基于二次光学透镜的超薄高速公路情报板节能显示模组的制作方法

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本发明涉及一种基于二次光学透镜的超薄高速公路情报板节能显示模组，属于光学投射技术领域。


背景技术：

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led显示产品通过led器件表面进行出光，一般常用的显示器件为smd led器件，为了提升人们在不同角度的观看效果，其出光角度会尽量做大，在120度以上，这样当人们从不同角度观看时均会有一个不错的显示体验。
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在很多商显领域，led的出光视角越大越好，如商场、舞台、会议室等，但在另外一些应用领域，却恰恰相反，大视角出光势必会对不需要观看显示屏的人员造成光污染或光损伤，例如高速公路、收费站等，这些场合只需要固定小角度的人观察即可，其它角度的光线将造成光浪费。
[0004]
现市场上，人们通过使用led透镜，将led显示器件的出光角度进行缩小，达到70度甚至更小，通过对透镜特殊设置，可将led的不同角度的光线聚集在透镜内，后经透镜出光面进行小角度出光，大大提高了光线利用率。
[0005]
现led透镜的结构为较长的倒斜柱体，一般透镜高度在30mm左右，光线经过透镜内部时，较长的距离可使光线在透镜内部经过多次折射，增加混光均匀性，后将该透镜安装在led显示模组表面，但由于透镜高度过大，会使模组的厚度也大大增加，严重违背led显示朝轻薄方向发展。
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同时，传统的透镜在生产工艺上较为繁琐，采用单个或小方块样式的透镜安装，采用超声波焊接的方式固定，最后表面进行灌胶封装处理从而达到户外使用的防护等级。生产周期长使用工序复杂且产能底下。面罩没有经过特殊设计，对比度较差且有很强烈的拼接块状感，设计单一从外形上没有很好的辨识度。
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因此，需要一种基于二次光学透镜的超薄高速公路情报板节能显示模组。


技术实现要素：

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为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于二次光学透镜的超薄高速公路情报板节能显示模组，其具体技术方案如下：包括面罩、pcb板和底壳，pcb板设置有若干个led灯，面罩开设若干个与led灯对应的灯孔，面罩、pcb板以及底壳依序贴合，led灯插入灯孔；每个led灯套有透镜，led灯发出的光线通过透镜进行汇聚和混光；水平方向上，汇聚后的光线通过表面5组自由曲面的条形结构控制光线进行横向扩散和混光，达到使用光束宽度；垂直方向上，光线汇聚后的光线通过表面斜度的调整使得光线发生偏折。
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进一步的，透镜为杯碗结构，包括圆台型的光源进入座和圆筒形的光源发出筒，光源进入座的底部开设光源安置槽，光源安置槽为筒状结构，其靠近透镜的侧面向中心凹陷呈圆弧面，另一个相对面为平面；光源发出筒的出光面为倾斜面，且倾斜面表面设有磨砂颗粒。超薄杯碗结构设计，通过灯杯的反射对光线进行收束聚拢，使得原先较大的发光角度进
行优化集中，整合到实际产品需要的可视角度类。即避免了无效角度内的光线损失，又增加了有效角度内的光线强度。透镜出光面表面做磨砂颗粒处理，使得多种颜色混光更加均匀。经过透镜光线优化后理论上亮度增加了5倍，这使得led发光模组可以以更低的功耗来达到所需的亮度，从而起到节能的功能。
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进一步的，面罩和pcb板之间设置有透镜板，透镜设置于透镜板上。透镜板朝向pcb板的面使用横竖栏杆分割呈若干个发光单元，横竖栏杆表面磨砂。本结构采用防光干扰设计，光路独立清晰，每个独立发光透镜采用横竖栏杆 隔开，所有栏杆均采用磨砂设计，防止发光单元之间出现光路干扰，同时壳体底部采用全包覆式设计 ，进一步增加了模块与模块之间的独立性。使得每个显示单元光路更加独立清晰。
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进一步的，面罩表面进行网格化划分成若干个发光模块，每个发光模块采用横竖筋条以减少发光模块的拼接感。每个横筋都是三角形横纹齿条，通过调节三角形角度最大化向上反射阳光，从而增加整体对比度。
[0012]
进一步的，灯孔位于发光模块的中心，每个灯孔的边缘设有帽檐，每个帽檐的厚度从顶部中心向两侧逐渐件少呈月牙形。帽檐既遮挡了上方阳光直射也不影响左右的发光视角。
[0013]
进一步的，还包括密封圈，所述密封圈设置于底壳的底部；所述底壳采用透明件实现全包覆。
[0014]
本发明的有益效果是：1.本发明采用杯碗的透镜方式，减少了导光柱的长度从而实现超薄，占用更小的安装空间。
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2.通过套件和光路两个方面的设计，使得光路独立且清晰，光源与光源之间没有光干扰，整体一致性和对比度都高于同类产品。
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3.生产工艺便捷，相较于传统的户外模组，不需要采用灌胶的工艺，极大的减少了生产周期和难度，提高了生产效率。
附图说明
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图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的透镜的侧视图，图3是本发明的面罩的放大图，图4是透镜板的背部结构图，图5是现有技术中的透镜光路图；图6是本发明的透镜光路图。
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图中：1-面罩，10-灯孔，101-帽檐，20-led灯，2-pcb板，3-底壳，4-透镜，41-光源进入座，42-光源发出筒，40-光源安置槽，5-透镜板，6-密封圈。
具体实施方式
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现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]
如图1所示，包括面罩1，面罩1的表面通过网格化分隔，分隔若干个排布成阵列状
的发光模块，每个发光模块的中心开设灯孔10，灯孔10的边缘环布帽檐101，帽檐101呈月牙形。两侧月牙角在灯孔10下方渐渐消失，同时高度渐变，从上方顶部中心逐渐向两侧变薄，如图3所示。发光模块外表面设有若干个三角形横纹齿条，通过调节三角形角度最大化向上反射阳光，从而增加整体对比度。
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透镜板5，透镜板5用于安装透镜4。透镜板5的背面使用横竖栏杆挡光条将透镜板5分隔为若干个发光模块，每个发光模块内安装一个透镜4。如图2所示，透镜4包括圆台型的灯杯和圆筒型的出光筒，出光筒伸出至透镜板5外，其余部分埋于透镜板5中。灯杯底部开设一个光源安置槽40，光源安置槽40为圆筒形，一侧为平面，另一侧为向中心凹陷的圆弧面。出光筒设有倾斜面，其表面设有磨砂颗粒，并且设有竖向条纹。
[0022]
pcb板2，设有若干个凸出的led灯20，本实施例中，led灯20选用发光二极管2727的表贴灯管。灯管插入光源安置槽40内。
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底壳3的底部设有密封圈6。本实施例的安装过程为首先把pcb用自攻螺钉固定在透镜板5上，在透镜板5边上安装一圈密封圈6在通过自攻螺钉背打安装到底壳3，最后安装面罩1和底壳密封圈6完成整个模组的安装。不需要采用灌胶的工艺 ，极大的减少了生产周期和难度，提高了生产效率。
[0024]
如图5和图6所示，图5是现有技术中未经过优化的透镜的光路图，图6是本实施例的经过优化的透镜的光路图，超薄杯碗结构设计，通过灯杯的反射对光线进行收束聚拢，使得原先较大的发光角度进行优化集中，整合到实际产品需要的可视角度类。即避免了无效角度内的光线损失，又增加了有效角度内的光线强度。透镜出光面表面做磨砂颗粒处理，使得多种颜色混光更加均匀。经过透镜光线优化后理论上亮度增加了5倍，这使得led发光模组可以以更低的功耗来达到所需的亮度，从而起到节能的功能。
[0025]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0026]
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
[0027]
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
[0028]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。