CN102022674A - 手术灯 - Google Patents

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Abstract

一种手术灯，具有多个LED以及主反射器，该主反射器将所述LED的光引导至手术区域上。该主反射器以区域形式制成，并被分成多个反射器区域。

Description

手术灯
技术领域
本发明涉及具有反射器和光源的手术灯(surgical light)，所述光源具有多个LED。
背景技术
实践中已知有借助于LED产生被引向手术区域的光的手术灯。这种已知的手术灯的问题一方面在于LED产生热量，另一方面在于均匀照亮手术区域而不形成有色阴影和投影。
发明内容
本发明的目的在于进一步开发具有LED的手术灯，使得通过良好的散热可以产生均匀照亮的区域，当一部分入射到手术区域上的光被外科医生挡住时，该手术灯几乎不形成阴影。
该目的通过权利要求1的特征、特别是通过具有包括多个LED的光源和主反射器的手术灯来实现，该主反射器具有光轴和外缘，且该主反射器将LED的光引至手术区域上。根据本发明，以区域样式制成主反射器，LED被布置并定向成使得LED的光从主反射器的外缘被耦合到主反射器中。换句话说，在主反射器与手术区域之间未布置LED，使得主反射器的整个表面都可用于照亮手术区域。在本文中，区域式设计被理解为所述反射器并非由群组反射器构成。然而，认为例如阶梯式或者面式设计是符合本发明的。此外，光源的LED被间隔地布置在反射器的外缘，使得能够确保良好的散热。因为多个LED的光可以从主反射器的外周耦合到主反射器中，因此可以实现高亮度，且整个主反射器能够通过多个光源被均匀照亮。
根据本发明，LED(发光二极管)在反射器的外缘以环形、特别是圆环形布置。据此可以理解，LED被沿外围布置在手术灯或灯体的外周。在这点上，卵形、椭圆形或者四边形的几何形状也可以例如考虑用于主反射器或者用于LED的布置。然而，通过圆环形布置可以实现特别均匀的照明。
在说明书、附图以及从属权利要求中描述了本发明的有利实施方式。
根据一有利实施例，LED可以被布置成使得它们的光通过至少一个耦合反射器被耦合到主反射器中。在该实施例中，LED的照射方向不必径向或者大致径向地朝向主反射器的光轴。发光二极管可以被布置成使得它们的照射轴平行于或者大致平行于主反射器的光轴延伸，这能够对灯具的紧凑设计作出贡献，且另一方面，允许改进在与光出射区域相对布置的灯具侧的方向上的LED的散热。
根据另一有利实施例，耦合反射器可以是环形反射器，该环形反射器被布置在主反射器的外缘的区域中，或者与主反射器一体式形成。在最后提及的实施例中，主反射器可以设置有开口，LED的光通过该开口从主反射器的背部照射到耦合反射器上，以及从耦合反射器照射到主反射器上。
根据另一有利实施例，LED的光可以从主反射器的外缘在主反射器的光轴方向上被耦合到主反射器中。可替选地，也可以以关于主反射器光轴的一定角度来照射光。
主反射器可以被分成单个的段、区域或者面，相邻段之间的过渡能够(在数学意义上)不连续地或者连续地延伸。根据另一有利实施例，在这点上，主反射器的各区域(面)可以被分成至少两组，每组反射器区域将入射光照射至不同的聚焦面上。由此为不同的工作距离创建不同的反射器区域，且相对于传统的手术灯实现了很大的深度照明改进。
为了使有色阴影的出现最小化，可以沿着主反射器的外缘交替布置具有不同色温的LED，特别地，能够提供总共两种不同的色温，例如10000K和2500K。在该实施例中，与已知的具有LED的手术灯相比，实际上防止了有色阴影的出现，因为在该情况下，不同的光谱部分以大致相同的角度照射到被照亮区域中。
本发明意义上的LED，即发光二极管，被理解成任何所期望的具有不同的有色光部分和白光部分、以及具有或者不具有合适的光学附件的发光二极管。所述LED还被理解成具有不同的有色光部分和白光部分的多片式(multichip)LED。
通过将LED布置在主反射器的外缘，使得具有不同色温的两个LED均彼此相对地依直径布置，能够特别良好地实现有色阴影的减少。
根据本发明的另一有利实施例，在主反射器的外缘可以设置至少两组LED，其中，第一组LED的朝向主反射器光轴的入射角和第二组LED的朝向主反射器光轴的入射角大小不同。例如，这能够通过LED的朝向主反射器光轴的径向间距的不同大小或者通过LED光源的朝向主反射器光轴的不同角位置来实现。在这两种情况下，得到的优点为：通过这两组LED产生两个不同尺寸的被照亮区域且这两个被照亮区域相互同心布置。由此通过使两个LED组变暗，能够通过使两个照明区域成比例地交叉渐变而调整被照亮区域的尺寸。
根据另一有利实施例，主反射器可以具有在两个反射器区域或者面之间的部分，该部分被定向成使得不反射LED的光。因此，该部分对手术区域的照明没有贡献，但是通过将在末端与另一反射器面接连的反射器面的下边缘沿手术区域的方向偏移而能够用于降低主反射器的高度。
通过将自由形成的反射器用作主反射器，特别地，主反射器的多个反射器区域照亮同一个照明区域，可以实现对手术区域的优选的、良好的照明。换句话说，均由不同的LED照亮的多个面可以被引导到同一个照明区域上，使得可以使用几百个面来实现对手术区域的无影照明。
最后，有利的可以是例如借助于双复面透镜或者反射器与双级光学系统的组合，将LED的光以条带状从主反射器的外缘耦合到主反射器中。
附图说明
在下文中参考有利实施例和附图仅通过示例描述本发明，附图中：
图1为手术灯的第一实施例的示意性横截面图；
图2为从图1所示实施例的主反射器的下面观察时的立体图；
图3为手术灯的另一实施例的示意性横截面图；
图4示出以不同角度耦合以产生两个照明区域；
图5示出沿着手术灯的周边分配具有不同色温的LED；
图6为光学模块的部分切除立体图；以及
图7示出具有重叠的各区域部分的LED照射的条形耦合。
具体实施方式
图1示出具有盘状壳体10的手术灯的极其示意性性的横截面图，壳体10中布置有中央主反射器12，主反射器12具有光轴O以及外缘14。在所示的实施例中，主反射器12被制成为在其中央内部区域中开口，使得该主反射器12还具有内缘16，如果在壳体10的区域中设置有相应的通流开口，则能够流过该内缘16。然而，可替选地，如图7所示，主反射器12也可以被制成为封闭的，且具有中央柄部15。
与环状反射器或者群组反射器相反，图1以及其它附图所示的主反射器12以区域形式制成(参考图2)，如实施例所示，该主反射器12可以被分成多个反射器区域或者面18a、18b、...、18x，其中，主反射器被制成为自由形成的反射器，且各个面能够连续或非连续地相互合并。主反射器例如可以是被涂覆的、被注模的部件或者作为经冲压和/或拉伸的铝部件。
为实现附图所示的主反射器12的非常平的结构，部分20被设置在沿着光轴相邻的两个面18a和18b之间，该部分20被定向成使得不反射入射光。因此，该部分20对所照亮区域的照明没有贡献，但由于面18b的面向手术区域方向的边缘、即下边缘沿着光轴O向着手术区域方向上偏置，所以该部分20允许实现主反射器12的平的结构。
示出的手术灯具有为多个LED 22形式的光源，LED 22以环形布置在主反射器12的外缘14的区域中，即LED 22沿外围布置在反射器的周边，且LED 22将它们的光从主反射器的外缘14耦合到主反射器中。然而，在所示实施例中，LED 22的光的耦合并不直接进行，而是通过至少一个耦合反射器间接地进行。在所示实施例中，使用环形耦合反射器24，该耦合反射器24反射由大致平行于光轴O以环形布置的LED 22所发射的光，并将光大致垂直于光轴O横向地耦合到主反射器12中。在这方面，主反射器12的几何形状被构造成使得多个面18a、18b、...、18x照亮同一个被照亮的区域L。因为由多个LED照亮多个面，所以当一部分由主反射器12发射的光被外科医生遮挡时，被照亮的区域L也不会处于阴影中。然而，可替选地，也可通过群组耦合反射器来将光耦合到主反射器中。这样的实施例会在下文中结合图6更加详细地予以描述。
为减少有色阴影，可替选地，可以沿着主反射器12的外缘14布置具有不同色温(例如10000K和2500K)的LED，优选是总共仅两种不同色温被交替设置。由此实现显著减少有色阴影，据此能够得到的进一步改进在于：在主反射器12的外缘14处依直径相对的两个LED 22每个具有不同的色温。可替选地或者另外地，可以使用包括合适的光学附件的具有不同的有色光部分和白光部分的多片式LED作为LED 22。
图5示出这样的具有不同色温的LED的交替布置。在所示实施例中，总共仅有两种不同的色温A和B(例如冷白色和暖白色)，考虑这两个色温沿着周边交替。从径向方向上看，两个各不相同的色温同样被前后布置。两个相邻LED之间的角间距α可以大致为6°。被照亮区域L1由图5中所示彼此相邻布置的内环LED形成，被照亮区域L2由外环LED形成。具有这样的LED布置的手术灯在下文中结合图3更加详细地予以描述。图3示出与图1所示的实施例对应的手术灯的实施例，然而，在图3所示的实施例中，能够改变被照亮区域L的尺寸。在图3所示的实施例中，相同的部件标有相同的参考标号，且不再次分别描述相应的部件。
在图3所示的实施例中，除了LED 22的环之外，还布置有同心的LED 23的环，其中，LED 22被布置成与光轴O的间距大于LED 23与光轴O的间距。然而，LED 22和LED 23的光被引向同一个面，但是对于这两组LED 22和23，进入耦合反射器24和从耦合反射器24进入主反射器12的光的入射角不同。因此可以通过使第一组LED 22和/或第二组LED 23变暗来产生不同尺寸的被照亮区域L1或L2，使得可以在没有任何机械运动的情况下调整被照亮区域的尺寸。
上述的手术灯的壳体10可以被制成为平的或者为所示的盘状。然而，壳体10在其中央处也可以是能够通流的。主反射器可以具有所示的形状或者可以具有飞盘或者毂盖的形状。角状或者卵形几何形状也是可以的。
因为主反射器12的面被分成多个组，每组将入射光照射至不同的聚焦面上，因此，在距手术灯为不同工作距离处的各种情况下，形成大致相同的光照情况。由此，还可以改变手术灯距手术区域的距离，但光照情况大致未变。
图4完全示意性地示出如何能够通过以不同角度将光耦合到主反射器12中来创建两个重叠的被照亮区域。在所示的实施例中，光在主反射器的外缘14的区域中以相应的不同角度被耦合到主反射器12中，由此所创建的被照亮区域L1和L2重叠。
作为图3所示的布置的可替选结构，图6示出光学模块30，该光学模块30具有LED板32，两个发光二极管22和23被彼此相邻地布置在该LED板32上，且竖直向下引导照射。发光二极管的照射于是通过初级光学系统34、36(例如通过塑料透镜)、通过相应的过滤器38被竖直向下引导至各自相关的耦合反射器40、42上，每个耦合反射器40、42将所对应的LED 22和23的光从主反射器12的外周边耦合到主反射器12中。
图6所示的光学模块可以例如在图3所示的实施例中被布置在主反射器12的外缘14，并可以在该处取代LED 22、23以及环形反射器24。于是，可以沿着主反射器12的周边布置例如六十个光学模块。
在图7中示意性地示出如图6所示光学模块的耦合。可以认识到，将来自主反射器12的外周的照射沿着径向的条耦合可以通过单个光学模块30进行，主反射器12的各反射器区域或面将入射照射向下反射到被照亮区域L上，由此被照亮区域L重叠。

Claims (15)

1.一种手术灯，包括：
光源，该光源具有多个LED(22、23)；以及
主反射器(12)，该主反射器(12)具有光轴(O)和外缘(14)，且所述主反射器(12)将所述LED(22、23)的光引导到手术区域上，
其中，
所述主反射器(12)以区域形式制成；
所述LED(22、23)的光从所述主反射器(12)的外缘(14)被耦合到所述主反射器(12)中；以及
所述LED(22、23)在所述主反射器(12)的外缘(14)以环形、特别是圆环形布置。
2.根据权利要求1所述的手术灯，其特征在于，所述主反射器(12)被分成多个反射器区域(18a、18b、...、18x)，所述多个反射器区域(18a、18b、...、18x)照亮同一个被照亮区域(L、L1、L2)。
3.根据权利要求1或2所述的手术灯，其特征在于，所述LED(22、23)的光通过至少一个耦合反射器(24、40、42)被耦合到所述主反射器(12)中。
4.根据权利要求3所述的手术灯，其特征在于，所述耦合反射器是环形反射器(24)，该环形反射器(24)与所述主反射器(12)一体式制成。
5.根据权利要求3所述的手术灯，其特征在于，设置多个分离的耦合反射器(40、42)。
6.根据权利要求3、4或5所述的手术灯，其特征在于，所述主反射器(12)设置有开口，所述LED(22、23)的光通过所述开口照射到至少一个耦合反射器上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，所述LED(22、23)的光从所述主反射器(12)的外缘(14)在所述光轴(O)的方向上被耦合到所述主反射器(12)中。
8.根据权利要求2所述的手术灯，其特征在于，所述反射器区域(18a、18b、...、18x)被分成至少两组，每组将入射光照射至不同的聚焦面上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，具有不同色温(A、B)的LED(22、23)沿着所述主反射器(12)的外缘(14)交替布置，特别地，设置总共两种不同的色温。
10.根据权利要求9所述的手术灯，其特征在于，具有不同色温(A、B)的两个LED在所述主反射器(12)的外缘(14)依直径相对布置。
11.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，至少两个LED(22、23)被设置在所述主反射器(12)的外缘(14)，所述至少两个LED(22、23)的光以不同的角度被耦合到所述主反射器中。
12.根据权利要求2所述的手术灯，其特征在于，所述主反射器(12)具有在两个反射器区域(18a、18b)之间的部分(20)，该部分(20)被定向成使得不反射所述LED的光。
13.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，在所述主反射器(12)与所述手术区域之间未布置LED(22)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，所述主反射器(12)是自由形成的反射器。
15.根据前述权利要求中任一项所述的手术灯，其特征在于，所述LED(22、23)的光以条带状从所述主反射器(12)的外缘(14)被耦合到所述主反射器(12)中，特别是通过多个沿着所述主反射器(12)的外周布置的光学模块(30)耦合到所述主反射器(12)中。
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