RU142216U1 - Светодиодный хирургический осветитель - Google Patents

Abstract

1. Светодиодный хирургический осветитель, состоит из модуля, который содержит источник света, выполненный в виде расположенного на основании, по меньшей мере, одного светодиода, и вторичную оптику, выполненную в виде изготовленного из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого превышает показатель преломления воздуха, сплошного объемного тела, имеющего входное основание, выходное основание и боковую поверхность, при этом источник света помещен вблизи входного основания вторичной оптики, а ее боковая поверхность имеет расширяющуюся в направлении от входного основания к выходному основанию форму, обеспечивающую полное внутреннее отражение световых лучей, падающих на боковую поверхность вторичной оптики, геометрические размеры входного основания вторичной оптики соответствуют геометрическим размерам основания источника света, а также дополнительную оптическую систему, отличающийся тем, что источник света содержит группу светодиодов с одним или различным цветом излучения с вторичной оптикой, при этом вторичная оптика представляет собой коллиматор светового излучения, причем его боковая поверхность выполнена в виде поверхности ступенчатого профиля, а дополнительная оптическая система выполнена в виде линзы Френеля и расположена впереди группы светодиодов с вторичной оптикой.2. Осветитель по п. 1, отличающийся тем, что содержит N модулей, каждый из которых включает группу светодиодов с вторичной коллимирующей оптикой и линзу Френеля.

Description

Полезная модель относится к светотехнике, а точнее, к осветительным системам на основе светодиодов, обеспечивающим создание однородно-освещаемой зоны, которые используются для освещения рабочих поверхностей в помещениях, в частности, в хирургии для освещения операционного поля в операционных.

Известен светодиодный хирургический осветитель H LED300 Maquet (http://www.maquet.com/assets/documents/product-information/H-LED/MSWBRO_SL_HLED_XXX_01_EN_JAN_13.pdf, который содержит источники света - светодиоды и вторичную оптику, формирующую требуемое распределение освещенности. Недостаток известного осветителя - недостаточный размер освещаемого поля и малая величина цветовой температуры осветителя.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является светодиодное осветительное устройство (Патент РФ №100180, МПК F21V 7/00, дата приоритета 22.06.2010, дата публикации 10.12.2010) со следующими техническими характеристиками: освещенность рабочей площадки 100000 лк, расстояние от осветителя до освещаемой площадки 700 мм, размер освещаемого поля 200×200 мм, индекс цветопередачи 95%, которое выбрано авторами за прототип. Осветительное устройство, содержит источник света, выполненный в виде расположенного на основании, по меньшей мере, одного светодиода, и концентратор, выполненный в виде изготовленного из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого превышает показатель преломления воздуха, сплошного объемного тела, имеющего входное основание, выходное основание и боковую поверхность, при этом источник света помещен вблизи входного основания концентратора, а боковая поверхность концентратора имеет расширяющуюся в направлении от входного основания к выходному основанию форму, обеспечивающую полное внутреннее отражение световых лучей, падающих на боковую поверхность концентратора, геометрические размеры входного основания концентратора соответствуют геометрическим размерам основания источника света, при этом источник света и концентратор установлены с образованием воздушного зазора между ними, толщина которого не менее длины волны излучения светодиодов. Осветительное устройство дополнительно содержит оптическую линзовую систему, обеспечивающую проецирование сформированной световой зоны на освещаемый объект и компенсацию возникающих оптических искажений. Недостатками прототипа является малая величина освещенности рабочей поверхности, малое расстояние от осветителя до освещаемой рабочей поверхности и малый размер освещаемого поля.

Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является повышение величины освещенности рабочей поверхности, увеличение расстояния от осветителя до освещаемой рабочей поверхности и размера освещаемого поля, при одновременном обеспечении заданной цветовой температуры осветителя, индекса цветопередачи и однородности освещения.

Решение указанной задачи достигается тем, что в светодиодном хирургическом осветителе, содержащем источник света, вторичную оптику и дополнительную оптическую систему, источник света выполнен в виде расположенного на основании, по меньшей мере, одного светодиода, вторичная оптика выполнена в виде изготовленного из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого превышает показатель преломления воздуха, сплошного объемного тела, имеющего входное основание, выходное основание и боковую поверхность, при этом источник света помещен вблизи входного основания вторичной оптики, а ее боковая поверхность имеет расширяющуюся в направлении от входного основания к выходному основанию форму, обеспечивающую полное внутреннее отражение световых лучей, падающих на боковую поверхность вторичной оптики, геометрические размеры входного основания вторичной оптики соответствуют геометрическим размерам основания источника света, осветительное устройство содержит группу указанных светодиодов с вторичной оптикой, при этом освещение рабочей поверхности с заданной цветовой температурой и индексом воспроизведения цвета может достигаться использованием светодиодов с различным цветом излучения, работающих по принципу цветового смешения, либо использованием светодиодов с одним цветом излучения; вторичная оптика представляет собой коллиматор светового излучения, причем его боковая поверхность выполнена в виде поверхности ступенчатого профиля, каждый элемент профиля боковой поверхности коллиматора представляет собой сечение поверхности вращения, параметры которой выбраны так, чтобы лучи, падающие на этот элемент, после полного внутреннего отражения выходили из коллиматора параллельно оптической оси. Дополнительная оптическая система представляет собой линзу Френеля, которая расположена впереди указанной группы светодиодов с вторичной оптикой. Осветитель содержит N модулей каждый из которых включает группу светодиодов с вторичной коллимирующей оптикой и линзу Френеля.

Использование набора светодиодов с вторичной оптикой и дополнительной оптической системой обеспечивает возможность повышения освещенности освещаемой рабочей поверхности, увеличение расстояния от осветителя до освещаемой рабочей поверхности, увеличения размера освещаемого поля. Применение вторичной коллимирующей оптики совместно с каждым светодиодом, а также линзы Френеля совместно с каждой группой светодиодов обеспечивает необходимый размер освещаемого поля при заданной величине и однородности освещения.

Применение вторичной оптики в виде коллиматора светового излучения с боковой поверхностью, выполненной в виде поверхности ступенчатого профиля, каждый элемент которой представляет собой сечение поверхности вращения, параметры которой выбраны так, чтобы лучи, падающие на этот элемент, после полного внутреннего отражения выходили из коллиматора параллельно оптической оси, позволяет повысить энергетическую эффективность осветителя за счет снижения потерь светового излучения.

Использование дополнительной оптической системы в виде линзы Френеля позволяет обеспечить наложение световых площадок, сформированных каждым светодиодом с вторичной оптикой, без наклона вторичной оптики, что позволяет обеспечить заданную освещенность рабочей поверхности, равномерность освещенности и однородность цветности в случае использования светодиодов с различным цветом излучения.

Указанная совокупность обеспечивает необходимое и достаточное количество параметров оптической осветительной системы, позволяющих создать светодиодный осветитель, позволяющий получить увеличение освещенности освещаемой рабочей поверхности, увеличение расстояния от осветителя до освещаемой рабочей поверхности, увеличения размера освещаемого поля, при одновременном обеспечении заданной цветовой температуры осветителя, индекса цветопередачи и однородности освещения, что достигается за счет конструктивного выполнения оптической системы осветителя.

Совокупность всех признаков позволяет решить поставленную задачу, исключение любого из них ведет к невозможности реализации светодиодного хирургического осветителя с увеличенной освещенностью рабочей поверхностью, с увеличенным расстоянием от осветителя до рабочей освещаемой площадки и с увеличенным размером освещаемой площадки.

Сущность полезной модели поясняется чертежами (фиг. 1-2): где на фиг. 1, 2 представлены два вида оптической системы осветителя, фиг. 1 - вид, показывающий конфигурацию коллиматора светового излучения; фиг. 2 - вид, показывающий расположение коллиматора светового излучения за линзой Френеля.

Светодиодный хирургический осветитель, содержит последовательно расположенные по ходу излучения три компонента, первый компонент 1 - светодиод, второй 2 - коллиматор светового излучения, боковая поверхность которого выполнена в виде поверхности ступенчатого профиля, каждый элемент профиля боковой поверхности коллиматора представляет собой сечение поверхности вращения, параметры которой выбраны так, чтобы лучи, падающие на этот элемент, после полного внутреннего отражения выходили из коллиматора параллельно оптической оси, третий компонент 3 - линза Френеля.

Светодиодный осветитель работает следующим образом: световой поток от светодиода проходит через компоненты 1-3, заданное распределение освещенности образуется в фокальной плоскости линзы Френеля 3 (на чертежах не показана).

Примером конкретной реализации предлагаемого изобретения является светодиодный хирургический осветитель, создающий на рабочей площадке диаметром 260 мм, удаленной на расстояние 1 м от осветителя максимальную освещенность 120000 лк, цветовая температура осветителя 4900 К, индекс цветопередачи 95%. В пределах освещаемой площадки диаметром 260 мм освещенность на краях площадки составляет не менее 10% от освещенности в центре.

Техническим преимуществом предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом является увеличение освещенности рабочей площадки, увеличение расстояния от осветителя до освещаемой рабочей площадки и увеличение ее размера.

Реализация технических преимуществ осветителя по предлагаемой полезной модели повышает эффективность освещения рабочей поверхности, что позволяет использовать его как светодиодный хирургический осветитель, создающий освещение операционного поля хирургической комнаты с увеличенным значением освещенности, расстояния от осветителя до освещаемой поверхности и увеличенным размером освещаемой площадки.

Claims (2)

1. Светодиодный хирургический осветитель, состоит из модуля, который содержит источник света, выполненный в виде расположенного на основании, по меньшей мере, одного светодиода, и вторичную оптику, выполненную в виде изготовленного из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого превышает показатель преломления воздуха, сплошного объемного тела, имеющего входное основание, выходное основание и боковую поверхность, при этом источник света помещен вблизи входного основания вторичной оптики, а ее боковая поверхность имеет расширяющуюся в направлении от входного основания к выходному основанию форму, обеспечивающую полное внутреннее отражение световых лучей, падающих на боковую поверхность вторичной оптики, геометрические размеры входного основания вторичной оптики соответствуют геометрическим размерам основания источника света, а также дополнительную оптическую систему, отличающийся тем, что источник света содержит группу светодиодов с одним или различным цветом излучения с вторичной оптикой, при этом вторичная оптика представляет собой коллиматор светового излучения, причем его боковая поверхность выполнена в виде поверхности ступенчатого профиля, а дополнительная оптическая система выполнена в виде линзы Френеля и расположена впереди группы светодиодов с вторичной оптикой.

2. Осветитель по п. 1, отличающийся тем, что содержит N модулей, каждый из которых включает группу светодиодов с вторичной коллимирующей оптикой и линзу Френеля.

Images