[实用新型]新型LED背光源灯箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LED灯箱，特别是一种采用LED光源的广告灯箱或者指示灯箱，属于LED发光技术领域。 

背景技术

目前市场上的灯箱多数以日光灯管作为背光源，但是由于其单位功耗大、照射面不均匀、寿命短，这些弊端直接影响了其市场地位。由于LED的光效不断提高，而且其寿命远超过日光灯管，所以LED背光源灯箱是目前替代日光灯管的最佳选择。 

目前市场上的LED灯箱有两种，一种是以0.06W-0.5W的小功率LED作为照明光源，由于其LED颗数繁多，所以降低了整体灯箱寿命的可靠性，而且成本很高；另一种是以大功率LED作为照明光源，但是由于没有合理的配光设计，所以为了保证灯箱的均匀度而使得LED光源分布的间距过小，导致模块数量增加，降低了灯箱寿命的可靠性，且在图案层前必须加一个有光扩散作用的非透明板材，使得亮度均匀，但是降低了灯箱的系统光利用率，而且提高了灯箱成本。另外，上述两种方案中，当照明光源有一个模块或者多个模块死灯后，在照射表面会较明显的被人眼察觉出有暗区，直接影响了灯箱照明效果。 

常见的LED光源，其光强分布与出光角的余弦成正比，LED光源所发出的光线在被照表面上所形成的照度随出光角的增大而迅速衰减。LED光源可看作是一种180度角度出光的具有朗伯特性的光源，光强分布中心强、周边减弱。如果不对LED光源的特性进行二次光学设计，这样的光强分布很难满足功能照明用途的需求，大量无效光的存在不仅使光能损失大，也大大降低了照明效果。 

发明内容

本实用新型所述的LED背光源灯箱即是针对现有的LED灯箱存在的缺陷，提供一种新型LED背光源灯箱，在灯箱内增设能够将LED光源发出的光线进行二次分配的透镜，这样就大大减少了灯箱中LED光源的数量，使得所述的灯箱具有更低的能耗、更高的亮度均匀性、更高的系统可靠性，而且即使有一个或者多个非相连的发光单元失效，也不易被察觉出。 

所述的新型LED背光源灯箱，通过特殊设计的透镜，将LED光源固有的朗伯型配光分布改变为圆盘状广角配光分布，并由这样的LED发光单元构成稀疏阵列对图案层形成均匀照明。 

具体来说，本实用新型所述的LED背光源灯箱，由灯箱箱体和电源组成，灯箱箱体包括由灯箱背面和四个侧面组成的灯箱外框、位于灯箱箱体内部的基板、灯箱盖以及位于灯箱前面的图案层，其特征在于：所述的基板上具有多个LED发光单元，基板的背面设有热沉，所述的LED发光单元包括LED光源和位于LED光源前方的能够将LED光源固有的朗伯型配光分布改变为圆盘状广角配光分布的透镜，所述的电源和LED光源电连接。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的LED发光单元可以阵列排布构成LED发光模组。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的LED发光单元的数目为每平方米35-70个。单元数量越多，节能效果越好，均匀性越好，但成本会相应的增高。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的透镜为一旋转体，包括有一入射面及一出射面，所述的LED透镜入射面设置有一个凹坑，凹坑内曲面为一个由平滑曲线旋转构成的旋转面，曲面顶部平滑过渡，LED光源设置在凹坑内；所述的出射面为平滑过渡的旋转面，中心为一凹面，凹面向外过渡逐渐凸起后 在边沿向下弯曲。 

所述的透镜高为H，外曲面深度为t，内曲面高度为h，透镜底部直径为D，凹槽的底部直径为d；所述的各个数值关系为：d/2＜h＜d；D/5＜H＜D/2；H/10＜t＜H/4；2d＜D＜5D；所述的内、外曲面轮廓线为离散点拟合而成的3阶以上高次函数曲线。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的LED光源包括RGB三色光源和白光源。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的LED光源采用功率在0.3W以上的LED光源。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的图案层采用不完全透光的材料制成，尤其是透光率小于60％的材料，例如可以是由两层透明PC塑胶中间夹一层透光材料构成。 

所述的LED背光源灯箱，其特征在于：所述的图案层上印有各种图案。 

本发明通过全新的透镜设计，可将LED光源的朗伯配光分布转化成扁平盘状配光分布，使得光线倾向两侧分布，中心光强削弱，边缘光强增强，从而在受照平面形成大角度范围均匀光斑。 

广角配光透镜的设计步骤： 

1)确定经过透镜后的配光曲线；