[发明专利]用发光二极管模块的光在反射体上的回射照亮目标区域的灯具

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用在反射体上的回射来照亮目标区域的灯具，其具有带有至少一个发光二极管（LED）的发光二极管模块，以及用于该发光二极管模块的冷却装置，其中冷却装置包括作为冷却剂的、对于发光二极管模块的光线而言透明的液体和用于容纳冷却剂的透明的冷却剂容器。

背景技术

使用此类灯具的照明系统由US 2007/0253733A1已知。该文件描述了这种照明系统在荧光显微镜上的应用。LED-光源被放置在椭圆形镜子的焦点上并且向面对镜子的半空间发射它的光线。镜子将接受到的光线反射回去并将其聚焦在后续的光学系统上。基于在反射体上的回射，即入射角小于45°的光线的反射，LED-光源和用于其固定的必需的机械结构不可避免地给被反射的光线本身造成障碍。

由于LED的光输出随着温度上升而下降，必须确保在其操作过程中产生热量被导出，以便减小LED在工作中的升温。在LED-模块被安排在回射的反射体的焦点时，LED-模块不能经由在一般情况下常用的散热器降温，因为这种散热器会遮蔽更大的一部分在反射体上被反射的光线。代替这种情况，热量必须经支架被向外导出。即使它们为了将被反射的光线的损失尽量保持在低水平而可以被布置得非常紧凑，但是它们与LED独自相比会占据更多空间并且因此导致被反射的光线的遮暗。就算支架被设计成透明的，射到支架上的被反射的光线也会被影响并且降低这种布置的光学效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种这种类型的灯具，其中能高效地实现光传输及LED-模块的降温，其中该使伪影、如遮蔽的产生最小化。

该目的通过一种具有根据权利要求1所述特征的灯具实现。

特别有利的设计方案可在从属权利要求中得到。

本发明是基于这一认知，即可以这样设计对LED-模块的液态冷却，即由LED发射并从反射体上被反射的光线在落在冷却剂容器上时以确定的方式被影响。为此，冷却剂容器包括透明的第一壁和第二壁，冷却剂位于第一壁和第二壁之间而且这两个壁大体上垂直于反射体的光轴延伸，并且第一壁和第二壁具有这样的表面，即在LED-模块和反射体结合的装配的状态下，被反射体反射并落入目标区域的发光二极管的几乎全部、即至少90%的光线穿过冷却剂容器。

所以冷却剂容器具有两个与彼此平行的壁并且覆盖从发光二极管发出的和被反射体反射的光线的整个横截面。冷却剂容器的壁可以由玻璃或塑料制成。冷却剂例如可以是水，其数值为1.33的折射率与低折射率的玻璃或者透明的塑料的折射率（大约1.5）相差很小，冷却剂或者是透明的油。在选择冷却剂和冷却剂容器的材料时无论如何有利的是，第一壁和第二壁的折射率和冷却剂的折射率这样相近，使得在壁和冷却剂之间的界面上的反射损失非常小。冷却剂容器的第一壁和第二壁可以是长方形、特别是正方形，或者它们的边缘可以匹配于反射体的边缘。在此有利的是，冷却剂容器的外缘处于从灯具发出的光线被反射的区域之外，以便排除对被反射的光线的损失。那么边缘本身是否透明也就不重要了。在理想情况下，发光二极管的全部在反射体上反射并落入目标区域的光线穿过冷却剂容器。

LED-模块被优选地这样设计，即至少一个发光二极管最多照亮一个半空间。以这种方式，LED-模块可以这样被布置，即全部发出的光线击中反射体并由其向目标区域的方向被反射，由此落入目标区域的光具有确定的特征。

根据本发明的一个优选的设计方案，冷却装置此外还用作发光二极管模块的支架。由此，两个功能被结合在一个组件上，在此避免经由额外的支架引起的遮蔽。

根据本发明的一个特别优选的设计方案，发光二极管模块包括与发光二极管结合的导热元件，其被这样嵌入冷却剂容器，即它与冷却剂接触。以这种方式，LED-模块被固定在冷却装置上并且同时保障了在操作过程中产生的热量被有效导出。从导热元件到冷却剂的特别有效的热传递例如可以由此实现，即导热元件被设计成实心圆柱体，实心圆柱体带有从其上突起的鳍状散热片，或者具有由冷却剂穿流过的孔洞。此外，导热元件可以具有粗糙的或者结构化的表面。

根据本发明的另一个特别优选的设计方案，发光二极管包括电路板，在其顶侧上装配有一个或多个发光二极管并且其底侧特别借助导热材料与导热元件相连接，其中导热元件在垂直于发光二极管模块的光轴的方向上的尺寸小于或者等于电路板的相应的尺寸。以这种方式，LED-模块上的遮蔽仅仅降低了到达目标区域的光量。