本實(shí)用新型涉及顯示裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著LED(發(fā)光二極管的簡稱)補(bǔ)光的產(chǎn)品日益增多，其應(yīng)用場合也越來越多，如白光監(jiān)控?cái)z像機(jī)、手機(jī)后置相機(jī)、LED顯示屏、平安城市報(bào)警指示設(shè)備、交通指示牌等都需要增加LED補(bǔ)光裝置。尤其在報(bào)警指示領(lǐng)域，對(duì)于報(bào)警指示裝置的低功耗、低成本需求日益增多，這就需要對(duì)一般的報(bào)警指示裝置分別從補(bǔ)光光源和補(bǔ)光方式兩方面進(jìn)行創(chuàng)新，而本方案正是針對(duì)這一痛點(diǎn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有報(bào)警指示裝置補(bǔ)光的方法大多是通過專用控制模塊配合LED陣列的方式進(jìn)行報(bào)警指示字符的顯示，而這些方案往往成本較高，近處觀看字符連續(xù)度不高、存在離散現(xiàn)象，而且LED損壞時(shí)容易造成字符缺失，從而限制了報(bào)警指示裝置的小字符顯示，尤其對(duì)于小型報(bào)警指示裝置離散顯示很明顯。

因此，研發(fā)一款可靠性高、功耗低、成本低、壽命長、免維護(hù)的報(bào)警指示裝置顯得特別迫切，LED有光色純度好，發(fā)光顏色鮮明，易于信號(hào)識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)之上作進(jìn)一步改進(jìn)，本實(shí)用新型涉及一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置，滿足固定報(bào)警指示裝置字符顯示的連續(xù)性的同時(shí)做到設(shè)備的高可靠性和低功耗性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的。一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置，包括LED燈、LED補(bǔ)光燈控制電路、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路、環(huán)境光傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源電路、CPU處理器和顯示箱體，所述環(huán)境光傳感器與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接將采集到的光照強(qiáng)度通過進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)值，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與CPU處理器連接進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換數(shù)值與設(shè)定場景亮度閾值對(duì)比，所述CPU處理器根據(jù)閥值對(duì)比結(jié)果觸發(fā)LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路，所述LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路與LED補(bǔ)光燈控制電路連接，所述LED補(bǔ)光燈控制電路與LED燈連接控制補(bǔ)光亮度，所述LED燈通過LED燈座設(shè)置在顯示箱體頂面。所述的電源電路分別為LED燈、LED補(bǔ)光燈控制電路、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路、環(huán)境光傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、電源電路及CPU處理器提供電能。

一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置，當(dāng)環(huán)境光傳感器采集到的光照強(qiáng)度進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)值，通過CPU處理以后，根據(jù)具體應(yīng)用場景設(shè)定相應(yīng)閾值，當(dāng)觸發(fā)相應(yīng)閾值時(shí)，則LED燈輸出相應(yīng)的亮度，弱光照時(shí)，通過增強(qiáng)LED燈亮度從而達(dá)到低環(huán)境照度時(shí)報(bào)警指示裝置也清晰可辨，強(qiáng)光照時(shí)，在不影響指示牌顯示效果的同時(shí)，通過減弱LED燈亮度從而達(dá)到低熱耗和低能耗效果，既延長了LED燈的壽命又達(dá)到了節(jié)能的環(huán)保要求。

進(jìn)一步的，所述顯示箱體后板設(shè)置在固定板上，所述顯示箱體前板為玻璃或透明PC字符板。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境光傳感器設(shè)置在固定板上采集場景光照強(qiáng)度。

進(jìn)一步的，所述LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路包括LED驅(qū)動(dòng)電路和PWM調(diào)光電路。實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制集成功能。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有以下益效果：

該裝置采用少量高可靠、特殊發(fā)射角度、有色光的LED燈對(duì)透明玻璃或者透明PC進(jìn)行側(cè)面補(bǔ)光的方式進(jìn)行補(bǔ)光，而且采用環(huán)境光傳感器感知環(huán)境光的強(qiáng)弱程度，并通過PWM調(diào)光電路的調(diào)光方式進(jìn)行調(diào)節(jié)LED燈的強(qiáng)弱和開關(guān)，從而達(dá)到各項(xiàng)需求的滿足，尤其適用于報(bào)警指示裝置的較小固定字符顯示和小型固定報(bào)警指示裝置。

基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)變化的設(shè)計(jì)，用于報(bào)警指示裝置結(jié)構(gòu)簡單，各部件因地制宜的兼容性較強(qiáng)，方便生產(chǎn)加工，可以快速進(jìn)行批量生產(chǎn)；

本發(fā)明中采用少量LED燈而形成整體補(bǔ)光的顯示效果，節(jié)約產(chǎn)品成本的同時(shí)也節(jié)約了后期維護(hù)成本，更加針對(duì)字符顯示的連續(xù)性進(jìn)行了重點(diǎn)創(chuàng)新；

采用LED燈亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)變化，延長器件壽命長的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的作用，即其具有高可靠性和低功耗性。

【附圖說明】

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置的工作原理示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置正面結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置LED側(cè)面補(bǔ)光效果圖。

圖中的附圖標(biāo)記及對(duì)應(yīng)名稱：

1-LED燈1，2-LED補(bǔ)光燈控制電路，3-LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路，4-環(huán)境光傳感器，5-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，6-電源電路，7-CPU處理器，8-顯示箱體，9-LED燈座，10-固定板，11-字符板，12-不透光的面。

【具體實(shí)施方式】

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例：

圖1-3所示的一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置，包括LED燈1、LED補(bǔ)光燈控制電路2、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3、環(huán)境光傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5、電源電路6、CPU處理器7和顯示箱體8，所述環(huán)境光傳感器4與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5連接將采集到的光照強(qiáng)度通過進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)值，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5與CPU處理器7連接進(jìn)行ADC轉(zhuǎn)換數(shù)值與設(shè)定場景亮度閾值對(duì)比，所述CPU處理器7根據(jù)閥值對(duì)比結(jié)果觸發(fā)LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3，LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3與LED補(bǔ)光燈控制電路2連接，LED補(bǔ)光燈控制電路2與LED燈連1接控制補(bǔ)光亮度，LED燈1通過LED燈座9設(shè)置在顯示箱體8頂面；電源電路6分別為LED燈1、LED補(bǔ)光燈控制電路2、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3、環(huán)境光傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5、電源電路6及CPU處理器7提供電能。顯示箱體8后板設(shè)置在固定板10上，顯示箱體8前板采用玻璃或透明PC制成的字符板11。環(huán)境光傳感器4設(shè)置在固定板10上采集場景光照強(qiáng)度。LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3包括LED驅(qū)動(dòng)電路和PWM調(diào)光電路。

圖2-3所示的，顯示箱體8采用的長方體半透明字符板是由紅色“緊急報(bào)警”字樣采用玻璃絲印工藝均勻地鑲嵌在透明鋼化玻璃或透明PC的正面，如圖2所示的，字符板11即為長方體半透明字符板；字符板11上設(shè)置有玻璃絲印文字“緊急報(bào)警”，其位于顯示箱體8的長方體正面；另外，顯示箱體8除了長方體上側(cè)面和正面為透光面，而其余面均通過黑色油漆做了不透光處理。

圖2-3所示的，所述基于LED側(cè)面補(bǔ)光裝置還包括黑色實(shí)體LED燈座9、黑色背膠泡棉材質(zhì)的固定板10、固定配件和3M雙面膠，如圖2所示，實(shí)施采用6個(gè)黑色實(shí)體LED燈座，配套的6顆LED燈1，所述黑色實(shí)體LED燈座9的目的有：一是防止LED光束反射回來造成光損耗；二是將LED光束按固定方向和角度發(fā)射到長方體半透明字符板的上側(cè)面，從而入射到半透明字符板內(nèi)部。所述黑色背膠泡棉(如圖2所示的固定板10)、固定配件和3M雙面膠用于固定電路板組和半透明字符板，并起到防塵、防水作用。

本實(shí)例采用的是6顆LED燈1加6個(gè)黑色實(shí)體LED燈座9，對(duì)應(yīng)的長方體半透明字符板11的總長度為108mm左右，寬度為36mm，經(jīng)過測試驗(yàn)證，在寬度一定的情況下，每顆110度的LED能夠補(bǔ)光的字符板長度為18mm左右，也就是小于等于18mm間距設(shè)置1顆LED達(dá)到的補(bǔ)光效果比較均勻，大于18mm之后就會(huì)出現(xiàn)一定程度上的未補(bǔ)光區(qū)域。另外，考慮簡化設(shè)計(jì)的話，6個(gè)黑色實(shí)體LED燈座9也可以設(shè)計(jì)成連成一體開6個(gè)孔位的燈座。

在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，所述指示裝置工作時(shí)，系統(tǒng)總電源啟動(dòng)，給各個(gè)模塊上電，整個(gè)以CPU處理器7為中心的系統(tǒng)正常啟動(dòng)之后，環(huán)境光傳感器4實(shí)時(shí)采集光照強(qiáng)度的模擬量，并傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換電路5，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5將其模擬量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)字量，然后通過CPU處理器7處理以后，轉(zhuǎn)化為光照強(qiáng)度的數(shù)值表，根據(jù)具體應(yīng)用場景設(shè)定相應(yīng)閾值，具體表現(xiàn)為：環(huán)境光照的強(qiáng)度級(jí)別最強(qiáng)為10級(jí)，最弱為0級(jí)關(guān)閉；如圖3所示，LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3可以完成對(duì)LED燈1的控制。即可以將LED燈設(shè)置為10級(jí)到0級(jí)的亮度可調(diào)等級(jí)；按常理來講，環(huán)境光照與補(bǔ)光強(qiáng)度成反比變化，即環(huán)境光越強(qiáng)則LED補(bǔ)光的強(qiáng)度越弱，反之亦然。當(dāng)指示裝置所在場景處于最強(qiáng)光照由10級(jí)到0級(jí)變化時(shí)，而LED燈1的補(bǔ)光亮度則相反的由0級(jí)到10級(jí)進(jìn)行變化，例如正午時(shí)分，環(huán)境光照10級(jí)對(duì)應(yīng)LED燈1亮度0級(jí)；午夜時(shí)分，環(huán)境光照0級(jí)對(duì)應(yīng)LED燈1亮度10級(jí)。如圖1所示，LED燈1、LED補(bǔ)光燈控制電路2、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3、環(huán)境光傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5、電源電路6、CPU處理器7之間通過傳輸線纜和接插件連接。如圖3所示，隨環(huán)境光照而不斷變化的LED燈1光束通過黑色LED燈座9形成的固定光路通道，在水平110度和垂直40度的LED燈自身角度的限制下，損失極小光束的情況下，最大范圍的發(fā)射到較窄的長方體半透明字符板的上側(cè)面；在長方體半透明字符板內(nèi)部進(jìn)行折射和反射，最終在長方體半透明字符板的帶絲印字符的透明正面形成均勻發(fā)光的效果。而字符板均勻的發(fā)光效果在最前端環(huán)境光傳感器的由強(qiáng)到弱變化下，也相應(yīng)的由弱到強(qiáng)進(jìn)行均勻變化。

優(yōu)選地，對(duì)于長方體半透明字符板，如圖2或3所示，根據(jù)玻璃或透明PC等均勻材質(zhì)的光線折射原理，將LED燈光束由固定通道通過透明鋼化玻璃或透明PC的上側(cè)面進(jìn)入均勻介質(zhì)中不斷產(chǎn)生折射和反射，最終光束發(fā)射到另外4個(gè)不透光的面12而進(jìn)行反射或者被吸收一部分，整個(gè)光通路只能向著正面的透明表面溢出，從而產(chǎn)生整個(gè)長方體透明字符板均勻發(fā)光的效果。其中，所述LED燈是交通燈中常用的橢圓形紅色LED燈，其價(jià)格相對(duì)低廉但是光色純度好、發(fā)光顏色鮮明、易于信號(hào)識(shí)別，而且壽命長、抗干擾能力強(qiáng)，所述LED燈的橫截面為最大直徑5.2mm的橢圓形，其水平發(fā)射角度為110度，垂直發(fā)射角度為40度，這樣的發(fā)射角度正好滿足厚度較薄的長方體透明字符板的透光要求。另外，本裝置的玻璃絲印文字“緊急報(bào)警”采用的是連續(xù)筆畫的漢字字符而不是由單個(gè)LED構(gòu)成離散點(diǎn)的形式組成的字符，所以其字符顯示的連續(xù)性較強(qiáng)，尤其適合用在需要近處觀看也能較好顯示字符線條的場景。

本發(fā)明還提供了一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的報(bào)警指示的控制方法，所述長方體半透明字符板是由紅色或者其他顏色“XXXX”字樣采用絲印工藝均勻地鑲嵌在透明玻璃或透明PC的正面，另外，長方體半透明字符板除了長方體上側(cè)面和正面為透光面，而其余面均通過黑色油漆或其他工藝做不透光處理。

本實(shí)用新型一種基于LED側(cè)面補(bǔ)光和亮度隨環(huán)境光自適應(yīng)的顯示裝置，LED補(bǔ)光燈控制電路2、LED驅(qū)動(dòng)及調(diào)光控制電路3、環(huán)境光傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5和CPU處理器7均采用現(xiàn)有技術(shù)的模塊或集成電路，以能實(shí)現(xiàn)其功能為準(zhǔn)，不作為本申請(qǐng)的保護(hù)點(diǎn)。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。