DE112011105462B4 - LED-Modul für beidseitige Beleuchtung und beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung mit demselben - Google Patents

LED-Modul für beidseitige Beleuchtung und beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung mit demselben Download PDF

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Abstract

LED-Modul für beidseitige Beleuchtung mit:einer Leiterplatte (150; 250) mit einer darauf montierten LED (153; 253); undeiner LED-Linse (100; 100'; 100"; 200), die auf der Leiterplatte (150) montiert ist und die einen Lichtempfangsabschnitt (110; 210), der Licht von der LED (153; 253) empfängt, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220), der dem Lichtempfangsabschnitt (110; 210) entspricht und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt, einen Reflexionsabschnitt (130; 230), der sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220) erstreckt und einen Teil des Lichts reflektiert, und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt (140; 240) aufweist, der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220) gegenüberliegt und das von dem Reflexionsabschnitt (130; 230) reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, wobei die LED-Linse (100; 200) ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel (D) enthält,mit einer Wärmesenke (255), die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte (250) befindet,wobei die LED-Linse (100; 100'; 100"; 200) einen Stufenabschnitt (217') aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke (255) darin aufnimmt.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung sowie auf eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung mit demselben und insbesondere auf ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung, in dem eine LED in der Lage ist, Licht in zwei Richtungen davon abzustrahlen, sowie auf eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung mit demselben.
  • [Technischer Hintergrund]
  • Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiter-Lichtabstrahl-Vorrichtungen, die Licht emittieren, wenn ein Strom dort hindurch fließt, und die elektrische Energie in Lichtenergie durch pn-Übergangsdioden umwandeln, die aus Galliumarsenid (GaAs) oder Galliumnitrid (GaN)-Lichthalbleitern gestaltet sind. Bereiche des von den LEDs emittierten Lichts enthalten blau, grün und weiß in einem Bereich von rot (630nm bis 700nm) bis blau-violett (400nm). Solche LEDs besitzen positive Eigenschaften wie z.B. eine relativ geringe Leistungsaufnahme, hohe Effizienz und lange Lebensdauern verglichen mit Lichtquellen gemäß der verwandten Technik, wie z.B. Glühlampen, Leuchtstofflampen oder dergleichen. Somit ist die Nachfrage nach LEDs kontinuierlich angestiegen.
  • In den vergangenen Jahren haben LEDs weitverbreitete Verwendung gefunden und der Bereich von Verwendungen davon wurde zunehmend auf miniaturisierte Beleuchtungsvorrichtungen für mobile Endgeräte, Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtungen, Innenbeleuchtungsvorrichtungen, Beleuchtungen für Schilder im äußeren Bereich und dergleichen ausgedehnt. Insbesondere wurde die Anwendung von LEDs vermehrt ausgedehnt auf Beleuchtungsvorrichtungen für Schilder.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines beidseitig beleuchteten Schildes, das eine übliche LED verwendet.
  • In dem Fall einer üblichen LED 11 wird anders als bei einer Leuchtstofflampe Licht von einzelnen LEDs nur auf eine einzelne Lichtemissionsfläche abgestrahlt und wird nicht auf eine dazu gegenüberliegende Oberfläche davon abgestrahlt. Somit ist es notwendig, die LED 11 und eine Diffusionsplatte 13 auf beiden Seiten einer Leiterplatte 12 anzuordnen wie in 1 gezeigt ist. Somit kann ein Problem auftreten, bei dem die Konfiguration eines beidseitig beleuchteten Schildes, das eine LED verwendet, relativ kompliziert ist und eine Anzahl von LEDs erhöht ist.
  • Weiterhin sind aus der US 2010/0020540 A1 eine zweiseitige LED-Beleuchtungslinse und ein LED-Modul sowie ein zweiseitiges LED-Beleuchtungssystem bekannt, das dasselbe verwendet. Es sind daraus auch eine zweiseitige Beleuchtungs-LED-Linse und LED-Modul bekannt, aufweisend eine Einfallseinheit, auf die Licht auftrifft; eine erste Austrittseinheit, die der Einfallseinheit entspricht und einen Teil des Lichts nach oben überträgt; eine Reflexionseinheit, die sich von der ersten Austrittseinheit erstreckt und einen anderen Teil des Lichts reflektiert; und eine zweite Austrittseinheit, die der ersten Austrittseinheit zugewandt ist und das an der Reflexionseinheit reflektierte Licht nach unten überträgt. Ferner ist ein zweiseitiges LED-Beleuchtungssystem dargestellt, das dasselbe verwendet.
  • In der US 2009/0207586 A1 ist eine Linse offenbart, die von einer Lichtquelle emittiertes Streulicht emittiert, umfassend eine konkave Lichteinfallsoberfläche, einen Lichtleiterabschnitt und eine lichtemittierende Oberfläche. Die Lichteinfallsoberfläche umfasst einen der Lichtquelle gegenüberliegenden ebenen Abschnitt und einen optischen Funktionsabschnitt, der auf dem ebenen Abschnitt ausgebildet ist, und das Licht streut oder verteilt. Das von der Lichtquelle emittierte Licht tritt in die Lichteinfallsoberfläche ein. Das Licht, das in die Lichteinfallsoberfläche eingetreten ist, tritt durch den Lichtleiterabschnitt hindurch. Die lichtemittierende Oberfläche emittiert das Licht, das durch den Lichtleiterabschnitt hindurch getreten ist.
  • Aus der CN 102072428 A ist eine Tageslichtlampe mit Leuchtdiode (LED) bekannt, die einen Sockel, einen am Sockel befestigten Lampenschirm und eine Grundplatte einer Lichtquelle umfasst, wobei mehrere Leuchtdioden auf der Grundplatte der Lichtquelle installiert sind. Der Lampenschirm umfasst eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und einen Lichteinlassendteil, wobei der Lichteinlassendteil gegenüber den Lichtauslassrichtungen der Leuchtdioden angeordnet ist und eine Lichteinlassendfläche und einen reflektierenden Teil umfasst, und von den Leuchtdioden emittierte Lichtstrahlen treten von der Lichteinlassendfläche in den Lampenschirm ein, werden innerhalb des Lampenschirms übertragen, nachdem die Lichtstrahlen vom reflektierenden Teil reflektiert wurden, und werden dann von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche emittiert. Die von den Leuchtdioden emittierten Lichtstrahlen werden im Lampenschirm viele Male reflektiert und gebrochen und dann von der zweiten Oberfläche an die Außenseite der LED-Tageslichtlampe abgegeben, der Lichtbeleuchtungswinkel der LED-Tageslichtlampe wird vergrößert und die Gleichmäßigkeit wird erhöht.
  • [Offenbarung]
  • [Technisches Problem]
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung, bei dem LEDs in der Lage sind, Licht in zwei Richtungen davon zu emittieren, und eine beidseitige LED-Vorrichtung, die dasselbe verwendet, vorsehen.
  • [Technische Lösung]
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung enthalten: eine Leiterplatte mit einer darauf montierten LED; und eine LED-Linse, die auf der Leiterplatte montiert ist und die einen Licht von der LED empfangenden Lichtempfangsabschnitt, einen dem Lichtempfangsabschnitt entsprechenden und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon übertragenden ersten Lichtübertragungsabschnitt, einen sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt erstreckenden und einen Teil des Lichts reflektierenden Reflexionsabschnitt und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt aufweist, der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt gegenüber liegt und das von dem Reflexionsabschnitt reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, wobei die LED-Linse ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel enthält. Das LED-Modul weist ferner eine Wärmesenke auf, die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte befindet, wobei die LED-Linse einen Stufenabschnitt aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke darin aufnimmt.
  • Der Lichtempfangsabschnitt der LED-Linse kann derart ausgebildet sein, dass er eine in einer konkaven Art und Weise in einer Richtung, in der das Licht abgegeben wird, ausgebildete Apex-Oberfläche sowie sich von beiden Seiten der Apex-Oberfläche derart erstreckende Oberflächen enthält, dass sie konkav gekrümmt sind, und die Leiterplatte kann in einem sich von der geneigten Oberfläche erstreckenden Stufenabschnitt untergebracht sein.
  • Die LED-Linse kann aus einem optischen Glas oder einem optischen Kunststoff ausgebildet sein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung enthalten: ein Gehäuse; eine Mehrzahl von LED-Modulen, die innerhalb des Gehäuses angebracht sind und eine Leiterplatte mit einer darauf montierten LED und einer LED-Linse enthalten, wobei die LED-Linse einen Lichtempfangsabschnitt, der Licht von der LED empfängt, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt, der dem Lichtempfangsabschnitt entspricht und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt, einen Reflexionsabschnitt, der sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt erstreckt und einen Teil des Lichts reflektiert, und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt, der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt gegenüber liegt und das von dem Reflexionsabschnitt reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, aufweist und ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel enthält; und Diffusionsplatten, die in oberen und unteren Teilen der LED-Module vorgesehen sind. Die beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung weist ferner eine Wärmesenke auf, die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte befindet, wobei die LED-Linse einen Stufenabschnitt aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke darin aufnimmt.
  • Die Diffusionsplatten können aus Acryl ausgebildet sein.
  • [Vorteilhafte Wirkungen]
  • Bei einer LED-Linse und einem LED-Modul für beidseitige Beleuchtung und bei einer beidseitigen LED-Beleuchtungsvorrichtung, welche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dieselben verwendet, kann eine LED-Linse für beidseitige Beleuchtung derart hergestellt sein, dass sie einen ersten dem Lichtempfangsabschnitt entsprechenden, von einer LED einfallendes Licht empfangenden und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon übertragenden ersten Lichtübertragungsabschnitt, einen einen Teil des Lichts reflektierenden Reflexionsabschnitt sowie einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt enthält, der dem durch den Reflexionsabschnitt reflektierten Licht ermöglicht, in einer Abwärtsrichtung davon übertragen zu werden. Dementsprechend kann von den LEDs davon in zwei Richtungen emittertes Licht derart realisiert werden, dass es die Verwendung einer relativ verringerten Anzahl an LEDs erlaubt, so dass Produktherstellungskosten und Herstellungszeiten verringert sein können.
  • Zusätzlich können Produktmontageeigenschaften und Produktivität verbessert sein, da LED-Linsen für beidseitige Beleuchtung modularisiert sein können.
  • Figurenliste
  • Die obigen und weitere Aspekte, Merkmale und weitere Vorteile werden besser verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren, in denen:
    • 1 eine Querschnittansicht eines beidseitig beleuchteten Schildes ist, das eine übliche LED verwendet;
    • 2 eine Querschnittsansicht ist, die schematisch eine LED-Linse für beidseitige Beleuchtung darstellt;
    • 3 eine Querschnittsansicht ist, die schematisch ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung darstellt;
    • 4 eine graphische Darstellung ist, die ein Lichtverteilungs-Simulationsergebnis eines LED-Moduls für beidseitige Beleuchtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
    • 5 und 6 Querschnittsansichten sind, die schematisch ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung darstellen;
    • 7 eine Querschnittsansicht ist, die schematisch ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
    • 8 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung darstellt.
  • [Beste Ausführung der Erfindung]
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun im Detail mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben werden.
  • Die Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen beispielhaft erläutert werden und sollte nicht als auf die im Folgenden ausgeführten bestimmten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen derart vorgesehen, dass diese Offenbarung durchgehend und vollständig sein wird, und den Fachmännern den Umfang der Offenbarung vollständig vermitteln wird. In den Figuren können die Formen und Abmessungen von Elementen zum Zwecke der Klarheit übertrieben sein, und gleiche Bezugszeichen werden durchgehend verwendet zum Bezeichnen von gleichen oder ähnlichen Elementen.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine LED-Linse für beidseitige Beleuchtung darstellt. Wie in 2 dargestellt, kann eine LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung einen Lichtempfangsabschnitt 110, eine ersten Lichtübertragungsabschnitt 120, einen Reflexionsabschnitt 130 und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140 enthalten. Der Lichtempfangsabschnitt 110 kann ausgebildet sein aus einer Apex-Oberfläche 113, die als eine Einfallsfläche dient, auf die von einer Lichtquelle (nicht dargestellt) emittiertes Licht anfänglich einfällt und in einer konkaven Art und Weise in einer Richtung, in der das Licht abgegeben wird, ausgebildet ist, sowie aus sich von beiden Seiten der Apex-Oberfläche 113 konkav gekrümmt erstreckenden geneigten Oberflächen 115 ausgebildet sein. Ein Stufenabschnitt 117 kann weiter derart ausgebildet sein, dass er sich von der geneigten Oberfläche 115 erstreckt.
  • Der erste Lichtübertragungsabschnitt 120 kann oberhalb des Lichtempfangsabschnittes 110 sein, um diesem in einem oberen Teil des Lichtempfangsabschnittes 110 zu entsprechen. Ein Teil des von dem Lichtempfangsabschnitt 110 einfallenden Lichts kann an der Apex-Oberfläche 113 derart gebrochen werden, dass es in einer Aufwärtsrichtung davon übertragen wird, und das restliche Licht kann an den geneigten Oberflächen 115 derart gebrochen werden, dass es durch den Reflexionsabschnitt 130 reflektiert wird. Der Reflexionsabschnitt 130 kann zu einer Seite des ersten Lichtübertragungsabschnittes 120 erstreckt sein und dem von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 reflektierten Licht ermöglichen, gebrochen und zu dem zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140 reflektiert zu werden. Der zweite Lichtübertragungsabschnitt 140 kann sich an einer unteren Oberfläche der Linse derart befinden, dass er dem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 gegenüber liegt und kann von dem Reflexionsabschnitt 130 reflektiertem Licht ermöglichen, in einer Abwärtsrichtung davon gebrochen und übertragen zu werden.
  • In der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung mit der oben beschriebenen Form kann daher Licht innerhalb der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung reflektiert oder gebrochen werden, um so in einer Aufwärts- und in einer Abwärtsrichtung der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung davon übertragen zu werden, so dass Lichtemission von der LED in zwei Richtungen realisiert werden kann. Zusätzlich kann ein Lichtdiffusionsmittel D innerhalb der LED-Linse für beidseitige Beleuchtung verteilt sein, und das Lichtdiffusionsmittel D kann einen Pfad eines Teils des Lichts ändern, während es gleichmäßige Helligkeit in der Verteilung des in einer Aufwärts- und in einer Abwärtsrichtung übertragenen Lichts ermöglicht, so dass eine Menge des Lichts in Richtung zu einem unteren Teil davon erhöht sein kann. In dem Fall des Lichtdiffusionsmittels D kann ein Oxid, wie z.B. TiO2, Al2O3, SiO2 oder dergleichen verwendet werden, oder kann ein Polymer verwendet werden. Wenn ein hochmolekulares Polymer verwendet wird, können positive Eigenschaften wie z.B. eine Zunahme einer Trübung vorhanden sein, zusammen mit einer Zunahme eines Grades einer Lichtdiffusion. Die LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung kann 0,1 bis 10% an Lichtdiffusionsmittel D bezüglich eines Volumenverhältnisses davon enthalten. Andererseits kann die LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung durch ein Spritzgussverfahren, ein Strangpressverfahren oder dergleichen gebildet werden, und kann gebildet werden mit optischem Glas mit einem relativ hohen Brechungsindex oder Streuungsindex, wie z.B. BK7 oder SK5, oder mit optischem Kunststoff wie z.B. Polycarbonat, PMMA (Acryl) oder dergleichen mit relativ hoher Transparenz und innerer Homogenität.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung zeigt.
  • Wie in 3 gezeigt, kann ein LED-Modul 101 für beidseitige Beleuchtung ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung mit der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung sein, welche die Konfiguration, wie in 2 dargestellt, besitzt. Hierbei beziehen sich in 3 Konfigurationen mit den gleichen Funktionen wie denjenigen der Konfigurationen aus 2 auf gleiche Bezugszeichen und überlappende Beschreibungen davon werden unten weggelassen.
  • Das LED-Modul 101 kann eine Leiterplatte 150 mit einer darauf montierten LED 153 und der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung enthalten, die wie in 2 dargestellt, konfiguriert ist.
  • Die Leiterplatte 150 mit der darauf montierten LED 153 kann einen Treiber-IC, der einen an die LED 153 gelieferten Strom steuert, oder einen Anschluss zum Verbinden davon mit einer externen Spannungsversorgung, ein Element zum Schützen der LED 153 und dergleichen enthalten und kann aus einem FR-4, einem Metall oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Die LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung kann auf einem oberen Teil der Leiterplatte 150 mit der darauf montierten LED 153 montiert sein.
  • In diesem Fall kann die Leiterplatte 150 mit der darauf montierten LED 153 in einen sich von der geneigten Oberfläche 115 erstreckenden Stufenabschnitt 117 eingesetzt sein.
  • In dem LED-Modul 101 für beidseitige Beleuchtung, das wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann von der LED 153 einfallendes Licht an dem Lichtempfangsabschnitt 110 gebrochen werden und kann dann auf den ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 einfallen.
  • Bei dem von dem Lichtempfangsabschnitt 101 auf den ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 einfallenden Licht kann, wenn Licht mit einem Abstrahlwinkel von weniger als einem kritischen Winkel übertragen wird, das Licht an der Apex-Oberfläche 113 derart gebrochen werden, dass es in einer Aufwärtsrichtung davon übertragen wird, und wenn das Licht mit einem Abstrahlwinkel von mehr als dem kritischen Winkel übertragen wird, kann das Licht an der geneigten Oberfläche 115 des Lichtempfangsabschnittes 110 derart gebrochen werden, dass es von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 reflektiert wird und dann durch den Reflexionsabschnitt 130 zurück reflektiert wird.
  • Bei dem von dem Reflexionsabschnitt 130 reflektierten Licht kann, wenn das Licht mit einem Abstrahlwinkel von weniger als einem kritischen Winkel übertragen wird, das Licht von dem Reflexionsabschnitt 130 zu einem unteren Teil davon übertragen werden, und wenn das Licht mit einem Abstrahlwinkel von mehr als dem kritischen Winkel übertragen wird, kann das Licht von dem Reflexionsabschnitt 130 derart reflektiert werden, dass es durch den zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140 übertragen wird. Zusätzlich kann das Lichtdiffusionsmittel D innerhalb der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung verteilt sein, und das Lichtdiffusionsmittel D erlaubt gleichmäßige Helligkeit in der Verteilung des in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung übertragenen Lichtes und kann einen Pfad eines Teils des Lichts so ändern, dass eine Menge des Lichts In Richtung zu einem unteren Teil davon erhöht ist.
  • Somit ist es verständlich, dass, da das LED-Modul 101 für beidseitige Beleuchtung die LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung, wie in 2 dargestellt, enthält, die Menge an auf einen oberen Abschnitt der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung abgestrahltem Licht innerhalb eines Bereiches von etwa 20 bis 80% der Menge des Lichtes der LED 153 sein kann und die Menge des auf einen unteren Abschnitt der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung abgestrahlten Lichtes innerhalb eines Bereichs von etwa 20 bis 80% der Menge des Lichtes der LED 153 sein kann. Im Detail, wie in 4 dargestellt, da ein Winkel des auf einen oberen Abschnitt der LED-Linse 100 abgestrahlten Lichtes weitgehend ähnlich dem des auf einen unteren Abschnitt davon abgestrahlten Lichtes ist, können weitgehend ähnliche Mengen des von der LED 153 einfallenden Lichts auf einen oberen und einen unteren Abschnitt der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung übertragen werden.
  • 5 und 6 sind Querschnittsansichten, die schematisch ein weiteres LED-Modul für beidseitige Beleuchtung g darstellen. In dem Fall einer in 5 dargestellten Ausführungsform ist die Konfiguration des LED-Moduls 101' für beidseitige Beleuchtung weitgehend ähnlich der vorhergehenden Ausführungsform mit Ausnahme von einer unebenen Struktur, die in einem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 ausgebildet ist. Zusätzlich kann in dem Fall einer Ausführungsform von 6 ein LED-Modul 101" für beidseitige Beleuchtung eine unebene Struktur enthalten, die in dem zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140 ausgebildet ist. Von daher kann durch Ausbilden der unebenen Strukturen in dem ersten und dem zweiten Lichtübertragungsabschnitt 120 und 140 die Menge des extern abgegebenen Lichts und die Gleichmäßigkeit davon verbessert werden. In diesem Fall kann, obwohl nicht speziell in den Figuren dargestellt, eine Struktur verwendet werden, bei der die Ausführungsformen aus 5 und 6 beide verwendet werden, z.B. kann die unebene Struktur auch in beiden von dem ersten und dem zweiten Lichtübertragungsabschnitt 120 und 140 ausgebildet sein.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein LED-Modul für beidseitige Beleuchtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 7 dargestellt, kann ein LED-Modul 201 für beidseitige Beleuchtung gemäß der Ausführungsform eine Struktur besitzen, die weitgehend ähnlich der der vorhergehenden Ausführungsform ist, und kann aus einer Leiterplatte 250 mit einer darauf montierten LED 253 und einer LED-Linse 200 für beidseitige Beleuchtung konfiguriert sein.
  • Die Leiterplatte 250 mit der darauf montierten LED 253 kann einen Treiber-IC, der einen an die LED 253 gelieferten Strom steuert, oder einen Anschluss zum Verbinden davon mit einer externen Spannungsversorgung, ein Element zum Schützen der LED 253 und dergleichen enthalten, und kann aus einem FR-4, einem Metall oder dergleichen ausgebildet sein. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform kann eine Wärmesenke 255, die in der LED 253 und der Leiterplatte 250 erzeugte Wärme zu der Außenseite davon abgibt, auf einem unteren Abschnitt der Leiterplatte 250 ausgebildet sein. Weiter kann die LED-Linse 200 für beidseitige Beleuchtung auf oberen Abschnitten der Leiterplatte 250 mit der darauf montierten LED 253 und der Wärmesenke 255 montiert sein.
  • Die LED-Linse 200 für beidseitige Beleuchtung kann einen Lichtempfangsabschnitt 210, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt 220, einen Reflexionsabschnitt 230 und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt 240 enthalten. Zusätzlich kann die LED-Linse 200 für beidseitige Beleuchtung eine Apex-Oberfläche 213, die in einer konkaven Art und Weise in eine Richtung, in der das Licht abgegeben wird, ausgebildet ist, sowie geneigte Oberflächen 215 enthalten, die sich von beiden Seiten der Apex-Oberfläche 213 derart erstrecken, dass sie konkav gekrümmt sind. Ein erster Stufenabschnitt 217 kann sich von der geneigten Oberfläche 215 erstrecken. In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform kann ein zweiter Stufenabschnitt 217 weiter derart ausgebildet sein, dass er eine Form besitzt, die derjenigen der Wärmesenke 255 zur Aufnahme derselben darin entspricht. Zusätzlich kann ein Lichtdiffusionsmittel D innerhalb der LED-Linse 200 für beidseitige Beleuchtung fein verteilt sein und kann einen Pfad eines Teils des Lichts so ändern, dass eine Menge des in Richtung zu einem unteren Teil davon gerichteten Lichts erhöht sein kann, während ermöglicht wird, dass die Helligkeitsverteilung des in eine Aufwärtsrichtung und in eine Abwärtsrichtung davon übertragenen Lichts gleichmäßig ist.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung darstellt.
  • Wie in 8 dargestellt, kann eine beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung 102 eine Mehrzahl an LED-Modulen 101 für beidseitige Beleuchtung, welche die Konfiguration wie oben beschrieben besitzen und in 3 dargestellt sind, ein Gehäuse 160 und eine Diffusionsplatte 170 enthalten. Hierbei beziehen sich Konfigurationen mit den gleichen Funktionen wie denjenigen der in 3 dargestellten Konfigurationen auf die gleichen Bezugszeichen und überlappende Beschreibungen davon werden unten weggelassen werden.
  • Das Gehäuse 160 kann die LED-Module 101 für beidseitige Beleuchtung vor der äußeren Umgebung schützen und kann aus einem Material wie z.B. Aluminium oder dergleichen ausgebildet sein.
  • Innerhalb des Gehäuses 160 kann die Mehrzahl an LED-Modulen 101 für beidseitige Beleuchtung voneinander mit gleichen Abständen dazwischen beabstandet sein, und die LED-Module 101 für beidseitige Beleuchtung können mit den Diffusionsplatten 170 vorgesehen sein, die in oberen und unteren Teilen davon vorgesehen sind und aus Acryl oder dergleichen ausgebildet sind.
  • Die wie oben ausgebildete beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung 102 kann die wie in 3 dargestellten LED-Module 101 für beidseitige Beleuchtung enthalten, und somit werden die gemäß dem Stand der Technik auf beiden Seiten einer Leiterplatte ausgebildeten LEDs nicht benötigt.
  • Wenn zum Beispiel die Größe des Gehäuses 160 der beidseitigen LED-Beleuchtungsvorrichtung 102 gleich 600mm x 1000mm ist, ist ein Abstand zwischen dem LED-Modulen 101 für beidseitige Beleuchtung gleich 50mm und ist ein Abstand zwischen den im oberen und unteren Teilen der LED-Module 101 für beidseitige Beleuchtung vorgesehenen Diffusionsplatten 170 gleich 65mm, während etwa 750 LEDs in dem Fall der verwandten Technik verwendet werden, können bei der vorliegenden Offenbarung etwa 340 LEDs 153 durch Verwenden der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung verwendet werden, so dass die Menge an LEDs 153 auf die Hälfte reduziert werden kann, verglichen mit dem Fall der verwandten Technik.
  • Von daher kann in den Fällen der LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung, der LED-Module 101 für beidseitige Beleuchtung und der beidseitigen LED-Beleuchtungsvorrichtung 102, welche dieselben verwendet, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die LED-Linse 100 für beidseitige Beleuchtung derart hergestellt werden, dass sie enthält: den ersten Lichtübertragungsabschnitt 120, der dem Lichtempfangsabschnitt 110 gegenüberliegt, um diesem zu entsprechen, der von der LED 153 einfallendes Licht empfängt und einen Teil des Lichtes in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt; den Reflexionsabschnitt 130, der einen Teil des Lichtes reflektiert; und den zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140, der dem von dem Reflexionsabschnitt 130 reflektierten Licht erlaubt, in einer Abwärtsrichtung davon übertragen zu werden. Dementsprechend kann Lichtabstrahlung von LEDs 153 in zwei Richtungen realisiert werden mit einer relativ verringerten Menge an LEDs 153, so dass Herstellungskosten und Herstellungszeiten verringert sein können.
  • Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer beidseitigen LED-Beleuchtungsvorrichtung weist ein Gehäuse 160, eine Mehrzahl von LED-Modulen 101, die innerhalb des Gehäuses 160 angebracht sind und eine Leiterplatte 150 mit einer darauf montierten LED 153 und eine LED-Linse enthalten, wobei die LED-Linse 100 einen Lichtempfangsabschnitt 110, der Licht von der LED empfängt, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt 120, der dem Lichtempfangsabschnitt 110 entspricht und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt, einen Reflexionsabschnitt 130, der sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 erstreckt und einen Teil des Lichts reflektiert, und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt 140, der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt 120 gegenüber liegt und das von dem Reflexionsabschnitt 130 reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, aufweist und ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel (D) enthält; und Diffusionsplatten 170, die in oberen und unteren Teilen der LED-Module 101 vorgesehen sind. Die beidseitigen LED-Beleuchtungsvorrichtung weist ferner eine Wärmesenke 255 auf, die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte 250 befindet, wobei die LED-Linse 100; 100'; 100"; 200 einen Stufenabschnitt 217' aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke 255 darin aufnimmt
  • Während beispielhafte Ausführungsformen dargestellt und oben beschrieben wurden, ist es für die Fachmänner klar, dass Abwandlungen und Variationen gemacht werden könnten, ohne von der Idee und dem Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie er durch die angehängten Ansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims (5)

  1. LED-Modul für beidseitige Beleuchtung mit: einer Leiterplatte (150; 250) mit einer darauf montierten LED (153; 253); und einer LED-Linse (100; 100'; 100"; 200), die auf der Leiterplatte (150) montiert ist und die einen Lichtempfangsabschnitt (110; 210), der Licht von der LED (153; 253) empfängt, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220), der dem Lichtempfangsabschnitt (110; 210) entspricht und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt, einen Reflexionsabschnitt (130; 230), der sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220) erstreckt und einen Teil des Lichts reflektiert, und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt (140; 240) aufweist, der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120; 220) gegenüberliegt und das von dem Reflexionsabschnitt (130; 230) reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, wobei die LED-Linse (100; 200) ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel (D) enthält, mit einer Wärmesenke (255), die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte (250) befindet, wobei die LED-Linse (100; 100'; 100"; 200) einen Stufenabschnitt (217') aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke (255) darin aufnimmt.
  2. LED-Modul für beidseitige Beleuchtung nach Anspruch 1, wobei der Lichtempfangsabschnitt (110) der LED-Linse (100) derart ausgebildet ist, dass er eine in einer Richtung, in der das Licht abgegeben wird, konkav ausgebildete Apex-Oberfläche (113) sowie geneigte Oberflächen (115), die sich von beiden Seiten der Apex-Oberfläche (113) konkav gekrümmt erstrecken, aufweist, und wobei die Leiterplatte (150) in einem Stufenabschnitt (117) untergebracht ist, der sich von der geneigten Oberfläche (115) erstreckt.
  3. LED-Modul für beidseitige Beleuchtung nach Anspruch 1, wobei die LED-Linse (100; 100'; 100"; 200) aus einem optischen Glas oder einem optischen Kunststoff ausgebildet ist.
  4. Beidseitige LED-Beleuchtungsvorrichtung mit: einem Gehäuse (160); einer Mehrzahl von LED-Modulen (101), die innerhalb des Gehäuses (160) angebracht sind und eine Leiterplatte (150) mit einer darauf montierten LED (153) und eine LED-Linse enthalten, wobei die LED-Linse (100) einen Lichtempfangsabschnitt (110), der Licht von der LED empfängt, einen ersten Lichtübertragungsabschnitt (120), der dem Lichtempfangsabschnitt (110) entspricht und einen Teil des Lichts in einer Aufwärtsrichtung davon überträgt, einen Reflexionsabschnitt (130), der sich von dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120) erstreckt und einen Teil des Lichts reflektiert, und einen zweiten Lichtübertragungsabschnitt (140), der dem ersten Lichtübertragungsabschnitt (120) gegenüber liegt und das von dem Reflexionsabschnitt (130) reflektierte Licht in einer Abwärtsrichtung davon überträgt, aufweist und ein darin fein verteiltes Lichtdiffusionsmittel (D) enthält; und Diffusionsplatten (170), die in oberen und unteren Teilen der LED-Module (101) vorgesehen sind, mit einer Wärmesenke (255), die sich an einem unteren Abschnitt der Leiterplatte (250) befindet, wobei die LED-Linse (100; 100'; 100"; 200) einen Stufenabschnitt (217') aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er die Wärmesenke (255) darin aufnimmt.
  5. Beidseitiges LED-Beleuchtungsmodul nach Anspruch 4, wobei die Diffusionsplatten (170) aus Acryl ausgebildet sind.
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