DE2632462A1 - LED with cylindrical transparent housing enclosing electrodes - has domed housing surface of stepped surface elements with orthogonal abutting edges - Google Patents
LED with cylindrical transparent housing enclosing electrodes - has domed housing surface of stepped surface elements with orthogonal abutting edgesInfo
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Abstract
Description
Leuchtdiodelight emitting diode
Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiode mit einem die Licht emittierenden Elektroden einschließenden, im wesentlichen zylinderförmigen, in Richtung des Lichtaustritts von einer konvex gewölbten Fläche begrenzten Schutzgehäuse aus transparentem Werkstoff.The invention relates to a light-emitting diode with a light-emitting diode Electrodes enclosing, essentially cylindrical, in the direction of the light exit Protective housing made of transparent material, bounded by a convex surface.
Leuchtdioden besitzen eine Reihe von Eigenschaften, deretwegen sie besonders geeignet für-die optische Anzeige von Schaltzuständen in fernmeldetechnischen Geräten erscheinen.Light-emitting diodes have a number of properties that make them Particularly suitable for the visual display of switching states in telecommunications technology Devices appear.
Insbesondere ist der sparsame Betrieb, ihre niedere Arbeitstemperatur und ihre mechanische Unempfindlichkeit zu erwähnen.In particular is the economical operation, their low working temperature and to mention their mechanical insensitivity.
Um den im Gegensatz zu Glühlampen vergleichsweise schwachen Leuchteffekt von Leuchtdioden für Belouchtungs- und Anzeigezwecke möglichst verlustarm zu nutzen, ist es dabei üblich, in Leuchtdioden das emittierte Licht innerhalb des die Elektroden umschließenden, lichtdurchlässigen Gehäuses zu bünde#ln.About the comparatively weak light effect in contrast to incandescent lamps to use light-emitting diodes for lighting and display purposes with as little loss as possible, it is customary in light-emitting diodes to place the emitted light within the electrodes enclosing, translucent housing to be bundled # ln.
Eine der beiden das Licht emittierenden Elektroden ist dazu als Reflektor gestaltet.One of the two light-emitting electrodes is used as a reflector designed.
Beim Austritt aus dem Gehäusekörper kann das durch den Reflektor gebündelte Licht an einen als Linse wirkenden, gewölbten Gehäusefläche durch entsprechende Orientierung von Reflektor und gewölbter Fläche zueinander derart zur optischen Achse hin gebrochen werden, daß nahezu die ganze emittierte Licht- menge achsparallel in eine Richtung abgestrahlt wird, Die Helligkeit ist in diesem Fall zwar zufriedensjbellend, sie kann jedoch nahezu ausschließlich bei achsparallelem Einblick in das Gehäuse wahrgenommen werden.When it emerges from the housing body, this can be bundled by the reflector Light to a curved housing surface acting as a lens through appropriate Orientation of reflector and curved surface to one another in such a way as to be optical Are refracted towards the axis, so that almost all of the emitted light lot is radiated axially parallel in one direction, the brightness is in this case Although it is satisfactory, it can almost exclusively be used with parallel axes Insight into the housing can be perceived.
Für die Anzeige in fernmeldetechnischen Geräten benötigt r#an aber Anzeigeelemente, deren Signal nicht nur aus einer Richtalg, sondern aus möglichst großem Sichtwinkel wahrnehmbar ist.For the display in telecommunication devices, r # requires an however Display elements whose signal not only comes from a Richtalg, but from as far as possible is perceptible from a large viewing angle.
Ein Leuchteffekt mit entsprechend großem Sichtwinkel läßt sich bekannterweise z.B. erzielen mittels diffus wirkenden Gehläusekörpers aus Werkstoff geringer Transparenz und/oder mit mattierter Oberfläche. Die dabei durch Absorption auftretenden Lichtverluste können jedoch so erheblich sein, daß die Leuchtanzeige z.B. bei auf die Sichtfläche scheinendem Sonnenlicht nicht mit Sicherheit erkennbar ist. Außerdem erfordert zumindest die Mattierung der Oberfläche zusätzlichen Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Leuchtdiode.As is known, a luminous effect with a correspondingly large viewing angle can be achieved e.g. achieve low transparency by means of a diffuse-looking housing body made of material and / or with a matt surface. The loss of light caused by absorption However, they can be so significant that the indicator light, for example, on the visible surface shining sunlight cannot be recognized with certainty. Also requires at least the matting of the surface additional labor in the manufacture of the Light emitting diode.
Der Erfindung liegt die Auf#gabe zugrunde, eine besonders für die Leuchtanzeige in fernmeldetechnischen Geräten geeignete, lampenartige Leuchtdiode anzugeben, die bei einfacher Herstellbarkeit unter Vermeidung von Absorptionsverlusten zumindest einen Teil des emittierten Lichts in einem weiten Öffnungskegel abstrahlt, Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gewölbte Gehäusefläche zumindest in ihrem achsfernen Bereich eine aus einer Vielzahl stufenartig aneinanderstoßender Flächenelemente aufgebaute, gebrochene Struktur aufweist, wobei die von den Stufenflächen gebildeten Stoßkanten rechtwinklig zur Achse orientiert sind.The invention is based on the task, a particularly for Lamp-like light-emitting diode suitable for use in telecommunications equipment indicate the ease of manufacture while avoiding absorption losses emits at least part of the emitted light in a wide opening cone, This object is achieved according to the invention in that the curved housing surface at least in its off-axis area one of a large number of step-like abutting one another Has surface elements built up, broken structure, the stepped surfaces formed abutting edges are oriented at right angles to the axis.
Eine so gestaltete Gehäuseoberfläche kann in einem unmittelbar die Achse umgebenden Bereich als Sammellinse mit glatter Ober--fläche ausgebildet sein, die das austretende Licht zu einem nahezu parallel gerichteten Strahlenbündel vereinigt. Im die Linsenfläche umgebenden, stufenförmig aufgebauten Bereich der Wölbung stehen die Flächenelemente annähernd rechtwinklig zueinander und bewirken dadurch unterschiedliche, das Licht zerstreuende Brechungen und/oder Reflexionen.A housing surface designed in this way can in a directly The area surrounding the axis should be designed as a converging lens with a smooth surface, which unites the exiting light into an almost parallel bundle of rays. In the stepped area surrounding the lens surface Bulge the surface elements are approximately at right angles to each other and thereby cause different refractions and / or reflections that scatter the light.
Wenn eine so gestaltete Leuchtdiode mit ihrer z.B. als halbkugelförmige Kuppel gestalteten, gewölbten Brechungsfläche über die Begrenzungsebene eines Gerätegehäuses hinausragend montiert #ist, können ihre Lichtsignale aus nahezu allen Richtungen oberhalb der betreffenden Gerateebene wahrgenommen werden.If a light-emitting diode designed in this way with its e.g. hemispherical Dome-shaped, arched refractive surface over the boundary plane of a device housing #is mounted protruding, their light signals can come from almost all directions can be perceived above the relevant device level.
Absorptionsverluste sind dabei weitgehend vermeidbar durch möglicht hochgradig transparente Ausführung des Gehäusekörpers und glatte, d.h. feinstrukturierte Lichtbrechungsflächen.Absorption losses are largely avoidable by making possible Highly transparent design of the housing body and smooth, i.e. finely structured Refractive surfaces.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung können alle Stufen bildenden Flächenelemente einer über den Zenit der gewölbten Fläche gedachten, rechtwinklig zur Achse des zylindrischen Gehäuses verlaufenden Projektionsfläche mehr oder weniger zugewandt oder achsparallel orientiert sein. Eine solche Anordnung der Stufenelemente dient der einfachen Herstellung des Gehäusekörpers mittels eines zweigeteilten, sich in Achsrichtung öffnenden Formwerkzeugs. Durch die Orientierung der in einem der Teile des Formwerkzeugs enthaltenen Stufenflächen auf die über dem Zenit der Kuppel gedachte Projektionsebene werden Hinterschneidungen im Formwerkzeug vermieden, so daß der fertige Gehäusekörper diesem Teil des Formwerkzeugs ohne weiteres entnehmbar ist. Der zweite Teil des Formwerkzeugs dient praktisch nur dem Verschluß der Hohlform und kann verhältnismäßig einfach gestaltet sein.According to a further development of the invention, all stages can form Surface elements of an imaginary right-angled over the zenith of the curved surface to the axis of the cylindrical housing extending projection surface more or less facing or oriented axially parallel. Such an arrangement of the step elements serves for the simple production of the housing body by means of a two-part, forming tool opening in the axial direction. By orienting the in one of the parts of the mold contained step surfaces on the above the zenith of the Dome projection plane, undercuts in the molding tool are avoided, so that the finished housing body can be easily removed from this part of the molding tool is. The second part of the mold is used practically only to close the hollow mold and can be made relatively simple.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das Formwerkzeug aus zwei Teilen zu bilden, deren Trennungs- bzw. Symmetrieebene in der Achse des Gehäusekörpers verläuft. Die Stufenelemente können in diesem Fall rechtwinklig zur Achse nach beiden Seiten auf jeweils außerhalb des Gehäusekörpers gedachte, parallel zur Formtrennebene Verlaufende Projektionsebenen orientiert sein wld dadurch ebenfalls ein hinterschneidungsfreies Formen des fertigen Gehäusekörpers ermöglichen. Der Aufwand in der Formherstellung ist dabei allerdings größer, weil zwei- symmetrische Formteile mit gestufter Wölbuntstruktur bereitgestellt werden müssen.Of course, it is also possible for the molding tool to consist of two To form parts, their plane of separation or symmetry in the axis of the housing body runs. The step elements can in this case at right angles to the axis to both Pages on each imaginary outside of the housing body, parallel to the mold parting plane Continuous projection planes are thus also oriented without undercuts Allow shapes of the finished housing body. The effort in the Mold making is larger, however, because two-symmetrical molded parts with a stepped arch structure must be provided.
Besonders vorteilhaft ist, nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung, die Gestaltung der die Stufen bildenden Fläche elemente als konzentrisch angeortnete, in sich geschlossene Ringe. Eine solche Gestaltung dürfte bei der.Herstellung des Formwerkzeugs den kleinsten Arbeitsaufwand für die Darstellung der Stufenstruktur erfordern.It is particularly advantageous, according to another development of the invention, the design of the surface elements forming the steps as concentrically arranged, closed rings. Such a design should be used in the manufacture of the Form tool the least amount of work for the representation of the step structure require.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäß gestaltete Leuchtdiode in Aufrißdarstellung, Fig. 2 den theoretischen Strahlengang im Bereich der Brechungsflächen in einer Leuchtdiode gemäß Fig. 1.In the following, the invention is illustrated by means of one in the figures Embodiment explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a configuration according to the invention Light-emitting diode in elevation, FIG. 2 shows the theoretical beam path in the area of the refraction surfaces in a light-emitting diode according to FIG. 1.
Die aargestelte Leuchtdiode besitzt einen im wesentlichen zylinderförmigen, einstückigen Gehäusekörper 1, der nach einer Seite von einer halbkugelförmig gewölbten Kuppelfläche begrenzt ist. Im Innern des Gehäusekörpers sind Licht emittierende Elektroden 2, 3 eingeschlossen, von denen eine als der Wölbungsfläche 4 zugekehrter Reflektor 2 gestaltet ist.The aargestelte light emitting diode has an essentially cylindrical, one-piece housing body 1, which is curved towards one side of a hemispherical Dome area is limited. Inside the housing body are light emitting Electrodes 2, 3 included, one of which faces the curved surface 4 Reflector 2 is designed.
In seinem der gewölbten Fläche abgewandten Bereich weist der Gehäusekörper eine ebene, flanschartig erweiterte Abschlußfläche 5 auf. An dieser Seite sind die Elektroden 2, 3 mit Anschlußelementen 6 aus dem Gehäusekörper herausgeführt.In its area facing away from the curved surface, the housing body a flat, flange-like widened end surface 5. On this side are the Electrodes 2, 3 with connection elements 6 led out of the housing body.
Die Kuppel des Gehäuses weist in einem die Achse unmittelbar umgebenden Bereich eine glatte, als Samnellinse 7 wirkende Oberfläche auf. Koaxial um diesen Bereich herum ist der kuppelförmige Teil des Schutzgehäuses aus einer Vielzahl stufenartig aneinandergrenzender Flächenelemente 8, 9 aufgebaut, die sich parallel bzw, im rechten Winkel zur Achse des Gehäuses erstrecken und so angeordnet sind, daß die Stbfenkanten 10 recht- winklig zur Achse des Gehäuses verlaufen. Alle Stufen bildenden Flächenelemente sind dabei als konzentrisch angeordnete, in sich geschlossene Ringe gestaltet und einer über dem Zenit der Kuppel gedachten, sich rechtwinklig zur Achse erstreckenden Projektionsfläche zugewandt oder achsparallel orientiert.The dome of the housing has in a directly surrounding the axis Area a smooth surface acting as a collecting lens 7. Coaxially around this Area around the dome-shaped part of the protective housing is step-like from a multitude adjacent surface elements 8, 9 built, which are parallel or, in the right Extend angles to the axis of the housing and are arranged so that the rod edges 10 right at an angle to the axis of the housing. All steps forming surface elements are arranged as concentrically, self-contained Rings designed and one imagined above the zenith of the dome, at right angles facing the axis extending projection surface or oriented axially parallel.
Man kann nun davon ausgehen, daß der Reflektor 2 im Gehäuse der Leuchtdiode ein Bündel leicht divergierender Strahlen erzeugt, die von einer punktförmigen Lichtquelle P auszugehen scheinen. Nach den optischen Brechungsgesetzen erfahren Licht strahlen beim Austritt von optisch dichteren in ein weniger dichtes Medium eine den Winkel zura Flächenlot vergrößernde Brechung.It can now be assumed that the reflector 2 is in the housing of the light-emitting diode a bundle of slightly divergent rays is generated by a point light source P seem to go out. According to the laws of refraction, light is experienced as rays when the optically more dense medium emerges into a less dense medium, the angle is reached to the refraction increasing the plane perpendicular.
Der den eine Sammellinse 7 bildende Bereich der Wölbung des Gehäuses durchsetzende Teil der Lichtstrahlenflverläuft dem entsprechend nach der Brechung zumindest annähernd achsparallel.The area of the curvature of the housing that forms a converging lens 7 The penetrating part of the light rays runs accordingly after the refraction at least approximately axially parallel.
Der Neigungswinkel von eine rechtwinklig zur Gehäuseachse verlaufende Fläche 8 durchsetzenden Strahlen 12,12' dagegen wird durch die Brechung vergrößert. Ein Teil des emittierten Lichts wird auf diese Weise über einen weiten Öffnungskegel gestreut und ist aus erweitertem Betrachtungswinkel wahrnehmbar.The angle of inclination of a perpendicular to the axis of the housing On the other hand, the area 8 penetrating rays 12, 12 'is enlarged by the refraction. A part of the emitted light is in this way over a wide opening cone scattered and can be seen from a wider viewing angle.
Die unter verhältnismäßig spitzem Winkel auf eine achsparallel 13 orientierte Stufenfläche treffenden Lichtstrahlen können zu-13' nächst im Innern des Gehäuses reflektiert werden, bevor sie schließlich dazu kommen, eine der Brechungsflächen zu durchsetzen und dabei den steil des gestreuten Lichts zu vergrößern.The at a relatively acute angle on an axially parallel 13 oriented step surface hitting light rays can to-13 'next in the interior of the housing before they finally come to one of the refractive surfaces to enforce and thereby increase the steepness of the scattered light.
Auf diese Weise halten sich Lichtverluste durch Reflexion in kleinen Grenzen.In this way, light losses due to reflection are kept small Limits.
3 Patentansprüche 2 Figuren3 claims 2 figures
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19762632462 DE2632462A1 (en) | 1976-07-19 | 1976-07-19 | LED with cylindrical transparent housing enclosing electrodes - has domed housing surface of stepped surface elements with orthogonal abutting edges |
Publications (1)
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| DE2632462A1 true DE2632462A1 (en) | 1978-01-26 |
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ID=5983396
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Country Status (1)
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Legal Events
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