多葉式手術燈的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多葉式手術燈，包括燈板和置于該燈板上的多光源陣列，所述燈板上進一步設有陰影控制部件，所述多光源陣列的一側設有透光面板。本發明提供了一種多葉式手術燈，其結構簡單，造型輕薄美觀，大大增加了設計的自由度，提升了手術燈的無影率，避免了手術過程中因手術燈亮度變化而使醫生產生的不適感，為手術的進行創造良好的外部條件，提高了手術成功率，在醫療衛生行業具有重大意義。
【專利說明】
多葉式手術燈
技術領域
[0001]本發明涉及醫療器械領域，具體涉及一種多葉式手術燈。
【背景技術】
[0002]LED手術無影燈相對于傳統鹵素手術燈具有熱輻射低、色溫可調、無影率高、節能環保、壽命長等諸多優點，正越來越受大家的廣泛關注。LED手術燈一般具有色溫可調、光斑可調、亮度可調等一系列功能，使得它能夠從容應對各種手術的需要。
[0003]申請號為200510052436.6的專利公開了一種手術燈，手術燈的中心安裝手柄，通過手柄的鎖定和松開實現手術燈的定位，這是屬于傳統的LED手術燈的光斑調節方式。
[0004]傳統的LED手術燈光斑的調節一般是通過機械傳動軸來改變燈板的傾斜角度，使得LED光線的投射角度發生變化，進而實現光斑的大小變化。最小光斑時，所有LED燈照射光斑中心，當需要增大光斑時，改變燈板的角度，使部分LED照射位置遠離光斑中心，從而增大光斑。但是，這種方式存在如下缺點:I)結構復雜，由于燈頭中要置入機械傳動裝置，必然會增加燈頭的重量、厚度和設計復雜度，降低手術燈的可靠性;2)通過這種方式調節光斑，光斑的中心照度無法保持不變，忽高忽低的亮度會增加醫生在手術過程中的不適感;3)光斑變化過程中整體均勻性和照明深度都會發生變化，視覺效果差，操作復雜;4)由于每塊燈板上有很多LED燈，它們的投射角度會隨著燈板角度的變化而整體發生改變，無法實現對每盞LED燈投射角度的單獨調制，設計自由度低，手術燈的整體無影效果往往不高。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種多葉式手術燈，其結構簡單，外形輕薄美觀，大大增加了設計的自由度，提升了手術燈的無影率，避免了手術過程中因手術燈亮度變化而使醫生產生的不適感，為手術的順利進行創造好的外部條件，提高了手術成功率，在醫療衛生行業具有重大意義。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0007]—種多葉式手術燈，包括燈板和置于該燈板上的多光源陣列，所述燈板上進一步設有陰影控制部件，所述多光源陣列的一側設有透光面板。
[0008]優選的，所述燈板包括中心盤和兩個分設于所述中心盤兩側的葉片盤。
[0009]優選的，所述多光源陣列包括至少兩個發射暖白光的LED燈和至少兩個發射冷白光的LED燈。
[0010]優選的，所述透光面板的材質為有機玻璃或普通玻璃。
[0011 ]優選的，所述透光面板的上表面為斜面或雙斜面，下表面為平面或者單斜面，所述斜面包括圓形斜面、方形斜面或者六角形斜面。
[0012]優選的，所述陰影控制部件包括一個信號接收器和一個信號發射器。
[0013]通過上述技術方案，本發明提出了一種多葉式手術燈，它包含手術燈燈板、置于燈板上的多光源陣列、置于多光源陣列一側的多角度折射透光面板以及置于燈板上的陰影控制部件。多光源陣列上的LED燈發射的光經過多角度折射透光面板上折射角的偏轉，投射到不同的照明區域，如前所述的陰影控制部件，由一個信號發射器和一個信號接收器組成，例如可以采用激光作為發射和接收的信號，當該信號發射器發射的激光被遮擋并返回到對應的信號接收器時，本發明所提出的多葉式手術燈會自動做出調節燈盤亮度的反饋，提升手術燈的無影率，為了防止激光被頻繁遮擋引起的狀態頻繁切換，軟件采用延遲糾錯技術避免了干擾信號的不利影響。
[0014]本發明采用一鍵觸控的電子調節方式控制各個光源的亮度強弱，可以獨立的對手術燈的色溫、亮度和光斑大小進行調節，在調節的過程中，任意參數的改變均不會對其他參數造成影響，光斑的均勻性和照明深度始終保持不變，由于本發明采用電子調節而不是機械調節的方式，設計簡單可靠，光斑的照明質量好，操作也更加簡便，避免了手術過程中因手術燈亮度變化而使醫生產生的不適感，為手術的順利進行創造良好的外部條件，提高了手術成功率，在醫療衛生行業具有重大意義。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0016]圖1是本發明所提供的多葉式手術燈調節光斑大小的示意圖；
[0017]圖2是本發明所提供的多葉式手術燈中心盤和葉片盤整體照明結構示意圖；
[0018]圖3是本發明所提供的多葉式手術燈多角度折射透光面板對光源投射角度的偏轉控制不意圖；
[0019]圖4是本發明所提供的多葉式手術燈激光反射式陰影控制系統示意圖。
[0020]1.中心盤2.葉片盤3.遮光面板4.遮擋物5.陰影控制部件
【具體實施方式】
[0021]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0022]如圖1至圖4所示，本發明提供的一種多葉式手術燈，包括燈板和置于該燈板上的多光源陣列，所述燈板上進一步設有陰影控制部件5，所述多光源陣列的一側設有透光面板3，所述燈板包括中心盤I和兩個分設于所述中心盤I兩側的葉片盤2，所述多光源陣列包括至少兩個發射暖白光的LED燈和至少兩個發射冷白光的LED燈，所述透光面板3的材質選用有機玻璃或普通玻璃，所述透光面板3的上表面為斜面或雙斜面，下表面為平面或者單斜面，所述斜面包括圓形斜面、方形斜面或者六角形斜面，所述陰影控制部件5包括一個信號接收器(圖中未標出)和一個信號發射器(圖中未標出)。
[0023]用電子調節的方法改變光斑的大小，需要將照明光斑分成多級照明區域，通過電流改變各級照明區域的亮度配比來使得整個光斑由小到大變化。光斑變化的過程中色溫、中心亮度和照明深度均可保持不變。本實施案例中，我們采用LED燈作為發光光源，將照明區域分為2級:分別為光斑中心和光斑外圍，如圖1所示，此時，手術燈燈板上的LED燈分4種，圖中分別標記為al，a2，bl和b2。其中al，a2的照明區域為光斑的中心，al發射的是3500K的暖白光，a2發射的是5000K的冷白光;bI，b2的照明區域為光斑中心的外圍部分，bI發射的是3500K的暖白光，b2發射的是5000K的冷白光。通過調節al，a2與bl，b2的發光強弱可以使光斑的色溫在3500K-5000K范圍內可調。例如，當al，bl亮而a2，b2不亮時光斑色溫為3500K；當al，bl的亮度與a2，b2亮度相同時光斑色溫為4250K;當al，bl不亮而a2，b2亮時光斑色溫為5000K，通過適當調節al，a2與bl，b2的發光強弱可以使得在中心光斑強度不變的條件下光斑的大小發生改變。例如，當al，a2全亮而bl，b2不亮時，光斑為最小，如圖1中標記1.0所指；當al，a2亮度較強而bl，b2亮度較弱時，光斑為中間大小，如圖1中標記2.0所指；ial，a2較弱而bl，b2較強時，光斑為最大，如圖中標記3.0所指。這種電子調節的方式只需要通過改變手術燈各組成部分LED燈的電流強弱配比即可實現色溫、光斑大小以及亮度的獨立且任意調節，方法簡單，操作便捷，在色溫和光斑大小變化的過程中保證中心亮度和照明深度不變，光斑的整體效果良好。
[0024]以上用了LED燈作為光源，實際上也可以采用其他類型的光源。
[0025]以上用了暖白和冷白兩種LED燈進行色溫調節，實際上也可以用3種及以上的LED燈進行色溫調節。
[0026]以上為了簡化說明，將光斑區域分為2級，分別是照中心(al，a2)和照外圍(bl，b2)，通過調節各級的亮度配比來進行光斑大小的調節。實際上也可以用3級(分別照中心，照中部和照邊緣)或更多級的LED燈進行光斑大小調節。分級越多的替代方案有更大的光斑調節范圍，但是使用的LED燈數目也會越多。
[0027]如圖2所示，本發明采用多葉式結構設計手術燈來提升無影率和促進空氣對流散熱。中心盤I和葉片盤2上含有照射光斑中心的LED燈a和照射外圍的LED燈b，并且它們的數量按照要求進行合適的配比。采用多葉式設計保證了每一扇從不同角度入射的葉片都會對光斑的各個部分產生貢獻，即使部分葉片被擋住，仍然有光到達手術區域，不僅具有較高的無影率，而且被遮擋后的光斑的大小和色溫仍保持不變。
[0028]以上為了簡化說明，用了一扇中心盤I和兩扇葉片盤2的多葉式結構，實際上，多葉式設計的結構可以根據造型的需要自由設定，每扇葉片盤3上的LED燈都至少包含照射2級光斑的組分。
[0029]為了實現光斑大小的電子調節，每個LED燈的照明區域都是要經過特殊設計的，必須要對它們的投射角度進行精確控制。為了達到上述目的，我們在LED燈的前方采用了特殊設計的多角度折射透光面板3來對光線進行控制，如圖3所示，多角度折射透光面板3由若干折射結構組成，每個LED燈前方的折射結構都是不同的。設計時首先將LED燈按照照明區域進行分類，例如，照光斑中心的LED燈a和照光斑外圍的LED燈b。再根據各LED燈及其投射區域的位置根據折射公式計算得到對應折射面的傾角。LED燈發出的光經過折射面的折射后就可以精確投射到各自的照明區域，從而能夠實現光斑大小的調節。相對于直接改變LED燈底座的朝向來控制光線的投射角度的方法，采用多角度折射透光面板3的方法可以讓LED燈在同一平面上排列更緊密，結構更小巧、簡單，整體更美觀。
[0030]以上在圖3中透光面板3的上表面采用斜面、下表面采用平面的設計思路，實際上，也可以采用雙斜面、下表面為單斜面等設計方式，每個斜面的造型可以是圓形、方形、六角形等。任何利用透光面板3的折射結構進行折射配光的類似方法都應在本發明的保護范圍之內。
[0031]如圖4所示，采用陰影控制技術可以進一步提升手術燈的無影率。每個葉片上都有一個陰影控制部件5，在本實施例中，它包含一個信號發射器(圖中未標出)和一個信號接收器(圖中未標出)。信號發射器以某一角度向手術燈下發射激光，如果激光遇到遮擋物4后即發生散射，部分散射光會返回并被信號接收器接收。通過軟件控制陰影控制部件的占空比可以使得在同一時間只有一個陰影控制部件工作以避免互相干擾。信號接收器接收到散射光信號后，該扇葉片盤2的燈亮度會適當減弱，其他葉片的燈亮度適當增強，使得被遮擋后的光斑亮度盡量維持不變，從而提升手術燈的無影效果。
[0032]在實際的手術過程中，由于醫生的頭部可能會頻繁移動等原因，導致激光被頻繁遮擋。如果手術燈接收到這些干擾信號仍然做出頻繁變換亮度的反應則會影響視覺效果。我們采用延遲糾錯技術可以最大化的避免上述問題。該技術的原理是:在陰影控制部件5中設置一個計時器和一個延遲值，例如延時時間為10秒鐘。當手術燈的遮擋狀態每次發生改變，軟件中的計時器都會被清零重新計時，只有當計時器數值達到10時，手術燈才做出模式轉變響應。以下舉例說明:假設原狀態激光不被遮擋，此時為狀態I。之后若遇障礙物的遮擋，則進入狀態2，計時器清零計時，此時手術燈暫不做反應，若10秒內遮擋狀態再次發生改變(例如障礙物移除，則又回到狀態I，或者另一束激光被遮擋，則進入狀態3)，此時計時器再次清零重新計時，手術燈仍不做反應，若10秒鐘后狀態2仍然保持，則認為該狀態是穩定的，計數器停止計時并進行模式切換，這樣就可以避免外界干擾帶來的影響。
[0033]本發明提出了一種手術燈包含手術燈燈板、置于燈板上的多光源陣列、置于光源陣列正前方的多角度折射透光面板以及置于燈板上的陰影控制部件等。如前所述的手術燈燈板起到固定光源的作用；如前所述的多光源陣列(即光源)可以采用不同色溫的LED芯片及其配光透鏡排列組成(統稱LED燈)；如前所述的多角度折射透光面板由透光材料(例如玻璃或有機玻璃等)構成，對應不同位置的光源，透光面板的折射角度也不同。光源出射的光經過多角度折射透光面板上折射角的偏轉，投射到不同的照明區域。如前所述的陰影控制部件，由一個信號發射器和一個信號接收器組成，例如可以采用激光作為發射和接收的信號，當該部件發射的激光被遮擋并返回到對應的接收器時，手術燈會自動做出調節燈盤亮度的反饋，提升手術燈的無影率。為了防止激光被頻繁遮擋引起的狀態頻繁切換，軟件采用延遲糾錯技術避免了干擾信號的不利影響。
[0034]本發明所提出的多葉式手術燈，采用一鍵觸控的電子調節方式控制各個光源的亮度強弱，可以獨立的對手術燈的色溫、亮度和光斑大小進行調節。在調節的過程中，任意參數的改變均不會對其他參數造成影響，光斑的均勻性和照明深度始終保持不變。由于它采用電子調節而不是機械調節的方式，設計簡單可靠，光斑的照明質量好，操作也更加簡便。多角度折射透光面板的設計方法不僅結構簡單，造型輕薄美觀，還大大增加了設計的自由度，提升了無影率。陰影控制技術可以根據手術燈的遮擋狀態自適應調節燈盤的亮度，進一步提升了手術燈的無影效果。延遲糾錯技術則屏蔽了干擾信號帶來的不利影響。
[0035]本發明提供了一種多葉式手術燈，其結構簡單，造型輕薄美觀，大大增加了設計的自由度，提升了無影率，避免了手術過程中因手術燈亮度變化而使醫生產生的不適感，為手術的順利進行創造好的外部條件，提高了手術成功率，在醫療衛生行業具有重大意義。
[0036]對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。
【主權項】
1.一種多葉式手術燈，包括燈板和置于該燈板上的多光源陣列，其特征在于，所述燈板上進一步設有陰影控制部件，所述多光源陣列的一側設有透光面板。2.根據權利要求1所述的多葉式手術燈，其特征在于，所述燈板包括中心盤和兩個分設于所述中心盤兩側的葉片盤。3.根據權利要求1所述的多葉式手術燈，其特征在于，所述多光源陣列包括至少兩個發射暖白光的LED燈和至少兩個發射冷白光的LED燈。4.根據權利要求1所述的多葉式手術燈，其特征在于，所述透光面板的材質為有機玻璃或普通玻璃。5.根據權利要求1或4所述的多葉式手術燈，其特征在于，所述透光面板的上表面為斜面或雙斜面，下表面為平面或者單斜面，所述斜面包括圓形斜面、方形斜面或者六角形斜面。6.根據權利要求1所述的多葉式手術燈，其特征在于，所述陰影控制部件包括一個信號接收器和一個信號發射器。
【文檔編號】F21V19/02GK106051543SQ201610389713
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月5日
【發明人】周帆
【申請人】鎮江立昌智能裝備有限公司