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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
taiwanesischen Anmeldung Serien-Nr. 99119342 , die am 14. Juni 2010 eingereicht wurde und auf deren Gegenstand hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein säulenförmiges lichtemittierendes Modul und Insbesondere auf ein säulenförmiges lichtemittierendes Modul mit geringem Lichtverlust und hoher Lichtemissionseffizienz.
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Stand der Technik
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Ein säulenförmiges LED-Modul (LED = lichtemittierende Diode) ist ein häufig verwendetes säulenförmiges lichtemittierendes Modul. Das herkömmliche säulenförmige lichtemittierende Modul umfasst einen Lichtleiterstab und zwei Lichtquellen. Die zwei Lichtquellen befinden sich jeweils angrenzend an den beiden Enden des Lichtleiterstabs, um Licht so zu emittieren, dass es über die beiden Enden des Lichtleiterstabs in den Lichtleiterstab eintritt.
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Nachdem das Licht, das über das eine Ende in den Lichtleiterstab eingetreten ist, aus dem anderen Ende projiziert wird, wird das projizierte Licht jedoch zurück in den Lichtleiterstab reflektiert und tritt über eine Nichtemissionsfläche aus. Im Allgemeinen macht das Licht, das über die beiden Enden des Lichtleiterstabs austritt, etwa 24% der Lichtemissionseffizienz aus, und somit ist die Effizienz der Lichtquelle verschlechtert.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein säulenförmiges lichtemittierendes Modul, bei dem sich auf den Bodenflächen der Hülsen eine Vielzahl von Diffusionsstrukturen befinden. Nachdem das von den Lichtquellen emittierte Licht in die Diffusionsstrukturen eingetreten ist, wird das Licht zum Lichtleiterstab geleitet, so dass der Lichtverlust gesenkt wird und die Lichtemissionseffizienz des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls erhöht wird.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein säulenförmiges lichtemittierendes Modul bereitgestellt. Das säulenförmige lichtemittierende Modul umfasst einen Lichtleiterstab, eine erste Hülse, eine zweite Hülse, wenigstens zwei Lichtquellen und eine Vielzahl von ersten Diffusionsstrukturen. Der Lichtleiterstab weist ein erstes Ende und ein zweites Ende, das dem ersten Ende entspricht, auf. Die erste Hülse hält das erste Ende des Lichtleiterstabs und weist eine erste Bodenfläche auf. Die zweite Hülse hält das zweite Ende des Lichtleiterstabs und weist eine zweite Bodenfläche auf. Zwei Lichtquellen liegen dem ersten Ende bzw. dem zweiten Ende gegenüber und befinden sich angrenzend an die erste Bodenfläche und die zweite Bodenfläche, um Licht so zu emittieren, dass es in den Lichtleiterstab eintritt. Die ersten Diffusionsstrukturen befinden sich jeweils auf der ersten Bodenfläche und der zweiten Bodenfläche, um das Licht zum Lichtleiterstab zu leiten.
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Die obigen und weitere Aspekte der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten, aber nicht einschränkenden Ausführungsformen besser verständlich. Die folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 (die zweite Hülse und der Lichtleiterstab sind nicht gezeigt) zeigt eine Seitenansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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3 (die zweite Hülse und der Lichtleiterstab sind nicht gezeigt) zeigt eine Seitenansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer ersten Ausführungsform. Das säulenförmige lichtemittierende Modul 100 umfasst einen Lichtleiterstab 102, eine erste Hülse 104, eine zweite Hülse 106, eine erste Lichtquelle 108, eine zweite Lichtquelle 110 und eine Vielzahl von ersten Diffusionsstrukturen 124.
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Der Lichtleiterstab 102 weist ein erstes Ende 112 und ein zweites Ende 114, das dem ersten Ende 112 entspricht, auf. Die erste Hülse 104 hält das erste Ende 112 des Lichtleiterstabs 102 und weist eine erste Bodenfläche 118 auf. Die zweite Hülse 106 hält das zweite Ende 114 des Lichtleiterstabs 102 und weist eine zweite Bodenfläche 122 auf.
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Die erste Lichtquelle 108 und die zweite Lichtquelle 110 liegen dem ersten Ende 112 bzw. dem zweiten Ende 114 gegenüber und befinden sich angrenzend an die erste Bodenfläche 118 und die zweite Bodenfläche 122, um Licht so zu emittieren, dass es in die Endfläche des ersten Endes 112 bzw. die Endfläche des zweiten Endes 114 eintritt, damit das Licht in den Lichtleiterstab 102 eintritt.
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Die ersten Diffusionsstrukturen 124 befinden sich auf der ersten Bodenfläche 118 bzw. der zweiten Bodenfläche 122, um das Licht L1, das in die ersten Diffusionsstrukturen 124 eintritt, in den Lichtleiterstab 102 zu leiten. Das Licht L1, das in die ersten Diffusionsstrukturen 124 eintritt, erzeugt mittels Diffusion reflektierte Lichtstrahlen in unterschiedlichen Winkeln, um zu vermeiden, dass das gesamte reflektierte Licht unter einem einzigen Winkel in den Lichtleiterstab 102 eintritt und dann aus einer Nichtemissionsfläche austritt, so dass der Umfang des Lichtverlusts weitgehend gesenkt wird und die Lichtemissionseffizienz und die Lichtquelleneffizienz des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls 100 stark erhöht werden. Simulationsergebnisse zeigen, dass das säulenförmige lichtemittierende Modul 100 der vorliegenden Ausführungsform den Umfang des Lichtverlusts um 47,07% senkt.
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Wie in 1 gezeigt wird, sind die ersten Diffusionsstrukturen 124 getrennt angeordnet, um die erste Bodenfläche 118 zu bilden, aber dieses mögliche Beispiel soll die Offenbarung nicht einschränken. In einer konkreten Ausführung kann wenigstens ein Teil der ersten Diffusionsstrukturen 124 miteinander verbunden sein.
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Das Erscheinungsbild der ersten Diffusionsstrukturen 124 kann einer hervorstehenden Form oder anderen Formen entsprechen. Die ersten Diffusionsstrukturen 124 können einstückig mit der ersten Hülse 104 und der zweiten Hülse 106 ausgebildet sein. Nehmen wir die erste Hülse 104 als Beispiel. Der Spritzguss zur Bildung der ersten Hülse 104 kann eine Formstruktur haben, die dem Erscheinungsbild der ersten Diffusionsstrukturen 124 entspricht, so dass die ersten Diffusionsstrukturen 124 auf der ersten Hülse 104 gebildet werden, nachdem die erste Hülse 104 durch Spritzguss gebildet wurde. Es kann auch ein Sandstrahlverfahren an der ersten Bodenfläche 118 durchgeführt werden, um die ersten Diffusionsstrukturen 124 auf der ersten Bodenfläche 118 zu bilden.
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Zweite Ausführungsform
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2 (die zweite Hülse und der Lichtleiterstab sind nicht gezeigt) zeigt eine Seitenansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer zweiten Ausführungsform. Um zu vermeiden, dass veranschaulichende Diagramme zu kompliziert werden, sind die zweite Hülse und der Lichtleiterstab des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls in 2 nicht gezeigt. Für Elemente, die zwischen der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform gleich sind, werden dieselben Bezeichnungen verwendet, und die gleichen Elemente werden hier nicht wiederholt. Das säulenförmige lichtemittierende Modul 200 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von dem säulenförmigen lichtemittierenden Modul 100 der ersten Ausführungsform, dass das säulenförmige lichtemittierende Modul 200 weiterhin eine erste reflektierende Schicht 228 und eine zweite reflektierende Schicht (nicht gezeigt) umfasst.
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Das säulenförmige lichtemittierende Modul 200 der vorliegenden Ausführungsform umfasst weiterhin den Lichtleiterstab 102, die zweite Hülse 106, die zweite Lichtquelle 110, die in 2 nicht gezeigt sind, aber in 1 gezeigt sind.
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Die erste reflektierende Schicht 228 befindet sich auf der ersten Bodenfläche 118 der ersten Hülse 104 und bedeckt wenigstens einen Teil der ersten Diffusionsstrukturen 124. Die zweite reflektierende Schicht befindet sich auf der zweiten Bodenfläche 122 (in 2 nicht gezeigt) der zweiten Hülse 106 und bedeckt wenigstens einen Teil der ersten Diffusionsstrukturen 124. Die erste reflektierende Schicht 228 und die zweite reflektierende Schicht können das auf sie reflektierte Licht zum Lichtleiterstab 102 reflektieren. Das Reflexionsvermögen der ersten reflektierenden Schicht 228 und der zweiten reflektierenden Schicht ist größer oder gleich etwa 60%.
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Die detaillierten Strukturen der ersten reflektierenden Schicht 228 sind im Folgenden offenbart. Die Struktur der zweiten reflektierenden Schicht ist die gleiche wie die der ersten reflektierenden Schicht 228, und gleiche Elemente werden hier nicht wiederholt.
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Die erste reflektierende Schicht 228 kann durch Beschichten, Sprühen oder Galvanisieren auf der ersten Bodenfläche 118 gebildet werden.
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Die erste reflektierende Schicht 228 entspricht der Form der ersten Diffusionsstrukturen 124 und bedeckt die ersten Diffusionsstrukturen 124, so dass eine hervorstehende Form, die den ersten Diffusionsstrukturen 124 entspricht, auf der ersten reflektierenden Schicht 228 gebildet wird. Mit der hervorstehenden Form und dem Ausmaß des Reflexionsvermögens der ersten reflektierenden Schicht 228 kann das Licht, das in die erste reflektierende Schicht 228 eintritt, effizienter zum Lichtleiterstab 102 gestreut werden.
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Außerdem kann die erste reflektierende Schicht 228 durch eine reflektierende Schicht, eine diffus reflektierende Schicht oder eine streuende Reflexionsschicht realisiert werden. Vorzugsweise, aber nicht in einschränkender Weise, wird die erste reflektierende Schicht 228 durch eine weiße reflektierende Schicht oder eine silberne reflektierende Schicht realisiert.
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Dritte Ausführungsform
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3 (die zweite Hülse und der Lichtleiterstab sind nicht gezeigt) zeigt eine Seitenansicht eines säulenförmigen lichtemittierenden Moduls gemäß einer dritten Ausführungsform. Um zu vermeiden, dass veranschaulichende Diagramme zu kompliziert werden, sind die zweite Hülse und der Lichtleiterstab des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls in 3 nicht gezeigt. Für Elemente, die zwischen der dritten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform gleich sind, werden dieselben Bezeichnungen verwendet, und die gleichen Elemente werden hier nicht wiederholt. Das säulenförmige lichtemittierende Modul 300 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von dem säulenförmigen lichtemittierenden Modul 200 der zweiten Ausführungsform, dass die erste reflektierende Schicht 328 und die zweite reflektierende Schicht des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls 300 weiterhin eine Vielzahl von zweiten Diffusionsstrukturen 332 umfassen, um das Licht, das in die zweiten Diffusionsstrukturen 332 eintritt, zum Lichtleiterstab 102 zu streuen.
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Das säulenförmige lichtemittierende Modul 300 umfasst weiterhin einen Lichtleiterstab 102, die zweite Hülse 106, die zweite Lichtquelle 110, die in 3 nicht gezeigt sind, aber in 1 gezeigt sind.
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Das Erscheinungsbild der zweiten Diffusionsstrukturen 332 kann einer hervorstehenden Form oder anderen Formen entsprechen. Die zweiten Diffusionsstrukturen 332, die sich auf der ersten reflektierenden Schicht 328 befinden, können einstückig mit der ersten reflektierenden Schicht 328 ausgebildet sein. Weiterhin hat die Form zur Bildung der ersten reflektierenden Schicht 328 eine Formstruktur, die dem Erscheinungsbild der zweiten Diffusionsstrukturen 332 entspricht, so dass die zweiten Diffusionsstrukturen 332 auf der ersten reflektierenden Schicht 328 gebildet werden, nachdem die erste reflektierende Schicht 328 gebildet wurde. Es kann auch ein Sandstrahlverfahren an der ersten reflektierenden Schicht 328 durchgeführt werden, um die zweiten Diffusionsstrukturen 332 zu bilden. Ebenso sind die Merkmale der zweiten Diffusionsstrukturen 332, die sich auf der zweiten reflektierenden Schicht des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls 300 befinden, die gleichen wie die der zweiten Diffusionsstrukturen 332, die sich auf der ersten reflektierenden Schicht 328 befinden, und gleiche Elemente werden hier nicht wiederholt.
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Die technischen Merkmale der ersten reflektierenden Schicht 328 des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls 300 sind die gleichen wie die der ersten reflektierenden Schicht 228 der zweiten Ausführungsform des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls 200. Die technischen Merkmale der ersten reflektierenden Schicht 228 sind bei der zweiten Ausführungsform offenbart, und gleiche Elemente werden hier nicht wiederholt.
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Gemäß dem säulenförmigen lichtemittierenden Modul der Ausführungsformen befinden sich eine Vielzahl von Diffusionsstrukturen auf den Bodenflächen der Hülsen zum Streuen des Lichts, das in die Diffusionsstrukturen eintritt, in den Lichtleiterstab, um den Lichtverlust zu senken und die Lichtquelleneffizienz und Lichtemissionseffizienz des säulenförmigen lichtemittierenden Moduls zu erhöhen. In einer konkreten Ausführung umfasst das säulenförmige lichtemittierende Modul weiterhin eine reflektierende Schicht mit hohem Reflexionsvermögen, die sich auf den Bodenflächen der Hülsen befindet, um mehr Licht zu reflektieren und den Lichtverlust weiter zu senken und die Lichtquelleneffizienz weitgehend zu erhöhen.
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Während die Erfindung beispielhaft und anhand der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Im Gegenteil soll sie verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen und Verfahren abdecken, und der Umfang der beigefügten Ansprüche sollte daher der breitestmöglichen Deutung entsprechen, so dass er alle solchen Modifikationen und ähnlichen Anordnungen und Verfahren umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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