CN105047098A - 一种直下式led双面广告灯箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直下式LED双面广告灯箱，包括二个LED灯组、灯组支架与出光箱体，所述灯组支架安装于所述出光箱体内，所述出光箱体包括二个出光面，所述二个LED灯组安装于所述灯组支架并分别沿二个出光面的方向出光，所述LED灯组包括铝基板、若干个LED灯，所述LED灯以等边三角形阵列的形式设置于所述铝基板；还包括若干个扩散透镜，所述扩散透镜覆盖安装于各LED灯上，以将LED灯发出的光以一定角度发散出射。本发明通过改进双面广告灯箱的照明光源，将LED灯按照等边三角形阵列进行排布后使用扩散透镜扩散出射，实现了均匀高效的照明效果，更加适合实际实用。

Description

一种直下式LED双面广告灯箱

技术领域

本发明涉及一种直下式LED双面广告灯箱，特别是涉及一种通过LED灯等边三角形阵列及扩散透镜实现照明的直下式LED双面广告灯箱。

背景技术

户外广告灯箱通常由构架及面罩，印刷载体，照明光源三部分组成。传统的户外广告灯箱通常使用荧光灯光作为照明光源，随着LED照明技术的发展，LED光源凭借其使用寿命长、光效高、耗能低、体积小、安装维护简单等优点，逐渐成为了荧光灯管的理想替代品。

与广告灯箱尺寸相比，LED光源极小，为了给大型双面广告灯箱提供光源，通常采用：

(1)使用直下式LED照明光源，由于LED灯出光角度较小，为了使照明均匀，需要将较多的LED灯紧密排布在一起，叠加实现照明，这样容易造成大量的热量积聚，稳定性差且成本增加；

(2)使用侧入式LED照明光源，在灯箱的两侧放置高功率的LED灯，通过两块网点相对放置的导光板，将LED光源经过网点散射后从两个出光面射出，实现双面出光，但是这种方法结构复杂，大大增加了广告灯箱的重量及耗能，并且当制作大尺寸广告箱时，使用导光板的方式，光照均匀度达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种直下式LED双面广告灯箱，通过将LED灯按照等边三角形阵列进行排布后使用扩散透镜扩散出射，以较少数量的LED灯实现了均匀高效的照明效果，更加适合实际实用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种直下式LED双面广告灯箱，包括二个LED灯组、灯组支架与出光箱体，所述灯组支架安装于所述出光箱体内，所述出光箱体包括二个出光面，所述二个LED灯组安装于所述灯组支架并分别沿二个出光面的方向出光，所述LED灯组包括铝基板、若干个LED灯，所述LED灯以等边三角形阵列的形式设置于所述铝基板；还包括若干个扩散透镜，所述扩散透镜覆盖安装于各LED灯上，以将LED灯发出的光以一定角度发散出射。

优选的，所述扩散透镜的内表面为一椭球面，所述扩散透镜的外表面为通过分段拟合的自由曲面，以通过调整所述LED灯的出光角度使出光面上的光斑照度均匀。

所述扩散透镜分段拟合的方法为：通过将LED灯的出光角度划分为光通量均等的角度区间，同时也根据LED灯的照明模型将出光面划分为相同数量的等面积出光区域，将角度区间与出光区域一一对应求解出外曲面各分段的曲率半径，即可拟合获得外曲面的自由曲面函数。

优选的，所述椭球面的长轴方向垂直于出光面方向，且长轴与短轴的比值大于2:1。

优选的，所述LED灯经扩散透镜发散出射后的出光角度大于140度。

优选的，所述扩散透镜包括卡槽连接部，所述铝基板对应地设有卡槽，所述卡槽连接部与所述卡槽相互卡接。

优选的，所述LED灯通过EMC封装安装于所述铝基板上。

优选的，所述铝基板为多个条形铝基板，所述灯组支架设有安装槽，所述条形铝基板通过该安装槽固定于所述灯组支架。

优选的，还包括出光外板，所述出光外板通过夹具固定于所述灯组支架，以构成所述出光箱体的出光面。

优选的，还包括广告海报，所述灯组支架设有转轴，所述广告海报通过该滚轴滚动播放。

本发明的有益效果是：通过将LED灯以等边三角形阵列的形式固定安装，所述扩散透镜覆盖安装于所述LED灯上，以将LED灯光以一定角度扩散出射至空间中，三角形阵列中的每一个LED灯与相邻的灯之间距离相等，由扩散透镜扩散出射后实现了出光面的均匀照明，不易形成光斑；同时，如此设计的LED双面广告灯箱，减少了LED灯的使用数量，且LED灯的排布较为分散，利于灯箱的散热，稳定性高，更加适用于实际使用需求。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种直下式LED双面广告灯箱不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的***示意图；

图2是本发明的结构示意图一(LED灯阵列示意图)；

图3是本发明的结构示意图二(侧视图)；

图4是本发明的扩散透镜的结构示意图；

图5是本发明的铝基板的结构示意图；

图6是本发明的广告海报的结构示意图；

图7是本发明的原理示意图一；

图8是本发明的原理示意图二。

具体实施方式

实施例

请参见图1至图6所示，本发明所述的一种直下式LED双面广告灯箱，包括二个LED灯组1、灯组支架2与出光箱体，所述灯组支架2安装于所述出光箱体内，所述出光箱体包括二个出光面，所述二个LED灯组1安装于所述灯组支架2并分别沿二个出光面的方向出光，所述LED灯组1包括铝基板12、若干个LED灯11，所述LED灯11以等边三角形阵列的形式设置于所述铝基板12；还包括若干个扩散透镜4，所述扩散透镜4覆盖安装于各LED灯11上，以将LED灯11发出的光以一定角度发散出射。

所述铝基板12为多个条形铝基板，所述灯组支架设有安装槽21，所述条形铝基板12通过该安装槽21固定于所述灯组支架2。所述灯组支架2包括三个支撑件23，所述安装槽21分别设置于该支撑件23上，所述三个支撑件23通过安装槽21分别与所述条形铝基板12的两侧和中部相卡接，以在起到支撑固定作用的同时兼顾散热。

所述LED灯阵列排布形式如图2所示，本实施例以安装28个LED灯的状况为例，将LED灯组分为6个LED灯的灯组与5个LED灯的灯组，6个LED灯的灯组与5个LED灯的灯组交错设置，以使每个LED灯之间的距离相等，形成等边三角形阵列。以其中之一的6个LED灯的灯组12a与5个LED灯的灯组12b为例，两灯组的LED灯位置交错设置，以使相邻的LED灯11a、LED灯11b、LED灯11c互相等距离，构成一等边三角形，整个灯组构成等边三角形阵列。

对LED等数量及排布做出的简单修改均落入本发明的保护范围。

优选的，所述扩散透镜4的内表面41为一椭球面，所述扩散透镜4的外表面42为通过分段拟合的自由曲面，以通过调整所述LED灯11的出光角度使出光面上的光斑照度均匀。

所述扩散透镜4分段拟合的方法为：通过将LED灯的出光角度划分为光通量均等的角度区间，同时也根据LED灯的照明模型将出光面划分为相同数量的等面积出光区域，将角度区间与出光区域一一对应求解出外曲面42各分段的曲率半径，即可拟合获得外曲面42的自由曲面函数。

优选的，所述椭球面的长轴方向垂直于出光面方向，且长轴与短轴的比值大于2:1。

优选的，所述LED灯11经扩散透镜发散出射后的出光角度大于140度。

优选的，所述扩散透镜4包括卡槽连接部43，所述铝基板12对应地设有卡槽121，所述卡槽连接部43与所述卡槽121相互卡接。

优选的，所述LED灯11通过EMC封装安装于所述铝基板12上。更进一步的，所述LED灯11通过EMC封装安装于所述铝基板12上。EMC封装(EpoxyMoldingCompound)是采用新的Epoxy材料和蚀刻技术在Molding设备的封装下的一种高度集成化的框架形式。由于材料和结构的变化，所以它据有高耐热、抗UV、高度集成、通高电流、体积小的特点。

优选的，还包括出光外板31，所述出光外板31通过夹具22固定于所述灯组支架2，以构成所述出光箱体的出光面。

优选的，还包括广告海报5，所述灯组支架2设有转轴6，所述广告海报5通过该滚轴6滚动播放，广告海报与转轴6的配合关系参见图6所示。

所述扩散透镜的外表面42的自由曲面函数确定的具体方法如下，请参见图7至图8所示：

步骤1、求解等光通量出射角度划分序列θ₁，θ₂，...，θ_N：

LED灯11的出光强度满足：

I(θ)＝I₀cosθ；

式中θ为入射光线与Z轴的夹角，I₀为沿着Z轴光源的法向光强；

LED灯11的总光通量满足：

Φ_total＝2π∫I(θ)sinθdθ

将LED灯11的总光通量依出光角度均分为光通量均等N份，则出光角度与光通量的数值关系为：

$2\mathrm{\π}{\∫}_{{\mathrm{\θ}}_i}^{{\mathrm{\θ}}_{i+1}}I\left(\mathrm{\θ}\right)sin\mathrm{\θ}d\mathrm{\θ}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{total}}{N}$

联立上述公式，可求得式中θ₁，θ₂，...，θ_N的等光通量出光角度分割序列。

步骤2、求解出光面等光强面积半径划分序列，r₁，r₂，...，r_N：

根据如图8所示的LED灯光照模型，若LED灯光照在出光面上的最远光照距离为R_max，则可将光照区域划分为，0～R₁与R₁～R_max两部分，其总光通量满足：

${\∫}_0^{R_1}{E}_{0}2\mathrm{\π}rdr+{\∫}_{R_1}^{R}E\left(r\right)2\mathrm{\π}rdr={\mathrm{\Φ}}_{total}$

将光照区域等光通量划分为N份后，其中，半径0～R₁区域中，照明半径与光通量的数值关系满足：

${\∫}_{r_i}^{r_{i+1}}{E}_{0}2\mathrm{\π}rdr=\frac{E_0{{\mathrm{\πR}}_1}^2}{N_1}$

半径R1～Rmax区域中，照明半径与光通量的数值关系满足：

${\∫}_{r_i}^{r_{i+1}}2\mathrm{\π}rdr=\mathrm{\α}{\∫}_{r_{i+1}}^{r_{i+2}}2\mathrm{\π}rdr$

其中α为光强的衰减系数，初始值为1，通过迭代模拟与优化确定。

联立上述公式，可求得式中r₁，r₂，...，r_N的等光通量出光角度分割序列。

步骤3、根据序列θ_i与序列r_i的对应关系计算获得扩散透镜的外表面42的曲率序列ρ_i：

参照图7的折射关系，可通过序列θ_i与序列r_i对应求得外表面42的曲率序列ρ_i，通过计算机拟合即可获得外表面42的自由曲面函数。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种直下式LED双面广告灯箱，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种直下式LED双面广告灯箱，包括二个LED灯组、灯组支架与出光箱体，所述灯组支架安装于所述出光箱体内，所述出光箱体包括二个出光面，所述二个LED灯组安装于所述灯组支架并分别沿二个出光面的方向出光，其特征在于：所述LED灯组包括铝基板、若干个LED灯，所述LED灯以等边三角形阵列的形式设置于所述铝基板；还包括若干个扩散透镜，所述扩散透镜覆盖安装于各LED灯上，以将LED灯发出的光以一定角度发散出射。

2.根据权利要求1所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述扩散透镜的内表面为一椭球面，所述扩散透镜的外表面为通过分段拟合的自由曲面，以通过调整所述LED灯的出光角度使出光面上的光斑照度均匀。

3.根据权利要求2所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述椭球面的长轴方向垂直于出光面方向，且长轴与短轴的比值大于2:1。

4.根据权利要求2所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述LED灯经扩散透镜发散出射后的出光角度大于140度。

5.根据权利要求2所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述扩散透镜包括卡槽连接部，所述铝基板对应地设有卡槽，所述卡槽连接部与所述卡槽相互卡接。

6.根据权利要求1所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述LED灯通过EMC封装安装于所述铝基板上。

7.根据权利要求1所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：所述铝基板为多个条形铝基板，所述灯组支架设有安装槽，所述条形铝基板通过该安装槽固定于所述灯组支架。

8.根据权利要求1所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：还包括出光外板，所述出光外板通过夹具固定于所述灯组支架，以构成所述出光箱体的出光面。

9.根据权利要求1所述的一种直下式LED双面广告灯箱，其特征在于：还包括广告海报，所述灯组支架设有转轴，所述广告海报通过该滚轴滚动播放。