DE3137685C2 - Light emitting diode for signal lights. - Google Patents
Light emitting diode for signal lights.Info
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Abstract
Die Leuchtdiode (D) weist einen lichtemittierenden Halbleiterkristall (2) im Brennpunkt eines paraboloidförmigen Reflektors (3) auf. In Abstrahlrichtung des Reflektors ist die lichtdurchlässige Gehäuse(1)-oberfläche als Linse (5Δ) kalottenförmig ausgebildet, die zur Gehäuseachse (A) in einem bestimmten Winkel ( α) geneigt ist, um eine bevorzugte Abstrahlrichtung (L) zu erzielen. Zusätzlich zur oder anstatt der Linsenkalotte (5Δ) kann der Paraboloidreflektor (3) in einem bestimmten Winkel ( β) zur Gehäuseachse (A) geneigt sein. Dabei ist es zweckmäßig, den Brennpunkt des Reflektors (3) außerhalb der Achse (A) anzuordnen.The light-emitting diode (D) has a light-emitting semiconductor crystal (2) at the focal point of a parabolic reflector (3). In the emission direction of the reflector, the transparent housing (1) surface is designed as a lens (5Δ) in the shape of a dome, which is inclined to the housing axis (A) at a certain angle (α) in order to achieve a preferred emission direction (L). In addition to or instead of the lens dome (5Δ), the paraboloid reflector (3) can be inclined at a certain angle (β) to the housing axis (A). It is useful to arrange the focal point of the reflector (3) outside the axis (A).
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiode für Signalleuchten mit einem lichtemittierenden Halbleiterkristall, der in einem im wesentlichen axialsymmetrischen Gehäuse aus lichtdurchlässigem Material eingeschlossen ist, wobei der Halbleiterkristall im Brennpunkt eines im Gehäuse eingeschlossenen Reflektors angeordnet ist und durch die in der Abstrahlrichtung des Reflektors liegende Gehäu.eoberfläche eine Konvexlinse gebildet ist. Eine derartige Leucb«diode '"t aus der EP-OS 2 529 bekannt.The invention relates to a light-emitting diode for signal lights with a light-emitting semiconductor crystal which is enclosed in a substantially axially symmetrical housing made of light-permeable material, the semiconductor crystal being arranged at the focal point of a reflector enclosed in the housing and a housing surface located in the emission direction of the reflector Convex lens is formed. Such Leucb "diode", "t 2 529 known from EP-OS.
Aus der DE-OS 29 41 634 ist »eh die Verwendung einer Vielzahl von Leuchtdioden für Signalleuchten, beispielsweise für den Straßenverkehr, bekannt. Eine solche Signalleuchte hat gegenüber herkömmlichen Signalleuchten einige Vorteile, z. B. längere Lebensdauer, nahezu keine Wartung und geringe Leistungsaufnähme. From DE-OS 29 41 634 the use of a large number of light emitting diodes for signal lights, for example for road traffic, is known. Such a signal light has some advantages over conventional signal lights, e.g. B. longer life, almost no maintenance and low power consumption.
Die aus der EP-OS 2 529 bekannte Leuchtdiode weist einen lichtemittierenden Halbleiterkristall im Brennpunkt eines Reflektors auf. Dabei ist der Halbieiterkristall und der Reflektor in einem axialsymmetrischen Gehäuse -us lichtdurchlässigem Material eingeschlossen. Die in der Abstrahlrichtung des Reflektors liegende Gehäuseoberfläche bildet eine Konvexlinse, so daß sich eine zirkumpolare Ausleuchtcharakteristik für die Diode ergibt. soThe light-emitting diode known from EP-OS 2 529 has a light-emitting semiconductor crystal at the focal point of a reflector. The semi-conductor crystal and the reflector are axially symmetrical Housing made of translucent material enclosed. The housing surface lying in the emission direction of the reflector forms a convex lens so that a circumpolar illumination characteristic for the Diode results. so
Bisher sind Signalleuchten mit Leuchtdioden in größerem Umfang für Signalanlagen im Straßenverkehr nicht eingesetzt worden, da die üblicherweise verwendeten Leuchtdioden eine zirkumpolare Ausleuchtcharakteristik aufweisen und dadurch unnötigerweise Licht in bezug zur geometrischen Längsachse, die zugleich die optische Achse der einzelnen Leuchtdioden bildet, nach oben abgestrahlt wird, wo es nicht benötigt wird. Die DIN-Norm 67 527 fordert deshalb auch von Signalleuchten im Verkehr unter anderem eine Ausleuchtcha- rakteristik. die von der optischen Mittelachse ausgehend bis nach unten auf 7°, und in horizontaler Richtung von der Mitte ausgehend nach links und rechts jeweils bis 11° verläuft, wobei in diesen Randbereichen mindestens noch 50% der maximalen Lichtstärke vorhanden sein müssen.So far, signal lights with light emitting diodes have not been used to a large extent for signal systems in road traffic, since the light emitting diodes usually used have a circumpolar illumination characteristic and thus light is unnecessarily emitted upwards in relation to the geometric longitudinal axis, which also forms the optical axis of the individual light emitting diodes where it is not needed. The DIN standard 67 527 therefore also requires signal lights in traffic to have lighting characteristics, among other things. which runs from the optical central axis down to 7 °, and in the horizontal direction from the center to the left and right up to 11 °, whereby at least 50% of the maximum light intensity must be present in these edge areas.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die optischen Elemente einer Leuchtdiode für Signalleuchten so zu gestalten, daß eine vorgegebene Ausleuchtcharakteristik, die von der zirkumpolaren Ausleuchtecharakterstik abweicht, erzielt wird.The object of the invention is therefore to provide the optical elements of a light-emitting diode for signal lights in this way shape that a predetermined illumination characteristic that is determined by the circumpolar illumination characteristic deviates, is achieved.
Diese Aufgabe wird bei Leuchtdioden der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Achse des Refiektors und/oder die optische Achse der Linse gegenüber der Gehäuseachse derart geneigt ist, daß die Hauptintensität des emittierten Lichts unter einem Winkel zur Gehäuseachse abgestrahlt wird.This object is achieved according to the invention in light-emitting diodes of the type mentioned in that the Axis of the reflector and / or the optical axis of the Lens is inclined relative to the housing axis in such a way that the main intensity of the emitted light is below is emitted at an angle to the housing axis.
Eine derartige Anordnung des Refiektors und/oder der Linse bewirkt eine Neigung des Lichtstrahls gegenüber der Gehäuseachse.Such an arrangement of the reflector and / or the lens causes the light beam to be inclined opposite the housing axis.
Beispielsweise kann die Achse des Reflektors, der die Form eines Paraboloid1; aufweist, in einem Winkel von 2° gegenüber der Gehäuseachse der Leuchtdiode geneigt sein und die übliche Konvexform der lichtdurchlässigen Gehäuseoberfläche beibehalten werden.For example, the axis of the reflector, which has the shape of a paraboloid 1 ; has, be inclined at an angle of 2 ° relative to the housing axis of the light-emitting diode and the usual convex shape of the transparent housing surface are maintained.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Halbieiterkristall, und damit den Brennpunkt des Reflektors, außerhalb der Gehäuseachse anzuordnen.It has proven to be particularly advantageous to use the semi-conductor crystal and thus the focal point of the Reflector to be arranged outside the housing axis.
Eine optimale Ausleuchtcharakteristik der gewünschten An iäßt sich am besten durch die Kombination einer geneigten Anordnung des Paraboloidreflektors mit der Ausbildung der optisch wirksamen Linse als geneigter Linsenkalotte erzielen.An optimal illumination characteristic of the desired type can best be achieved by the combination of a inclined arrangement of the paraboloid reflector with the formation of the optically effective lens as inclined Achieve lens dome.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigenThe invention is explained in more detail with the aid of drawings. Show it
Fig. la und Ib eine Standardleuchtdiode in üblicher Bauform,Fig. La and Ib a standard light emitting diode in the usual Design,
F i g. 2a und 2b eine erfindungsgemäße Leuchtdiode zur Erzielung einer Vorzugsrichtung mit einer geneigten Linse, undF i g. 2a and 2b a light-emitting diode according to the invention for achieving a preferred direction with an inclined one Lens, and
F i g. 3a und 3b eine erfindungsgemäße Leuchtdiode mit asymmetrisch angeordnetem Reflektor.F i g. 3a and 3b a light-emitting diode according to the invention with an asymmetrically arranged reflector.
Fig. la zeigt im Schnitt eine Standardleuchtdiode D' in Draufsicht. Die Leuchtdiode hat von oben gesehen ein kreisrundes Kunststoffgehäuse 1, das lichtdurchlässig und an einer Seite abgeflacht ist. Zentrisch dazu ist ein lichtemittierende Halbieiterkristall 2 angeordnet. Dahinter befindet sich konzentrisch, d. h. axialsymmetrisch, ein Paraboloidreflektor 3. der in Draufsicht ebenfalls kreisförmig ist.Fig. La shows in section a standard light emitting diode D ' in plan view. When viewed from above, the light-emitting diode has a circular plastic housing 1 which is translucent and flattened on one side. A light-emitting semi-conductor crystal 2 is arranged centrally in relation to this. Behind it is concentrically, ie axially symmetrical, a paraboloid reflector 3. which is also circular in plan view.
Fig. Ib zeigt die Standardleuchtdiode D' im Längsschnitt. Das lichtdurchlässige Kunststoffgehäuse 1 läßt achsenparallel (A) das Licht L, hier nach unten gezeichnet, austreten. Der Halbleiterkristall 2 sitzt im Brennpunkt des Paraboloidreflektors 3. Am Reflektor 3. der mit dem Halbleiterkristall elektrisch verbunden ist, ist ein elektrischer Anschluß 4 für die Leuchtdiode D' mit angeformt und aus dem Gehäuse herausgeführt. Der zweite elektrische Anschluß 4' ist ebenfalls im Gehäuse 1 eingebettet und ist mit der gegenüberliegenden Seite des Halbleiterkristalls 2 verbunden. Auf der Seite des Lichtaustritts L der Diode D' ist das Gehäuse 1 als Konvexlinse 5 ausgebildet. Die vom Halbieiterkristall emittierten Lichtstrahlen L werden an dieser optisch wirksamen Vorsatzlinse 5 gebrochen, so daß sie parallel zur Gehäuseachse A aus der Leuchtdiode D' austreten.Fig. Ib shows the standard light emitting diode D ' in longitudinal section. The translucent plastic housing 1 lets the light L, drawn downwards here, exit parallel to the axis (A). The semiconductor crystal 2 sits in the focal point of the paraboloid reflector 3. On the reflector 3. which is electrically connected to the semiconductor crystal, an electrical connection 4 for the light-emitting diode D 'is molded on and led out of the housing. The second electrical connection 4 ′ is also embedded in the housing 1 and is connected to the opposite side of the semiconductor crystal 2. On the side of the light exit L of the diode D ' , the housing 1 is designed as a convex lens 5. The light rays L emitted by the semi-conductor crystal are refracted at this optically effective additional lens 5, so that they emerge from the light-emitting diode D ' parallel to the housing axis A.
Fig. 2a ist gleich der Fig. la, der Unterschied der Leuchtdiode D wird erst in F i g. 2b erkenntlich. F i g. 2b zeigt das Gehäuse 1 mit einer Linse 5', die schräg zur Gehäuscachse A der Leuchtdiode D angeformt ist. Dabei ist sie in einem vorgegebenen Winkel α zur Gehäuseachse A geneigt, so daß das vom Brennpunkt des Paraboloidspiegels 3 emittierte Licht L des Halbleiterkristalls 2 in einem bestimmten Winkel φ zur Gehäuseachse A aus der Leuchtdiode D austritt. Die optisch wirksame Linse 5' der Leuchtdiode D ist also imFIG. 2a is the same as FIG. La, the difference in the light-emitting diode D is only shown in FIG. 2b recognizable. F i g. 2b shows the housing 1 with a lens 5 'which is formed at an angle to the housing axis A of the light-emitting diode D. It is inclined at a predetermined angle α to the housing axis A , so that the light L of the semiconductor crystal 2 emitted from the focal point of the parabolic mirror 3 emerges from the light-emitting diode D at a certain angle φ to the housing axis A. The optically effective lens 5 'of the light-emitting diode D is therefore in
Gegensatz zur Standardleuchtdiode D'abgeflacht. Eine derartig ausgebildete Linse 5' weist keine polare Symmetrie mehr auf, sondern lediglich in Horizontalrichtung eine Symmetrie, in Vertikalrichtung, aber einen bevorzugten Lichtaustritt nach unten auf. in der Figur nach links dargestellt.In contrast to the standard light-emitting diode D ', flattened. A lens 5 'embodied in this way no longer has polar symmetry, but rather only a symmetry in the horizontal direction, but in the vertical direction, but a preferred light exit downwards. shown in the figure to the left.
Eine Kippung der Hauptintensität des abgestrahlten Lichtes (2) zur Gehäuseachse A läßt sich auch erzielen, wenn der Reflektor 3 außerhalb der Gehäuseachse A der Leuchtdiode D angeordnet ist, wie in F i g. 3a und 3b dargestellt. In Fig.3a ist der Reflektor 3 in Draufsicht außerhalb der Mitte (A) der Leuchtdiode D zu erkennen. Im Brennpunkt des Reflektors 3 ist wiederum der lichtemittierende Halbleiterkristall 2 dargestellt. F i g. 3b zeigt die Leuchtdiode D im Längsschnitt. Die elektrischen Anschlüsse 4 und 4' sind aus dem Gehäuse 3 der Leuchtdiode D, in der Zeichnung nach oben dargestellt, herausgeführt Der asymmetrisch angeordnete Reflektor 3 weist hier eine Neigung der Reflektorachse 3b um beispielsweise β — 2° gegenüber der Gehäuseachse A der Leuchtdiode D auf.A tilting of the main intensity of the emitted light (2) to the housing axis A can also be achieved if the reflector 3 is arranged outside the housing axis A of the light-emitting diode D , as in FIG. 3a and 3b shown. In FIG. 3a, the reflector 3 can be seen in a plan view outside the center (A) of the light-emitting diode D. The light-emitting semiconductor crystal 2 is again shown at the focal point of the reflector 3. F i g. 3b shows the light-emitting diode D in a longitudinal section. The electrical terminals 4 and 4 'are shown out of the housing 3 of the light-emitting diode D in the drawing above, led out of the asymmetrically disposed reflector 3 has here β for example, an inclination of the reflector axis 3b - 2 ° with respect to the housing axis A of the light emitting diode D on .
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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