Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Lichttechnik und im besonderen solche Systeme, welche die Kategorie der Flachlichtsysteme betreffen.

Aus DE 299 10 235 Ul bekannt ist ein Lichtbild, das aus einem ßildträger, einem Rahmen und einer Hintergrundbeleuchtung besteht, wobei auf dem ßildträger lichtdurchlässige Ausnehmungen angebracht sind, als eine Unterlage für Bilder verschiedene Gläser (auch aus einem Acryl) verwendet sind und für die Lichtreflektion die Rückseite des Rahmens mit einer weißen oder anderen reflektierenden Farben (auch mit einem reflektierenden Metall) ausgeführt ist.

Es ist auch eine Leuchtdiodenbeleuchtung für Wandbilder u.a. flachen Objekte bekannt (DE 29714 705 Ul), bei der im Rahmen die LEDs eingebaut sind. Aufgrund hoher Lichtenergie, des Lebensdauers der Leuchtdioden (in Gegensatz zu anderen Leuchtmitteln, z.B. Leuchtstoffröhren), der Betriebsspannung im Niederspannungsbereich etc. kann diese Beleuchtung auf diesem Bereich gut verwendet werden. Die Kombination mit der Elektronik für bestimmte Lichteffekte (z.B. Blinklichter, Wechselblinker), mit Sound - Modul (Geräuscheffekte) oder mit herkömmlichen Lampen läßt sich einfach beliebige Leuchteffekte realisieren.

Alle zuvorgenannten Systeme haben lediglich minderwertige Effektivität bei einer besonders flachen Hinter leuchtung (insbesondere von Bildtransparenten und LCD - Monitoren). Auch ist die Bauweise der bekannten System relativ kompliziert. Ferner sind auch Beschränkungen bezüglich der Leuchteffekte zu beobachten - so sind beispielsweise auf den Licht abstrahlenden Flächen verschiedene unregelmäßige Zonen zu erkennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Aufbau kostengünstiges Leuchtdiodensystem zur Erzeugung von homogenem Flachlicht mittels Leuchtdioden mit definiertem Lichtaustrittswinkel zu schaffen, das mit einem absoluten Minimum an Höhe ankommt und dabei dennoch eine optimale Lichtwirkung erzielt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rahmen mit einer reflektierenden Platte, die teilweise ausgebogen ist, und einer transparenten Folie mit beidseitig gekörnter Oberflächenstruktur ausgestattet ist, wobei diese Folie mit einer Krümmung den Rahmen abdeckt, und die LEDs in gleichmäßigen Abständen auf einem Platinenstreifen montiert sind, der am Anfang der reflektierenden Platte im Rahmen befestigt ist, so daß die Leuchtdioden in exakt horizontaler Richtung strahlen.

Die Kurve der Platte, die mit einer weißen Reflexionsschicht ausgekleidet ist, beginnt etwa in ihrer Mitte und steigt kontinuierlich an. Die Kurvenform wurde in einer langen Reihe von Experimenten exakt ermittelt und erlaubt, das Licht gleichmäßig über die Distanz der gesamten Einstrahltiefe bis in die äußerten Winkel hinein zu erzeugen und gleichmäßig zu verteilen, unabhängig von der jeweiligen Größe der Gesamtfläche des Lichtsystems.

Die Zahl der LEDs ist von der Einstrahltiefe abhängig. Größere Abstände zwischen den LEDs führen zu den dunklen Flecken im Einleuchtungsbereich. Im Rahmen von systematischen Experimenten mit verschiedenen großen Lichtflächen wurde festgestellt, wenn die Länge (Einstrahltiefe) des Objektes verdoppelt wird, verdoppelt sich gleichzeitig die Anzahl der LEDs, während der angegebene Wert des Abstrahlwinkels der LEDs gleichzeitig zu halbieren ist.

Die Verwendung einer Folie, die mit einem bestimmten Krümmungsverlauf den Rahmen abdeckt, ist hier ebenso wichtig, wie die Zahl der LEDs, da sie ermöglicht, das Licht der LEDs mittels vieler auf einander abgestimmter Brechungswinkel die durch den exakten Kurvenverlauf der Folie erzeugt sind, sowohl gleichmäßig zu verteilen, als auch gleichzeitig in Richtung zur ßetrachtseite abzustrahlen.

Infolge des genau definierten Kurvenverlaufes der Platte zusammen mit der transparenten Folie mit ebenfalls genau definierter Wölbung, sowie einer sehr minimalen Anzahl von LEDs mit einem jeweils definiertem Lichtaustrittswinkel, ist es zum ersten Mal möglich, mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Leuchtdiodensystems eine flächig - homogene Lichterzeugung mit besonders hoher Lichtausbeute bzw. geringem Wirkungsgradverlust, in nahezu allen Größendimensionen zu extrem günstigen Kosten zu verwirklichen.

Zur Erweiterung des Spektrums der Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Leuchtdiodensystem ist es zweckmäßig, in den Rahmen einen Aufklapp - Mechanismus einzuordnen, welcher die Stromzuführung durch Batterien oder erneuerbare Energiequellen aktiviert. Die Einführung dises schon lang bekannten Mechanismus in das System in Verbindung mit dem geringen Eigengewicht erlaubt es, u.a. neuartige Anwendungen zu realisieren, die besonders für den mobilen Einsatz geeignet sind.

Außerdem können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in den Rahmen verschiedene zusätzliche Kombinationen angeordnet werden - wie z.B. unterschiedliche Arten von ßewegungsmeldern, Farbwechselprogrammierung etc.

Nachfolgend werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 - die Gesamtansicht des Leuchtdiodensystems;

Fig. 2 - der Platinenstreifen mit LEDs;

Fig. 3 - die reflektierende Platte;

Fig. 4 - die Streufolie;

Fig. 5 - die Streufolie, Variante

Fig. 6 - das Leuchtdiodensystem mit Auf klapp - Mechanismus.

Das Leuchtdiodensystem besteht allgemein aus einem Rahmen 1, auf dem eine reflektierende Platte 2 untergebracht ist, und der mit einer transparenten Folie 3 abgedeckt ist.

Die Hinterleuchtung besteht aus den LEDs 4, die mit einem gleichen Abstand auf einem Platinenstreifen 5 montiert sind. Der Platinenstreifen wird auf den Rahmen am Anfang der Platte 2 befestigt (z.B. durch die Falzen 10). Der Abstand (das gesamte Objekt 9 mißt 85 x 150 mm) beträgt hierbei max. 16 mm (gemessen Mitte zu Mitte) bei einem LED - Absrαhlungswinkel von 45 Grad. Dies steht den absoluten unteren Grenzwert bezüglich einer gleichmäßigen Ausleuchtung sowie Lichtabstrahlung des Systems dar.

Die reflektierende Platte 2 ist teilweise ausgebogen hergestellt 6. Die Höhe des Rahmens H wird hier nur durch den Durchmesser der LEDs und bei größeren Lichtflächen zusätzlich auch durch den Strahlungswinkel der LEDs bestimmt. Bei einer Verwertung der weit verbreiteten LEDs mit Standartdurchmesser 5 mm und einem Lichtabstrahlwinkel 35 Grad beträgt die Gesamthöhe des Systems nicht mehr als 7 mm.

Soll die Länge L des Objektes 9 verdoppelt werden, wird die Höhe des Rahmens durch den ausgebogenen Teil 6 der Platte 2 um den Faktor 1,4 größer - d.h. jede weitere Verdoppelung der Länge (die Breite ist prinzipiell endlos) bringt eine Vergrößerung der Höhe des Rahmens um den Faktor 1,4 mit sich. Dieses Verhältnis wurde durch mehrere Experimente festgestellt.

Die Folie 3 ist mit der Hilfe der doppelseitiger Klebestreifen 7 mit der Krümmung 8 auf dem Rahmen montiert. Der Höhepunkt K der Krümmung beträgt 2 - 3 mm. Das ermöglicht die „richtige" gleichmäßige Verteilung des Lichtes. Bei der Vergrößerung der Länge des Objektes 9 gilt hier auch die o.g. Regelung - jede Verdoppelung der Länge bringt eine Vergrößerung des Höhepunktes K um den Faktor 1,4 und damit gleichzeitig eine Veränderung des Krümmungsverlaufs der Folie mit sich, welche den jeweils höchstmöglichen Lichtwirkungsgrad bewirkt.

Das zu hinter leuchtende Objekt 9 (z.B. ein transparentes Bildmotiv) kann ohne Zwischenraum unmittelbar über der Folie 3 angebracht werden.

Bei einer weiteren Modifikation des Leuchtdiodensystems (Fig. 5) ist der Rahmen 1 mit dem Auf klapp - Mechanismus 10 ausgestattet. Das erlaubt eine automatische Hinterleuchtung des Objektes 9 bei der Öffnung des Deckels 11 zu bewirken. Die Verwendung dieses Mechanismus bei der Hinterleuchtung flacher Informationsträger bringt, bedingt durch den unerwarteten Lichteffekt, für die Adressanten eine besonders positive Überraschung mit sich (insbesondere, wenn das System als z.B. eine Postkarte, Werbe - Faltkarte, Einladungskarte oder Kunstkarte ausgeführt ist).

Eine zusätzliche positive Überraschung stellt die Möglichkeit dar, die mobilen Flachlicht - Objekte mit einer integrierten Stecker - Buchse für den Anschluß eines Steckernetzteils auszustatten, welche wahlweise auch einen langfristigen, wartungsfreien Dauerbetrieb der gestalteten Lichtobjekte ermöglicht. Für die Steuerung ist ein Elektro nikschemα 12 vorgesehen. Mit diesem Schema können auch zusätzliche Kombinationen verbunden werden - wie z.B. ßewegungsmelder, Farbwechselprogrammierungen, Miniatur - Antriebssysteme für kinetische Effekte u.a. Für die Erweiterung der Effekte können auch UV - Licht abstrahlende LEDs kombiniert mit verschiedenen UV - aktiven Folien, Kunststoffen, Tagesleuchtfarben, und an Stelle eines transparenten ßildmotivs für das Objekt 9 benutzt werden.

Die vorgeschlagene Konstruktion ist besonders leicht und läßt sich aufgrund seiner Flachheit auch relativ unkompliziert in modernen technischen Objekten plazieren, was heute bei einer fortschreitenden Minimierung und Mobilität der Technik als sehr wichtig zu erachten ist. Die Höhe bzw. Flachheit der neuen Konstruktion entspricht im Wesentlichen nur dem Durchmesser der LEDs zuzuglich wenigen mm für die Folie 3.

Nachfolgend soll kurz auf die Funktionsweise des Leuchtdiodensystems eingegangen werden. Das von den LEDs ausgehende Licht gelang durch die Folie 3 hindurch zum zu hinterleuchtenden Objekt 9.. Dank der weißen reflektierenden Platte 2 mit dem gebogenen Teil 6 und der transparenten Folie 3 wird das Licht gleichmäßig auf das Objekt 9 verteilt.

Das vorgeschlagene System kann im Wesentlich in Form eines Blisters (Tief ziehtei Is) oder Spritzgußteils hergestellt werden, welches auf einem stabilen Träger montiert oder in einer EVA - Sandwichplatte integriert ist.

Die Strom führenden Teile des Systems können in Siezharz eingebettet werden und darüber hinaus luft - und wasserdicht versiegelt sind; das wird zur lichtabstrahlenden Seite hin mittels einer Glas - oder transparenten Kunststoff Scheibe bewerkstelligt.

Durch den Einsatz spezieller UV - Leuchtdioden, kann das Leuchtdiodensystem die Funktion einer Lampe einnehmen, welche herkömmliche UV - Lampen (Schwarzlichtlampen) ersetzen können, wodurch ein effektvolles Aufleuchten von Bildern und Schriften aus UV - aktiven Materialien erreicht wird.

Das vorgeschlagene System kann auch als ein Bilderrahmen versehen mit zwei Strom leitenden Anhängevorrichtungen hergestellt werden, in die zwei Stromdrähte einzuhaken sind, welche zu einer Stromschiene führen, welche als Quelle zur Einspeisung von Niedervoltstrom und gleichzeitig als Aufhängevorrichtung dient. Dank ihrer besonderen Qualitäten hinsichtlich Flachheit, Mobilität und sehr geringen Herstellungskosten, kann die Erfindung in vielen verschiedenen Einsatzbereichen zur Anwendung kommen - z.B. zur Atraktivitätssteigerung von Produkten wie Foto - Stellrahmen, Tassen, Kalendern, Taschen, Möbeln, Sportgeräten, Accessoires u.a., wozu auch die Verwendung von transluzenten Lentikularlinsen (3D - Bilder) herangezogen werden kann.

Die Verwendung der vorstehend beschriebenen Erfindung ermöglicht eine Erweiterung der Möglichkeiten zur Erzeugung von homogenem Flachlicht in der Lichttechnik und erlaubt es, mit einer besonders niedrigen Konstruktion bei der Erzeugung von homogenem Flachtlicht auszukommen.