本公開的實(shí)施例大體上涉及LED照明，并且更具體地涉及用于照亮用具(fixture)如立體發(fā)光字指示牌(channel letter sign)的目標(biāo)表面的背光LED系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

立體發(fā)光字為金屬或塑料字，其通常用于商業(yè)和其它組織的建筑上用于外部標(biāo)識(shí)。立體發(fā)光字中的至少一些包括背光系統(tǒng)，其使用多個(gè)發(fā)光二極管(LED)裝置用于照亮立體發(fā)光字的前面，以使立體發(fā)光字在黑暗環(huán)境中可看見。傳統(tǒng)上，至少出于成本和能量節(jié)省的原因，為了減少用于立體發(fā)光字中的LED裝置的量，多個(gè)光學(xué)透鏡用于以一種方式分配從多個(gè)LED裝置發(fā)射的光束，以允許光束均勻地分配在前面上，即使LED裝置可不在指示牌的前面后方與彼此均勻間隔開。

提出用于與立體發(fā)光字一起使用的光學(xué)透鏡的一個(gè)示例性設(shè)計(jì)在Nail等人的標(biāo)題為″LED Lighting Module for Backlighting″的美國(guó)專利申請(qǐng)公告US 2013/0042510A1中描述。如本專利申請(qǐng)中所述，透鏡具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的輪廓，或者具有球形外表面，其均勻地分配從LED裝置發(fā)射的光束。與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱輪廓透鏡的使用相關(guān)聯(lián)的一個(gè)限制在于，以透鏡和LED構(gòu)成的LED燈模塊可不能夠配合到具有淺深度和/或窄寬度的立體發(fā)光字中。與窄立體發(fā)光字內(nèi)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱輪廓透鏡的使用相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)限制在于，LED燈模塊的效率由于從窄側(cè)壁反射所需的光的量而為低的。

因此，合乎需要的是，提供改進(jìn)的光學(xué)透鏡和并入改進(jìn)的透鏡的LED燈模塊，以解決先前透鏡設(shè)計(jì)的限制中的至少一個(gè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供了一種用于照亮目標(biāo)平面的LED燈模塊。LED燈模塊包括第一LED源、設(shè)置在第一LED源附近的第二LED源、覆蓋第一LED源的第一透鏡，以及覆蓋第二LED源的第二透鏡。第一透鏡構(gòu)造成將從第一光源發(fā)射的第一光束引導(dǎo)至目標(biāo)平面。第二透鏡構(gòu)造成將從第二光源發(fā)射的第二光束引導(dǎo)至目標(biāo)平面。第一透鏡和第二透鏡中的至少一個(gè)定形成具有非對(duì)稱輪廓。

根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種背光系統(tǒng)。背光系統(tǒng)包括與彼此電聯(lián)接的多個(gè)LED燈模塊。多個(gè)LED燈模塊中的一個(gè)包括電路板、安裝在電路板上的第一LED源、安裝在電路板上的第二LED源，以及安裝在電路板上并且覆蓋第一LED源和第二LED源兩者的光學(xué)元件。光學(xué)元件構(gòu)造成將從第一LED源和第二LED源中的至少一個(gè)發(fā)射的光束分配成非對(duì)稱光圖案。

根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于向觀察者呈現(xiàn)可見指示牌的用具。用具包括目標(biāo)平面和用于將光束引導(dǎo)至目標(biāo)平面的背光系統(tǒng)。背光系統(tǒng)包括與彼此電聯(lián)接的多個(gè)LED燈模塊。多個(gè)LED燈模塊中的一個(gè)包括電路板、安裝在電路板上的第一LED源、安裝在電路板上的第二LED源，以及安裝在電路板上并且覆蓋第一LED源和第二LED源兩者的光學(xué)元件。光學(xué)元件構(gòu)造成將從第一LED源和第二LED源中的至少一個(gè)發(fā)射的光束分配成第一光圖案和不同于第一光圖案的第二光圖案。

附圖說(shuō)明

在參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本公開的這些及其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，在該附圖中，相似的標(biāo)記遍及附圖表示相似的部分，其中：

圖1為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的背光系統(tǒng)的透視圖；

圖2為根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的沿線1-1截取的圖1中所示的背光系統(tǒng)的LED燈模塊的截面視圖；

圖3為根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的圖2中所示的LED燈模塊中使用的光學(xué)元件的透視圖；

圖4為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的沿線2-2截取的圖3中所示的光學(xué)元件的截面視圖；

圖5為示出根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的從一個(gè)LED燈模塊發(fā)射的光束的光分布圖案的極線圖；

圖6為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的從一個(gè)LED燈模塊發(fā)射的光束的照明分布；以及

圖7為根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的從多個(gè)LED燈模塊提供的光束的照明分布。

具體實(shí)施方式

本公開的實(shí)施例針對(duì)用于背光系統(tǒng)或LED燈模塊中的改進(jìn)的光學(xué)元件。更具體而言，構(gòu)造有非對(duì)稱光學(xué)輪廓的光學(xué)元件提出用于在目標(biāo)平面中非對(duì)稱地分配光圖案。與非對(duì)稱光學(xué)元件的使用相關(guān)聯(lián)的一個(gè)技術(shù)益處或優(yōu)點(diǎn)在于，構(gòu)造有提出的光學(xué)元件的LED燈模塊可配合到用具中，如，可具有窄深度和/或窄寬度的立體發(fā)光字罐(can)。與非對(duì)稱光學(xué)元件的使用相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)技術(shù)益處或優(yōu)點(diǎn)在于改進(jìn)了總體效率。與非對(duì)稱光學(xué)元件的使用相關(guān)聯(lián)的又一個(gè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)或益處在于位于顯示照明裝置或封殼中的兩個(gè)平行側(cè)壁之間的LED的LED數(shù)目可最小化。側(cè)壁可為反射性、半透明和/或透明的。例如，LED燈模塊可用于兩個(gè)玻璃或塑料件之間，以通過沿面之間的通道使光均勻地散布來(lái)產(chǎn)生用具或顯示器內(nèi)的照明效果。通過參照在下面根據(jù)本公開的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例提供的詳細(xì)描述和附圖，其它技術(shù)優(yōu)點(diǎn)或益處將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得顯而易見。

為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，不在一個(gè)或更多個(gè)特定實(shí)施例中描述實(shí)際實(shí)施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在任何這種實(shí)際實(shí)施的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須作出許多特定實(shí)施決定以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)且商業(yè)相關(guān)的約束，這可從一個(gè)實(shí)施變化到另一個(gè)實(shí)施。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這種開發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè)計(jì)、制作和制造的日常工作。

除非另外限定，否則本文中使用的技術(shù)和科學(xué)用語(yǔ)具有與本公開所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的意義。如本文中使用的用語(yǔ)″第一″、″第二″等不表示任何順序、質(zhì)量或重要性，而是用于將一個(gè)元件與另一個(gè)區(qū)分開。另外，用語(yǔ)″一″和″一個(gè)″不表示數(shù)量的限制，而是表示提到項(xiàng)目中的至少一個(gè)的存在。用語(yǔ)″或″意思是包括性的，并且意味著所列項(xiàng)目中的任一個(gè)、若干個(gè)或所有?！灏濉ⅰ灏ā寤颉寰哂小搴捅疚闹械钠渥冃偷氖褂靡馑际呛w此后所列的項(xiàng)目和其等同物，以及附加項(xiàng)目。用語(yǔ)″連接″和″聯(lián)接″不限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接，并且可包括直接或間接的電連接或聯(lián)接。

如本公開中使用的，用語(yǔ)″LED″應(yīng)當(dāng)理解為包括能夠響應(yīng)于電信號(hào)生成輻射的任何電致發(fā)光的二極管或其它類型的基于載體噴射/接合的系統(tǒng)。因此，用語(yǔ)LED包括但不限于各種基于半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)，其響應(yīng)于電流、發(fā)光聚合物、電致發(fā)光條等發(fā)射光。

具體而言，用語(yǔ)LED是指所有類型的發(fā)光二極管(包括半導(dǎo)體和有機(jī)發(fā)光二極管)，其可構(gòu)造成以紅外光譜、紫外光譜以及可見光譜的各種部分中的一個(gè)或更多個(gè)生成輻射。LED的一些實(shí)例包括但不限于各種類型的紅外LED、紫外LED、紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED、黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，LED可構(gòu)造成生成具有用于給定光譜的各種帶寬(例如，窄帶寬、寬帶寬)的輻射。

例如，構(gòu)造成生成基本上白色光的LED(例如，白色LED)的一個(gè)實(shí)施可包括一定數(shù)量的管芯(dies)，其分別發(fā)射不同的電致發(fā)光光譜，該不同的電致發(fā)光光譜組合地混合來(lái)形成基本上白色的光。在另一個(gè)實(shí)施方式中，白光LED可與磷光材料相關(guān)聯(lián)，其將具有第一光譜的電致發(fā)光轉(zhuǎn)換成不同的第二光譜。在該實(shí)施的一個(gè)實(shí)例中，具有相對(duì)短的波長(zhǎng)和窄帶寬光譜的電致發(fā)光″泵送″磷光材料，其繼而輻射具有略微較寬光譜的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射。

還應(yīng)當(dāng)理解的是，用語(yǔ)LED并未限制LED的物理和/或電氣封裝類型。例如，如上文所論述，LED可表示單個(gè)發(fā)光裝置，其具有多個(gè)管芯，該多個(gè)管芯構(gòu)造成分別發(fā)射不同的輻射光譜(例如，可或可不能夠獨(dú)立地控制)。另外，LED可與磷光體相關(guān)聯(lián)，該磷光體認(rèn)作是LED(例如，一些類型的白色LED)的組分部分。大體上，用語(yǔ)LED可表示封裝的LED、非封裝的LED、表面安裝的LED、片載(chip-on-board)LED、T形封裝安裝的LED、徑向封裝的LED、功率封裝LED、包括一些類型的包裝和/或光學(xué)元件(例如，漫射透鏡)的LED等。

參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的背光系統(tǒng)100的透視圖。背光系統(tǒng)100可用于用具，如，立體發(fā)光字，或任何其它適合的顯示照明裝置和封殼中。如圖1中所示，背光系統(tǒng)100包括第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130。第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130可設(shè)置在由立體發(fā)光字罐限定的內(nèi)部空間處。第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130構(gòu)造成照亮至少一個(gè)表面，如，立體發(fā)光字的頂表面，以在黑暗環(huán)境中將可見指示牌呈現(xiàn)給觀察者。在一個(gè)實(shí)施例中，第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130以串聯(lián)方式經(jīng)由兩條電導(dǎo)線102，104如電線與彼此電連接。在一些實(shí)施例中，兩條電導(dǎo)線102，104可布置成柔性的或可收縮的，使得第一LED燈模塊110與第二LED燈模塊130之間的距離可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)整。盡管示出了兩個(gè)LED燈模塊，但在其它實(shí)施例中，構(gòu)想出了對(duì)于特定應(yīng)用，可在背光系統(tǒng)100中使用更少或更多的LED燈模塊。在一些實(shí)施例中，此外或作為備選，兩個(gè)或更多個(gè)LED燈模塊可以以并聯(lián)方式電連接。

在一些實(shí)施例中，第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130可以以任何適合的手段安裝于立體發(fā)光字罐。例如，如圖1中所示，附接于第一LED燈模塊110的殼體118的底表面的雙面帶116可用于將第一LED燈模塊110固定于立體發(fā)光字罐(未示出)的內(nèi)表面(例如，后表面或底表面)。在其它實(shí)施例中，第一LED燈模塊110可使用螺釘或任何其它適合的緊固件固定于立體發(fā)光字罐的內(nèi)表面。以類似方式，如圖1中所示，附接于第二LED燈模塊130的殼體138的底表面的另一個(gè)雙面帶136可用于將第二LED燈模塊130固定于立體發(fā)光字罐的內(nèi)表面(例如，后表面或底表面)。在其它實(shí)施例中，第二LED燈模塊110可使用螺釘或任何其它適合的緊固件固定于立體發(fā)光字指示牌的內(nèi)表面。

在通電時(shí)，第一LED燈模塊110操作成將從多個(gè)第一LED光源(圖1中未示出，將參照?qǐng)D2詳細(xì)描述)發(fā)射的第一光束(大體上表示為112)引導(dǎo)在目標(biāo)平面140(如立體發(fā)光字指示牌的前面或頂表面)處，該多個(gè)第一LED光源設(shè)置在LED燈模塊110的殼體118的內(nèi)側(cè)處。在所示實(shí)施例中，第一LED燈模塊110包括光學(xué)元件120，其延伸穿過限定在第一LED燈模塊110的殼體118的頂表面處的開口122。光學(xué)元件120構(gòu)造成將從第一LED光源發(fā)射的光束引導(dǎo)至目標(biāo)平面140以使立體發(fā)光字可看見。在一些實(shí)施例中，光學(xué)元件120構(gòu)造有折射表面，以使從光源發(fā)射的光束發(fā)散，使得目標(biāo)平面可利用具有良好光學(xué)均一性的光束照亮。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)元件120為集成地形成的光學(xué)元件，其包括第一透鏡124、第二透鏡126以及第三透鏡128，它們與彼此緊密連接。在其它實(shí)施例中，光學(xué)元件120可包括單獨(dú)地制造的透鏡，其可與彼此間隔開。

在圖1的所示實(shí)施例中，第一透鏡124、第二透鏡126以及第三透鏡128中的各個(gè)布置成具有大致相同的光學(xué)輪廓。例如，第一透鏡124、第二透鏡126以及第三透鏡128中的各個(gè)可布置成具有非對(duì)稱的光學(xué)輪廓，使得第一透鏡124、第二透鏡126以及第三透鏡128中的各個(gè)可將從第一LED源發(fā)射的光束非對(duì)稱地分配至目標(biāo)平面140。如本文中使用的，″非對(duì)稱輪廓″和/或″非對(duì)稱光學(xué)輪廓″是指光學(xué)元件或光學(xué)透鏡布置成具有用于折射從LED光源提供的光束的至少兩種不同類型的光學(xué)折射表面。例如，光學(xué)元件或光學(xué)透鏡可具有用于使從LED光源提供的光束發(fā)散的一個(gè)或更多個(gè)彎曲外表面，以及用于折射從LED光源提供的光束的一個(gè)或更多個(gè)平表面。

在特定實(shí)施例中，如O-XYZ笛卡爾坐標(biāo)系中表示的，第一透鏡124、第二透鏡126、第三透鏡128中的各個(gè)可以以一種方式構(gòu)造成允許沿O-X方向以第一光圖案分布的光束112具有大于沿大致垂直于O-X方向的O-Y方向以第二光圖案分布的光束112的光強(qiáng)度的光強(qiáng)度。就此而言，可實(shí)現(xiàn)從LED光源發(fā)射的光束的非對(duì)稱光圖案。在其它實(shí)施例中，構(gòu)想出了并非所有三個(gè)透鏡124，126，128都構(gòu)造成具有非對(duì)稱輪廓。作為替代，透鏡124，126，128中的至少一些可布置成具有對(duì)稱輪廓。例如，在一些實(shí)施例中，第一透鏡124和第三透鏡128可布置成具有非對(duì)稱輪廓，并且第二透鏡126布置成具有對(duì)稱輪廓。光學(xué)透鏡126的對(duì)稱輪廓的一個(gè)實(shí)例為旋轉(zhuǎn)的對(duì)稱輪廓，如球形表面。

以類似方式，第二LED燈模塊130操作成將從多個(gè)第二LED光源(圖1中未示出)發(fā)射的第二光束(大體上表示為132)引導(dǎo)在立體發(fā)光字指示牌的目標(biāo)平面140處。在一些實(shí)施例中，第一LED燈模塊110和第二LED燈模塊130之間的節(jié)距可調(diào)整成允許從第二LED燈模塊130發(fā)射的第二光束132與從第一LED燈模塊110發(fā)射的第一光束112重疊，以確保目標(biāo)平面140上的均勻光分布。

在所示實(shí)施例中，第二LED燈模塊130包括光學(xué)元件150，其延伸穿過限定在第二LED燈模塊130的殼體138的頂表面處的開口142。光學(xué)元件150構(gòu)造用于將從第二LED光源發(fā)射的光束引導(dǎo)至目標(biāo)平面140。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)元件150為集成地形成的光學(xué)元件，其包括第一透鏡144、第二透鏡146以及第三透鏡148，它們與彼此緊密連接。在其它實(shí)施例中，光學(xué)元件150可包括單獨(dú)地制造的透鏡，其可與彼此間隔開。

在圖1的所示實(shí)施例中，第二LED燈模塊130的第一透鏡144、第二透鏡146以及第三透鏡148中的各個(gè)布置成具有大致相同的光學(xué)輪廓。例如，第一透鏡144、第二透鏡146以及第三透鏡148中的各個(gè)可布置成具有非對(duì)稱的光學(xué)輪廓，使得第一透鏡144、第二透鏡146以及第三透鏡148中的各個(gè)可將從第二LED源發(fā)射的光束非對(duì)稱地分配至目標(biāo)平面140。

在特定實(shí)施例中，如O-XYZ笛卡爾坐標(biāo)系中所表示，第一透鏡144、第二透鏡146、第三透鏡148中的各個(gè)可以以一種方式構(gòu)造成允許沿O-X方向以第一光圖案分布的光束132具有大于沿大致垂直于O-X方向的O-Y方向以第二光圖案分布的光束132的光強(qiáng)度的光強(qiáng)度。就此而言，可實(shí)現(xiàn)從第二LED光源發(fā)射的光束的非對(duì)稱光圖案。在其它實(shí)施例中，構(gòu)想出了并非所有三個(gè)透鏡144，146，148都構(gòu)造成具有非對(duì)稱輪廓。作為替代，透鏡144，146，148中的至少一些可布置成具有對(duì)稱輪廓。例如，在一些實(shí)施例中，第一透鏡144和第三透鏡148可布置成具有非對(duì)稱輪廓，并且第二透鏡146布置成具有對(duì)稱輪廓。光學(xué)透鏡146的對(duì)稱輪廓的一個(gè)實(shí)例為旋轉(zhuǎn)的對(duì)稱輪廓，如球形表面。

參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的LED燈模塊200的截面視圖。LED燈模塊200可用作圖1中所示的第一LED燈模塊110和/或第二LED燈模塊130，用于引導(dǎo)光束來(lái)照亮目標(biāo)平面140(見圖1)。

如圖2中所示，LED燈模塊200包括主體或殼體204，其可由包覆模制塑料制成，并且用于容納LED燈模塊200的各種元件。在一個(gè)實(shí)施例中，主體204可包括通道，以允許導(dǎo)線202如電線從一側(cè)進(jìn)入到主體204中，并且從主體204的相對(duì)側(cè)離開。主體204還可包括安裝部件252，其集成地或單獨(dú)地連接于主體204。在一個(gè)實(shí)施例中，安裝部件252形成有開口或穿孔254，用于將LED燈模塊200安裝或固定于立體發(fā)光字罐。如早先所述，LED燈模塊200此外或作為備選可包括雙面帶208，其附接于主體204的底表面。在一個(gè)實(shí)施例中，雙面帶208可附接于立體發(fā)光字罐的后表面，以將LED燈模塊200關(guān)于立體發(fā)光字罐固定就位。

在一個(gè)實(shí)施例中，LED燈模塊200包括電路板206如印刷電路板，其設(shè)置在主體204內(nèi)側(cè)。電路板206電聯(lián)接于導(dǎo)線202，用于接收通過導(dǎo)線202供應(yīng)的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，電路板206包括第一表面222和第二表面224。在一個(gè)實(shí)施例中，第一表面222構(gòu)造成安裝多個(gè)LED源232，234，236。第二表面222構(gòu)造成安裝各種其它元件，如，LED控制器242、一個(gè)或更多個(gè)電阻器244，以及一個(gè)或更多個(gè)二極管246，其與LED源232，234，236中的至少一個(gè)電連接，以確保LED源232，234，236適當(dāng)?shù)仄鹱饔谩?/p>

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)LED源232，234，236例如由軟釬焊機(jī)械地且電氣地聯(lián)接于電路板206。盡管圖2中繪出了三個(gè)LED源232，234，236，但在其它實(shí)施例中，LED燈模塊200可包括更少或更多的LED源。在一些實(shí)施例中，三個(gè)LED源232，234，236沿直線排列。在其它實(shí)施例中，三個(gè)LED源232，234，236可沿非直線排列，如，以圓、半圓、橢圓和任何其它適合的幾何形狀。另外，在所示實(shí)施例中，三個(gè)LED圓232，234，236以預(yù)定距離與彼此間隔開。預(yù)定距離可根據(jù)一定數(shù)量的因素變化，如使用的LED源的類型，以及與LED源結(jié)合使用的光學(xué)透鏡。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，電路板206的第一表面222進(jìn)一步構(gòu)造成將一個(gè)或更多個(gè)光學(xué)元件210安裝在其上。進(jìn)一步參照?qǐng)D3，光學(xué)元件210為集成地形成的光學(xué)元件，其包括第一透鏡212、第二透鏡214以及第三透鏡216。在所示實(shí)施例中，第一透鏡212、第二透鏡214以及第三透鏡216與彼此緊密連接，而沒有任何互連的部分。即，三個(gè)透鏡212，214，216中的各個(gè)物理地接觸相鄰的一個(gè)。在其它實(shí)施例中，三個(gè)透鏡212，214，216可以以在其間形成的距離間隔開。在又一些實(shí)施例中，三個(gè)透鏡212，214，216可單獨(dú)地制造并且單獨(dú)地安裝于電路板206。

在所示實(shí)施例中，第一透鏡212、第二透鏡214以及第三透鏡216還與支承部件218集成地形成，支承部件218用于將三個(gè)透鏡212，214，216支承在其上。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，支承部件218包括設(shè)置在支承部件218的兩個(gè)轉(zhuǎn)角處的兩個(gè)柱266，268。從支承部件218的一個(gè)表面延伸的兩個(gè)柱266，268用于配合到電路板206中限定的對(duì)應(yīng)的凹口和/或孔中，以確保光學(xué)部件210以及三個(gè)透鏡212，214，216保持在它們的適當(dāng)位置。在其它實(shí)施例中，用于將光學(xué)元件210和電路板206安裝在一起的柱孔(或柱凹口)機(jī)械構(gòu)造可顛倒。即，支承部件210可形成有凹口和/或孔，并且電路板206形成有對(duì)應(yīng)的柱，用于配合到凹口和/或孔中。構(gòu)想出的是，該特定構(gòu)造不應(yīng)當(dāng)解釋為限制性的，并且光學(xué)元件210可使用任何其它適合的手段如螺釘和/或粘合劑安裝于電路板206。

進(jìn)一步參照?qǐng)D2和3，三個(gè)透鏡212，214，216中的各個(gè)限定用于覆蓋和密封對(duì)應(yīng)的LED源232，234，236的中空室。將LED源232，234，236密封在對(duì)應(yīng)的透鏡212，214，216內(nèi)可防止灰塵顆粒落到這些LED源232，234，236上，并且還提供用于這些LED源232，234，236的防潮和防水條件。在一些實(shí)施例中，三個(gè)透鏡212，214，216由丙烯酸和/或聚碳酸酯材料制成，其還為透明的，用于使從LED源232，234，326發(fā)射的光束穿過。

繼續(xù)參照?qǐng)D2和3并且進(jìn)一步參照?qǐng)D4，在一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)透鏡212，214，216布置成具有相同的輪廓。在特定實(shí)施例中，三個(gè)透鏡212，214，216中的各個(gè)布置成具有非對(duì)稱輪廓來(lái)以非對(duì)稱方式分配從光源232，234，236發(fā)射的光束。如圖3中所示，第一透鏡212包括第一外表面262，其為曲面，如復(fù)合曲面，或更具體是橢圓體表面。在一個(gè)實(shí)施例中，第一外表面262布置成具有沿O-Y方向測(cè)得的均一寬度。在其它實(shí)施例中，第一外表面262可布置成具有其它形狀，如，球形表面或非球形表面。

如圖4中進(jìn)一步所示，第一透鏡212還包括內(nèi)表面265，其也為曲面，如復(fù)合曲面，或更具體是橢圓體表面。內(nèi)表面265與外表面262協(xié)作，以限定具有從第一透鏡212的中心到第一透鏡212的邊緣的變化厚度的壁。變化厚度的壁構(gòu)造允許從第一光源232發(fā)射的光束與目標(biāo)平面成寬角發(fā)散。更具體而言，構(gòu)造有均一寬度的曲面265允許從第一光源232發(fā)射的光束的相當(dāng)大部分分布為沿目標(biāo)平面140的O-X方向的第一光圖案。

回頭參照?qǐng)D3，第一透鏡212還包括第二外表面264，其在一個(gè)實(shí)施例中為平表面。即，第二外表面264垂直地連接于第一外表面262。此外，第一透鏡212還包括第三外表面(圖3中不可見)，其布置成平行于第二外表面264，并且垂直地連接于第一外表面262。結(jié)果，第一外表面262、第二外表面264以及第三外表面構(gòu)成第一透鏡212的整個(gè)外表面。第二外表面264構(gòu)造成折射從第一LED源232發(fā)射的光束，并且以第二光圖案在目標(biāo)平面140(見圖1)中分配光束。在一個(gè)實(shí)施例中，平外表面264構(gòu)造成生成第二光圖案，其具有比由彎曲外表面262生成的第一光圖案的密度更低的密度。如可理解的，使光學(xué)元件210或透鏡212，214，216構(gòu)造有平表面允許光學(xué)元件210或透鏡212，214，216配合到立體發(fā)光字罐中，該立體發(fā)光字罐具有沿O-Y方向測(cè)得的較窄寬度。此外，較少或甚至沒有光束分配至立體發(fā)光字指示牌的側(cè)表面，因此，改進(jìn)了LED燈模塊的效率。

如圖3和4中進(jìn)一步所示，第二透鏡214和第三透鏡216構(gòu)造成具有與第一透鏡212相同的光學(xué)輪廓。例如，第二透鏡214包括第一彎曲外表面272、第二平面外表面274、第三平面外表面(圖3中不可見)，以及彎曲內(nèi)表面267，用于在目標(biāo)平面140中非對(duì)稱地分配從第二LED源234發(fā)射的光束。第三透鏡216包括第一彎曲外表面282、第二平面外表面284、第三平面外表面(圖3中不可見)，以及彎曲內(nèi)表面269，用于在目標(biāo)平面140中非對(duì)稱地分配從第三LED源236(見圖2)發(fā)射的光束。在一些實(shí)施例中，從三個(gè)LED源232，234，236發(fā)射且由三個(gè)透鏡212，214，216分配的光束可重疊，以在目標(biāo)平面140上產(chǎn)生更均勻的光分布。

圖2-4中所示的光學(xué)透鏡210可以以多種方式修改。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在覆蓋三個(gè)LED源如LED源232，234，236的情況下，光學(xué)透鏡210可為集成地形成的光學(xué)元件，其構(gòu)造成具有兩個(gè)彎曲外表面，該兩個(gè)彎曲外表面在沒有任何中間部分的情況下連接。光學(xué)透鏡210還具有平面外表面，使得從LED源232，234，236發(fā)射的光束也可在目標(biāo)平面140中非對(duì)稱地分布。

參照?qǐng)D5，其為極線圖310，示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的從圖2中所示的一個(gè)LED燈模塊200發(fā)射的光束的光分布。如圖5中所示，非對(duì)稱光圖案由LED燈模塊200提供。例如，形狀類似于″蝙蝠翼″的第一光圖案312表示由LED燈模塊200分配且沿O-X方向測(cè)得的光束。在一個(gè)實(shí)施例中，沿O-X方向的第一光圖案312可實(shí)現(xiàn)大約140度的寬視角。第二光圖案314代表由LED燈模塊200分配且沿O-Y方向測(cè)量的光束。第二光圖案314具有小于第一光圖案312的光強(qiáng)度。因此，LED燈模塊200的效率可提高。

參照?qǐng)D6，其示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的從圖2中所示的LED燈模塊200發(fā)射的光束的不同照明光圖案。如圖6中所示，具有大致條形的第一照明光圖案322表示從LED燈模塊200分配且沿O-X方向測(cè)量的光束。垂直于第一照明光圖案322的也具有大致條形的第二照明光圖案324表示從LED燈模塊200分配且沿O-Y方向測(cè)得的光束?？煽吹降诙彰鞴鈭D案324具有小于第一照明光圖案322的照度值的照度值。因此，LED燈模塊200的效率可提高。

參照?qǐng)D7，其示出了根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的由五個(gè)LED燈模塊生成的光束的照明分布。水平軸線表示目標(biāo)平面處的位置關(guān)于五個(gè)LED燈模塊的中心的距離。垂直軸線表示目標(biāo)平面處測(cè)得的照度值。如圖7中所示，改進(jìn)的LED燈模塊的光分布在沿O-X方向測(cè)得的大約360毫米的范圍上具有大約94％的光均勻性。

盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可作出各種改變，并且等同方案可替換其元件，而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到來(lái)自不同實(shí)施例的各種特征的互換性。此外，可使許多改型適合本發(fā)明的教導(dǎo)的特定情形或材料，而不脫離其基本范圍。因此，意圖是，本發(fā)明不限于公開為構(gòu)想用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。