DE202010004874U1

DE202010004874U1 - LED-Modul mit Passiv-LED

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Publication number: DE202010004874U1
Application number: DE202010004874U
Authority: DE
Original assignee: LightDesign Solutions GmbH
Current assignee: Jenoptik Polymer Systems GmbH
Priority date: 2010-04-11
Filing date: 2010-04-11
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: EP2561725B1; RU2012147701A; EP2561725A1; WO2011128030A1; ZA201207578B; RU2528559C2; BR112012026013A2; US20130026508A1

Abstract

LED-Modul (1) bestehend aus mehreren auf einer Leiterplatte (75) angeordneten LED (76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89), welche jeweils eine sogenannte Einbettung mit einer Linse (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) aufweisen, mit welchen die jeweilige LED (76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89) aus der Leiterplattenebene vorsteht, wobei die LED (76 bis 89) jeweils mit einem Lichteinkopplungselement (30, 31, 32, 33) eines Lichtleitköpers (2) gekoppelt sind und durch das jeweils zugehörige Lichteinkopplungselement (30, 31, 32, 33) der jeweilige Lichtstrom der zugehörigen LED (76 bis 89) aus dem LED-Modul (1) nach außen abgestrahlt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Leiterplatte (75) zu den LED (76 bis 89) wenigstens eine Passiv-LED (95, 96, 97) vorgesehen ist, welche bei Ausfall einer der LED (76 bis 89) aktivierbar...

Description

Die Erfindung betrifft eine LED-Modul bestehend aus mehreren auf einer Leiterplatte angeordneten LED, welche jeweils eine sogenannte Einbettung mit einer Linse aufweisen, mit welchen die jeweilige LED aus der Leiterplattenebene vorsteht, wobei die LED jeweils mit einem Lichteinkopplungselement eines Lichtleitköpers gekoppelt sind und durch das jeweils zugehörige Lichteinkopplungselement der jeweilige Lichtstrom der zugehörigen LED aus dem LED- nach außen abgestrahlt wird.
LED-Module bestehend aus mehreren auf einer Leiterplatte angeordneten LED sind schon seit geraumer Zeit bekannt. Eine solche LED besteht aus einem Anoden-Anschluss, einem Kathoden-Anschluss, sowie einem ”Napf”, in welchen ein LED-Kristall eingesetzt ist. Dieser LED-Kristall steht über einen Bonddraht mit dem Anoden-Anschluss in Verbindung. Zum Schutz sowohl des Kathoden-Anschlusses als auch des Anoden-Anschlusses sowie des LED-Kristalls sind diese Bauteile in eine sog. ”Einbettung” eingebettet, welche in der Regel aus einem Kunststoff besteht. Diese Einbettung bildet in der Regel eine Art Linse, so dass der vom LED-Kristall emittierte Lichtstrahl möglichst großflächig ab gestrahlt wird, um eine Blendwirkung des Betrachters möglichst zu verringern.
Da solche LED zwischenzeitlich eine auch für Beleuchtungszwecke ausreichende Lichtstärke aufweisen, ist man in jüngster Zeit vermehrt dazu übergegangen, solche LED auch für Leuchten verschiedenster Art einzusetzen. Insbesondere ist es bekannt, solche LED in einer matrixartigen Mehrfachanordnung auf einer Leiterplatte anzuordnen, um eine ausreichende Leuchtstärke zu erreichen.
Zwar ist die Lebensdauer solcher LED mit mehreren tausend Stunden angegebene, jedoch ist es trotzdem zu beobachten, dass einzelne LED eines LED-Moduls vorzeitig ausfallen können. Sind mehrere LED vorgesehen, so ist der Ausfall einer LED bezüglich der gesamten Lichtleistung des gesamten LED-Moduls in der Regel vernachlässigbar. Jedoch ist der Ausfall einer LED bei Betrachtung des LED-Moduls nach außen hin erkennbar und stört einerseits das äußere Erscheinungsbild des LED-Moduls. Obwohl die Leuchtstärke des LED-Moduls bei Ausfall einer LED noch ausreichend ist, wird trotzdem das LED-Modul ausgetauscht, so dass hier unnötige Kosten verursacht werden.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein LED-Modul bestehend aus mehreren auf einer Leiterplatte angeordneten LED zur Verfügung zu stellen, bei welchem der Ausfall einzelner LED nach außen nicht in Erscheinung tritt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den Merkmalen der Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass auf der Leiterplatte zu den LED wenigstens eine Pas siv-LED vorgesehen ist, welche bei Ausfall einer der LED aktivierbar ist und, dass der von der Passiv-LED emittierte Lichtstrom in das Lichteinkopplungselement der jeweiligen LED einstrahlt und durch das Lichteinkopplungselement nach außen abgestrahlt wird.
Durch diese Ausgestaltung erscheint durch die ”Einkopplung” des von der Passiv-LED emittierten Lichtstromes in das Lichteinkopplungselement des ausgefallenen LED weiterhin leuchtend, so dass der optische Gesamteinruck des LED-Moduls nicht gestört ist.
Weiter kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass mehrere Passiv-LED vorgesehen sind, welche mehreren LED mit ihren Lichteinkopplungselementen zugeordnet sind und, dass die jeweilige Passiv-LED bei Ausfall einer der jeweils zugeordneten LED aktivierbar ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Anzahl der einzusetzenden Passiv-LED auf ein Minimum reduziert werden. Die jeweiligen Passiv-LED sind dabei vorzugsweise zwischen den in einer Matrix angeordneten LED angeordnet, so dass der Lichtstrom gleichzeitig mehrere Lichteinkopplungselemente der umgebenden LED erreichen kann und somit mehrere Lichteinkopplungselemente gleichzeitig durch eine einzige Passiv-LED mit dem erforderlichen Lichtstrom versorgt werden können.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend beispielhaft eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen eines LED-Moduls näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Draufsicht einer Leiterplatte mit aufgesetzten LED und mehreren zwischen den LED angeordneten Passiv-LED;
2 eine Schnittdarstellung II-II aus 1 eines vollständig montierten als Lichtquelle dienenden LED-Moduls.
1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausgestaltungsvariante einer Leiterplatte 75, welche mit mehreren in einer Matrix angeordneten LED 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89 ausgestattet ist. Jede dieser LED 76 bis 89 ist jeweils mit einer nach außen vorstehenden Linse 100. 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112 bzw. 113 versehen, welche im in ein LED-Modul 1 eingesetzten Zustand jeweils in ein Lichteinkopplungselement 30, 31, 32, 33 eines Lichtleitkörpers 2 hineinragt, wie dies für die LED 76, 77, 78 und 79 aus 2 ersichtlich ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Passiv-LED 95, 96 und 97 vorgesehen. Die Passiv-LED 95 ist vorliegend den LED 78, 79, 80, 81, 89 zugeordnet, so dass ein von der Passiv-LED emittierter Lichtstrom diese benachbarten LED 78, 79, 80, 81, 89 erreichen kann. Die Passiv-LED 96 ist in gleicher Weise den LED 76, 77, 83, 87, 88 zugeordnet, während die Passiv-LED 97 den LED 82, 84, 85, 86 zugeordnet ist.
Des Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass die Leiterplatte 75 im Bereich der LED 76 und 88 mit einem schematisch dargestellten elektrischen Anschlussstecker 115 versehen ist, über welchen allen LED 76 bis 89 gemeinsam die erforderliche Energie zuführbar ist.
Bezüglich der Funktionsweise dieser Passiv-LED 95, 96 und 97 zeigt 2 eine vereinfachten Schnittdarstellung II- II aus 1 eines montierten LED-Moduls 1. Aus Grund der Schnittführung sind in 2 dementsprechend nur die auf der Leiterplatte 75 angeordneten LED 76, 77, 78 und 79 mit ihren Linsen 100, 101, 102, und 104 sowie die ”zwischen” diesen angeordneten Passiv-LED 95 und 96 erkennbar.
Im montierten Zustand ragen die LED 76, 77, 78, 79 mit ihren jeweiligen sphärisch gewölbt ausgebildeten Linsen 100, 101, 102, 103 in das jeweils zugeordnete Lichteinkopplungselement 30, 31, 32, 33 definiert hinein, so dass der in die Lichteinkopplungselemente 30, 31, 32, 33 eintretende Lichtstrom beispielsweise im Wesentlichen parallel durch die Lichteinkopplungselemente 30, 31, 32, 33 im Wesentlichen in Richtung des Pfeils 116 nach außen abgestrahlt wird.
Wie aus 2 ersichtlich ist, wird die Leiterplatte 75 im LED-Modul 1 zwischen einem Leichtleitkörper 2 und einer Gehäuseplatte 66 aufgenommen. Der Lichtleitkörper 2 ist vorliegend über einen Montagerahmen 20 feststehend unterseitig an der Gehäuseplatte 66 montiert und kann mit diesem beispielsweise lösbar verschraubt sein. Im Bereich des Montageflansches 25 des Montagerahmens 20 ist eine Dichtung 65 eingesetzt und somit der Montagerahmen 20 über diese Dichtung 65 gegenüber der Gehäuseplatte 66 vollständig umlaufend abgedichtet. Auch können der Montagerahmen 20 und der Lichtleitkörper 2 einstückig ausgebildet sein.
Des Weiteren ist erkennbar, dass die LED 76, 77, 78 und 79 mit ihren Linsen 100, 101, 102, 103 in das jeweils zugeordneten Lichteinkopplungselement 30, 31, 32, bzw. 33 hineinragen. Durch diese Lichteinkopplungselemente 30, 31, 32, 33 werden somit die kegelförmig von den LED 76 bis 79 bzw. deren Linsen 100 bis 103 emittierten Lichtstrahlen in Richtung des Pfeiles 116 im Wesentlichen zu einem gleichmäßigen Lichtstrom vertikal nach unten ausgestrahlt.
Fällt nun eine der LED 76, 77, 78 oder 79 aus, so ist eine der entsprechend den LED 76, 77 bzw. 77, 78 zugeordnete Passiv-LED 95 bzw. 96 durch eine entsprechende Ansteuerung aktivierbar. Je nachdem, welche der LED 76, 77, 78 oder 79 ausgefallen ist, wird dementsprechend ein Lichtstrom in Richtung des Pfeils 3 bzw. 4 in die Lichteinkopplungselemente 30, 31 bzw. 32, 33 eingestrahlt und von diesen in Richtung des Pfeils 116 nach außen umgelenkt.
Die entsprechende LED bzw. das entsprechende Lichteinkopplungselement 31, 31 bzw. 32, 33 erscheint somit nach außen hin weiterhin leuchtend, so dass das äußere Erscheinungsbild des LED-Moduls 1 nicht gestört wird.
Es ist somit nach außen hin nicht – oder nur für das geschulte Auge eines Betrachters – erkennbar, dass eine der LED 76, 77, 78 oder 79 ausgefallen ist. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist weiter, dass die Passiv-LED 95, 96 bzw. 79 mit wesentlich geringerer Leistung betrieben werden können, als die Hochleistungs-LED 76 bis 89 aus 1. Damit lässt sich die Funktionsfähigkeit einer ausgefallenen LED bei äußerst geringem Energieaufwand simulieren.

Claims

LED-Modul (1) bestehend aus mehreren auf einer Leiterplatte (75) angeordneten LED (76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89), welche jeweils eine sogenannte Einbettung mit einer Linse (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113) aufweisen, mit welchen die jeweilige LED (76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89) aus der Leiterplattenebene vorsteht, wobei die LED (76 bis 89) jeweils mit einem Lichteinkopplungselement (30, 31, 32, 33) eines Lichtleitköpers (2) gekoppelt sind und durch das jeweils zugehörige Lichteinkopplungselement (30, 31, 32, 33) der jeweilige Lichtstrom der zugehörigen LED (76 bis 89) aus dem LED-Modul (1) nach außen abgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (75) zu den LED (76 bis 89) wenigstens eine Passiv-LED (95, 96, 97) vorgesehen ist, welche bei Ausfall einer der LED (76 bis 89) aktivierbar ist und, dass der von der Passiv-LED (95, 96, 97) emittierte Lichtstrom (Pfeile 3 und 4) in das Lichteinkopplungs element (30, 31, 32, 33) der jeweiligen LED (76 bis 89) einstrahlt und durch das Lichteinkopplungselement (30, 31, 32, 33) nach außen abgestrahlt wird.
LED-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Passiv-LED (95, 96 bzw. 97) vorgesehen sind, welche mehreren LED (78, 79, 80, 81, 89 bzw. 76, 77, 83, 87, 88 bzw. 82, 84, 85, 86) mit ihren Lichteinkopplungselementen (30, 31, 32, 33) zugeordnet sind und, dass die jeweilige Passiv-LED (95, 95 bzw. 96) bei Ausfall einer der jeweils zugeordneten LED (78, 79, 80, 81, 89 bzw. 76, 77, 83, 87, 88 bzw. 82, 84, 85, 86) aktivierbar ist.