Способ и устройство магнитного крепления светодиодного модуля к светопрозрачному листу

Способ и устройство магнитного крепления светодиодного модуля к светопрозрачному листу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области наружной рекламы и может быть использовано для создания светодиодных рекламных видеоэкранов и светодиодных табло, устанавливаемых на поверхность стекол или светопрозрачных листов, изготовленных из других материалов.

Из существующего уровня техники известно устройство светодиодного модуля с прозрачной поверхностью - High-Transparent LED Display Module, 5 июль 2012, патент US 20120168789 A1 // Патентный поиск GOOGLE.

URL:httpshttps://www.google.com/patents/US20120168789 (дата обращения 11.05.2014). В устройстве присутствует несущая рама в виде металлической прямоугольной трубы; внутри рамы размещается электронная плата, управляющая светодиодами; на раме установлен лист из светопрозрачного материала, на который установлены светодиоды. Первым недостатком данной конструкции является низкое качество изображения вследствие просвечивания рамы и других инженерных элементов на низких уровнях яркости изображения. Вторым недостатком является потребность в опоре или подвесе для размещения таких модулей на поверхности светопрозрачного листа. Третьим недостатком является невозможность создавать с использованием подобного устройства экраны с высокой плотностью пикселей, так как в этом случае будет потеряна прозрачность. Четвертым недостатком является то, что данное техническое решение нацелено на решение иной технической задачи - обеспечивать прозрачность экрана.

Известен также способ крепления прозрачных светодиодных модулей, описанных выше, к светопрозрачному листу с использованием светопрозрачных крепежных элементов с резьбой. Крепежные элементы приклеиваются на светопрозрачный лист, к этим элементам с использованием болтового соединения прикручивается светодиодный модуль. Недостатком данного способа крепления является неоднородная передняя поверхность из-за размещения перед светодиодным модулем прозрачных крепежей. Невозможность создавать качественные экраны с высокой плотностью пикселей, так как между светодиодами должны размещаться крепежные элементы и болты.

Большинство устройств существующих светодиодных модулей не обладают возможностью крепления к поверхности стекла, в результате чего приходится крепить светодиодные модули на массивной раме. Существующие методы крепления экрана к светопрозрачному листу не позволяют создавать экраны высокой четкости для крепления на поверхности стекла, так как из-за больших размеров креплений нельзя уменьшить расстояние между светодиодами. Существующие устройства крепления, несмотря на частичную прозрачность, заметны, что снижает качество изображения. Контрастность известных технических решений минимальная - из-за отражения света от задней поверхности светопрозрачного листа и использования прозрачной конструкции, которая также снижает контрастность за счет отражения света от поверхности прозрачного листа, на который напаяны светодиоды, и отражения света от предметов, находящихся за светодиодным модулем. Замена модулей современных экранов, крепящихся на светопрозрачных листах, трудоемкая - из-за сложной конструкции крепления. Также трудоемко развертывание больших экранов на поверхности стекла или других светопрозрачных листов - из-за того, что требуется очень точное позиционирование каждого из крепежей, находящихся на большом расстоянии друг от друга.

Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, являются:

простое в использовании и незаметное крепление светодиодных модулей на поверхности стекла или светопрозрачных листов из других материалов без дополнительных крепежных элементов или опорной рамы; возможность быстрой и простой замены модуля в любой части экрана без использования инструментов; возможность быстрого развертывания экранов большой площади на поверхности светопрозрачных листов (стекла); возможность сделать из любого стекла или светопрозрачного листа из другого материала высококачественный контрастный светодиодный экран без видимых стыков или видимых креплений; возможность создавать светодиодные экраны и светодиодные табло упрощенной конструкции, используя в качестве опорного элемента толстые светопрозрачные листы.

Решение поставленных задач

Крепление светодиодного модуля (2) на поверхности светопрозрачного листа (9) осуществляется следующим способом: на светопрозрачный лист (9) приклеивается ферромагнитная подложка (3, 4, 5), включающая в себя проемы для размещения светодиодов (1) светодиодного модуля (2); на подложку (3, 4, 5) устанавливается светодиодный модуль (2), имеющий в своем составе один или несколько ферромагнитных элементов (6, 7, 8); светодиодный модуль размещается на поверхности ферромагнитной подложки (3, 4, 5) таким образом, чтобы светодиоды (1) находились напротив проемов в подложке (3, 4, 5), а свет, излучаемый светодиодами (1), беспрепятственно проходил через эти проемы; светодиодный модуль (2) удерживается на поверхности светопрозрачного листа (9) благодаря силам магнитного притяжения, возникающего между ферромагнитными элементами (6, 7, 8) светодиодного модуля (2) и ферромагнитной подложкой (3, 4, 5). Существуют различные варианты приклеивания подложки (3, 4, 5) на поверхность светопрозрачного листа: с помощью нанесения клея на поверхность подложки (3, 4, 5); с помощью нанесения клея с ультрафиолетовым отвердением на поверхность подложки (3, 4, 5) с дальнейшим облучением ультрафиолетом через светопрозрачный лист; с помощью нанесения клея на светопрозрачный лист; с помощью клеевого слоя, нанесенного на подложку (3, 4, 5) в процессе изготовления подложки (3, 4, 5); с помощью двухсторонней прозрачной клейкой пленки.

Первый вариант ферромагнитной подложки (3) представляет собой лист, обладающий ферромагнитными свойствами, с отверстиями для размещения светодиодов (1) светодиодного модуля (2). Расположение отверстий в ферромагнитной подложке соответствует расположению светодиодов (1) на поверхности светодиодного модуля (2), поэтому излучаемый светодиодами (1) свет может беспрепятственно проходить через эти отверстия. При этом отверстия в подложке (3) могут иметь различную форму в разных вариантах исполнения подложки, в том числе могут быть: круглой формы, овальной формы, прямоугольной формы, прямоугольной формы со скругленными краями. Отверстия в различных вариантах исполнения подложки могут охватывать как один (3) светодиод (1), так и сразу несколько (4) светодиодов (1). Подложка (3, 4, 5) может изготавливаться как из магнитомягкого, так и из магнитотвердого материала. Подложка (3, 4, 5) имеет черную поверхность, поглощающую свет. Благодаря отсутствию воздушного зазора между подложкой и светопрозрачным листом нет отражения света от задней поверхности светопрозрачного листа, что значительно повышает контрастность изображения.

Второй вариант ферромагнитной подложки (5) представляет собой набор полосок, обладающих ферромагнитными свойствами. Полоски размещаются на светопрозрачном листе (9) параллельно друг другу на расстоянии, достаточном для размещения между ними светодиодов (1). Расположение промежутков между полосками соответствует расположению светодиодов (1) на поверхности светодиодного модуля (2), поэтому излучаемый светодиодами (1) свет может беспрепятственно проходить через эти промежутки. Полоски могут иметь различную форму в разных вариантах исполнения: полоски прямоугольной формы; полоски с расположенными по краям выступами, охватывающими светодиоды (1) светодиодного модуля (2); полоски с краями волнообразной формы; полоски, объединенные между собой перемычками. Полоски могут изготавливаться как из магнитомягкого, так и из магнитотвердого материала. Полоски подложки имеют черную поверхность, поглощающую свет.

Устройство светодиодного модуля (2) представляет собой печатную плату с размещенными на передней поверхности светодиодами (1) и установленными на поверхности печатной платы одним или несколькими ферромагнитными элементами (6, 7, 8). Ферромагнитные элементы (6, 7, 8) могут монтироваться как с передней стороны печатной платы, так и с задней. Ферромагнитные элементы (6, 7, 8) могут иметь различную форму, в том числе форму листов с отверстиями (6) для светодиодов или форму полосок. Ферромагнитные элементы могут монтироваться на поверхность платы с помощью припаивания или приклеивания. Ферромагнитные элементы (6, 7, 8) могут изготавливаться как из магнитомягкого, так и из магнитотвердого материала. Печатная плата имеет черную поверхность, поглощающую свет.

Краткое описание чертежей

Перед установкой светодиодного модуля (2) на поверхность светопрозрачного листа (9) на светопрозрачный лист (9) приклеивается ферромагнитная подложка, которая может иметь форму перфорированного листа с отверстиями для светодиодов (3). Также подложка может иметь форму перфорированного листа с отверстиями, охватывающими несколько светодиодов (4). Также подложка может быть выполнена в виде отдельных параллельных плоских полосок различной формы (5) или полосок с перемычками. После приклейки ферромагнитной подложки на светопрозрачный лист (9) на ферромагнитную подложку устанавливается светодиодный модуль (2), который представляет собой печатную плату с припаянными на переднюю поверхность светодиодами (1). Ферромагнитные элементы могут иметь различную форму. На фигурах показаны квадратные ферромагнитные элементы (7) и круглые ферромагнитные элементы (8). Ферромагнитные элементы могут устанавливаться как на заднюю поверхность светодиодного модуля, так и на переднюю поверхность. Для установки ферромагнитных элементов на переднюю поверхность светодиодного модуля могут использоваться перфорированные ферромагнитные элементы (6).

Список фигур

1. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с перфорированной подложкой, вид спереди с разнесенными частями.

2. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с подложкой в виде полосок, вид спереди с разнесенными частями.

3. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с подложкой в виде полосок с выступами, вид спереди с разнесенными частями.

4. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с подложкой в виде полосок с перемычками, вид спереди с разнесенными частями.

5. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с перфорированной подложкой и квадратными ферромагнитными элементами, вид сзади с разнесенными частями.

6. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с подложкой в виде полосок и круглыми ферромагнитными элементами, вид сзади с разнесенными частями.

7. Устройство магнитного крепления светодиодного модуля с подложкой в виде полосок и установленным спереди магнитным элементом в виде перфорированного ферромагнитного листа, вид спереди с разнесенными частями.

8. Установка светодиодного модуля на перфорированную подложку, вид спереди.

9. Установка светодиодного модуля на перфорированную подложку с отверстиями, охватывающими несколько светодиодов, вид спереди.

10. Установка светодиодного модуля на подложку из полосок, вид спереди.

11. Разрез конструкции магнитного крепления светодиодного модуля.

Список элементов, изображенных на фигурах

1. Светодиод.

2. Светодиодный модуль.

3. Перфорированная ферромагнитная подложка.

4. Перфорированная ферромагнитная подложка с отверстиями, охватывающими несколько светодиодов.

5. Магнитная подложка в виде полосок.

6. Перфорированный ферромагнитный элемент.

7. Квадратный ферромагнитный элемент.

8. Круглый ферромагнитный элемент.

9. Светопрозрачный лист.

Устройство магнитного крепления светодиодного модуля

Устройство состоит из 3-х основных элементов: светопрозрачного листа (9), на который будут устанавливаться светодиодные модули (2); ферромагнитной подложки (3, 4, 5) и светодиодного модуля (2) с ферромагнитными элементами (6, 7, 8) в составе. Ферромагнитная подложка (3, 4, 5) приклеивается на светопрозрачный лист (9). Светодиодный модуль (2) фиксируется на поверхности светопрозрачного листа (9) за счет сил магнитного притяжения между ферромагнитной подложкой (3, 4, 5) и ферромагнитными элементами (6, 7, 8), смонтированными на поверхности модуля. Светодиоды (1), попадая в проемы подложки (3, 4, 5), упираются в ее края, что блокирует возможность вертикального перемещения светодиодного модуля по поверхности светопрозрачного листа (9). Подложка (3, 4, 5) изготавливается из черного светопоглощающего материала для создания контрастной поверхности.

Изготовление устройства магнитного крепления светодиодного модуля

Светодиодный модуль изготавливается следующим образом: сначала изготавливается печатная плата стандартным промышленным методом, затем на печатную плату припаиваются светодиоды и другие электронные компоненты. В некоторых вариантах устройства ферромагнитные элементы припаиваются одновременно с другими электронными элементами на поверхность платы. После тестирования электронной платы светодиодного модуля на ее поверхность приклеиваются ферромагнитные элементы с передней или задней стороны платы, в зависимости от варианта реализации устройства.

Подложка может изготавливаться из различных материалов, например из металлического листа, обладающего ферромагнитными свойствами, или ферромагнитного винила. При изготовлении подложки из металла могут быть использованы лазерная резка или координатная пробивка металла. Металлический лист сначала перфорируется, затем окрашивается в черный цвет. При использовании ферромагнитного винила подложка изготавливается путем вырубки из цельного винилового листа. Виниловый материал также может иметь клеевой слой с одной стороны.

Работа устройства магнитного крепления светодиодного модуля осуществляется следующим образом:

на поверхность светопрозрачного листа (9) приклеивается ферромагнитная подложка (3, 4, 5), на подложку устанавливается светодиодный модуль (2) со встроенными ферромагнитными элементами (6, 7, 8); модуль фиксируется на поверхности светопрозрачного листа (9) за счет сил магнитного притяжения между ферромагнитной подложкой (3, 4, 5) и ферромагнитными элементами (6, 7, 8), смонтированными на поверхности модуля; светодиоды (1), попадая в проемы подложки, упираются в ее края, что блокирует возможность вертикального перемещения светодиодного модуля по поверхности светопрозрачного листа (9); при подаче сигнала на светодиодный модуль светодиоды начинают излучать свет различной интенсивности, создавая изображение на поверхности. Благодаря тому что подложка (3, 4, 5) имеет черную поверхность, поглощающую свет, а зазор между светопрозрачным листом и подложкой отсутствует, формируется высококонтрастное изображение.

1. Способ крепления светодиодного модуля на поверхности светопрозрачного листа при помощи ферромагнитной подложки характеризуется тем, что на светопрозрачный лист приклеивается подложка, обладающая ферромагнитными свойствами, включающая в себя проемы для размещения светодиодов светодиодного модуля, на подложку устанавливается светодиодный модуль, имеющий в своем составе один или более ферромагнитных элементов, светодиодный модуль размещается на поверхности ферромагнитной подложки таким образом, чтобы светодиоды находились напротив проемов ферромагнитной подложки, а свет, излучаемый светодиодами, беспрепятственно проходил через эти проемы, светодиодный модуль удерживается на поверхности светопрозрачного листа с помощью сил магнитного притяжения, возникающего между ферромагнитными элементами, включенными в состав светодиодного модуля, и ферромагнитной подложкой.

2. Способ крепления светодиодного модуля на светопрозрачный лист по п. 1 характеризуется тем, что подложка приклеивается с помощью нанесения клея на поверхность подложки.

3. Способ крепления светодиодного модуля на светопрозрачный лист по п. 1 характеризуется тем, что подложка приклеивается с помощью нанесения клея на светопрозрачный лист.

4. Способ крепления светодиодного модуля на светопрозрачный лист по п. 1 характеризуется тем, что подложка приклеивается с помощью двухсторонней прозрачной клейкой пленки.

5. Устройство ферромагнитной подложки, состоящее из перфорированного ферромагнитного листа, предназначенное для крепления светодиодного модуля на поверхность светопрозрачного листа, характеризуется тем, что подложка обладает ферромагнитными свойствами и имеет в своем составе отверстия для размещения светодиодов светодиодного модуля, расположение отверстий в ферромагнитной подложке соответствует расположению светодиодов на поверхности светодиодного модуля, поэтому излучаемый светодиодами свет может беспрепятственно проходить через эти отверстия, ферромагнитная подложка удерживает светодиодный модуль на поверхности светопрозрачного листа при помощи сил магнитного притяжения, возникающего между ферромагнитными элементами светодиодного модуля и ферромагнитной подложкой.

6. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что отверстия в подложке круглой формы.

7. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что отверстия в подложке прямоугольной формы.

8. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что одно отверстие охватывает один светодиод.

9. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что одно отверстие охватывает несколько светодиодов.

10. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что подложка изготавливается из магнитомягкого материала.

11. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что подложка изготавливается из магнитотвердого материала.

12. Устройство ферромагнитной подложки по п. 5 характеризуется тем, что подложка имеет черную поверхность, поглощающую свет.

13. Устройство ферромагнитной подложки, состоящее из плоских полосок, обладающих ферромагнитными свойствами, предназначенное для крепления светодиодного модуля на поверхности светопрозрачного листа, характеризуется тем, что полоски размещаются на светопрозрачном листе параллельно друг к другу на расстоянии, достаточном для размещения между ними светодиодов, расположение промежутков между полосками соответствует расположению светодиодов на поверхности светодиодного модуля, поэтому излучаемый светодиодами свет может беспрепятственно проходить через эти промежутки, ферромагнитная подложка удерживает светодиодный модуль на поверхности светопрозрачного листа при помощи сил магнитного притяжения, возникающего между ферромагнитными элементами светодиодного модуля и ферромагнитными полосками подложки.

14. Устройство ферромагнитной подложки по п. 13 характеризуется тем, что полоски имеют расположенные по бокам выступы, охватывающие светодиоды светодиодного модуля.

15. Устройство ферромагнитной подложки по п. 13 характеризуется тем, что полоски объединены между собой перемычками.

16. Устройство ферромагнитной подложки по п. 13 характеризуется тем, что полоски изготавливаются из магнитотвердого материла.

17. Устройство ферромагнитной подложки по п. 13, характеризуется тем, что полоски изготавливаются из магнитомягкого материла.

18. Устройство ферромагнитной подложки по п. 13 характеризуется тем, что полоски подложки имеют черную поверхность, поглощающую свет.

19. Устройство светодиодного модуля, предназначенного для установки на светопрозрачный лист с магнитной подложкой, содержащее печатную плату с размещенными на передней поверхности светодиодами, характеризуется тем, что на поверхность печатной платы устанавливается один или более ферромагнитных элементов, которые при помощи сил магнитного притяжения, возникающего между ферромагнитными элементами светодиодного модуля и ферромагнитной подложкой, удерживают светодиодный модуль на поверхности светопрозрачного листа.

20. Устройство светодиодного модуля по п. 19 характеризуется тем, что ферромагнитные элементы монтируются на заднюю поверхность печатной платы.

21. Устройство светодиодного модуля по п. 19 характеризуется тем, что ферромагнитные элементы монтируются на переднюю поверхность печатной платы между светодиодами.

22. Устройство светодиодного модуля по п. 19 характеризуется тем, что ферромагнитные элементы монтируются на поверхность печатной платы светодиодного модуля с помощью пайки.

23. Устройство светодиодного модуля по п. 19 характеризуется тем, что ферромагнитные элементы приклеиваются на поверхность печатной платы.

24. Устройство светодиодного модуля по п. 19 характеризуется тем, что ферромагнитные элементы изготавливаются из магнитомягкого материала.

25. Устройство светодиодного модуля по п. 19, характеризуется тем, что ферромагнитные элементы изготавливаются из магнитотвердого материала.