RU146973U1

RU146973U1 - LED LIGHTING DEVICE FOR ENDOSCOPES

Info

Publication number: RU146973U1
Application number: RU2014130691/14U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Буцевицкий
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Айсберг"
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2014-11-20

Abstract

1. Светодиодное осветительное устройство для эндоскопов, состоящее из корпуса, внутри которого размещен источник света, выполненный в виде светодиода, на дистальном конце корпуса расположен коннектор, предназначенный для подключения к эндоскопу, внутри корпуса размещен радиатор, в теле которого выполнены каналы, при этом между радиатором и корпусом со стороны дистальной части корпуса образуется зазор, предназначенный для прохождения воздуха по каналам радиатора, светодиод установлен на дистальном конце радиатора, в непосредственной близости к внутренней поверхности коннектора, предназначенного для подключения эндоскопа, через тело радиатора проходит электрический кабель, предназначенный для подключения светодиода к кабелю электропитания непосредственно или через разъем, установленный в коннекторе, расположенном на проксимальном конце корпуса, и предназначенном для подключения системы подачи или отвода воздуха.2. Светодиодное осветительное устройство для эндоскопов по п. 1, отличающееся тем, что корпус выполнен в защитном кожухе.1. LED lighting device for endoscopes, consisting of a housing, inside of which there is a light source made in the form of an LED, a connector for connecting to an endoscope is located on the distal end of the housing, a radiator is placed inside the housing, channels are made in the body, while between the radiator and the casing from the side of the distal part of the casing, a gap is formed for air to pass through the radiator channels, an LED is installed on the distal end of the radiator, in the immediate In order to connect the endoscope to the inner surface of the connector, an electric cable passes through the radiator body to connect the LED to the power cable directly or through the connector installed in the connector located on the proximal end of the housing and designed to connect the air supply or exhaust system. 2. LED lighting device for endoscopes according to claim 1, characterized in that the housing is made in a protective casing.

Description

Заявляемое техническое решение относится к осветительной технике и может быть использовано при работе с эндоскопами для освещения внутренних органов и полостей при эндоскопических исследованиях.The claimed technical solution relates to lighting equipment and can be used when working with endoscopes to illuminate internal organs and cavities during endoscopic examinations.

Свет играет важную роль в процессе диагностики, поскольку от его качества зависит достоверность полученных во время исследования данных и успешность эндоскопических вмешательств. Главное требование к источнику света - он должен быть достаточно ярким и не искажать естественный цвет исследуемого объекта. В связи с этим осветительные устройства, как правило, содержат источник света и оптически связанный с ним волоконнооптический жгут, передающий свет от источника излучения к эндоскопу, который в свою очередь освещает заданную зону обследования.Light plays an important role in the diagnostic process, since the reliability of the data obtained during the study and the success of endoscopic interventions depend on its quality. The main requirement for a light source is that it should be bright enough and not distort the natural color of the object under study. In this regard, lighting devices, as a rule, contain a light source and a fiber optic bundle optically connected with it, transmitting light from a radiation source to an endoscope, which in turn illuminates a given examination area.

В качестве источников светового излучения в эндоскопах на протяжении многих лет использовались лампы, например, галогенные и ксеноновые, мощность которых составляет 100-300 Вт.For many years, lamps, for example, halogen and xenon lamps, whose power is 100-300 watts, have been used as sources of light radiation in endoscopes.

Основным недостатком ламповых источников света является необходимость собирать и фокусировать световой поток с помощью оптической системы (конденсора) на входном торце осветительного жгута, теряя при этом большое количество энергии.The main disadvantage of tube light sources is the need to collect and focus the light flux using an optical system (condenser) at the input end of the lighting cable, while losing a large amount of energy.

Для согласования апертуры осветительного волокна, у которого апертура больше 80°, с осветительным кабелем с апертурой менее 60° используется фокон, на котором так же теряется большое количество энергии.To match the aperture of the lighting fiber, whose aperture is greater than 80 °, with a lighting cable with an aperture of less than 60 °, a focus is used on which a large amount of energy is also lost.

В настоящее время разработаны осветительные устройства для эндоскопов, построенные на основе светодиодов, расположенных вблизи осветительного волокна эндоскопа. Такая конструкция устройства позволяет значительно снизить потери энергии при передаче светового потока от осветителя к эндоскопу.Currently developed lighting devices for endoscopes, built on the basis of LEDs located near the illuminating fiber of the endoscope. This design of the device can significantly reduce energy loss during transmission of the light flux from the illuminator to the endoscope.

Однако, при использовании в осветительных устройствах сверхмощных светодиодов, с мощностью более 3 Вт, возникает чрезмерный нагрев корпусов, в которых они установлены.However, when using high-power LEDs in lighting devices with a power of more than 3 W, there is excessive heating of the cases in which they are installed.

Известно осветительное устройство (патент РФ на полезную модель №110817, опубл. 27.11.2011) содержащее установленный в корпусе источник света в виде кристалла мощного светодиода и светопроводящий волоконный жгут из высокоапертурного оптического волокна, имеющий плоский перпендикулярный волокнам конец. При этом торец волоконного жгута расположен в непосредственной близости к излучающей поверхности кристалла. Проксимальный конец волоконного жгута заключен в жесткую обойму. Для отвода тепла, выделяемого светодиодом при свечении, корпус устройства выполнен из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например, из алюминия. Однако выполнение корпуса из алюминия не позволяет использовать сверхмощные светодиоды, так как в этом случае корпус устройства будет сильно нагреваться, что в свою очередь приведет к снижению яркости свечения и деградации структуры кристалла, а так же может привести к ожогу оператора и (или) пациента.A lighting device is known (RF patent for utility model No. 110817, publ. 11/27/2011) containing a light source installed in the housing in the form of a crystal of a powerful LED and a light-conducting fiber bundle of high-aperture optical fiber having a flat end perpendicular to the fibers. The end of the fiber bundle is located in close proximity to the radiating surface of the crystal. The proximal end of the fiber bundle is enclosed in a rigid clip. To remove the heat generated by the LED during the glow, the device casing is made of a material with a high coefficient of thermal conductivity, for example, aluminum. However, the execution of the aluminum housing does not allow the use of heavy-duty LEDs, since in this case the device housing will become very hot, which in turn will lead to a decrease in the brightness of the glow and degradation of the crystal structure, and may also cause burns to the operator and / or patient.

В эндоскопе со встроенным светодиодным источником света (патент РФ по полезную модель №105569, опубл. 20.06.2011) за счет размещения на корпусе эндоскопа датчиков температуры, организации управления питанием светодиодных излучателей в соответствии с температурой датчиков, достигается защита светодиода от перегрева. В процессе работы в зависимости от показателей датчиков температуры и от значения максимально допустимой температуры светодиодного источника света блок управления питанием светодиодного источника света эндоскопа осуществляет автоматическое понижение или повышение силы тока светодиодного источника света с целью удержания температуры корпуса эндоскопа. Однако во время изменения силы тока происходит изменение уровня освещенности и, следовательно, ухудшаться качество работы всего эндоскопа. Использование встроенного источника света усложняет процесс стерилизации эндоскопа в целом, а также сильно удорожает эндоскоп.In an endoscope with an integrated LED light source (RF patent for utility model No. 1055569, publ. 06/20/2011) by placing temperature sensors on the endoscope body, organizing power management of the LED emitters in accordance with the temperature of the sensors, the LED is protected from overheating. During operation, depending on the temperature sensors and the value of the maximum allowable temperature of the LED light source, the power control unit of the LED light source of the endoscope automatically lowers or increases the current strength of the LED light source in order to maintain the temperature of the endoscope body. However, during a change in amperage, a change in the level of illumination occurs and, therefore, the quality of the work of the entire endoscope deteriorates. Using an integrated light source complicates the sterilization process of the endoscope as a whole, and also greatly increases the cost of the endoscope.

Известен универсальный светодиодный осветитель «МИХОС» разработанный фирмой ООО «НПО Эталов», расположенной в г. Екатеринбурге (http://www.etalon66.ru/catalog/0/24/93), который за счет использования коннекторов системы Storz / Storz позволяет подключить его непосредственно к эндоскопам различных конструкций. Данное осветительное устройство выбрано в качестве прототипа, так как является наиболее близким к заявляемому техническому решению.The well-known universal LED illuminator MIKhOS was developed by NPO Etalov LLC, located in Yekaterinburg (http://www.etalon66.ru/catalog/0/24/93), which, through the use of Storz / Storz system connectors, allows connect it directly to endoscopes of various designs. This lighting device is selected as a prototype, as it is closest to the claimed technical solution.

Осветительное устройство состоит из корпуса, внутри которого расположен светодиод. На дистальном конце корпуса расположен коннектор, предназначенный для подключения к эндоскопу, а к проксимальному концу корпуса подключен кабель электропитания.The lighting device consists of a housing, inside of which there is an LED. A connector is provided at the distal end of the housing for connection to an endoscope, and a power cable is connected to the proximal end of the housing.

Данная конструкция не позволяет в достаточной мере отводить тепло от корпуса осветительного устройства. В связи с этим можно использовать только светодиод малой мощности, который не может обеспечить максимальный уровень освещенности объектаThis design does not allow sufficient heat to be removed from the housing of the lighting device. In this regard, you can use only a low power LED, which cannot provide the maximum level of illumination of the object

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является отвод тепла от корпуса светодиодного осветительного устройства при постоянной максимальной освещенности.The task to which the claimed technical solution is directed is to remove heat from the housing of the LED lighting device at constant maximum illumination.

Техническим результатом, на получение которого направлено заявляемое техническое решение, является получение постоянного максимального уровня освещенности и повышение безопасности эксплуатации осветительного устройства.The technical result, to which the claimed technical solution is directed, is to obtain a constant maximum level of illumination and increase the safety of operation of the lighting device.

Для получения указанного технического результата светодиодное осветительное устройство для эндоскопов выполнено в виде корпуса, внутри которого размещен источник света, выполненный в виде светодиода, на дистальном конце корпуса расположен коннектор, предназначенный для подключения к эндоскопу, внутри корпуса размещен радиатор, в теле которого выполнены каналы, при этом между радиатором и корпусом со стороны дистальной части корпуса образуется зазор, предназначенный для прохождения воздуха по каналам радиатора, светодиод установлен на дистальном конце радиатора, в непосредственной близости к внутренней поверхности коннектора, предназначенного для подключения эндоскопа, через тело радиатора проходит электрический кабель, предназначенный для подключения светодиода к кабелю электропитания непосредственно или через разъем, установленный в коннекторе, расположенном на проксимальном конце корпуса, и предназначенном для подключения системы подачи или отвода воздуха.To obtain the technical result, the LED lighting device for endoscopes is made in the form of a housing, inside of which there is a light source made in the form of an LED, at the distal end of the housing there is a connector designed to connect to the endoscope, a radiator is placed inside the housing, channels are made in its body, at the same time, a gap is formed between the radiator and the casing from the side of the distal part of the casing, designed for air to pass through the radiator channels, the LED is installed at the distal end of the radiator, in close proximity to the inner surface of the connector intended for connecting the endoscope, an electric cable passes through the radiator body to connect the LED to the power cable directly or through the connector installed in the connector located on the proximal end of the body and designed to connecting the air supply or exhaust system.

Для снижения теплопроводности корпус может быть выполнен в защитном кожухе.To reduce thermal conductivity, the housing can be made in a protective casing.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг. 1, где представлена конструкция светодиодного осветительного устройства для эндоскопов.The essence of the claimed utility model is illustrated in FIG. 1, which shows the design of an LED lighting device for endoscopes.

Светодиодное осветительное устройство для эндоскопов (фиг. 1) состоит из корпуса 1, радиатора 2, источника света, выполненного в виде светодиода 3, коннектора 4, предназначенного для подключения к эндоскопу, коннектора 5, предназначенного для подключения системы подачи или отвода воздуха. В теле радиатора 2 выполнены каналы 6. Между радиатором 2 и корпусом 1 образуется зазор 7, предназначенный для прохождения воздуха по каналам 6 радиатора 2. Через тело радиатора 2 проходит электрический кабель 8 от светодиода 3 к разъему электропитания, установленному в коннекторе 5. Светодиод 3 может быть подключен непосредственно к кабелю электропитания без использования разъема (на фиг. 1 не показано). Корпус 1 может быть покрыт защитным кожухом 9.The LED lighting device for endoscopes (Fig. 1) consists of a housing 1, a radiator 2, a light source made in the form of an LED 3, a connector 4 for connecting to an endoscope, a connector 5 for connecting an air supply or exhaust system. Channels 6 are made in the body of radiator 2. A gap 7 is formed between the radiator 2 and the housing 1, which is designed to allow air to pass through the channels 6 of the radiator 2. An electric cable 8 passes from the radiator 2 body from the LED 3 to the power connector installed in the connector 5. LED 3 can be connected directly to the power cable without using a connector (not shown in Fig. 1). The housing 1 may be covered with a protective casing 9.

В качестве источника света используется кристалл светодиода CREE XML-Т5 мощностью 10 Вт. Кристалл представляет собой квадрат со стороной 2 мм., размещенный на штатной подложке, содержащей две токопроводящие дорожки с выводами на их концах для соединения с кабелем электропитания.As a light source, a 10 W CREE XML-T5 LED crystal is used. The crystal is a square with a side of 2 mm., Placed on a standard substrate containing two conductive tracks with leads at their ends for connection to a power cable.

Осветительное устройство присоединяется непосредственно к разъему эндоскопа посредством резьбового соединения, расположенного на коннекторе 4.The lighting device is connected directly to the endoscope connector by means of a threaded connection located on the connector 4.

В связи с тем, что источник света 3 расположен в непосредственной близости к внутренней поверхности коннектора 4, предназначенного для подключения эндоскопа, значительно повышается освещенность объекта, особенно если в эндоскопе в качестве осветительного волокна используется высокоаппертурное волокно, с апертурой более 90°.Due to the fact that the light source 3 is located in close proximity to the inner surface of the connector 4, intended for connecting an endoscope, the illumination of the object is significantly increased, especially if a high aperture fiber with an aperture of more than 90 ° is used as an illuminating fiber.

Для отвода тепла в качестве системы охлаждения в данном техническом решении используется обдув ребер радиатора потоками воздуха, который поступает в корпус через коннектор, подключенный с помощью гибкого шланга к системе подачи или отвода воздуха и выходит (или забирается) через зазор 7 в дистальной части между корпусом и радиатором. В качестве системы подачи или отвода воздуха может быть использован воздушный компрессор или отсос.To remove heat as a cooling system, this technical solution uses airflow to blow through the radiator fins, which enters the housing through a connector connected to the air supply or exhaust system with a flexible hose and exits (or gets) through the gap 7 in the distal part between the housing and a radiator. An air compressor or suction can be used as the air supply or exhaust system.

Для снижения теплопроводности корпуса 1, он может быть выполнен в защитном кожухе 9, изготовленным из не теплопроводящего материала, например, пластмассы.To reduce the thermal conductivity of the housing 1, it can be made in a protective casing 9 made of a non-heat-conducting material, for example, plastic.

Постоянное охлаждение корпуса устройства обеспечивает бесперебойную работу осветительного устройства с постоянной максимальной освещенностью, а также позволяет повысить безопасность работы оператора в процессе проведения эндоскопических исследований, так как теперь эндоскоп можно удерживать в руке длительное время, не ощущая дискомфорта от нагрева корпуса даже при максимальной мощности используемого светодиода.Constant cooling of the device casing ensures uninterrupted operation of the lighting device with constant maximum illumination, and also improves the safety of the operator during endoscopic examinations, since now you can hold the endoscope in your hand for a long time without feeling discomfort from heating the casing even at the maximum power of the LED used .

Claims

1. LED lighting device for endoscopes, consisting of a housing, inside of which there is a light source made in the form of an LED, a connector for connecting to an endoscope is located on the distal end of the housing, a radiator is placed inside the housing, channels are made in the body, while between the radiator and the casing from the side of the distal part of the casing, a gap is formed for air to pass through the radiator channels, an LED is installed on the distal end of the radiator, in the immediate izosti to the inner surface of the connector intended for connection of the endoscope through the radiator body extends an electric cable for connecting the LED to the power cable directly or through a connector mounted in the connector located at the proximal end of the body and intended to connect the supply or exhaust air system.

2. LED lighting device for endoscopes according to claim 1, characterized in that the housing is made in a protective casing.