[发明专利]LED模块，用于运行这种LED模块的方法和具有这种LED模块的照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有一个或多个发光二极管芯片的模块，以下简称为LED模块(LED：发光二极管)。发光二极管芯片的概念在此是指LED的产生光的部件。

除此以外，本发明还涉及一种具有该LED模块的照明装置，其中这种具有LED模块的照明装置为了应用而设置具有长形的光导体。这特别包括在纤维光学上的应用，并还用于医学或工业的诊断、监控和手术，例如内窥镜、内孔窥视仪和显微镜。

背景技术

直至今天，对于内窥镜和内孔窥视仪主要都使用了卤素灯或放电灯、特别是功率大约在100至300W的氙气放电灯。为了减少由于从窥镜或内孔窥视仪中溢出的光而对灯具产生的热负荷，在灯具和光导体之间插入了红外线滤波器。此外，灯具的光通过适合的反射器汇聚在长形的光导体的入射面上。在此在入射面上可达到的高亮度对于系统的功能性来说是至关重要的。

光纤维束作为光导体用于内窥镜、内孔窥视仪和显微镜，光纤维束典型地具有小于5毫米的直径和数值上典型地为0.5到0.7的孔径。此外对于先前提到的应用目的，典型地需要80·10⁶cd/m²或者更高的亮度。以LED为基础替代传统的灯具以具有非常高的亮度的紧凑的LED布置为前提条件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种LED模块，该模块适用于薄的光导体、特别是纤维光学系统中的光输入耦合。

本发明的另一个方面在于，提供基于这种LED模块的具有光耦合器的照明装置，其在长形的光导体、例如纤维束或者流体光导体的输入端处实现足够高的、特别是用于内窥镜、内孔窥视仪和显微镜的亮度。

此外，需要对用于运行根据本发明的LED模块的方法以及将其对于内窥镜、内孔窥视仪和显微镜的应用进行保护。

该目的通过一种具有至少一个布置在载体上的发光二极管(LED)芯片的LED模块来实现，其特征在于，至少一个LED芯片设计用于以至少1.4安培的电流强度工作。

在照明装置、运行方法和根据本发明的LED模块的应用方面，参照相应的所引用的独立权利要求。

在相应的从属权利要求中给出了特别优选的设计方案。

本发明的基本思想在于，在LED模块中，对于如内窥镜、内孔窥视仪和显微镜的光导体应用所需的典型的为80·10⁶cd/m²或更高的高亮度，通过至少一个LED芯片来达到，该芯片设计用于至少1.4安培的工作电流。

此外，证明为有利的是，至少一个LED芯片的面积为至少1.5mm²。此外对于一些光导体应用有利的是，两个或更多的LED芯片彼此紧密贴近地布置成阵列，以便通过这种方式来获得发出相应大量光线的面。

此外优选的是，LED芯片直接布置在载体上。由于该载体优选地由导热特别好的材料、例如铜制成，因此使得LED芯片的散热得到改善。此外，LED载体优选地布置在散热体上，(多个)LED的损耗热量特别好地发出到周围环境或冷却介质。此外优选的是，单个的LED芯片既没有壳体也没有初级透镜。由此，两个或更多的LED芯片也可以相对紧密地彼此相邻布置成LED阵列(Multi-Chip on Board Technologie多芯片电路板技术)。在此，为了保护以防止外部影响而可能有利的是，LED阵列总体上配有一个壳体或一个保护层、一个防护玻璃或类似物。

通常根据本发明，LED芯片的表面发射类型是优选的，其中占绝大多数的、典型地多于90％的部分经过LED芯片的上盖体面射出。此外，还特别涉及到薄膜技术中的LED芯片(例如OSRAM ThinGaN)。LED芯片是优选的，其借助于发光材料转换过程而发出具有大于或等于50nm的光谱半值宽度的光、也特别是白光，例如OSRAM光电半导体公司的超白和暖白光类型的LED。理论上讲根据不同的应用领域，不仅将人眼可见的光而且将紫外线(UV)-或红外线(IR)-射束考虑为LED芯片发出的射束。

根据本发明的照明装置具有上述LED模块以及一个光耦合器。该光耦合器例如设计为非成像的光学元件，并且具有输入耦合面和输出耦合面。此外，该光耦合器相对于LED模块这样布置，即LED或LED阵列在工作时发出的光输入耦合到光耦合器的输入耦合面中。