DE10058349A1 - Leuchtkörper - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper 1 mit einer transparenten Grundkörperplatte 2 und einer Reihe diesen hinterleuchtender LEDs 3. Hierbei ist vorgesehen, dass in einer Kante der Grundkörperplatte eine Reihe von allgemein parallel zueinander angeordneten Löchern vorgesehen ist, wobei die Löcher auf die gegenüberliegende Plattenkante ausgerichtet und die Leuchtdioden in diese Löcher eingelassen sind und wobei die Platte eine solche Breite zwischen Lichteintritts- und -austrittskante besitzt, dass die Lichtbündel der LEDs sich bei gegebenem Öffnungswinkel an der gegenüberliegenden Plattenkante zumindest partiell überlagern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leuchtkörper nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.

Leuchtkörper sind prinzipiell bekannt. Sie werden beispiels­ weise in der Werbung, aber auch im Automobilbereich einge­ setzt, um in dunkler Umgebung Information auffällig zu prä­ sentieren. Eine andere Anwendung sind Wegweiser und derglei­ chen.

Es ist bereits bekannt, für die Beleuchtung von Gegenständen LEDs zu verwenden. Typische Beispiele hierfür sind Betriebs­ statusanzeigen an elektrischen Geräten und dergleichen. Die Leuchtflächen sind typisch sehr klein. Ein Problem besteht dahingehend, wenn eine größere Fläche gleichmäßig hell ausge­ leuchtet werden soll, da LEDs lediglich punktuell Licht ab­ strahlen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereit zu stellen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale im unabhängigen Anspruch erreicht. Bevorzugte Ausführungsfor­ men finden sich in den Unteransprüchen.

Ein erster Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, einen Leuchtkörper mit einer transparenten Grundkörperplatte und einer Reihe diesen hinterleuchtender LEDs vorzusehen, bei welchen erfindungsgemäß in einer Kante der Grundkörperplatte . eine Reihe von allgemein parallel zueinander angeordneten Lö­ chern vorgesehen ist, wobei die Löcher auf die gegenüber lie­ gende Plattenkante ausgerichtet und die Leuchtdioden in diese Löcher eingelassen sind und wobei die Platte eine solche Breite zwischen Lichteintritts- und -austrittskante besitzt, dass die Lichtbündel der LEDs sich bei gegebenem Öffnungswin­ kel an der gegenüber liegenden Plattenkante zumindest parti­ ell überlagern.

Wesentlich ist hierbei, dass eine eindeutige Beziehung zwi­ schen Leuchtdiodenabstand und Öffnungswinkel vorgesehen ist, wobei durch die angegebene Wechselbeziehung zwischen Emissi­ onswinkel und Abstand zwischen Lichteintritts- und -aus­ trittskante, also Lauflinien durch den Grundkörper die Über­ lagerung und somit eine praktisch gleichmäßige Ausleuchtung der beleuchteten Kante erzielt wird. Dabei ist von Bedeutung, dass durch die plattenförmige Ausbildung des Grundkörpers, also den nur geringen Dicken, zunächst eine Reflektion der vergleichsweise breit abgestrahlten Lichtbündel an der Plat­ tenoberfläche erfolgt, wobei diese typisch auch zumindest partiell Licht in den Zwischenbereich zwischen zwei Leucht­ dioden Lichtbündeln an der gegenüberliegenden Plattenkante direkt oder indirekt einstrahlt.

Dies gilt auch, wenn die Grundkörperplatte selbst wie bevor­ zugt klar transparent ist. Eine klare Transparenz erhöht die Transmission von Kante zu Kante und damit die Effizienz, mit der die Leuchtdiode genutzt werden kann, während an der Ober­ fläche des Grundkörpers immer noch Streuung und/oder Refle­ xion und/oder Beugung auftreten kann.

In einer bevorzugten Variante ist die Grundkörperplatte aus Plexiglas, das eine hinreichend hohe Transparenz im sichtba­ ren Bereich besitzt.

Die Grundkörperplatte kann in einer bevorzugten Variante nicht planar konturiert sein, also beispielsweise in Form ei­ nes umlaufenden Rahmens einen viereckigen oder ringförmigen Querschnitt besitzen.

Während schon an klaren Grundkörperoberflächen eine gewisse Grundstreuung erfolgt, ist es bevorzugt, wenn die Oberflächen zur Erhöhung des Rückstreuanteils von innen aufgestrahlten Lichtes verändert sind. Dazu können die Seitenkanten streuend beschichtet und/oder mattiert sein. Weiter können die Grund­ körperberflächen entsprechend ausgebildet sein. Möglich ist hier die Anbringung einer weißen Abdeckfolie, die eng auf dem Grundkörper aufhaftet und/oder eine Sandstrahlenbehandlung der Oberfläche. Die Leuchtdioden sind bevorzugt in den Lö­ chern und/oder Ausnehmungen mit Vergussmasse fixiert, um die Vibrationsfestigkeit zu erhöhen und die Kontakte und so wei­ ter zu schützen. Zudem wird in einer bevorzugten Variante die Vergussmasse streuend gewählt, um so bereits am Ort der Lich­ temission eine deutlich vom üblichen Abstrahlverhalten der LED abweichende, die Überlagerung begünstigende Lichtabstrah­ lung zu erhalten.

In einer bevorzugten Variante können Leuchtdioden verwendet werden, die allgemein kegelförmig Licht abstrahlen. Durch die unter zumindest partieller Streuung erfolgende Totalreflekti­ on an der Plattenoberfläche wird so eine zumindest praktisch gleichförmige Kantenbeleuchtung erreicht.

Bevorzugt ist es, wenn eine sehr breite Abstreuung gewählt wird und dann der Grundkörper so dimensioniert ist, dass un­ gestreute Randstrahlen bereits in der LED-nahen Hälfte des Weges zur gegenüberliegenden Plattenkante auf die Plat­ tenoberfläche treffen. Dies sichert eine besonders starke Streuung und damit gleichmäßige Überlagerung der Lichtbündel. Es sei erwähnt, dass in einem aus Kostengründen bevorzugten Fall die Leuchtdioden so weit voneinander entfernt sind, dass deren sich aus der im ungestreuten Fall ergebende Lichtbündel auf der gegenüberliegenden Plattenkante nur wenig überlagern. Beispielsweise kann die Überlagerung zwischen eins und, zehn Prozent auf jeder Plattenseite, bevorzugt zwischen zehn und fünf Prozent betragen. Eine noch geringere Überlagerung führt zuerhöhten Anforderungen an die Fertigungstoleranz, eine we­ sentlich erhöhte Überlagerung bedingt zwar eine Erhöhung der Leuchtdichte, es ist aber bevorzugt, eher stärkere und damit weniger Leuchtdioden zu verwenden, da die Verbindung und der Einbau der Leuchtdioden selbst kostenintensiv ist.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine Leuchtkörperanordnung gemäß der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2a-b-c verschiedene streuende Oberflächen und

Fig. 3 eine nicht planare Grundkörperform.

Nach Fig. 1 umfasst ein allgemein mit 1 bezeichneter Leucht­ körper 1 eine transparente Grundkörperplatte 2 mit einer Rei­ he diesen hinterleuchtender LEDs 3, die in allgemein paral­ lel zueinander angeordneten Löchern 4 vorgesehen sind.

Der Grundkörper 2 ist aus transparentem Plexiglas gebildet und an seiner Oberfläche mit einer Beschichtung aus umlaufen­ der weißer Folie (Fig. 2a) versehen. Diese weiße Folie 5 er­ höht die Streuung bei Lichteinfall auf die Grenzfläche von innen und dient somit demselben Zweck wie die Aufrauhung 6 durch Sandstrahlung (Fig. 2c) oder eine weiße Farbbeschich­ tungA (Fig. 2b).

Der Grundkörper 2 weist eine Breite d auf, die klein gegen seine Länge 1 von Kante zu Kante ist (vergleiche Fig. 1).

Die LED's sind parallel zueinander über Stromversorgungslei­ tungen 8a, 8b geschaltet, die zu einer Leistungsversorgungs­ quelle über Anschlussleitungen 9a, 9b führen.

Die Leuchtdioden 3 sind in die Löcher 4 eingelassen und zu­ sammen mit den Anschlussleitungen 8a, 8b in einer streuenden Vergusskörpermasse 10 eingegossen, die einerseits die Dicke der Platte d fortsetzt, um so das Handling der Platte wesent­ lich zu erleichtern und zugleich die Anschlussleitungen zu schützen. Die Vergussmasse 10 ist streuend, so dass die in die Vergussmasse eingeschlossenen Leuchtdioden Licht nicht nur in den bei freier Montage beleuchteten Lichtkegel hinein imittieren, sondern auch seitlich über dessen Kanten hinaus Licht abstrahlen, wie dies in Fig. 2c für die Lichtkegelrand­ strahlen 11a, 11b und die Streustrahlen 12 angedeutet ist.

Der Abstand der allgemein parallelen Löcher 4 und somit der Leuchtdioden 3 ist so gewählt, dass bei gegebenen Öffnungs­ winkel α der LED-Emissionskegel eine Überlagerung der auf die gegenüberliegende Kante aufgestrahlten Kegel von benachbarten LEDs erfolgt, wie dies für die LEDs 3a, 3b in der Figur dargestellt ist. Der Überlagerungsbereich 13, an dem sich die beiden Kegel schneiden (schraffiert dargestellt in Fig. 1) beträgt etwa eins bis zehn Prozent der auf der Kante ausge­ leuchteten Fläche.

Im Betrieb wird die Diodenreihe mit der Spannungsquelle ver­ bunden. Die Dioden emittieren dann Licht in Bündeln wie in Figur '1 dargestellt, wobei durch die Einbettung in die Ver­ güssmasse 10 bereits eine über die eingezeichneten Lichtkegel des streufreien Falles hinausgehende Überstrahlung auftritt. Die seitlichen Lichtkegelstrahlen treffen dabei auf eine Grundkörperplattenoberfläche, von wo aus sie nicht nur total reflektiert, sondern durch die Oberflächenveränderung auch gestreut werden, so dass Licht nicht nur in die von den Ke­ gelrand strahlen umschlossene Fläche zurückgelangt, sondern auch über diese hinaus. Gemeinsam mit dem durch die Überlage­ rung sich ergebenden Lichtmuster ergibt dieser Effekt dem Au­ ge eine gleichmäßige Ausleuchtung der gegenüberliegenden Kan­ te. Damit ist mit einer Reihe diskreter Leuchtdioden nur durch einfache Maßnahmen eine sehr gleichmäßige Beleuchtung der Grundkörperplattenkante erzielt.

Claims (12)

1. Leuchtkörper (1) mit einer transparenten Grundkörperplat­ te (2) und einer Reihe diesen hinterleuchtender LEDs (3), dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kante der Grundkör­ perplatte eine Reihe von allgemein parallel zueinander angeordneten Löchern vorgesehen ist, wobei die Löcher auf die gegenüber liegende Plattenkante ausgerichtet und die Leuchtdioden in diese Löcher eingelassen sind und wobei die Platte eine solche Breite zwischen Lichteintritts- und -austrittskante besitzt, dass die Lichtbündel der LEDs sich bei gegebenem Öffnungswinkel an der gegenüber­ liegenden Plattenkante zumindest partiell überlagern.

2. Leuchtkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörperplatte klar transpa­ rent ist.

3. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Grundkörperplatte aus Ple­ xiglas gebildet ist.

4. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Grundkörperplatte nicht planar konturiert ist.

5. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Seitenkanten streuend be­ schichtet und/oder mattiert sind.

6. Leuchtkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenoberfläche rückstreuend ausgebildet ist.

7. Leuchtkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Leuchtkörper eine insbeson­ dere weisse Deckschicht aufgebracht ist und/oder dass die Oberfläche aufgerauht, insbesondere sandgestrahlt ist.

8. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Vorderkante streuend be­ schichtet und oder mattiert ist.

9. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden mit einer Vergussmasse in den Löchern fixiert sind.

10. Leuchtkörper nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine streuende Vergussmasse gewählt ist.

11. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Lichtbündel der LED kegel­ förmig emittiert wird.

12. Leuchtkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass die LED-Abstrahlwindel so breit gewählt sind, dass ungestreute Randstrahlen in der LED-nahen Hälfte des Weges zur gegenüber liegenden Plat­ ten kante auf die Plattenoberfläche treffen.