NL2000916C2

NL2000916C2 - LED light source module, has LEDs with scattering film and convex lens attached to mounting base, where light emitted by LEDs is scattered by scattering film and is focused through lens

Info

Publication number: NL2000916C2
Application number: NL2000916A
Authority: NL
Inventors: Yi-Yi Chen; Jen-Feng Huang; Chun-Liang Lin
Original assignee: Innovative & Superior Technology Inc
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-14

Abstract

The module has LEDs (1) with a scattering film (2) and a convex lens (3), where the scattering film is affixed to the outside of the lens and a reflective mirror (4) is provided in accordance with the LEDs. The LEDs are mounted on a heat sink (11), and a mounting base (12) is affixed to the heat sink. The scattering film and the lens are attached to the mounting base in line with the LEDs, where the light emitted by the LEDs is scattered by the scattering film and is focused through the lens.

Description

LED LICHTBRONMODULE MET HOMOGENISATIE VAN LICHTOPBRENGSTLED LIGHT SOURCE MODULE WITH HOMOGENIZATION OF LIGHT YIELD

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Gebied van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een LED lichtbronmodule met homogenisatie van de lichtopbrengst, en in het bijzonder op een nieuw ontwerp van een LED lichtbronmodule met homogenisatie van lichtopbrengst waardoor niet alleen het 5 licht dat wordt uitgezonden door de LED een uitstekende en uniforme verlichting geeft, maar ook het optreden van gele verkleuring en de afwijking van de verlichting bij de rand van het licht wordt verhinderd, waardoor de werking in zijn geheel verder wordt verbeterd.The present invention relates to an LED light source module with homogenization of the light output, and in particular to a new design of an LED light source module with homogenization of light output, whereby not only the light emitted by the LED provides excellent and uniform illumination, but also the occurrence of yellow discoloration and the deviation of the illumination at the edge of the light is prevented, as a result of which the overall effect is further improved.

1010

Korte beschrijving van de stand van de techniekBrief description of the prior art

Een licht emitterende diode (LED) heeft een wijdverspreid gebruik gekregen in verscheidene gebieden na zijn ontwikkeling en het ten tonele verschijnen, omdat de LED licht kan 15 uitstralen met een bijzonder gering energieverbruik in een praktische toepassing om een energiebesparend effect te verkrijgen. Daarna zijn de betreffende industrieën doorgegaan met de ontwikkeling en verbetering van de LED om de LED toe te passen als een lampmiddel voor de verlichting. Als resultaat is de energiever-20 spilling verminderd zodat energie kan worden bespaard door het gebruik van LED lampen.A light-emitting diode (LED) has gained widespread use in various fields after its development and appearance, because the LED can emit light with a particularly low energy consumption in a practical application to achieve an energy-saving effect. Subsequently, the industries in question continued to develop and improve the LED to use the LED as a lamp means for lighting. As a result, the energy wastage is reduced so that energy can be saved through the use of LED lamps.

De LED is echter meestal een bron met een klein oppervlak, en het licht dat daarvan wordt uitgestraald is vrijwel puntvormig. In de toepassing van lamp of als een lichtopbrengst, 25 kan het gebeuren dat er een niet-uniformiteit van de lichtopbrengst optreedt. In het bijzonder vereist de toepassing van de lamp met een kleinere dikte of als een lamp voor fotografie, dat het licht van homogene verlichtingsterkte moet zijn binnen korte afstand. Dit zal een beperking geven voor de toepassing van deze 30 soort LED.However, the LED is usually a source with a small surface, and the light emitted from it is almost point-shaped. In the application of lamp or as a light output, it may happen that a non-uniformity of the light output occurs. In particular, the use of the lamp with a smaller thickness or as a lamp for photography requires that the light be of homogeneous illuminance within a short distance. This will limit the application of this type of LED.

Met het oog op het bovenstaande feit, wordt een lens verschaft bij de voorzijde van de lichtbron van de LED om de niet-uniforme lichtopbrengst die wordt uitgestraald door de LED te convergeren op een eindig gebied, zodat een homogene lichtop-35 brengst kan worden verkregen binnen een plaatselijk gebied. Echter de werkwijze van het gebruik van de LED om homogenisatie van de lichtopbrengst die wordt uitgestraald door de LED te verkrij- 2 gen, vereist dat er voldoende afstand is tussen de LED en het verlichte oppervlak om een betere lichthomogenisatie te bereiken. Als er een korte afstand is tussen de lichtbron en het verlichte oppervlak, is de niet-uniformiteit van het licht nog 5 steeds aanwezig zodat de optische verbetering die slechts door de lens op de LED wordt uitgevoerd, een beperking zou vormen voor het ontwerp van de dikte en het volume van de lamp alsmede van verschillende verlichtingsapparatuur. Bovendien heeft het licht van de LED dat door de lens wordt uitgezonden een klaar-10 blijkelijke afwijking van de verlichting bij zijn rand en kan een aanzienlijke gele verkleuring optreden, zodat zich bij de toepassing een nadeel voordoet.In view of the above fact, a lens is provided at the front of the light source of the LED to converge the non-uniform light output emitted by the LED at a finite area so that a homogeneous light output can be obtained within a local area. However, the method of using the LED to achieve homogenization of the light output emitted by the LED requires that there is sufficient distance between the LED and the illuminated surface to achieve better light homogenization. If there is a short distance between the light source and the illuminated surface, the non-uniformity of the light is still present so that the optical enhancement performed only by the lens on the LED would limit the design of the thickness and volume of the lamp and of various lighting equipment. Moreover, the light from the LED emitted by the lens has a clear deviation from the illumination at its edge and a considerable yellow discoloration can occur, so that a disadvantage occurs in the application.

Bovendien wordt ook een oplossing voorgesteld waarin een verstrooiende film is aangebracht bij de voorzijde van de 15 LED lichtbron, zodat gehomogeniseerd licht kan worden verkregen door het doorgaan van het niet-gehomogeniseerde licht van de LED door de verstrooiingsfilm. Echter in de werkwijze van het homogeniseren van de lichtopbrengst van de LED door het gebruikmaken van de verstrooiingsfilm, wordt het uitgezonden licht niet ge-20 convergeerd door de lens zodat de verlichting van het licht dat het verlichte oppervlak bestraalt duidelijk zo onvoldoende is dit een slechte werking veroorzaakt.Moreover, a solution is also proposed in which a scattering film is provided at the front of the LED light source, so that homogenized light can be obtained by passing the non-homogenized light of the LED through the scattering film. However, in the method of homogenizing the light output of the LED by using the scattering film, the emitted light is not converged by the lens so that the illumination of the light irradiating the illuminated surface is clearly so insufficient that this is a poor operation caused.

Bovendien wordt toch een oplossing voorgesteld, waarin een lens wordt verschaft bij de voorzijde van de lichtbron van 25 de LED om eerst de niet-uniforme lichtopbrengst die wordt uitgezonden door de LED op een eindiggebied te convergeren en dan het licht te laten gaan door de verstrooiende film om een hogere ho-mogenisatie van de lichtopbrengst te bereiken. Echter de werkwijze van het eerst gebruiken van de lens en dan de verstrooien-30 de film om de lichtopbrengst van de LED te homogeniseren, zal in een dusdanige mate lichtverstrooiing veroorzaken dat de verlichting van het licht dat het verlichte oppervlak bestraalt aanzienlijk wordt verminderd en de gele verkleuring aan de rand van het licht niet volledig wordt opgelost, zelfs hoewel een betere 35 homogenisatie en een groter verlicht oppervlak wordt bereikt.Moreover, a solution is nevertheless proposed in which a lens is provided at the front of the light source of the LED to first converge the non-uniform light output emitted by the LED on a finite region and then let the light pass through the scattering film to achieve a higher homogenization of the light output. However, the method of first using the lens and then the scattering film to homogenize the light output of the LED will cause light scattering to such an extent that the illumination of the light irradiating the illuminated surface is considerably reduced and the yellow discoloration at the edge of the light is not completely dissolved, even though a better homogenization and a larger illuminated area is achieved.

Met het oog op de bovenstaande problemen stelt de uitvinder van de onderhavige uitvinding deze nieuwe LED lichtbron-module voor met homogenisatie van de lichtopbrengst in overeenstemming met de verbetering die is aangebracht ten opzichte van 40 de bestaande structuur en de defecten, na continue toewijding aan productontwikkeling en ontwerp gebaseerd op de ervaring en 3 de kennis die is verzameld gedurende de lange betrokkenheid van het betreffende gebied. Daarom kan een totale oplossing van de defecten van de bestaande structuur zeker worden verwacht.In view of the above problems, the inventor of the present invention proposes this new LED light source module with homogenization of the light output in accordance with the improvement made over the existing structure and the defects, after continuous dedication to product development and design based on the experience and knowledge gained during the long involvement of the area concerned. Therefore, a total solution to the defects of the existing structure can certainly be expected.

5 SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De LED lichtbronmodule met homogenisatie van de lichtopbrengst volgens de onderhavige uitvinding is voornamelijk allereerst voorzien van een verstrooiende film bij de buitenzijde van de LED, en een lens is dienovereenkomstig aangebracht bij de 10 buitenzijde van de verstrooiende film, en dan wordt een reflecterende spiegel aangebracht bij de LED, zodat het licht dat wordt gereflecteerd door de spiegel de verlichtingssterkte van het licht dat wordt uitgezonden door de LED vergroot, waarbij het licht dat wordt uitgezonden door de LED eerst wordt ver-15 strooid door de verstrooiende film en daarna wordt geconvergeerd door de lens. Op deze wijze heeft niet alleen het licht dat wordt uitgezonden door de LED een uitstekende en uniforme verlichting, maar ook kan het optreden van gele verkleuring en de afwijking van de verlichting bij het rand van het licht worden 20 voorkomen. Daarom is de werking als geheel verder verbeterd.The LED light source module with homogenization of the light output according to the present invention is primarily first of all provided with a scattering film on the outside of the LED, and a lens is accordingly arranged on the outside of the scattering film, and then a reflecting mirror is arranged at the LED so that the light reflected by the mirror increases the illuminance of the light emitted by the LED, the light emitted by the LED first being scattered by the scattering film and then being converged by the lens. In this way not only the light emitted by the LED has excellent and uniform illumination, but also the occurrence of yellowing and the deviation of the illumination at the edge of the light can be prevented. That is why the operation as a whole has been further improved.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE BIJGEVOEGDE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE ANNEXED DRAWINGS

De onderhavige uitvinding zal beter worden begrepen door de gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerings-25 vormen met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin:The present invention will be better understood by the detailed description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

Figuur 1 een plofbeeld is in perspectief van de onderhavige uitvinding.Figure 1 is a perspective view of the present invention.

Figuur 2 is een samenstellend aanzicht in doorsnede van de onderhavige uitvinding.Figure 2 is a component cross-sectional view of the present invention.

30 Figuur 3 is een schematisch aanzicht van de lens van de onderhavige uitvinding.Figure 3 is a schematic view of the lens of the present invention.

Figuur 4 is een ander schematisch aanzicht van de lens volgens de onderhavige uitvinding.Figure 4 is another schematic view of the lens of the present invention.

Figuur 5 is een plofbeeld in perspectief van een andere 35 uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.Figure 5 is an exploded perspective view of another embodiment of the present invention.

Figuur 6 is een plofbeeld in perspectief van weer een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.Figure 6 is an exploded perspective view of yet another embodiment of the present invention.

44

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAM DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

De technische inhoud, doelen en effectiviteiten van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden uit de gedetailleerde beschrijving van de volgende voorkeursuitvoeringsvor-5 men van de onderhavige uitvinding met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen.The technical content, objects and effectiveness of the present invention will become more apparent from the detailed description of the following preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

Eerst met verwijzing naar Figuur 1, dat een plofbeeld in perspectief toont van de onderhavige uitvinding en Figuur 2, dat een samenstellend aanzicht in doorsnede toont van de onder-10 havige uitvinding, is de LED lichtbronmodule met homogenisatie van de lichtopbrengst volgens de onderhavige uitvinding in hoofdzaak samengesteld uit een veelvoud van licht emitterende diodes (LEDs) (1) die zijn voorzien van een verstrooiende film (2), een lens (3) en een reflecterende spiegel (4).First with reference to Figure 1, which shows a perspective perspective view of the present invention and Figure 2, which shows a constituent cross-sectional view of the present invention, is the LED light source module with homogenization of the light output according to the present invention in substantially composed of a plurality of light-emitting diodes (LEDs) (1) which are provided with a scattering film (2), a lens (3) and a reflecting mirror (4).

15 In de onderhavige uitvinding is de verstrooiende film (2) aangebracht bij de buitenzijde van de LEDs (1) en de lens (3) is dienovereenkomstig aangebracht bij de buitenzijde van de verstrooiende film (2). In een andere uitvoeringsvorm kunnen de LEDs (1) en de verstrooiende film (2) als een integraal pakket 20 worden samengesteld, en dan wordt de lens (3) dienovereenkomstig aangebracht bij de buitenzijde van de verstrooiende film (2).In the present invention, the scattering film (2) is arranged on the outside of the LEDs (1) and the lens (3) is accordingly arranged on the outside of the scattering film (2). In another embodiment, the LEDs (1) and the scattering film (2) can be assembled as an integral package 20, and then the lens (3) is arranged accordingly on the outside of the scattering film (2).

Als alternatief kunnen de LEDs (1), de verstrooiende film (2) en de lens (3) als een integraal pakket worden samengevoegd. In weer een andere uitvoeringsvorm kunnen de LEDs (1) worden gemon-25 teerd op een warmteput (11) en een montagebasis (12) is aangebracht op de warmteput (11), dan worden de verstrooiende film (2) en de lens (3) gemonteerd op de montagebasis (12) dienovereenkomstig op de LEDs (1). Tenslotte wordt de reflecterende spiegel (4) aangebracht tussen de warmteput (11) en de montage-30 basis (12) in overeenstemming met de LEDs (1) zodat het licht dat wordt gereflecteerd door de reflecterende spiegel (4) de verlichtingssterkte verhoogt van het licht dat wordt uitgestraald door de LEDs (1).Alternatively, the LEDs (1), the scattering film (2) and the lens (3) can be combined as an integral package. In yet another embodiment, the LEDs (1) can be mounted on a heat sink (11) and a mounting base (12) is mounted on the heat sink (11), then the scattering film (2) and the lens (3) ) mounted on the mounting base (12) accordingly on the LEDs (1). Finally, the reflecting mirror (4) is arranged between the heat sink (11) and the mounting base (12) in accordance with the LEDs (1) so that the light reflected from the reflecting mirror (4) increases the illuminance of the light emitted by the LEDs (1).

Bovendien, met verwijzing naar Figuur 3, die een sche-35 matisch aanzicht toont van de lens volgens de onderhavige uitvinding, is de lens (3) volgens de onderhavige uitvinding een convexe lens die een convexe vorm heeft bij één zijde en een vlakke vorm bij een andere zijde. Als alternatief, zoals getoond in Figuur 4, die een ander schematisch aanzicht toont van de 40 lens volgens de onderhavige uitvinding, kan de lens (3) een concave lens zijn die een convexe vorm heeft bij één zijde en een 5 concave vorm bij een andere zijde.In addition, with reference to Figure 3, which shows a schematic view of the lens of the present invention, the lens (3) of the present invention is a convex lens that has a convex shape at one side and a planar shape at another side. Alternatively, as shown in Figure 4, showing another schematic view of the lens of the present invention, the lens (3) can be a concave lens that has a convex shape on one side and a concave shape on another silk.

Met verwijzing naar Figuur 5 die een plofbeeld in perspectief toont van een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, en Figuur 6 die een plofbeeld in perspectief toont 5 van weer een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, wordt er een veelvoud van LEDs (1) eerst gemonteerd op de betreffende warmteput (11), dan worden de warmteputten (11) samen met de bijbehorende LEDs (1) geplaatst op een basisplaat (5). Een veelvoud van reflecterende spiegels (4) van hetzij cir-10 kelvormig of vierkante vorm worden gemonteerd bij elke LED (1). Een verstrooiende film (2) wordt aangebracht bij de buitenzijde van de LEDs (1), en een veelvoud van lenzen (3) wordt dienovereenkomstig aangebracht bij de buitenzijde van de verstrooiende film (2). Tenslotte wordt een paneel (6) voorzien van openingen 15 (61) in overeenstemming met de lenzen (3) gecombineerd en beves tigd op de basisplaat (5).With reference to Figure 5 showing a perspective exploded view of another embodiment of the present invention, and Figure 6 showing a perspective exploded view of yet another embodiment of the present invention, a plurality of LEDs (1) are first mounted on the relevant heat sink (11), the heat sinks (11) together with the corresponding LEDs (1) are placed on a base plate (5). A plurality of reflective mirrors (4) of either circular or square shape are mounted at each LED (1). A scattering film (2) is applied to the outside of the LEDs (1), and a plurality of lenses (3) is arranged accordingly to the outside of the scattering film (2). Finally, a panel (6) provided with openings 15 (61) in accordance with the lenses (3) is combined and mounted on the base plate (5).

Op deze wijze wordt het licht dat wordt uitgestraald door de LEDs (1) eerst in verlichtingssterkte vergroot door de reflectie van de reflecterende spiegel (4), en dan wordt het 20 licht verstrooid door de verstrooiende film (2), en tenslotte wordt het licht geconvergeerd door de lenzen (3) om licht te verkrijgen met een uitstekende en uniforme verlichting en zonder het optreden van gele kleurverschillen en de afwijking van de verlichting bij de rand van het licht.In this way, the light emitted by the LEDs (1) is first increased in illuminance by the reflection of the reflecting mirror (4), and then the light is scattered by the scattering film (2), and finally the light is converged through the lenses (3) to obtain light with excellent and uniform illumination and without the occurrence of yellow color differences and the deviation of the illumination at the edge of the light.

25 Hoewel de onderhavige uitvinding is beschreven met voorkeursuitvoeringsvormen in samenhang met de bij gevoegde tekeningen, wordt opgemerkt dat de voorkeursuitvoeringsvormen en de tekeningen zuiver en uitsluitend voor het gemak van de beschrijving dienen, en niet zijn bedoeld om de reikwijdte van de onder-30 havige uitvinding te beperken. Er moet ook worden opgemerkt dat wijziging van een numerieke waarde of equivalente structuursub-stitutie kan worden uitgevoerd zonder af te wijken van de geest van de onderhavige uitvinding. In dit geval worden deze wijzigingen van numerieke waarde of equivalente structuursubstitutie 35 beschouwd als nog steeds te liggen binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding.Although the present invention has been described with preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings, it is noted that the preferred embodiments and the drawings are purely and solely for the sake of convenience of description, and are not intended to be within the scope of the present invention. to limit. It should also be noted that modification of a numerical value or equivalent structural substitution can be made without departing from the spirit of the present invention. In this case, these changes in numerical value or equivalent structural substitution are considered to still be within the scope of the present invention.

Op basis van de bovenstaande beschrijving van de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, in vergelijking met conventionele structuren, is deze uitvinding eerst voorzien van 40 een verstrooiende film bij de buitenzijde van de LED, dienovereenkomstig wordt een lens aangebracht bij de buitenzijde van de 6 verstrooiende film, dan wordt een reflecterende spiegel verschaft in overeenstemming met de LED, zodat het licht dat door de reflecterende spiegel wordt gereflecteerd de verlichtings-sterkte van het licht dat wordt uitgestraald door de LED wordt 5 verhoogd, waarbij het licht dat door de LED wordt uitgestraald eerst wordt verstrooid door de verstrooiende film en wordt geconvergeerd door de lens. Op deze wijze heeft het licht dat wordt uitgestraald door de LED niet alleen een uitstekende en uniforme verlichting, maar ook wordt het optreden van gele 10 kleurverschillen en afwijking van de verlichtingssterkte bij de rand van het licht voorkomen. Daarom is de werking als geheel verder verbeterd.Based on the above description of the embodiment of the present invention, compared to conventional structures, this invention is first provided with a scattering film on the outside of the LED, accordingly a lens is applied on the outside of the 6 scattering film , then a reflective mirror is provided in accordance with the LED, so that the light reflected from the reflective mirror increases the illuminance of the light emitted by the LED, the light emitted by the LED first is scattered by the scattering film and is converged by the lens. In this way, the light emitted by the LED not only has excellent and uniform illumination, but also the occurrence of yellow color differences and deviation of the illuminance at the edge of the light is prevented. That is why the operation as a whole has been further improved.

Het bovenstaande samenvattend, kan de uitvoeringsvorm van deze uitvinding de verwachte effectiviteit bereiken, en zijn 15 de specifieke configuraties die hierin zijn geopenbaard nog niet te zien geweest in de stand van de techniek van dezelfde productcategorie, en zijn zelfs nog niet ter beschikking geweest voor het publiek, voor deze aanvrage.Summarizing the above, the embodiment of this invention can achieve the expected effectiveness, and the specific configurations disclosed herein have not yet been seen in the prior art of the same product category, and have not even been available for public, for this application.

Claims

1. LED light source module with homogenization of light output, provided with LEDs with a scattering film and a lens, wherein the scattering film is arranged on the outside of the lens, and the lens is accordingly arranged on the outside of the scattering film, and then a reflective mirror is provided in accordance with the LEDs.

2. LED light source module with light output homogenization according to claim 1, wherein the LEDs and the scattering film can be combined as an integral package and then the lens is arranged accordingly at the outer end of the scattering film.

3. LED light source module with light output homogenization according to claim 1, wherein the LEDs, the scattering film and the lens can be combined as an integral package.

4. LED light source module with light output homogenization according to claim 1, wherein the LEDs can be mounted on a heat sink and a mounting base is mounted on the heat sink, then the scattering film and the lens are assembled on the mounting base in accordance with the LEDs.

5. LED light source module with homogenization of light output according to claim 1, wherein the lens is a convex lens with a convex shape on one side and a flat shape on the other side.

The LED light source module with light output homogenization according to claim 1, wherein the lens is a concave lens with a convex shape on one side and a concave shape on the other side.

7. LED light source module with light output homogenization according to claim 1, wherein the LEDs are mounted on the associated heat sinks and the heat sinks with the associated LEDs are placed on a base plate, a plurality of reflective mirrors are mounted relative to each LED, the scattering film is applied to the outside of the LEDs, and a plurality of lenses are accordingly arranged to the outside of the scattering film, a panel provided with a plurality of apertures in accordance with the lenses is combined and attached to the base plate.