ES2926223T3 - Dispositivo emisor de luz y lámpara quirúrgica - Google Patents

Abstract

Un dispositivo emisor de luz (100), que comprende: una fuente de luz (1), un elemento deflector de luz (2) y una pantalla reflectante (3); la pantalla reflectante (3) comprende un extremo superior (301), un extremo inferior (302) que está provisto de una abertura anular y un cuerpo reflector (303) que se expande gradualmente desde el extremo superior (301) hasta el extremo inferior (302), siendo el cuerpo reflector (303) simétrico alrededor de un eje central; la fuente de luz (1) está ubicada en el extremo superior (301) de la pantalla reflectante (3) y mira hacia el extremo inferior (302) de la pantalla reflectante (3), y puede emitir luz delantera y luz lateral; el elemento deflector de luz (2) está ubicado entre la fuente de luz (1) y la pantalla reflectante (3), y el elemento deflector de luz (2) se usa para recoger la luz delantera y la luz lateral, ajustando la dirección de deflexión de la la luz delantera y la luz lateral de manera que la luz delantera y la luz lateral que emergen del elemento deflector de luz (2) se proyectan hacia un lado interior del cuerpo del reflector (303) de la pantalla reflectante (3); la pantalla reflectante (3) luego se mezcla y refleja un haz de luz, y finalmente los rayos de luz de diferentes posiciones de la pantalla reflectante (3) se superponen en una posición deseada para formar un punto de luz deseado. Mediante el uso de dicho dispositivo emisor de luz (100), se puede fabricar una lámpara quirúrgica que no tenga efecto de sombra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo emisor de luz y lámpara quirúrgica

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de la iluminación y, en particular, a un dispositivo emisor de luz y a una lámpara quirúrgica que utiliza el dispositivo emisor de luz.

Antecedentes de la técnica

Las lámparas quirúrgicas, Como las lámparas especiales que se utilizan en un quirófano, necesitan obtener un efecto sin sombras además de satisfacer los requisitos de luminosidad. Por lo tanto, generalmente, la lámpara quirúrgica es de gran tamaño, el cabezal de lámpara puede alcanzar un tamaño de 600-700 mm y una pluralidad de haces de luz convergen en un punto de luz deseado para iluminar el campo quirúrgico de una operación quirúrgica.

Una lámpara quirúrgica de uso común generalmente adopta la solución técnica de Gypsophila. En esta solución, se coloca una fuente de luz LED en una pantalla o lente reflectante para formar una unidad de iluminación independiente. Se distribuye una pluralidad de unidades de iluminación por dentro del cabezal de lámpara, sus direcciones de irradiación se orientan hacia una región quirúrgica y, por último, se forma una fuente de luz de área con una dirección determinada y rayos de luz convergentes para obtener un efecto sin sombras. En esta solución, cuando se ajusta el tamaño del punto de luz formado por la lámpara quirúrgica en la región quirúrgica, generalmente se utiliza el método de variación del ángulo de irradiación de la unidad de iluminación para variar la distribución de la intensidad lumínica de la región quirúrgica o el método de variación de la intensidad relativa de los rayos de luz emitidos por la unidad de iluminación que se irradian en diferentes posiciones en la región quirúrgica para variar la distribución de la intensidad de la luz de la región quirúrgica.

Otra variante de la solución de Gypsophila es distribuir la pluralidad de las unidades de iluminación mencionadas anteriormente, compuestas por fuentes de luz LED y lentes, en la periferia del cabezal de lámpara, se coloca una gran pantalla reflectante en medio del cabezal de lámpara, y los rayos de luz emitidos por estas unidades de iluminación se orientan directa o indirectamente hacia el centro del cabezal de lámpara y se irradian sobre la pantalla reflectante, que a su vez refleja los rayos de luz hacia la región quirúrgica. En esta solución, el método para variar el tamaño del punto de luz en la región quirúrgica consiste en utilizar dos grupos (o más grupos) de unidades de iluminación, siendo diferentes las posiciones y los ángulos de irradiación de múltiples grupos de unidades de iluminación del cabezal de lámpara, de modo que las direcciones de los rayos de luz, tras ser reflejados por la pantalla reflectante, también sean diferentes, formando distribuciones de diferente intensidad lumínica en la región quirúrgica, y se varía la distribución de intensidad lumínica de la región quirúrgica al variar la intensidad relativa de salida de los dos grupos de unidades de iluminación.

En la solución anterior se requieren muchas unidades de iluminación. En esta solución, por un lado, el peso, el coste del material y el tiempo de instalación del cabezal de lámpara aumentan debido al gran número de unidades de iluminación y, por otro lado, debido a los altos requisitos respecto al ángulo de irradiación de la unidad de iluminación, los requisitos de la estructura de posicionamiento e instalación de las mismas son elevados.

El documento US 2012/051063 A1 divulga un aparato que incluye una fuente de luz, un primer reflector, una lente y un segundo reflector. El primer reflector está colocado para reflejar una primera porción de luz de la fuente de luz, en donde la primera porción de luz se irradia desde la fuente de luz en un ángulo sólido, frontal y central definido por un borde exterior del primer reflector.

Problema técnico

El principal problema técnico a resolver por la presente invención es proporcionar una solución técnica diferente a la de Gypsophila, con un método que no requiera múltiples unidades de iluminación y pueda hacer pleno uso de la luz emitida por la fuente de luz.

Solución al problema

Solución técnica

Según un primer aspecto, la invención proporciona un dispositivo emisor de luz que comprende:

una pantalla reflectante, que comprende un extremo superior, un extremo inferior y un cuerpo reflector que se extiende desde el extremo superior hasta el extremo inferior;

una fuente de luz, que está situada en una zona superior de la pantalla reflectante y está orientada hacia el extremo inferior de la pantalla reflectante y emite al menos luz lateral; y un elemento de deflexión de luz, que está situado en una trayectoria lumínica de la luz lateral para captar la luz lateral;

en donde el elemento de deflexión de luz ajusta la dirección de propagación lumínica de la luz lateral proyectada sobre el elemento de deflexión de luz, de tal manera que la luz lateral que sale del elemento de deflexión de luz se proyecta sobre el cuerpo reflector, el cuerpo reflector refleja la luz lateral proyectada sobre el cuerpo reflector y la luz lateral que sale del cuerpo reflector converge en un punto de luz de un tamaño predeterminado;

que comprende además un primer cilindro de columna y un segundo cilindro de columna que permiten la transmisión de luz, en donde el primer cilindro de columna está anidado dentro del segundo cilindro de columna, el primer cilindro de columna y el segundo cilindro de columna están dispuestos en las trayectorias lumínicas entre el elemento de deflexión de luz y la pantalla reflectante, se proporciona un intervalo entre el primer cilindro de columna y el segundo cilindro de columna para formar un espacio de aire;

en donde una superficie exterior del primer cilindro de columna está provista de una primera estructura de superficie cóncavo-convexa, una superficie interior del segundo cilindro de columna está provista de una segunda estructura de superficie cóncavo-convexa, se proporciona un espacio de aire entre la primera estructura de superficie cóncavo-convexa y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa, y el primer cilindro de columna es capaz de moverse con respecto al segundo cilindro de columna, cambiando de ese modo la forma del espacio de aire.

Según un segundo aspecto, una realización proporciona además una lámpara quirúrgica que utiliza el dispositivo emisor de luz descrito anteriormente.

Efectos beneficiosos de la invención

Efectos beneficiosos

En el ejemplo de la presente invención, un haz de luz lateral emitido por la fuente de luz es captado por un elemento óptico perfilado que hace que los rayos de luz se deflecten en diversos grados, cambiando de ese modo la dirección de salida del haz de luz para hacer que el haz de luz se dirija hacia la pantalla reflectante dispuesta en la periferia, luego, la pantalla reflectante mezcla y refleja el haz de luz y, por último, los rayos de luz en diferentes posiciones de la pantalla reflectante se superponen en una posición deseada (p. ej., la región quirúrgica) y forman un punto de luz deseado.

La lámpara quirúrgica fabricada utilizando el dispositivo emisor de luz de la presente invención puede aumentar el área de emisión de luz de toda la lámpara quirúrgica incrementando la dimensión transversal de la pantalla reflectante, evitando de ese modo una zona de sombra provocada por la obstrucción de un objeto (tal como la cabeza de un médico) bajo la lámpara quirúrgica y logrando así un buen efecto sin sombras.

Breve descripción de los dibujos

Descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama en sección de una lámpara quirúrgica en una dirección axial;

las figuras 2A-2H muestran diagramas esquemáticos de una fuente de luz según varios ejemplos;

las figuras 3A-3C muestran diagramas esquemáticos de un elemento de deflexión de luz según varios ejemplos; la figura 4 es un diagrama estructural esquemático de un ejemplo de líneas de plegado de una pantalla reflectante; la figura 5 es un diagrama estructural esquemático de la pantalla reflectante que utiliza el principio de reflexión total de otro ejemplo;

la figura 6 es un diagrama esquemático del ajuste de un punto de luz variando la fuente de luz en un ejemplo; la figura 7 es un diagrama estructural esquemático de un dispositivo emisor de luz en un ejemplo de ajuste del punto de luz mediante un conjunto de ajuste del punto de luz;

las figuras 8A-8F muestran diagramas esquemáticos de un proceso de ajuste del punto de luz del ejemplo que se muestra en la figura 7;

la figura 9 es un diagrama estructural esquemático del dispositivo emisor de luz en otro ejemplo de ajuste del punto de luz mediante el conjunto de ajuste del punto de luz;

la figura 10 es un diagrama estructural esquemático del dispositivo emisor de luz de otro ejemplo más de ajuste del punto de luz mediante el conjunto de ajuste del punto de luz, que no forma parte de la invención reivindicada; la figura 11 es un diagrama estructural esquemático del dispositivo emisor de luz al que se le ha añadido un filtro óptico.

Las realizaciones de las figuras 1-6, 10 y 11 no están cubiertas por la reivindicación 1, mientras que las realizaciones de las figuras 7-9 sí lo están.

Realizaciones

Realizaciones particulares de la invención

La presente divulgación se describirá con más detalle a continuación junto con los dibujos adjuntos y las realizaciones específicas. Para elementos similares en diversas realizaciones se usan signos de referencia de elementos similares asociados. En las siguientes realizaciones, se describen muchos detalles con el fin de facilitar una mejor comprensión de la presente solicitud. Sin embargo, los expertos en la materia apreciarán sin esfuerzo que algunas características se pueden omitir o sustituir por otros elementos, materiales y métodos en una situación diferente. En determinados casos, no se muestran ni describen algunas operaciones relevantes para la presente solicitud, y esto es para evitar que la parte central de la presente solicitud se haga difícil de entender por una descripción excesiva. Asimismo, para los expertos en la materia, no es necesario describir estas operaciones relevantes en detalle, y estos pueden comprender completamente las operaciones relevantes gracias a la descripción y el conocimiento técnico general en la materia.

Además, las características, operaciones o elementos descritos en la descripción pueden combinarse de cualquier manera apropiada para formar diversas realizaciones. Asimismo, las etapas o acciones de la descripción del método también se pueden variar o ajustar secuencialmente de un modo obvio para los expertos en la materia. Por lo tanto, las diversas secuencias de la descripción y los dibujos tan solo tienen la finalidad de describir claramente una realización determinada y no pretenden ser una secuencia necesaria que deba seguirse, a no ser que se especifique lo contrario.

Los propios números de serie de los componentes del presente documento, por ejemplo, "primero", "segundo", etc., se utilizan únicamente para distinguir los objetos descritos y no tienen ningún significado secuencial o técnico. Tal como se utiliza en la presente solicitud, el término "conectar" o "acoplar", a no ser que se especifique lo contrario, incluye tanto conexiones directas como indirectas (acoplamiento).

El dispositivo emisor de luz divulgado en un ejemplo de la presente invención ya no adopta la solución de Gypsophila constituida por una pluralidad de pequeñas unidades de iluminación, sino que una o más fuentes de luz comparten un sistema óptico, que capta la luz emitida por la fuente de luz y, tras reflejarse, la luz convergerá en un punto de luz deseado. En lo sucesivo en el presente documento, se describirá un ejemplo en el que el dispositivo emisor de luz se aplica a una lámpara quirúrgica.

Haciendo referencia a la figura 1, la figura 1 es un diagrama en sección de una lámpara quirúrgica en una dirección axial. La lámpara quirúrgica comprende un cabezal de lámpara y el cabezal de lámpara comprende además un dispositivo emisor de luz 100, una pantalla trasera 200 del cabezal de lámpara y una pantalla delantera 300 del cabezal de lámpara, en donde el dispositivo emisor de luz 100 está montado en la pantalla trasera 200 del cabezal de lámpara, la pantalla trasera 200 del cabezal de lámpara y la pantalla delantera 300 del cabezal de lámpara delimitan una cámara de alojamiento y el dispositivo emisor de luz 100 está delimitado por la cámara de alojamiento. El dispositivo emisor de luz 100 comprende una fuente de luz 1, un elemento de deflexión de luz 2 y una pantalla reflectante 3, en donde la pantalla reflectante 3 comprende un extremo superior 301, un extremo inferior 302 y un cuerpo reflector 303, el cuerpo reflector se expande gradualmente desde el extremo superior hasta el extremo inferior, el extremo inferior está provisto de una abertura anular, el extremo superior también puede estar provisto de una pequeña abertura anular y la forma de la abertura anular puede ser circular, elíptica o poligonal. En otros ejemplos particulares, el extremo superior también puede estar delimitado, por ejemplo, como una punta o plataforma. En conjunto, la pantalla reflectante 3 tiene forma de paraguas y está fijada a la pantalla trasera del cabezal de lámpara. La fuente de luz 1 está situada en un área superior de la pantalla reflectante y una superficie de salida de luz está orientada hacia el extremo inferior de la pantalla reflectante, preferentemente, la fuente de luz 1 está montada en una placa de circuitos (no mostrada en las figuras) y la placa de circuitos está fijada en la pantalla trasera del cabezal de lámpara, que es equivalente al caso en el que la fuente de luz 1, está colocada cerca de la parte superior del centro de la lámpara quirúrgica, de modo que el calor generado por la fuente de luz pueda transmitirse rápidamente a la pantalla trasera del cabezal de lámpara a través de una vía de conductividad térmica de gran área. El elemento de deflexión de luz 2 está situado entre la fuente de luz 1 y la pantalla reflectante 3 y el elemento de deflexión de luz 2 está montado en la pantalla trasera del cabezal de lámpara o en el extremo superior de la pantalla reflectante 3 o en la placa de circuitos.

A continuación se describen las diversas partes del dispositivo emisor de luz y la idea de procesamiento óptico.

En este ejemplo, la fuente de luz 1 utiliza una fuente de luz emisora de luz frontal, la fuente de luz emisora de luz frontal se caracteriza por que los rayos de luz se emiten básicamente en un intervalo de 0-180 grados y, por lo tanto, la luz emitida por la fuente de luz 1 incluye luz frontal y luz lateral. En otros ejemplos, la fuente de luz 1 también puede ser una fuente de luz que brilla a su alrededor. En el presente documento, se define el ángulo incluido entre un haz de luz y un eje óptico como el ángulo de divergencia, la luz frontal se refiere a un haz de luz con un ángulo de divergencia menor que o menor o igual a, cierto valor, y la luz lateral se refiere a un haz de luz con un ángulo de divergencia mayor que, o mayor o igual a, cierto valor y siendo menor que la divergencia máxima. Por ejemplo, para una fuente de luz que emite luz en el intervalo de 180 grados, un haz de luz con un ángulo de divergencia menor de, o menor o igual a, 40 grados, 45 grados o 50 grados se denomina luz frontal y, en consecuencia, un haz de luz con un ángulo de divergencia mayor de, o mayor o igual a, 40 grados, 45 grados o 50 grados y menor de 90 grados se denomina luz lateral. Para una fuente de luz que emite luz en el intervalo de 90 grados, un haz de luz con un ángulo de divergencia menor o igual a 30 grados o 35 grados se denomina luz frontal y, en consecuencia, un haz de luz con un ángulo de divergencia mayor de 30 grados o 35 grados y menor de 45 grados se denomina luz lateral. Se puede ver que, independientemente del tipo de fuente de luz, el ángulo de divergencia de la luz lateral es mayor que el ángulo de divergencia de la luz frontal.

En este ejemplo, la fuente de luz 1 puede ser una fuente de luz o una combinación de una pluralidad de fuentes de luz, y los tipos de fuente de luz incluyen, entre otros, un LED, un OLED, un láser, una fibra óptica, un haz de fibras ópticas, polvo fluorescente, un tubo guía de luz, etc. La fibra óptica, el haz de fibras ópticas, el tubo guía de luz, etc., en el presente documento, pueden denominarse colectivamente guía de luz para introducir rayos de luz de una fuente de luz fuera del cabezal de lámpara que, de otro modo, sería energía en la posición de la fuente de luz del dispositivo emisor de luz para su utilización como fuente de luz dentro del dispositivo emisor de luz. Cuando la fuente de luz 1 utiliza la combinación de una pluralidad de fuentes de luz, la combinación de diferentes tipos de fuentes de luz puede utilizarse para variar las características de distribución espacial, las características espectrales, las características de fuerza y otros parámetros de la fuente de luz en su totalidad para satisfacer diferentes necesidades clínicas. Cuando se utiliza la combinación de una pluralidad de fuentes de luz, el grado de mezcla de diferentes fuentes de luz tras la reflexión se puede variar controlando el tamaño del área de emisión de luz de la fuente de luz y los parámetros de la pantalla reflectante, logrando así una mezcla uniforme de luz. Por ejemplo, como se muestra en la figura 2 y en la figura 2A, se utiliza una fuente de luz LED 101 como fuente de luz 1; en la figura 2B, dos fuentes de luz, es decir, un LED 102 de alta temperatura de color y un LED 103 de baja temperatura de color, se combinan para formar la fuente de luz 1 para llevar a cabo una función de ajuste de temperatura de color de la lámpara quirúrgica ajustando su brillo relativo; en la figura 2C, se utiliza una fuente de luz de área OLED 104 como fuente de luz 1; en la figura 2D, se utiliza una fibra óptica, un haz de fibras ópticas o un conducto de luz 105 para introducir rayos de luz de la fuente de luz 106 fuera del cabezal de lámpara de la lámpara quirúrgica en la posición de la fuente de luz del cabezal de lámpara de la lámpara quirúrgica para formar la fuente de luz 1; en la figura 2E, se utiliza una lente 107 para cooperar con la fibra óptica (haz) 108 para formar la fuente de luz 1, para ampliar aún más el ángulo de divergencia de los rayos de luz emitidos por la fibra óptica (haz); en la figura 2F, la luz emitida desde el extremo de cabeza de la fibra óptica (haz) excita aún más el polvo fluorescente 109 para formar la fuente de luz 1, lo que puede llevar a cabo la conversión de la longitud de onda de los rayos de luz; en la figura 2G, se combinan diversos polvos fluorescentes o fibras ópticas (haces) de fuentes de luz para formar la fuente de luz 1, por ejemplo, se utiliza polvo fluorescente de alta temperatura de color y polvo fluorescente de baja temperatura de color para obtener una función de ajuste de la temperatura de color; y la figura 2H es un ejemplo de una combinación de diferentes tipos de fuentes de luz.

Para una fuente de luz con una distribución de rayos de luz en el intervalo de 0° a 180°, la forma de recoger y utilizar al máximo los rayos de luz es crucial. En ausencia del elemento de deflexión de luz 2, la luz lateral emitida por la fuente de luz 1 tiene un gran ángulo de divergencia y, por lo tanto, parte, la mayoría o la totalidad de la luz lateral puede emitirse hacia el interior de la pantalla reflectante. Sin embargo, dado que la luz frontal emitida por la fuente de luz 1 tiene un ángulo de divergencia pequeño y la pantalla reflectante está restringida por la dimensión longitudinal y no puede hacerse demasiado grande en dirección longitudinal, la luz frontal no se puede irradiar hacia el interior de la pantalla reflectante, haciendo que la luz emitida por la fuente de luz no se pueda utilizar en su totalidad. Sin embargo, si se considera que la pantalla reflectante está dispuesta en una trayectoria lumínica de la luz frontal para captar la luz frontal, la luz lateral no se puede captar porque la lámpara quirúrgica está limitada espacialmente por el diseño de la pantalla reflectante. Con este propósito, en un ejemplo de la presente divulgación se utiliza un elemento de deflexión de luz 2 para captar los rayos de luz en el intervalo de 0° a 180° (es decir, el intervalo en el que el ángulo de divergencia es mayor o igual a 0° y menor de 90°). El elemento de deflexión de luz 2 está situado entre la fuente de luz 1 y la pantalla reflectante 3, concretamente, en las trayectorias lumínicas de la luz frontal y la luz lateral, para captar la luz frontal y la luz lateral y ajustar las direcciones de deflexión de la luz frontal y la luz lateral, de tal manera que tanto la luz frontal como la luz lateral que salen tras el ajuste puedan proyectarse hacia el interior del cuerpo reflector de la pantalla reflectante. En ejemplos particulares, el elemento de deflexión de luz 2 puede ajustar las direcciones de propagación lumínica de la luz frontal y de la luz lateral mediante la combinación de una o más de refracción, reflexión y reflexión total, de tal manera que tanto la luz frontal como la luz lateral que salen del elemento de deflexión de luz se propaguen hacia la dirección de la pantalla reflectante. En algunos ejemplos, las direcciones de propagación lumínica de la luz frontal y de la luz lateral que salen del elemento de deflexión de luz se ajustan para que estén próximas o sean coherentes entre sí, como se muestra en la figura 3. Para comprimir todo lo posible el grosor de la pantalla reflectante en dirección longitudinal, se puede realizar una pequeña deflexión de la luz lateral y se puede realizar una gran deflexión de la luz frontal.

Para aprovechar al máximo la luz lateral emitida por la fuente de luz, el elemento de deflexión de luz 2 realiza, como máximo dos veces, reflexiones y/o reflexiones totales en la luz lateral, es decir, el número total de reflexiones y/o reflexiones totales de la luz lateral por el elemento de deflexión de luz 2 es como máximo dos. Cuando los rayos de luz se reflejan, la energía de los rayos de luz se perderá y múltiples reflexiones causarán pérdidas en cascada, dando como resultado una utilización ineficaz de la energía lumínica. La reflexión o reflexión total de los rayos de luz está limitada por el proceso de fabricación y ensamblaje y por otros factores de un elemento óptico. El rayo de luz reflejado o totalmente reflejado tiene una cierta desviación angular de un ángulo de reflexión teórico. La desviación del ángulo de reflexión afectará al tamaño o a la ubicación del punto de luz formado por la convergencia de la pantalla de reflexión, y las múltiples reflexiones o reflexiones totales magnifican aún más la desviación del ángulo de reflexión. En vista de lo anterior, el elemento de deflexión de luz 2 de la solución de la presente solicitud realiza como máximo dos reflexiones y/o reflexiones totales de la luz lateral.

Para mejorar el uso racional de la luz frontal y basándose en las razones descritas anteriormente, el número total de reflexiones y/o reflexiones totales de la luz frontal también se puede establecer para que sea como máximo dos.

La estructura específica del elemento de deflexión de luz 2 se ejemplifica en las figuras 3A-3C, los elementos de deflexión de luz 2 en estos ejemplos son simétricos en torno a sus ejes centrales, la fuente de luz 1 emite rayos de luz en el intervalo de 180°, la dirección indicada por 90° es un eje óptico (es decir, el centro) y 0° y 180° indican los bordes.

En un ejemplo que se muestra en la figura 3A, el elemento de deflexión de luz 2 capta la luz lateral cerca del borde por refracción (p. ej., rayos de luz con un ángulo de divergencia que está entre 60 grados y 90 grados, 60° < ángulo de divergencia < 90°) y capta la luz frontal cerca del centro por reflexión total (p. ej., rayos de luz con un ángulo de divergencia que está entre 0 grados y 60 grados, 0° < ángulo de divergencia < 60°). El elemento de deflexión de luz 2 comprende una refracción 201 y una porción de reflexión total 202, la porción de refracción 201 y la porción de reflexión total 202 son un medio transparente, la porción de refracción 201 está dispuesta en una trayectoria lumínica de luz lateral para captar la luz lateral y la porción de reflexión total 202 está dispuesta en una trayectoria lumínica de la luz frontal para captar la luz frontal. La figura 3A muestra un diagrama en sección del elemento de deflexión de luz 2 a lo largo de un eje central y según se muestra en la figura mostrada en la figura 3A, el elemento de deflexión de luz 2 rota alrededor del eje central. La porción de refracción 201 tiene forma de cuenco con una abertura de cuenco orientada hacia arriba y está fijada a la parte trasera del cabezal de lámpara, la porción de refracción 201 comprende una superficie exterior 2011 y una superficie interior 2012, la superficie interior 2012 delimita una ranura cuadrada con una abertura superior que forma la abertura de cuenco y la fuente de luz 1 está dispuesta en un área de abertura de cuenco de la porción de refracción 201. La luz lateral emitida por la fuente de luz 1 incide en la superficie interior 2012 y la luz lateral se refracta y luego sale de la superficie exterior 2011. La superficie exterior 2011 es una superficie convexa, que se denomina primera superficie convexa por conveniencia de la descripción. La curvatura de la primera superficie convexa 2011 varía con el ángulo de divergencia de la luz lateral, de tal manera que la dirección de propagación lumínica de la luz lateral refractada por la primera superficie esté próxima o sea coherente. La porción de reflexión total 202 está situada debajo de la porción de refracción 201, concretamente, en la trayectoria lumínica de la luz frontal. La porción de reflexión total 202 comprende una superficie de incidencia de luz 2021, una superficie de reflexión total 2022 y una superficie de salida de luz 2023, en donde la superficie de incidencia 2021 y la superficie de salida de luz 2023 pueden ser planas, la superficie de reflexión total 2022 es una superficie convexa a la que se denomina en el presente documento segunda superficie convexa y la segunda superficie convexa se extiende oblicuamente hacia abajo desde el eje central. La luz frontal emitida por la fuente de luz 1 incide desde la superficie de incidencia 2021 y luego se irradia a la segunda superficie convexa 2022, la curvatura de la segunda superficie convexa 2022 varía con el ángulo de divergencia de la luz frontal, de tal manera que el ángulo de incidencia de la luz frontal sobre una cara lateral interior de la segunda superficie convexa sea mayor o igual que un ángulo crítico y, de este modo, la luz frontal se refleje totalmente en la segunda superficie convexa 2022; y de tal manera que la dirección de propagación lumínica de la luz frontal tras ser reflejada por la segunda superficie convexa esté próxima o sea coherente, y la luz frontal tras la reflexión total salga de la superficie de salida de luz 2023. En el ejemplo mostrado en la figura 3A, las direcciones de propagación de los rayos de luz de la luz lateral y la luz frontal tras pasar a través del elemento de deflexión de luz 2 son básicamente paralelas y los rayos de luz se irradian a la pantalla reflectante 3 en una dirección horizontal.

En un ejemplo preferido, la porción de refracción 201 y la porción de reflexión total 202 del elemento de deflexión de luz 2 pueden estar integradas entre sí y formarse integralmente utilizando un molde durante la fabricación.

En un ejemplo mostrado en la figura 3B, el elemento de deflexión de luz 2 capta los rayos de luz de todos los ángulos mediante dos reflexiones totales. El elemento de deflexión de luz es un medio transparente y comprende una tercera superficie convexa 203, una cuarta superficie convexa 204 y una superficie de salida de luz 205, en donde la tercera superficie convexa 203 y la cuarta superficie convexa 204 están enfrentadas entre sí, la tercera superficie convexa 203 se extiende oblicuamente hacia abajo desde el plano de la fuente de luz y está situada en una trayectoria lumínica de la luz lateral para captar la luz lateral, y la curvatura de la tercera superficie convexa 203 varía con el ángulo de incidencia de la luz lateral, de tal manera que la luz lateral se refleja totalmente en una cara lateral interior de la tercera superficie convexa 203 y se refleja en un lado interior de la cuarta superficie convexa 204. La cuarta superficie convexa 204 se extiende oblicuamente hacia abajo desde el eje central y está situada en una trayectoria lumínica de la luz frontal para captar la luz totalmente reflejada de la luz frontal y la luz lateral, y la curvatura de la cuarta superficie convexa varía con el ángulo de incidencia de la luz totalmente reflejada de la luz frontal y la luz lateral, de tal manera que el ángulo de incidencia de la luz totalmente reflejada de la luz frontal y la luz lateral en una cara lateral interior de la cuarta superficie convexa es mayor o igual que el ángulo crítico de reflexión total, y las direcciones de propagación lumínica de la luz de la luz totalmente reflejada de la luz frontal y la luz lateral tras ser reflejadas por la cuarta superficie convexa están próximas o son coherentes entre sí. La figura 3B muestra un diagrama en sección del elemento de deflexión de luz 2 a lo largo del eje central, la superficie de salida de luz 205 es un plano que conecta los bordes de la tercera superficie convexa 203 y la cuarta superficie convexa 204 y el sólido del elemento de deflexión de luz 2 está formado por la figura que se muestra en la figura 3B que rota alrededor del eje central. En el ejemplo mostrado en la figura 3B, las direcciones de propagación de los rayos de luz de la luz lateral y la luz frontal tras pasar a través del elemento de deflexión de luz 2 son básicamente paralelas y los rayos de luz se irradian a la pantalla reflectante 3 en dirección horizontal.

En un ejemplo mostrado en la figura 3C, el elemento de deflexión de luz 2 capta los rayos de luz del borde por refracción de un elemento separado y capta los rayos de luz cerca del centro por reflexión de otro elemento. El elemento de deflexión 2 comprende una porción de refracción 206 y una porción de refracción 207. La porción de refracción 206 es un medio transparente, la porción de refracción 206 se dispone en una trayectoria lumínica de la luz lateral para captar la luz lateral y la porción de refracción 206 está compuesta por una superficie de incidencia de luz 2061, una quinta superficie convexa 2062 como superficie de salida de luz y una cara superior 2063. La cara superior 2063 se fija a la parte trasera del cabezal de lámpara, la superficie de incidencia de luz 2061 puede estar formada en un plano y está situada en la cara lateral de la porción de refracción 206 y la curvatura de la quinta superficie convexa 2062 varía con el ángulo de divergencia de la luz lateral, de tal manera que la dirección de propagación lumínica de la luz lateral refractada por la quinta superficie esté próxima o sea coherente. La porción de reflexión 207 es un espejo cóncavo situado debajo de la porción de refracción 206 y el espejo cóncavo se extiende oblicuamente hacia abajo del eje central y el espejo cóncavo es un espejo simétrico en torno al eje central. La figura 3C muestra un diagrama en sección del elemento de deflexión de luz 2 a lo largo del eje central y el sólido del elemento de deflexión de luz 2 está formado por la figura que se muestra en la figura 3C que rota alrededor del eje central. En el ejemplo mostrado en la figura 3C, los rayos de luz de la luz lateral y la luz frontal tras pasar a través del elemento de deflexión de luz 2 se irradian a la pantalla reflectante 3 en dirección horizontal y las direcciones de propagación de los rayos de luz son básicamente paralelas, y los rayos de luz. En la producción real, la porción de refracción 206 y la porción de reflexión 207 utilizan elementos independientes, la porción de refracción 206 está fijada a la parte trasera del cabezal de lámpara y la porción de reflexión 207 puede fijarse a un marco de soporte que está fijado al interior del cabezal de lámpara.

Las figuras 3A-3C mencionadas anteriormente son meros ejemplos del elemento de deflexión de luz 2. Basándose en el tratamiento de transmisión (especialmente la refracción), de reflexión o de reflexión total de la luz lateral y de la luz frontal por el elemento de deflexión de luz 2, el elemento de deflexión de luz 2 también se puede diseñar con otras formas para ajustar las direcciones de propagación de la luz de la luz lateral y la luz frontal.

En un ejemplo, basándose en el elemento de deflexión de luz 2 de la figura 3A, se puede añadir un elemento óptico, que está situado en una trayectoria lumínica entre el elemento de deflexión de luz 2 y la pantalla reflectante. El elemento óptico se utiliza para conformar aún más la luz lateral y la luz frontal que se ajustan a través del elemento de deflexión de luz 2, por ejemplo, siendo capaz de realizar una refracción adicional de manera que las direcciones de propagación lumínica de la luz lateral y la luz frontal estén próximas o sean consistentes entre sí.

En un ejemplo, el elemento de deflexión de luz 2 comprende una porción de refracción, que está fabricada con un material transparente y comprende una primera superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral, y la curvatura de la primera superficie curva varía con el ángulo de divergencia de la luz lateral. La primera superficie curva refracta la luz lateral proyectada sobre la primera superficie curva y la luz lateral refractada sale del elemento de deflexión de luz hacia el cuerpo reflector de la pantalla reflectante.

En un ejemplo, el elemento de deflexión de luz 2 comprende una primera porción de no transmisión, que se refiere a que la luz incidente no penetrará ni saldrá del mismo, pero que no limita que sea transparente o no. Por ejemplo, la primera porción de no transmisión puede ser una porción de reflexión total fabricada con un material transparente o una porción de reflexión no transparente revestida con un revestimiento reflectante. La primera porción de no transmisión comprende una segunda superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral y la curvatura de la segunda superficie curva varía con el ángulo de incidencia de la luz lateral. Cuando la primera porción de no transmisión es la porción de reflexión total, la segunda superficie curva refleja totalmente la luz lateral proyectada sobre la segunda superficie curva, y la luz lateral totalmente reflejada sale del elemento de deflexión de luz hacia el cuerpo reflector de la pantalla reflectante. Cuando la primera porción de no transmisión es la porción de reflexión, la segunda superficie curva refleja la luz lateral proyectada sobre la segunda superficie curva, y la luz lateral reflejada sale del elemento de deflexión de luz hacia el cuerpo reflector de la pantalla reflectante.

En un ejemplo, el elemento de deflexión de luz 2 puede comprender además una segunda porción de no transmisión, que es similar a la primera porción de no transmisión y puede ser una porción de reflexión total fabricada con un material transparente o una porción de reflexión no transparente revestida con un revestimiento reflectante. La segunda porción de no transmisión comprende una tercera superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral y la curvatura de la tercera superficie curva varía con el ángulo de incidencia de la luz lateral. Cuando la segunda porción de no transmisión es la porción de reflexión total, la tercera superficie curva refleja totalmente la luz lateral proyectada sobre la tercera superficie curva, la luz lateral totalmente reflejada se proyecta sobre la primera porción de no transmisión y la primera porción de no transmisión realiza una reflexión total secundaria sobre la luz totalmente reflejada de la luz lateral; y en ese caso, la luz lateral proyectada sobre el cuerpo reflector es la luz lateral tras la reflexión total secundaria. Cuando la segunda porción de no transmisión es la porción de reflexión, la tercera superficie curva refleja la luz lateral proyectada sobre la tercera superficie curva, la luz lateral reflejada se proyecta sobre la primera porción de no transmisión y la primera porción de no transmisión realiza una reflexión secundaria sobre la luz reflejada de la luz lateral; y en ese caso, la luz lateral proyectada sobre el cuerpo reflector es la luz lateral tras la reflexión secundaria.

En el ejemplo anterior, después de que el elemento de deflexión de luz 2 refracte, refleje y/o refleje totalmente la luz lateral, la dirección de propagación lumínica de la luz lateral puede ajustarse para proyectarse sobre el cuerpo reflector, por ejemplo, para la fuente de luz dispuesta en el eje óptico, la dirección de propagación lumínica de la luz lateral puede ajustarse para proyectarse de manera aproximadamente paralela a diferentes posiciones en el cuerpo reflector. En el ejemplo anterior, la primera superficie curva puede ser, por ejemplo, la primera superficie convexa o la cuarta superficie convexa de las figuras 3A-3C; la segunda superficie curva puede ser, por ejemplo, la tercera superficie convexa de un tipo de reflexión total, la cuarta superficie convexa de un tipo de reflexión total o el espejo cóncavo de un tipo de reflexión de las figuras 3A-3C; la tercera superficie curva puede ser, por ejemplo, la segunda superficie convexa de un tipo de reflexión total o una superficie curva compuesta de las figuras 3A-3C; y como alternativa, la primera superficie curva, la segunda superficie curva y la tercera superficie curva pueden ser una superficie curva compuesta ajustada de manera cóncava y convexa.

En un ejemplo específico, como se muestra en la figura 1, la pantalla reflectante 3 puede estar compuesta por un espejo reflectante, utilizando el principio de reflexión, y los rayos de luz irradiados sobre el espejo reflectante se reflejan, superponen y luego convergen en una región quirúrgica 5. Para reducir la altura de la pantalla reflectante de tal manera que el cabezal de lámpara la lámpara quirúrgica tenga un aspecto más ligero y atractivo, la sección transversal de la pantalla reflectante puede tener una forma similar a una línea de plegado. Haciendo referencia a la figura 1, la sección transversal del espejo reflectante a lo largo del eje central es una línea de plegado. Como se muestra en la figura 4, cada curva del cuerpo reflector forma una banda reflectora 304 anular y el radio de la banda reflectora aumenta a lo largo de la dirección del extremo superior al extremo inferior de manera escalonada.

La banda reflectora puede estar delimitada por una pluralidad de planos, que en el presente documento se denomina escalado de la banda reflectora en un ejemplo, y los planos pueden ser planos trapezoidales, planos triangulares, etc. Como se muestra en la figura 4, los planos trapezoidales 305 están conectados de extremo a extremo para formar la banda reflectora anular y, con esta estructura, la sección transversal de la banda reflectora en dirección radial es poligonal.

En otro ejemplo específico, como se muestra en la figura 5, la pantalla reflectante también puede estar compuesta por un elemento transparente de reflexión total 6 que utiliza el principio de reflexión total. Los rayos de luz atraviesan una primera superficie de la pantalla reflectante y se transmiten a su interior, y cuando los rayos de luz alcanzan una superficie de reflexión, si el ángulo de incidencia de los rayos de luz es mayor que un ángulo de reflexión total, se forma una reflexión total, y los rayos de luz reflejados son refractados por una superficie inferior y luego salen, se superponen y convergen en la región quirúrgica 5. La sección transversal del elemento transparente 6 de la figura 5 también puede tener una forma similar a la línea de plegado de la figura para reducir el peso y la altura.

Por lo general, el proceso de producción de la pantalla reflectante determina que la superficie reflectante de la pantalla reflectante es sensible al medio ambiente, el roce y otros factores; y por lo tanto, en la lámpara quirúrgica que utiliza la pantalla reflectante, el cabezal de lámpara de la lámpara quirúrgica comprende además una pantalla trasera del cabezal de lámpara, una pantalla delantera del cabezal de lámpara transmisora de luz y otros elementos, y la pantalla reflectante está protegida entre la pantalla trasera del cabezal de lámpara y la pantalla delantera del cabezal de lámpara. El elemento transparente en la solución de reflexión total, generalmente se procesa mediante un procedimiento de moldeo por inyección o de prensado en moldes y no requiere una capa de película reflectante, la superficie del elemento transparente presenta una buena resistencia a la intemperie y resistencia al roce, de modo que el elemento transparente puede presentarse directamente a un usuario sin la protección de la pantalla trasera del cabezal de lámpara y/o la pantalla delantera del cabezal de lámpara. Por lo tanto, la utilización de la solución de reflexión total puede reducir los elementos de la lámpara quirúrgica y hace que la lámpara quirúrgica sea más atractiva, tenga más sentido estético y sea de gama alta.

Cuando el dispositivo emisor de luz está en funcionamiento, los rayos de luz 4 emitidos por la fuente de luz 1 se captan a través del elemento de deflexión de luz 2, se utiliza la transmisión, reflexión o reflexión total y las direcciones de salida de los rayos de luz se deflectan, y los rayos de luz, tras ser deflectados con un gran ángulo, se dirigen a la periferia del cabezal de lámpara en una dirección prácticamente horizontal. Los rayos de luz que se dirigen hacia la periferia son luego captados por la pantalla reflectante 3 y reflejados en la región quirúrgica 5, y los rayos de luz reflejados 4 se superponen entre sí en la región quirúrgica 5, formando, por último, una lámpara quirúrgica que tiene un área de cabezal de lámpara determinada y un buen efecto sin sombras.

En este ejemplo, mediante la cooperación del elemento de deflexión de luz y la pantalla reflectante, los rayos de luz de diversos ángulos que son emitidos por la fuente de luz pueden utilizarse de manera efectiva, y cuando la lámpara quirúrgica está instalada, se puede variar el tamaño del punto de luz formado variando la distancia desde la lámpara quirúrgica hasta la región quirúrgica.

Dado que la geometría de la pantalla reflectante de esta solución es mucho mayor que el tamaño de una fuente de luz combinada, por ejemplo, cuando la lámpara quirúrgica utiliza solo una gran pantalla reflectante, el diámetro de la gran pantalla reflectante circular es generalmente de 400-750 mm, y el tamaño de la fuente de luz LED, la fibra óptica, el haz de fibras ópticas, etc., es generalmente de 0,01-20 mm, estas fuentes de luz combinadas pueden considerarse como una fuente de luz pequeña aproximada con respecto a la pantalla reflectante; y las fuentes de luz secundaria de esta pequeña fuente de luz se reflejan en la pantalla reflectante y luego forman puntos de difusión superpuestos en la región quirúrgica, por lo que la gran pantalla reflectante de esta solución es muy beneficiosa para mezclar de manera uniforme la luz de las fuentes de luz combinadas. Asimismo, al aumentar la escala de la pantalla reflectante, la uniformidad de la mezcla de luz se mejorará aún más, de modo que los rayos de luz emitidos por todos los tipos diferentes de fuentes de luz puedan irradiarse uniformemente a la región quirúrgica tras haber sido reflejados, mezclados y superpuestos por la pantalla reflectante, pudiendo evitarse o reducirse así la falta de uniformidad en la distribución espacial espectral del punto de luz en la región quirúrgica.

Al mismo tiempo, cuando se proporciona una pluralidad de fuentes de luz, dado que los rayos de luz de diferentes fuentes de luz se mezclan primero en la pantalla reflectante dentro del cabezal de lámpara y luego se reflejan en la región quirúrgica, lo que equivale a emitir los rayos de luz a través de una unidad de iluminación, y por lo tanto, cuando un objeto tal como la cabeza, el brazo, la mano de un médico constituye una obstrucción entre el cabezal de lámpara y la región quirúrgica, no aparecen rayas de colores distintos en la región quirúrgica.

Normalmente, se ajusta la distancia de la lámpara quirúrgica a la región quirúrgica durante la operación según la altura del médico y luego se mantiene constante, sin embargo, durante la utilización de la lámpara quirúrgica, diferentes tipos y procedimientos quirúrgicos pueden requerir diferentes campos quirúrgicos de operación quirúrgica, y en ese momento, es necesario ajustar el tamaño del punto de luz de la lámpara quirúrgica. En el caso de una pluralidad de fuentes de luz, el tamaño del punto de luz se puede variar ajustando la iluminación de diferentes fuentes de luz.

Como se muestra en la figura 1, la fuente de luz 1 está situada en el centro de la lámpara quirúrgica, es decir, el eje óptico de la fuente de luz 1 coincide con el eje central de la lámpara quirúrgica, y después de que los rayos de luz 4 hayan sido captados y deflectados por el elemento de deflexión de luz 2 y reflejados por la pantalla reflectante, el punto de luz convergente se sitúa en el eje central de la lámpara quirúrgica. En este ejemplo, se utiliza la solución de una pluralidad de fuentes de luz, y la pluralidad de fuentes de luz puede disponerse en una matriz cuadrada o puede disponerse en una pluralidad de círculos concéntricos. Cuando es necesario variar el tamaño del punto de luz, se puede emplear una fuente de luz periférica de una fuente de luz central o una fuente de luz combinada de la fuente de luz central y la fuente de luz periférica. Cuando la fuente de luz periférica o la fuente de luz combinada está en funcionamiento, los rayos de luz emitidos por la fuente de luz periférica o la fuente de luz combinada son captados por la pantalla reflectante y reflejados hacia la región quirúrgica. Dado que el eje óptico de la fuente de luz se desvía del eje central, en ese momento la pantalla reflectante no puede hacer converger completamente los rayos de luz, y se forma un gran punto de luz en la región quirúrgica. Como se muestra en la figura 6, los rayos de luz emitidos por la fuente de luz periférica 7 que está descentrada son deflectados por el elemento de deflexión de luz 2 y luego producen rayos de luz en diferentes direcciones, dichos rayos de luz ya no son horizontales con respecto a los rayos de luz de la figura 1, tienen un gran ángulo de desviación, son reflejados por la pantalla reflectante 3 y luego producen rayos de luz divergentes 8 que tienen diferentes direcciones y posiciones de irradiación y, por último, forman un punto de luz de iluminación de gran área en la región quirúrgica 5 y el punto de luz de iluminación se desvía del eje óptico de la fuente de luz. Por lo tanto, cuando se utiliza la lámpara quirúrgica del ejemplo de la presente divulgación, si es necesario ajustar el tamaño del punto de luz de iluminación en la región quirúrgica para adaptarlo a una operación con diferentes tamaños de incisión, se puede obtener ajustando el área de emisión de luz de la combinación de fuentes de luz; cuando se requiere un pequeño punto de luz, solo se utiliza la fuente de luz cerca del centro para emitir luz; y cuando se requiere un gran punto de luz, se puede aumentar la intensidad de la fuente alejada del centro. De esta forma, el tamaño del punto de luz se puede ajustar rápida y tranquilamente, lo cual es beneficioso para la experiencia clínica del usuario.

El tamaño del punto de luz se ajusta por medio de un conjunto de ajuste de punto de luz, y las figuras 7-9 muestran ejemplos del conjunto de ajuste del punto de luz, según la invención. Como se muestra en la figura 7, el conjunto de ajuste del punto de luz comprende un primer cilindro de columna 9 y un segundo cilindro de columna 10, en donde el cilindro de columna puede ser un cilindro cilíndrico o un cilindro prismático, el primer cilindro de columna 9 está anidado dentro del segundo cilindro de columna 10, el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10 rodean el exterior del elemento de deflexión de luz 2 y están dispuestos en trayectorias lumínicas entre el elemento de deflexión de luz 2 y la pantalla reflectante 3, se proporciona un intervalo entre el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10 para formar un espacio de aire, y cuando se varía la forma de al menos uno del primer cilindro de columna y del segundo cilindro de columna, la forma del espacio de aire varía y el tamaño del punto de luz se ajusta variando la forma del espacio de aire. La forma del primer cilindro de columna y del segundo cilindro de columna a los que se hace referencia en el presente documento incluye la forma y el estado, y el estado incluye la variación de posición. La variación de forma del primer cilindro de columna y del segundo cilindro de columna puede ajustarse mediante un dispositivo de ajuste, que se describirá más adelante con más detalle; y la variación de forma del primer cilindro de columna y del segundo cilindro de columna también puede obtenerse mediante las características estructurales o materiales del primer cilindro de columna y el segundo cilindro de columna. Por ejemplo, una superficie exterior del primer cilindro de columna y una superficie interior del segundo cilindro de columna pueden deformarse por contracción y/o expansión, para variar así la forma del espacio de aire entre el primer cilindro de columna y el segundo cilindro de columna.

Con referencia a la figura 8A, la superficie exterior del primer cilindro de columna 9 está provista de una primera estructura de superficie cóncavo-convexa 9a, la superficie interior del segundo cilindro de columna 10 está provista de una segunda estructura de superficie cóncavo-convexa 10a, la primera estructura de superficie cóncavo-convexa y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa se pueden moldear directamente en la superficie exterior del primer cilindro de columna y la superficie interior del segundo cilindro de columna, respectivamente, o se puede unir una capa de estructura cóncavo-convexa a la superficie exterior del primer cilindro de columna y a la superficie interior del segundo cilindro de columna. Se proporciona un espacio de aire 12 entre la primera estructura de superficie cóncavo­ convexa y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa, el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10 pueden moverse el uno con respecto al otro y la forma del espacio de aire 12 varía con el movimiento.

En este ejemplo, la primera estructura de superficie cóncavo-convexa 9a tiene una primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa 10a tiene una segunda estructura de superficie ondulada. En otros ejemplos, la primera estructura de superficie cóncavo-convexa y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa también pueden ser una estructura de hoyo o protuberancia, o una estructura de ranura o nervadura. La primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie ondulada fluctúan en una dirección circunferencial, el dispositivo de ajuste puede controlar el primer cilindro de columna y el segundo cilindro de columna para que se muevan el uno con respecto al otro en la dirección circunferencial, cambiando así la forma del espacio de aire 12, y siendo el principio de ajuste como sigue:

la fuente de luz se coloca en el centro, se forma un intervalo determinado de espacios de aire entre dos ondas cilíndricas y las dos ondas tienen una forma similar. La figura 8A muestra un diagrama de sección transversal horizontal de las posiciones relativas de los dos cilindros en el estado de un pequeño punto de luz, un punto máximo del primer cilindro de columna 9 corresponde a un punto mínimo del segundo cilindro de columna 10 en un anillo exterior y se forma un espacio de aire 12 aproximadamente paralelo entre el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10, como se muestra en la figura 8D. La figura 8D muestra la dirección de los rayos de luz en la sección transversal horizontal del pequeño punto de luz, los rayos de luz pasan a través del espacio de aire paralelo 12, el ángulo incluido 13 entre dos bordes del espacio de aire 12 es cero, de modo que los rayos de luz pasen a través del espacio de aire paralelo 12 que equivale a una placa de vidrio y, por lo tanto, la dirección de salida del rayo de luz 14 que pasa a través de los dos cilindros no varía, se desvía con un pequeño desplazamiento, pero permanece paralelo a una dirección incidente; y así los rayos de luz permanecen básicamente en sus estados originales tras pasar a través de los cilindros. Después de rotar el primer cilindro de columna 9, el punto máximo del primer cilindro de columna 9 y el punto mínimo del segundo cilindro de columna 10 en el anillo exterior están escalonados a cierta distancia, Como se muestra en la figura 8B; entre el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10 se forman espacios de aire cuneiformes 12 de diferentes tamaños, como se muestra en la figura 8E; y el ángulo incluido entre los dos bordes del espacio de aire 12 no es cero, lo que es equivalente a que el espacio de aire 12 se convierta gradualmente en una lente convexa de aire, el índice de refracción del material del cilindro es más alto que el índice de refracción del aire y luego la lente convexa de aire tiene un efecto divergente, de modo que los rayos de luz pasan a través del espacio de aire cuneiforme 12 y luego divergen hacia fuera, haciendo que el tamaño del punto de luz se agrande. Cuando el primer cilindro de columna rota a un ángulo pequeño y los rayos de luz pasan a través del espacio 12, parte del espacio de aire tiene un pequeño ángulo de cuña 15, a través del cual los rayos de luz 16 se deflectan con un pequeño ángulo; parte del espacio de aire tiene un gran ángulo de cuña 17, a través del cual los rayos de luz 18 se deflectan con un gran ángulo; por lo tanto, después de que los rayos de luz pasen a través del primer y segundo cilindros de columna, algunos de los rayos de luz se deflectan menos y otros se deflectan más, algunos de los rayos de luz tras ser reflejados por la pantalla reflectante están más cerca del eje central y algunos están más lejos y, por último, los rayos de luz se superponen y combinan para formar un campo de luz que tiene una distribución determinada de intensidad de luz; cuando hay más rayos de luz que están más cerca del eje central, la intensidad de la luz está más concentrada en el eje óptico y el usuario verá y sentirá un pequeño punto de luz; y cuando hay más rayos de luz que están alejados del eje central, la intensidad de la luz aumenta alrededor y el usuario verá y sentirá un gran punto de luz. Por lo tanto, con la rotación del primer cilindro de columna, el punto de luz varía gradualmente de pequeño a grande. Con una rotación continua del primer cilindro de columna 9, el punto máximo del primer cilindro de columna 9 corresponde al punto máximo del segundo cilindro de columna 10 en el anillo exterior, y el punto mínimo del primer cilindro de columna y el punto mínimo del segundo cilindro se corresponden entre sí. La figura 8C es un diagrama en sección transversal horizontal de las posiciones relativas de los dos cilindros en el estado del punto de máxima luz, y se forma un espacio de aire cuneiforme 12 completo entre el primer cilindro de columna 9 y el segundo cilindro de columna 10. La figura 8F muestra las direcciones de los rayos de luz del punto de luz máxima, los rayos de luz pasan a través del espacio de aire cuneiforme 12, todos los espacios de aire tienen el ángulo de cuña máximo 19, en ese momento, el ángulo de deflexión 20 de los rayos de luz es el ángulo de deflexión máximo y, por lo tanto, los rayos de luz después de ser reflejados por la pantalla reflectante forman el punto de luz máximo.

Se puede observar que, cuando el espacio de aire está en un estado paralelo, los ángulos de los rayos de luz que pasan a través de los dos cilindros hacia la pantalla reflectante no varían el ángulo, y son reflejados por la pantalla reflectante y luego forman un pequeño punto de luz en la región quirúrgica. Cuando es necesario aumentar el tamaño del punto de luz, se rota uno de los cilindros para variar la forma del espacio de aire para formar aire en forma de cuña, de tal manera que los rayos de luz son deflectados hacia la izquierda y hacia la derecha cuando pasan a través de los dos cilindros, el ángulo de divergencia de los rayos de luz tras ser reflejados por la pantalla reflectante aumenta aún más y se forma un gran punto de luz en la región quirúrgica.

En otro ejemplo, como se muestra en la figura 9, la primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie ondulada fluctúan en la dirección axial, y el primer cilindro de columna 21 y el segundo cilindro de columna 22 pueden moverse el uno con respecto al otro en la dirección axial. Cuando el primer cilindro de columna 21 y el segundo cilindro de columna 22 se mueven el uno con respecto al otro en la dirección axial, varían las posiciones correspondientes de los puntos máximos y los puntos mínimos de la primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie ondulada, variando así el ángulo de cuña del espacio de aire y pudiendo variar de manera similar el tamaño del punto de luz.

La figura 10 divulga otra solución del conjunto de ajuste del punto de luz que no forma parte de la invención reivindicada, como se muestra en la figura 10, el conjunto de ajuste del punto de luz comprende una primera placa transmisora de luz 24 y una segunda placa transmisora de luz 25, la primera placa transmisora de luz 24 y la segunda placa transmisora de luz 25 están dispuestas una enfrente de la otra, por ejemplo, la primera placa transmisora de luz 24 y la segunda placa transmisora de luz 25 están dispuestas paralelas entre sí, y la primera placa transmisora de luz 24 y la segunda placa transmisora de luz 25 están situadas en una trayectoria lumínica de los rayos de luz tras ser reflejados por la pantalla reflectante; y la primera placa transmisora de luz 24 y la segunda placa transmisora de luz 25 pueden moverse la una con respecto a la otra, se proporciona una tercera estructura de superficie cóncavo-convexa en la superficie de la primera placa transmisora de luz 24 que está orientada hacia la segunda placa transmisora de luz, se proporciona una cuarta estructura de superficie cóncavo-convexa en la superficie de la segunda placa transmisora de luz 25 que está orientada hacia la primera placa transmisora de luz, y se proporciona un espacio de aire 26 entre la tercera estructura de superficie cóncavo-convexa y la cuarta estructura de superficie cóncavo-convexa. Basándose en el mismo principio que en el tercer ejemplo, cuando el dispositivo de ajuste ajusta las posiciones relativas de la primera placa transmisora de luz 24 y de la segunda placa transmisora de luz 25, se puede variar la forma del espacio de aire 26, y basándose en el mismo principio que en el tercer ejemplo, se puede variar el tamaño del punto de luz.

Como se muestra en la figura 11, en el ejemplo anterior, se puede añadir un filtro óptico 23 entre la fuente de luz 1 y el elemento de deflexión de luz 2 para filtrar o reducir la energía de la longitud de onda no deseada para modular el espectro de la fuente de luz. Por ejemplo, se añade un filtro óptico de corte infrarrojo para reducir la luz infrarroja cercana a efectos de mejorar el rendimiento de luz fría de la lámpara quirúrgica; en otro ejemplo, se añade un filtro óptico modulado para una banda de luz visible a efectos de mejorar la temperatura de color o el índice de reproducción cromática de la fuente de luz; y en otro ejemplo adicional, se añade un filtro óptico de corte de luz azul para mejorar las características de luz azul de una fuente de luz LED blanca y reducir el riesgo de luz azul de la lámpara quirúrgica, etc. En esta solución, la superficie del elemento de deflexión de luz también se puede recubrir directamente con una película óptica fina para filtrar o reducir la energía de la longitud de onda no deseada.

En algunos ejemplos, el cabezal de lámpara quirúrgica incluye una pluralidad de módulos emisores de luz, cada módulo emisor de luz comprende un dispositivo emisor de luz descrito anteriormente, la pluralidad de módulos emisores de luz pueden montarse por separado o integralmente e inclinarse a un ángulo predeterminado, de tal manera que los dispositivos emisores de luz respectivos estén inclinados a un ángulo predeterminado y los ejes centrales de los dispositivos emisores de luz se crucen en un punto. En ese caso, la luz emitida por la pluralidad de fuentes de luz es reflejada por la pantalla reflectante respectiva y luego, los rayos de luz pueden concentrarse en un punto de luz.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo emisor de luz que comprende:

una pantalla reflectante (3), que comprende un extremo superior (301), un extremo inferior (302) y un cuerpo reflector (303) que se extiende desde el extremo superior (301) hasta el extremo inferior (302);

una fuente de luz (1), que está situada en el extremo superior (301) de la pantalla reflectante (3) y está orientada hacia el extremo inferior (302) de la pantalla reflectante (3) y emite al menos luz lateral; y

un elemento de deflexión de luz (2), que está situado en una trayectoria lumínica de la luz lateral para captar la luz lateral;

en donde el elemento de deflexión de luz (2) ajusta la dirección de propagación lumínica de la luz lateral proyectada sobre el elemento de deflexión de luz (2), de tal manera que la luz lateral que sale del elemento de deflexión de luz (2) se proyecta sobre el cuerpo reflector (303), el cuerpo reflector (303) refleja la luz lateral proyectada sobre el cuerpo reflector (303) y la luz lateral que sale del cuerpo reflector (303) converge en un punto de luz de un tamaño predeterminado;

caracterizado por que el dispositivo emisor de luz comprende además un primer cilindro de columna (9) y un segundo cilindro de columna (10) que permiten la transmisión de luz, en donde el primer cilindro de columna (9) está anidado dentro del segundo cilindro de columna (10), el primer cilindro de columna (9) y el segundo cilindro de columna (10) están dispuestos en las trayectorias lumínicas entre el elemento de deflexión de luz (2) y la pantalla reflectante (3), se proporciona un intervalo entre el primer cilindro de columna (9) y el segundo cilindro de columna (10) para formar un espacio de aire (12); y

por que una superficie exterior del primer cilindro de columna (9) está provista de una primera estructura de superficie cóncavo-convexa (9a), una superficie interior del segundo cilindro de columna (10) está provista de una segunda estructura de superficie cóncavo-convexa (10a), se proporciona un espacio de aire (12) entre la primera estructura de superficie cóncavo-convexa (9a) y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa (10a), y el primer cilindro de columna (9) es capaz de moverse con respecto al segundo cilindro de columna (10), variando de ese modo la forma del espacio de aire (12).

2. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde el elemento de deflexión de luz (2) ajusta la dirección de propagación lumínica de la luz lateral mediante una o más de refracción, reflexión y reflexión total, y el elemento de deflexión de luz (2) realiza como máximo dos reflexiones y/o reflexiones totales sobre la luz lateral.

3. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde el elemento de deflexión de luz (2) comprende una porción de refracción (201), que comprende una primera superficie curva (2011) situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral, y la curvatura de la primera superficie curva (2011) varía con un ángulo de divergencia de la luz lateral; y la primera superficie curva (2011) refracta la luz lateral proyectada sobre la primera superficie curva (2011), y la luz lateral refractada sale del elemento de deflexión de luz (2) hacia el cuerpo reflector (303) de la pantalla reflectante (3).

4. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde el elemento de deflexión de luz (2) comprende una primera porción de no transmisión, que comprende una sexta superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral, y la curvatura de la sexta superficie curva varía con un ángulo de incidencia de la luz lateral; y la sexta superficie curva refleja, o refleja totalmente, la luz lateral proyectada sobre la sexta superficie curva, y la luz lateral reflejada, o totalmente reflejada, sale del elemento de deflexión de luz (2) hacia el cuerpo reflector (303) de la pantalla reflectante (3), o

en donde el elemento de deflexión de luz (2) comprende una primera porción de no transmisión (204), que comprende una sexta superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral, y la curvatura de la sexta superficie curva varía con un ángulo de incidencia de la luz lateral; y la sexta superficie curva refleja, o refleja totalmente, la luz lateral proyectada sobre la sexta superficie curva, y la luz lateral reflejada, o totalmente reflejada, sale del elemento de deflexión de luz (2) hacia el cuerpo reflector (303) de la pantalla reflectante (3), en donde el elemento de deflexión de luz (2) comprende además una segunda porción de no transmisión (203), que comprende una séptima superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz lateral, y la curvatura de la séptima superficie curva varía con un ángulo de incidencia de la luz lateral; y la séptima superficie curva refleja, o refleja totalmente, la luz lateral proyectada sobre la séptima superficie curva, y la luz lateral reflejada, o totalmente reflejada, se proyecta sobre la primera porción de no transmisión (204) y además es reflejada, o totalmente reflejada, por la primera porción de no transmisión (204).

5. El dispositivo emisor de luz de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la fuente de luz (1) además emite luz frontal, y el elemento de deflexión de luz (2) además está situado en una trayectoria lumínica de la luz frontal para captar la luz frontal; el elemento de deflexión de luz (2) ajusta la dirección de propagación lumínica de la luz frontal proyectada sobre el elemento de deflexión de luz (2), de tal manera que la luz frontal que sale del elemento de deflexión de luz (2) se proyecta sobre el cuerpo reflector (303), el cuerpo reflector (303) refleja la luz frontal proyectada sobre el cuerpo reflector (303), y la luz frontal y la luz lateral que salen del cuerpo reflector (303) convergen en un punto de luz de un tamaño predeterminado; y las direcciones de propagación lumínica de la luz frontal y de la luz lateral que salen del elemento de deflexión de luz (2) están próximas o son coherentes entre sí.

6. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 5, en donde el elemento de deflexión de luz (2) ajusta la dirección de propagación lumínica de la luz frontal mediante una o más refracciones, una reflexión y una reflexión total, y el elemento de deflexión de luz (2) realiza como máximo dos reflexiones y/o reflexiones totales sobre la luz frontal.

7. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 5, en donde el elemento de deflexión de luz (2) comprende además una porción de reflexión total (202), que comprende una segunda superficie curva (2022) situada en la trayectoria lumínica de la luz frontal, y la curvatura de la segunda superficie curva (2022) varía con un ángulo de incidencia de la luz frontal; la segunda superficie curva (2022) refleja totalmente la luz frontal proyectada sobre la segunda superficie curva (2022), y la luz frontal totalmente reflejada se proyecta sobre el cuerpo reflector (303) de la pantalla reflectante (3); y/o el elemento de deflexión de luz (2) comprende además una porción de reflexión, que comprende una quinta superficie curva situada en la trayectoria lumínica de la luz frontal; y la quinta superficie curva refleja la luz frontal proyectada sobre la quinta superficie curva, y la luz frontal reflejada se proyecta sobre el cuerpo reflector (303) de la pantalla reflectante (3).

8. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde el cuerpo reflector (303) es un espejo reflectante o un elemento transparente de reflexión total, una sección transversal del cuerpo reflector (303) a lo largo de un eje central tiene forma de línea de plegado, cada curva del cuerpo reflector forma una banda reflectora (304) anular, y el radio de la banda reflectora (304) aumenta a lo largo de la dirección del extremo superior (301) al extremo inferior (302) de manera escalonada; o

en donde el cuerpo reflector (303) es un espejo reflectante o un elemento transparente de reflexión total, una sección transversal del cuerpo reflector (303) a lo largo de un eje central tiene forma de línea de plegado, cada curva del cuerpo reflector (303) forma una banda reflectora (304) anular, y el radio de la banda reflectora (304) aumenta a lo largo de la dirección del extremo superior (301) al extremo inferior (302) de manera escalonada, en donde la banda reflectora (304) está delimitada por una pluralidad de planos.

9. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde se proporcionan una o más fuentes de luz, y las fuentes de luz están dispuestas en un eje central o distribuidas cerca del eje central, o

en donde se proporcionan una o más fuentes de luz, y las fuentes de luz están dispuestas en un eje central o distribuidas cerca del eje central, cuando se proporciona una pluralidad de fuentes de luz, la pluralidad de fuentes de luz incluye una fuente de luz central dispuesta en el eje central y una fuente de luz periférica dispuesta alrededor de la fuente de luz central; la luz emitida por la fuente de luz central forma un primer punto de luz y la luz emitida por la fuente de luz periférica forma un segundo punto de luz; y un centro del primer punto de luz está situado en el eje central, y el segundo punto de luz está dispuesto excéntricamente con respecto al eje central; o en donde se proporcionan una o más fuentes de luz, y las fuentes de luz están dispuestas en un eje central o distribuidas cerca del eje central, cuando se proporciona una pluralidad de fuentes de luz, la pluralidad de fuentes de luz comprende una combinación de una o más seleccionadas del grupo que consiste en una fuente de luz LED, una fuente de luz OLED, una fuente de luz láser, una fuente de luz fluorescente y una guía de luz; y/o, la pluralidad de fuentes de luz incluye una primera fuente de luz que emite luz a una primera temperatura de color y una segunda fuente de luz que emite luz a una segunda temperatura de color.

10. El dispositivo emisor de luz de la reivindicación 1, en donde la primera estructura de superficie cóncavo-convexa (9a) es una primera estructura de superficie ondulada, y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa (10a) es una segunda estructura de superficie ondulada; o

en donde la primera estructura de superficie cóncavo-convexa (9a) es una primera estructura de superficie ondulada, y la segunda estructura de superficie cóncavo-convexa (10a) es una segunda estructura de superficie ondulada, en donde la primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie ondulada fluctúan en una dirección axial, y el primer cilindro de columna (21) y el segundo cilindro de columna (22) son capaces de moverse el uno con respecto al otro en la dirección axial; o la primera estructura de superficie ondulada y la segunda estructura de superficie ondulada fluctúan en una dirección circunferencial, y el primer cilindro de columna (9) y el segundo cilindro de columna (10) pueden moverse el uno con respecto al otro en la dirección circunferencial.

11. Una lámpara quirúrgica, que comprende un cabezal de lámpara, en donde el cabezal de lámpara comprende el dispositivo emisor de luz (100) de cualquiera de las reivindicaciones 1-10.

12. La lámpara quirúrgica de la reivindicación 11, en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, y el dispositivo emisor de luz (100) está fijado a la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara; o

en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, y el dispositivo emisor de luz (100) está fijado a la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla delantera (300) transparente del cabezal de lámpara, la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara y la pantalla delantera (300) del cabezal de lámpara delimitan una cámara de alojamiento, y el dispositivo emisor de luz (100) está montado dentro de la cámara de alojamiento; o en donde se proporciona una pluralidad de dispositivos emisores de luz, y la pluralidad de dispositivos emisores de luz están provistos de una inclinación a un ángulo predeterminado, de tal manera que los ejes centrales de los dispositivos emisores de luz se cruzan en un punto; o

en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, y el dispositivo emisor de luz (100) está fijado a la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, en donde se proporciona una pluralidad de dispositivos emisores de luz, y la pluralidad de dispositivos emisores de luz están provistos de una inclinación a un ángulo predeterminado, de tal manera que los ejes centrales de los dispositivos emisores de luz se cruzan en un punto; o en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, y el dispositivo emisor de luz (100) está fijado a la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara, en donde el cabezal de lámpara comprende además una pantalla delantera (300) transparente del cabezal de lámpara, la pantalla trasera (200) del cabezal de lámpara y la pantalla delantera (300) del cabezal de lámpara delimitan una cámara de alojamiento, y el dispositivo emisor de luz (100) está montado dentro la cámara de alojamiento, en donde se proporciona una pluralidad de dispositivos emisores de luz, y la pluralidad de dispositivos emisores de luz están provistos de una inclinación a un ángulo predeterminado, de tal manera que los ejes centrales de los dispositivos emisores de luz se cruzan en un punto.