EP2986899A1 - Led-modul sowie anordnung zur lichtabgabe - Google Patents

Led-modul sowie anordnung zur lichtabgabe

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EP2986899A1
EP2986899A1 EP14716316.6A EP14716316A EP2986899A1 EP 2986899 A1 EP2986899 A1 EP 2986899A1 EP 14716316 A EP14716316 A EP 14716316A EP 2986899 A1 EP2986899 A1 EP 2986899A1
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EP
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leds
arrangement
led module
carrier
emitting light
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
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Zumtobel Lighting GmbH Austria
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    • F21V5/007Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
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    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F21V7/0083Array of reflectors for a cluster of light sources, e.g. arrangement of multiple light sources in one plane
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    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12Planar light sources comprising a two-dimensional [2D] array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED module according to the preamble of
  • Claim 1 and an arrangement for emitting light with such an LED module and associated optical devices.
  • the starting point for the present invention is the currently common interconnection of LEDs on planar carrier boards to LED modules, the components of a
  • Arrangement for emitting light - preferably a substantially homogeneous light output - form.
  • One way to achieve such a substantially homogeneous light output in such light emitting devices is to choose a uniform arrangement of substantially the same LEDs on the carrier board.
  • each LED in operation is subject to substantially the same power load and thus causes approximately the same thermal load on the carrier and in the LEDs, but in the edge region of a board that heat better to the
  • the present invention is based on the object, the thermal load for an LED module, consisting of a support and LEDs located thereon to distribute more evenly, preferably in addition to reduce, and yet despite a substantially uniform for a viewer
  • an LED module which consists of an arrangement of electronically interconnected LEDs and a support for the LEDs, wherein the arrangement of the LEDs is selected such that caused by the operation of the LEDs thermal stress substantially uniformly over the carrier is distributed.
  • the choice of the arrangement of the LEDs on the carrier is characterized in particular in that the distribution of the LEDs is uneven, preferably additionally symmetrical, and that the density - i. the number of LEDs per area - the LEDs in an outer or edge region of the carrier is greater than in an inner or central region of the carrier. This choice is based on the above-mentioned finding that the heat on the support better over his
  • Edge areas can be dissipated, as is the case in the central area.
  • the carrier is also preferably designed such that the LEDs on the
  • an arrangement for emitting light which has an inventive LED module in the manner described above, and an optical device for influencing the light output.
  • an optical device for influencing the light output In the following, two different optical devices will be described, which may advantageously be combined with the LED module.
  • a first variant of a suitable optical device consists in a cell grid system consisting of trough-shaped single cells, in which the LEDs of the LED module are arranged.
  • the cell grid system is firmly installed with the LED module.
  • Each individual cell of the cell grid preferably defines a plurality of fixed ones
  • Positioning options that allow flexible positioning of the LEDs in the cell. This can be done for example by means of a positioning line, which has a certain number of LED positioning options.
  • the arrangement of the individual cells is homogeneous or has a uniform grid. Due to the inventive design of the LED module now differs, however, the number of LEDs in the individual cells.
  • the positioning possibilities are preferably designed in such a way that more LEDs can be placed in a cell which is located in an edge area of the carrier than in a cell which is located in a middle area of the carrier. With a full occupation of the carrier with LEDs, significantly more LEDs are thus to be found in the edge regions of the carrier than in the central regions.
  • the cell grid system ensures that the LEDs are not immediately visible when viewing the LED module sideways or at an angle. Accordingly, for a viewer, the inhomogeneous light output is under lateral or oblique
  • a second variant of a suitable optical device consists in a
  • Lens system which consists of an array of many lens elements and a support for the lens elements, wherein the lens elements are preferably small compared to the dimensions of the lens carrier, are close to each other and are formed substantially identical.
  • This optical device does not have to be in direct contact with the LED module but may preferably have a certain distance from it.
  • the lens elements of the lens system are arranged on a flat surface, which is aligned in particular parallel to the surface of the support of the LED module.
  • the optical axes of all lens elements are parallel to each other. This design of the lens elements is particularly advantageous for homogenizing or uniforming the light emitted by the LED module.
  • Points of light which is caused by the patchy arrangement of the LEDs on the module, is generally compensated by the dense uniform arrangement of preferably small lenses substantially. From the viewpoint of the observer, the individual uniformly arranged lenses appear as single uniformly arranged points of light, which in turn is the desired substantially homogeneous
  • Fig. 1 is a front sketch of a first embodiment of the invention
  • Arrangement for emitting light consisting of an LED module according to the invention and a cell grid system as an optical device for
  • FIG. 2 shows a sketch of the rear side of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a cross-sectional sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a perspective sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a cross-sectional sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a perspective sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a cross-sectional sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a perspective sketch of the arrangement for emitting light according to FIG. 1;
  • Fig. 6 is a cross-sectional diagram of a second embodiment of a
  • Inventive arrangement for emitting light consisting of an LED module according to the invention according to FIG. 5 and a lens system as an optical device for influencing the light output.
  • Fig. 1 is a front sketch of a light-emitting device 1 is shown, which consists of an LED module 2 according to the invention and a cell grid system 4.
  • the cell grid system 4 is arranged in a conventional manner from evenly spaced
  • the LED module 2 consists of the carrier 7 and the LEDs 3.
  • the cell grid system 4 is usually placed on the LED module 2 and fixed. The arrangement is such that the LEDs 3 assigned to the respective individual cells 6 protrude into the bottom area of the cell. This ensures that the light of the LEDs 3 can be fully used for the desired light output.
  • Each individual cell 6, which preferably has dimensions in the order of about 3 to 5 cm, defines a plurality of fixed positioning possibilities, which allow flexible positioning of the LEDs 3.
  • a positioning line 5 is provided for this purpose, on each of which a certain number of LEDs 3 are placed.
  • the edge areas here - unlike usual - several LEDs 3 are provided within a cell.
  • the carrier 7 is essentially preferably flat.
  • the number of LEDs 3 placed within a particular single cell 6 depends on the particular position of the single cell 6 under consideration. The more central the single cell 6 is with respect to the surface of the LED module 2, the fewer LEDs 3 are provided, although each cell 6 is provided at least one LED.
  • FIG. 3 is a cross-sectional diagram of the light-emitting device 1 of Fig. 1 is shown. It can be seen that the individual cells 6 are slightly inclined upward in this particular example. The application of the invention can be easily applied to other positions of the individual cells 6. Furthermore, in this illustration, the trough shape of the individual cells 6 can be seen, which of course the cells of the grid could also have a circular shape or an oval shape.
  • FIG. 4 shows a perspective sketch of the light output device 1 from FIGS. 1 to 3.
  • the occupation of the cells 6 according to the invention with LEDs 3 or the uneven arrangement of the LEDs 3 results in less heat being generated by the LEDs 3 in the middle or central area of the module 2. Since on the other side in the edge region of the module 2, the heat can be better dissipated, there is a total of about uniform thermal load over the entire area. At the same time, due to the effect of the grid, the different light output across the cells 6 is difficult to recognize. Since at least one LED 3 per cell is provided, the overall result is a substantially homogeneous appearance with respect to the light output.
  • an LED module 8 consisting of a carrier 9 in an elongated, rectangular and planar embodiment and an array of LEDs 10, consisting of two rows of twenty LEDs 10.
  • the design of the carrier. 9 Of course, this is not just limited to this form. Further, the LED module 8 has a
  • Symmetry axis in an oblong direction At a narrow end of the carrier 9 electrical contacts 11 for the power supply of the LED module 8 are shown.
  • the density of the LEDs 10 in an outer region of the carrier 9 is higher than in a middle region in order to more evenly distribute the thermal load of the carrier 9 during operation, taking into account the more efficient heat conduction in the edge region of the board.
  • Fig. 6 is a cross-sectional diagram of an embodiment of a
  • inventive arrangement for emitting light 13 shown consisting of an inventive LED module 8 of FIG. 5 in a simplified representation and a lens system 14 as an optical device for influencing the light output.
  • the lens system 14 consists of a lens carrier 15, which by a
  • plate-shaped, translucent element is formed, in which lens elements 16 are embedded.
  • the lens elements 16 are small compared to the dimensions of the lens carrier 15. Further, the lens elements 16 are close to each other and also preferably the lens elements 16 are substantially identical. Further preferably, the optical axes of all lens elements 16 are aligned parallel to each other.
  • the LED module 8 and the lens system 14 do not necessarily have the same shape. The relative arrangement between the LED module 8 and the lens system 14 is selected such that as much light as possible is as homogeneous as possible
  • the light-emitting devices 1 and 13 can be combined with one another in any desired manner. This is of course to be understood in the context of technical feasibility and advantage or usefulness. The focus is finally on the thermally optimized design of optical systems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Bei einem LED-Modul (2, 8), bestehend aus einer Anordnung von elektronisch verschalteten LEDs (3, 10) und einem Träger (7, 9) für die LEDs ist die Dichte der LEDs (3, 10) derartig gewählt, dass die durch den Betrieb der LEDs (3, 10) verursachte thermische Belastung des Trägers (7, 9) im Wesentlichen gleichmäßig über den Träger (7, 9) verteilt ist.

Description

LED-Modul sowie Anordnung zur Lichtabgabe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Lichtabgabe mit einem derartigen LED-Modul und zugeordneten optischen Vorrichtungen.
Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist die momentan gängige Verschaltung von LEDs auf ebenen Trägerplatinen zu LED-Modulen, die Bestandteile einer
Anordnung zur Lichtabgabe - vorzugsweise einer im Wesentlichen homogenen Lichtabgabe - bilden. Eine Möglichkeit eine derartige im Wesentlichen homogene Lichtabgabe bei solchen Lichtabgabeanordnungen zu erzielen, besteht dabei darin, eine gleichmäßige Anordnung von im Wesentlichen gleichen LEDs auf der Trägerplatine zu wählen.
Allerdings besteht bei einer derartigen Anordnung oftmals das Problem eines
Wärmestaus im Zentrum bzw. mittleren Bereich der Platine, was darauf
zurückzuführen ist, dass jede LED bei Betrieb im Wesentlichen derselben Stromlast unterliegt und damit in etwa dieselbe thermische Last auf dem Träger und in den LEDs verursacht, allerdings im Randbereich einer Platine diese Wärme besser an die
Umgebung bzw. einen mit der Platine gekoppelten Kühlkörper abgegeben werden kann. Um die Lebensdauer der LEDs zu verlängern bzw. diese dauerhaft in einem vorgeschriebenen Temperaturbereich betreiben zu können, muss deshalb die gestaute Wärme effizient abgeführt bzw. die thermische Last des Trägers reduziert werden. Insbesondere müssen etwaige Kühlungsmaßnahmen derart ausgelegt werden, dass auch in dem mittleren Bereich der Platine, der der höchsten thermischen Belastung unterliegt, keine Überhitzung der LEDs auftreten kann. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, die thermische Belastung für ein LED-Modul, bestehend aus einem Träger und sich darauf befindenden LEDs, gleichmäßiger zu verteilen, vorzugsweise zusätzlich zu verringern, und dabei trotz allem eine für einen Betrachter im Wesentlichen gleichmäßige
Lichtabgabe durch das LED-Modul zu erzielen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenständen gelöst. Besondere Ausführungsformen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß der Erfindung ist ein LED-Modul vorgesehen, welches aus einer Anordnung elektronisch verschalteter LEDs und einem Träger für die LEDs besteht, wobei die Anordnung der LEDs derart gewählt ist, dass die durch den Betrieb der LEDs verursachte thermische Belastung im Wesentlichen gleichmäßig über den Träger verteilt ist.
Dadurch, dass während des Betriebes die thermische Belastung des Trägers gleichmäßig verteilt ist, lassen sich vorteilhafterweise in gewissen
Temperaturbereichen die Größe benötigter Kühlkörper deutlich verringern. Unter Umständen ist deren Anwesenheit sogar überhaupt nicht mehr erforderlich.
Insbesondere letzteres hätte dann zur Folge, dass die Größe von Leuchten, die ein erfindungsgemäßes LED-Modul beinhalten, deutlich reduziert werden kann und ferner auch die Herstellungskosten reduziert werden können. Die Wahl der Anordnung der LEDs auf dem Träger ist dabei insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der LEDs ungleichmäßig, vorzugsweise zusätzlich symmetrisch ist, und dass die Dichte - d.h. die Anzahl von LEDs pro Fläche - der LEDs in einem äußeren bzw. Randbereich des Trägers größer ist als in einem inneren bzw. mittleren Bereich des Träger. Dieser Wahl liegt die bereits oben erwähnte Erkenntnis zugrunde, dass die Wärme auf dem Träger besser über dessen
Randbereiche abgeführt werden kann, als dies im zentralen Bereich der Fall ist.
Es erweist sich ferner als vorteilhaft für die Wahl der Anordnung, wenn alle LEDs im Wesentlichen identisch sind. Ferner wird davon ausgegangen, dass die elektronische Verschaltung der LEDs derart gewählt ist, dass jede LED im Wesentlichen derselben Stromlast unterliegt und somit in etwa gleicher Weise während des Betriebs Licht und Wärme erzeugt.
Der Träger ist ferner vorzugsweise derart gestaltet, dass die LEDs auf dessen
Oberfläche in einer Ebene angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anordnung zur Lichtabgabe vorgesehen, die ein erfindungsgemäßes LED-Modul in der zuvor beschriebenen Weise aufweist, sowie eine optische Vorrichtung zur Beeinflussung der Lichtabgabe. Im Folgenden werden zwei verschiedene optische Vorrichtungen beschrieben, die in vorteilhafterweise mit dem LED-Modul kombiniert werden können.
Eine erste Variante einer geeigneten optischen Vorrichtung besteht dabei in einem Zellenrastersystem, das aus wannenförmigen Einzelzellen besteht, in denen die LEDs des LED-Moduls angeordnet sind. Vorzugsweise ist dabei das Zellenrastersystem fest mit dem LED-Modul verbaut.
Jede Einzelzelle des Zellenrasters definiert vorzugsweise mehrere ortsfeste
Positionierungsmöglichkeiten, die eine flexible Positionierung der LEDs in der Zelle ermöglichen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Positionierungslinie erfolgen, welche eine bestimmte Anzahl an LED-Positionierungsmöglichkeiten aufweist. Die Anordnung der Einzelzellen ist homogen bzw. weist ein gleichmäßiges Raster auf. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des LED-Moduls unterscheidet sich nunmehr allerdings die Anzahl der LEDs in den Einzelzellen. Vorzugsweise sind die Positionierungsmöglichkeiten dabei derart ausgelegt, dass in einer Zelle, die sich in einem Randbereich des Trägers befindet, mehr LEDs platziert werden können als in einer Zelle, die sich in einem mittleren Bereich des Trägers befindet. Bei einer Vollbesetzung des Trägers mit LEDs sind somit in den Randbereichen des Trägers deutlich mehr LEDs vorzufinden als in den mittleren Bereichen. Das
Zellenrastersystem sorgt allerdings dafür, dass bei seitlicher bzw. schräger Betrachtung des LED-Moduls die LEDs nicht unmittelbar sichtbar sind. Für einen Betrachter ist dementsprechend die inhomogene Lichtabgabe unter seitlicher bzw. schräger
Betrachtung nicht erkennbar.
Eine zweite Variante einer geeigneten optischen Vorrichtung besteht in einem
Linsensystem, das aus einer Anordnung von vielen Linsenelementen und einem Träger für die Linsenelemente besteht, wobei die Linsenelemente vorzugsweise klein gegenüber den Abmessungen des Linsenträgers sind, dicht beieinander liegen und im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Diese optische Vorrichtung muss nicht in einem unmittelbaren Kontakt zu dem LED-Modul stehen sondern kann vorzugsweise durchaus einen gewissen Abstand zu diesem aufweisen. Vorzugsweise sind die Linsenelemente des Linsensystems auf einer ebenen Fläche angeordnet, die insbesondere parallel zur Fläche des Trägers des LED-Moduls ausgerichtet ist.
Weiterhin vorzugsweise sind die optischen Achsen aller Linsenelemente parallel zueinander. Diese Auslegung der Linsenelemente ist besonders vorteilhaft, um das vom LED-Modul abgestrahlte Licht zu homogenisieren bzw. zu vergleichmäßigen.
Aus der Sicht eines Betrachters, der das erfindungsgemäße LED-Modul vor allem frontal durch ein solches Linsensystem betrachtet, erscheint die Lichtabgabe des LED- Moduls im Wesentlichen homogen, da das lückenhafte Erscheinungsbild der
Lichtpunkte, das verursacht wird durch die lückenhafte Anordnung der LEDs auf dem Modul, insgesamt durch die dichte gleichmäßige Anordnung der vorzugsweise kleinen Linsen im Wesentlichen kompensiert wird. Aus der Sicht des Betrachters erscheinen die einzelnen gleichmäßig angeordneten Linsen als einzelne gleichmäßig angeordnete Lichtpunkte, was wiederum das angestrebte im Wesentlichen homogene
Erscheinungsbild der Lichtabgabe zur Folge hat.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Frontskizze eines ersten Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßen
Anordnung zur Lichtabgabe, bestehend aus einem erfindungsgemäßen LED- Modul und einem Zellenrastersystem als optischer Vorrichtung zur
Beeinflussung der Lichtabgabe;
Fig. 2 eine Skizze der Rückseite der Anordnung zur Lichtabgabe gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittskizze der Anordnung zur Lichtabgabe gemäß Fig. 1; Fig. 4 eine perspektivische Skizze der Anordnung zur Lichtabgabe gemäß Fig. 1;
Fig. 5 eine Frontskizze eines erfindungsgemäßen LED-Moduls; sowie Fig. 6 eine Querschnittskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Anordnung zur Lichtabgabe, bestehend aus einem erfindungsgemäßen LED-Modul gemäß Fig. 5 und einem Linsensystem als optischer Vorrichtung zur Beeinflussung der Lichtabgabe. In Fig. 1 ist eine Frontskizze einer Lichtabgabeanordnung 1 gezeigt, die aus einem erfindungsgemäßen LED-Modul 2 und einem Zellenrastersystem 4 besteht. Das Zellenrastersystem 4 besteht in üblicher Weise aus gleichmäßig angeordneten
Einzelzellen 6, die im vorliegenden Fall zu fünf horizontalen Reihen mit je sechs Einzelzellen 6 angeordnet sind. Das LED-Modul 2 besteht aus dem Träger 7 und den LEDs 3. Das Zellenrastersystem 4 ist üblicherweise auf das LED-Modul 2 aufgesetzt und befestigt. Die Anordnung ist dabei derart, dass die den jeweiligen Einzelzellen 6 zugeordneten LEDs 3 in den Bodenbereich der Zelle hineinragen. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Licht der LEDs 3 vollständige für die gewünschte Lichtabgabe genutzt werden kann. Jede Einzelzelle 6, die vorzugsweise Abmessungen in der Größenordnung von ca. 3 bis 5 cm aufweist, definiert mehrere ortsfeste Positionierungsmöglichkeiten, die eine flexible Positionierung der LEDs 3 ermöglichen. Im vorliegenden Fall ist hierzu jeweils eine Positionierungslinie 5 vorgesehen, auf die jeweils eine bestimmte Anzahl an LEDs 3 platziert sind. Insbesondere in den Randbereichen sind hierbei - anders als üblich - mehrere LEDs 3 innerhalb einer Zelle vorgesehen. Die elektrische
Verschaltung des LED-Moduls 2 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Der Träger 7 ist im Wesentlichen vorzugsweise eben.
Die Anzahl der innerhalb einer bestimmten Einzelzelle 6 platzierten LEDs 3 hängt von der jeweiligen Position der betrachteten Einzelzelle 6 ab. Je zentraler die Einzelzelle 6 im Hinblick auf die Fläche des LED-Moduls 2 liegt, desto weniger LEDs 3 sind vorgesehen, wobei allerdings je Zelle 6 zumindest einer LED vorgesehen ist.
Hierdurch wird bei Betrieb des LED-Moduls 2 eine im Wesentlichen gleichmäßige thermische Belastung des LED-Moduls 2 bei maximal möglicher LED-Besetzung gewährleistet. Da insgesamt weniger LEDs 3 auf dem erfindungsgemäßen LED-Modul 2 vorhanden sind als auf üblichen vergleichbaren LED-Modulen, die vor allem eine gleichmäßige LED-Anordnung aufweisen, wird auch das Temperaturniveau insgesamt reduziert.
In Fig. 3 ist eine Querschnittskizze der Lichtabgabeanordnung 1 aus Fig. 1 gezeigt. Hierbei ist erkennbar, dass die Einzelzellen 6 in diesem speziellen Beispiel leicht schräg nach oben ausgerichtet sind. Die Anwendung der Erfindung lässt sich problemlos auch auf andere Stellungen der Einzelzellen 6 anwenden. Ferner ist in dieser Darstellung auch die Wannenform der Einzelzellen 6 ersichtlich, wobei selbstverständlich die Zellen des Rasters auch eine Kreisform oder eine ovale Form aufweisen könnten. In Fig. 2 ist die Rückseite der Lichtabgabeanordnung 1 aus Fig. 1 und Fig. 3 skizziert. Die leichte Schrägstellung der Einzelzellen 6 sowie deren Wannenform sind hier ebenfalls zu erkennen. In Fig. 4 ist perspektivische Skizze der Lichtabgabeanordnung 1 aus Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt. Wird über die dargestellte Anordnung Licht abgegeben, so führt die erfindungsgemäße Belegung der Zellen 6 mit LEDs 3 bzw. die ungleichmäßige Anordnung der LEDs3 dazu, dass durch die LEDs 3 im mittleren bzw. zentralen Bereich des Moduls 2 weniger Wärme generiert wird. Da auf der anderen Seite im Randbereich des Moduls 2 die Wärme besser abgeleitet werden kann, ergibt sich insgesamt gesehen eine etwa gleichmäßige thermische Belastung über die gesamte Fläche hinweg. Gleichzeitig ist aufgrund der Wirkung des Rasters die unterschiedliche Lichtabgabe über die Zellen 6 hinweg nur schwer erkennbar. Da zumindest eine LED 3 pro Zelle vorgesehen ist, ergibt sich insgesamt ein im Wesentliches homogenes Erscheinungsbild bzgl. der Lichtabgabe.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 8 gezeigt, bestehend aus einem Träger 9 in länglicher, rechteckiger und ebener Ausführungsform und einer Anordnung von LEDs 10, bestehend aus zwei Reihen mit jeweils zwanzig LEDs 10. Die Ausgestaltung des Trägers 9 ist selbstverständlich nicht nur auf diese Form beschränkt ist. Ferner besitzt das LED-Modul 8 eine
Symmetrieachse in länglicher Richtung. An einem schmalen Ende des Trägers 9 sind elektrische Kontakte 11 für die Stromversorgung des LED-Moduls 8 dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Sinne der Erfindung die Dichte der LEDs 10 in einem äußeren Bereich des Trägers 9 höher als in einem mittleren Bereich um unter Berücksichtigung der effizienteren Wärmeleitung im Randbereich der Platine die thermische Last des Trägers 9 bei Betrieb gleichmäßiger zu verteilen. Dies zeigt sich in diesem Ausführungsbeispiel speziell dadurch, dass an beiden schmalen Enden des Trägers 9 jeweils eine beliebig betrachtete LED-Reihe mit einer Gruppe von fünf LEDs 10 beginnt, wobei allerdings im zentraleren Bereich nur noch Dreier- und Zweiergruppen in größeren Abständen voneinander vorgesehen sind. Aufgrund der Achsensymmetrie des LED-Moduls 8 gelten diese Eigenschaften auch für die andere LED-Reihe.
In Fig. 6 ist eine Querschnittskizze eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Anordnung zur Lichtabgabe 13 gezeigt, bestehend aus einem erfindungsgemäßen LED-Modul 8 gemäß Fig. 5 in vereinfachter Darstellung und einem Linsensystem 14 als optischer Vorrichtung zur Beeinflussung der Lichtabgabe. Das Linsensystem 14 besteht aus einem Linsenträger 15, der durch ein
plattenförmiges, lichtdurchlässige Element gebildet ist, in welches Linsenelemente 16 eingebettet sind.
Vorzugsweise sind die Linsenelemente 16 klein gegenüber den Abmessungen des Linsenträgers 15. Ferner liegen die Linsenelemente 16 dicht beieinander und ebenfalls vorzugsweise sind die Linsenelemente 16 im Wesentlichen identisch. Weiterhin vorzugsweise sind die optischen Achsen aller Linsenelemente 16 parallel zueinander ausgerichtet. Das LED-Modul 8 und das Linsensystem 14 müssen nicht zwangsläufig dieselbe Form aufweisen. Die relative Anordnung zwischen LED-Modul 8 und Linsensystem 14 ist dabei derart gewählt, dass aus möglichst viel Licht ein möglichst homogenes
Erscheinungsbild hinsichtlich der Lichtabgabe entsteht. Auf diese Weise ist die geringere Dichte der LEDs 10 bzw. das Fehlen einzelner LEDs 10 im mittleren Bereich des Trägers 9 aufgrund des Verschwimmens bzw. Verschmelzens einzelner Lichtpunkte optisch kaum bis gar nicht wahrnehmbar. Dieser Effekt ist abhängig vom Abstand zwischen dem Beobachter und einer Leuchte, die die Lichtabgabeanordnung 14 enthält.
Die Lichtabgabeanordnungen 1 und 13 sind in beliebiger Weise miteinander kombinierbar. Dies ist selbstverständlich im Rahmen der technischen Umsetzbarkeit und Vorteilhaftigkeit bzw. Nützlichkeit zu verstehen. Im Vordergrund steht letztendlich die thermisch optimierte Auslegung von optischen Systemen.

Claims

Ansprüche
LED-Modul (2, 8), bestehend aus einer Anordnung von elektronisch verschalteten LEDs (3, 10) und einem Träger (7, 9) für die LEDs,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung der LEDs (3, 10) derartig gewählt ist, dass die durch den Betrieb der LEDs (3, 10) verursachte thermische Belastung des Trägers (7, 9) im Wesentlichen gleichmäßig über den Träger (7, 9) verteilt ist.
LED-Modul nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichte der LEDs (3, 10) in einem äußeren Bereich bzw. Randbereich des Trägers (7, 9) größer ist als in einem inneren bzw. mittleren Bereich.
LED-Modul nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle LEDs (3, 10) auf dem Träger (7, 9) im Wesentlichen identisch sind.
LED-Modul nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle LEDs (3,10) in einer Ebene angeordnet sind.
Anordnung zur Lichtabgabe (1, 13), bestehend aus einem LED-Modul (2, 8) nach einem der vorherigen Ansprüche und einer optischen Vorrichtung.
Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optische Vorrichtung ein Zellenrastersystem (4) ist, das aus wannenförmigen Einzelzellen (6) besteht, in denen die LEDs (3) angeordnet sind.
Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Einzelzelle (6) mehrere ortsfeste Positionierungsmöglichkeiten definiert, die eine flexible Positionierung der LEDs (3) ermöglichen, beispielsweise mit Hilfe einer Positionierungslinie (5).
8. Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Einzelzellen (6) homogen ist bzw. ein gleichmäßiges Raster aufweist und insbesondere sich die Anzahl der LEDs (3) zwischen den Einzelzellen (6) unterscheidet, wobei vorzugsweise in jeder Einzelzelle (6) mindestens eine LED (3) angeordnet ist.
Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optische Vorrichtung aus einer Anordnung (14) von vielen
Linsenelementen (16) und einem Träger (15) für die Linsenelemente (16) besteht, wobei die Linsenelemente (16) vorzugsweise klein gegenüber den Abmessungen des Trägers (15) sind, dicht beieinander liegen und im
Wesentlichen identisch sind.
10. Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Linsenelemente (16) auf einer Fläche angeordnet sind.
11. Anordnung zur Lichtabgabe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optischen Achsen aller Linsenelemente (16) parallel zueinander sind.
EP14716316.6A 2013-04-11 2014-04-09 Led-modul sowie anordnung zur lichtabgabe Not-in-force EP2986899B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013206390.3A DE102013206390A1 (de) 2013-04-11 2013-04-11 LED-Modul sowie Anordnung zur Lichtabgabe
PCT/EP2014/057146 WO2014166991A1 (de) 2013-04-11 2014-04-09 Led-modul sowie anordnung zur lichtabgabe

Publications (2)

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