術領域。

背景技術

LED顯示產品通過LED器件表面進行出光，一般常用的顯示器件為SMD LED器件，為了提升人們在不同角度的觀看效果，其出光角度會盡量做大，在120度以上，這樣當人們從不同角度觀看時均會有一個不錯的顯示體驗。

在很多商顯領域，LED的出光視角越大越好，如商場、舞臺、會議室等，但在另外一些應用領域，卻恰恰相反，大視角出光勢必會對不需要觀看顯示屏的人員造成光污染或光損傷，例如高速公路、收費站等，這些場合只需要固定小角度的人觀察即可，其它角度的光線將造成光浪費。

現市場上，人們通過使用LED透鏡，將LED顯示器件的出光角度進行縮小，達到70度甚至更小，通過對透鏡特殊設置，可將LED的不同角度的光線聚集在透鏡內，后經透鏡出光面進行小角度出光，大大提高了光線利用率。

現LED透鏡的結構為較長的倒斜柱體，一般透鏡高度在30mm左右，光線經過透鏡內部時，較長的距離可使光線在透鏡內部經過多次折射，增加混光均勻性，后將該透鏡安裝在LED顯示模組表面，但由于透鏡高度過大，會使模組的厚度也大大增加，嚴重違背LED顯示朝輕薄方向發展。

同時，傳統的透鏡在生產工藝上較為繁瑣，采用單個或小方塊樣式的透鏡安裝，采用超聲波焊接的方式固定，最后表面進行灌膠封裝處理從而達到戶外使用的防護等級。生產周期長使用工序復雜且產能底下。面罩沒有經過特殊設計，對比度較差且有很強烈的拼接塊狀感，設計單一從外形上沒有很好的辨識度。

因此，需要一種基于二次光學透鏡的超薄高速公路情報板節能顯示模組。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于二次光學透鏡的超薄高速公路情報板節能顯示模組，其具體技術方案如下：包括面罩、PCB板和底殼，PCB板設置有若干個LED燈，面罩開設若干個與LED燈對應的燈孔，面罩、PCB板以及底殼依序貼合，LED燈插入燈孔；每個LED燈套有透鏡，LED燈發出的光線通過透鏡進行匯聚和混光；水平方向上，匯聚后的光線通過表面5組自由曲面的條形結構控制光線進行橫向擴散和混光，達到使用光束寬度；垂直方向上，光線匯聚后的光線通過表面斜度的調整使得光線發生偏折。

進一步的，透鏡為杯碗結構，包括圓臺型的光源進入座和圓筒形的光源發出筒，光源進入座的底部開設光源安置槽，光源安置槽為筒狀結構，其靠近透鏡的側面向中心凹陷呈圓弧面，另一個相對面為平面；光源發出筒的出光面為傾斜面，且傾斜面表面設有磨砂顆粒。超薄杯碗結構設計，通過燈杯的反射對光線進行收束聚攏，使得原先較大的發光角度進行優化集中，整合到實際產品需要的可視角度類。即避免了無效角度內的光線損失，又增加了有效角度內的光線強度。透鏡出光面表面做磨砂顆粒處理，使得多種顏色混光更加均勻。經過透鏡光線優化后理論上亮度增加了5倍，這使得LED發光模組可以以更低的功耗來達到所需的亮度，從而起到節能的功能。