EP1621809B1

EP1621809B1 - Luminous body

Info

Publication number: EP1621809B1
Application number: EP04018179A
Authority: EP
Inventors: Steve Becker
Original assignee: Sigma Dental Systems-Emasdi GmbH
Current assignee: Sigma Dental Systems-Emasdi GmbH
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: DE502004005705D1; JP2006049283A; ES2294407T3; PL1621809T3; US20060023458A1; US7222991B2; ATE380976T1; AU2005202265A1; CA2511253A1; EP1621809A1; AU2005202265B2; CN1727744A; CA2511253C; KR20060049901A

Abstract

A LED (4), located within a recess in a casing (2), emits light along an optical axis (2A). A primary focusing lens (6) and a secondary focusing lens (8) are set into the casing and located along the optical axis to focus the light emitted by the LED. The curved surface of the recess curves toward the primary focusing lens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper, insbesondere einen tragbaren Leuchtkörper zur Ausleuchtung eines Behandlungsfelds bei einer medizinischen Behandlung, z.B. beim Zahnarzt, oder bei feinmechanischen Arbeiten, wie etwa in der Uhrmacherei.The invention relates to a luminous body, in particular a portable filament for illuminating a treatment field in a medical treatment, e.g. at the dentist, or in fine mechanical work, such as in watchmaking.

Derartige Leuchtkörper sind aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere für die vorgenannten Anwendungsbereiche sind Leuchtkörper entwickelt worden, die klein und leicht sind, um beispielsweise auf dem Kopf eines Benutzers getragen zu werden. Im medizinischen Bereich werden derartige Leuchtkörper beispielsweise bei Operationen oftmals zusätzlich zu einer Operationslampe eingesetzt. Sowohl im medizinischen als auch im feinmechanischen Bereich ist die vom Leuchtkörper abgestrahlte Lichtstärke von entscheidender Bedeutung.Such luminous bodies are known from the prior art. In particular, for the aforementioned applications, filaments have been developed that are small and lightweight, for example, to be worn on the head of a user. In the medical field, such luminous bodies are often used, for example during operations, in addition to an operating lamp. Both in the medical and in the fine mechanical field, the luminous intensity emitted by the luminous element is of crucial importance.

Für die vorgenannten Zwecke wurden im Stand der Technik bisher im wesentlichen zwei Arten von Leuchtkörpern verwendet. Zum einen wurden im Stand der Technik bisher Leuchtkörper verwendet, die mittels Glasfasertechnik oder Flüssigkeitslichtleitern das Licht abstrahlen. Diese Leuchtkörper haben zwar eine relativ hohe Lichtstärke, zeichnen sich jedoch durch den Nachteil aus, dass sie zur Erzeugung und Einspeisung des Lichts in das Glasfaserkabel oder in den Flüssigkeitslichtleiter eine teure, große und schwere Einheit benötigen, die zu groß und zu schwer ist, um am Körper getragen zu werden. Auch ist das hierzu notwendige Kabel oft hinderlich, da es die Bewegungsfreiheit einschränktFor the purposes mentioned above, essentially two types of luminous bodies have hitherto been used in the prior art. On the one hand, luminous bodies have been used in the prior art so far, which by means of glass fiber technology or liquid light guides emit the light. Although these luminaries have a relatively high luminous intensity, they have the disadvantage that they require an expensive, large and heavy unit, which is too large and too heavy to generate and feed the light into the fiber optic cable or into the liquid light guide to be worn on the body. Also, the necessary cable is often a hindrance, as it restricts the freedom of movement

Auf der anderen Seite sind Leuchtkörper bekannt geworden, die im wesentlichen einer tragbaren, ggf. auf dem Kopf mittels eines Riemens gehaltenen Taschenlampe entsprechen. Derartige Lampen sind klassischerweise mit einer ganz normalen Glühbirne ausgestattet. Wenn derartige tragbare Taschenlampen mit Hilfe von Batterien mit Strom versorgt werden, dann sind sie zwar relativ leicht und somit auch tragbar; der Nachteil dieser Variante ist jedoch, dass bei derartigen mit Glühbirnen betriebenen Lampen 80 Prozent der Energie in Wärme umgewandelt werden, während nur 20 Prozent der Energie in Licht umgewandelt werden. Derartige Lösungen sind daher bei noch vertretbarer Batteriegröße oftmals zu lichtschwach, um in den angesprochenen Anwendungsbereichen der medizinischen Behandlung bzw. der Feinmechanik als tragbare Leuchtkörper zur Anwendung zu kommen. Denn auch der Versuch, die Lichtleistung durch Steigerung der Gesamtleistung anzuheben, führt bei derartigen herkömmlichen Lampen nicht zum Erfolg, da dann die Lampe zu heiß wird, so dass das Behandlungsfeld eine zu starke - im medizinischen Bereich nicht vertretbare - Hitzeeinwirkung durch eine derartige Lampe erfährt.On the other hand, filaments have become known, which essentially correspond to a portable, possibly held on the head by means of a belt flashlight. Such lamps are classically equipped with a normal light bulb. If such portable flashlights are powered by batteries, then they are relatively light and thus portable; however, the disadvantage of this variation is that with such bulb operated lamps, 80 percent of the energy is converted to heat while only 20 percent of the energy is converted to light. Such solutions are therefore often too faint with still acceptable battery size to come in the targeted applications of medical treatment or precision engineering as a portable filament for use. For even the attempt to increase the light output by increasing the overall performance, does not succeed in such conventional lamps, because then the lamp is too hot, so that the treatment field too strong - not acceptable in the medical field - experiences heat by such a lamp ,

In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass im Stand der Technik auch versucht wurde, eine gewünschte Maximierung der Lichtstärke durch die Verwendung von Halogenlampen zu erreichen. Auch diese Art von Lampen wird jedoch zu heiß für die behandlungsfeldnahe Verwendung in den eingangs genannten Anwendungsbereichen.It should be noted in this connection that it has also been attempted in the prior art to achieve a desired maximization of the luminous intensity through the use of halogen lamps. However, these types of lamps too hot for treatment near field use in the application areas mentioned above.

Aus US-Patent 6,478,453 B1 ist ein Leuchtkörper mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen bekannt.Out U.S. Patent 6,478,453 B1 is a luminous body with the features listed in the preamble of claim 1 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, verbesserte Leuchtkörper, insbesondere verbesserte auf dem Kopf tragbare Leuchtkörper, zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the present invention to provide improved luminous bodies, in particular improved luminous bodies which can be worn on the head.

Diese Aufgabe wird durch einen Leuchtkörper gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a luminous element according to claim 1.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass durch die Verwendung einer Leuchtdiode als Leuchtmittel zum einen ein leichter und somit tragbarer Leuchtkörper zur Verfügung gestellt wird, und zum anderen bei einem niedrigen Energieverbrauch gleichzeitig eine niedrige Wärmeentwicklung zu verzeichnen ist. Auf diese Weise werden durch die Verwendung einer Leuchtdiode als Leuchtmittel des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme mit zu großer Wärmeentwicklung erfolgreich vermieden.The invention includes the knowledge that the use of a light-emitting diode as the light source on the one hand provides a light and therefore portable light-emitting body, and on the other hand low heat generation can be recorded simultaneously with low energy consumption. In this way, the known from the prior art problems with excessive heat generation are successfully avoided by the use of a light emitting diode as the lighting means of the luminous body according to the invention.

Um gleichzeitig eine Maximierung der Lichtausbeute bzw. Lichtstärke des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers zu erhalten, verwenden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eine zweite fokussierende Linse, die vor der ersten Fokussierlinse in Abstrahlrichtung der Leuchtdiode angeordnet ist. Wird eine solche zweite Fokussierlinse, bevorzugt mit einem bestimmten Krümmungsradius, auf der optischen Achse der ersten Fokussierlinse in einem bestimmten Abstand von der ersten Fokussierlinse angeordnet, ist es möglich, in einem für die eingangs erwähnten Anwendungsgebiete typischen Behandlungsabstand von etwa 25 cm bis etwa 50 cm eine Lichtstärke von etwa 19.000 Lux bis etwa 50.000 Lux zu erzielen.In order to simultaneously maximize the luminous efficacy or luminous intensity of the filament according to the invention, preferred embodiments of the invention use a second focusing lens, which is arranged in front of the first focusing lens in the emission direction of the light-emitting diode. If such a second focusing lens, preferably with a certain radius of curvature, is arranged on the optical axis of the first focusing lens at a certain distance from the first focusing lens, it is possible to have a typical treatment distance of about 25 cm to about 50 cm for the application areas mentioned at the outset to achieve a light intensity of about 19,000 lux to about 50,000 lux.

Gleichzeitig wird vorteilhaft nur eine geringe Wärmeentwicklung verursacht, die bei Ausführungsformen der Erfindung an der Leuchtdiode zu einer maximalen Temperatur von etwa 55°C, jedoch zumindest von weniger als 60°C, führt. Schließlich ist auch der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers erheblich höher, da eine Leuchtdiode etwa 80 Prozent der Energie in Licht und nur etwa 20 Prozent der Energie in Wärmeenergie umwandelt. Es ist somit möglich, mit den erfindungsgemäßen Leuchtkörpern auch mit Hilfe von Batterien mobil sehr lange zu arbeiten, ohne auf die großen Lichtstärken in dem zuvor angesprochenen Bereich zu verzichten.At the same time advantageously only a small heat generation is caused, which leads in embodiments of the invention to the light emitting diode to a maximum temperature of about 55 ° C, but at least less than 60 ° C. Finally, the efficiency of the luminous element according to the invention is considerably higher, since a light-emitting diode converts about 80 percent of the energy into light and only about 20 percent of the energy into heat energy. It is thus possible to work with the luminaires according to the invention also with the help of batteries for a very long time, without sacrificing the high levels of light in the previously mentioned area.

Diese erfindungsgemäßen Vorteile sind vor dem Hintergrund zu bewerten, dass sich im Stand der Technik mit Hilfe bekannter Leuchtdioden nur eine Lichtstärke von maximal 10.000 Lux direkt an der Leuchtdiode erzeugen lässt. In einem für die eingangs genannten Behandlungen typischen und notwendigen Abstand von etwa 30 cm von der Leuchtdiode sind daher mit dem Stand der Technik nur Werte von weit unter 10.000 Lux möglich.These advantages according to the invention are to be evaluated in the light of the prior art, with the aid of known light-emitting diodes, only a light intensity of at most 10,000 lux can be generated directly at the light-emitting diode. In a typical for the treatments mentioned above and necessary distance of about 30 cm from the light emitting diode therefore only values of well below 10,000 lux are possible with the prior art.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird mit Hilfe einer speziellen Gehäuseform des die Leuchtdiode aufnehmenden Gehäuses eine weitere Maximierung der Lichtstärke, insbesondere in einem Abstand von etwa 25 cm bis etwa 50 cm, bevorzugt in einem Abstand von etwa 30 cm, von der Leuchtdiode, erreicht. Diese speziellen Gehäuseformen nutzen die erfindungsgemäße Erkenntnis aus, dass in den eingangs zitierten Anwendungsbereichen im medizinischen oder feinmechanischen Bereich die Bewertung von Leuchtkörpern ausschließlich auf der Basis der erzielbaren maximalen Lichtstärke insbesondere in einem Abstand von etwa 25 cm bis etwa 50 cm, bevorzugt in einem Abstand von etwa 30 cm, von der Leuchtdiode, vorgenommen wird.In advantageous embodiments of the invention, a further maximization of the light intensity, in particular at a distance of about 25 cm to about 50 cm, preferably at a distance of about 30 cm, from the light emitting diode, achieved by means of a special housing shape of the light emitting diode housing. These special housing forms exploit the knowledge according to the invention that in the application areas cited in the medical or precision engineering field, the evaluation of luminous bodies based exclusively on the achievable maximum light intensity in particular at a distance of about 25 cm to about 50 cm, preferably at a distance of About 30 cm, from the LED is made.

Demgegenüber spielt eine Maximierung der Größe des Lichtkegels nur eine untergeordnete Rolle, da die Behandlungsfelder in den eingangs zitierten Anwendungsbereichen zumeist sehr klein sind. So ist es für die eingangs genannten Zwecke völlig ausreichend einen Lichtkegel mit einem Durchmesser von etwa 3 cm bis etwa 8 cm in einem Abstand von etwa 25 cm bis etwa 50 cm, bevorzugt in einem Abstand von etwa 30 cm, von der Leuchtdiode, zur Verfügung zu stellen. Es kann daher mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gehäuse eine über die verwendeten Linsen weitergehende Fokussierung des von der Leuchtdiode erzeugten Lichtstrahls vorgenommen werden, um die Lichtstärke in einem Abstand von etwa 25 cm bis etwa 50 cm, bevorzugt in einem Abstand von etwa 30 cm, von der Leuchtdiode zu maximieren.In contrast, maximizing the size of the light cone plays only a minor role, since the treatment fields in the application areas cited at the beginning are usually very small. Thus, for the purposes mentioned at the outset, it is entirely sufficient to have a light cone with a diameter of about 3 cm to about 8 cm at a distance of about 25 cm to about 50 cm, preferably at a distance of about 30 cm, from the light-emitting diode to deliver. It can therefore be made with the help of the housing according to the invention on the lenses used further focusing the light beam generated by the light emitting diode to the light intensity at a distance of about 25 cm to about 50 cm, preferably at a distance of about 30 cm, from the To maximize light emitting diode.

Bevorzugt werden hierfür Gehäuse mit einem bestimmten Öffnungswinkel verwendet. Bevorzugt sind Öffnungswinkel von etwa 40° bis etwa 80°, bevorzugt von etwa 50° bis etwa 70°, noch weiter bevorzugt von etwa 58° bis etwa 64°.For this purpose, housing with a certain opening angle is preferably used. Aperture angles of from about 40 ° to about 80 °, preferably from about 50 ° to about 70 °, more preferably from about 58 ° to about 64 ° are preferred.

Es ist auch vorteilhaft, wenn eine Außenkontur der zweiten Fokussierlinse einen gegenüber dem Öffnungswinkel des Gehäuses etwas, z.B. um etwa 1° bis etwa 2°, größeren Öffnungswinkel aufweist. Denn auf diese Weise kann zwischen zweiter Fokussierlinse und Gehäuse ein Luftspalt zur Verfügung gestellt werden. Dieser Luftspalt führt zu einer weiteren Optimierung der Lichtausbeute.It is also advantageous if an outer contour of the second focusing lens is slightly larger than the opening angle of the housing, e.g. by about 1 ° to about 2 °, larger opening angle. Because in this way, an air gap can be made available between the second focusing lens and housing. This air gap leads to a further optimization of the light output.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1: zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers;
Fig. 2: zeigt das Gehäuse der Ausführungsform der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 3: zeigt die zweite Fokussierlinse der Ausführungsform der Fig. 1 alleine;
Fig. 4: zeigt einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers; und
Fig. 5: zeigt das Gehäuse der Ausführungsform der Fig. 4 in vergrößerter Darstellung.

Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings. The drawing shows:

Fig. 1: shows a cross section through a first embodiment of a luminous body according to the invention;
Fig. 2: shows the housing of the embodiment of Figure 1 in an enlarged scale.
Fig. 3: shows the second focusing lens of the embodiment of Fig. 1 alone;
Fig. 4: shows a cross section of a second embodiment of a luminous body according to the invention; and
Fig. 5: shows the housing of the embodiment of Fig. 4 in an enlarged view.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform 1 eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers. Der in der Fig. 1 dargestellte Leuchtkörper 1, der insbesondere als tragbarer Leuchtkörper 1 für die Ausleuchtung eines medizinischen oder feinmechanischen Behandlungsfeldes geeignet ist, weist ein um die Rotationsachse 2a rotationssymmetrisches, im wesentlichen trichterförmiges Gehäuse 2 auf.Fig. 1 shows a first embodiment 1 of a filament according to the invention. The luminous body 1 shown in FIG. 1, which is suitable in particular as a portable filament 1 for the illumination of a medical or precision mechanical treatment field, has a rotationally symmetrical, substantially funnel-shaped housing 2 about the axis of rotation 2a.

In dem Gehäuse 2 befindet sich eine Leuchtdiode 4. Diese Leuchtdiode 4 wird von einer nicht dargestellten Energiequelle, z.B. einer tragbaren Batterie, mit Strom über eine nicht dargestellte Leitung in bekannter Art und Weise versorgt.In the housing 2 is a light emitting diode 4. This light emitting diode 4 is from an energy source, not shown, e.g. a portable battery, supplied with power via a line not shown in a known manner.

Direkt auf der Leuchtdiode 4 sitzt eine in Abstrahlrichtung der Leuchtdiode 4 liegende erste Fokussierlinse 6. Die erste Fokussierlinse 6 weist ein Abstrahlprofil auf, welches im wesentlichen einer Lambert-Kurve entspricht. Die erste Fokussierlinse 6 besteht aus Glas oder jedem anderen geeigneten transparenten und lichtbrechenden Material.Directly on the light-emitting diode 4 sits a lying in the emission direction of the light emitting diode 4 first focusing lens 6. The first focusing lens 6 has a radiation profile, which substantially corresponds to a Lambert curve. The first focusing lens 6 is made of glass or any other suitable transparent and refractive material.

Die erste Fokussierlinse 6 weist im wesentlichen die Form einer Halbkugel auf. Die Halbkugel weist einen Krümmungsradius von 2,5 mm auf. Die Halbkugel weist in Abstrahlrichtung 2a der Leuchtdiode 4 - in der Fig. 1 nach oben - die Wölbung der Halbkugel auf. Die Halbkugel ist unterhalb einer nur aus Gründen des besseren Verständnisses in der Zeichnung eingefügten Linie 5 um einen Abschnitt 6a zylinderförmig nach unten in Richtung auf die Leuchtdiode verlängert. Der Abschnitt 6a ist nur in der Zeichnung durch die Linie 5 abgegrenzt dargestellt. Tatsächlich ist jedoch der Abschnitt 6a integral mit der Halbkugel der Linse 6 verbunden und besteht daher auch aus demselben Material wie die Halbkugel und hat denselben Durchmesser von 5 mm wie die Halbkugel. Der Durchmesser des Abschnitts 6a entspricht im wesentlichen dem Durchmesser eines in Fig. 1 nicht näher dargestellten lichtaussendenden Teils der Leuchtdiode 4.The first focusing lens 6 has substantially the shape of a hemisphere. The hemisphere has a radius of curvature of 2.5 mm. The hemisphere has in the emission direction 2a of the light emitting diode 4 - in Fig. 1 upwards - the curvature of the hemisphere. The hemisphere is extended below a section 5 inserted in the drawing only for reasons of better understanding in the drawing, by a section 6a in a downward cylindrical manner in the direction of the light-emitting diode. The section 6a is shown delineated only in the drawing by the line 5. In fact, however, the portion 6a is integrally connected to the hemisphere of the lens 6 and therefore also made of the same material as the hemisphere and has the same diameter of 5 mm as the hemisphere. The diameter of section 6a substantially corresponds to the diameter of a light-emitting part (not shown in detail in FIG. 1) of light-emitting diode 4.

In dem Gehäuse 2 ist weiterhin eine zweite Fokussierlinse 8 vorgesehen. Die zweite Fokussierlinse 8 besteht aus PMMA Kristall, kann jedoch auch aus Glas oder aus jedem anderen geeigneten transparenten und lichtbrechenden Material bestehen. Die zweite Fokussierlinse 8 weist eine im wesentlichen zylinderförmige Ausnehmung 10 auf. Die Ausnehmung 10 ist der ersten Fokussierlinse 6 zugewandt. Die Tiefe p (siehe Fig. 3) der Ausnehmung 10 ist derart, dass die erste Fokussierlinse 6 einschließlich ihres Abschnitts 6a vollständig innerhalb der Ausnehmung 10 Platz findet. Ein der ersten Fokussierlinse 6 zugewandter Boden 12 der Ausnehmung 10 ist in Richtung auf die erste Fokussierlinse 6 gekrümmt ausgebildet.In the housing 2, a second focusing lens 8 is further provided. The second focusing lens 8 is made of PMMA crystal, but may be made of glass or any other suitable transparent and refractive material. The second focusing lens 8 has a substantially cylindrical recess 10. The recess 10 faces the first focusing lens 6. The depth p (see FIG. 3) of the recess 10 is such that the first focusing lens 6, including its portion 6 a, fits completely within the recess 10. One of the first focusing lens 6 facing bottom 12 of the recess 10 is formed curved in the direction of the first focusing lens 6.

Weiterhin ist entlang der optischen Achse 2a der ersten Fokussierlinse 6 ein Abstand a zwischen der ersten Fokussierlinse 6 und dem Boden 12 vorhanden. Der Abstand a beträgt 1,8 mm. In diesem Zwischenraum befindet sich Luft. Der Krümmungsradius des Bodens 12 beträgt etwa 9 mm und ist daher wesentlich größer als der 2,5 mm betragene Krümmungsradius der dem Boden 12 zugewandten halbkugelförmigen Oberfläche der ersten Fokussierlinse 6.Further, along the optical axis 2a of the first focusing lens 6, a distance a between the first focusing lens 6 and the bottom 12 is present. The distance a is 1.8 mm. There is air in this space. The radius of curvature of the bottom 12 is about 9 mm and is therefore substantially greater than the 2.5 mm radius of curvature of the bottom 12 facing hemispherical surface of the first focusing lens. 6

Die zweite Fokussierlinse 8 ist derart ausgebildet, dass ihr in der Fig. 3 dargestellter maximaler Außendurchmesser b im wesentlichen dem in der Fig. 2 dargestellten-maximalen -Innendurchmesser c= 26 mm des Gehäuses 2 entspricht. Es sind alternativ auch Ausführungsformen mit einem Außendurchmesser von etwa 24 mm bis etwa 35 mm möglich. In diesem Fall sollten die übrigen Maße entsprechend angepasst werden.The second focusing lens 8 is designed in such a way that its maximum outer diameter b shown in FIG. 3 substantially corresponds to the maximum inner diameter c = 26 mm of the housing 2 shown in FIG. Alternatively, embodiments with an outer diameter of about 24 mm to about 35 mm are possible. In this case, the remaining dimensions should be adjusted accordingly.

Im Bereich des Durchmessers b der zweiten Fokussierlinse 8 bzw. des Innendurchmessers c des Gehäuses 2 verläuft der in der Fig. 3 hervorgehobene Abschnitt 14 der Außenwand 16 der zweiten Fokussierlinse 8 parallel zur optischen Achse 2a der ersten Fokussierlinse 6 und der zweiten Fokussierlinse 8. Gleiches gilt für den in der Fig. 2 deutlicher hervorgehobenen oberen Abschnitt 18 der Innenwandung 20 des Gehäuses 2. Der Abschnitt 18 weist jedoch in Richtung der optischen Achse 2a eine Länge e = 7,7 mm auf, die größer ist als die Länge d = 5,9 mm des oberen Abschnitts 14 der zweiten Fokussierlinse 8. Die Innenwandung 20 des Gehäuses 2 überragt demnach mit ihrem Abschnitt 18 den Abschnitt 14 der zweiten Fokussierlinse 8 um das Maß f = 1,8 mm. Die Maße e und d können jedoch beliebig variiert werden und auch gleich groß sein.In the area of the diameter b of the second focusing lens 8 and of the inner diameter c of the housing 2, the portion 14 of the outer wall 16 of the second focusing lens 8 highlighted in FIG. 3 runs parallel to the optical axis 2a of the first focusing lens 6 and the second focusing lens 8 applies to the clearly highlighted in Fig. 2 upper portion 18 of the inner wall 20 of the housing 2. However, the portion 18 has in the direction of the optical axis 2a a length e = 7.7 mm, which is greater than the length d = 5th , 9 mm of the upper portion 14 of the second focusing lens 8. The inner wall 20 of the housing 2 projects beyond its section 18, the portion 14 of the second focusing lens 8 by the dimension f = 1.8 mm. However, the dimensions e and d can be varied as desired and also be the same size.

Wie aus der Fig. 1 weiterhin zu ersehen ist, weist die zweite Fokussierlinse 8 zwischen dem Abschnitt 14, ihrer Außenoberfläche 16 und ihrem Boden 24 einen kegelstumpfmantelförmig auf die Leuchtdiode 4 zulaufenden geneigten Abschnitt 26 auf.As can also be seen from FIG. 1, the second focusing lens 8 has, between the section 14, its outer surface 16 and its bottom 24, a sloping section 26 tapering towards the light-emitting diode 4 in the shape of a truncated cone.

Zwischen der geneigten Außenoberfläche 26 der zweiten Fokussierlinse 8 und einem entsprechenden ebenfalls kegelstumpfmantelförmigen geneigtem Abschnitt 28 der Innenwandung 20 des Gehäuses 2 ist Luftspalt 30 vorhanden. Der Luftspalt 30 nimmt von seiner maximalen Ausdehnung in unmittelbarer Nachbarschaft zur Leuchtdiode 4 in Richtung auf den oberen Abschnitt 14 kontinuierlich ab. Im Bereich des Abschnitts 14 ist kein Luftspalt mehr zwischen Außenwand 14 und Innenwand 18 des Gehäuses 2 vorhanden.Between the inclined outer surface 26 of the second focusing lens 8 and a corresponding also truncated cone-shaped inclined portion 28 of the inner wall 20 of the housing 2, air gap 30 is present. The air gap 30 decreases continuously from its maximum extent in the immediate vicinity of the light emitting diode 4 in the direction of the upper portion 14. In the region of section 14, no air gap is present between outer wall 14 and inner wall 18 of housing 2.

Unterhalb des Bodens 24 der zweiten Fokussierlinse 8 setzt sich das Gehäuse 2 dann noch in der in der Fig. 1 dargestellten Art und Weise um eine Länge g = 6,8 mm fort. Das Ende 32 des Gehäuses 2 ist von der Mitte der Leuchtdiode 4 um einen Abstand h = 6 mm entfernt. Die Maße g und h können jedoch beliebig variiert werden und auch gleich groß sein.Below the bottom 24 of the second focusing lens 8, the housing 2 then continues in the manner shown in FIG. 1 by a length g = 6.8 mm. The end 32 of the housing 2 is removed from the center of the light emitting diode 4 by a distance h = 6 mm. The dimensions g and h, however, can be varied as desired and also be the same size.

Der mit Luft gefüllte Bereich 34 unterhalb der Leuchtdiode 4 kann beispielsweise zum Führen von Stromkabeln zur Versorgung der Leuchtdiode 4 verwendet werden.The area 34 filled with air underneath the light-emitting diode 4 can be used, for example, to guide power cables to supply the light-emitting diode 4.

Die Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung das Gehäuse 2 der ersten Ausführungsform 1 der Fig. 1. Die Fig. 2 dient insbesondere zur exakten und erfindungswesentlichen Darstellung des Öffnungswinkels a des unteren Abschnitts 28 der Innenwandung 20 des Gehäuses 2. Dieser Öffnungswinkel α beträgt in der ersten in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform 1 des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers 58°. Aufgrund der Wandstärke des Gehäuses 2 beträgt der an der Außenoberfläche 34a des Gehäuses 2 gemessene Neigungswinkel β der Außenoberfläche des Gehäuses 2 60°. Ebenfalls aufgrund der Wandstärke des Gehäuses 2 beträgt der maximale Außendurchmesser i des Gehäuses 2 im Bereich des Abschnitts 18 des Gehäuses 2 28 mm. Da die Wandstärke des Gehäuses 2 beliebig vergrößert werden, können Neigungswinkel β und maximaler Außendurchmesser i des Gehäuses 2 ebenfalls andere beliebige Werte annehmen.2 shows an enlarged view of the housing 2 of the first embodiment 1 of FIG. 1. FIG. 2 serves in particular for the exact and essential to the invention representation of the opening angle a of the lower portion 28 of the inner wall 20 of the housing 2. This opening angle α is in the first illustrated in Figs. 1 and 2 embodiment 1 of the filament 58 ° according to the invention. Due to the wall thickness of the housing 2, the inclination angle β measured on the outer surface 34a of the housing 2 of the outer surface of the housing 2 is 60 °. Also due to the wall thickness of the housing 2, the maximum outer diameter i of the housing 2 in the region of the portion 18 of the housing 2 is 28 mm. Since the wall thickness of the housing 2 are arbitrarily increased, inclination angle β and maximum outer diameter i of the housing 2 can also assume any other values.

Die weiteren in der Fig. 2 dargestellten Maße sind j = 9 mm, k = 13 mm, l = 4,5 mm, m = 10 mm und n = 13 mm.The other dimensions shown in FIG. 2 are j = 9 mm, k = 13 mm, l = 4.5 mm, m = 10 mm and n = 13 mm.

Da der untere Abschnitt 26 der Außenkontur der zweiten Fokussierlinse 8 einen Öffnungswinkel von etwa 65° aufweist, also einen um etwa 7° größeren Öffnungswinkel als der Öffnungswinkel α der Innenwandung 28 des Gehäuses 2, entsteht der in der Fig. 1 dargestellte Luftspalt 30 in der in der Fig. 1 dargestellten kontinuierlich abnehmenden Art und Weise.Since the lower portion 26 of the outer contour of the second focusing lens 8 has an opening angle of about 65 °, ie an opening angle greater than about 7 ° than the opening angle α of the inner wall 28 of the housing 2, the air gap 30 shown in FIG in Fig. 1 illustrated continuously decreasing manner.

Fig. 3 zeigt die zweite Fokussierlinse 8 alleine. Die in der Fig. 3 weiterhin dargestellten Maße der zweiten Fokussierlinse 8 betragen o = 17,8 mm, p = 6 mm, q = 6,6 mm und r = 9,5 mm. Die Höhe p ist dabei so gewählt, dass die erste Fokussierlinse 6 zum einen vollständig in der Ausnehmung 10 aufgenommen werden kann und zum anderen der Abstand a gemäß Fig. 1 gewahrt werden kann. Der Durchmesser q der Ausnehmung 10 ist so gewählt, dass die erste Fokussierlinse 6 problemlos, d.h. noch mit leichtem Spiel, in die Ausnehmung 10 eingeschoben werden kann. Denn wie aus Fig. 1 ersichtlich ist ein direkter Kontakt zwischen der ersten Fokussierlinse 6 und der zweiten Fokussierlinse 8 im Bereich der Ausnehmung 10 unerwünscht.Fig. 3 shows the second focusing lens 8 alone. The dimensions of the second focusing lens 8 which are furthermore shown in FIG. 3 are o = 17.8 mm, p = 6 mm, q = 6.6 mm and r = 9.5 mm. The height p is chosen so that the first focusing lens 6 can be completely absorbed in the recess 10 and on the other hand, the distance a shown in FIG. 1 can be maintained. The diameter q of the recess 10 is chosen so that the first focusing lens 6 easily, i. still with a slight play, can be inserted into the recess 10. As can be seen from FIG. 1, a direct contact between the first focusing lens 6 and the second focusing lens 8 in the region of the recess 10 is undesirable.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform 200 des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers. Gleiche oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen wie in den vorigen Figuren bezeichnet. Die zweite Ausführungsform 200 entspricht im wesentlichen der in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform 1. Die bei der obigen Ausführungsform als über die für den Fachmann übliche Toleranz hinaus beliebig variabel beschriebenen Maße können auch bei dieser Ausführungsform 200 beliebig variiert werden.4 shows a cross section through a second embodiment 200 of the filament according to the invention. Identical or functionally identical parts are designated by the same reference numerals as in the previous figures. The second embodiment 200 essentially corresponds to the first embodiment 1 shown in FIG. 1. The dimensions which are arbitrarily variably described in the above embodiment as beyond the tolerance customary to the person skilled in the art can also be varied as desired in this embodiment 200.

Gegenüber der ersten Ausführungsform 1 wurde bei der zweiten Ausführungsform 200 vor allem der Öffnungswinkel α des Gehäuses 2 im Bereich des Abschnitts 28 der Innenwandung 20 des Gehäuses 2 verändert. Diese Veränderung des Öffnungswinkels α ist in der Fig. 5 für das Gehäuse 2 alleine vergrößert dargestellt. Der Winkel α beträgt bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform 200 64°. Aufgrund dieses größeren Öffnungswinkels a erstreckt sich in der Ausführungsform 200 gemäß Fig. 4 der Luftspalt 30 weiter nach oben in Richtung auf den oberen Abschnitt 14 der zweiten Fokussierlinse 8 bzw. des oberen Abschnitts 18 der Innenwandung 20 des Gehäuses 2. Denn die Neigung des unteren Abschnitts 26 der zweiten Fokussierlinse 8 ist bei der zweiten Ausführungsform 200 gegenüber der ersten Ausführungsform 1 unverändert bei 32,5° geblieben. Es kommt somit zu einer langsameren Abnahme des Luftspaltes 30.Compared to the first embodiment 1, the opening angle α of the housing 2 in the region of the section 28 of the inner wall 20 of the housing 2 was changed in the second embodiment 200, in particular. This change in the opening angle α is shown enlarged in FIG. 5 for the housing 2 alone. The angle α is in the in FIGS. 4 and 5 illustrated second embodiment 200 64 °. Due to this larger opening angle a extends in the embodiment 200 shown in FIG. 4, the air gap 30 further upward toward the upper portion 14 of the second focusing lens 8 and the upper portion 18 of the inner wall 20 of the housing 2. Because the inclination of the lower Section 26 of the second focusing lens 8 has remained unchanged at 32.5 ° in the second embodiment 200 compared to the first embodiment 1. There is thus a slower decrease of the air gap 30.

Die in Fig. 4 dargestellten Maße betragen f = 1,4 mm, a = 2,3 mm, g = 7,3 mm, h = 6 mm. Die in Fig. 5 dargestellten Maße betragen α = 64°, β = 60°, i = 28,4 mm, c = 26,1 mm, e = 7,7 mm, j = 9 mm, k = 13 mm, l = 4,5 mm, m = 10 mm und n = 13 mm. Sowohl in der in der Fig. 1 Ausführungsform 1 als auch in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform 200 beträgt die Leistung der Leuchtdiode 4 3 W. Bei einer solchen Leistung entsteht eine maximale Wärme von etwa 55°C, jedoch zumindest von weniger als 60°C.The dimensions shown in FIG. 4 are f = 1.4 mm, a = 2.3 mm, g = 7.3 mm, h = 6 mm. The dimensions shown in Fig. 5 are α = 64 °, β = 60 °, i = 28.4 mm, c = 26.1 mm, e = 7.7 mm, j = 9 mm, k = 13 mm, l = 4.5 mm, m = 10 mm and n = 13 mm. Both in the embodiment 200 illustrated in FIG. 1 and in the embodiment 200 shown in FIG. 4, the power of the light emitting diode 4 is 3 W. With such power, a maximum heat of approximately 55 ° C., but at least less than 60, results ° C.

Beide Leuchtkörper 1 und 200 sind, insbesondere aufgrund der vorstehend im Detail dargestellten Abmessungen, mit Hilfe einer entsprechenden Befestigung auf dem Kopf eines Benutzers befestigbar und tragbar. Dabei kann die Leuchtdiode 4 über den offenen Bereich 34 des Gehäuses 2 vorteilhaft mit Hilfe von nicht dargestellten Stromkabeln mit einer mobilen Energiequelle, beispielsweise einer tragbaren Batterie, verbunden sein. Diese Batterie kann beispielsweise ebenfalls am Körper eines Benutzers des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers getragen werden, so dass insgesamt eine mobile und tragbare Leuchte zur Verfügung gestellt wird.Both filaments 1 and 200 are, in particular due to the dimensions shown in detail above, fastened and portable by means of a corresponding attachment to the head of a user. In this case, the light-emitting diode 4 can be advantageously connected via the open region 34 of the housing 2 with the aid of power cables, not shown, to a mobile energy source, for example a portable battery. This battery can for example also be worn on the body of a user of the filament according to the invention, so that a total of a mobile and portable light is provided.

Sowohl die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform 1 des erfindungsgemäßen Leuchtkörpers als auch die zweite Ausführungsform 200 erzeugen in einem Abstand von etwa 30 cm von der zweiten Fokussierlinse 8 entlang der optischen Achse 2a in einem Lichtkegel von etwa 3 cm bis etwa 8 cm Durchmesser eine Lichtstärke von etwa 30.000 Lux. Die oben angedeuteten Ausführungsformen mit einem Durchmesser b der zweiten Fokussierlinse 8 von etwa 30 mm können in einem Abstand von etwa 30 cm von der zweiten Fokussierlinse 8 entlang der optischen Achse 2a in einem Lichtkegel von etwa 3 cm bis etwa 8 cm Durchmesser eine Lichtstärke von etwa 50.000 Lux erzeugen.Both the first embodiment 1 of the filament according to the invention and the second embodiment 200 shown in FIG. 1 generate at a distance of about 30 cm from the second focusing lens 8 along the optical axis 2a in a cone of light of about 3 cm to about 8 cm in diameter Light intensity of about 30,000 lux. The above-indicated embodiments with a diameter b of the second focusing lens 8 of about 30 mm can generate a light intensity of about 50,000 lux at a distance of about 30 cm from the second focusing lens 8 along the optical axis 2a in a light cone of about 3 cm to about 8 cm in diameter.

Claims

A lamp (1, 200), in particular a portable lamp (1, 200) for the illumination of a medical or precision-engineering treatment field,
with a casing (2),
with a light emitting diode (4) held by the housing (2),
with a first focus lens (6, 6a) which is held by the casing (2) and which is situated in the direction of beam (2a) of the light emitting diode (4),
with a second focus lens (8) which is held by the casing (2) and which is situated in the direction of beam (2a) of the light emitting diode (4) behind the first focus lens (6, 6a) and which has a substantially cylindrical recess (10),
whereby a recess (10) base (12) facing the first focus lens (6, 6a) is configured curved in the direction of the first focus lens (6, 6a), characterised in that the light emitting diode (4) has a power of 2 to 4 W, whereby a certain distance (a) is provided between the first focus lens (6) and the base (12) along the optical axis (2a) of the first focus lens (6, 6a),
whereby the distance (a) is 1 to 3mm.
The lamp according to Claim 1,
whereby a radius of curvature of the base (12) is larger, preferably at least two times larger, more preferably at least three times larger, even more preferably at least 3.5 times larger, than a radius of curvature of a curved side of the first focus lens (6, 6a), this being the side facing the base (12).
The lamp according to one of the preceding claims,
whereby the base (12)-facing curved side of the first focus lens (6) is arranged at least partially within the recess (10)
The lamp according to one of the preceding claims,
whereby the first focus lens (6) is arranged in the recess (10).
The lamp according to one of the preceding claims,
whereby the distance (a) is 1.8 to 2.3 mm.
The lamp according to one of the preceding claims,
whereby the casing (2) has a cone envelope-shaped inner wall (28) which faces at least the second focus lens (8) and which has, in the direction of beam (2a) of the light emitting diode (4), at least in sections, an aperture angle (α) of approximately 40° to approximately 80°, preferably from approximately 50° to approximately 70°, even more preferably from approximately 58° to approximately 64°.
The lamp according to one of the preceding claims,
whereby, between an inner wall (20, 28) of the casing (2) and the second focus lens (8), there is provided at least partially an air gap (30) which continuously decreases preferably in the direction of beam (2a) of the light emitting diode (4).
A light with a lamp according to one of the preceding claims and a, preferably portable, energy source which more preferably includes a battery, is connected to the light emitting diode (4) and supplies the light emitting diode (4) with energy.