CN102588760B - 拼制的led砖状件 - Google Patents

Abstract

一种照明装置包括一个或多个LED模块，每个LED模块包括：具有多个凸起部的阵列的上壳，凸起部能使光透过其中；PCB层，其具有安装在其上的多个LED，所述多个LED中相应的LED如此安装以便在位置上对应于所述多个凸起部中相应的凸起部；和下壳，下壳和上壳将PCB层夹在中间以便允许所述多个LED发出的光从上壳射出。

Description

拼制的LED砖状件

相关申请的交叉引用

本中国申请要求2011年1月14日申请的序列号为13/007324美国专利申请的优先权，其在此并入作为参考。

背景技术

本申请涉及例如用于标示中的照明的背发光或侧光照明装置。

传统上，背发光设备是位置固定的设备，其在安装后不允许构造的改变。即，一旦背发光设备被构造，显示就是固定的，对例如标记或显示进行任何改变都是相当困难的。

发明内容

根据本发明的第一方面，一种照明装置包括一个或多个LED模块，每个LED模块包括：具有多个凸起部的阵列的上壳，凸起部能使光透过其中；PCB层，其具有安装在其上的多个LED，所述多个LED中相应的LED如此安装以便在位置上对应于所述多个凸起部中相应的凸起部；和下壳，下壳和上壳将PCB层夹在中间以便允许所述多个LED发出的光从上壳射出。

在另一个方面中，一个或多个LED模块中每一个的下壳包括一个或多个连接开口，连接开口便于将多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件。

在另一个方面中，一个或多个连接开口中的至少一个可用来接收电信号和/或电力。

在另一个方面中，每个凸起部都包括小孔以允许来自相应的LED的光通过相应的凸起部。

在另一个方面中，照明装置还包括连接器，连接器构形成当多个LED模块连接在一起形成拼制件时在相邻的LED模块的连接开口之间产生卡扣配合连接。

在另一个方面中，每个连接器都包括多个阳部分，阳部分适合与设在连接开口中的对应的阴部分配合。

在另一个方面中，照明装置还包括一个或多个砖状件，砖状件构形成卡扣配合在凸起部中的一个或多个上面。

在另一个方面中，一个或多个砖状件中的每一个都构形成改变或传递从上壳射出的光。

根据本发明的第二方面，一种照明装置包括一个或多个LED模块，每个LED模块包括：具有上表面和至少一个边的上壳，所述边具有设在其中的狭槽；基本上平的导光透镜，其具有沿与导光透镜的平面垂直的方向形成的至少一个侧边，导光透镜如此构形以便安装在上壳的顶面上并引导在所述至少一个侧边接收的光；至少一个PCB条，其具有安装在其上的多个LED，所述至少一个PCB条在LED模块被装配时通过狭槽伸出以使得多个LED处于与导光透镜的所述至少一个边相同的高度上；和下壳，其包括设在下壳外边处的至少一个切口。

在另一个方面中，每个LED模块还包括设在导光透镜上方的基本上平的透明砖状模制件，透明砖状模制件构形成接触导光透镜的上表面并具有多个凸起部，凸起部可用来沿与导光透镜的平面基本上垂直的方向引导来自导光透镜的光。

在另一个方面中，一个或多个LED模块中每一个的下壳都包括一个或多个连接开口，连接开口便于将多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件。

在另一个方面中，一个或多个连接开口中的至少一个可用来接收电信号和/或电力。

在另一个方面中，照明装置还包括一个或多个砖状件，砖状件构形成卡扣配合在凸起部中的一个或多个上面。

在另一个方面中，一个或多个砖状件中的每一个都构形成改变或传递从透明砖状模制件射出的光。

在另一个方面中，照明装置还包括连接器，连接器构形成当多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件时在相邻的LED模块的连接开口之间产生卡扣配合连接。

附图说明

附图仅仅是为了说明的目的，因而不必按规定比例绘制，然而，可以参考下面结合附图进行的详细描述来最好地理解发明本身，其中：

图1A是根据本发明一实施例的单个LED模块的分解零件图；

图1B和1C分别是图1A中所示的LED模块的侧视图和顶视图；

图2A和2B分别是根据本发明一实施例的装配好的单个LED模块的透视图和放大图，其中在连接器中具有插塞；

图3是图1A中所示的LED模块的下壳的底视透视图；

图4A表示根据本发明一实施例的两个LED模块和将LED模块彼此相连以形成多模块拼制件的方式；

图4B和4C是表示将LED模块固定到壁的一种方式的图；

图5A和5B是表示怎样用端盖封闭根据本发明一实施例的LED模块中的连接器插口的图；

图6表示根据本发明一实施例的LED模块和电源连接器；

图7表示插塞砖状件怎样用在根据本发明一实施例的LED模块中；

图8A表示安装在根据本发明一实施例的LED模块的多个部分处的插塞砖状件，和可以怎样移除它们；

图8B表示在其表面上具有图画的插塞砖状件的例子；

图9表示根据本发明一实施例的两个模块拼制件，其具有多个安装好的插塞砖状件和安装好的框架；

图10A是两个LED模块拼制件的图，其以框架的分解零件图的形式示出了框架的多个单独零件；

图10B是放大图，表示根据本发明一实施例，框架的一零件怎样附装到LED模块的边；

图10C是根据本发明一实施例的四个LED模块拼制件的图；

图11A和11B分别是根据本发明第二实施例的LED模块的平面图和侧视图；

图12A和12B分别是根据第二实施例的具有端盖和连接器的LED模块的底视和顶视透视图；

图13A是根据本发明的侧光实施例的LED模块的顶视透视图；

图13B是根据本发明的侧光实施例的LED模块的图，其中透明砖状模制件被移除；

图14A是根据侧光实施例的上壳的下侧视图，其中PCB和LED条插入上壳中的狭槽内；和

图14B是根据本发明的侧光实施例的LED模块的分解零件图。

具体实施方式

图1A-10C表示根据本发明一方面的LED模块及这种模块的拼制件的第一优选实施例。如能在图中看到的，根据本发明第一实施例的单个LED模块10由上壳12、PCB层16和下壳20形成，上壳12具有带小孔的凸起区域14的阵列，凸起区域14优选地例如通过模制与上壳整体地形成，PCB层16具有安装在其上的LED 18的阵列。在所示的实施例中，7×7(即，49)个LED的阵列以阵列方式布置在PCB层16上。尽管本发明不局限于任何特定尺寸或布置，但示例性的PCB层例如可以是150mm×150mm的PCB，在其顶部上安装着多个LED，在另一侧上安装着用于接收信号和电力的电路。应该懂得，根据本发明的LED阵列不局限于任何特定数量。

上壳12的凸起区域14优选地均在其中央部分包括小孔。优选地，在LED18被夹在上壳12和下壳20之间的背发光实施例中，LED安装在PCB16上并且每个LED18都配合在上壳的下侧中位于小孔内，如能在图1B的剖视图中看到的。这允许来自LED18的光通过小孔从LED模块10的顶部散发出。例如，如能在图1C中清楚看到的，当从上面观察时，LED18通过每个凸起部14中的小孔显示出来。上壳12和下壳20优选地均由塑料或其他可模制的材料形成。

可以将砖状件30应用于凸起部14中的一个或多个以改变来自小孔的光的外观。例如，如果砖状件30是磨砂的，则它们可以用来使来自小孔的光散射。此外，如能在图8B中看到的，砖状件可以在表面上具有图画，图画可以被例如由多个LED模块10组成的屏幕的观众看到。砖状件也可以是带颜色的，以改变光的外观的颜色，可以是透明的，这将不改变颜色，或可以是不透明的，例如黑色的，以阻止光从一个或多个被砖状件覆盖的小孔射出。例如可以在图7中看到应用的方式。砖状件30优选地有凹口以允许例如用螺丝刀容易地移除，如图8A中所示。砖状件30优选地由塑料制成。

砖状件30的尺寸、颜色和其他特性的组合实现了整个显示拼制件的外观的大量变化。例如，如可以在图9中看到的，可以在多LED模块(在该实例中为2个LED模块)拼制件44中使用不同尺寸的砖状件。如图9中所示，在该例子中，用4×4砖状件(即，覆盖4×4的凸起部14群的砖状件)叠盖两个相邻的LED模块之间的边。不同种类和尺寸的砖状件30的使用提供了灵活性，即让所有LED对观众来说显得都被照亮，或仅仅它们中的一个子集显得被照亮，这取决于所使用的一个或多个砖状件的类型，砖状件是透明的、半透明的、不透明的还是带有纹理的，如波纹。砖状件还可以是不对称的并且可以以不同角度提供光。

砖状件不局限于图中所示的形状，而是可以具有任何悦目的形状。除了不同的颜色和透明度之外，砖状件可以具有不同的纹理和/或3D视觉效果。砖状件还可以形成有光学设计以便给予不同的光输出，例如以便改变光的投影形状，例如将通常投影为圆斑点的光改变成具有不同形状如星形、正方形、矩形、椭圆形或其他形状的投影光的光学设计。

例如，如图1A至1C中所示，根据第一实施例的单个LED模块10提供了背发光模块，其例如可用连接器26连接到其他LED模块以形成拼制件，连接器26插入在下壳20中形成的连接开口/插口24中的一个或多个中，每个LED模块都充当拼制件中的一块砖。当连接在一起时，拼制件形成所需尺寸的面板。

图2A-4A中示出了利用连接器26的示例性连接方式。如能在这些图中看到的，连接器26均包括隐藏式阳部分26a，其与相邻地连接的两个LED模块的连接器凹槽24中的阴部分24a配合，以牢固地连接两个LED模块。这能在每个LED模块的全部四个方向上重复以允许增加拼制件的尺寸。连接器26可以是两种普通类型的：一种类型是机械地连接两个LED模块而不传递电信号；另一种(有源)类型是使LED模块互相连接的DC连接器，例如用于电力和/或电信号的传递。典型地在LED模块的任何一侧上使用至多一个有源连接器。

图5A和5B示出了用来封闭不用的连接开口24的端盖32。为了促进与连接开口24的可靠连接，端盖32优选地如此形成以便具有能与连接开口24的阴部分24a配合的阳部分32a。例如在拼制件中外侧LED模块的最外的边处或在出于任何理由而不使用的任何连接开口中，端盖32的使用可能是有利的。端盖32不传递任何信号或电力，仅仅封闭任何不使用的连接开口。

图6示出了电源连接器33，其可以用来向PCB层16和LED18供给电信号/电力。电源连接器优选地是AC/DC电源接头以从电源如壁装电源插座向PCB层供电。在该特定实施例中，电源连接器33由接线盒34提供，其可以呈插塞或其他连接到电源/信号源的连接器的形式。来自电源连接器33的信号典型地是DC，其例如被供应到PCB层16中的电路，用于激励LED和给LED供电。

如能例如在图9、10A和10B中看到的，框架40可以卡扣配合在装配好的拼制件44的周界周围。在所示的实施例中，框架40由框架元件40a至40e组成，框架元件40a至40e形成不同形状的元件，每个元件的形状都符合周界的形状。图中所示的框架40与2×1拼制件一道使用，然而，利用框架元件的各种组合，框架元件可以容易地在任何尺寸的拼制件周围形成框架。框架40保护装配好的拼制件的边并提供连接强度。另外，通过隐藏导线和连接器使其不被看到，框架起作用以提供令人愉快的有美感的外观。如能在图10B中最清楚地看到的，每个框架元件都在其内表面上具有一能卡接在轨道48中的部分，轨道48设置在每个LED模块周围。如图10A中所示，框架元件40d包括凹口40g，其允许电源连接器与LED模块之一连接以向由连接的LED模块形成的面板(拼制件)供电。导线优选地延伸通过下壳的底部。

为了在安装拼制件或单个LED模块时使用，下壳20优选地还如此构形/形成以便具有槽钢轨道22，其允许LED模块独自地或连同其他LED模块10一起安装在例如壁或其他表面上。如能在图4B和4C中看到的，例如可以通过螺钉23a首先将槽钢23固定到壁或其他安装表面。该槽钢可以与槽钢轨道22一道使用以可滑动地或可卡接地将一个或多个LED模块安装到壁上。

下壳20优选地如此形成以便具有搭扣28，搭扣28允许在装配LED模块10时，下壳20与上壳12卡扣配合在一起。一旦装配好，就可以通过连接器获得与夹在中间的PCB层16的电信号和电力连接，可以通过连接开口24连接连接器。

每个LED模块都具有从连接器到PCB层16的连接元件以施加用于激励LED18并给LED 18供电的所需信号。如果模块中的PCB层16出现故障，则可以更换PCB层16，而不需在出现这种故障时更换上壳和下壳。这还允许在故障的情况下更换单个LED模块，或更换该模块的PCB层16，而不必更换整个面板，导致随着时间的经过，显著节省维护成本。

在图11A-12B中示出了背发光LED模块的另一个实施例，其也可连接以形成这种模块的拼制件。如这些图中所示，根据本发明第二方面的LED模块50在操作上与上面讨论的LED模块10基本上相同，但包括不同地成形的下壳51并且与其他LED模块的连接方式不同。特别地，在本实施例中，在下壳中提供较大的连接开口/插口52，其具有阴部分52a。阴部分52a如此模制以便与连接器54和连接器54的阳部分54a配合。如第一实施例中那样，连接器54允许两个LED模块50卡接在一起形成这种LED模块的拼制件。在该第二实施例中，连接器更宽一点并且实际上将第一实施例的两个连接器结合成一个。如第一实施例中那样，包括多个LED18的PCB层16(图中看不见)被夹在与第一实施例中相同的上壳和下壳51之间。图12A中所示的端盖56可以用来覆盖不使用的连接开口。如第一实施例中那样，由LED模块形成的拼制件中的LED模块中的至少一个需要连接到电源，例如通过上面讨论的电源连接器。

正象第一实施例中那样，在第二实施例中，砖状件30的使用以如上面参考第一实施例所描述的相同的方式提供了设计令人高兴的光显示的能力，同样的描述在此不再重复。正象第一实施例中那样，LED模块也可以连接在一起形成这种模块的拼制件，在本实例中利用较大的连接开口52和连接器54。如第一实施例中那样，LED模块中的至少一个将连接到电源装置，但例如通过提供如上面参考第一实施例所示的框架，将看不到连接器。因而，在使用中，通过将第二实施例的LED模块象砖那样接在一起而形成的拼制件在装配之后看起来将与通过将第一实施例的LED模块象砖那样接在一起而形成的拼制件相同。

尽管上面讨论的第一和第二实施例使用背发光配置，其中安装在PCB16上的多个单独的LED18位于上壳的每个小孔后面，但在第三实施例中，利用安装在LED模块两侧的LED/PCB条通过侧面照明产生光。该实施例在图13A-14B中示出。

根据本发明第三实施例的示例性侧光LED模块60由下壳68、PCB和LED条66、上壳69、导光透镜70和透明砖状模制件62形成。下壳68优选地模制为或相反形成为具有可以接收连接器、端盖或电源连接器的开口52，例如在上面参考第一和第二实施例所示的。下壳68优选地如此形成以便包括槽钢轨道72，其使LED模块60和由多个LED模块60形成的拼制件能安装到例如壁或其他表面上。

下壳68优选地在两侧包括切口71以引导PCB和LED条66，开口狭槽67设置在上壳69中以允许PCB和LED条66伸出，以使得当LED模块60被装配时，LED处于与导光透镜70相同的高度。图13A是装配好的侧光LED模块60的图，图13B是LED模块的侧光实施例的图，但其中没有透明砖状模制件62，以便示出从LED射出的光的方向。如能从图13B看到的，光沿着LED模块的平面沿向侧面的方向射出，如箭头所示。然后，导光透镜70和透明透镜模制件一道引导和散射如此射出的光，并使光从LED模块60的顶部输出。图14A是上壳69的下侧视图，示出了插入上壳68的狭槽67中的PCB和LED条66。图14B是分解零件图，表示侧光实施例的上述组成元件。

虽然示出了第三实施例，其采用具有较宽连接开口的下壳，该较宽连接开口与参考上面讨论的第二实施例所示的连接开口类似，但如本领域技术人员懂得的，侧光实施例中的下壳也可以利用如上面关于第一实施例所描述的连接开口和连接器。在任一种情况下，连接开口都能提供用于LED的电力和/或信号，包括来自上面讨论的电源装置和来自附装到连接开口的连接器的电力和/或信号。

优选地，在侧光实施例中，导光透镜70沿图13B中所示的箭头方向引导来自安装在侧面的PCB和LED条66的光。透明砖状模制件62如此形成以便具有凸起部62a，其允许应用砖状件64。正象第一和第二实施例中那样，砖状件64使光的多个部分被阻挡、带颜色，或相反被改变，以提供引导标示等等的所需显示效果。

尽管在说明第二和第三实施例的图中未示出，但在根据这些实施例的LED模块拼制件的周界，框架40优选地以正好与图9-10B中所示的相同的方式用在根据第二和第三实施例形成的拼制件中。在这些实施例中，框架的功能与上面讨论的第一实施例中的功能相同。

上面的实施例有利地使多个LED模块象砖那样接在一起形成例如用于形成标记的较大的发光显示器。用这种拼制件代替多个单独的LED模块的能力，和用砖状件上的卡扣来改变从LED模块射出的光的能力，在创作和更改这种显示器时提供了很大的灵活性，而不需要在每次需要新的设计或光图案时制造整个新的显示器。

尽管在此已经示出和描述了具体实施例，但本领域普通技术人员应该懂得，在不背离本发明范围的情况下，各种替代的和/或等价的实施方式可以代替所示和所述的具体实施例。本申请用来覆盖在此讨论的具体实施例的任何修改或变化，因而，本发明仅仅受权利要求及其等价方案的限制。

Claims (12)

1.一种照明装置，包括一个或多个LED模块，每个LED模块包括:

    具有多个凸起部的阵列的上壳，所述凸起部能使光透过其中；

    PCB层，其具有安装在其上的多个LED，所述多个LED中相应的LED如此安装以便在位置上对应于所述多个凸起部中相应的凸起部；和

下壳，所述下壳和所述上壳将所述PCB层夹在中间以便允许所述多个LED发出的光从所述上壳射出；

还包括一个或多个砖状件，所述砖状件构形成卡扣配合在所述凸起部中的一个或多个上面。

2.如权利要求1所述的照明装置，其中所述一个或多个LED模块中每一个的所述下壳包括一个或多个连接开口，所述连接开口便于将多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件。

3.如权利要求2所述的照明装置，其中所述一个或多个连接开口中的至少一个可操作以接收电信号和/或电力。

4.如权利要求1所述的照明装置，其中每个凸起部都包括小孔以允许来自相应的LED的光通过相应的凸起部。

5.如权利要求2所述的照明装置，还包括连接器，所述连接器构形成当多个LED模块连接在一起形成拼制件时在相邻的LED模块的连接开口之间产生卡扣配合连接。

6.如权利要求5所述的照明装置，其中每个连接器都包括多个阳部分，所述阳部分适合与设在所述连接开口中的对应的阴部分配合。

7.如权利要求1所述的照明装置，其中所述一个或多个砖状件中的每一个都构形成改变或传递从所述上壳射出的所述光。

8.一种照明装置，包括一个或多个LED模块，每个LED模块包括:

    具有上表面和至少一个边的上壳，所述边具有设在其中的狭槽；

    基本上平的导光透镜，其具有沿与所述导光透镜的平面垂直的方向形成的至少一个侧边，所述导光透镜如此构形以便安装在所述上壳的顶面上并引导在所述至少一个侧边接收的光；

    至少一个PCB条，其具有安装在其上的多个LED，所述至少一个PCB条在所述LED模块被装配时通过所述狭槽伸出以使得所述多个LED处于与所述导光透镜的所述至少一个边相同的高度上；和

    下壳，其包括设在所述下壳的外边处的至少一个切口；

    每个LED模块还包括:

设在所述导光透镜上方的基本上平的透明砖状模制件，所述透明砖状模制件构形成接触所述导光透镜的上表面并具有多个凸起部，所述凸起部可用来沿与所述导光透镜的平面基本上垂直的方向引导来自所述导光透镜的光；以及

一个或多个砖状件，所述砖状件构形成卡扣配合在所述凸起部中的一个或多个上面。

9.如权利要求8所述的照明装置，其中所述一个或多个LED模块中每一个的所述下壳都包括一个或多个连接开口，所述连接开口便于将多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件。

10.如权利要求9所述的照明装置，其中所述一个或多个连接开口中的至少一个可用来接收电信号和/或电力。

11.如权利要求8所述的照明装置，其中所述一个或多个砖状件中的每一个都构形成改变或传递从所述透明砖状模制件射出的光。

12.如权利要求9所述的照明装置，还包括连接器，所述连接器构形成当多个LED模块连接在一起形成LED模块的拼制件时在相邻的LED模块的连接开口之间产生卡扣配合连接。

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