CN107304978A - Led模块及标示箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了LED模块，其包括一个或多个LED光源、以及用于覆盖一个或多个LED光源的一个或多个透镜。每一个透镜包括透镜主体。透镜主体包括具有入射面的内腔、出射面、以及在入射面和出射面之间延伸用于提供全内反射的反射面。一个LED光源位于内腔中。从LED光源发出的光由入射面透射。由入射面透射的至少部分光被反射面反射到出射面上，从而在垂直于LED模块的长度方向上提供窄光束角。出射面具有用于扩大在LED模块的长度方向上的光线视角的多个微结构。本发明还公开了使用一个或多个LED模块的标示箱。

Description

LED模块及标示箱
技术领域
本发明大体涉及LED照明领域，尤其涉及一种LED模块以及具有该LED模块的标示箱。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因为使用更少的能量、更加稳定、使用寿命更长，能够以红蓝绿阵列被组合而能够被控制发送几乎任何颜色的光，并且不含铅或汞，因此，LED相对于传统的照明解决方案来说更具有优势。所以，LED照明系统越来越普遍地成为现有照明系统的替代品。
在很多应用中，一个或多个LED被安装在LED模块中，它们可以构成照明器材，例如照明标牌、扁平或者浅面板照明器材、装饰照明应用等的一部分。对于浅深度标牌，其深度或者空间局限性可能会限制安装在其上的LED模块的大小。然而，现有的LED模块通常具有较大的尺寸，因此，对于这种较大尺寸的LED模块来说通常很难将其使用在非常浅深度的标牌中。
因此，需要对在浅深度照明应用中的LED模块进行改进。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种LED模块。所述LED模块包括一个或多个LED光源、以及用于覆盖所述一个或多个LED光源的一个或多个透镜。每一个透镜包括透镜主体。所述透镜主体包括具有入射面的内腔、出射面、以及在所述入射面和所述出射面之间延伸用于提供全内反射的反射面。一个LED光源位于所述内腔中。从所述LED光源发出的光由所述入射面透射。由所述入射面透射的至少部分光被所述反射面反射到所述出射面上，从而在垂直于所述LED模块的长度方向上提供窄光束角。所述出射面具有用于扩大在所述LED模块的长度方向上的光线视角的多个微结构。
本发明的另一个方面在于提供一种标示箱。所述标示箱包括具有四个侧边的箱体、以及如上所述的一个或多个LED模块。所述一个或多个LED模块沿着所述LED模块的长度方向被安装在所述箱体的至少一个侧边上。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：
图1是根据本发明的一个具体实施方式的示意性LED模块的立体图；
图2是图1的LED模块的顶视图；
图3是类似于图1的LED模块的立体图，但是，LED模块的一半已经被切除，从而来显示出LED模块的内部构造；
图4是图3中的LED模块的透镜的立体图，其中，透镜的一半已经被切除，从而来显示出透镜的内部构造；
图5是经过图4的透镜重定向后的光线的示意图；以及
图6是根据本发明的一个具体实施方式的示意性标示箱的立体图。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。
除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。此外，指示特定位置的术语，例如“顶”、“底”、“前”及“后”等，仅仅只是参考特定附图所做的描述。本发明所披露的各个具体实施方式可以是以本发明附图所示的不同方式放置。因此，在本文中所使用的位置术语并不应局限于特定具体实施方式所示的位置。
图1-3示出根据本发明的一个具体实施方式的示意性LED模块100的立体图。如图1-3所示，示意性LED模块100可以包括一个或多个LED光源1、以及用于覆盖一个或多个LED光源1的一个或多个透镜2。透镜2具有对应于LED光源1的数量。一个透镜2可以覆盖一个LED光源1。作为一个示例，在本发明的附图中，LED模块100被示出包括彼此间隔的三个LED光源1以及相应地包括三个透镜2。然而，在LED模块100中所包括的LED光源1和透镜2的数量并不应局限于此。透镜2可以是透明材料。例如，透镜2可以是由丙烯酸或者聚碳酸酯材料构成。
参照图4-5，每一个透镜2包括透镜主体21。在本具体实施方式中，透镜主体21可以大致呈碗状。透镜主体21在其底部包括内腔22。一个LED光源1可以位于透镜主体21的内腔22中。透镜主体21的内腔22具有入射面23，并且，透镜主体21还具有出射面25和反射面24。出射面25位于透镜主体21的顶部。反射面24可以在入射面23和出射面25之间延伸，并且，反射面24可以提供全内反射(Total Internal Reflection，TIR)功能。
如图5所示，从LED光源1发出的光由透镜主体21的入射面23透射。由入射面23透射的至少部分光被反射面24反射到出射面25上，从而在垂直于LED模块100的长度方向(如图2中的箭头D1-D1所示)上提供窄光束角。垂直于LED模块100的长度方向D1-D1上的窄光束角可以小于25度。在一个具体实施方式中，窄光束角例如可以为大约15度。
参照图4和图5，透镜主体21的入射面23可以具有第一入射面231和第二入射面232。由第一入射面231透射的光可以被入射到出射面25上，而由第二入射面232透射的光可以被入射到反射面24上并且被反射面24反射到出射面25。第一入射面231朝向LED光源1凹陷。在一个具体实施方式中，第一入射面231可以具有锥形。在另一个具体实施方式中，第一入射面231可以具有球冠形。
如图2至5所示，透镜主体21的出射面25可以具有多个微结构26。多个微结构26可以扩大在LED模块100的长度方向D1-D1上的光线视角。多个微结构26可以与透镜2一体射出成型(Injection Molded)。多个微结构26可以是凸出于透镜主体21的多个微型突出物。为了保护多个微结构26，多个微结构26的顶部可以不超出透镜2的顶面。例如，如图4和图5所示，透镜2的顶面的外围区域可以略高于多个微结构26的顶部。
在一个具体实施方式中，多个微结构26可以包括多个微带状结构26(即多个微带状突出物)。然而，多个微结构26并不应局限于此。具有较小的尺寸并且能够实现在LED模块100的长度方向D1-D1上扩大光线视角功能的任何特征均应涵盖在本发明的多个微结构26的保护范围之内。在光线通过带有多个微带状结构26的出射面25之后，在LED模块100的长度方向D1-D1上的光线视角能够大大地增加。在长度方向D1-D1上的光线视角可以大于30度。
继续参照图2，多个微带状结构26可以沿着平行于长度方向D1-D1的方向(即D1-D1方向)排列，并且，每一个微带状结构26沿着垂直于长度方向D1-D1的方向(即D2-D2方向)延伸。在一个具体实施方式中，出射面25上的微带状结构26可以具有弧形的横截面。作为一个示例，具有弧形横截面的微带状结构26在垂直于出射面25的方向上具有大约0.1-0.12mm(毫米)的高度，在D1-D1方向上具有大约0.5-0.6mm的宽度。在另一个具体实施方式中，微带状结构26也可以具有三角形的横截面。当然，微带状结构26还可以具有其他形状的横截面。多个微带状结构26可以均匀地分布在出射面25上。
透镜主体21除了多个微结构26之外可以具有旋转对称的形状。在光线通过透镜2之后，由于多个微结构26的作用可以获得非对称的光线分布。通过采用这种带有非对称光线分布的透镜2，本发明的LED模块100可以获得较小的尺寸和良好的一致性。本发明的LED模块100可以是小而狭长的LED模块，因此，能够很好地应用于浅深度照明应用中。
而且，当这种LED模块100被使用于照明器材中时，可以用更少的LED模块100在照明器材中获得较长的投射光。因此，可以节省在照明器材中所使用的LED模块100的数量，并且，可以降低产品成本。
在一个可选的具体实施方式中，透镜2还可以包括环绕透镜主体21的安装部27。在本具体实施方式中，安装部27可以大致呈圆筒状。在安装部27和透镜主体21之间形成外腔28。安装部27可以包括从出射面25延伸的外圆周壁271以及位于外圆周壁271的自由端的安装脚272。外圆周壁271可以具有密封和防水的作用。安装脚272可以在后续的包覆模制(Over-molded)的工艺中便于透镜2的安装和固定。
返回参照图3，LED模块100可以包括印刷电路板组件(Printed CircuitBoard Assembly，PCBA)3、电导线5以及包覆模制塑料本体6。三个LED光源1可以间隔地安装在印刷电路板组件3上。每一个透镜2还可以具有定位柱29。通过透镜2的定位柱29，可以将透镜2定位到印刷电路板组件3上。电导线5可以连接到印刷电路板组件3。包覆模制塑料本体6可以将三个LED光源1、三个透镜2以及印刷电路板组件3密封在一起。作为一个示例，包覆模制塑料本体6可以是热塑性材料。在包覆模制的工艺之后，电导线5可以从LED模块100的内部的印刷电路板组件3延伸至LED模块100的外部。LED模块100的包覆模制塑料本体6可以具有一对安装孔60。通过该对安装孔60以及一对固定件(未图示)，可以将LED模块100安装到照明器材中。
为了防止印刷电路板组件3在包覆模制工艺中发生形变，LED模块100还可以包括垫片4，垫片4位于印刷电路板组件3的下方，并且可以对印刷电路板组件3起到支撑作用。
本发明还可以提供一种标示箱800。图6示出根据本发明的一个具体实施方式的示意性标示箱800的立体图。如图6所示，示意性标示箱800可以包括箱体81以及一个或多个LED模块100。在一个具体实施方式中，标示箱800可以是侧边发光的标示箱800。这种侧边发光的标示箱800可以仅仅具有大约3inch(英寸)的深度。
箱体81例如可以具有四个侧边82。一个或多个LED模块100可以沿着LED模块100的长度方向D1-D1被安装在箱体81的至少一个侧边82上。作为一个示例，多个LED模块100可以被安装在箱体81的四个侧边82上。多个LED模块100可以通过各自的电导线5彼此互联。
当LED模块100被安装到箱体81的侧边82时，可以先将LED模块100的后表面62(如图1所示)通过粘结剂粘贴到箱体81的侧边82上，然后，可以通过将一对固定件分别穿过在LED模块100中的安装孔60而将LED模块100固定到箱体81的侧边82上。
采用本发明的这种LED模块100的箱体800可以具有较浅的深度以及较小的尺寸。
并且，相较于使用现有的LED模块，采用本发明的这种LED模块100的箱体800可以使用更少的LED模块100来满足期望的光分布，并且，能够因此大大降低产品成本。
虽然结合特定的具体实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (11)

1.一种LED模块，其包括：
一个或多个LED光源；以及
一个或多个透镜，其用于覆盖所述一个或多个LED光源，每一个透镜包括透镜主体，所述透镜主体包括具有入射面的内腔、出射面、以及在所述入射面和所述出射面之间延伸用于提供全内反射的反射面，
其中，一个LED光源位于所述内腔中，从所述LED光源发出的光由所述入射面透射，由所述入射面透射的至少部分光被所述反射面反射到所述出射面上，从而在垂直于所述LED模块的长度方向上提供窄光束角；并且
其中，所述出射面具有用于扩大在所述LED模块的长度方向上的光线视角的多个微结构。
2.根据权利要求1所述的LED模块，其中，所述多个微结构是凸出于所述透镜主体的多个微型突出物。
3.根据权利要求1所述的LED模块，其中，所述多个微结构包括多个微带状结构，所述多个微带结构沿着平行于所述长度方向的方向排列，并且，每一个微带状结构沿着垂直于所述长度方向的方向延伸。
4.根据权利要求3所述的LED模块，其中，每一个微带状结构具有弧形或三角形的横截面。
5.根据权利要求1所述的LED模块，其中，所述透镜主体除了所述多个微结构之外具有旋转对称的形状。
6.根据权利要求1所述的LED模块，其中，所述入射面具有第一入射面和第二入射面，由所述第一入射面透射的光被入射到所述出射面上，而由所述第二入射面透射的光被入射到所述反射面上并且被所述反射面反射到所述出射面。
7.根据权利要求6所述的LED模块，其中，所述第一入射面朝向所述LED光源凹陷。
8.根据权利要求1所述的LED模块，其中，每一个透镜还包括环绕所述透镜主体的安装部，并且，在所述安装部和所述透镜主体之间形成外腔。
9.根据权利要求8所述的LED模块，其中，所述安装部包括从所述出射面延伸的外圆周壁以及位于所述外圆周壁的自由端的安装脚。
10.根据权利要求1所述的LED模块，其还包括：
印刷电路板组件，其中，所述一个或多个LED光源被安装在所述印刷电路板组件上，并且，每一个透镜具有用于将所述透镜定位到所述印刷电路板组件上的定位柱；以及
包覆模制塑料本体，其用于将所述一个或多个LED光源、所述一个或多个透镜以及所述印刷电路板组件密封在一起。
11.一种标示箱，其包括：
箱体，其具有四个侧边；以及
如权利要求1至10中任意一项所述的一个或多个LED模块，其中，所述一个或多个LED模块沿着所述LED模块的长度方向被安装在所述箱体的至少一个侧边上。
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