DE102005036742A1

DE102005036742A1 - Led-Lampe

Info

Publication number: DE102005036742A1
Application number: DE102005036742A
Authority: DE
Inventors: Satoru Fujiyoshida Kikuchi
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-06-01
Also published as: KR20060049072A; CN1731593A; US20060027828A1; JP2006049657A; TW200625682A

Abstract

Eine LED-Lampe (30) mit einer Leiterplatte (22), auf der Elektrodenmuster angeordnet sind, einem reflektierenden Rahmen (31), der auf der Leiterplatte (22) angebracht ist und der einen konkaven Bereich (32) aufweist, einer in dem konkaven Bereich (32) angebrachten Lichtquelle (27), einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte (3), die auf einer Oberseite des reflektierenden Rahmens (31) über der Lichtquelle (27) angeordnet ist und die einen Linsenabschnitt (8) umfasst, und einem Schutzelement (11), das auf einer Fläche der lichtdurchlässigen Abdeckplatte (3), die einen Ausstrahlungsbereich aufweist, angeordnet ist und das den Linsenabschnitt (8) schützt, wobei das Schutzelement (11) eine Öffnung (11a) umfasst, die eine Achse aufweist, welche sich in eine Richtung der Dicke des Schutzelements erstreckt, wobei eine innere Kante der Öffnung (11) so ausgelegt ist, dass sie sich in einem äußeren Randbereich eines effektiven Linsendurchmessers (8a) des Linsenabschnitts (8) oder außerhalb des effektiven Linsendurchmessers (8a) befindet.

Description

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität aus der am 6. August 2004 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nummer 2004-230104, deren Offenbarung hierin in vollem Umfang durch Verweis aufgenommen ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtdioden-(LED)-Lampe (LED = Light Emitting Diode), genauer eine LED-Lampe, die so gestaltet ist, dass sie eine Linse zur Fokussierung, Streuung oder Ähnlichem von Licht, welches von einer Lichtquelle ausgestrahlt wird, schützt.

Eine LED-Lampe wird weithin in mobilen Endgeräten, Haushaltsgeräten, Beleuchtung, Fahrzeugen, Warenautomaten oder Ähnlichem verwendet. Eine LED-Lampe, bei der von einer Lichtquelle ausgestrahltes Licht durch eine Linse nach außen abgestrahlt wird, ist als ein erstes Beispiel einer konventionellen LED-Lampe bekannt (siehe beispielsweise japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nummer 2004-327955, Paragraph 0029, 9).

11 zeigt das erste Beispiel einer konventionellen LED-Lampe.

Wie in 11 gezeigt, umfasst die LED-Lampe 71 eine Leiterplatte 22, auf der Elektrodenmuster angebracht sind, einen reflektierenden Rahmen 31, der auf der Leiterplatte 22 angebracht ist und der einen konkaven Bereich 32 mit einer kegelförmigen umgebenden Innenseite und eine in einem Bereich in der Mitte des konkaven Bereichs 32 angeordnete Lichtquelle 27 umfasst.

Eine reflektierende Oberfläche 33 aus einer Nickel-Beschichtung oder einer anderen Silber-Beschichtung befindet sich auf der umgebenden Innenseite des konkaven Bereichs 32, so dass von der Lichtquelle 27 ausgestrahltes Licht effizient nach oben reflektiert werden kann. Eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 74 ist auf dem reflektierenden Rahmen 31 angeordnet, und eine Luftschicht befindet sich zwischen der Lichtquelle 27 und der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 74. Ein Linsenabschnitt 76 mit einer rauen Oberfläche befindet sich auf der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 74. Anstelle der rauen Oberfläche kann eine Mikrolinse, eine Fresnel-Linse oder Ähnliches verwendet werden.

Mit dem oben genannten Aufbau wird Licht, das von der Lichtquelle 27 nach oben ausgestrahlt und von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert wird, von dem Linsenabschnitt 76 fokussiert, um die von der Lichtquelle 27 nach außen abgestrahlte Lichtmenge zu erhöhen.

Darüberhinaus ist eine oberflächenmontierte LED-Lampe, bei der eine Leiterplatte und ein reflektierender Rahmen in einem Stück gebildet sind, als ein zweites Beispiel einer konventionellen LED-Lampe bekannt (siehe beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nummer 2003-158301, Seite 3, 1).

12 zeigt die oberflächenmontierte LED-Lampe, das zweite Beispiel einer konventionellen LED-Lampe.

Wie in 12 gezeigt, umfasst die LED-Lampe 1 eine Leiterplatte 2 mit Leitungsmustern 5 und als Lichtquelle ein LED-Element 10, das auf der Leiterplatte 2 angebracht ist. Eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 ist an der Leiterplatte 2 angebracht. Die Leiterplatte 2 ist als ein MID (Molded Interconnection Device – Verbindungsformteil) gebildet. Dies ist ein dreidimensional geformtes Verbindungselement, das eine leitende Verbindung und Elektroden auf einem aus Kunstharz geformten Bauteil ausbildet. Das LED-Element 10 ist auf einer unteren Oberfläche eines in der Baugruppe befindlichen konkaven Abschnitts angebracht. Zwei Elektroden des LED-Elements 10 sind auf den Leitungsmustern 5 der Leiterplatte 2 mit Kontakthöckern 7 durch Flip-Chip-Bonden angebracht.

Die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material wie zum Beispiel lichtdurchlässigem Glas, lichtdurchlässigem Kunstharz oder Ähnlichem, weist die Form einer Scheibe oder ebenen Platte auf und umfasst einen Linsenabschnitt 8 wie zum Beispiel eine Fresnel-Linse, Mikrolinse oder Ähnliches. Das LED-Element 10 wird von der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 geschützt, um eine sichere Abstrahlung von Licht und eine hohe Fokussierung von Licht nach außen zu erreichen.

Jedoch liegt bei jeder der oben beschriebenen konventionellen LED-Lampen der Linsenabschnitt der lichtdurchlässigen Abdeckplatte offen an der Außenseite der LED-Lampe, so dass der Linsenabschnitt leicht durch mechanische Einflüsse aufgrund von Kontakt mit der Außenwelt bricht. Bei einem Bruch des Linsenabschnitts entstehen die Probleme, dass die LED-Lampe nicht verwendet werden kann oder dass sich die optischen Eigenschaften des von der Linse ausgestrahlten Lichts verschlechtern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Lampe zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, einen Linsenabschnitt einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte zu schützen und gute optische Eigenschaften des von dem Linsenabschnitt ausgestrahlten Lichts, hervorragende Helligkeitseigenschaften des Lichts und eine langfristige Zuverlässigkeit der LED-Lampe zu erreichen.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, umfasst die LED-Lampe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Leiterplatte mit Elektrodenmustern, eine auf der Leiterplatte angebrachte Lichtquelle, einen reflektierenden Rahmen, der auf der Leiterplatte angeordnet ist und der eine reflektierende Oberfläche aufweist, die so geformt ist, dass sie die Lichtquelle umgibt, eine auf einer Oberseite des reflektierenden Rahmens über der Lichtquelle angebrachte lichtdurchlässige Abdeckplatte, die einen Linsenabschnitt umfasst, und ein Schutzelement, das am Rand eines Ausstrahlungsbereichs der lichtdurchlässigen Abdeckplatte angebracht ist und das so gestaltet ist, dass es den Linsenabschnitt der lichtdurchlässigen Abdeckplatte schützt. Dadurch ist die lichtdurchlässige Abdeckplatte und insbesondere der Linsenabschnitt auf der lichtdurchlässigen Abdeckplatte wirkungsvoll durch das Schutzelement geschützt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der auf dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basierenden LED-Lampe zeigt.
3 ist eine Schnittansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte in den auf den oben genannten Ausführungsbeispielen basierenden LED-Lampen zeigt.
6A ist eine perspektivische Ansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
6B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 6A.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die die LED-Lampe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die die LED-Lampe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Draufsicht, die die LED-Lampe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die die LED-Lampe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem ersten konventionellen Beispiel zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die eine LED-Lampe gemäß einem zweiten konventionellen Beispiel zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Detail mit Bezug auf die nachstehenden begleitenden Zeichnungen erklärt.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
1 zeigt eine LED-Lampe 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die LED-Lampe 20 umfasst eine Leiterplatte 2 und eine auf der Leiterplatte 2 angebrachte Lichtquelle 10. Die Leiterplatte 2 in diesem Ausführungsbeispiel wird mit dem gleichen Verfahren gebildet wie ein dreidimensional geformtes Verbindungselement (Molded Interconnection Device – Verbindungsformteil), bei welchem eine Platte und eine leitende Verbindung und auf der Platte angebrachte Elektroden (nicht gezeigt) in einem Stück gebildet werden.
Nachstehend wird die Leiterplatte als eine MID-Platte bezeichnet.
Die Lichtquelle 10 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens ein LED-Element.
Die MID-Platte 2 umfasst einen konkaven Bereich 4, und das LED-Element 10 ist auf einer unteren Oberfläche des konkaven Bereichs 4 durch einen geeigneten Verbindungsmechanismus so angebracht, dass es mit den auf der Leiterplatte angebrachten Elektroden verbunden ist.
Eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 zur Abdeckung des LED-Elements 10 ist auf einer Oberseite 2a der MID-Platte 2 angeordnet, und die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 weist einen Ausstrahlungsbereich 3a auf, um Licht von dem LED-Element 10 nach außen abzustrahlen. Ein Linsenabschnitt 8, wie zum Beispiel eine Fresnel-Linse, eine Mikrolinse oder Ähnliches befindet sich in dem Ausstrahlungsbereich 3a.
Ein Schutzelement 11 befindet sich rund um einen vorgegebenen Ausstrahlungsbereich der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3, um die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 zu schützen, ohne von dem Ausstrahlungsbereich ausgestrahltes Licht abzuschirmen. Das Schutzelement 11 ist an der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 angebracht, um den Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 in dem Ausführungs beispiel zu schützen. Zum Beispiel weist das Schutzelement 11 eine Öffnung 11a auf, die durch das Schutzelement hindurchgeht. Der innere Durchmesser der Öffnung 11a ist so ausgelegt, dass er im wesentlichen genauso groß wie oder größer als ein effektiver Linsendurchmesser 8a des Linsenabschnitts 8 ist (siehe 1).
Dadurch kommt eine innere Kante der Öffnung 11a des Schutzelements 11 in einem äußeren Randbereich des effektiven Linsendurchmessers 8a des Linsenabschnitts 8 oder außerhalb des effektiven Linsendurchmessers 8a zu liegen.
Wie oben beschrieben, ist in der LED-Lampe 20 in dem Ausführungsbeispiel der Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 durch das Schutzelement 11 geschützt, so dass verhindert werden kann, dass ein Kratzer oder Ähnliches auf dem Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 durch äußere Einflüsse auftritt, und eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Linsenabschnitts 8 kann verhindert werden.
Folglich ist es möglich, eine LED-Lampe 20 mit verbesserten Helligkeitseigenschaften und langfristiger Zuverlässigkeit zu erreichen.
Anstelle des Schutzelements 11 kann ein Schutzelement 12 verwendet werden, ein innerer Durchmesser einer Öffnung 12a des Schutzelements 12 kann erheblich größer als der effektive Linsendurchmesser 8a des Linsenabschnitts 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 ausgelegt werden, eine innere Kante der Öffnung 12a kann außerhalb des effektiven Linsendurchmessers 8a des Linsenabschnitts 8 positioniert werden und ein äußerer Durchmesser des Schutzelements kann entlang eines äußeren Randes der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 angeordnet werden, wie in 2 gezeigt.
In diesem Ausführungsbeispiel kann die gleiche vorteilhafte Wirkung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden. Ähnlich kann die gleiche vorteilhafte Wirkung mit dem Aufbau erreicht werden, bei dem die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 und das Schutzelement 12 in einem Stück gebildet sind.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
In einer LED-Lampe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weicht ein Schutzelement im Aufbau von jenem im ersten Ausführungsbeispiel ab, aber in anderer Hinsicht ist sie gleich der LED-Lampe in dem ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb weisen die Teile, welche mit jenen in dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, die gleichen Referenznummern auf und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die LED-Lampe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird unten mit Bezug auf 3 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, ist ein innerer Durchmesser einer Öffnung 13a des Schutzelements 13 der LED-Lampe 20 in dem zweiten Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass er von einer Seite direkt neben der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 zu der anderen Seite des Schutzelements, die der einen Seite gegenüberliegt, allmählich größer wird. Anders ausgedrückt weist die Öffnung 13a des Schutzelements 13 neben der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 einen kleineren Durchmesser 13b und weiter weg von der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 einen größeren Durchmesser 13c auf. Die Öffnung 13a umfasst eine Innenseite, die im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes aufweist und ist mit der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 an der Stelle des kleineren Durchmessers 13b zusammengefügt.
Eine lichtreflektierende Schicht 14 befindet sich auf der gesamten Fläche der Innenseite in Form eines abgeschnittenen Konus des Schutzelements 13 in der Öffnung 13a. Die lichtreflektierende Schicht 14 auf der Innenseite des Schutzelements 13 in der Öffnung 13a ist zum Beispiel durch Beschichtung oder Aufdampfen im Vakuum mit einem metallischen Film oberflächenbehandelt.
Auch wenn das Beispiel beschrieben wurde, bei dem die Innenseite des Schutzelements 13 in der Öffnung 13a im wesentlichen die Form eines abgeschnittenen Konus aufweist, ist dieses Ausführungsbeispiel nicht auf diese Form beschränkt und die umgebende Innenseite kann als eine abgeschnittene pyramidale Form oder als eine gekrümmte Oberfläche wie zum Beispiel ein Abschnitt einer kugelförmigen Fläche, ein Abschnitt einer paraboloidischen Fläche, eine asphärische Fläche oder Ähnliches gebildet sein.
Wie oben beschrieben, ist in der LED-Lampe in dem Ausführungsbeispiel der innere Durchmesser der Öffnung 13a des Schutzelements 13 so ausgelegt, dass er von einer Seite des Schutzelements direkt neben der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 zu der anderen, der einen Seite gegenüberliegenden Seite des Schutzelements allmählich größer wird; die Innenseite des Schutzelements 13 in der Öffnung 13a weist im wesentlichen die Form eines abgeschnittenen Konus auf und die lichtreflektierende Schicht 14 ist auf der Innenseite in Form eines abgeschnittenen Konus des Schutzelements in der Öffnung 13a gebildet, so dass das von der Öffnung 13a ausgestrahlte Licht zu einem Strahl fokussiert wird.
Dadurch wird das von dem Linsenabschnitt 8 ausgestrahlte Licht reflektiert und die Fokussierungseigenschaften an der reflektierenden Schicht 14 werden erhöht. Es ist möglich, auf die gleiche Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel eine LED-Lampe 20 zu erreichen, die hervorragende Helligkeitseigenschaften und langfristige Zuverlässigkeit aufweist.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Eine LED-Lampe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen Aufbau aus, bei dem sich eine lichtdurchlässige Schutzplatte auf einer Oberseite des Schutzelements 13 befindet, aber in anderer Hinsicht ist sie gleich der LED-Lampe in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Deshalb weisen jene Teile, welche mit denen im zweiten Ausführungsbeispiel identisch sind, die gleichen Referenznummern auf, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die LED-Lampe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird unten mit Bezug auf 4 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die LED-Lampe 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine auf einer Oberseite des Schutzelements 13 angebrachte lichtdurchlässige Schutzplatte 15. Die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 besteht aus Acryl in Form einer Scheibe oder einer ebenen Platte, einem lichtdurchlässigen Kunstharzmaterial aus Polykarbonat oder Ähnlichem, oder aus Glasmaterial, und die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 ist passend zu der Oberseite des Schutzelements 13 geformt.
Dabei ist die Verwendung von Glasmaterial vorzuziehen, da es nicht leicht verkratzt und eine hohe Lichtdurchlässigkeit aufweist.
Wie oben beschrieben, ist in der LED-Lampe 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 auf der Oberseite des Schutzelements 13 angebracht, so dass Staub daran gehindert wird, sich auf dem Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 abzulagern und eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Linsenabschnitts 8 verhindert werden kann. Darüberhinaus kann in dem Schutzelement 13 ein Material zum Schutz vor UV-Strahlung enthalten sein, um die Wetterfestigkeit zu erhöhen. Weiterhin kann auf die gleiche Art und Weise wie im zweiten Ausführungsbeispiel stark reflektiertes Licht mit erhöhten Fokussierungseigenschaften von dem Linsenabschnitt ausgestrahlt werden. Deshalb ist es möglich, eine LED-Lampe zu erreichen, die hervorragende Helligkeitseigenschaften und langfristige Zuverlässigkeit aufweist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, auch wenn das Beispiel beschrieben wurde, bei dem die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 auf der Oberseite des Schutzelements 13 angebracht ist, die selbe vorteilhafte Wirkung erreicht werden, selbst wenn die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 auf den Schutzelementen 11 oder 12 in dem ersten Ausführungsbeispiel angebracht ist.
Andererseits kann, auch wenn der Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 in jedem Ausführungsbeispiel so angeordnet ist, dass er der Oberfläche der lichtdurchlässigen Schutzplatte 15 zugewandt ist, die selbe vorteilhafte Wirkung erreicht werden, sogar wenn der Linsenabschnitt 8 so angeordnet ist, dass er dem LED-Element 10 zugewandt ist, wie in 5 gezeigt.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
6A und 6B zeigen eine LED-Lampe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 6A und 6B gezeigt, umfasst eine LED-Lampe 30 in diesem Ausführungsbeispiel einen Hauptteil 21 der LED-Lampe und eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 3, die auf einer Oberseite des Hauptteils 21 angebracht ist und einen Linsenabschnitt 8 aufweist. Ein Schutzelement 11 ähnlich dem Schutzelement in dem ersten Ausführungsbeispiel ist auf einer Oberfläche der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 angebracht, die einen Ausstrahlungsbereich aufweist.
Der Hauptteil 21 der LED-Lampe umfasst eine Leiterplatte 22, auf der sich drei Sätze von Anoden- und Kathodenelektroden befinden, eine auf der Leiterplatte angebrachte Lichtquelle 27 und einen reflektierenden Rahmen 31 mit einer so gestalteten reflektierenden Oberfläche 33, dass sie die Lichtquelle 27 umgibt, wie in 7 bis 10 gezeigt.
Die Leiterplatte 22 weist eine rechteckige Form auf und besteht aus Glasepoxid oder BT-Harz oder Ähnlichem, wie in 9 gezeigt. Anodenelektroden A1, A2 und A3 und Kathodenelektroden K1, K2 und K3 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Leiter platte 22 angeordnet und durch Durchgangslöcher gebildet. Leitungsmuster der Anodenelektroden A1 bis A3 und der Kathodenelektroden K1 bis K3 sind so ausgebildet, dass sie sich von einer Seite der Leiterplatte 22 zu einem Bereich in der Mitte der Leiterplatte 22 erstrecken. Drei LED-Elemente 28a, 28b und 28c sind auf der Leiterplatte 22 angebracht. Genauer ist das LED-Element 28a durch Verbindungsdrähte mit den Leitungsmustern A1 und K1 verbunden, das LED-Element 28b ist durch Verbindungsdrähte mit den Leitungsmustern A2 und K2 verbunden und das LED-Element 28c ist durch Verbindungsdrähte mit den Leitungsmustern A3 und K3 verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Lichtquelle 27 die drei LED-Elemente 28a, 28b und 28c und ein durchsichtiges oder lichtdurchlässiges Kunstharzmaterial 29, um die drei LED-Elemente zu versiegeln. Die LED-Elemente 28a, 28b und 28c sind aus einem Halbleiter aus einer mit Galliumnitrid verwandten Verbindung gebildet und in gleichen Abständen in Form eines Dreiecks in dem Bereich in der Mitte der Leiterplatte 22 angeordnet, wie in 9 gezeigt.
Der reflektierende Rahmen 31 ist ein Bauteil, das im wesentlichen die gleiche ebene Form wie die Leiterplatte 22 aufweist, wie in 7 und 8 gezeigt, und das auf der Leiterplatte 22 angeordnet ist. Zusätzlich weist der reflektierende Rahmen 31 eine größere Dicke auf als die Leiterplatte 22 und umfasst einen konusförmigen konkaven Bereich 32, der in einem Bereich in der Mitte des reflektierenden Rahmens gebildet ist und so angeordnet ist, dass er die Lichtquelle 27 umgibt. Der konkave Bereich 32 weist eine kreisförmige umgebende Innenseite auf, um gleichermaßen von der Lichtquelle 27 ausgestrahltes Licht zu fokussieren und einen Konus, der sich nach oben hin weitet.
Das von der Lichtquelle 27 ausgestrahlte Licht kann effizient nach oben hin reflektiert werden, indem eine reflektierende Oberfläche 33 aus Nickel-Beschichtung oder einer anderen silberähnlichen Beschichtung auf der umgebenden Innenseite des konkaven Bereichs 32 gebildet wird. Die Form und der Neigungswinkel der reflektierenden Oberfläche 33 werden gemäß der Spezifikation des Hauptteils 21 der LED-Lampe angepasst, aber es ist vorzuziehen, dass die reflektierende Oberfläche die Form einer um die Lichtquelle 27 zentrierten Halbkugel aufweist und sich nach oben in einem Bereich zwischen 40 und 80 Grad neigt, um ein in einem gewissen Abstand befindliches Objekt gleichmäßig auszuleuchten, wenn die LED-Lampe als Blitzlichtquelle einer Kamera verwendet wird.
Der Hauptteil 21 wird gebildet, indem die LED-Elemente 28a bis 28c auf der Leiterplatte 22, auf der sich die Anodenelektroden A1 bis A3 und die Kathodenelektroden K1 bis K3 befinden, angebracht werden, die LED-Elemente mit dem Kunstharzmaterial 29 versiegelt werden und danach der reflektierende Rahmen 31 an der Leiterplatte 22 angebracht wird, wie in 10 gezeigt.
In dem oben genannten Hauptteil 21 kann die Helligkeit des von der Lichtquelle 27 nach vorne ausgestrahlten Lichts signifikant erhöht werden, und zwar durch eine Kombination des von der Lichtquelle 27, die die drei LED-Elemente 28a, 28b und 28c umfasst, direkt nach oben ausgestrahlten Lichts und des von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierten Lichts.
Darüberhinaus kann, wie in 8 gezeigt, das von der Lichtquelle 27 ausgestrahlte Licht in eine bestimmte Richtung gelenkt werden, indem das Licht durch die reflektierende Oberfläche 33 in seiner Bewegungsrichtung fokussiert wird, wie in 8 gezeigt, und die LED-Lampe kann in einem engen Bereich montiert werden, da der Umriss des reflektierenden Rahmens 31 im wesentlichen die gleiche Größe wie der Umriss der Leiterplatte 22 in der gleichen Ebene aufweist und es keine Vorsprünge auf die umgebenden Außenseiten des reflektierenden Rahmens und der Leiterplatte gibt.
Deshalb kann die LED-Lampe einfach in einem Mobiltelefon oder einem anderen Gerät, in dem eine Kamerafunktion eingebaut ist, montiert werden, und wenn die LED-Lampe als eine Blitzlichtquelle verwendet wird, kann eine ausreichende Licht menge erreicht werden. Da jedes in der Lichtquelle 27 enthaltene LED-Element ein separates Paar von Elektroden A1 und K1, A2 und K2, A3 und K3 aufweist, ist es möglich, je eines der LED-Elemente 28a, 28b oder 28c, je zwei der LED-Elemente 28a und 28b oder 28a und 28c oder 28b und 28c oder alle drei LED-Elemente 28a, 28b und 28c zu erleuchten.
Indessen ist in diesem Ausführungsbeispiel, auch wenn die Lichtquelle 27 drei LED-Elemente 28a, 28b und 28c umfasst, die Anzahl der LED-Elemente nicht beschränkt, so dass ein einzelnes LED-Element, zwei LED-Elemente oder vier oder mehr LED-Elemente gemäß der beabsichtigten Anwendung verwendet werden können.
Die LED-Lampe 30 in diesem Ausführungsbeispiel wird gebildet, indem die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3, die den Linsenabschnitt 8 aufweist und die so auf dem reflektierenden Rahmen 31 angeordnet ist, dass sie eine Luftschicht 40 enthält, und die Lichtquelle 27 in dem dadurch abgeschlossenen konkaven Bereich 32 vorgesehen werden, und das Schutzelement 11 auf der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 um den Ausstrahlungsbereich angeordnet wird, ohne den Ausstrahlungsbereich abzuschirmen.
Das Schutzelement 11 ist vorgesehen, um den Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 wie oben beschrieben zu schützen, und es umfasst eine Öffnung 11a mit einer Achse, die sich in eine Richtung der Schichtstärke des Schutzelements erstreckt. Ein innerer Durchmesser der Öffnung 11a ist so ausgelegt, dass er im wesentlichen gleich einem effektiven Linsendurchmesser 8a des Linsenabschnitts 8 ist, und eine innere Kante der Öffnung 11a ist so angeordnet, dass sie an einem äußeren Rand des effektiven Linsendurchmessers 8a zu liegen kommt.
Die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 umfasst einen Linsenabschnitt 8 mit zum Beispiel einer im Ausstrahlungsbereich gebildeten Mikrolinse, und wird hergestellt, indem durchsichtiges oder lichtdurchlässiges Kunstharzmaterial geformt wird oder indem Glasmaterial direkt zu einer vorgegebenen Form geformt wird. Die lichtdurch lässige Abdeckplatte 3 und das Schutzelement 11 können in einem Stück geformt werden.
Da sich die Luftschicht 40 unter der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 befindet, passiert das von der Lichtquelle 27 ausgestrahlte Licht zwei Medien, die Luftschicht 40 und die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3, die unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, bevor es nach außen abgestrahlt wird. Durch Veränderung der Brechungsindizes kann ein großer Lichtfokussierungseffekt erreicht werden.
Bei der LED-Lampe 30 in dem Ausführungsbeispiel befindet sich der konkave Bereich in einem abgeschlossenen Zustand, da die lichtdurchlässige Abdeckplatte 3 auf dem reflektierenden Rahmen 31 angebracht ist. Deshalb besteht die Sorge, dass sich die Luftschicht 40 in dem konkaven Bereich 32 ausdehnen könnte. Um dies zu verbessern, wird ein Luftloch 45 verwendet, um eine Verbindung zwischen der Luftschicht 40 und der Außenseite zu ermöglichen, um den Druck in dem konkaven Bereich zu reduzieren. Dadurch kann ein Aufschmelzverfahren gefahrlos und sicher verwendet werden, und eine Verminderung der Qualität der LED-Lampe kann reduziert werden.
Wie oben beschrieben ist in der LED-Lampe 30 in dem Ausführungsbeispiel der Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 vor äußeren Einflüssen geschützt, um jeglichen Bruch des Linsenabschnitts 8 oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Linsenabschnitts zu verhindern. Dadurch ist es möglich, eine LED-Lampe zu erreichen, die hervorragende Helligkeitseigenschaften und eine langfristige Zuverlässigkeit aufweist.
Indessen ist, auch wenn der Fall beschrieben wurde, in dem der Linsenabschnitt 8 eine Mikrolinse ist, dieses Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt, und eine ähnliche Wirkung kann sogar mit einer Fresnel-Linse oder einer rauen Oberfläche erreicht werden.
Zusätzlich gibt es zwei Anordnungen, um die LED-Lampe in dem Ausführungsbeispiel als eine Blitzlichtquelle zu verwenden, die weißes Licht auszustrahlen scheint.
Die erste Anordnung ist eine solche, bei der blaues Licht ausstrahlende LED-Elemente 28a, 28b und 28c in der Lichtquelle 27 verwendet werden, wie in 9 gezeigt, und bei der zum Beispiel fluoreszierende YAG-Materialien in das Kunstharz, das die LED-Elemente versiegelt, gemischt werden.
Die zweite Anordnung ist eine solche, bei der rotes, grünes und blaues Licht ausstrahlende LED-Elemente in der Lichtquelle 27 verwendet werden und bei der die Ausstrahlung von weißem Licht erreicht wird, indem die Abstrahlungsfarben oder die Helligkeit des Lichts der drei LED-Elemente abgestimmt werden.
Bei der ersten Anordnung ist es möglich, die gewünschte Farbe des ausgestrahlten Lichts durch Kombination von fluoreszierenden Materialien und/oder färbenden Materialien mit wenigstens einem LED-Element zu erreichen. Gemäß der zweiten Anordnung ist es möglich, unterschiedliche Farben des ausgestrahlten Lichts zu erhalten und nicht auf die Ausstrahlung von weißem Licht beschränkt zu sein.
Darüberhinaus ist es möglich, die Reflektionseffizienz des von dem Linsenabschnitt ausgestrahlten Lichts und die optischen Eigenschaften des Lichts zu verbessern, indem anstelle des Schutzelements 11 in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Schutzelemente 12 oder 13 verwendet werden.
Darüber hinaus wird, indem die lichtdurchlässige Schutzplatte 15 in dem dritten Ausführungsbeispiel auf den Schutzelementen 11, 12 oder 13 angebracht wird, Staub daran gehindert, sich auf dem Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 anzulagern und dadurch kann eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Linsenabschnitts 8 verhindert werden.
Darüberhinaus kann, selbst wenn der Linsenabschnitt 8 der lichtdurchlässigen Abdeckplatte 3 auf der Seite angebracht ist, die der Lichtquelle 27 zugewandt ist, eine ähnliche Wirkung wie in den anderen Ausführungsbeispielen erreicht werden.
Zusätzlich strahlen die LED-Lampen in den oben genannten Ausführungsbeispielen sichtbares Licht aus, können aber ebenso infrarotes oder ultraviolettes Licht ausstrahlen.
Auch wenn die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, und unterschiedliche Veränderungen und Modifikationen können an den bevorzugten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden.

Claims

Eine LED-Lampe mit: einer Leiterplatte; einer Lichtquelle, die auf der Leiterplatte angeordnet ist; einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte, die über der Lichtquelle angeordnet ist; und einem auf der lichtdurchlässigen Abdeckplatte angeordneten Schutzelement, um die lichtdurchlässige Abdeckplatte zu schützen.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die lichtdurchlässige Abdeckplatte einen Linsenabschnitt aufweist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die Lichtquelle mindestens ein lichtaussendendes Element umfasst.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, die weiterhin einen auf der Leiterplatte angeordneten reflektierenden Rahmen umfasst, wobei die lichtdurchlässige Abdeckplatte auf dem reflektierenden Rahmen angeordnet ist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die lichtdurchlässige Abdeckplatte einen vorbestimmten Ausstrahlungsbereich aufweist und das Schutzelement um den vorbestimmten Ausstrahlungsbereich angeordnet ist, ohne von dem Ausstrahlungsbereich ausgestrahltes Licht abzuschirmen.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der das Schutzelement eine Öffnung aufweist, die durch das Schutzelement hindurchgeht und die größer ist als der Ausstrahlungsbereich der lichtdurchlässigen Abdeckplatte.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 6, bei der ein innerer Durchmesser der Öffnung des Schutzelements so ausgelegt ist, dass er von einer an die lichtdurchlässige Abdeckplatte angrenzenden Seite zu einer anderen Seite des Schutzelements, die der einen Seite gegenüberliegt, allmählich größer wird, wobei die Öffnung eine lichtreflektierende Schicht aufweist, die auf einer Innenseite der Öffnung gebildet ist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 6, bei der die Öffnung des Schutzelements eine Innenseite aufweist, die im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfs hat.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 6, bei der die Öffnung des Schutzelements eine gekrümmte Innenseite aufweist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 7, bei der die auf der Innenseite der Öffnung aufgebrachte lichtreflektierende Schicht durch Beschichtung oder Aufdampfen im Vakuum oberflächenbehandelt ist, um die Effizienz der Lichtreflexion zu erhöhen.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, die weiterhin eine auf einer Oberseite des Schutzelements angebrachte lichtdurchlässige Schutzplatte aufweist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 11, bei der die lichtdurchlässige Schutzplatte eine Scheibe oder flache Platte aus lichtdurchlässigem Kunstharzmaterial oder Glasmaterial umfasst.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 11, bei der ein Material zum Schutz vor UV-Strahlung in der lichtdurchlässigen Schutzplatte enthalten ist.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 4, bei der die Leiterplatte und der reflektierende Rahmen als Verbindungsformteile (Molded Interconnection Devices) gebildet sind.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 4, bei der die Leiterplatte und die lichtdurchlässige Abdeckplatte aus geformtem Kunstharz gebildet sind.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 2, bei der die lichtdurchlässige Abdeckplatte und das Schutzelement in einem Stück gebildet sind.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die Lichtquelle ein oder mehrere LED-Elemente und einen durchsichtigen oder lichtdurchlässigen Kunstharzkörper zur Versiegelung der LED-Elemente umfasst.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die Lichtquelle wenigstens ein blaues LED-Element, einen das blaue LED-Element versiegelnden Kunstharzkörper und in den Kunstharzkörper gemischtes fluoreszierendes Material umfasst und die Lichtquelle weißes Licht auszustrahlen scheint.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 18, bei der das fluoreszierende Material Yttrium, Aluminium und Granat umfasst.
Die LED-Lampe gemäß Anspruch 1, bei der die Lichtquelle drei Arten von roten, grünen und blauen LED-Elementen und einen Kunstharzkörper, um jedes der LED-Elemente zu versiegeln, umfasst.
Eine LED-Lampe mit: einer Leiterplatte mit Elektrodenmustern, einer auf der Leiterplatte angebrachten Lichtquelle, einem reflektierenden Rahmen, der auf der Leiterplatte angeordnet ist und der eine reflektierende Oberfläche aufweist, die so geformt ist, dass sie die Lichtquelle umgibt; einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte, die auf einer oberen Fläche des reflektierenden Rahmens angebracht ist und einen Linsenabschnitt umfasst, einem auf der lichtdurchlässigen Abdeckplatte angeordneten Schutzelement, um wenigstens den Linsenabschnitt zu schützen, wobei das Schutzelement eine Öffnung umfasst, die eine Achse aufweist, welche sich in eine Richtung der Dicke des Schutzelements erstreckt, wobei eine innere Kante der Öffnung so ausgelegt ist, dass sie sich in einem äußeren Randbereich eines effektiven Linsendurchmessers des Linsenabschnitts oder außerhalb des effektiven Linsendurchmessers befindet.
Eine LED-Lampe mit: einer Leiterplatte mit Elektrodenmustern, einer auf der Leiterplatte angeordneten Lichtquelle, und einer lichtdurchlässigen Abdeckplatte, die auf der Leiterplatte angebracht ist und einen Linsenabschnitt aufweist, wobei die Leiterplatte und der reflektierende Rahmen als Verbindungsformteile (Molded Interconnection Devices) gebildet sind, weiterhin mit einem Schutzelement, das dazu vorgesehen ist, wenigstens den Linsenabschnitt der lichtdurchlässigen Abdeckplatte zu schützen, wobei das Schutzelement eine Öffnung umfasst, die eine Achse aufweist, welche sich in eine Richtung der Dicke des Schutzelements erstreckt, wobei eine innere Kante der Öffnung so ausgelegt ist, dass sie sich in einem äußeren Randbereich eines effektiven Linsendurchmessers des Linsenabschnitts oder außerhalb des effektiven Linsendurchmessers befindet.