DE10326368A1

DE10326368A1 - Flexible Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Lumineszenzdioden

Info

Publication number: DE10326368A1
Application number: DE2003126368
Authority: DE
Inventors: Wolfram Held
Original assignee: HELD JULIA
Current assignee: HELD JULIA
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-23

Abstract

Die Erfindung betrifft flexible Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren Lumineszenzdioden. Diese zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass eine Mehrzahl von Gruppen, bestehend aus mehreren Lumineszenzdioden, nacheinander ansteuerbar sind. Über die Wahl der Frequenz und der Periodendauer der Ansteuerung der Gruppen mit Lumineszenzdioden können durch die Trägheit der Augen für einen Betrachter die Lumineszenzdioden leuchten. Die Ansteuerung erfolgt dabei über Dekoder, wobei ein Dekoder gleichzeitig vorteilhafterweise als ein Schalter für eine Gruppe dient. Mit einer derartigen Realisierung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtungen ist der elektrische Stromverbrauch in Abhängigkeit der Länge der Beleuchtungseinrichtungen und damit der Anzahl der Gruppen mit den Lumineszenzdioden optimierbar, ohne dass die Lichtstärke zur Beleuchtung für den Betrachter beeinträchtigt wird. Bei großen Längen der Beleuchtungseinrichtungen können natürlich auch mehrere Gruppen von Lumineszenzdioden über Dekoder gleichzeitig angesteuert werden.

Description

Die Erfindung betriff flexible Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren Lumineszenzdioden.

In der DE 101 25 852 A1 (Schaltungsanordnung zum Betrieb lichtemittierender Dioden) werden mehrere Leuchtdioden über Schaltungseinheiten betrieben. Die Schaltungseinheit besteht aus einer Stromquelle, die mit nachfolgend in Reihe geschalteten Leuchtdioden verbunden ist. Mehrere derartige Schaltungseinheiten sind in Reihe geschalten. Bei einem Betrieb werden alle den Schaltungseinheiten nachgeschalteten Leuchtdioden betrieben.

In der DE 100 05 948 A1 (Verfahren und Anordnung zur Stromversorgung und Steuerung mehrerer Verbraucher über eine Zweidrahtleitung) werden als Verbraucher Niedervolt-Halogenlampen angesteuert. Die Auswahl eines an die Zweidrahtleitung angeschlossenen Verbrauchers erfolgt über eine Steuerelektronik, die einen Zähler umfasst. An Zählerausgänge sind Verbraucher angeschlossen. Bei dieser Lösung werden die Zustände von Ein-/Ausschaltern der Verbraucher über die Steuerelektronik erfasst und die Verbraucher so gesteuert, dass der Betrieb dem Zustand des jeweiligen Ein-/Ausschalters entspricht. Eine Ansteuerung von mehreren Verbrauchern zur Verringerung des Stromverbrauchs mehrerer Verbraucher ist nicht vorgesehen.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute, mit minimalen Energieaufwand betreibbare und universell einsetzbare Beleuchtungseinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die flexiblen Beleuchtungseinrichtungen mit mehreren Lumineszenzdioden zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass eine Mehrzahl von Gruppen bestehend aus mehreren Lumineszenzdioden nacheinander ansteuerbar sind. Über die Wahl der Frequenz und der Periodendauer der Ansteuerung der Gruppen mit den Lumineszenzdioden können durch die Trägheit der Augen für einen Betrachter die Lumineszenzdioden leuchten. Die Ansteuerung erfolgt dabei über Dekoder, wobei ein Dekoder gleichzeitig vorteilhafterweise als ein Schalter für eine Gruppe dient. Mit einer derartigen Realisierung der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtungen ist der elektrische Stromverbrauch in Abhängigkeit der Länge der Beleuchtungseinrichtungen und damit der Anzahl der Gruppen mit den Lumineszenzdioden optimierbar, ohne dass die Lichtstärke zur Beleuchtung für den Betrachter beeinträchtigt wird. Bei großen Längen der Beleuchtungseinrichtungen können natürlich auch mehrere Gruppen von Lumineszenzdioden über Dekoder gleichzeitig angesteuert werden.

Im günstigsten Fall und Ansteuerung nur einer Gruppe der Gruppen entspricht der elektrische Stromverbrauch der Beleuchtungseinrichtung des elektrischen Stromverbrauchs einer Gruppe der Lumineszenzdioden.

Die Leuchtstärke wird für den Betrachter nicht beeinträchtigt. Die Dekoder für die Gruppen von Lumineszenzdioden befinden sich vorteilhafterweise mit auf der Leiterplatte.

Die Lumineszenzdioden befinden sich weiterhin vorteilhafterweise auf einer bandförmigen und flexiblen Leiterplatte, so dass die erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtungen leicht und unkompliziert an die unterschiedlichsten Formen von Gegenständen angepasst werden können. Damit ist eine sehr leichte Montage möglich.

Grundlage der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtungen bildet die bandförmige und flexible Leiterplatte mit wenigstens zwei Leiterbahnen. Diese Leiterplatte kann eine sehr große Länge besitzen und auf einer Trommel aufgewickelt realisiert sein. Das gleiche gilt nach dem Bestücken mit den Lumineszenzdioden und den Dekodern für die Beleuchtungseinrichtung, deren Länge dann je nach Bedarf und Einsatz gewählt werden kann. Die Teilung erfolgt zwischen zwei benachbarten Gruppen von Lumineszenzdioden einschließlich deren Dekoder. Die Trennung kann leicht durch Schneiden erfolgen. Nach dem bekannten Verbinden der Leiterbahnen mit einer entsprechenden Spannungsquelle ist die Beleuchtungseinrichtung einsatzfähig.

Damit ist vorteilhafterweise eine einfach aufgebaute und an den jeweiligen Einsatz leicht anpassbare Beleuchtungseinrichtung vorhanden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 sind die Leiterbahnen mit einer Stromversorgungseinrichtung verbindbar, wobei eine der stromführenden Leitung gleichzeitig eine die Kodierung übertragende stromführende Leitung ist. Damit können über nur zwei Leiterbahnen einzelne und/oder bestimmte Gruppen von Lumineszenzdioden angesteuert werden. Damit ist ein sehr einfacher Aufbau der Beleuchtungseinrichtung vorhanden.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 3 stellt vorteilhafterweise eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung dar, bei der die Ansteuerung der Dekoder über eine dritte Leiterbahn der Leiterplatte erfolgt. Die derartig ausgestaltete Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich durch eine einfache Ansteuerbarkeit aus. Die Stromversorgung und Ansteuerung sind getrennt, so dass auch getrennte Einrichtungen zur Stromversorgung und Ansteuerung eingesetzt werden. Vorteilhafterweise ist natürlich die Einrichtung zur Ansteuerung mit der Stromversorgungseinrichtung zusammengeschaltet.

Eine Leiterplatte mit beabstandeten Öffnungen für die Lunneszenzdioden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 führt vorteilhafterweise dazu, dass die Lumineszenzdioden so angeordnet werden können, dass die Strahlung durch die Öffnung tritt. Damit ist vorderseitig in Strahlrichtung der Lunneszenzdioden ein ebene Oberfläche vorhanden. Dadurch kann die Beleuchtungseinrichtung vorteilhafterweise auf die Oberfläche von transparenten Körpern zum Beispiel mittels Kleben befestigt werden. Es sind definierte Verhältnisse für den Lichteintritt in den Körper gegeben.

Diese Öffnungen können nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 mit einem transparenten Material wenigstens teilweise ausgefüllt sein, so dass eine durchgängige Oberfläche der Beleuchtungseinrichtung vorhanden ist. In Weiterbildung des Patentanspruchs 6 besitzt wenigstens ein Teil dieser Füllung die Form einer Kugelkappe oder einer Kappe eines Ellipsoides. Diese Füllung wirkt damit als Linse, so dass die Lichtstrahlen der Lumineszenzdioden vorteil hafterweise gebündelt werden. Die Leuchtstärke der Lumineszenzdioden wird dadurch partiell wesentlich erhöht.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 besteht die Leiterplatte aus einem transparenten Material, wodurch vorteilhafterweise eine für den Betrachter nicht sichtbare Platzierung der Leiterplatte gegeben ist. Weiterhin können die Lumineszenzdioden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 mit ihrer Strahlfläche auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet werden. Bei Betrieb der Lumineszenzdioden strahlt das Licht der Lumineszenzdioden durch die Leiterplatte. Durch Beugung und Streuung der Lichtstrahlen an und/oder in der Leiterplatte kann damit die Wirkung eines Lichtbandes erzielt werden.

Eine Schicht oder ein Gegenstand auf wenigstens die der Strahlfläche der Lumineszenzdioden gegenüberliegenden Oberfläche der Lumineszenzdioden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 führt zu einer verbesserten Lichtcharakteristik für den Betrachter. Zum Beispiel auch an den Seitenflächen austretendes Licht der Lumineszenzdioden wird absorbiert, so dass Beleuchtungseinrichtungen als gerichtete Lichtquellen realisierbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine prinzipielle Darstellung einer ersten flexiblen Beleuchtungseinrichtung,
2 einen Stromlaufplan dieser ersten flexiblen Beleuchtungseinrichtung,
3 eine prinzipielle Darstellung einer zweiten flexiblen Beleuchtungseinrichtung und
4 einen Stromlaufplan dieser zweiten flexiblen Beleuchtungseinrichtung.
1. Ausführungsbeispiel
Eine flexible Beleuchtungseinrichtung 1 mit mehreren Lumineszenzdioden 3 besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel aus einer bandförmigen und flexiblen Leiterplatte 2 mit mehreren Leiterbahnen, Dekodern 5, Vorwiderständen 4 und den Lumineszenzdioden 3.
Die Leiterplatte 2 besitzt eine erste Leiterbahn 6, eine zweite Leiterbahn 7 und eine dritte Leiterbahn 8, die in Längsrichtung durchgängig auf der Leiterplatte 2 angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen (Darstellung in der 1). Zwischen der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 sind die Lumineszenzdioden 3 beabstandet zueinander angeordnet. Die dritte Leiterbahn 8 kann entweder auf der Oberfläche mit der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 oder auf der der Oberfläche mit der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 gegenüberliegenden Oberfläche der Leiterplatte 2 angeordnet sein. Bei der ersten Variante kann vorteilhafterweise das Bauelement als Dekoder 5 entweder die erste Leiterbahn 6 oder die zweite Leiterbahn 7 überbrücken. Bei der zweiten Variante erfolgt die Verbindung zwischen der ditten Leiterbahn 8 und dem Eingang des Dekoders 5 über eine Durchkontaktierung der Leiterplatte 2. Mehrere Lumineszenzdioden 3 sind als eine Gruppe von Lumineszenzdioden 3 über entsprechende Leiterzüge in Reihe geschalten. Weiterhin ist jede Gruppe von Lumineszenzdioden 3 sowohl über einen Vorwiderstand 4 auf der Leiterplatte 2 mit dem Ausgang eines Dekoders 5 auf der Leiterplatte 2 als auch der ersten Leiterbahn 6, der Dekoder 5 mit der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 und der Eingang des Dekoders 5 mit der dritten Leiterbahn 8 verbunden (Darstellung in der 2). Die Verbindungen sowohl der Bauelemente untereinander als auch mit der ersten Leiterbahn 6, der zweiten Leiterbahn 7 und der dritten Leiterbahn 8 erfolgen über entsprechend ausgebildete weitere Leiterbahnen. Auf der Leiterplatte 2 sind mehrere Gruppen zwischen den Leiterbahnen angeordnet.
Die Länge der Beleuchtungseinrichtung 1 ist entsprechend dem vorgesehenen Einsatz frei wählbar. Dazu ist die Beleuchtungseinrichtung 1 vorteilhafterweise auf einer Trommel aufgerollt und kann zwischen benachbarten Gruppen getrennt werden. Zum Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 1 werden die erste Leiterbahn 6 und die zweite Leiterbahn 7 mit den Spannungspotentialen U_B und U_M einer Stromversorgungseinrichtung verbunden. Die dritte Leiterbahn 8 für das Steuersignal U_S wird mit einer Einrichtung zur Ansteuerung der Dekoder 5 zusammengeschaltet. Jeder der Dekoder 5 besitzt gleichzeitig einen Schalter für die über einen Vorwiderstand 4 in Reihe geschalteten Lumineszenzdioden 3. Die Einrichtung zur Ansteuerung erzeugt ein kodiertes Signal. Dieses kodierte Signal bewirkt, dass nur eine Gruppe oder bestimmte Gruppen der Gruppen von Lumineszenzdioden 3 der Beleuchtungseinrichtung 1 nacheinander angesteuert wird oder werden.
2. Ausführungsbeispiel
Eine flexible Beleuchtungseinrichtung 1 mit mehreren Lumineszenzdioden 3 besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel aus einer bandförmigen und flexiblen Leiterplatte 2 mit mehreren Leiterbahnen, Dekodern 5, Vorwiderständen 4 und den Lumineszenzdioden 3. Die Leiterplatte 2 besteht aus einem für das Licht der Lumineszenzdioden 3 transparenten Material.
Die Leiterplatte 2 besitzt eine erste Leiterbahn 6 und eine zweite Leiterbahn 7, die in Längsrichtung durchgängig auf der Leiterplatte 2 angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen (Darstellung in der 3). Zwischen der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 sind die Lumineszenzdioden 3 beabstandet zueinander angeordnet. Mehrere Lumineszenzdioden 3 sind als eine Gruppe von Lumineszenzdioden 3 über entsprechende Leiterzüge in Reihe geschalten. Weiterhin ist jede Gruppe von Lumineszenzdioden 3 sowohl über einen Vorwiderstand 4 auf der Leiterplatte 2 mit dem Ausgang eines Dekoders 5 auf der Leiterplatte 2 als auch der ersten Leiterbahn 6 und der Dekoder 5 sowohl mit der ersten Leiterbahn 6 als auch mit der zweiten Leiterbahn 7 verbunden (Darstellung in der 4). Die Verbindungen sowohl der Bauelemente untereinander als auch mit der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 erfolgen über entsprechend ausgebildete weitere Leiterbahnen. Auf der Leiterplatte 2 sind mehrere Gruppen zwischen den Leiterbahnen angeordnet.
Die Länge der Beleuchtungseinrichtung 1 ist entsprechend dem vorgesehenen Einsatz frei wählbar. Dazu ist die Beleuchtungseinrichtung 1 vorteilhafterweise auf einer Trommel aufgerollt und kann zwischen benachbarten Gruppen getrennt werden. Zum Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 1 werden die erste Leiterbahn 6 und die zweite Leiterbahn 7 mit den Spannungspotentialen U_B und U_M einer Stromversorgungseinrichtung verbunden. In die Stromversorgungseinrichtung ist gleichzeitig eine Einrichtung zur Erzeugung eines kodierten Signals integriert, so dass die mit dem Spannungspotential U_B verbundene stromführende Leitung gleichzeitig die Kodierung überträgt. Jeder der Dekoder 5 besitzt gleichzeitig einen Schalter für die über einen Vorwiderstand 4 in Reihe geschalteten Lumineszenzdioden 3. Das kodierte Signal bewirkt, dass nur eine Gruppe oder bestimmte Gruppen der Gruppen von Lumineszenzdioden 3 der Beleuchtungseinrichtung 1 nacheinander angesteuert wird oder werden.
In einer ersten Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels sind die Lumineszenzdioden 3 mit ihrer Strahlfläche auf der Oberfläche der Leiterplatte 2 mit der ersten Leiterbahn 6 und der zweiten Leiterbahn 7 angeordnet. Die elektrischen Verbindungen zwischen Leiterbahnen und jeweils der Lumineszenzdiode 3 dienen gleichzeitig zu deren Befestigung. Bei dem Betrieb dieser Beleuchtungseinrichtung 1 strahlt das Licht der angesteuerten Lumineszenzdioden 3 durch die transparente Leiterplatte 2.
In einer zweiten Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels sind Öffnungen 9 beabstandet in die Leiterplatte 2 eingebracht. Die Größe der Öffnung 9 ist kleiner oder gleich oder größer der Strahlfläche der Lumineszenzdiode 3. Die Lumineszenzdioden 3 sind so auf der Leiterplatte 2 angeordnet, dass das Licht der angesteuerten Lumineszenzdioden 3 durch die Öffnungen 9 strahlt. In einer Variante dieser Ausführungsform sind diese Öffnungen 9 mit einer Füllung 10 aus einem transparenten Material ausgefüllt (Darstellung in der 3). Der der Strahlfläche der Lumineszenzdiode 3 entgegengesetzte Teil der Füllung 10 kann die Form einer Kugelkappe oder einer Kappe eines Ellipsoides aufweisen, so dass dieser Teil eine Linse für die Strahlung der Lumineszenzdiode 3 ist.
In einer weiteren Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels kann eine Schicht auf die Lumineszenzdioden 3 und die Leiterplatte 2 so aufgebracht sein, dass nur von der Strahlfläche der Lumineszenzdioden 3 abgestrahltes Licht durch die Füllung 10 nach außen gelangt. Die an anderen Flächen in Form der rückseitigen Fläche und der Seitenflächen der Lumineszenzdioden 3 austretendes Licht wird durch diese Schicht absorbiert. Vorteilhafterweise besteht die Schicht aus einem flexiblen Material, so dass die Flexibilität der Beleuchtungseinrichtung 1 nicht beeinträchtigt wird.

Claims

Flexible Beleuchtungseinrichtung mit mehreren Lunneszenzdioden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lunneszenzdioden (3) beabstandet auf einer bandförmigen und flexiblen Leiterplatte (2) zwischen wenigstens zwei Leiterbahnen angeordnet sind, dass mehrere Lumineszenzdioden (3) als eine Gruppe von Lumineszenzdioden (3) in Reihe geschalten sind, dass eine Gruppe von Lumineszenzdioden (3) sowohl über einen Vorwiderstand (4) auf der Leiterplatte (2) mit dem Ausgang eines Dekoders (5) auf der Leiterplatte (2) als auch einer der Leiterbahnen zusammengeschaltet ist, dass der Dekoder (5) mit den Leiterbahnen verbunden ist und dass mehrere Gruppen auf der Leiterplatte (2) zwischen den Leiterbahnen angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen mit einer Stromversorgungseinrichtung verbindbar sind und dass eine der stromführenden Leitung gleichzeitig eine die Kodierung übertragende stromführende Leitung ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdioden (3) beabstandet auf einer bandförmigen und flexiblen Leiterplatte (2) zwischen zwei von drei Leiterbahnen angeordnet sind, dass mehrere Lumineszenzdioden (3) als eine Gruppe von Lumineszenzdioden (3) in Reihe geschalten sind, dass eine Gruppe von Lumineszenzdioden (3) sowohl über einen Vorwiderstand (4) auf der Leiterplatte (2) mit dem Ausgang eines Dekoders (5) auf der Leiterplatte (2) als auch einer ersten Leiterbahn (6), dass der Dekoder (5) mit der ersten Leiterbahn (6) und einer zweiten Leiterbahn (7) und dass der Eingang des Dekoders (5) mit einer dritten Leiterbahn (8) verbunden sind und dass mehrere Gruppen auf der Leiterplatte (2) zwischen den Leiterbahnen angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich Öffnungen (9) beabstandet in der Leiterplatte (2) befinden und dass die Öffnung (9) kleiner oder gleich oder größer der Strahlfläche der Lumineszenzdiode (3) ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Füllung (10) aus einem für das Licht der Lumineszenzdioden (3) transparenten Material in der Öffnung (9) befindet, so dass die Öffnung (9) wenigstens teilweise ausgefüllt ist.
Beleuchtungseinrichtung nach den Patentansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Füllung (10) eine Kugelkappe oder eine Kappe eines Ellipsoides ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (2) aus einem für das Licht der Lumineszenzdioden (3) transparenten Material besteht.
Beleuchtungseinrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdioden (3) mit ihrer Strahlfläche auf einer Oberfläche der Leiterplatte (2) angeordnet sind.
Beleuchtungseinrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die der Strahlfläche der Lumineszenzdioden (3) gegenüberliegende Oberfläche der Lumineszenzdioden (3) oder sowohl die Leiterplatte als auch die der Strahlfläche der Lumineszenzdioden (3) gegenüberliegende Oberfläche einschließlich der Seitenflächen der Lumineszenzdioden (3) mit wenigstens entweder einer Schicht oder einem Gegenstand so versehen ist, dass ein rückseitiger Lichtaustritt der Lumineszenzdioden (3) verhindert ist.