WO2007051323A1 - Piece of jewellery - Google Patents

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WO2007051323A1
WO2007051323A1 PCT/CH2006/000495 CH2006000495W WO2007051323A1 WO 2007051323 A1 WO2007051323 A1 WO 2007051323A1 CH 2006000495 W CH2006000495 W CH 2006000495W WO 2007051323 A1 WO2007051323 A1 WO 2007051323A1
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WO
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gemstone
piece
led chip
reflector
carrier
Prior art date
Application number
PCT/CH2006/000495
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German (de)
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Inventor
Gerhard Staufert
Original Assignee
Lucea Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Lucea Ag filed Critical Lucea Ag
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    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C17/00—Gems or the like
    • A44C17/006—Gems provided with a cavity, e.g. for containing another gem
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C15/00—Other forms of jewellery
    • A44C15/0015—Illuminated or sound-producing jewellery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
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    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to actively illuminated jewelry.
  • Active luminous pieces of jewelery have a special charm, especially at night or in rooms that are not fully lit. Particularly desired is a glittering effect that is pronounced of the sparkle of high-refractive gemstones or this even in the truest sense of the word in the shade.
  • the light coupling into the piece of jewelry can not be optimally solved, since losses have to be accepted at the transitions between LED chip housing, housing cavity and cavity piece of jewelery. Therefore, the power consumption is not minimal, with the result that either the lighting time is very limited or that large batteries are used - -
  • the invention is characterized essentially by the fact that a piece of jewelry comprises at least one unhoused LED chip as illumination means.
  • the at least one LED chip is applied to a carrier contacting it.
  • Chipless in the sense of the above application is a chip if it does not have a prefabricated housing (generally made of plastic, with connecting wires or SMD connection contacts), but is integrated as a chip in the piece of jewelry
  • the term does not exclude that elements of jewelery according to the invention hold the chip and at least partially surrounded and thereby form a housing for the chip.
  • a reflector On the carrier, a reflector may be arranged. This is preferably formed so that at least a portion of the LED chips with respect to a The optical axis laterally emitted light is deflected by reflection on at least one mirror surface of the reflector, whereby a directivity arises.
  • the invention comprises a gemstone or
  • Retroreflector in which the emitted light from the LED chip / LED chips light is coupled.
  • the gemstone or retroreflector can by a
  • Reflector be bordered by the aforementioned type, or he can - such a comparatively small dimensioned - carry in a cavity.
  • the at least one LED chip without such
  • Retroreflector protrude into a cavity of the gem in order to couple as large a proportion of the emitted light in the gemstone can.
  • a “gemstone” in the sense of this invention is a gemstone (diamond, sapphire, etc.) or consists of a transparent, but at least translucent, glass or a transparent, but at least translucent, plastic. ie with straight, mutually angled surfaces and defined edges between the surfaces), or has a rounded shape (spherical, ellipsoidal, fantasy shape) .It generally has a smooth, or under some circumstances completely or only partially targeted to achieve stray light roughened surface.
  • the piece of jewelery according to the first aspect can be used wherever sparkling stones are used, for example in jewelery worn on the body (necklace pendant, brooch, earring, finger ring etc. or as room decoration, (part of) a lamp etc.
  • the piece of jewelry is a portable piece of jewelry, ie it has means to carry it on the body, for example (eyelets for) a necklace, a plug of an earring, a needle of a brooch, a ring for a finger
  • a reflector which optimally converts the light of the minimum current operated LED chip into an effective glitter.
  • the aesthetic effect of the piece of jewelry is preferably achieved by all elements - so if they are visible in particular by the support and reflector - and amplified by the glitter of the reflector.
  • the invention is based on the idea that through the use of unhoused LED chips instead of chips with prefabricated housing, the light input and / or light emission characteristic can be tailored to the properties of a piece of jewelry.
  • an optimization of the spatial distribution of the light emitted by the LED chip / the LED chip and / or the coupling of the same into a chip / chips surrounding Schuckstein or Retroreflector is possible.
  • an optimized lighting effect can be achieved with as little light as possible and thus minimal power consumption.
  • Sample pieces show that, for example, with a blue LED chip emitting about 10 mW radiation flux at 20 mA and with a reflector of the type mentioned already with 0.05 to 0.1 mA current even on a sunny day in the shade produces the desired clear glittering effect can be. This good effect at low currents is maintained even when the light of the blue LED chip is converted to white by means of conversion dyes.
  • Optical calculations show that by means of an LED chip embedded in a correspondingly crystal-cut stone with a reflector, up to 10 lumens of concentrated light emerge from the crystal-like stone, whereby the crystal-like stone is made to glitter by a targeted amount of scattered light and, moreover, thanks to the Smallness of LED chip and reflector keeps its undisturbed absolute form in the aesthetic sense.
  • Fig. 1 shows a view of a first embodiment of an inventive piece of jewelry
  • Fig. 2 to 4 show sectional images of further embodiments of the inventive piece of jewelry, namely gemstones
  • Fig. 5 shows a representation of another gem.
  • the piece of jewelery 10 according to FIG. 1 has a carrier 12 and on the carrier a plurality of LED chips or groups of LED chips, which pass through the
  • Carrier be contacted electrically.
  • the carrier has at least two mutually insulated electrical conductors; These can be different
  • Layers of a printed circuit board-like layer structure may be arranged.
  • Each LED chip or group of LED chips is arranged inside a reflector 11.
  • the LED chips Due to the reflectors, the LED chips can be operated with low power, and yet a luminous effect is achieved. For example. Already in operation with 0.2 mA per LED a good effect is achieved. Under these conditions, 45 LED chips can be operated with a rechargeable lithium-ion flat battery (approximately 30 * 40 * 3 mm) for 30 to 60 hours.
  • the reflectors 11 are designed so that they act - preferably in the non-luminous state - as a decorative element.
  • they are metallic and externally form a cylindrical body with a pleasing metallic surface (eg aluminum, bare or anodized, silvered, gold plated, etc.
  • a translucent or colored surface In the publications mentioned, a reflecting surface is described which allows a high yield of the light generated by the LED chips and, if desired, a directional effect, in which case the reflectors 11 may also be cylindrical inside, and therefore not cylindrical directional radiation, but still cause a good yield.
  • the reflectors can be formed by transparent reflector bodies, which in their lower part have a paraboloid-like surface on the outside, at which the light is deflected by total reflection upwards into a possibly faceted area of the transparent body.
  • the reflector body for example, at least partially surrounds the LED chip, so that there is no empty space between the reflector body and the LED chip.
  • the LED chips within a LED chip group and / or the LED chips associated with the various reflectors 11 can emit light of different wavelengths.
  • the carrier has at least two connection surfaces 13a, 13b between which an electrical voltage can be applied.
  • the connection surfaces 13a, 13b each provided with an eyelet, in which, for example, an eyelet or a hook of a chain can be hung.
  • the piece of jewelry 10 is then, for example, a trailer to be worn around the neck.
  • a battery for the power supply can, for example, be worn in the neck and therefore practically invisible. Since due to the inventive approach, the power consumption is low and a small battery is sufficient, the battery can also be located at a different location, for example.
  • a voltage between the pads 13a, 13b must be applied so that the piece of jewelery lights up actively.
  • the voltage depends on the operating voltage of the LED chips, the type of wiring of the chips (i.e., whether chips are connected in series in groups), and any other passive or active elements.
  • the jewelry shown has a variety of chip-reflector combinations.
  • a piece of jewelery according to the invention can - in another embodiment - also have only one such combination. - -
  • Figure 2 shows a detail of a gemstone 25, which is bordered by a reflector 23, i. the reflector is in addition the socket of the gemstone.
  • An LED chip 21 or more LED chips are applied (possibly together) on a carrier 22 which electrically contacts the LED chips.
  • the reflector (23), which simultaneously acts as a border for the gemstone 25, is attached to the carrier 22.
  • the reflector may, for example, have a diameter of about 3 mm and an approximate height of 3 mm, for example. Made of aluminum, wherein it has a jewelery surface outside.
  • the reflector 23 serves to feed-back from the LED chip laterally emitted or undesirable from a gemstone interface reflected light back into the gem and thus additionally increases the efficiency.
  • the reflector can be shaped so that an optimal illumination of a particular gem shape is achieved. In other words, the shape of the reflector 23 can be calculated and matched to the stone shape.
  • the coupling material 24 is preferably a transparent material, which is liquid at the moment of the combination of reflector / socket and gemstone and acts as an adhesive for the gemstone. In the operating state, the coupling material 24 is preferably permanently elastic in order to prevent mechanical stresses on the chip and bonds.
  • the upwardly open surface of the reflector has a first 23a reflector portion and a second, serving as a support area for the reflector portion 23b with different angles to a central axis of the light cone emitted by the chip (in the example shown, the vertical) and possibly a different Shape.
  • the socket may be formed so that a correspondingly shaped gemstone mechanically locks in the socket.
  • a corresponding, for example, circumferential latching projection 23c is also shown in FIG.
  • the stone and the reflector may be shaped so that both combine to form a retroreflector. This produces attractive effects even when the light source is switched off in sufficient light conditions.
  • a retroreflector can be used instead of a gemstone 25, a retroreflector can be used.
  • a carrier may have a plurality of chip-reflector combinations - for example, each with a gemstone / retroreflector.
  • these can be individually controlled as in the above example.
  • the carrier can also be subsequently cut into functional subunits.
  • the reflector is not specifically adapted in its shape to the shape of the gemstone or retroreflector, ie there is no or no adjusted contact area 23b.
  • Stattdesssen the gemstone isweb-like, ie there is no or no adjusted contact area 23b.
  • the gemstone isweb-like, ie there is no or no adjusted contact area 23b.
  • Stattdesssen the gemstone isweb-like, ie there is no or no adjusted contact area 23b.
  • the substance coherent connection can be effected, for example, by the coupling material 24; this may be present as at least partially curing silicone paste.
  • the embodiment of the jewel 30 of Figure 3 differs from that of Figure 2 in that the reflector 33 does not act as a socket - in the sense of "border" - but that the gemstone 35 has a cavity 34. Inserted into this acts the reflector 33 in the example shown, the attachment is primarily by a press-in lip 33c, which engages in a broadening of the cavity and causes the reflector is stuck almost self-locking in the gemstone.
  • a cohesive connection (gluing, etc.) can additionally or alternatively be used for holding,
  • the cavity 34 can be completely or partially filled by the reflector 33, the at least one chip 31 and the coupling material a majority of the light emitted from the chip 31 light from the chip 31 via the Koppelmater ial directly into the gemstone 35, i. a possible air gap is as drawn at most peripheral.
  • the reflective surface 33a of the reflector has only one section due to the different geometry.
  • the reflector may be so small (for example. Diameter between 0.5 and 4 mm, height 0.2 to 2.5 mm), that it hardly interferes even within relatively small gems or retroreflectors.
  • the outer surface of the reflector is executed, for example, as a decorative surface or as neutral as possible.
  • the - optional - coupling material can be permanently elastic or fully cured. It can be introduced in the manufacture in the reflector so that it protrudes slightly over the top of the same and when pressed into the gemstone the desired approximately air gap-free overlay between coupling material and gemstone arises.
  • the jewel 40 according to FIG. 4 has at least one LED chip 41 on a carrier 42. The LED chip is inserted into a corresponding cavity 43 of a gem 45 or retroreflector.
  • the carrier 42 is designed so that it can be connected to the gemstone 45 or retroreflector by gluing, soldering, laser welding or other connection technology. Light emitted by the LED chip 41 is coupled via the cavity into the gemstone 45 or the retroreflector.
  • the gemstone 45 or retroreflector is according to a particularly preferred embodiment in its lower part 45a designed so that it deflects the light emitted at a shallow angle from the LED chip 41 by total reflection substantially in the direction of the normal of the carrier 42. This leads to a significantly improved illumination of the viewer facing sides of the gemstone 45th
  • An increased light coupling can also be effected in this embodiment by the presence of a preferably permanently elastic coupling material in said cavity.
  • an LED chip 51 or a plurality of LED chips is mounted on a carrier 52, which electrically contacts the at least one chip.
  • the carrier is now designed such that at least its part carrying the chip / chips can be pushed into a corresponding cavity 54 of a gemstone 55 or retroreflector and held there by means of casting with an optically transparent coupling material and / or force or form closure ,
  • the optional coupling material is preferably transparent and at the moment of the union of reflector / socket and gemstone liquid and acts as an adhesive for the gem. in the - -
  • Operating state it is preferably permanently elastic to prevent mechanical stresses on chip and bonds.
  • the locations for the electrical connection of a power source (pads) to the carrier are designed so that at least one side of an aesthetically pleasing jewelry unit is present after attaching appropriate electrically conductive, rigid or flexible feeding.
  • the support is designed such that connection holes 52b are present for the connection of electrically conductive supply elements, which are provided at most with short additional tubular elements 52c for better contacting of said electrically conductive supply elements.
  • the carrier after application and. electrical contacting of the LED chip (s) are reshaped so that the average spatial radiation direction - or the axis of the light cone generated by the LED chip - is in the plane of the unformed support and that the light is emitted around this middle direction without obstruction becomes.
  • the carrier can be designed such that, after the application and electrical contacting of the LED chip (s), it can be reshaped such that its terminal pads (pads), which in this case are formed as connection holes or connection recesses, are provided with short tubular additional elements. arranged one behind the other concentrically with respect to a common center line.
  • This allows, for example, to mount the finished piece of jewelry in two resilient feed elements. Or it allows the contacting by means of a jewelry strand or a jewelery wire by this element (wire or wire) as a whole pulled through the two connection holes, mechanically and electrically connected to both pads and is divided between the two pads. Or it allows the contacting by means of a double stripped at corresponding points double, ie at least two-stranded jewelry strand or jewelry wire.
  • the jewelry strands mentioned may, for example, consist of a large number of very thin, gold-plated or silver-plated copper wires which coated with a transparent, almost invisible insulating material of a few microns thick.
  • the jewelry strands therefore appear as attractive jewelry elements.
  • the carrier may also be designed such that it is fastened completely inserted into the gemstone together with the LED chip / LED chips and that its connection pads are concentric with corresponding bores 55b in the gemstone.
  • the support may be designed so that it can be used as described with reference to Figure 5 (i.e., the support protrudes into the cavity and may possibly be fixed there by spring action).
  • the support protrudes into the cavity and may possibly be fixed there by spring action.
  • Further combinations are conceivable, for example combinations of the principle according to FIG. 1 with the principle of any of FIGS. 2 to 5, in which case at least one of the refectors 11 carries a gemstone or retroreflector or is replaced by a gemstone or retroreflector.
  • the carrier electrically contacting the chips and mechanically holding and optionally optical elements may be designed such that it already contains suitable connecting elements to an external system.
  • it may already be provided with the contacts and resilient retainers for replaceable batteries (eg button rows). Or he can
  • Connector eg connector included, with which, for example, a gemstone with integrated chip and possibly reflector can be releasably attached to a suitable outer holder.
  • the connector simultaneously secures electrical connection of the system and mechanical connection of the entire crystal. If necessary, the gemstone can be replaced by another Gemstone with integrated LED chips and possibly reflectors are replaced.
  • Example of an application Chandelier with self-luminous, interchangeable gemstones.
  • silicone is a particularly preferred choice for this material.
  • the carrier may be configured to have a "jewelery surface", that is, for example, to have a continuous or alternately golden, silvery, colored, translucent, etc. surface for the viewer
  • the gold, silver or color layer is, for example, only outside of the surfaces on which the reflectors are mounted with LED chip available.
  • One or more reflectors of the type described above may be mounted on a carrier, each reflector being associated with an LED chip or a group of LED chips and mounted in its interior.
  • LED chips are present within an LED chip group and / or multiple reflectors, different chips can emit light with different wavelengths.
  • controller which controllably lights up the chip (s) in a predetermined rhythm or by the user.
  • the carrier can be designed so that different chips or chip groups can be controlled independently. If the chips in emit different wavelengths, different colors, color patterns and / or color gradients can be generated in this way.
  • the brightness may vary, for example, controlled by the jewelry carrier (by pressing an item of jewelry, a control surface), due to the measured light incidence, controlled by a timer, etc.
  • the carrier may also be formed so that it carries many chip-reflector combinations and subsequently in each individually functional sub-elements can be cut, each having at least one chip-reflector combination.
  • the carrier may also be formed so that it carries many chip-reflector combinations and subsequently in each individually functional sub-elements can be cut, each having at least one chip-reflector combination.
  • Light emitted by the LED chips may be at least partially converted to light of other wavelengths / wavelength distributions by a conversion dye.
  • Reflectors be coordinated so that the whole element acts as a spot, possibly with a targeted amount of stray light, which brings the gem to sparkle.
  • the optical axis of the chip parallel or at an acute angle running side surfaces of the gemstone have a fringing effect, due to total reflections on these side surfaces.

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Abstract

The invention relates to a piece of jewellery (30), comprising at least one unhoused LED chip (31) as light source. The at least one LED chip is mounted on a contact support (32). The invention is characterised in that by using unhoused LED chips instead of chips with pre-assembled housings the injection of light, in particular, into a piece of jewellery (35) and/or the light emitting characteristics can be matched to the properties of a piece of jewellery.

Description

SCHMUCKSTÜCK JEWEL
Die vorliegende Erfindung betrifft aktiv leuchtende Schmuckstücke.The present invention relates to actively illuminated jewelry.
Aktiv leuchtende Schmuckstücke haben einen besonderen Reiz, insbesondere des nachts oder in Räumen, die nicht voll ausgeleuchtet sind. Besonders erwünscht ist eine Glitzerwirkung, die an das Funkeln von hochbrechenden Edelsteinen erinnert oder dieses sogar im wahrsten Wortsinn in den Schatten stellt.Active luminous pieces of jewelery have a special charm, especially at night or in rooms that are not fully lit. Particularly desired is a glittering effect that is reminiscent of the sparkle of high-refractive gemstones or this even in the truest sense of the word in the shade.
Aus der Literatur ist bereits bekannt, Schmuckstücke dergestalt mit lichtemittierenden Dioden (LEDs) zu kombinieren, dass die Schmuckstücke leuchten. Als Beispiele seien die Schriften US 2004/196650, GB 23833939, FR 2796252, JP 2004/313722, WO 00/09940 und JP 2002/136312 genannt. Allen diesen bekannten Lösungen ist gemeinsam, dass sie von marktüblichen, fertig gehäusten LED-Lampen ausgehen. Diese sind entweder in ein Inneres des Schmuckstücks eingebracht oder beleuchten einen Hohlraum, an welchen auch das Schmuckstück oder eine Mehrzahl von Schmuckstücken anschliesst. Dies bedeutet erstens, dass keine spezifische auf Schmuck optimierte Gehäusung verwendet werden kann. Weiter ist die Lichteinkopplung ins Schmuckstück nicht optimal lösbar, da an den Übergängen LED-Chip-Gehäuse, Gehäuse-Hohlraum und Hohlraum-Schmuckstück jeweils Verluste in Kauf genommen werden müssen. Daher ist auch der Stromverbrauch nicht minimal, was zur Folge hat, dass entweder die Leuchtdauer sehr eingeschränkt ist oder dass grosse Batterien verwendet werden - -It is already known from the literature to combine pieces of jewelery with light-emitting diodes (LEDs) in such a way that the pieces of jewelery shine. Examples which may be mentioned are the documents US 2004/196650, GB 23833939, FR 2796252, JP 2004/313722, WO 00/09940 and JP 2002/136312. All these known solutions have in common that they emanate from commercially available, pre-packaged LED lamps. These are either introduced into an interior of the piece of jewelry or illuminate a cavity, to which also the piece of jewelry or a plurality of pieces of jewelry adjoins. This means, firstly, that no specific jewelry-optimized packaging can be used. Furthermore, the light coupling into the piece of jewelry can not be optimally solved, since losses have to be accepted at the transitions between LED chip housing, housing cavity and cavity piece of jewelery. Therefore, the power consumption is not minimal, with the result that either the lighting time is very limited or that large batteries are used - -
müssen, was bei Schmuckstücken durchaus unerwünscht ist. Auch die Wärmeentwicklung aufgrund der Verluste kann je nach Lichtleistung und Art des Schmuckstücks unerwünscht sein. Unkontrollierbar austretendes Streulicht ist auch optisch störend.have to, which is absolutely undesirable for jewelery. The heat development due to the losses may be undesirable depending on the light output and type of jewelry. Uncontrollable leaking stray light is also visually disturbing.
Ausgehend vom vorstehend erwähnten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schmuckstück zur Verfügung zu stellen, welches die bekannten Nachteile überwindet und welches eine Optimierung der räumlichen Verteilung des vom LED-Chip/von den LED-Chips abgestrahlten Lichtes und ggf. der Einkoppelung desselben in einen Schmuckstein ermöglicht. Ausserdem sollte mit möglichst wenig Licht - und damit mit minimiertem Stromverbrauch — ein optimierter Lichteffekt erzielt werden.Based on the above-mentioned prior art, it is an object of the invention to provide a piece of jewelry available, which overcomes the known disadvantages and which optimizes the spatial distribution of the light emitted by the LED chip / LED chips and possibly the coupling the same in a gemstone allows. In addition, an optimized lighting effect should be achieved with as little light as possible and thus with minimal power consumption.
Die Erfindung zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass ein Schmuckstück mindestens einen ungehäusten LED-Chip als Beleuchtungsmittel umfasst. Der mindestens eine LED-Chip ist auf einem ihn kontaktierenden Träger aufgebracht.The invention is characterized essentially by the fact that a piece of jewelry comprises at least one unhoused LED chip as illumination means. The at least one LED chip is applied to a carrier contacting it.
„Ungehäust" im Sinne der vorstehenden Anmeldung ist ein Chip dann, wenn er kein vorgefertigtes Gehäuse (i.A. aus Kunststoff, mit Anschlussdrähten oder SMD- Anschlusskontakten) aufweist, sondern als Chip in das Schmuckstück integriert ist. Der Begriff schliesst nicht aus, dass Elemente des erfindungsgemässen Schmuckstücks den Chip halten und mindestens teilweise umgeben und dadurch eine Gehäusung für den Chip bilden."Chipless" in the sense of the above application is a chip if it does not have a prefabricated housing (generally made of plastic, with connecting wires or SMD connection contacts), but is integrated as a chip in the piece of jewelry The term does not exclude that elements of jewelery according to the invention hold the chip and at least partially surrounded and thereby form a housing for the chip.
Auf dem Träger kann ein Reflektor angeordnet sein. Dieser ist vorzugsweise so ausgebildet, dass mindestens ein Teil des von den LED-Chips bezüglich einer optischen Achse seitlich abgestrahlten Lichtes durch Reflexion an mindestens einer Spiegelfläche des Reflektors umgelenkt wird, wodurch eine Richtwirkung entsteht.On the carrier, a reflector may be arranged. This is preferably formed so that at least a portion of the LED chips with respect to a The optical axis laterally emitted light is deflected by reflection on at least one mirror surface of the reflector, whereby a directivity arises.
Gemäss einem ersten Aspekt weist die Erfindung einen Schmuckstein oderAccording to a first aspect, the invention comprises a gemstone or
Retroreflektor auf, in welchen das vom LED-Chip/den LED-Chips emittierte Licht eingekoppelt wird. Der Schmuckstein bzw. Retroreflektor kann durch einenRetroreflector, in which the emitted light from the LED chip / LED chips light is coupled. The gemstone or retroreflector can by a
Reflektor der vorstehend genannten Art eingefasst sein, oder er kann einen solchen - entsprechend vergleichsweise klein dimensionierten - in einer Höhlung tragen.Reflector be bordered by the aforementioned type, or he can - such a comparatively small dimensioned - carry in a cavity.
Alternativ dazu kann der mindestens eine LED-Chip auch ohne einen solchenAlternatively, the at least one LED chip without such
Retroreflektor in eine Höhlung des Schmucksteins hineinragen, um einen möglichst grossen Anteil des emittierten Lichts in den Schmuckstein einkoppeln zu können.Retroreflector protrude into a cavity of the gem in order to couple as large a proportion of the emitted light in the gemstone can.
Ein „Schmuckstein" im Sinne dieser Erfindung ist ein Edelstein (Diamant, Saphir, etc.) oder besteht aus einem transparenten, mindestens aber transluzenten Glas oder einem transparenten, mindestens aber transluzenten Kunststoff. Er besitzt die Form eines Schmucksteins, ist also kristallartig geschliffen (d.h. mit geraden, zueinander abgewinkelten Flächen und definierten Kanten zwischen den Flächen), oder besitzt eine abgerundet wirkende Form (kugelförmig, ellipsoid, Phantasieform). Er weist im Allgemeinen eine glatte, oder aber eine unter Umständen vollständig oder nur bereichsweise gezielt zur Erzielung von Streulicht aufgerauhten Oberläche.A "gemstone" in the sense of this invention is a gemstone (diamond, sapphire, etc.) or consists of a transparent, but at least translucent, glass or a transparent, but at least translucent, plastic. ie with straight, mutually angled surfaces and defined edges between the surfaces), or has a rounded shape (spherical, ellipsoidal, fantasy shape) .It generally has a smooth, or under some circumstances completely or only partially targeted to achieve stray light roughened surface.
Das Schmuckstück gemäss dem ersten Aspekt kann überall dort verwendet werden, wo man funkelnde Steine einsetzt, bspw. in am Körper getragenen Schmuckstücken (Kettenanhänger, Brosche, Ohrring, Fingerring etc. oder als Raumdekoration, (Teil einer) Lampe etc. Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Schmuckstück ein tragbares Schmuckstück, d.h. es weist Mittel auf, um es am Körper zu tragen, bspw. (Ösen für) eine Halskette, eine Steckvorrichtung eines Ohrrings, eine Nadel einer Brosche, einen Ring für einen Finger, einen Armreif etc. Auch gemäss diesem Aspekt ist vorzugsweise ein Reflektor vorhanden, der das Licht des/der mit minimalem Strom betriebenen LED-Chips optimiert in ein wirkungsvolles Glitzern umwandelt. Die ästhetische Wirkung des Schmuckstücks wird vorzugsweise durch alle Elemente - also falls diese sichtbar sind insbesondere auch durch Träger und Reflektor - erzielt und durch das Glitzern des Reflektors verstärkt.The piece of jewelery according to the first aspect can be used wherever sparkling stones are used, for example in jewelery worn on the body (necklace pendant, brooch, earring, finger ring etc. or as room decoration, (part of) a lamp etc. According to a second aspect of the invention, the piece of jewelry is a portable piece of jewelry, ie it has means to carry it on the body, for example (eyelets for) a necklace, a plug of an earring, a needle of a brooch, a ring for a finger Also, according to this aspect, there is preferably provided a reflector which optimally converts the light of the minimum current operated LED chip into an effective glitter. The aesthetic effect of the piece of jewelry is preferably achieved by all elements - so if they are visible in particular by the support and reflector - and amplified by the glitter of the reflector.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, dass durch die Verwendung von ungehäusten LED-Chips anstelle von Chips mit vorgefertigtem Gehäuse die Lichteinkoppelung und/oder Lichtabstrahlcharakteristik gezielt auf die Eigenschaften eines Schmuckstücks abgestimmt werden kann. Mit anderen Worten wird eine Optimierung der räumlichen Verteilung des vom LED-Chip/den LED-Chips anbgestrahlten Lichtes und/oder der Einkoppelung desselben in einen den Chip/die Chips umgebenden Schuckstein oder Retroreflektor möglich. Dadurch kann mit möglichst wenig Licht - und damit minimalem Stromverbrauch - ein optimierter Lichteffekt erzielt werden.The invention is based on the idea that through the use of unhoused LED chips instead of chips with prefabricated housing, the light input and / or light emission characteristic can be tailored to the properties of a piece of jewelry. In other words, an optimization of the spatial distribution of the light emitted by the LED chip / the LED chip and / or the coupling of the same into a chip / chips surrounding Schuckstein or Retroreflector is possible. As a result, an optimized lighting effect can be achieved with as little light as possible and thus minimal power consumption.
Musterstücke zeigen, dass bspw. mit einem blau leuchtenden LED-Chip, der ca. 10 mW Strahlungsfluss bei 20 mA abgibt und mit einem Reflektor der erwähnten Art bereits mit 0.05 bis 0.1 mA Strom auch an einem sonnigen Tag im Schatten die gewünschte deutliche Glitzerwirkung erzeugt werden kann. Diese gute Wirkung bei niedrigen Strömen bleibt auch dann erhalten, wenn das Licht des blau leuchtenden LED-Chips mittels Konversionsfarbstoffen in weiss gewandelt wird. Optische Berechnungen zeigen, dass mittels eines, in einen entsprechend kristallartig geschliffenen Stein eingebetteten LED-Chips mit Reflektor bis zu 10 Lumen gebündeltes Licht aus dem kristallartigen Stein austreten, wobei der kristallartige Stein durch eine gezielte Menge Streulicht zum Glitzern gebracht wird und darüber hinaus dank der Kleinheit von LED-Chip und Reflektor seine im ästhetischen Sinn ungestörte absolute Form behält.Sample pieces show that, for example, with a blue LED chip emitting about 10 mW radiation flux at 20 mA and with a reflector of the type mentioned already with 0.05 to 0.1 mA current even on a sunny day in the shade produces the desired clear glittering effect can be. This good effect at low currents is maintained even when the light of the blue LED chip is converted to white by means of conversion dyes. Optical calculations show that by means of an LED chip embedded in a correspondingly crystal-cut stone with a reflector, up to 10 lumens of concentrated light emerge from the crystal-like stone, whereby the crystal-like stone is made to glitter by a targeted amount of scattered light and, moreover, thanks to the Smallness of LED chip and reflector keeps its undisturbed absolute form in the aesthetic sense.
Im Folgenden wird der Erfindungsgedanke anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dies erfolgt anhand von Figuren:In the following, the concept of the invention will be explained with reference to exemplary embodiments. This is done on the basis of figures:
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen SchmuckstücksFig. 1 shows a view of a first embodiment of an inventive piece of jewelry
Fig. 2 bis 4 zeigen Schnittbilder von weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Schmuckstücks, nämlich von SchmucksteinenFig. 2 to 4 show sectional images of further embodiments of the inventive piece of jewelry, namely gemstones
Fig. 5 zeigt eine Darstellung eines weiteren Schmucksteins.Fig. 5 shows a representation of another gem.
Das Schmuckstück 10 gemäss Figur 1 weist einen Träger 12 und auf dem Träger eine Mehrzahl von LED-Chips oder Gruppen von LED-Chips auf, welche durch denThe piece of jewelery 10 according to FIG. 1 has a carrier 12 and on the carrier a plurality of LED chips or groups of LED chips, which pass through the
Träger elektrisch kontaktiert werden. Zu diesem Zweck weist der Träger mindestens zwei voneinander isolierte elektrische Leiter auf; diese können in unterschiedlichenCarrier be contacted electrically. For this purpose, the carrier has at least two mutually insulated electrical conductors; These can be different
Schichten eines leiterplattenartigen Schichtaufbaus angeordnet sein. Jeder LED-Chip bzw. jede Gruppe von LED-Chips ist im Inneren eines Reflektors 11 angeordnet. Bezüglich möglichen Ausformungen einer inneren, reflektierenden Fläche derLayers of a printed circuit board-like layer structure may be arranged. Each LED chip or group of LED chips is arranged inside a reflector 11. With regard to possible embodiments of an inner reflecting surface of the
Reflektoren und von möglichen relativen Anordnungen von LED-Chips undReflectors and possible relative arrangements of LED chips and
Reflektoren wird auf die Publikationen der internationalen Anmeldungen PCT/CH2004/000263 und PCT/CH2005/000210 verwiesen. Deren Figuren und Figurenbeschreibungen enthalten Schnittbilder, die Formen von Reflektoren und deren Funktion illustrieren.Reflectors will be available on publications of international applications PCT / CH2004 / 000263 and PCT / CH2005 / 000210. Their figures and figure descriptions contain sectional images illustrating forms of reflectors and their function.
Aufgrund der Reflektoren können die LED-Chips mit wenig Strom betrieben werden, und trotzdem wird eine Leuchtwirkung erzielt. Bspw. schon im Betrieb mit 0.2 mA pro LED wird eine gute Wirkung erzielt. Unter diesen Bedingungen können 45 LED-Chips mit einer wieder aufladbaren Lithium-Ionen-Flachbatterie (ca. 30*40*3 mm) 30 bis 60 Stunden lang betrieben werdn.Due to the reflectors, the LED chips can be operated with low power, and yet a luminous effect is achieved. For example. Already in operation with 0.2 mA per LED a good effect is achieved. Under these conditions, 45 LED chips can be operated with a rechargeable lithium-ion flat battery (approximately 30 * 40 * 3 mm) for 30 to 60 hours.
Die Reflektoren 11 sind so ausgebildet, dass sie - vorzugsweise auch im nicht leuchtenden Zustand — als Schmuckelement wirken. In einer ersten Ausführungsform sind sie metallisch und bilden aussen einen zylindrischen Körper mit gefälliger, metallischer Oberfläche, (bspw. Aluminium blank oder Eloxiert, versilbert, vergoldet etc. In weiteren Ausführungsformen weisen sie eine transluzente oder farbige Oberfläche auf. Im Inneren weisen die Reflektoren wie in den erwähnten Publikationen beschrieben eine reflektierende Fläche auf, welche eine grosse Ausbeute des von den LED-Chips erzeugten Lichtes und, sofern das gewünscht wird, eine Richtwirkung ermöglicht. Abweichend von den genannten beschriebenen Reflektorformen können die Reflektoren 11 auch innen zylindrisch sein und daher keine gerichtete Abstrahlung, aber trotzdem eine gute Ausbeute bewirken.The reflectors 11 are designed so that they act - preferably in the non-luminous state - as a decorative element. In a first embodiment, they are metallic and externally form a cylindrical body with a pleasing metallic surface (eg aluminum, bare or anodized, silvered, gold plated, etc. In further embodiments, they have a translucent or colored surface In the publications mentioned, a reflecting surface is described which allows a high yield of the light generated by the LED chips and, if desired, a directional effect, in which case the reflectors 11 may also be cylindrical inside, and therefore not cylindrical directional radiation, but still cause a good yield.
Gemäss einer anderen Variante können die Reflektoren durch transparente Reflektorkörper gebildet werden, welche in ihrem unteren Teil aussen eine paraboloid-ähnliche Fläche aufweisen, an der das Licht mittels Totalreflexion nach oben in einen allenfalls mit Facetten versehenden Bereich des transparenten Körpers umgelenkt wird. Der Reflektorkörper umgibt bspw. den LED-Chip mindestens teilweise, so dass kein Leerraum zwischen Reflektorkörper und LED-Chip besteht. Die Facetten bewirken - wie auch bei anderen hier beschriebenen Ausführungsformen - eine Glitzerwirkung.According to another variant, the reflectors can be formed by transparent reflector bodies, which in their lower part have a paraboloid-like surface on the outside, at which the light is deflected by total reflection upwards into a possibly faceted area of the transparent body. The reflector body, for example, at least partially surrounds the LED chip, so that there is no empty space between the reflector body and the LED chip. The facets effect - as with other embodiments described herein - a glittering effect.
Selbstverständlich sind auch Kombinationen denkbar. Die LED-Chips innerhalb einer LED -Chip-Gruppe und/oder die verschiedenen Reflektoren 11 zugeordneten LED-Chips können Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.Of course, combinations are also conceivable. The LED chips within a LED chip group and / or the LED chips associated with the various reflectors 11 can emit light of different wavelengths.
Zur elektrischen Kontaktierung der LEDs besitzt der Träger mindestens zwei Anschlussflächen 13 a, 13b zwischen welchen eine elektrische Spannung angelegt werden kann. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Anschlussflächen 13a, 13b mit je einer Öse versehen, in welche bspw. eine Öse oder ein Haken einer Kette eingehängt werden kann. Das Schmuckstück 10 ist dann bspw. ein um den Hals zu tragender Anhänger. Eine Batterie für die Stromversorgung kann bspw. im Nacken getragen werden und daher praktisch nicht sichtbar sein. Da aufgrund des erfindungsgemässe Ansatzes der Stromverbrauch nur gering ist und eine kleine Batterie ausreicht, kann die Batterie auch an einem anderen Ort angeordnet sein, bspw. auf der Rückseite des Schmuckstücks 10.For electrical contacting of the LEDs, the carrier has at least two connection surfaces 13a, 13b between which an electrical voltage can be applied. In the illustrated embodiment, the connection surfaces 13a, 13b each provided with an eyelet, in which, for example, an eyelet or a hook of a chain can be hung. The piece of jewelry 10 is then, for example, a trailer to be worn around the neck. A battery for the power supply can, for example, be worn in the neck and therefore practically invisible. Since due to the inventive approach, the power consumption is low and a small battery is sufficient, the battery can also be located at a different location, for example. On the back of the jewelry piece 10th
Im dargestellten Ausführungsbeispiel muss lediglich eine Spannung zwischen den Anschlussflächen 13a, 13b angelegt werden, damit das Schmuckstück aktiv leuchtet. Die Spannung hängt von der Betriebsspannung der LED-Chips, von der Art der Verdrahtung der Chips (d.h. davon, ob Chips gruppenweise in Serie geschaltet sind) und von evenuellen weiteren passiven oder aktiven Elementen ab.In the illustrated embodiment, only a voltage between the pads 13a, 13b must be applied so that the piece of jewelery lights up actively. The voltage depends on the operating voltage of the LED chips, the type of wiring of the chips (i.e., whether chips are connected in series in groups), and any other passive or active elements.
Das dargestellte Schmuckstück weist eine Vielzahl von Chip-Reflektor- Kombinationen auf. Ein erfindungsgemässes Schmuckstück kann - in anderer Ausgestaltung - auch nur eine einzige solche Kombination besitzen. - -The jewelry shown has a variety of chip-reflector combinations. A piece of jewelery according to the invention can - in another embodiment - also have only one such combination. - -
Figur 2 zeigt ausschnittweise einen Schmuckstein 25, welcher durch einen Reflektor 23 eingefasst ist, d.h. der Reflektor ist zusätzlich die Fassung des Schmucksteins.. Ein LED-Chip 21 oder mehrere LED-Chips sind (ggf. gemeinsam) auf einem Träger 22 aufgebracht, welcher die LED-Chips elektrisch kontaktiert. Auch der Reflektor (23), welcher gleichzeitig als Einfassung für den Schmuckstein 25 wirkt, ist am Träger 22 befestigt. Der Reflektor kann bspw. einen Durchmesser von ungefähr 3 mm und eine ungefähre Höhe von 3 mm aufweisen, bspw. aus Aluminium bestehen, wobei er aussen eine Schmuck-Oberfläche besitzt.Figure 2 shows a detail of a gemstone 25, which is bordered by a reflector 23, i. the reflector is in addition the socket of the gemstone. An LED chip 21 or more LED chips are applied (possibly together) on a carrier 22 which electrically contacts the LED chips. Also, the reflector (23), which simultaneously acts as a border for the gemstone 25, is attached to the carrier 22. The reflector may, for example, have a diameter of about 3 mm and an approximate height of 3 mm, for example. Made of aluminum, wherein it has a jewelery surface outside.
Vom LED-Chip abgesandtes Licht wird in den Schmuckstein eingekoppelt und - je nach Ausformung des Steins nach Totalreflexionen an Grenzflächen — so ausgekoppelt, dass eine Glitzer- bzw. Funkelwirkung entsteht. Der Reflektor 23 dient dazu, vom LED-Chip seitlich emittiertes oder von einer Schmuckstein-Grenzfläche unerwünscht zurückreflektiertes Licht in den Schmuckstein zurück-einzukoppeln und erhöht damit zusätzlich die Effizienz. Der Reflektor kann so geformt sein, dass eine optimale Ausleuchtung einer bestimmten Schmucksteinform erzielt wird. Mit anderen Worten kann die Form des Reflektors 23 berechnet und auf die Steinform abgestimmt sein.Light emitted by the LED chip is coupled into the gemstone and - depending on the shape of the stone after total reflection at interfaces - coupled out so that a glittering or funkelwirkung arises. The reflector 23 serves to feed-back from the LED chip laterally emitted or undesirable from a gemstone interface reflected light back into the gem and thus additionally increases the efficiency. The reflector can be shaped so that an optimal illumination of a particular gem shape is achieved. In other words, the shape of the reflector 23 can be calculated and matched to the stone shape.
Zwischen dem mindestens einen Chip 21 und dem Schmuckstein 25 kann transparentes Koppelmaterial 24 vorhanden sein. Dieses erhöht die Lichteinkoppelung in den Schmuckstein. Dies um so effizienter, je ähnlicher der Brechungsindex des Koppelmaterials 24 demjenigen des Schmucksteins 25 ist. Das Koppelmaterial schützt gleichzeitig den Chip und die ggf. vorhandenen Bonds mechanisch und chemisch. Das Koppelmaterial 24 ist vorzugsweise ein transparentes Material, das im Moment der Vereinigung von Reflektor/Fassung und Schmuckstein flüssig ist und als Klebstoff für den Schmuckstein wirkt. Im Betriebszustand ist das Koppelmaterial 24 vorzugsweise dauerelastisch um mechanische Spannungen auf Chip und Bonds zu verhindern. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt die nach oben offene Fläche des Reflektors einen ersten 23a Reflektorabschnitt und einen zweiten, insbesondere als Auflagenbereich für den Reflektor dienenden Abschnitt 23b mit unterschiedlichen Winkeln zu einer Mittelachse des vom Chip emittierten Lichtkegels (im gezeichneten Beispiel die Vertikale) und u.U. einer unterschiedlichen Form.Between the at least one chip 21 and the gemstone 25 transparent coupling material 24 may be present. This increases the light coupling into the gemstone. This is the more efficient, the more similar the refractive index of the coupling material 24 is that of the gemstone 25. The coupling material simultaneously protects the chip and the possibly existing bonds mechanically and chemically. The coupling material 24 is preferably a transparent material, which is liquid at the moment of the combination of reflector / socket and gemstone and acts as an adhesive for the gemstone. In the operating state, the coupling material 24 is preferably permanently elastic in order to prevent mechanical stresses on the chip and bonds. In the illustrated embodiment, the upwardly open surface of the reflector has a first 23a reflector portion and a second, serving as a support area for the reflector portion 23b with different angles to a central axis of the light cone emitted by the chip (in the example shown, the vertical) and possibly a different Shape.
Die Fassung (Reflektor 23) kann so ausgebildet sein, das ein entsprechend ausgeformter Schmuckstein mechanisch in die Fassung einrastet. Ein entsprechender bspw. umlaufender Rastvorsprung 23c ist in der Figur 2 ebenfalls gezeichnet.The socket (reflector 23) may be formed so that a correspondingly shaped gemstone mechanically locks in the socket. A corresponding, for example, circumferential latching projection 23c is also shown in FIG.
Optional können der Stein und der Reflektor so geformt sein, dass beide in Kombination einen Retroreflektor bilden. Das ergibt auch bei ausgeschalteter Lichtquelle bei ausreichenden Lichtverhältnissen reizvolle Effekte. Anstelle eines Schmucksteins 25 kann auch ein Retroreflektor verwendet werden.Optionally, the stone and the reflector may be shaped so that both combine to form a retroreflector. This produces attractive effects even when the light source is switched off in sufficient light conditions. Instead of a gemstone 25, a retroreflector can be used.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel des Schmuckstücks 20 kann ein Träger eine Mehrzahl von Chip-Reflektor-Kombinationen - bspw. mit je einem Schmuckstein/Retroreflektor — aufweisen. Optional können diese wie im vorstehenden Beispiel individuell angesteuert werden. Der Träger kann auch hier nachträglich in funktionsfähige Untereinheiten zerschneidbar sein.Also in this embodiment of the jewelry piece 20, a carrier may have a plurality of chip-reflector combinations - for example, each with a gemstone / retroreflector. Optionally, these can be individually controlled as in the above example. The carrier can also be subsequently cut into functional subunits.
Gemäss einer Variante der in Figur 2 gezeichneten Ausführungsform ist der Reflektor in seiner Form nicht spezifisch an die Form des Schmucksteins oder Retroreflektors angepasst, d.h. es sind keinen oder keinen angepassten Auflagenbereich 23b. Stattdesssen ist der Schmuckstein lediglich auf den nicht angepassten Reflektor draufgelegt und stoffschlüssig und/oder durch eine Klemmoder sonstige Verbindung mit diesem verbunden. Die Stoff schlüssige Verbindung kann bspw. durch das Koppelmaterial 24 bewirkt sein; dieses kann als mindestens teilweise aushärtende Silikonpaste vorhanden sein.According to a variant of the embodiment shown in FIG. 2, the reflector is not specifically adapted in its shape to the shape of the gemstone or retroreflector, ie there is no or no adjusted contact area 23b. Stattdesssen the gemstone is draufgelegt only on the unmatched reflector and cohesively and / or connected by a Klemmoder other connection with this. The substance coherent connection can be effected, for example, by the coupling material 24; this may be present as at least partially curing silicone paste.
Die Ausführungsform des Schmuckstücks 30 der Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen von Figur 2 dadurch, dass der Reflektor 33 nicht als Fassung - im Sinne von „einfassen" - wirkt, sondern dass der Schmuckstein 35 eine Höhlung 34 aufweist. In diese eingeschoben wirkt der Reflektor 33 als kraft-, reib- und/oder formschlüssige Halterung. Im gezeichneten Beispiel erfolgt die Befestigung in erster Linie durch eine Einpresslippe 33c, welche in eine Verbreiterung der Höhlung einrastet und bewirkt, dass der Reflektor quasi selbsthemmend im Schmuckstein festsitzt. Selbstverständlich kann auch - wie im vorstehenden Beispiel - eine stoffschlüssige Verbindung (kleben etc.) ergänzend oder alternativ für das Haltern verwendet werden. Die Höhlung 34 kann durch den Reflektor 33, den mindestens einen Chip 31 und das Koppelmaterial ganz oder teilweise gefüllt sein. Vorzugsweise führt der Lichtpfad für einen Grossteil des vom Chip 31 emittierten Lichts vom Chip 31 über das Koppelmaterial direkt in den Schmuckstein 35, d.h. ein eventueller Luftspalt ist wie gezeichnet höchstens peripher. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Figur 2 besitzt die reflektierende Fläche 33a des Reflektors aufgrund der anderen Geometrie nur einen Abschnitt. In dieser Ausführungsform kann der Reflektor so klein sein (bspw. Durchmesser zwischen 0.5 und 4 mm, Höhe 0.2 bis 2.5 mm), dass er auch innerhalb relativ kleiner Schmucksteine bzw. Retroreflektoren kaum störend wirkt. Die äussere Oberlfläche des Reflektors ist bspw. als Schmuckoberlfläche oder möglichst neutral ausgeführt.The embodiment of the jewel 30 of Figure 3 differs from that of Figure 2 in that the reflector 33 does not act as a socket - in the sense of "border" - but that the gemstone 35 has a cavity 34. Inserted into this acts the reflector 33 in the example shown, the attachment is primarily by a press-in lip 33c, which engages in a broadening of the cavity and causes the reflector is stuck almost self-locking in the gemstone. As in the preceding example, a cohesive connection (gluing, etc.) can additionally or alternatively be used for holding, The cavity 34 can be completely or partially filled by the reflector 33, the at least one chip 31 and the coupling material a majority of the light emitted from the chip 31 light from the chip 31 via the Koppelmater ial directly into the gemstone 35, i. a possible air gap is as drawn at most peripheral. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the reflective surface 33a of the reflector has only one section due to the different geometry. In this embodiment, the reflector may be so small (for example. Diameter between 0.5 and 4 mm, height 0.2 to 2.5 mm), that it hardly interferes even within relatively small gems or retroreflectors. The outer surface of the reflector is executed, for example, as a decorative surface or as neutral as possible.
Das - optional vorhandene - Koppelmaterial kann dauerelastisch oder ganz ausgehärtet sein. Es kann bei der Herstellung so im Reflektor eingebracht sein, das es leicht über die Oberkante desselben hervorsteht und beim Einpressen in den Schmuckstein die gewünschte annähernd luftspaltfreie Auflage zwischen Koppelmaterial und Schmuckstein entsteht. Das Schmuckstück 40 gemäss Figur 4 weist auf einem Träger 42 mindestens einen LED-Chip 41 auf. Der LED-Chip ist in eine entsprechende Höhlung 43 eines Schmucksteins 45 bzw. Retroreflektors eingelegt. Der Träger 42 ist so ausgebildet, dass er mit dem Schmuckstein 45 bzw. Retroreflektor durch Kleben, Löten, Laserschweissen oder eine andere Verbindungstechnik verbunden werden kann. Vom LED-Chip 41 ausgesandtes Licht wird über die Höhlung in den Schmuckstein 45 bzw. den Retroreflektor eingekoppelt.The - optional - coupling material can be permanently elastic or fully cured. It can be introduced in the manufacture in the reflector so that it protrudes slightly over the top of the same and when pressed into the gemstone the desired approximately air gap-free overlay between coupling material and gemstone arises. The jewel 40 according to FIG. 4 has at least one LED chip 41 on a carrier 42. The LED chip is inserted into a corresponding cavity 43 of a gem 45 or retroreflector. The carrier 42 is designed so that it can be connected to the gemstone 45 or retroreflector by gluing, soldering, laser welding or other connection technology. Light emitted by the LED chip 41 is coupled via the cavity into the gemstone 45 or the retroreflector.
Der Schmuckstein 45 bzw. Retroreflektor ist gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform in seinem unteren Teil 45a so ausgebildet, dass er das im flachen Winkel vom LED-Chip 41 abgestrahlte Licht durch Totalreflexion im Wesentlichen in Richtung der Normalen des Trägers 42 umlenkt. Dies führt zu einer deutlich verbesserten Ausleuchtung der dem Betrachter zugewandten Seiten des Schmucksteins 45.The gemstone 45 or retroreflector is according to a particularly preferred embodiment in its lower part 45a designed so that it deflects the light emitted at a shallow angle from the LED chip 41 by total reflection substantially in the direction of the normal of the carrier 42. This leads to a significantly improved illumination of the viewer facing sides of the gemstone 45th
Eine erhöhte Lichteinkopplung kann auch in dieser Ausführungsform dadurch bewirkt werden, das in der genannten Höhlung ein vorzugsweise dauerelastisches Koppelmaterial vorhanden ist.An increased light coupling can also be effected in this embodiment by the presence of a preferably permanently elastic coupling material in said cavity.
In der Ausführungsform des Schmuckstücks 50 gemäss Figur 5 ist ein LED-Chip 51 oder eine Mehrzahl von LED-Chips auf einem Träger 52 angebracht, der den mindestens einen Chip elektrisch kontaktiert. Der Träger ist nun so ausgebildet, dass mindestens sein den Chip/die Chips tragender Teil in eine entsprechende Höhlung 54 eines Schmucksteins 55 bzw. Retroreflektors eingeschoben werden kann und dort mittels Vergiessen mit einem optisch transparenten Koppelmaterial und/oder durch Kraft- oder Formschluss festgehalten wird. Das ggf. vorhandene Koppelmaterial ist vorzugsweise transparent und im Moment der Vereinigung von Reflektor/Fassung und Schmuckstein flüssig und wirkt als Klebstoff für den Schmuckstein. Im - -In the embodiment of the jewel 50 according to FIG. 5, an LED chip 51 or a plurality of LED chips is mounted on a carrier 52, which electrically contacts the at least one chip. The carrier is now designed such that at least its part carrying the chip / chips can be pushed into a corresponding cavity 54 of a gemstone 55 or retroreflector and held there by means of casting with an optically transparent coupling material and / or force or form closure , The optional coupling material is preferably transparent and at the moment of the union of reflector / socket and gemstone liquid and acts as an adhesive for the gem. in the - -
Betriebszustand ist es vorzugsweise dauerelastisch um mechanische Spannungen auf Chip und Bonds zu verhindern.Operating state, it is preferably permanently elastic to prevent mechanical stresses on chip and bonds.
Optional sind die Stellen für den elektrischen Anschluss einer Stromquelle (Pads) am Träger so ausgebildet, dass nach Anbringen entsprechender elektrisch leitender, starrer oder flexibler Zuführelemente mindestens einseitig eine ästhetisch gefällige Schmuckeinheit vorhanden ist. Optional ist der Träger so gestaltet, dass für den Anschluss von elektrisch leitenden Zuführelementen Anschlusslöcher 52b vorhanden sind, die allenfalls mit kurzen rohrförmigen Zusatzelementen 52c zur besseren Kontaktierung der genannten elektrisch leitenden Zuführelemente versehen sind. Ebenfalls optional kann der Träger nach dem Aufbringen und . elektrischen Kontaktieren des oder der LED-Chips so umgeformt werden, dass die mittlere räumliche Abstrahlrichtung — bzw. die Achse des vom LED-Chip erzeugten Lichtkegels - in der Ebene des nicht umgeformten Trägers liegt und dass das Licht rund um diese mittlere Richtung ohne Hindernis abgestrahlt wird. Der Träger kann so ausgebildet sein, dass er nach dem Aufbringen und elektrischen Kontaktieren des bzw. der LED-Chips so umgeformt werden kann, dass seine, für diesen Fall als Anschlusslöcher oder Anschlussvertiefungen geformten, allenfalls mit kurzen rohrförmigen Zusatzelementen versehenen, Anschlusskontaktflächen (Pads) hintereinander angeordnet konzentrisch bezüglich einer gemeinsamen Mittellinie liegen. Dies erlaubt, das fertige Schmuckstück bspw. in zwei federnde Zuführelemente einzuhängen. Oder es ermöglicht die Kontaktierung mittels einer Schmucklitze oder eines Schmuckdrahtes, indem dieses Element (Litze oder Draht) als Ganzes durch die beiden Anschlusslöcher hindurchgezogen, mit beiden Pads mechanisch und elektrisch verbunden und zwischen den beiden Pads zertrennt ist. Oder es ermöglicht die Kontaktierung mittels einer an entsprechenden Stellen wechselweise abisolierten doppelten, d.h. mindestens zweiadrigen Schmucklitze bzw. Schmuckdrahtes. Die erwähnten Schmucklitzen können bspw. aus einer Vielzahl von sehr dünnen, vergoldeten oder versilberten Kupferdrähten bestehen, die mit einem transparenten, fast unsichtbaren Isoliermaterial von wenigen μm Dicke überzogen sind. Die Schmucklitzen wirken daher als attraktive Schmuckelemente. Optional kann der Träger auch so ausgebildet sein, dass er zusammen mit dem LED- Chip/den LED-Chips vollständig in den Schmuckstein eingeschoben befestigt ist und dass seine Anschlusspads konzentrisch zu entsprechenden Bohrungen 55b im Schmuckstein liegen.Optionally, the locations for the electrical connection of a power source (pads) to the carrier are designed so that at least one side of an aesthetically pleasing jewelry unit is present after attaching appropriate electrically conductive, rigid or flexible feeding. Optionally, the support is designed such that connection holes 52b are present for the connection of electrically conductive supply elements, which are provided at most with short additional tubular elements 52c for better contacting of said electrically conductive supply elements. Also optionally, the carrier after application and. electrical contacting of the LED chip (s) are reshaped so that the average spatial radiation direction - or the axis of the light cone generated by the LED chip - is in the plane of the unformed support and that the light is emitted around this middle direction without obstruction becomes. The carrier can be designed such that, after the application and electrical contacting of the LED chip (s), it can be reshaped such that its terminal pads (pads), which in this case are formed as connection holes or connection recesses, are provided with short tubular additional elements. arranged one behind the other concentrically with respect to a common center line. This allows, for example, to mount the finished piece of jewelry in two resilient feed elements. Or it allows the contacting by means of a jewelry strand or a jewelery wire by this element (wire or wire) as a whole pulled through the two connection holes, mechanically and electrically connected to both pads and is divided between the two pads. Or it allows the contacting by means of a double stripped at corresponding points double, ie at least two-stranded jewelry strand or jewelry wire. The jewelry strands mentioned may, for example, consist of a large number of very thin, gold-plated or silver-plated copper wires which coated with a transparent, almost invisible insulating material of a few microns thick. The jewelry strands therefore appear as attractive jewelry elements. Optionally, the carrier may also be designed such that it is fastened completely inserted into the gemstone together with the LED chip / LED chips and that its connection pads are concentric with corresponding bores 55b in the gemstone.
Kombinationen der vorstehend beschriebenen Prinzipien und Ideen sind möglich. So kann der Träger in den Ausführungsformen gemäss den Figuren 3 und 4 so gestaltet sein, dass er verwendet werden kann wie anhand von Figur 5 beschrieben (d.h. der Träger ragt in die Höhlung hinein und kann dort ggf aufgrund einer Federwirkung befestigt werden). Weitere Kombinationen sind denkbar, bspw. Kombinationen des Prinzips gemäss Figur 1 mit dem Prinzip irgendeiner der Figuren 2 bis 5, wobei dann mindestens einer der Refklektoren 11 einen Schmuckstein oder Retroreflektor trägt bzw. durch einen Schmuckstein oder Retroreflektor ersetzt wird.Combinations of the principles and ideas described above are possible. Thus, in the embodiments according to Figures 3 and 4, the support may be designed so that it can be used as described with reference to Figure 5 (i.e., the support protrudes into the cavity and may possibly be fixed there by spring action). Further combinations are conceivable, for example combinations of the principle according to FIG. 1 with the principle of any of FIGS. 2 to 5, in which case at least one of the refectors 11 carries a gemstone or retroreflector or is replaced by a gemstone or retroreflector.
Folgende Optionen sind allen Ausführungsformen gemeinsam:The following options are common to all embodiments:
- Der die Chips elektrisch kontaktierende und mechanisch haltende und ggf. optischen Elemente mechanisch haltende Träger kann so ausgebildet sein, dass er geeignete Verbindungselemente zu einem äusseren System bereits enthält. Zum Beispiel kann er bereits mit den Kontakten und federnden Halterungen für auswechselbare Batterien (bspw. Knopf Zeilen) versehen sein. Oder er kann- The carrier electrically contacting the chips and mechanically holding and optionally optical elements may be designed such that it already contains suitable connecting elements to an external system. For example, it may already be provided with the contacts and resilient retainers for replaceable batteries (eg button rows). Or he can
Verbinder (bspw. Steckverbinder) enthalten, mit denen bspw. ein Schmuckstein mit integriertem Chip und ggf. Reflektor an eine geeignete äussere Halterung lösbar befestigt werden kann. Der/die Verbinder sichert/sichern gleichzeitig die elektrische Kontaktierung des Systems und die mechanische Verbindung des gesamten Kristalls. Wenn nötig kann der Schmuckstein durch einen anderen Schmuckstein mit integrierten LED-Chips und ggf. Reflektoren ausgewechselt werden. Beispiel einer Anwendung: Kronleuchter mit selbst leuchtenden, auswechselbaren Schmucksteinen.Connector (eg connector) included, with which, for example, a gemstone with integrated chip and possibly reflector can be releasably attached to a suitable outer holder. The connector (s) simultaneously secures electrical connection of the system and mechanical connection of the entire crystal. If necessary, the gemstone can be replaced by another Gemstone with integrated LED chips and possibly reflectors are replaced. Example of an application: Chandelier with self-luminous, interchangeable gemstones.
- Sofern der LED-Chip mindestens teilweise von transparentem Material umgeben ist (Koppelmaterial in den Ausführungsformen der Figuren 2-5), ist Silikon eine besonders bevorzugte Wahl für dieses Material.- If the LED chip is at least partially surrounded by transparent material (coupling material in the embodiments of Figures 2-5), silicone is a particularly preferred choice for this material.
- Optional kann der Träger so ausgebildet sein, dass er eine „Schmuck-Oberfläche" besitzt, also dass er beispielsweise für den Betrachter eine durchgehend oder abwechselnd goldene, silbrige, farbige, transluzente etc. Oberfläche aufweist. Die Schmuck-Obef lache (also bspw. die Gold-, Silber- bzw. Farbschicht) ist bspw. nur ausserhalb der Flächen, auf welche die Reflektoren mit LED-Chip angebracht sind, vorhanden.Optionally, the carrier may be configured to have a "jewelery surface", that is, for example, to have a continuous or alternately golden, silvery, colored, translucent, etc. surface for the viewer The gold, silver or color layer) is, for example, only outside of the surfaces on which the reflectors are mounted with LED chip available.
Auf einem Träger kann ein oder können mehrere Reflektoren der vorstehend beschriebenen Art angebracht sein, wobei jedem Reflektor ein LED-Chip oder eine Gruppe von LED-Chips zugeordnet ist und in dessen Inneren angebracht ist.One or more reflectors of the type described above may be mounted on a carrier, each reflector being associated with an LED chip or a group of LED chips and mounted in its interior.
Sofern mehrere LED-Chips innerhalb einer LED-Chip-Gruppe und/oder mehrere Reflektoren vorhanden sind, können verschiedene Chips Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.If several LED chips are present within an LED chip group and / or multiple reflectors, different chips can emit light with different wavelengths.
Es kann eine Steuerung vorhanden sein, welche die den Chip/die Chips in vorgegebenem Rhythmus oder durch den Benutzer steuerbar aufleuchten lässt.There may be a controller which controllably lights up the chip (s) in a predetermined rhythm or by the user.
Der Träger kann ggf. so ausgebildet sein, dass unterschiedliche Chips bzw. Chip- Gruppen unabhängig angesteuert werden können. Wenn die Chips in υnterschiedlichen Wellenlängen emittieren, können auf diese Weise unterschiedliche Farben, Farbmuster und/oder Farbverläufe erzeugt werden.If necessary, the carrier can be designed so that different chips or chip groups can be controlled independently. If the chips in emit different wavelengths, different colors, color patterns and / or color gradients can be generated in this way.
- Auch die Helligkeit kann variieren, bspw. gesteuert durch den Schmuckträger (durch Druck auf ein Element des Schmucks, eine Bedienungsfläche), aufgrund des gemessenen Lichteinfalls, durch einen Timer gesteuert etc.- Also, the brightness may vary, for example, controlled by the jewelry carrier (by pressing an item of jewelry, a control surface), due to the measured light incidence, controlled by a timer, etc.
- Mit Ausnahme von Fig. 5 kann der Träger auch so ausgebildet sein, dass er viele Chip-Reflektor-Kombinationen trägt und nachträglich in je einzeln funktionsfähige Unterelemente zerschneidbar ist, die je mindestens eine Chip- Reflektor-Kombination aufweisen. Diesbezüglich sei auch auf die Schrift WO 03/023857 und deren Inhalt verwiesen.- With the exception of Fig. 5, the carrier may also be formed so that it carries many chip-reflector combinations and subsequently in each individually functional sub-elements can be cut, each having at least one chip-reflector combination. In this regard, reference is also made to the document WO 03/023857 and its contents.
Von den LED-Chips emittiertes Licht kann mindestens für einige der Chips mindestens teilweise durch einen Konversionsfarbstoff in Licht anderer Wellenlängen/Wellenlängenverteilungen gewandelt werden.Light emitted by the LED chips, at least for some of the chips, may be at least partially converted to light of other wavelengths / wavelength distributions by a conversion dye.
- In den Ausführrungsformen mit Schmuckstein können die Grenzflächen des Schmucksteins und die Position des Chips sowie ggf. die Form und Position des- In the embodiments with gemstone, the interfaces of the gem and the position of the chip and possibly the shape and position of the
Reflektors so aufeinander abgestimmt sein, dass das ganze Element als Spot wirkt, ggf. mit einer gezielten Menge von Streulicht, welche den Schmuckstein zum funkeln bringt. Insgesamt haben zur optischen Achse des Chips parallel oder in einem spitzen Winkel laufende Seitenflächen des Schmucksteins eine bündlende Wirkung, aufgrund von Totalreflexionen an diesen Seitenflächen. Reflectors be coordinated so that the whole element acts as a spot, possibly with a targeted amount of stray light, which brings the gem to sparkle. Overall, the optical axis of the chip parallel or at an acute angle running side surfaces of the gemstone have a fringing effect, due to total reflections on these side surfaces.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Schmuckstück, aufweisend einen Schmuckstein (25, 25, 45, 55) oder Retroreflektor sowie ein Beleuchtungsmittel zum Erzeugen einer Leuchtwirkung durch den Schmuckstein oder Retroreflektor dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel mindestens einen ungehäusten LED-Chip (21, 31, 41, 51) sowie einen Träger (22, 32, 42, 52) beinhaltet auf welchem der LED-Chip bzw. mindestens einer der LED-Chips aufgebracht ist und welcher diesen bzw. diese elektrisch kontaktiert.1. piece of jewelry, comprising a gemstone (25, 25, 45, 55) or retroreflector and a lighting means for generating a luminous effect by the gemstone or retroreflector, characterized in that the lighting means at least one unhoused LED chip (21, 31, 41, 51 ) and a carrier (22, 32, 42, 52) on which the LED chip or at least one of the LED chips is applied and which electrically contacts this or these.
2. Schmuckstück, aufweisend ein Mittel zum Tragen desselben am menschlichen Körper und sowie ein Beleuchtungsmittel zum Erzeugen einer Leuchtwirkung dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel mindestens einen ungehäusten LED-Chip (11, 21, 31, 41, 51) sowie einen Träger (12, 22, 32, 42, 52) beinhaltet, auf welchem der LED-Chip bzw. mindestens einer der LED- Chips aufgebracht ist und welcher diesen bzw. diese elektrisch kontaktiert.2. jewel comprising a means for supporting the same on the human body and and a lighting means for generating a lighting effect, characterized in that the lighting means at least one unhoused LED chip (11, 21, 31, 41, 51) and a support (12, 22, 32, 42, 52) on which the LED chip or at least one of the LED chips is applied and which electrically contacts the latter.
3. Schmuckstück nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch und durch mindestens Reflektor (13, 23, 33) mit einer spiegelnden Fläche welche so positioniert ist, dass sie vom LED-Chip bzw. von mindestens einem der LED- Chips emittiertes Licht durch Totalreflexion umlenkt.3. Piece of jewelery according to claim 1 or 2, characterized by and by at least reflector (13, 23, 33) with a reflective surface which is positioned so that it by the LED chip or at least one of the LED chips emitted light by total reflection deflects.
4. Schmuckstück nach Anspruch 3 bezogen auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (23) als Fassung des Schmucksteins oder4. Piece of jewelery according to claim 3 based on claim 1, characterized in that the reflector (23) as a version of the gem or
Retroreflektors ausgebildet ist und dass der Reflektor und der Träger (22) aneinander befestigt sind oder durch ein- und dasselbe Element gebildet werden. Schmuckstück nach Anspruch 3 bezogen auf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Reflektor (33) mindestens teilweise in einer Höhlung (34) des Schmucksteins (35) befindet und in dieser durch einen Kraft- Form-, Reib und/oder Stoffschluss gehalten wird, und dass der Reflektor und der Träger (32) aneinander befestigt sind oder durch ein- und dasselbe Element gebildet werden.Retroreflektors is formed and that the reflector and the carrier (22) are attached to each other or are formed by one and the same element. Piece of jewelery according to claim 3 based on claim 1, characterized in that the reflector (33) at least partially in a cavity (34) of the gemstone (35) and is held in this by a force form, friction and / or material bond in that the reflector and the carrier (32) are fastened to one another or are formed by one and the same element.
6. Schmuckstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (42, 52) so mit dem Schmuckstein (45, 55) oder Retroreflektor verbunden ist, dass der LED-Chip (41) bzw. die LED-Chips ein eine Höhlung (43, 54) des Schmucksteins (45, 55) bzw. Retroreflektors hineinragt.6. Piece of jewelery according to claim 1, characterized in that the carrier (42, 52) is connected to the gemstone (45, 55) or retroreflector such that the LED chip (41) or the LED chips form a cavity ( 43, 54) of the gem (45, 55) or retroreflector protrudes.
7. Schmuckstück nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger so ausgebildet ist, dass mindestens sein den LED-Chip (51) bzw. die LED-Chips tragender Teil in eine Höhlung (54) des Schmucksteins (55) bzw. Retroreflektors eingeschoben werden kann und dort festgehalten ist.7. Piece of jewelery according to claim 1 or 6, characterized in that the carrier is formed so that at least its the LED chip (51) or the LED chips-carrying part in a cavity (54) of the gemstone (55) or Retroreflektors can be inserted and held there.
8. Schmuckstück nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer lichtabstrahlenden Fläche des LED-Chips (21, 31, 41, 51) bzw. der LED-Chips und dem Schmuckstein (25, 35, 45, 55) bzw. Retroreflektor ein transparentes Koppelmaterial so angeordnet ist, dass ein Lichtpfad vom LED über das Koppelmatterial in den Schmuckstein bzw. Retroreflektor ohne dazwischenliegende, durch Luft- oder Vakuum führende8. Piece of jewelery according to one of claims 4 to 7, characterized in that between a light-emitting surface of the LED chip (21, 31, 41, 51) and the LED chips and the gemstone (25, 35, 45, 55) Retroreflector or a transparent coupling material is arranged so that a light path from the LED via the coupling material in the gemstone or retroreflector without intervening, leading by air or vacuum
Abschnitte besteht, wobei das Koppelmaterial vorzugsweise dauerelastisch ist.Sections exists, wherein the coupling material is preferably permanently elastic.
9. Schmuckstück nach Anspruch 1 oder Anspruch 3 bezogen auf Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der - o -9. Piece of jewelery according to claim 1 or claim 3 based on claim 1 or one of claims 4 to 8, characterized in that the - o -
Schmuckstein oder Retroreflektor Seitenflächen aufweist, die so ausgeformt sind, dass sie durch Totalreflexion das vom LED-Chip ausgesandte Licht mindestens teilweise bündeln und/oder umlenken.Gemstone or retroreflector has side surfaces that are shaped so that they at least partially bundle and / or redirect the light emitted by the LED chip by total reflection.
10. Schmuckstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12, 22, 32, 42, 52) ein Schichtsystem aus elektrisch leitenden und elektrisch isolierenden Schichten aufweist und dass durch dieses Schichtsystem Leiterpfade zur elektrischen Kontaktierung des LED-Chips bzw. der LED-Chips gebildet werden. 10. Piece of jewelery according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (12, 22, 32, 42, 52) has a layer system of electrically conductive and electrically insulating layers and that through this layer system conductor paths for electrical contacting of the LED chip or The LED chips are formed.
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