CN107388184A - 手术无影灯光引擎及无影灯 - Google Patents

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王峰
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Abstract

本发明提供了一种手术无影灯光引擎及无影灯，包括光源模块、光学整形模块以及引擎框架，其中：所述引擎框架包括上框架和下框架，上框架和下框架通过力臂连接；所述光源模块连接所述引擎框架的下框架；所述光学整形模块安装在所述引擎框架上。本发明集成一体化光引擎标准化模组，集成应用了LED新光源技术小型化、冷光源光质好、超长寿命、亮度及色温可调节的优点；本发明设计制造标准，确保产品的一致性，并且还可与传统手术无影灯灯体兼容替换，自身可靠性高，更换方便；本发明实现高品质色温混光调控技术，避免产生不可控散光及彩虹现象，影响手术无影灯使用效果，本发明能够自由调节出射光的照射范围，灵活方便。

Description

手术无影灯光引擎及无影灯
技术领域
本发明涉及光引擎领域，具体地，涉及一种手术无影灯光引擎及无影灯。
背景技术
手术无影灯用来照明手术部位，以最佳地观察处于切口和体腔中不同深度的小的、对比度低的物体。由于施手术者的头、手和器械均可能对手术部位造成干扰阴影，因而手术无影灯就应设计得能尽量消除阴影，并能将色彩失真降到最低程度。此外，无影灯还须能长时间地持续工作，而不散发出过量的热，因为过热会使手术者不适，也会使处在外科手术区域中的组织干燥。
目前市场上LED光源产品大多采用的分散布灯(如满天星方案)、RGB光源单色混光调色温技术，但是不能够解决目前LED光源无影灯调光色散彩虹现象及色温调节的稳定可靠性等技术难题。本发明基于LED新光源技术，即通过双色温光源并结合自主设计研发的光源模块、光学整形部件，有效实现LED光引擎整体替换或基于此设计的新型手术无影灯新光源技术方案。
申请号为201310684708.9的专利文献公开了一种光引擎装置，包括一底座、一光源模块、一集光单元、一光学模块与一套筒。该光源模块具有一发光二极管单元与一基板。该集光单元具有一第一开口、一杯体与一第二开口。该第一开口容置该发光二极管单元。该第一开口与该第二开口分别地形成在该杯体的两侧。该光学模块具有一接口部与一透镜部，该接口部的一侧堆叠在该第二开口上，以及在该接口部的另一侧形成该透镜部。该套筒具有一第一通口、一筒体与一第二通口，该第一通口固定在该底座，该筒体包覆该光源模块、该集光单元与至少一部分的该光学模块。该发光二极管单元产生的光线通过一次光学作用与二次光学作用，而调整出射光的光形及光强度。但是上述专利文献公开的光引擎装置的出射光的面积以及覆盖范围不能够根据需要进行调节；相比于专利文献，本发明采用了双色温LED光源，其色温能够根据需要自由调节，本发明设置有透镜、导光柱以及反射装置三重光学整形装置，在不改变光源数量以及出光面积的情况下有效的实现了良好的混光，并且实现了恒定光源照度下的色温调节。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种手术无影灯光引擎及无影灯。
根据本发明提供的一种手术无影灯光引擎，包括光源模块、光学整形模块以及引擎框架，其中：所述引擎框架包括上框架和下框架，上框架和下框架通过力臂连接；所述光源模块连接所述引擎框架的下框架；所述光学整形模块安装在所述引擎框架上。
优选地，所述光学整形模块包括透镜、导光柱以及反射装置；
所述下框架呈中空结构；
所述透镜和导光柱设置在下框架内；
所述反射装置设置在上框架内；
所述上框架和下框架同轴设计。
优选地，所述反射装置包括反射锥面以及固定座，其中：所述反射锥面设置在固定座的底部；所述发射锥面为圆锥曲面；所述固定座设置在所述上框架上。
优选地，所述固定座的侧面上设置有限位孔，上框架的内壁上设置有与限位孔对应的圆柱凸起，限位孔和圆柱凸起穿插组合实现固定座在上框架轴向方向的上下滑动。
优选地，沿上框架或者下框架轴向方向，光源模块、透镜、导光柱、反射装置自下而上依次设置。
优选地，所述光源模块包括导热基板和LED光源，所述LED光源为双色温LED光源，所述LED光源设置于所述导热基板上，所述LED光源以下框架作为光源热传输通道。
根据本发明提供的一种无影灯，包括无影灯灯体和上述的手术无影灯光引擎，所述无影灯光引擎设置于所述无影灯灯体内。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明集成一体化光引擎标准化模组，集成应用了LED新光源技术小型化、冷光源光质好、超长寿命、亮度及色温可调节的优点；
2、本发明设计制造标准，确保产品的一致性，并且还可与传统手术无影灯灯体兼容替换，自身可靠性高，更换方便；
3、本发明实现高品质色温混光调控技术，避免产生不可控散光及彩虹现象，影响手术无影灯使用效果；
4、本发明能够自由调节出射光的照射范围，灵活方便。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为手术无影灯光引擎的结构示意图；
图2为手术无影灯光引擎的截面示意图；
图3为手术无影灯光引擎在无影灯灯体内的应用示意图。
图中示出：
光源模块1 压片5
引擎框架2 反射锥面6
透镜3 固定座7
导光柱4 力臂8
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1和图2所示，根据本发明提供的一种手术无影灯光引擎，包括光源模块1、光学整形模块以及引擎框架2，其中：所述引擎框架2包括上框架和下框架，上框架呈中空柱状结构，下框架呈环形结构，所述上框架和下框架同轴设计，上框架和下框架之间通过力臂8均匀分布连接。
所述光源模块1连接所述引擎框架2的下框架，下框架的底部通过定位凸点及通孔与光源模块1通过螺钉紧固；所述光学整形模块安装在所述引擎框架2上。
具体地，所述光学整形模块包括透镜3、导光柱4以及反射装置；所述透镜3和导光柱4设置在下框架内；下框架的内壁设计有定位限位结构凸台，对透镜3和导光柱4进行精确限位装配，导光柱4的上部还设置有压片5，所述压片5通过螺钉与下框架连接，防止导光柱4滑出。因此底部LED光源的光通过透镜3聚光及导光柱4推移聚光点出光面至目标位置，同时设计导光柱4采用玻璃、PC等高透光率材质加工，实现LED光源的有效传导及混光，导光柱4还具有过滤光质如特定红外等热光谱线的传导及避免灰尘材质的堆积的作用。
更为具体地，所述反射装置设置在上框架内；所述反射装置包括反射锥面6以及固定座7，其中：所述反射锥面6设置在固定座7的底部；所述发射锥面6为圆锥曲面，其表面喷镀精密镜面铝，实现对小角度光束的发散及传导变向；所述固定座7设置在所述上框架上。所述固定座7的侧面上设置有限位孔，上框架的内壁上设置有与限位孔对应的圆柱凸起，限位孔和圆柱凸起穿插组合实现固定座7在上框架轴向方向的上下滑动，从而改变小光束通过反射锥面6后的光线发散角度大小，最终实现调焦操作。
进一步所述，沿上框架或者下框架轴向方向，光源模块1、透镜3、导光柱4、反射装置自下而上依次设置。
进一步地，所述光源模块1包括导热基板和LED光源，所述LED光源为双色温LED光源，并且能够独立控制，实现色温的准确调节；需要注意的是，本发明所述的双色温LED光源是指白光的LED，即具有照明功能的复合光的LED，相比于其他色温调节方案，例如单色红、绿、蓝等LED混合方式的色温调节方案，本发明提供的色温调节方案更加安全可靠，能够使得小面积大功率集成光源得以实现色温调节功能的技术方案成为可能，也是兼容替代传统光源的前提基础。
所述LED光源通过COB封装工艺设置于所述导热基板上，所述LED光源以下框架作为光源热传输通道。所述导热基板可以是铝基板、铜基板、陶瓷基板等具有良好导热散热材质的印刷线路基板，导热基板上还设置有供电及控制输入输出信号的连接端子。
如图3所示，无影灯光引擎设置于所述无影灯灯体内。所述无影灯灯体为传统的无影灯灯体，其内表面配合有多角度分散小镜面组合，形成第三重光学整形。进一步所述，本发明提供的无影灯光引擎仅需兼容代替传统的无影灯的光源即可，因而更有利于产业推广。且相对于传统的手术无影灯的光源，例如卤素灯光源，无影灯光引擎在聚光整形、散光整形以及调焦控制等方面效果更显著，灯光无影效果更突出。
本发明工作原理如下：本发明基于LED光源集成封装技术实现单块基板上同时封装两种不同色温的LED光源，光源整体功率大，出光面积小，结合透镜3、导光柱4的光学部件组合，实现自然聚光点的远距离推移、定点小角度出光，结合旋转反射锥面6二次光学整形，实现光束角的环形发散，有效配合灯具体多角度分散小镜面组合的三次光学整形，实现光束角度的再次汇聚，及目标照射区域的有效脱影无影化，最终达到手术无影灯的设计技术要求。本发明主要解决了LED集成光源在手术无影灯上的应用技术难点，创新设计了高效匹配的光学部件组件，采用双色温光源集成混光技术，实现高品质手术无影灯的调光、调色功能，有效避免目前普遍采用的LED光源无影灯调光色散彩虹现象及色温调节的稳定可靠性等技术难题。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种手术无影灯光引擎，其特征在于，包括光源模块、光学整形模块以及引擎框架，其中：所述引擎框架包括上框架和下框架，上框架和下框架通过力臂连接；所述光源模块连接所述引擎框架的下框架；所述光学整形模块安装在所述引擎框架上。
2.根据权利要求1所述的手术无影灯光引擎，其特征在于，
所述光学整形模块包括透镜、导光柱以及反射装置；
所述下框架呈中空结构；
所述透镜和导光柱设置在下框架内；
所述反射装置设置在上框架内；
所述上框架和下框架同轴设计。
3.根据权利要求2所述的手术无影灯光引擎，其特征在于，所述反射装置包括反射锥面以及固定座，其中：所述反射锥面设置在固定座的底部；所述发射锥面为圆锥曲面；所述固定座设置在所述上框架上。
4.根据权利要求3所述的手术无影灯光引擎，其特征在于，所述固定座的侧面上设置有限位孔，上框架的内壁上设置有与限位孔对应的圆柱凸起，限位孔和圆柱凸起穿插组合实现固定座在上框架轴向方向的上下滑动。
5.根据权利要求2所述的手术无影灯光引擎，其特征在于，沿上框架或者下框架轴向方向，光源模块、透镜、导光柱、反射装置自下而上依次设置。
6.根据权利要求1所述的手术无影灯光引擎，其特征在于，所述光源模块包括导热基板和LED光源，所述LED光源为双色温LED光源，所述LED光源设置于所述导热基板上，所述LED光源以下框架作为光源热传输通道。
7.一种无影灯，其特征在于，包括无影灯灯体和如权利要求1至6任一项所述的手术无影灯光引擎，所述无影灯光引擎设置于所述无影灯灯体内。
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