專利名稱：手術燈無影反射鏡的改進結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種手術燈無影反射鏡的改進結構，特別是涉及這樣一種手術燈的反射鏡的改進，它在反射光路局部受阻時能有效避免在照明平面上呈現突兀的陰影，但在它的照明平面上受其照射的手術部位仍保持正常的陰影，從而可以維持該部位的立體感。
早期的公知手術燈為了能達到無影的效果，一般是利用多個小型反射鏡及燈泡構成一個燈頭結構，多個小型反射鏡及燈泡從不同方向射出直徑相等的圓形光線聚焦於同一平面上，借此可以避免醫療人員的身體阻擋光線時在開刀位置造成陰影。這種無影的設計固然有效，但當手術燈頭與開刀部位的相關位置必須改變時，便需要重新調整該手術燈頭上個別的小型反射鏡與燈泡的聚焦距離。由於考慮到要同時調整及維持許多小型反射鏡及燈泡，燈頭結構一般都設計得頗為復雜且沉重，因此其操作及使用的靈活性較差。
為解決這種結構上的缺陷，目前最佳的改進設計，例如美國專利第6,135,602號的發明人已完成一種如
圖1至圖3所示的手術燈結構。如
圖1所示，嵌在外殼21內部的反射鏡20由多塊梯形反射面2010組成。通過多塊梯形反射面2010由不同的反射光路將燈絲10產生的光線投射到照明平面30上；其中那些較高且較靠近反射鏡20中心的梯形反射面2010對照明平面會反射均勻并交叉的光線，而那些靠近反射鏡的外緣位置的梯形反射面2010則對照明平面反射均勻但不交叉的光線。交叉的光線的作用是系當部分光路40受醫療人員頭部位置50遮住時，在照明平面30上面將不會產生該醫療人員的頭部陰影。
第6,135,602號美國專利雖然可以克服光路受阻時在照明平面30上出現陰影的問題，但是由於反射鏡20是由多塊梯形反射面2010組成的，數個上下連續相鄰的梯形反射面2010會重復地將光線投射在一局部區域或點上，其投射角度各異但差距不大，因此被照射的傷口或細微處的陰影并不銳利明顯而會有漸層的效果，結果將使受照傷口或細微處的立體視覺效果降低；換言之，執刀的醫生將無法輕松的看清楚立體視覺效果降低的傷口或細微處，為了能看得更加清楚些，就要加倍耗費眼力，從而產生莫名的視覺疲勞。這種現象的確為這篇美國專利申請案的未曾料到的應用問題。
因此，本實用新型的目的即為解決上述問題，針對無影反射鏡提出一種改進結構，使照明范圍內的傷口、細微處或手術部位仍然能適度地保持立體陰影。
本實用新型針對第6,135,602號美國專利的設計進行了改進，即，將梯形反射面2010的形狀進行簡化、改變，并對梯形反射面2010的數量進行了大幅度的減少，將其改成一種由多個三維弧面組成的手術燈反射鏡，所說的多個三維弧面繞反射鏡中心線進行水平方向360度的連接。本實用新型的手術燈反射鏡的任一與中心線正交的橫截面均為正多邊形(但多邊形的邊可為曲線)，包含中心線并與任一三維弧面正交的縱剖面為和反射鏡中心線相互對稱的弧線，上述單邊的弧線為二至五段高階多項式方程定義的連續弧線的形狀。此種改進的反射鏡，即使某處的反射光路受醫療人員的身體遮擋，在照明平面上也不會產生突兀的陰影；而此種三維弧面在包含上述一段以高階多項式方程定義的連續弧線的部份反射在照明平面上局部單點的光路不會重復，能呈現正常的立體陰影，使執刀的醫生能比較清楚地判斷手術部位細微處的立體形狀。
根據上述目的，為了更詳細地了解本實用新型的整體結構、裝置、特徵、及其效果，下面將結合附圖進一步說明本實用新型的優選實施例，其中
圖1為公知技術的反射光線的路徑示意圖；圖2為公知技術的反射鏡的側視圖，反射鏡由多塊梯形反射面2010組成；圖3為公知技術的反射鏡的底視圖；圖4為本實用新型優選實施例的反射鏡的側視圖；圖5為本實用新型優選實施例的反射鏡的底視圖。
如圖4及圖5所示，按照本實用新型的具體實施例，利用多個三維弧面6010繞反射鏡中心線作水平向的360度相連，組成一個手術燈反射鏡60。該反射鏡任一與其中心線正交的橫截面均為正多邊形(但多邊形的邊可為曲線)，而包含其中心線并與任一三維弧面正交的縱剖面則為相互對稱于反射鏡中心線的弧線，上述單邊的弧線為二至五段的高階多項式方程定義的連續弧線；包含上述任何一段弧線的三維弧面可以用多項式方程表示，例如Z=Σm=0MΣn=0Nαmnxmyn,M,N≥3]]>本實用新型的一優選實施例如圖4所示，此實施例以兩段式弧面為例。如利用本實用新型的反射鏡60取代
圖1所示的反射鏡20時，可將燈絲10的光線反射至照明平面30上。如同前述，多個三維弧面6010由不同的反射光路將燈絲10產生的光線投射到照明平面30上；其中較高且較靠近反射鏡60的中心為第一段基準弧線a1的部分，這一部分產生均勻交叉的光線；靠近反射鏡的外緣位置為第二段基準弧線a2的部分，這一部分產生均勻但不交叉的光線。所說的交叉的光線的作用是當部分光路40受醫療人員頭部位50遮住時，在照明平面30上面將不會產生該醫療人員的頭部陰影。
如同一般的手術燈那樣，若使用本實用新型的反射鏡60，最好也能調整燈絲10與反射鏡60之間的相對位置，以使反射光線能在不同的燈下距離聚焦。但就實用而言，聚焦距離最好應在手術燈下0.8公尺至1.3公尺之間。
本實用新型與美國專利第6,135,602號的不同之處在于從照明平面上的局部單點觀察，三維弧面6010在包含第一段或第二段基準弧線部份的反射光路不會重復；相對于本實用新型所述的三維弧面6010的第一段或第二段基準弧線部份來說，在美國專利第6,135,602號里為上下排列的連續相鄰的梯形反射面2010，這些梯形反射面在照明平面上的局部單點會產生多次重復，并且產生角度有漸層差異的光路。故相對而言，本實用新型的反射鏡60比較能呈現正常的陰影，使執刀的醫生能比較清楚地判斷手術部位細微處的立體形狀。
本實用新型的三維弧面6010雖然包含前述二至五段的連續弧線，但為了增加反射鏡攔截光線的角度，最靠近反射鏡中心的弧線和其相鄰的弧線在相交點的法線向量及斜率相同。
整體而言，本實用新型的反射鏡60主要利用多個三維弧面6010相連構成，其形狀比美國專利第6,135,602號的用多塊梯形反射面2010組成的反射鏡20簡單，故本實用新型的反射鏡60的形狀較該先有技術更適合于整體式成型制造。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡按照照本實用新型權利要求書所作的等效變化與改進，都為本實用新型權利要求所覆蓋。
權利要求1.一種手術燈無影反射鏡的改進結構，發光燈絲位于所說反射鏡的中心線上，所說的反射鏡嵌接在一個手術燈外殼的內部，將燈絲發出的光線聚焦在聚焦距離之外，其特征在于所說的無影反射鏡由一組多個三維弧面組成，所說的多個三維弧面繞反射鏡中心線作水平方向的360度的連接。
2.如權利要求1所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于反射鏡任一與中心線正交的橫截面為正多邊形。
3.如權利要求2所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于該正多邊形的邊可為曲線。
4.如權利要求1所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于包含該反射鏡中心線并與任一三維弧面正交的縱剖面為相互對稱于反射鏡中心線的弧線，且單邊的弧線為二至五段高階多項式方程定義的連續弧線。
5.如權利要求4所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于每一塊三維弧面較高且較靠近反射鏡中心的部分產生均勻交叉的光線。
6.如權利要求4所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于每一塊三維弧面較靠近反射鏡的外緣位置的部分產生均勻但不交叉的光線。
7.如權利要求4所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于最靠近反射鏡中心的弧線和其相鄰的弧線在相交點的法線向量及斜率相同。
8.如權利要求4所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于連續弧線可分別由二至五段高階的多項式方程展開獲得。
9.如權利要求1所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于聚焦距離介於0.8公尺至1.3公尺之間。
10.如權利要求1所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于聚焦距離為1公尺。
11.如權利要求1所述的手術燈無影反射鏡的改進結構，其特征在于反射鏡為整體式成型的物體。
專利摘要一種手術燈無影反射鏡的改進結構,該無影反射鏡由一組多個三維弧面組成,多個三維弧面繞反射鏡中心線作水平方向的360度的連接,因此該無影反射鏡的任一與中心線正交的橫截面均為正多邊形(但多邊形的邊可為曲線),而包含其中心線并與任一三維弧面正交的縱剖面則為相互對稱于反射鏡中心線的弧線;上述單邊的弧線為二至五段高階多項式方程定義的連續弧線,鏡面利用不同的光路將光線反射至照明平面上。
文檔編號F21V7/04GK2473454SQ01204549
公開日2002年1月23日 申請日期2001年2月28日 優先權日2001年2月28日
發明者梁智韋, 蕭德瑛, 廖國權 申請人:精技企業股份有限公司