CN104819389B - 手术灯和手术灯的光斑调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手术灯及其光斑调节装置，手术灯包括灯头和旋转盘，灯头上分布有至少1列照明单元，每列照明单元包括至少一个照明单元，每个照明单元包括光源；旋转盘与灯头的形状相适配；旋转盘位于灯头发光面的一侧，旋转盘上至少分布有第一透镜列和第二透镜列，第一透镜列和第二透镜列的透镜不同，灯头和旋转盘之间的相对位置可调，从而使各照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列的透镜对应，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。

Description

手术灯和手术灯的光斑调节装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种手术灯、手术灯的光斑调节方法及装置。

背景技术

传统的手术灯的光斑调节方法有两种，一是使用机械调节LED照射的位置改变焦点的位置，实现光斑大小的调节。机械调节存在运动或者传动机构，一方面这些传动机构需要定期维护，成本较高，另一方面，机械的运动机构使得灯头的表面灰尘脱落，降低了手术室的无尘和无菌效果，容易增加患者手术过程中被感染的可能。另一种是使用软件调节光斑中心与外围的亮度大小，从而改变光斑直径，该方法是通过术野中心与外围亮度比值发生变化，实际光斑照射的物理区域并没有变化。

发明内容

基于此，有必要提供能实现有效调节的手术灯及调节手术灯物理光斑和装置。

一种手术灯，包括灯头和旋转盘，灯头上分布有至少1列照明单元，每列照明单元包括至少一个照明单元，每个照明单元包括光源；旋转盘与灯头的形状相适配；旋转盘位于灯头发光面的一侧，旋转盘上至少分布有第一透镜列和第二透镜列，第一透镜列和第二透镜列的透镜不同，灯头和旋转盘之间的相对位置可调，从而使各照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列的透镜对应，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。

在其中一种实施方式中，照明单元还包括光源准直装置，光源准直装置位于光源发光面的一侧，光源准直装置的中心轴与光源的发光面的中心重叠。

在其中一种实施方式中，照明单元还包括混光装置，混光装置位于光源和光源准直装置之间，光源发光面的中心、混光装置的中心轴与光源准直装置的中心轴重叠。

在其中一种实施方式中，旋转盘为透明材质的旋转盘，旋转盘的第一透镜列和第二透镜列的透镜分别为凹透镜、凸透镜、平板透境及变形非球面的任意两种，或者第一透镜列和第二透镜列的透镜分别为不同透镜的透镜组合。

在其中一种实施方式中，灯头和旋转盘可相对转动，灯头有多列照明单元，第一透镜列和第二透镜列也为多列，且第一透镜列和第二透镜列的列数分别与照明单元的列数对应，灯头的多列照明单元与多列第一透镜列和第二透镜列以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。

在其中一种实施方式中，灯头的每列照明单元有多排，灯头的各列照明单元的相同排的照明单元分布在同一个圆圈上，灯头有H圈照明单元，各圈照明单元同心；旋转盘的每列透镜有多排，旋转盘的每列透镜的排数与旋转盘的排数相同，旋转盘每列透镜的相同排的透镜分布在同一个圆圈上，旋转盘有H圈透镜，各圈透镜同心。

在其中一种实施方式中，灯头的每列照明单元的最外圈的照明单元的数量大于最内圈的照明单元的数量，旋转盘的每列透镜的最外圈的透镜的数量大于最内圈的透镜的数量。

在其中一种实施方式中，第一圈照明单元的半径R1需满足：2π*R1≥p*q*D，其中，p为旋转盘上透镜列的种数，q为照明单元的列数，D为光源准直装置的最大口径。

在其中一种实施方式中，第一圈之后的每一圈照明单元的半径Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，其中R1为第一圈照明单元的半径，k为每相邻两圈照明单元之间的间隙，X为照明单元的圈数，Rx为第X圈照明单元的半径。

在其中一种实施方式中，灯头的每一圈的每列照明单元的最大个数为n，其中n为将m取整后的整数，m＝(2π*Rx)/(p*q*D)。

在其中一种实施方式中，灯头的每列照明单元和旋转盘的每列透镜呈螺旋发散分布。

在其中一种实施方式中，靠近灯头的圆心的为第一圈照明单元，第二圈照明单元之后每一圈照明单元比上一圈错开E个照明单元的位置；靠近旋转盘的圆心的第一圈透镜，第二圈透镜之后的每一圈透镜比上一圈错开E个透镜的位置，E为正整数，E的最大值为p*F，p为旋转盘的透镜种数，F为上一圈每列照明单元的个数。

在其中一种实施方式中，第二圈照明单元之后每一圈照明单元比上一圈错开E个照明单元的位置；第二圈透镜之后的每一圈透镜比上一圈错开E个透镜的位置，E的值为F。

在其中一种实施方式中，手术灯的灯头的照明单元有3列，每列照明单元有6排，与灯头对应的旋转盘分布2种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

在其中一种实施方式中，手术灯的灯头的照明单元3列，每列照明单元有6排，与灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

在其中一种实施方式中，手术灯的灯头有5列照明单元，每列照明单元有6排，与灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有5列，每列透镜有6排。

在其中一种实施方式中，手术灯的灯头有3列照明单元，每列照明单元有6排，与灯头对应的旋转盘分布2种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

在其中一种实施方式中，手术灯的灯头有3列照明单元，每列照明单元有6排，与灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

在其中一种实施方式中，旋转盘的出光面设有透明保护罩，旋转盘设置在灯头和透明保护罩之间，透明保护罩与灯头密封连接。

一种手术灯光斑调节装置，包括：

接收单元，用于接收光斑调节信号；

光斑调节控制单元，用于将接收到的光斑调节信号转换相应的机械运动信号；

旋转盘，用于响应接收到机械运动信号，调整手术灯的灯头和旋转盘的相对位置使灯头的照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列对应，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。

上述手术灯，通过在灯头发光面的一侧设置旋转盘，旋转转上设置有第一透镜列和第二透镜列，第一透镜列和第二透镜列的透镜不同，由于灯头与旋转盘之间的相对位置可调，通过调节灯头和旋转盘的相对位置，使照明单元的光源与旋转盘的相应的第一透镜列或第二透镜列对应，实现形成的光斑大小或形状的调节。

附图说明

图1A为一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

图1B为另一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

图1C为另一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

图1D为另一种实施方式的光源准直装置的结构示意图；

图2A为一种实施方式的手术灯灯头的俯视图；

图2B为一种实施方式的手术灯灯头的侧视图；

图2C为一种实施方式的手术灯灯头的斜轴视示意图；

图2D为一种实施方式的手术灯灯头的照明单元位置错开示意图；

图3A为一种实施方式的手术灯的旋转盘的俯视图；

图3B为一种实施方式的手术灯的旋转盘的侧视图；

图3C为一种实施方式的手术灯的旋转盘的斜仰视图；

图3D为一种实施方式的手术灯的旋转盘的斜轴视示意图；

图4为一种实施方式的手术灯的旋转盘的透镜位置错开示意图；

图5A为一种实施方式的手术灯灯头的照明单元与旋转盘的透镜重合时的光线示意图；

图5B为一种实施方式的手术灯灯头的斜轴示意图；

图6A为光线经过平板透镜的光线示意图；

图6B为光线经过凸透镜的光线示意图；

图6C为光线经过凹透镜的光线示意图；

图7A为变形非球面透镜的斜轴结构侧视图；

图7B为变形非球面透镜的俯视结构侧视图；

图7C为变形非球面透镜的A方向的剖视图；

图7D为变形非球面透镜的B方向的剖视图；

图8A为一种实施方式的灯头的俯视图；

图8B为与图8A对应的旋转轴的俯视图；

图9A为一种实施方式的灯头的俯视图；

图9B为与图9A对应的旋转轴的俯视图；

图10A为一种实施方式的灯头的俯视图；

图10B为与图10A对应的旋转轴的俯视图；

图11A为一种实施方式的灯头的俯视图；

图11B为与图11A对应的旋转轴的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一种实施例中，手术灯，包括灯头和旋转盘，灯头上分布有至少1列照明单元，每列照明单元包括至少一个照明单元，照明单元包括光源。

旋转盘与灯头的形状相适配，旋转盘位于灯头发光面的一侧，旋转盘上至少分布有第一透镜列和第二透镜列，第一透镜列和第二透镜列的透镜不同，灯头和旋转盘之间的相对位置可调，从而使各照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列的透镜配合，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。

上述手术灯，通过在灯头发光面的一侧设置旋转盘，旋转转上设置有不同的透镜，由于灯头与旋转盘之间的相对位置可调，通过调整旋转盘和灯头的相对位置，使照明单元的光源与旋转盘的相应的第一透镜列或第二透镜列对应，而实现形成的光斑大小或形状的调节。

在另一实施例中，由于照明单元的光源直接发射的光线呈朗伯分布，是发散的光线，为此，照明单元还包括光源准直装置，用于将光源直接发射的发散的光线进行准直至最小角度，使其接近平行光。常见的光源和光源准直装置的结构如图1A所示，光源准直装置101位于光源102发光面的一侧，该光源准直装置为TIR透镜的光源准直装置，光源101的发光面的中心与光源准直装置102的中心轴重叠，TIR透镜即为全内反射透镜，发散的光线经TIR透镜，经全内反射后，角度变小，最终接近平行光。图1B的光源准直装置为两个凸透镜组成的光源准直装置111，光源112的发光面的中心与光源准直装置111的中心轴重叠，利用凸透镜的会聚作用，发散的光线经一个凸透镜后，角度相对变小，再经第二个凸透镜的会聚作用，最终接近平行光。上述光源为常见的单色白光。

在另一种实施例中，当光源为多颜色光源时，照明单元还包括混光装置，用于将多颜色的光束混合为光线分布均匀，单一颜色的光束，常见的混光装置为混光积分棒和复眼等。如图1C所示，混光装置123位于光源122和光源准直装置121之间，该光源准直装置为TIR透镜的光源准直装。光源122发光面的中心、混光装置123的中心轴和光源准直装置121的中心轴重叠。混光装置123将光源122的多颜色光束混合为光线分布均匀单一颜色的光束后，光束经光源准直装置121，准直至最小角度，接近平行光。图1D所示包含混光装置133的照明单元，其光源准直装置131为两个凸透镜组成的光源准装置。

光源准直装置不限于上述的TIR透镜的光源准直装置或凸透镜的光源准直装置，也可以为其它形式。光线经过光源准直装置后在照射区域形成手术灯的术野光斑，光斑的直径约为180mm，其光线角度为小角度，照明单元的光线再经过旋转盘与旋转盘不同透镜配合实现光斑大小或形状调节。

在另一个实施方式中，灯头和旋转盘之间的相对位置可调，可通过平移灯头或旋转盘的相对位置的实现调整，或通过旋转旋转盘，使手术灯和旋转盘的相对位置调节。

具体的，旋转盘为透明材质的旋转盘，旋转盘的上下两个面都为光滑的曲面，且曲率相同，旋转盘上的第一透镜列和第二透镜列的透镜为凹透镜、凸透镜、平板透镜及变形非球面的两种或多种，或者第一透镜列和第二透镜列的透镜分别为不同透镜的透镜组合。

在另一个实施例中，灯头和旋转盘可相对转动，灯头的照明单元有多列，第一透镜列和第二透镜列也为多列，且第一透镜列和第二透镜列的列数分别与照明单元的列数对应。灯头的多列照明单元与多列第一透镜列和第二透镜列以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。

如图2A和图3A所示所示，灯头有五列照明单元自圆心向外呈列分布，对应的旋转盘上分布有多列第一透镜列33，第二透镜列31和第三透镜列32，第一透镜列33的透镜为平板透镜，第二透镜列31的透镜为凸透镜，第三透镜列32的透镜为变形非球面透镜。由于旋转盘为透明旋转盘，第一透镜列33的平板透镜可以为旋转盘上未放置透镜的透明旋转盘部分。灯头的多列照明单元与多列第一透镜列、第二透镜列和第三透镜列以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。这样，调整灯头和旋转盘的相对位置，旋转盘上都有透镜与灯头的照明单元相对应。

旋转盘上每列透镜自圆心向外呈列分布，旋转盘的每种透镜的列数与照明单元的列数相同，旋转盘上，每种透镜依次交叉分布，即，每第一透镜列、第二透镜列和第三透镜列为一组，旋转盘上依次分布有与灯头的照明单元列数相同的透镜组，调节旋转盘，使灯头的每列照明单元与旋转盘的透镜列对应，每次旋转对应的透镜列的透镜为同种透镜。

本具体的实施方式中，照明单元有5列，透镜有3种。如附图2A的，灯头上有5列照明单元，如其中的一列照明单元21，每列照明单元有多排，各列照明单元的相同排的照明单元在同一个圆圈上，各圈照明单元同心。具体的，各列照明单元在灯头有六排，照明单元在灯头形成六个同心的圆圈，其中，以靠近圆心的的照明单元为第一排照明单元，每列照明单元的第一排的照明单元所在的圆圈为第一圆圈照明单元。

为了实现光斑调节，需要在旋转盘旋转时，手术灯的每一个照明单元都与旋转盘上同一种透镜的相同列数的透镜列与其对应，因此为了合理的安排每一手术灯的照明单元的个数和列数，以及旋转盘的透镜，首先确定每一圈的每列照明单元的最大个数。

具体的，每列照明单元在每一圈分布的最大个数为n，n为将m取整后的整数，m＝(2π*Rx)/(p*q*D)，其中，p为旋转盘上的透镜种数，q为照明单元的列数，D为光源准直装置的最大口径，X为照明单元的圈数，Rx为第X圈照明单元的半径。本实施例中。计算的值m可能不为整数，为方便计算，取m的整数，将其记为n。则每一圈分布的照明单元的总个数为Z，其中Z为q的倍数，Z的最大值为n*q。每一圈分布的照明单元之间的间隔角度为2π/(Z*p)。

通常，照明单元的第一圈的半径为根据需要设计的值，但第一圈的半径R1需要满足以下条件：2π*R1≥p*q*D，第二圈之后的每一圈半径Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，其中，k为相邻两圈照明之间的间隙，取k为11mm，x为圈数。本实施方式中，取D为40mm，R1为100mm。

以图2A、图2B和图2C所示的灯头为例，灯头的照明单元有五列，每列有六排，与其相对应的旋转盘使用3种不同的透镜。由于旋转盘采用的是透明材质，透明旋转盘上未放置透镜的透明部分可视为平板透镜。每种透镜列数与照明单元的列数相同，分别有五列。具体的，剩余两种透镜可以为凹透镜、凸透镜或变形非球面透镜任意两种，光源准直装置的最大口径为40mm。

如图2A所示，灯头的每列照明单元的相同排的照明单元分布在同一个圆圈上，灯头有H圈照明单元，旋转盘的每列透镜的相同排的透镜分布在同一个圆圈上，旋转盘有H圈透镜，各透镜圈同心。本实施例中，可将灯头的照明单元分成六圈，即每列照明单元在灯头上分布有六排，照明单元的排数不做限定，可根据实际需要自行调节。

灯头的圆心20为监控摄像头的预留位置，用于安置摄像头，记录手术过程。靠近圆心的第一圈照明单元201的半径为R1，根据上述的原理，由于本实施例中，与灯头相适配的旋转盘有3种透镜列，灯头的照明单元有5排，因此，R1应该满足的条件为2π*R1≥3*5*D，本实施方式中，取R1为100mm。第二圈之后的每一圈半径Rx＝R1+(x-1)*(D+k)。

图2A所示的第一圈照明单元201的排布，根据公式，计算m未大于2，故取n＝1，故第一圈的照明单元为5个，由于灯头的照明单元有5列，则第一圈照明单元每列有1个照明单元。

第二圈照明单元202的排布，第一圈和第二圈之间的间隙为11mm，因此计算的R2为151mm，根据公式，m＝(2π*Rx)/(p*q*D)，计算的m未大于2，故取n＝1，因此，第二圈照明单元仍分布为五个，第二圈照明单元每列有1个照明单元，每个照明单元之间的夹角为2π/5。

为了提高手术灯的无影率，照明单元的分布尽可能的均匀分布在灯头的各个位置。因此，优选的，照明单元的发光面的中心点连线为曲线，相应的，旋转盘的每列透镜的出射面的中心点连线为相同的曲线，例如，使灯头的每列照明单元和旋转盘的每列透镜呈螺旋发散分布。

为使灯头的每列照明单元呈螺旋发散分布，可使灯头自第二圈照明单元起，每一圈照明单元与上一圈照明单元的位置错开。例如，照明单元错开E个照明单元的位置，其中，E为正整数，E的最大值为p*F，F为上一圈每列照明单元的个数。本实施方式中，旋转盘的透镜种数p为3，第一圈每列照明单元有1个，则F为1，则第二圈照明单元相对于第一圈照明单元，可以错开的位置为1、2或3，最多可以错开3个位置。优选的，E的值为F，本实施方式中优选，第二圈照明单元相对于第一圈照明单元错开1个照明单元的位置。

如图2D所示，为照明单元错开示意图，第二圈照明单元相对于第一圈照明单元错开一个照明单元后的位置为202。如果第二圈照明单元2020的分布位置没有错开，则是在灯头中心与第一圈照明单元的中心连续的延长经上的2020位置。图2A所示的第三圈照明单元203的排布，计算得R3为202mm，根据公式，m未大于2，故取取n＝1，因此，第三圈照明单元仍分布为五个，第三圈照明单元每列分布有1个透镜，每个照明单元之间的夹角为2π/5，第三圈照明单元的分布位置比第二圈的可以错开的位置为1、2或3，优选错开1个照明单元。

图2A所示的第四圈照明单元204排布，计算得R4为253mm，根据公式，计算m的范围为2＜m＜3，故取n＝2，由于灯头有5列照明单元，因此第四圈照明单元的总个数为10个，第四圈照明单元每列分布有两个透镜，每列透镜的两两照明单元相连为一支，每一支照明单元之间的夹角为2π/5，第四圈照明单元的分布位置比第三圈的可以错开的位置为1、2或3，优选错开1个照明单元。

图2A所示的第五圈照明单元排布205的排布，计算得R5为304mm，根据公式，计算m的范围为2＜m＜3，故取n＝2，由于灯头有5列照明单元，因此第五圈照明单元的总个数为10，第五圈照明单元每列分布有两个透镜，每列两两照明单元相连为一支，每一支照明单元之间的夹角为2π/5，第五圈照明单元的分布位置比第四圈的可以错开的位置为1、2、3、4、5或6，优选错开2个照明单元。

图2A所示的第六圈照明单元206排布的位置，计算得R6为355mm，根据公式，计算m的范围为3＜m＜4故取n＝3，由于灯头有5列照明单元，因此第六圈照明单元的总个数为15，第六圈照明单元每列分布有3个透镜，每列的每三个照明单元相连为一支，每一支照明单元之间的夹角为2π/5，第六圈照明单元的分布位置比第五圈的可以错开的位置为1、2、3、4、5或6，优选错开2个照明单元。

图2A所示的灯头，由5列照明单元组成，每列照明单元由15个照明单元组成，且五列照明单元以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称，且形成的灯头的每列照明单元的最外圈的照明单元的数量大于最内圈的照明单元的数量。

在本实施方式中，采用的是三种透镜，由于旋转盘是透明的，旋转盘上未放置透镜的透明部分可视为平板透镜，其它两个透镜可以为凹透镜、凸透镜或变形非球面透镜任意两种。每种透镜列数与照明单元的列数相同，分别有五列。多列透镜以灯头和旋转盘转动的转动轴旋转对称。本实施方式中，采用的透镜为平板透镜，凸透镜和变形非球面透镜。

如前的，为了实现光斑调节，需要在旋转盘旋转时，手术灯的每个照明单元都有旋转盘上同种透镜与其对应。为了使旋转盘上的透镜与灯头的照明单元的更匹配，其形成的光斑效果更佳，优选的是旋转盘的每个透镜的口径与光源准直装置的最大口径一致。

与图2A相对应的旋转盘如图3A至图3D所示，由于灯头的照明单元分为五列，每列共有15个照明元，因此旋转盘的每种透镜也有5列，如图3A所示的第一透镜列33，第二透镜列31和第三透镜列32，每列有15个透镜。与灯头相对应的，如果把透镜的照明排布分面圆圈分布，可分为六圈，如图3所示的虚线，其排布方式与灯头的照明单元相同。每圈分布的透镜的总个数为p*Z，其中p为旋转盘上的透镜种数，Z为相对应的灯头的同一圈照明单元的个数。

第一圈透镜301的半径与灯头的第一圈照明单元201的半径相同，同一圈上分布的三种透镜列，每一种透镜在第一圈分布有五个，每种透镜依次交叉分布，即第一透镜列、第二透镜列和第三透镜列为一组，旋转盘上依次分布有五组。第一圈透镜301上分布有15个透镜，如图3B所示的，每一圈透镜的平板透镜33，凸透镜31和变形非球面透镜32相连组成一支透镜，每两支透镜的夹角为每一种透镜列有五列。

第二圈透镜302的半径与灯头的第二圈照明单元202的半径相同，由于灯头的第二圈的照明单元为5个，旋转盘的透镜有3种，因此，旋转盘的第二圈的透镜个数为15个。相邻的不同的三个透镜组成一支透镜，每两支透镜的夹角为

与灯头的照明单元相对应的，第二圈透镜302与上一圈透镜的分布位置错开一个透镜。如图4所示，第二圈的一组透镜401比第一圈的同一组透镜错开一个，第二圈的另一组透镜402比第一圈的同一组透镜错开一个透镜位置405。

第三圈透镜303的半径与灯头的第三圈照明单元203的半径相同，由于灯头的第三圈的照明单元为5个，旋转盘的透镜有3种，因此，旋转盘的第二圈的透镜个数为15个。相邻的不同的三个透镜组成一支透镜，每两支透镜的夹角为第三圈照明单元的分布位置比第二圈的错开一个透镜，错开的透镜位置如图4的406。

第四圈透镜304的半径与灯头的第四圈照明单元204的半径相同，由于灯头的第四圈的照明单元为10个，旋转盘的透镜有3种，因此，旋转盘的第四圈的透镜个数为30个。相邻的三种不同的6个透镜组成一支透镜，每两支透镜的夹角为第四圈透镜的分布位置比第三圈的错开1个透镜，错开的透镜位置如图4的407。

第五圈透镜305的半径与灯头的第五圈照明单元205的半径相同，由于灯头的第五圈的照明单元为10个，旋转盘的透镜有3种，因此，旋转盘的第五圈的透镜个数为30个。相邻的三种不同的6个透镜组成一支透镜，每两支透镜的夹角为第五圈透镜的分布位置比第四圈的错开2个透镜，错开的透镜位置如图4的408。

第六圈透镜306的半径与灯头的第六圈照明单元206的半径相同，由于灯头的第六圈的照明单元为10个，因此，旋转盘的第二圈的透镜个数为30个。相邻的三种不同的6个透镜组成一支透镜，每两支透镜的夹角为第六圈透镜的分布位置比第五圈的错开2个透镜，错开的位置如图4的409。

由此可见，灯头的照明单元的每一列的分布与每种透镜每一列透的分布相同，形成的旋转盘的每列透镜的最外圈的透镜数量大于最内圈的透镜的数量，且每一次灯头与照明单元的的透镜对应时，对应的每一列透镜由相同的透镜组成。当旋转旋转盘时，照明单元的光源与不同种的透镜重合，形成不同大小或形状的光斑。

具体的，如图3A至3D所示的旋转盘的旋转盘转动，如3A所示的灯头的照明单元的每一个光源准直装置的中心轴依次与旋转盘100的透镜每一种不同的透镜重合，每一次转动实现一种光斑状态的变换。例如，初使状态下，使灯头的照明单元的每一个光源准直装置的中心轴分别与旋转盘的第一透镜列33重合，第一透镜列为平板透镜，形成一种初始大小的圆形光斑；当旋转旋转盘，使灯头的照明单元的每一个光源准直装置的中心轴分别的旋转盘的第二透镜列31重合，第二透镜列的透镜为凸透镜，则形成的圆形光斑相对变小；当旋转旋转盘，使灯头的照明单元的每一个光源准直装置的中心轴分别与旋转盘的第三透镜列33，第三透镜列的透镜为变形非球面透镜，则形成的光斑为椭圆光斑。再次旋转旋转盘，使灯头的照明单元的每一个光源准直装置的中心轴再次分别与旋转盘的第一透镜列33重合，第一透镜列为平板透镜，形成一种初始大小的圆形光斑

如图5A和图5B所示，图5A为灯头的一列照明单元与旋转盘的一列透镜组相重合时的光线示意图，每一个照明单元的出射的光线焦点即中心光线都在术野光斑中心重合，约为距离灯头1米处重叠。每一列中的照明单元所形成的光斑在术野区域重合形成为一术野子光斑。无论是哪一种大小和形状的术野子光斑，照射在术野上照明单元也均匀地、对称的分布在灯头各个位置，每一列照明单元均、对称的匀分散在灯头中心至外围的区域内。五列透镜也是以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称的。其所形成的多个术野子光斑相互重叠为手术灯的术野光斑，这样，形成的术野总光斑的照明单元就分散的分布在灯头中心到外围的各个位置，尽可能提高无影率。

具体的光斑调节原理如下：

如图6A所示，为光线经过平板透镜的光线示意图。由于平板透镜即旋转盘是透镜状，是一个透明光滑的曲面，光61经过平板透镜601时，光线未发生改变，仍按原路径传播。

如图6B所示，为光线经过凸透镜的光线示意图。由于凸透镜中央较厚，边缘较薄的，光线在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，对光线有会聚透镜。如图6B所示，光线62经过凸透镜602后，发线发生偏折，会聚的光线使得光斑相对减小。

在另一个实施例中，旋转盘上的透镜可以为凹透镜、平板透镜和变形非球面透镜。

如图6C所示，为光线经过凹透镜的光线示意图。由于凹透镜中间薄边缘厚，对光有发散作用，光线63经过凹透镜603后，发散的光线使形成的光斑变大。

初始状态下，灯头的照明单元与旋转盘的平板透镜重合，光线未发生偏折，按原路径传播。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的凹透镜重合，经凹透镜的发散作用，形成的光斑变大。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的变形非球面透镜重合，光线非变形非球面后，在照射区域形成椭圆光斑。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的平板透镜重合，光线未发生偏折，回到初始状态。

在另一个实施方式中，旋转盘上的透镜还可为变形非球面透镜，如图7A至7D所示，变形非球面透镜的两个方向的二次曲面系数、曲率半径和高阶系数不相同，光线两个方向的偏折角度不一样，因此，光线经变形非球面透镜后，形成的光斑为非圆形光斑，为椭圆光斑，变形非球面透镜也可以为柱面透镜代替。

在本实施方式中，初始状态下，灯头的照明单元与旋转盘的平板透镜重合，光线未发生偏折，按原路径传播。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的凸透镜重合，经凸透镜的会聚作用，形成的光斑变小。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的变形非球面透镜重合，光线非变形非球面后，在照射区域形成椭圆光斑。

当旋转旋转盘一个角度，使灯头的照明单元与旋转盘的平板透镜重合，光线未发生偏折，回到初始状态。

上述实施方式，可以实现通过旋转盘实现将原光斑调节为小光斑和椭圆光斑。

在另一个实施例中，旋转盘在出光面有透明保护罩，旋转盘设置在灯头的透明保护罩之间，透明保护罩与灯头密封连接，将旋转盘保护在手术灯的内部，移动旋转盘时不会影响手术灯的无尘无菌的效果。

在另一个实施方式中，灯头的每列照明单元的发光面的中心点连线和旋转盘的每列透镜的出射面的中心点连线为相同的直线。如图8A所示，灯头的照明单元的列数为3列，灯头的每列照明单元自灯头的圆心向外呈直排式分布，每列照明单元沿灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。如图8B所示，与图8A的灯头对应的旋转盘的透镜为2种，照明单元的光源准直装置的最大口径D为40mm，根据半径R1满足的条件，2π*R1≥2*3*D，取第一圈的半径R1为100mm。

根据旋转盘透镜的种数、照明单元的列数以及光源准直装置的最大口径确定m的值，具体公式为m＝(2π*R1)/(p*q*D)，计算得m＝2.6，则n＝2，根据公式Z＝n*q，则第一圈照明单元81的总个数为3或6。本实施方式中，优选取第一圈照明单元分布照明单元的总个数为6，由于灯头的照明单元有3列，则第一圈照明单元每列有2个照明单元，每2个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

相邻两圈照明之间的间隙k为11mm，由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第二圈照明单元82的半径为151，根据计算，m＝3.9，取n＝3，则第二圈照明单元82的总个数Z可为3、6或者9。如图9A，优选取第二圈照明单元分布照明单元的总个数为9，本实施方式采用的是直排式的照明单元分布，每一圈的照明单元没有错开，第二圈上，由于灯头的照明单元有3列，则第二圈照明单元每列有3个照明单元，每3个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明之间的角度为

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第三圈照明单元83的半径为202，m＝5.2，故取n＝5。故可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15。如图9A，优选取第三圈照明单元分布照明单元的总个数为15，由于灯头的照明单元有3列，则第三圈照明单元每列有5个照明单元，每5个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第四圈照明单元84的半径为253，m＝6.6，故取n＝6。第四圈照明单元84，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18。优选取第四圈照明单元分布照明单元的总个数为18，由于灯头的照明单元有3列，则第四圈照明单元每列分布有6个照明单元，每6个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第五圈照明单元85的半径为304，m＝7.9，故取n＝7。第五圈照明单元85，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18、21。如图9A，优选取第五圈照明单元分布照明单元的总个数为21，由于灯头的照明单元有3列，则第五圈照明单元每列分布有7个照明单元，每7个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第六圈照明单元86的半径为355，m＝9.2，故取n＝9。第六圈照明单元86，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18、21、27。如图9A，优选取第六圈照明单元分布照明单元的总个数为27，由于灯头的照明单元有3列，则第六圈照明单元每列分布有9个照明单元，每9个照明单元为一支，每两支照明单元之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

相对应的旋转盘，采用两种透镜列801和802，与灯头相对应的，旋转盘的每列透镜的排布方式与灯头的每列照明单元相同，每圈分布的透镜的总个数为p*Z，P为旋转盘的透镜的种数，Z为相对应的灯头的同一圈照明单元的个数。

第一圈透镜的半径与灯头的第一圈照明单元的半径相同，为100mm。第一圈照明单元的数量为6个，由于透镜有2种，则旋转盘的第一圈透镜的总个数为12，由于对应的灯头的照明单元有3列，则第一圈透镜每4个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角为

第二圈透镜的半径与灯头的第二圈照明单元的半径相同，由于灯头的第二圈的照明单元为9个，透镜有2种，因此，旋转盘的第二圈透镜可分布透镜的总个数Z可为18个，如图8B，与灯头的照明单元一样，旋转盘的第二圈透镜较第一圈透镜没有错开位置，第二圈透镜每6个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第三圈透镜的半径与灯头的第三圈照明单元的半径相同，由于灯头的第三圈的照明单元为15个，透镜有2种，因此，第三圈透镜可分布透镜的总个数Z可为30个。第三圈透镜每10个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第四圈透镜的半径与灯头的第四圈照明单元的半径相同，由于灯头的第四圈的照明单元为18个，因此，旋转盘的第四圈透镜可分布透镜的总个数Z可为36个。第四圈透镜每12个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第五圈透镜的半径与灯头的第五圈照明单元的半径相同，由于灯头的第五圈的照明单元为21个，因此，旋转盘的第五圈透镜可分布透镜的总个数Z可为42个。第五圈透镜每14个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第六圈的半径与灯头的第六圈照明单元的半径相同，由于灯头的第六圈的照明单元为27个，因此，旋转盘的第六圈透镜可分布透镜的总个数Z可为54个。第六圈透镜每18个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

旋转盘的每种透镜都与每列照明单元相同的分布相同，灯头的每列照明单元的发光面的中心点连线和旋转盘的每列透镜的出射面的中心点连线为相同的直线。通过旋转旋转盘使灯头的照明单元的光线与旋转盘的透镜配合，实现光斑大小和形状调节。如图8B所示，初使状态下，使旋转盘的透镜802与照明单元重合，实现一种光斑调节，旋转旋转盘，使旋转盘的透镜801与照明单元重合，实现另一种光斑的调节，透镜801和透镜802可以为平板透镜、凹透镜、凸透镜和变形非球面透镜的任意两种。

在另一个实施方式中，如图9A和图9B所示，取灯头的照明单元的列数为3列，旋转盘的透镜的有3种，灯头的每列照明单元自灯头的圆心向外呈直排式分布，每列照明单元以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称，如图9B所示，与图9A的灯头对应的旋转盘的透镜为3种，照明单元的光源准直装置的最大口径D为40mm，根据半径R1满足的条件，2π*R1≥2*3*D，取第一圈照明单元91的半径R1为100mm。具体公式m＝(2π*Rx)/(p*q*D)确定m的值，其中Rx为第X圈照明单元的半径，计算得m＝1.7，则n＝1，由于照明单元有3列，则第一圈照明单元的总个数为3。

如图9A，照明单元采用直排式的分布，取分布照明单元的总个数为3，第一圈照明单元每列有1个照明单元，每1个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

相邻两圈照明之间的间隙k为11mm，由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第二圈照明单元的半径为151，m＝2.6，故取n＝2，则第二圈照明单元2，可分布照明单元的总个数Z可为3、6。

如图9A，灯头的照明单元采用直排式分布，第二圈照明单元较第一圈没有错开，优选取分布照明单元的总个数为6，第二圈照明单元每列有2个照明单元，每2个照明单元为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

计算得第三圈照明单元93的半径R3为202，根据半径R3，计算得m＝3.5，故取n＝3。则第三圈照明单元93，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9，优选取第三圈照明单元分布照明单元的总个数为9，第三圈照明单元每列有3个照明单元，每3个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

计算得第四圈照明单元94的半径R4为253，根据半径R4，计算得m＝4.4，故取n＝4，则第四圈照明单元94，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12，优选取第四圈照明单元分布照明单元的总个数为12，第四圈照明单元每列有4个照明单元，每4个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

计算得第五圈照明单元95的半径R5为304，根据半径R5，计算得m＝5.3，故取n＝5，则第五圈照明单元94，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15，优选取第五圈照明单元分布照明单元的总个数为15，第五圈照明单元每列有5个照明单元，每5个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

计算得第六圈照明单元96的半径R6为355，根据半径R6，计算得m＝6.1，故取n＝6，则第六圈照明单元96，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18，优选取第六圈照明单元分布照明单元的总个数为18，第六圈照明单元每列有6个照明单元，每6个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

如图9B所示，为与图9B的灯头相适配的旋转盘，901为第一透镜列，902为第二透镜列，903为第三透镜列。相应的每种透镜的透镜列有三列，每列透镜的排布方式与灯头的每列照明单元的排布方式相同。

第一圈透镜的半径与灯头的第一圈照明单元的半径相同，由于灯头的第一圈的照明单元为3个，透镜有3种，则旋转盘的第一圈透镜可分布透镜的总个数Z为9。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第一圈透镜每3个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第二圈透镜的半径与灯头的第二圈照明单元的半径相同，由于对应的灯头的第二圈照明单元的个数为6个，则旋转盘的第二圈的透镜可分布透镜的总个数Z为18。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第二圈透镜每6个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第三圈透镜的半径与灯头的第三圈照明单元的半径相同，由于对应的灯头的第三圈照明单元的个数为9个，则旋转盘的第三圈透镜可分布透镜的总个数Z为27。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第三圈透镜每9个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第四圈透镜的半径与灯头的第四圈照明单元的半径相同，由于对应的灯头的第四圈照明单元的个数为12个，则旋转盘第四圈透镜可分布透镜的总个数Z为36。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第四圈透镜每12个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第五圈透镜的半径与灯头的第五圈照明单元的半径相同，由于对应的灯头的第四圈照明单元的个数为15个，则旋转盘第五圈透镜可分布透镜的总个数Z为45。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第五圈透镜每15个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第六圈透镜的半径与灯头的第六圈照明单元的半径相同，于对应的灯头的第四圈照明单元的个数为18个，则第六圈透镜可分布透镜的总个数Z为54。由于对应的灯头的照明单元有3列，则第五圈透镜每18个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

上述实施方式的手术灯，旋转盘的每列透镜都与每列照明单元相同的分布相同，通过旋转旋转盘，使旋转盘的透镜与照明单元配合，实现光斑大小和形状调节。如图9B所示，初使状态下，使旋转盘的透镜列901与照明单元重合，实现一种光斑调节，旋转旋转盘，使旋转盘的透镜列902与照明单元重合，实现另一种光斑的调节，旋转旋转盘，使旋转盘的透镜列903与照明单元重合，实现另一种光斑的调节，透镜列901、透镜列902和透镜列903可以为平板透镜、凹透镜、凸透镜和变形非球面透镜的任意三种。

然而，上述的照明单元呈直排方式分布，照明单元没有分布在灯头的各个位置，会影响手术灯的无影率，其无影率效果较呈螺旋排布的手术灯差。

如图10A和10B所示，手术灯的照明单元和旋转盘的透镜呈螺旋发散分布。灯头的照明单元有3列，每列照明单元以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。对应的旋转盘的透镜有2种，照明单元的光源准直装置的最大口径D为40mm，根据半径R1满足的条件，2π*R1≥2*3*D，取第一圈照明单元1010的半径R1为100mm。

根据旋转盘透镜的种数、照明单元的列数以及光源准直装置的最大口径确定m的值，具体公式m＝(2π*R1)/(p*q*D)，计算得m＝2.6，则n＝2，根据公式Z＝n*q，则第一圈照明单元的总个数为3或6。本实施方式中，优选取第一圈照明单元分布照明单元的总个数为6，由于灯头的照明单元有3列，第一圈的照明单元每列有2个照明单元，每2个照明单元为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明单元之间的角度为

相邻两圈照明之间的间隙k为11mm，由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第二圈照明单元1020的半径为151，根据计算，m＝3.9，取n＝3，则第二圈照明单元1020的总个数Z可为3、6或者9。如图10A，优选取第二圈照明单元分布照明单元的总个数为9，由于灯头的照明单元有3列，第二圈的照明单元每列有3个照明单元，每3个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为

为尽可能的让照明单元分布在灯头的各个位置，本实施方式采用的螺旋分布方式，根据计算，第二圈照明单元比第一圈照明单元错开照明单元的位置可为1、2、3、4。本实施方式优选取错开值为2，则第二圈的照明单元的排布较第一圈的照明单元错开2个位置。

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第三圈照明单元1030的半径为202，m＝5.2，故n＝5。故可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15。优选取第三圈照明单元分布照明单元的总个数为15，由于灯头的照明单元有3列，第三圈的照明单元每列有5个照明单元，每5个照明单元为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第三圈照明单元比第二圈错开照明单元的位置可为1、2、3……6，优选取错开值为3，则第三圈的照明单元的排布较第二圈的照明单元错开3个位置。

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第四圈照明单元1040的半径为253，m＝6.6，故取n＝6。第四圈照明单元1040，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18，优选取第四圈照明单元分布照明单元的总个数为18，由于灯头的照明单元有3列，第四圈的照明单元每列有6个照明单元，每6个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第四圈照明单元比第三圈错开照明单元的位置可为1、2、3……10，优选取错开值为5，则第四圈的照明单元的排布较第三圈的照明单元错开5个位置。

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第五圈照明单元1050的半径为304，m＝7.9，故取n＝7。第五圈照明单元1050，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18、21。优选取第五圈照明单元分布照明单元的总个数为21，由于灯头的照明单元有3列，第五圈的照明单元每列有7个照明单元，每7个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第五圈照明单元比第四圈错开照明单元的位置可为1、2、3……12。优选取错开值为6，则第五圈的照明单元的排布较第四圈的照明单元错开6个位置。

由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第六圈照明单元1060的半径为355，m＝9.2，故取n＝9。第六圈照明单元1060，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18、21、27。优选取第六圈照明单元分布照明单元的总个数为27，由于灯头的照明单元有3列，第六圈的照明单元每列有9个照明单元，每9个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第六圈照明单元比第五圈错开照明单元的位置可为1、2、3……14。优选取错开值为7，则第六圈照明单元的排布较第五圈的照明单元错开7个位置。

相对应的旋转盘，采用2种透镜列1060和1070。与灯头相对应的，旋转盘的每列透镜的排布方式与灯头的每列照明单元相同。

旋转盘的第一圈透镜的半径与灯头第一圈照明单元的半径相同，为100mm。由于灯头的第一圈的照明单元为6个，旋转盘的透镜有2种，则第一圈透镜可分布的透镜的总个数为12。如图10B，取分布透镜的总个数为12，每4个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第二圈透镜的半径与灯头的第二圈照明单元的半径相同，由于灯头的第二圈的照明单元为9个，因此，第二圈可分布透镜的总个数Z可为18个，每6个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第二圈透镜比第一圈透镜错开透镜的位置可为1、2、3、4。优选取错开值为2，则第二圈的透镜的排布较第一圈照明的透镜错开2个位置。

第三圈透镜的半径与灯头照明单元的第三圈照明单元的半径相同，由于灯头的第三圈的照明单元为15个，因此，第三圈可分布透镜的总个数Z可为30个。每10个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第三圈透镜比第二圈错开透镜的位置可为1、2、3……6，优选取错开值为3，则第三圈的透镜的排布较第一圈的透镜错开3个位置。

第四圈透镜的半径与灯头的照明单元的第四圈的半径相同，由于灯头的第四圈的照明单元为18个，因此，第四圈可分布透镜的总个数Z可为36个。每12个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第四圈比第三圈错开照明单元的位置可为1、2、3……10，优选取错开值为5，则第四圈的透镜的排布较第三圈的透镜错开5个位置。

第五圈透镜的半径与灯头的照明单元的第五圈的半径相同，由于灯头的第五圈的照明单元为21个，因此，第五圈可分布透镜的总个数Z可为42个。每14个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第五圈透镜比第四圈错开透镜的位置可为1、2、3……12。优选取错开值为6，则第五圈的透镜的排布较第四圈的透镜错开6个位置。

第六圈透镜的半径与灯头的照明单元的第六圈的半径相同，由于灯头的第六圈的照明单元为27个，因此，第六圈可分布透镜的总个数Z可为54个。每18个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第六圈比第五圈错开透镜的位置可为1、2、3……14。优选取错开值为7，则第六圈的透镜的排布较第五圈的透镜错开7个位置。

上述实施方式的手术灯，照明单元和旋转盘通过采用漩涡式的分布，照明单元尽量的分布在灯头的各个位置，能有效的提高无影率。

如图11A和11B所示，为相同旋涡式排布的手术灯，灯头包括三组照明单元，旋转盘包括3种透镜列。

手术灯的照明单元和旋转盘的透镜呈旋涡分布，灯头的每列照明单元自灯头的圆心外处呈直排式分布，每列照明单元以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称，旋转盘的透镜为3种，照明单元的光源准直装置的最大口径D为40mm，根据半径R1满足的条件，2π*R1≥2*3*D，取第一圈照明单元11的半径R1为100mm。具体公式m＝(2π*Rx)/(p*q*D)确定m的值，其中Rx为第X圈照明单元的半径，计算得m＝1.7，则n＝1，则第一圈照明单元的总个数为3。每一个照明之间的角度为

相邻两圈照明之间的间隙k为11mm，由公式Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，计算可得，第二圈照明单元112的半径为151，m＝2.6，故取n＝2。第二圈照明单元112，可分布照明单元的总个数Z可为3、6。优选取第二圈照明单元112分布照明单元的总个数为6，第二圈照明单元每列有2个照明单元，每2个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第二圈照明单元112比第一圈错开照明单元的位置可为1、2、3，优选取错开值为1，则第二圈照明单元较第一圈错开1个照明单元的位置。

计算得第三圈照明单元113的半径R3为202，根据半径R3，计算得m＝3.5，故取n＝3。则第三圈照明单元113，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9，优选取第三圈照明单元113分布照明单元的总个数为9，第三圈照明单元每列有3个照明单元，每3个照明单元为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第三圈照明单元113比第二圈错开透镜的位置可为1、2、3……6。取错开值为2，则第三圈照明单元较第二圈错开2个照明单元位置。

计算得第四圈照明单元114的半径R4为253，根据半径R4，计算得m＝4.4，故取n＝4，则第四圈照明单元114，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12，优选取第四圈照明单元114分布照明单元的总个数为12，第四圈照明单元每列有4个照明单元，每4个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第四圈比第三圈错开透镜的位置可为1、2、3……9。优选取错开值为3，则第三圈照明单元较第二圈错开3个照明单元的位置。

计算得第五圈照明单元115半径R5为304，根据半径R5，计算得m＝5.3，故取n＝5，则第五圈照明单元115，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15，优选取第五圈照明单元分布照明单元的总个数为15，第五圈照明单元每列有5个照明单元，每5个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第五圈比第四圈错开透镜的位置可为1、2、3……12。优选取错开值为4，则第三圈照明单元较第二圈错开4个照明单元的位置。

计算得第六圈照明单元116的半径R6为355，根据半径R6，计算得m＝6.1，故取n＝6，则第六圈照明单元116，可分布照明单元的总个数Z可为3、6、9、12、15、18，优选取第六圈照明单元分布照明单元的总个数为18，第六圈照明单元每列有6个照明单元，每6个照明为一支，每两支照明之间的角度为每两个照明之间的角度为第六圈照明单元比第五圈错开透镜的位置可为1、2、3……15。优选取错开值为5，则第三圈照明单元较第二圈错开5个透镜位置。

如图11B所示，为与图11A的灯头相适配的旋转盘，旋转盘上的每种透镜的列数与照明单元的列数相同，旋转盘的透镜分别为透镜308、透镜309和透镜310。每列透镜的排布方式与灯头的每列照明单元的排布方式相同。

第一圈透镜的半径与灯头的照明单元的第一圈的半径相同，由于第一圈照明单元的个数为3个，透镜有3种，则第一圈透镜可分布透镜的总个数Z可为9。每3个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为

第二圈的半径与灯头的照明单元的第二圈的半径相同，则第二圈透镜，可分布透镜的总个数Z可为18。每6个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第二圈比第一圈错开透镜的位置可为1、2、3。优选取错开值为1，则第二圈透镜较第一圈错开1个透镜位置。第三圈的半径与灯头的照明单元的第三圈的半径相同，则第三圈圈透镜可分布透镜的总个数Z可为27。如图11B，每9个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第三圈透镜比第二圈错开透镜的位置可为1、2、3……6。优选取错开值为2，则第三圈透镜较第二圈错开2个透镜位置。

第四圈的半径与灯头的照明单元的第四圈的半径相同，则第四圈1，可分布透镜的总个数Z可为36。如图11B，取分布透镜的总个数为36，12个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第三圈比第二圈错开透镜的位置可为1、2、3……9。优选取错开值为3，则第四圈透镜较第三圈错开3个透镜位置。

第五圈透镜的半径与灯头的照明单元的第五圈的半径相同，则第五圈透镜可分布透镜的总个数Z可为45。每15个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第五圈透镜比第四圈错开透镜的位置可为1、2、3……12。优选取错开值为4，则第五圈透镜较第四圈错开4个透镜位置。

第六圈透镜的半径与灯头的照明单元的第六圈的半径相同，则第六圈透镜可分布透镜的总个数Z可为54。每18个透镜为一支，每两支透镜之间的角度为每两个透镜之间的角度为第六圈透镜比第五圈错开透镜的位置可为1、2、3……15。优选取错开值为5，则第六圈照明单元较第五圈错开5个透镜位置。

上述实施方式的手术灯，通过灯头第二圈之后的照明单元自上一圈错开一定的位置，使灯头的照明单元呈螺旋分布，能有效的提高手术灯的无影率，且与灯头相对应的旋转盘也呈同样的分布方式，通过旋转旋转盘至合适位置，能够调节光斑的大小和形状。

本发明还提供一种手术灯的光斑调节方法，通过调节旋转盘和灯头的相对位置，使照明单元的光源与旋转盘对应的第一透镜列或第二透镜列对应，实现形成的光斑大小或形状调节。

具体的，旋转旋转盘，使照明单元的光源与旋转盘的凹透镜对应，实现调大为的圆形光斑；

或，旋转旋转盘，使照明单元的光源与旋转盘的凸透镜对应，实现调小为圆形光斑；

或，旋转旋转盘，使照明单元的光源与旋转盘的变形非球面透镜对应，实现调节为椭圆光斑；

或，旋转旋转盘，使照明单元的光源与透明旋转盘或旋转盘的平面透境对应，实现调节为初始的圆形光斑。

上述光斑调节方法，通过调节旋转盘和灯头的相对位置，使灯头的照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列对应，实现形成的光斑的大小或开关的调节。

本发明还提供一种手术灯光斑调节装置，包括：

接收单元，用于接收光斑调节信号；

光斑调节控制单元，用于将接收到的光斑信号转换为相应的机械运动信号；

旋转盘，用于响应接收到机械运动信号，调节手术灯的灯头和旋转盘的相对位置使灯头的照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列配合，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。通过该光斑调节装置，通过软件驱动控制旋转盘的旋转，能有效的控制旋转的精度，使旋转盘旋转至合适位置，同时，用于输入光斑信号的装置可以设计为任何手持设备，控制旋转盘的旋转，方便医护人员操作。

以上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本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 (19)

1.一种手术灯，其特征在于，包括灯头和旋转盘，所述灯头上分布有至少1列照明单元，每个所述照明单元包括光源；所述旋转盘与所述灯头的形状相适配；所述旋转盘位于所述灯头发光面的一侧，所述旋转盘上至少分布有第一透镜列和第二透镜列，所述第一透镜列和第二透镜列的透镜不同，所述灯头和所述旋转盘之间的相对位置可调，从而使各所述照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列的透镜对应，而实现形成的光斑的大小或形状的调节；所述灯头和所述旋转盘可相对转动，所述灯头有多列照明单元，所述第一透镜列和第二透镜列也为多列，且所述第一透镜列和第二透镜列的列数分别与照明单元的列数对应，所述灯头的多列照明单元与多列所述第一透镜列和第二透镜列以灯头和旋转盘的相对转动的转动轴旋转对称。

2.根据权利要求1所述的手术灯，其特征在于，所述照明单元还包括光源准直装置，所述光源准直装置位于所述光源发光面的一侧，所述光源准直装置的中心轴与所述光源的发光面的中心重叠。

3.根据权利要求2所述的手术灯，其特征在于，所述照明单元还包括混光装置，所述混光装置位于所述光源和所述光源准直装置之间，所述光源发光面的中心、所述混光装置的中心轴与所述光源准直装置的中心轴重叠。

4.根据权利要求1至3任一项所述的手术灯，其特征在于，所述旋转盘为透明材质的旋转盘，所述旋转盘的第一透镜列和第二透镜列的透镜分别为凹透镜、凸透镜、平板透境及变形非球面的任意两种，或者第一透镜列和第二透镜列的透镜分别为不同透镜的透镜组合。

5.根据权利要求2至3任一项所述的手术灯，其特征在于，所述灯头的每列照明单元有多排，所述灯头的各列照明单元的相同排的照明单元分布在同一个圆圈上，所述灯头有H圈照明单元，所述各圈照明单元同心；所述旋转盘的每列透镜有多排，所述旋转盘的每列透镜的排数与所述旋转盘的排数相同，所述旋转盘每列透镜的相同排的透镜分布在同一个圆圈上，所述旋转盘有H圈透镜，所述各圈透镜同心。

6.根据权利要求5所述的手术灯，其特征在于，所述灯头的每列照明单元的最外圈的照明单元的数量大于最内圈的照明单元的数量，所述旋转盘的每列透镜的最外圈的透镜的数量大于最内圈的透镜的数量。

7.根据权利要求6所述的手术灯，其特征在于，靠近灯头的圆心的照明单元为第一圈照明单元，所述第一圈照明单元的半径R1需满足：2π*R1≥p*q*D，其中，p为旋转盘上透镜列的种数，q为照明单元的列数，D为所述光源准直装置的最大口径。

8.根据权利要求7所述的手术灯，其特征在于，第一圈之后的每一圈照明单元的半径Rx＝R1+(x-1)*(D+k)，其中R1为所述第一圈照明单元的半径，k为每相邻两圈所述照明单元之间的间隙，X为所述照明单元的圈数，Rx为第X圈照明单元的半径。

9.根据权利要求8所述的手术灯，其特征在于，所述灯头的每一圈的每列照明单元的最大个数为n，其中n为将m取整后的整数，m＝(2π*Rx)/(p*q*D)。

10.根据权利要求9所述的手术灯，其特征在于，所述灯头的每列照明单元和旋转盘的每列透镜呈螺旋发散分布。

11.根据权利要求10所述的手术灯，其特征在于，第二圈照明单元之后每一圈照明单元比上一圈错开E个照明单元的位置；所述靠近旋转盘的圆心的第一圈透镜，第二圈透镜之后的每一圈透镜比上一圈错开E个透镜的位置，所述E为正整数，所述E的最大值为p*F，所述p为旋转盘的透镜种数，所述F为上一圈每列照明单元的个数。

12.根据权利要求11所述的手术灯，其特征在于，所述第二圈照明单元之后每一圈照明单元比上一圈错开E个照明单元的位置；所述第二圈透镜之后的每一圈透镜比上一圈错开E个透镜的位置，所述E的值为F。

13.根据权利要求9所述的手术灯，其特征在于，所述手术灯的灯头的照明单元有3列，每列照明单元有6排，与所述灯头对应的旋转盘分布2种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

14.根据权利要求9所述的手术灯，其特征在于，所述手术灯的灯头的照明单元3列，每列照明单元有6排，与所述灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

15.根据权利要求11所述的手术灯，其特征在于，所述手术灯的灯头有5列照明单元，每列照明单元有6排，与所述灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有5列，每列透镜有6排。

16.根据权利要求11所述的手术灯，其特征在于，所述手术灯的灯头有3列照明单元，每列照明单元有6排，与所述灯头对应的旋转盘分布2种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

17.根据权利要求11所述的手术灯，其特征在于，所述手术灯的灯头有3列照明单元，每列照明单元有6排，与所述灯头对应的旋转盘分布3种透镜列，每种透镜有3列，每列透镜有6排。

18.根据权利要求1所述的手术灯，其特征在于，所述旋转盘的出光面设有透明保护罩，所述旋转盘设置在所述灯头和所述透明保护罩之间，所述透明保护罩与所述灯头密封连接。

19.一种手术灯光斑调节装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收光斑调节信号；

光斑调节控制单元，用于将接收到的所述光斑调节信号转换相应的机械运动信号；

旋转盘，用于响应接收到机械运动信号，调整手术灯的灯头和旋转盘的相对位置使所述灯头的照明单元的光源与旋转盘相应的第一透镜列或第二透镜列对应，而实现形成的光斑的大小或形状的调节。