CN104676490B - 照明组件和手术灯 - Google Patents

照明组件和手术灯 Download PDF

Info

Publication number
CN104676490B
CN104676490B CN201510085364.9A CN201510085364A CN104676490B CN 104676490 B CN104676490 B CN 104676490B CN 201510085364 A CN201510085364 A CN 201510085364A CN 104676490 B CN104676490 B CN 104676490B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflecting
light
reflecting element
reflecting surface
reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510085364.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104676490A (zh
Inventor
封志纯
封云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Comen Medical Instruments Co Ltd
7th Medical Center of PLA General Hospital
Original Assignee
Shenzhen Comen Medical Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Comen Medical Instruments Co Ltd filed Critical Shenzhen Comen Medical Instruments Co Ltd
Priority to CN201510085364.9A priority Critical patent/CN104676490B/zh
Publication of CN104676490A publication Critical patent/CN104676490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104676490B publication Critical patent/CN104676490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/04Optical design
    • F21V7/09Optical design with a combination of different curvatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00Reflectors for light sources
    • F21V7/22Reflectors for light sources characterised by materials, surface treatments or coatings, e.g. dichroic reflectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/10Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/20Lighting for medical use
    • F21W2131/205Lighting for medical use for operating theatres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种照明组件,包括照明单元和反光杯,反光杯具有入射端和出射端;照明单元位于反光杯入射端的一侧;照明单元包括光源,反光杯包括第一反射元件和第二反射元件,第一反射元件的反射面为平面或椭球面;第二反射元件的反射面为半抛物面,第一反射元件的反射面和第二反射元件的反射面的其中一个面向照明单元,另一个面向照射区域;光源的光线经第一反射元件反射至第二反射元件,第二反射元件将光线准直至小角度光线;或,光源的光线经第二反射元件准直小角度光线至第一反射元件,第一反射元件将光线的角度偏转至水平方向该照明组件通过反光杯的反射进行光线角度准直,不受材料吸收的影响,不会造成到能量损失,收光效率高。

Description

照明组件和手术灯
技术领域
本发明涉及照明技术领域,特别是涉及一种照明组件和手术灯。
背景技术
手术灯要求的光线为小角度光线,通常LED光源直接射出的光线为±90度呈朗伯分布,为了将LED直接射出的光线准直至小角度光线,通常采用以下几种方式:
1、采用反光杯,如图13所示,光源300射出的光线,若其射出角度大于φ,则反光杯400产生反射作用,达到将光线准直至小角度的效果;但若其射出角度小于φ,光线便直接出射,在工作面散逸。损失的能量约占总能量的40%左右,收光效率低。
2、采用TIR透镜,利用TIR透镜的会聚作用,如图14所示,将光源300射出的光线准直至小角度,但由于TIR透镜500的形状较其它透镜复杂,从工艺和成本考虑,TIR透镜材料选择一般都选择光学塑料,常见的光学塑料每3mm厚的透光率为:PMMA 93%、PC 89%、E48R 92%。对于一般厚度为20mm厚的TIR透镜,透镜侧面的光程超过20mm,即使按光程20mm计算,TIR透镜的侧面透光率约降至PMMA 61.6%、PC 46%、E48R 57.4%,而TIR透镜中间部分的厚度一般超过10mm,即使按光程10mm计算,TIR透镜的中心透光率约降至PMMA 78.5%、PC 67.8%、E48R 75.7%;通常TIR透镜的中心部分能量约总能量占55%,侧面部分约总能量占45%,因此TIR透镜的总透光率约降至PMMA70.9%、PC 58%、E48R 67.5%,导致收光效率低。
发明内容
基于此,有必要提供一种提高收光效率的照明组件和手术灯。
一种照明组件,包括照明单元和反光杯,反光杯具有入射端和出射端;照明单元位于反光杯入射端的一侧;照明单元包括光源,反光杯包括第一反射元 件和第二反射元件,第一反射元件具有反射面,第一反射元件的反射面为平面或椭球面;第二反射元件具有反射面,第二反射元件的反射面为半抛物面,第一反射元件的反射面和第二反射元件的反射面的其中一个面向照明单元,另一个面向照射区域;
照明单元的光线可经第一反射元件反射至第二反射元件,第二反射元件将光线准直至小角度光线;
或,照明单元的光线可经第二反射元件准直小角度光线至第一反射元件,第一反射元件将光线的角度偏转至水平方向。
在其中一种实施方式中,反光杯的第一反射元件的反射面为平面;第二反射元件的反射面为半抛物面;第一反射元件的反射面面向照明单元,第二反射元件的反射面面向照射区域,照明单元关于第一反射元件对称的虚拟光源位于第二反射元件的反射面的焦点处。
在其中一种实施方式中,反光杯的第一反射元件的反射面为椭球面,第二反射元件的反射面为半抛物面,第一反射元件的反射面面向照明单元,第二反射元件的反射面面向照射区域,照明单元的出射面位于第一反射元件的反射面的第一焦点处,第一反射元件的反射面的第二焦点与第二反射元件的反射面的焦点重合。
在其中一种实施方式中,反光杯还包括第三反射元件和第四反射元件,第三反射元件的反射面为椭球面,第四反射元件的反射面为半抛物面,第三反射元件和第一反射元件关于照明组件的中心轴对称;第四反射元件和二反射元件关于照明组件的中心轴对称;照明单元的出射面位于第三反射元件的反射面的第一焦点处,第三反射元件的反射面的第二焦点与第四反射元件的反射面的焦点重合。
在其中一种实施方式中,反光杯的第一反射元件的反射面为平面,第二反射元件的反射面为半抛物面,第二反射元件的反射面面向照明单元,第一反射元件的反射面面向照明区域;照明单元的出射面位于第二反射元件的反射面的焦点处。
在其中一种实施方式中,反光杯的第一反射元件的反射面为椭球面,第二 反射元件的反射面为半抛物面,第一反射元件的反射面面向照明单元,第二反射元件的反射面面向照射区域;反光杯还包括第五反射元件,第五反射元件的反射面为椭球面,照明单元的出射面位于第一反射元件的反射面的第一焦点处;第一反射元件的反射面的第二焦点与第五反射元件的反射面的第一焦点重合;第五反射元件的反射面的第二焦点与第二反射元件的反射面的焦点重合。
在其中一种实施方式中,照明单元还包括第一反射部,第一反射部位于光源和反光杯的入射端之间;第一反射部靠近光源的一端为入射端;第一反射部靠近反光杯的一端为出射端;第一反射部设有通孔,第一反射部的通孔为圆台状;第一反射部的出射端的通孔的口径大于其入射端通孔的口径;第一反射部的通孔内镀有反射膜形成第一反射部的反射面;第一反射部的反射面的倾斜角度为10°-60°。
在其中一种实施方式中,第一反射部的反射面的倾斜角度为25°-40°。
在其中一种实施方式中,照明单元还包括第一透镜,第一透镜位于光源和反光杯的入射端之间;第一透镜为正透镜。
在其中一种实施方式中,照明单元还包括第一混光积分棒,第一混光积分棒位于光源出射面的一侧。
在其中一种实施方式中,照明组件还包括第二混光积分棒和第三混光积分棒,第二混光积分棒和第三混光积分棒位于光源的出射面的一侧,第二混光积分棒和第三混光积分棒关于照明组件的中心轴对称。
一种手术灯,由两个或两个以上上述的照明组件组成,手术灯呈中心对称。
该照明组件通过反光杯的反射进行光线角度准直,不受材料吸收的影响,因此,不会造成到能量损失,收光效率高。
附图说明
图1为实施例1的照明组件的剖视示意图;
图2A为实施例2的照明组件的剖视示意图;
图2B为实施例2的照明组件的侧视示意图;
图3为实施例3的照明组件的剖视示意图;
图4A为实施例4的一种照明组件的剖视示意图;
图4B图4A的照明组件的侧视示意图;
图5A为实施例4的另一种照明组件的剖视示意图;
图5B为图5A的照明组件的侧视示意图;
图6A为实施例5的照明组件的剖视示意图;
图6B为实施例5的照明组件的侧视示意图;
图7A为实施例6的照明组件的剖视示意图;
图7B为实施例6的照明组件的侧视示意图;
图8A为实施例7的照明组件的剖视示意图;
图8B为实施例7的照明组件的侧视示意图;
图9A为实施例8的一种手术灯的俯视示意图;
图9B为图9A的手术灯的侧视示意图;
图10A为实施例8的一种手术灯的俯视图;
图10B为图10A的手术灯的侧视示意图;
图11A为实施例8的一种手术灯的俯视图;
图11B为图11A的手术灯的侧视示意图;
图12A为实施例8的一种手术灯的俯视示意图;
图12B为图12A的手术灯的侧视示意图;
图13为一种传统照明组件的剖视示意图;
图14为另一种传统照明组件的剖视示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,一种照明组件,包括照明单元100和反光杯200,照明单元100包括光源10,反光杯200具有入射端和出射端,反光杯200的入射端为接收光源光线的一端,反光杯200的出射端为将光源的光线射出的一端。照明单元100位于反光杯200入射端的一侧。反光杯200包括第一反射元件21和第二反射元件22。第一反射元件21具有反射面,第一反射元件21的反射面为平面, 其表面可镀有反射膜,具体的,第一反射元件21为平面反射镜。第二反射元件22也具有反射面,第二反射元件22的反射面为半抛物面,其内表面可镀有反射膜,具体的,第二反射元件22为半抛物面反射镜。
第一反射元件21的反射面面向照明单元100,第二反射元件22的反射面面向照射区域。光源10的光线经第一反射元件21反射至第二反射元件22,受第二反射元件22的半抛物面的反射的作用,第二反射元件22将光线准直至小角度光线,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
该照明组件通过反光杯的反射进行光线角度准直,不受材料吸收的影响,因此,不会造成到能量损失,收光效率高。
优选的,照明单元100关于第一反射元件21对称的虚拟光源位于第二反射元件22的反射面的焦点处,因此,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。
传统的反光杯,光源位于反光杯内,受到空间的限制而无法使用多颜色光源,而本实施例中,由于光源10是位于反光杯的一侧,光源不再受反光杯的空间的限制,可以使用多颜色的光源。照明单元100还包括第一混光积分棒30,第一混光积分棒30位于光源10和反光杯之间。第一混光积分棒30能够将多颜色的光源出射的光线混合成分布颜色均匀的光线,如果光源10为单一颜色的光源时,由于光源的色彩单一,因此,此时可以省略第一混光积分棒30,当然,当光源10的颜色为多颜色的光源时,第一混光积分棒30也可以省略。
第一混光积分棒30可采用实心的混光积分棒,其截面形状为多边形,优选的,第一混光积分棒采用冷加工的玻璃材料制成,实心的积分棒无需镀反射膜。第一混光积分棒30也可为空心的,其空心通孔的截面尺寸为多边形,其内表面镀有反射膜。
因此,本实施例中,照明单元100包括光源10和第一混光积分棒30,该照明单元100关于第一反射元件21对称有一个虚拟光源,该虚拟光源恰好落在第二反射元件22的反射面的焦点处,经第一反射元件21反射至第二反射元件22的反射面上,经第二反射元件22出射的光线接近平行光,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
第二反射元件22的半抛物面反射面优选为由多段曲面构成,且曲面设有鳞片结构,可进一步提高光斑的均匀性。
上述照明组件通过反光杯的反射作用进行准直光线,因此,可避免使用透镜导致的色差。
上述照明组件能够将照明单元直接射出的光线准直至符合手术灯要求的小角度光线,因此,上述照明组件可用于手术灯,而手术灯要求的光斑的形状为圆形,因此,可将作用至少两个上述的照明组件组合作为手术灯,使在照明区域形成圆形光斑。
上述照明组件可用于汽车的车灯,使用该照明组件在照射区域形成偏长的椭圆光斑,收光效率高。而进一步的,由于光源位于反光杯的一侧,因此,光源LED的铜基板可以贴近车灯的底部,利于散热,因此,可以相对的减少其它导热元件,降低车灯的重量。
实施例2
如图2A和图2B所示,在实施例1的基础上,照明单元100还可以包括一个第一透镜40。当省略第一混光积分棒30时,第一透镜40位于光源10和反光杯20的入射端之间,当使用第一混光积分棒30时,第一透镜40位于第一混光积分棒30与反光杯20的入射端之间。第一透镜40使用的是正透镜,优选的是使用冷加工玻璃材料制成的正透镜,正透镜具有会聚作用,光源10或第一混光积分棒30直接射出来的发散的光线经过第一透镜40的会聚作用,光线角度被会聚至左右,角度已相对减小,而进一步的,照明单元100关于第一反射元件21对称有一个虚拟光源,该虚拟光源恰好落在第二反射元件22的反射面的焦点处,经第一反射元件21反射至第二反射元件的反射面上,经第二反射元件22出射的光线接近平行光,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。本实施例中的照明单元包括光源10、第一混光积分棒30和第一透镜40或光源10和第一透镜40。
本实施例的照明组件,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。
由于在经反光杯准直之前,光源或第一混光积分棒直接发射出的发散的光线已经第一透镜准直至左右,再经反光杯准直,因此,其光线准直效果优于实施例1的照明组件,但另一方面,本实施方式的照明组件实用了正透镜进行会聚,正透镜中心厚,两边薄,光线在透镜内部传输导致光程不一而产生光程差,且白光通过此正透镜时,由于各波长的折射率也不同,在工作面形成的术光斑便带有彩色的边缘,即色差。而同时由于只使用一个正透镜,形成的光斑边缘的彩色的区域相对不大,再经过第一反射元件21的偏转,将第一正透镜产生的色差改变了方向再经过第二反射元件22的重新准直,理论上即使光斑有色差,但不会明显了。
实施例3
如图3所示,在实施例1的基础上,照明组件还包括第一反射部60,若省略第一积分棒30,第一反射部60位于光源10和反光杯20之间。若使用第一混光积分棒30,则第一反射部60位于第一混光积分棒30与反光杯200的入射端之间。
第一反射部60靠近光源的一端为入射端,靠近反光杯的一端为出射端。第一反射部60可以为圆柱状、圆台状,第一反射部60内设有通孔,通孔为圆台状,其出射端通孔的口径大于其入射端通孔的口径,且其通孔的口径自入射端至出射端逐渐增大,第一反射部60的通孔内镀有反射模形成反射面,第一反射部的反射面的倾斜角度为优选的为更优选的为
第一反射部60的作用与实施例2中的第一透镜50的作用相同,使光源10或第一混光积分棒30直接射出来的发散的光线经过第一反射部40,在第一反射部40的通孔内经过多次反射,且由于第一反射部的出射端的通孔的口径大于入射端通口的口径,根据光学扩展量的相关理论,可通过增加光斑的口径减小光线的角度,由于出射端的通孔的口径大,因而,经过第一反射部的通孔内多次反射,可减小光线的角度,通常光线角度可缩小至左右。
本实施例中,照明单元包括光源10和第一透镜,照明单元100关于第一反射元件21对称有一个虚拟光源,或照明单元100包括光源10、第一混光积分棒 30和第一透镜40,照明单元100关于第一反射元件21对称有一个虚拟光源,该虚拟光源恰好落在第二反射元件22的反射面的焦点处,经第一反射元件21反射至第二反射元件的反射面上,经第二反射元件22出射的光线接近平行光。
从第一混光积分棒30出来的光线角度没有改变,仍然是朗伯分布的发散光,且由于第一混光积分棒30为多边形,经第一混光积分棒30射出的光斑形状仍为多边形。而由于第一反射部60的通孔的圆形,因此,经过第一反射部40后,射出的光斑为圆形,而经反光杯的第二反射件22的反射面的反射后,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
本实施例的照明组件,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。
本实施例的照明组件,由于在经反光杯准直之前,光源或第一混光积分棒直接发射出的发散的光线已经第一反射部准直至左右,再经反光杯准直,因此,其光线准直效果优于实施例1的照明组件,且相对于实施例2的照明组件,由于未使用透镜而是使用反射元件进行反射,因此能够避免产生色差。
实施例4
如图4A和图4B所示,与实施例1的不同在于,本实施例中的反光杯的第一反射元件23的反射面为椭球面,第一反射元件的内表面镀有反射膜,具体的,第一反射元件23为椭球面反射镜,第二反射元件24的反射面为半抛物面,第二反射元件24的内表面镀有反射膜,具体的,第二反射元件24为半抛物面透镜。第一反射元件23的反射面面向照明单元100,第二反射元件24的反射面面向照射区域。
与实施例1相同的是,照明单元100还包括第一混光积分棒30,第一混光积分棒30位于光源10和反光杯之间。第一混光积分棒能够将多颜色的光源出射的光线混合成分布颜色均匀的光线,如果光源10为单一颜色的光源时,由于光源的色彩单一,因此,此时可以省略第一混光积分棒30,当然,当光源10的颜色为多颜色的光源时,第一混光积分棒30也可以省略。
照明单元的出射面是指照射单元出射光线的一面,本实施例中,照明单元 100出射面,具体为光源或第一混光积分棒的出射面,位于第一反射元件23的反射面的第一焦点处,第一反射元件23的反射面的第二焦点与第二反射元件24的反射面的焦点重合。光源的光线射出,经过第一反射元件23的反射,光线聚集在第一反射元件23的反射面的第二焦点处,第一反射元件23的反射面的第二焦点与第二反射元件24的反射面的焦点重合,经过第一反射元件23反射的光线经第二反射元件24准直,使之经准直的出射的光线接近平行光,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
如图5A和图5B所示,在图4A和图4B的照明组件的基础上,照明组件与还可以包括第一反射部61,若省略第一混光积分棒30,第一反射部61位于光源10和反光杯的入射端之间,若使用第一混光积分棒,则第一反射部60位于第一混光积分棒30与反光杯200的入射端之间。
第一反射部61的结构与实施例3的第一反射部60的结构相同,在此不再赘述,经过第一反射部61的通孔内多次反射,可减小光线的角度,通常光线角度可缩小至左右。
相应的,照明单元200的出射面,具体为第一反射部61的出射面位于第二反射元件23的反射面的第一焦点处,光源的光线射出,经过第一反射元件23的反射,光线聚集在第一反射元件23的反射面的第二焦点处,第一反射元件23的反射面的第二焦点与第二反射元件24的反射面的焦点重合,经过第一反射元件23反射的光线经第二反射元件24准直,使之经准直的出射的光线接近平行光,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
可以理解的是,在图4A和图4B基础上,照明单元100还可以包括实施例2中的第一透镜40,其具体位置和作用与实施例2中的第一透镜相同,在此不再赘述。
本实施例的照明组件,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。
且相对于实施例1的照明组件,本实施例中的第一反射元件的反射面为椭球面,更加适用于汽车的车灯,因为车灯需要远光灯和近光灯两种模式的变换,由于第一反射元件的反射面为椭球面,其光线经过椭球面的反射元件后,定会 会汇聚到椭球面的反射元件的另外一个焦点上,在这个焦点到下一个反射元件之间设置一个挡板装置,就可以实现远光灯和近光灯两种模式的变换。
实施例5
如图6A和图6B所示,与实施例1的不同在于,本实施例中,第一反射元件25的反射面为平面,其表面镀有反射膜,具体为平面反射镜,第二反射元件26的反射面为半抛物面,其内表面镀有反射膜,具体为半抛物面反射镜。与实施例1相反的是,第二反射元件26反射面面向照明单元100,第一反射元件25的反射面面向照明区域。
与实施例1相同的是,照明单元100还包括第一混光积分棒30,第一混光积分棒30位于光源10和反光杯之间。第一混光积分棒能够将多颜色的光源出射的光线混合成分布颜色均匀的光线,如果光源10为单一颜色的光源时,由于光源的色彩单一,因此,可以省略第一混光积分棒30,当然,当光源10的颜色为多颜色的光源时,第一混光积分棒30也可以省略。
照明单元100的出射面,具体为光源10或第一积分棒30的出射面位于第二反射元件26的反射面的焦点处,光源10直接射出的光线或经第一混光积分棒30混光后的光线经第二反射元件26的反射,第二反射元件26使经准直的出射的光线接近平行光,第一反射元件25再将第二反射元件26准直后的光线偏转90度至水平,光线仍为接近平行光的小角度光线,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
应当理解的是,本实施例中的照明组件也可以包括实施例2的第一透镜40和实施例3的第一反射部60,其具体位置和作用与实施例2和实施例3的相同,在此不再赘述。
本实施例的照明组件,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。且该照明组件通过反光杯的反射作用进行准直光线,因此,可避免使用透镜导致的色差。
实施例6
如图7A和图7B所示,与实施例1的不同在于,本实施例中,第一反射元件27的反射面的为椭球面,其内表面镀有反射膜,具体为椭球面反射镜,第二反射元件28的反射面为半抛物面,其内表面镀有反射膜,具体为半抛物面反射镜,本实施例中,反光杯还包括第五反射元件29,第五反射面29的反射面为椭球面,其内表面镀为反射膜,具体为椭球面反射镜,第一反射元件27的反射面面向照明单元100,第二反射元件28的反射面面向照射区域。
实施例1相同的是,照明单元100还包括第一混光积分棒30,第一混光积分棒30位于光源10和反光杯之间。第一混光积分棒能够将多颜色的光源出射的光线混合成分布颜色均匀的光线,如果光源10为单一颜色的光源时,由于光源的色彩单一,因此,此时可以省略第一混光积分棒30,当然,当光源10的颜色为多颜色的光源时,第一混光积分棒30也可以省略。
本实施例中,照明单元100的出射面,即光源10或第一混光积分棒30位于第一反射元件27的反射面的第一焦点处,第一反射元件27的反射面的第二焦点与第五反射元件29的反射面的第一焦点重合,第五反射元件29的反射面的第二焦点与第二反射元件28的反射面的焦点重合。
光源10直接射出的光线或经第一混光积分棒30混光后的光线经第一反射元件27的反射,聚集在第一反射元件27的反射面的第二焦点处,而由于第一反射元件27的反射面的第二焦点与第五反射元件29的反射面的第一焦点重合,光线再由第五反射元件29的反射面的第一焦点收集,反射到第五反射元件29的反射面的第二焦点处,而由于第五反射元件29的反射面的第二焦点与第二反射元件28的反射面的焦点重合,因此,光线经第二反射元件28反射后的被准直至接近平行光,为小角度光线,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。
应当理解的是,本实施例中的照明组件也可以包括实施例2的第一透镜40和实施例3的第一反射部60,其具体位置和作用与实施例2和实施例3的相同,在此不再赘述。
本实施例的照明组件,光源射出的光线全部都能通过反光杯的反射至照射区域,不会在准直过程中直接射出而造成能量损失,因此,收光效率高。且该 照明组件通过反光杯的反射作用进行准直光线,因此,可避免使用透镜导致的色差。
实施例7
如图8A和图8B所示,本实施例中的照明组件,反光杯200包括第一反射元件81和第二反射元件82,第一反射元件81的反射面为椭球面,第二反射元件82的反射面为半抛物面,在此基础上,反光杯200还包括第三反射元件83和第四反射元件84,其中,第三反射元件83采用与第一反射元件81相同的反射镜,其反射面为椭球面,第三反射元件83与第一反射元件81关于照明组件的中心轴对称。第四反射元件81采用与第二反射元件82相同的反射镜,其反射面为半抛物面,第四反射元件84与第二反射元件82关于照明组件的中心轴对称。
与实施例1相同的是,照明单元100还包括积分棒,具体的,照明单元包括第一混光积分棒31和第二积分棒32,第一积分棒31和第二积分棒32关于照明组件的中心轴对称,第一混光积分棒31和第二积分棒32位于光源10和反光杯200之间。第一混光积分棒31和第二积分棒32能够将多颜色的光源出射的光线混合成分布颜色均匀的光线,如果光源10为单一颜色的光源时,由于光源的色彩单一,因此,可以省略第一混光积分棒31和第二混光积分棒32,当然,当光源10的颜色为多颜色的光源时,第一混光积分棒31和第二混光积分棒32也可以省略。
照明单元100的出射面,具体为光源10或第一混光积分棒31的出射面位于第一反射元件81的反射面的第一焦点处,第一反射元件82的反射面的第二焦点与第二反射元件82的反射面的焦点重合。照明单元100的出射面,具体为光源10或第二积分棒的出射面同样也位于第三反射元件83的反射面的第一焦点处,第三反射元件83的反射面的第二焦点与第四反射元件84的反射面的焦点重合。
经光源10直接射出的光线或第一混光积分棒31混光后的光线经第一反射元件81反射,光线聚集在第一反射元件81的反射面的第二焦点处,由于第一 反射元件81的反射面的第二焦点与第二反射元件82的反射面的焦点重合,因此,经过第一反射元件81反射的光线经第二反射元件82准直,使之经准直的出射的光线接近平行光。
经第二混光积分棒32混光后的光线经第三反射元件83反射,光线聚集在第三反射元件83的反射面的第二焦点处,由于第三反射元件83的反射面的第二焦点与第四反射元件84的反射面的焦点重合,因此,经过第三反射元件83反射的光线经第四反射元件82准直,使之经准直的出射的光线接近平行光。
可以理解的是,本实施例中的照明组件也可以包括两个关于照明组件的中心轴对称的实施例2的第一透镜40和两个关于照明组件的中心轴对称的实施例3的第一反射部60,其具体位置和作用与实施例2和实施例3的相同,在此不再赘述。
本照明单元的光线经过第二反射元件82和第四反射元件84准直,光束在照明区域形成的光斑偏向椭圆形。形成的光斑较实施例1至实施例6的光斑口径要大,适合大面积的LED的应用。
上述实施例1至7的照明组件,光源的全部光线能被反射元件进行准直传播至照射区域,收光效率高,形成的光斑为椭圆光斑,可应用于汽车灯和手术灯的照明。
实施例8
本发明还提供一种手术灯,由两个或两个以上的实施例1至实施例7的照明组件组成,两个或两个以上实施例1至实施例7的照明组件组成的手术灯呈中心对称。如图9A和图9B所示,由两个实施例1的照明组件组成的手术灯,该手术灯呈中心对称。如图10A和图10B所示,由三个实施1的照明组件组成的手术灯,该手术灯呈中心对称。如图11A和图11B所示,由两个实施例2的照明组件组成的手术灯,该手术灯呈中心对称。如图12A和图12B所示,由两个实施例2的照明组件组成的手术灯,该手术灯呈中心对称。
由于实施例1至实施例5的照明组件利用反光杯的半抛物的反射元件进行光线角度准直,两个或两个以上的照明组件组成的手术灯,为中心对称的手术 灯,其出射端整体呈圆状,因此,在照射区域形成圆形光斑,光斑的均匀性好,其光线的角度为小角度,符合手术灯的要求。
且手术灯的光源LED分布在反光杯出射面的另外一侧,这样有利于整个装置在手术灯内部的空间分布,LED铜基板可直接贴近手术灯顶部,利于散热,减少其它的导热元件,降低手术灯的重量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种照明组件,其特征在于,包括照明单元和反光杯,所述反光杯具有入射端和出射端;所述照明单元位于所述反光杯入射端的一侧;所述照明单元包括光源和第一混光积分棒,所述第一混光积分棒位于所述光源出射面的一侧,在所述光源和所述反光杯之间,所述反光杯包括第一反射元件和第二反射元件,所述第一反射元件具有反射面,所述第一反射元件的反射面为平面或椭球面;所述第二反射元件具有反射面,所述第二反射元件的反射面为半抛物面,所述第一反射元件的反射面和所述第二反射元件的反射面的其中一个面向所述照明单元,另一个面向照射区域;
所述照明单元的光线可经所述第一反射元件反射至所述第二反射元件,所述第二反射元件将所述光线准直至小角度光线;
或,所述照明单元的光线可经所述第二反射元件准直小角度光线至所述第一反射元件,所述第一反射元件将所述光线的角度偏转至水平方向。
2.根据权利要求1所述的照明组件,其特征在于,所述反光杯的第一反射元件的反射面为平面;所述第二反射元件的反射面为半抛物面;所述第一反射元件的反射面面向所述照明单元,所述第二反射元件的反射面面向照射区域,所述照明单元关于所述第一反射元件对称的虚拟光源位于所述第二反射元件的反射面的焦点处。
3.根据权利要求1所述的照明组件,其特征在于,所述反光杯的第一反射元件的反射面为椭球面,所述第二反射元件的反射面为半抛物面,所述第一反射元件的反射面面向所述照明单元,所述第二反射元件的反射面面向照射区域,所述照明单元的出射面位于所述第一反射元件的反射面的第一焦点处,所述第一反射元件的反射面的第二焦点与所述第二反射元件的反射面的焦点重合。
4.根据权利要求3所述的照明组件,其特征在于,所述反光杯还包括第三反射元件和第四反射元件,所述第三反射元件的反射面为椭球面,所述第四反射元件的反射面为半抛物面,所述第三反射元件和所述第一反射元件关于照明组件的中心轴对称;所述第四反射元件和所述二反射元件关于照明组件的中心轴对称;所述照明单元的出射面位于所述第三反射元件的反射面的第一焦点处,所述第三反射元件的反射面的第二焦点与所述第四反射元件的反射面的焦点重合。
5.根据权利要求1所述的照明组件,其特征在于,所述反光杯的第一反射元件的反射面为平面,所述第二反射元件的反射面为半抛物面,所述第二反射元件的反射面面向所述照明单元,所述第一反射元件的反射面面向照明区域;所述照明单元的出射面位于所述第二反射元件的反射面的焦点处。
6.根据权利要求1所述的照明组件,其特征在于,所述反光杯的第一反射元件的反射面为椭球面,所述第二反射元件的反射面为半抛物面,所述第一反射元件的反射面面向所述照明单元,所述第二反射元件的反射面面向照射区域;所述反光杯还包括第五反射元件,所述第五反射元件的反射面为椭球面,所述照明单元的出射面位于所述第一反射元件的反射面的第一焦点处;所述第一反射元件的反射面的第二焦点与所述第五反射元件的反射面的第一焦点重合;所述第五反射元件的反射面的第二焦点与所述第二反射元件的反射面的焦点重合。
7.根据权利要求2或3或5或6所述的照明组件,其特征在于,所述照明单元还包括第一反射部,所述第一反射部位于所述光源和所述反光杯的入射端之间;所述第一反射部靠近所述光源的一端为入射端;所述第一反射部靠近所述反光杯的一端为出射端;所述第一反射部设有通孔,所述第一反射部的通孔为圆台状;所述第一反射部的出射端的通孔的口径大于其入射端通孔的口径;所述第一反射部的通孔内镀有反射膜形成第一反射部的反射面;所述第一反射部的反射面的倾斜角度为10°-60°。
8.根据权利要求7所述的照明组件,其特征在于,所述第一反射部的反射面的倾斜角度为25°-40°。
9.根据权利要求2或3或5或6所述的照明组件,其特征在于,所述照明单元还包括第一透镜,所述第一透镜位于所述光源和所述反光杯的入射端之间;所述第一透镜为正透镜。
10.根据权利要求4所述的照明组件,其特征在于,所述照明组件还包括第二混光积分棒和第三混光积分棒,所述第二混光积分棒和所述第三混光积分棒位于所述光源的出射面的一侧,所述第二混光积分棒和所述第三混光积分棒关于所述照明组件的中心轴对称。
11.一种手术灯,由两个或两个以上权利要求1至10中任一项所述的照明组件组成,所述手术灯呈中心对称。
CN201510085364.9A 2015-02-16 2015-02-16 照明组件和手术灯 Active CN104676490B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510085364.9A CN104676490B (zh) 2015-02-16 2015-02-16 照明组件和手术灯

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510085364.9A CN104676490B (zh) 2015-02-16 2015-02-16 照明组件和手术灯

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104676490A CN104676490A (zh) 2015-06-03
CN104676490B true CN104676490B (zh) 2017-01-04

Family

ID=53311890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510085364.9A Active CN104676490B (zh) 2015-02-16 2015-02-16 照明组件和手术灯

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104676490B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900003523A1 (it) * 2019-03-11 2020-09-11 G Comm S R L Lampada scialitica a LED

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107543046A (zh) * 2017-08-04 2018-01-05 广州市焦汇光电科技有限公司 反光碗混色聚光系统
CN113932189A (zh) * 2020-06-29 2022-01-14 华域视觉科技(上海)有限公司 车灯光学系统、车灯模组和车辆
CN111911840A (zh) * 2020-08-12 2020-11-10 广东三雄极光照明股份有限公司 一种椭圆偏光洗墙反光杯及洗墙灯
CN115047692B (zh) * 2022-06-10 2023-07-28 杭州海康威视数字技术股份有限公司 摄像机用补光灯组件和摄像机

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86201026U (zh) * 1986-02-21 1987-01-14 陈永铵 无凸透镜的单光源无影手术灯
AU7469700A (en) * 1999-07-01 2001-01-22 Cogent Light Technologies, Inc. Condensing and collecting optical system using parabolic reflectors or a corresponding ellipsoid/hyperboloid pair of reflectors
JP4498574B2 (ja) * 2000-09-26 2010-07-07 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯
JP4138438B2 (ja) * 2002-10-11 2008-08-27 スタンレー電気株式会社 車両用照明灯具
JP4113111B2 (ja) * 2003-12-24 2008-07-09 株式会社小糸製作所 車両用灯具ユニットおよび車両用照明灯具
US8459852B2 (en) * 2007-10-05 2013-06-11 Dental Equipment, Llc LED-based dental exam lamp
CN102200243A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 亿光电子工业股份有限公司 照明装置
CN103499067B (zh) * 2013-10-11 2015-01-07 复旦大学 对称结构式理论无损光效的led光全反射准直系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900003523A1 (it) * 2019-03-11 2020-09-11 G Comm S R L Lampada scialitica a LED
WO2020183380A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-17 G.Comm S.R.L. Led scialytic lamp

Also Published As

Publication number Publication date
CN104676490A (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104676490B (zh) 照明组件和手术灯
CN102654252B (zh) 透镜以及照明装置
US9316378B2 (en) Arrangement for outputting light with punctiform light sources and light deflection element
TW201315928A (zh) 具有清晰視場角之以發光二極體為基礎之光源
EP2721656B1 (en) Led light source
CN103471036B (zh) 一种理论无损光效的led光全反射准直系统
US11209132B2 (en) Light source device
CN103644487A (zh) 一种基于自由曲面透镜的led跑道中线灯光学系统
CN203587953U (zh) 光源、投影显示装置和光纤照明装置
CN104676315A (zh) 内反射灯具
CN105190396A (zh) 光学表面、透镜、反射器、光学装置以及照明器
CN106764939B (zh) 一种消除杂散光的准直透镜
JP2014089868A (ja) 灯具
WO2015104608A1 (en) Color mixing output for high brightness led sources
US8459830B2 (en) Light output device with partly transparent mirror
CN103672501A (zh) 光源
CN108826229A (zh) 一种调焦灯透镜组及对应的照明系统
CN205606386U (zh) 一种led车灯
CN208566571U (zh) 一种调焦灯透镜组及对应的照明系统
CN104251459A (zh) 用于照明装置的透镜和具有该透镜的照明装置
CN101493210A (zh) 一种基于发光二极管的光源结构
CN204648116U (zh) 一种led光学系统
US9915411B2 (en) Open light flow optics
JP2015118818A (ja) 灯具
CN209540791U (zh) 一种组合式光学结构及其灯具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Feng Zhichun

Inventor after: Feng Yun

Inventor before: Feng Yun

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190220

Address after: 518000 South Ring Road, Matian Street, Guangming District, Shenzhen City, Guangdong Province

Co-patentee after: Seventh Medical Center, General Hospital of the Chinese People's Liberation Army

Patentee after: Shenzhen Comen Medical Instruments Co., Ltd.

Address before: 518052 Nanshan Avenue Nanyou Fourth Industrial Zone, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: Shenzhen Comen Medical Instruments Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right