TWI711788B - 手術燈設備 - Google Patents

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Abstract

一種手術燈設備包含中央柱體、環形導光結構、反射罩結構、反射構件及光源裝置。環形導光結構套設於中央柱體上且具有入光端部及出光端部。反射罩結構連接於中央柱體之頂端以環設於中央柱體之周圍。反射構件套設於中央柱體對應出光端部之位置上且具有反射面。光源裝置套設於中央柱體對應入光端部之位置上，光源裝置所發射之光線經由入光端部進入環形導光結構且從出光端部射出至反射面，並接著經由反射面反射至反射罩結構，使得光線經由反射罩結構之聚光產生投射光斑。

Description

手術燈設備
本發明關於一種手術燈設備，尤指一種將光源裝置、環形導光結構，以及反射構件套設在中央柱體上之手術燈設備。
在現今社會中，照明裝置已成為日常生活中不可或缺的電子用品。在黑暗的環境中，人們往往需要照明裝置以進行某些特定活動，如手術等。因此，許多用來提供光線的輔助設備隨之因應而生。用於手術的手術燈即為一相當具有代表性的例子。
一般而言，常見手術燈設計係將導光柱連接於反射鏡罩之中心位置以使反射鏡罩環設於導光柱之周圍，且將光源以及圓錐狀反射鏡分別設置於對應導光柱之入光端以及出光端之位置上，藉此，光源所發射之光線即可經由入光端進入導光柱且從出光端射出至圓錐狀反射鏡之反射面，並接著經由反射面反射至反射鏡罩，從而使得光線經由反射鏡罩之聚光產生投射光斑，以供醫生可藉由投射光斑的照明看清楚手術目標區域。然而，由於上述導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡係分隔設置，再加上導光柱通常係採用實心柱體設計或空心反射鏡式設計，因此上述由導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡所組成之導光結構往往會佔用過多的手術燈內部配置空間，不利於手術燈之輕量薄型化設計且會對手術燈之內部光學元件配置設計造成許多不必要的限制。
因此，本發明的目的之一在於提供一種將光源裝置、環形導光結構，以及反射構件套設在中央柱體上之手術燈設備，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之手術燈設備包含一中央柱體、一環形導光結構、一反射罩結構、一反射構件，以及一光源裝置。該環形導光結構套設於該中央柱體上且具有一入光端部以及一出光端部。該反射罩結構連接於該中央柱體之一頂端以環設於該中央柱體之周圍。該反射構件套設於該中央柱體對應該出光端部之位置上且具有一反射面。該光源裝置套設於該中央柱體對應該入光端部之位置上，該光源裝置所發射之光線經由該入光端部進入該環形導光結構且從該出光端部射出至該反射面，並接著經由該反射面反射至該反射罩結構，使得光線經由該反射罩結構之聚光產生一投射光斑。
綜上所述，相較於先前技術採用導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡分隔設置以及導光柱為實心柱體之設計，本發明係採用將光源裝置、環形導光結構，以及反射構件套設在中央柱體上之設計，藉以有效地解決先前技術中所提到的由導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡分隔設置所組成之導光結構會佔用過多手術燈內部配置空間的問題，從而有利於手術燈之輕量薄型化設計以及提升手術燈設備內部光學元件的配置彈性。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
10,100,200:手術燈設備
12:中央柱體
13:中間通孔
14,102,202:環形導光結構
16:反射罩結構
17:反射鏡塊
18:反射構件
19:反射面
20,104,204:光源裝置
21,105,205:發光二極體
22:第一鏡罩
24:第二鏡罩
106:底部混光套環
108:錐狀導光柱
206:導光透鏡
P1:入光端部
P2:出光端部
P3:頂端
第1圖為根據本發明之一實施例所提出之手術燈設備之立體示意圖。
第2圖為第1圖之手術燈設備沿著剖面線A-A之剖面示意圖。
第3圖為根據本發明之另一實施例所提出之手術燈設備之立體示意圖。
第4圖為第3圖之手術燈設備沿著剖面線B-B之部分剖面放大示意圖。
第5圖為根據本發明之另一實施例所提出之手術燈設備之立體示意圖。
第6圖為第5圖之手術燈設備沿著剖面線C-C之部分剖面放大示意圖。
第7圖為第5圖之手術燈設備之內部元件放大示意圖。
請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為根據本發明之一實施例所提出之一手術燈設備10之立體示意圖，第2圖為第1圖之手術燈設備10沿著剖面線A-A之剖面示意圖，如第1圖以及第2圖所示，手術燈設備10包含一中央柱體12、一環形導光結構14、一反射罩結構16、一反射構件18，以及一光源裝置20。環形導光結構14係可較佳地採用如第1圖所示之一體成型之環形結構設計(但不受此限，其亦可改採用以分件接合組裝方式構成之環形結構設計)以套設於中央柱體12上且具有一入光端部P1以及一出光端部P2，在此實施例中，環形導光結構14係可較佳地摻雜有複數個散射顆粒(未顯示於圖式中，其針對顆粒材質(如樹脂等)與摻雜製程(如雙料射出成型等)的相關描述係常見於先前技術中，於此不再贅述)，藉以透過散射顆粒與環形導光結構14之折射率不同的設計以使光線在環形導光結構14中能夠產生散射、反射或衍射，從而進一步地提升環形導光結構14之混光效果。
反射罩結構16係連接於中央柱體12之一頂端P3以環設於中央柱體12之周圍(如第1圖所示之連續環繞之罩體結構設計，但不受此限，其亦可改採用分段不連續環繞之罩體結構設計)，更詳細地說，在此實施例中，反射鏡罩結構16係可較佳地採用多層鏡罩設計(但不以此為限，其亦可改採用單一鏡罩設計)，舉例來說，反射鏡罩結構16可包含一第一鏡罩22以及至少一第二鏡罩24(於第1圖中顯示一個，但不受此限)，第一鏡罩22連接於中央柱體12之頂端P3，第二鏡罩24係連接於第一鏡罩22以與第一鏡罩22共同反射光線而產生相對應的投射光斑，其中第二鏡罩24係可較佳地與第一鏡罩22一體成型且與第一鏡罩22具有不同曲率，但不受此限，也就是說，本發明亦可採用其他罩體結構設計，舉例來說，在另一實施例中，第二鏡罩係可活動地連接於第一鏡罩，使得第二鏡罩可 相對於第一鏡罩作動以用來調整投射光斑之投射面積，或者是，在另一實施例中，反射罩結構係可採用單鏡面設計而以一體成型之方式形成或是由複數個反射鏡塊所組成，至於採用何種設計，其端視本發明之實際應用而定。
反射構件18係套設於中央柱體12對應出光端部P2之位置上且具有一反射面19(可為平面或曲面)，以用來將從環形導光結構14射出之光線反射至反射罩結構16。光源裝置20係套設於中央柱體12對應入光端部P1之位置上，藉此，光源裝置20所發射之光線係可經由入光端部P1進入環形導光結構14且從出光端部P2射出至反射構件18之反射面19。更詳細地說，在此實施例中，光源裝置20可包含複數個發光二極體21(如第2圖所示，其可為能夠發射冷色光(或暖色光)之發光二極體、RGB發光二極體或其組合配置，但不受此限，其色光顏色與光源類型的選用端視手術燈設備10之實際應用而定)，複數個發光二極體21以環形排列之方式設置在與入光端部P1相對之位置，藉以確保複數個發光二極體21所發射之光線均可通過入光端部P1而進入環形導光結構14中，從而有效地提升手術燈設備10之光線使用效率。
需注意的是，上述環形導光結構14、反射罩結構16，以及反射構件18之至少其中之一係可活動地套設於中央柱體12上(例如採用螺紋咬合設計以使環形導光結構14、反射罩結構16，或反射構件18可沿著中央柱體12軸向上下移動，但不以此為限)，使得環形導光結構14、反射罩結構16，以及反射構件18之間的相對位置可調，如此一來，使用者即可透過彈性地改變環形導光結構14、反射罩結構16，以及反射構件18在中央柱體12上之相對位置的方式，調整手術燈設備10所產生之投射光斑的投射面積，以即時地符合實際照明需求。
在實際應用中，由第1圖以及第2圖可知，中央柱體12內可較佳地形成有一中間通孔13以允許氣流通過，藉此，在手術期間，手術燈設備10係可允許手術室內乾淨的層流氣體能夠通過中間通孔13而不受阻擋地在手術室內進行對 流，並且順利地流動至手術燈設備10所照射的病人身上。更進一步地，手術燈設備10可另包含一導流裝置以及一攝像裝置(未顯示圖式中)，簡言之，導流裝置(如扇葉式風扇或無葉片風扇等)以及攝像裝置(如攝影機等)係可設置於中間通孔13中，藉此，導流裝置係可用來引導氣流通過而有利於手術室內的層流氣體對流，而攝像裝置則是可用來擷取影像以協助手術影像的建立與存取。
透過上述設計，光源裝置20之發光二極體21所發射之光線係可經由入光端部P1進入環形導光結構14且從出光端部P2射出至反射構件18之反射面19，並且接著經由反射面19反射至反射罩結構16之第一鏡罩22以及第二鏡罩24，使得光線能夠經由第一鏡罩22以及第二鏡罩24之反射而出現聚光現象以在照明標的(如病人)上產生相對應之投射光斑，以供醫生可藉由投射光斑的照明看清楚手術目標區域。
綜上所述，相較於先前技術採用導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡分隔設置以及導光柱為實心柱體之設計，本發明係採用將光源裝置、環形導光結構，以及反射構件套設在中央柱體上之設計，藉以有效地解決先前技術中所提到的由導光柱、光源以及圓錐狀反射鏡分隔設置所組成之之導光結構會佔用過多手術燈內部配置空間的問題，從而有利於手術燈之輕量薄型化設計以及提升手術燈設備內部光學元件的配置彈性。
值得一提的是，環形導光結構之設計係可不限於上述實施例，舉例來說，請參閱第3圖以及第4圖，第3圖為根據本發明之另一實施例所提出之一手術燈設備100之立體示意圖，第4圖為第3圖之手術燈設備100沿著剖面線B-B之部分剖面放大示意圖，由第3圖以及第4圖可知，手術燈設備100包含中央柱體12、一環形導光結構102、反射罩結構16、反射構件18，以及一光源裝置104，其中為了清楚地顯示環形導光結構102之結構設計，第3圖係省略中央柱體12之繪示，且在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，其代表具有相同或 相似之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。
在此實施例中，反射罩結構16係可較佳地由複數個反射鏡塊17所組成(但不受此限，其亦可改採用單鏡面設計)，環形導光結構102可包含一底部混光套環106以及複數個錐狀導光柱108，底部混光套環106具有出光端部P2，複數個錐狀導光柱108係以環形排列方式自底部混光套環106延伸形成(每一錐狀導光柱108之頂端係可視為環形導光結構102之入光端部P1)，光源裝置104可包含複數個發光二極體105(如第4圖所示，其可為能夠發射冷色光(或暖色光)之發光二極體、RGB發光二極體或其組合配置，但不受此限，其色光顏色與光源類型的選用端視手術燈設備100之實際應用而定)，複數個發光二極體105以一對一(但不受此限，其亦可採用多對一之配置)之方式與複數個錐狀導光柱108彼此相對，藉此，發光二極體105所發射之光線係可經由錐狀導光柱108之頂端進入錐狀導光柱108，並且接著入射至底部混光套環106中進行混光，在此過程中，透過錐狀導光柱108上窄下寬的錐狀結構設計，光線係可在複數個錐狀導光柱108中多次反射後進入底部混光套環106，從而提升光線的混光均勻度。
透過上述設計，光源裝置104之發光二極體105所發射之光線係可經由入光端部P1進入環形導光結構102(依序通過錐狀導光柱108以及底部混光套環106)且從出光端部P2射出至反射構件18之反射面19，並且接著經由反射面19反射至反射罩結構16，使得光線能夠經由反射罩結構16之反射而出現聚光現象以在照明標的(如病人)上產生相對應之投射光斑，以供醫生可藉由投射光斑的照明看清楚手術目標區域。至於針對手術燈設備100之其他相關描述(如環形導光結構、反射罩結構或反射構件可動設計、環形導光結構設計、散射顆粒摻雜設計、反射罩體設計、柱體通孔設計等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。
除此之外，請參閱第5圖、第6圖，以及第7圖，第5圖為根據本發明 之另一實施例所提出之一手術燈設備200之立體示意圖，第6圖為第5圖之手術燈設備200沿著剖面線C-C之部分剖面放大示意圖，第7圖為第5圖之手術燈設備200之內部元件放大示意圖，由第5圖、第6圖，以及第7圖可知，手術燈設備200包含中央柱體12、一環形導光結構202、反射罩結構16、反射構件18，以及一光源裝置204，其中為了清楚地顯示環形導光結構202之結構設計，第7圖係省略中央柱體12之繪示，且在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，其代表具有相同或相似之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。
在此實施例中，環形導光結構202具有複數個導光透鏡206，複數個導光透鏡206係以環形排列方式自出光端部P2往光源裝置204突出形成(每一導光透鏡206之頂端係可視為環形導光結構202之入光端部P1)，光源裝置204可包含複數個發光二極體205(如第7圖所示，其可為能夠發射冷色光(或暖色光)之發光二極體、RGB發光二極體或其組合配置，但不受此限，其色光顏色與光源類型的選用端視手術燈設備200之實際應用而定)，複數個發光二極體205以一對多(但不受此限，其亦可採用一對一或多對一之配置)之方式與複數個導光透鏡206彼此相對，藉此，發光二極體205所發射之光線係可經由複數個導光透鏡206之光學引導而從出光端部P2射出至反射構件18之反射面19，並且接著經由反射面19反射至反射罩結構16，使得光線能夠經由反射罩結構16之反射而出現聚光現象以在照明標的(如病人)上產生相對應之投射光斑，以供醫生可藉由投射光斑的照明看清楚手術目標區域。至於針對手術燈設備200之其他相關描述(如環形導光結構、反射罩結構或反射構件可動設計、環形導光結構設計、散射顆粒摻雜設計、反射罩體設計、柱體通孔設計等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10:手術燈設備
12:中央柱體
13:中間通孔
14:環形導光結構
16:反射罩結構
18:反射構件
19:反射面
20:光源裝置
21:發光二極體
22:第一鏡罩
24:第二鏡罩
P1:入光端部
P2:出光端部
P3:頂端

Claims (16)

  1. 一種手術燈設備，其包含：一中央柱體；一環形導光結構，其套設於該中央柱體上且具有一入光端部以及一出光端部；一反射罩結構，其連接於該中央柱體之一頂端以環設於該中央柱體之周圍；一反射構件，其套設於該中央柱體對應該出光端部之位置上且具有一反射面；以及一光源裝置，其套設於該中央柱體對應該入光端部之位置上，該光源裝置所發射之光線經由該入光端部進入該環形導光結構且從該出光端部射出至該反射面，並接著經由該反射面反射至該反射罩結構，使得光線經由該反射罩結構之聚光產生一投射光斑，該環形導光結構、該反射罩結構，以及該反射構件之至少其中之一可活動地套設於該中央柱體上，使得該環形導光結構、該反射罩結構，以及該反射構件之間的相對位置可調，以用來調整該投射光斑之投射面積。
  2. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該環形導光結構摻雜有複數個散射顆粒。
  3. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該光源裝置包含複數個發光二極體，該複數個發光二極體以環形排列之方式設置在與該入光端部相對之位置。
  4. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該反射鏡罩結構包含： 一第一鏡罩，其連接於該中央柱體之該頂端；以及至少一第二鏡罩，其連接於該第一鏡罩以與該第一鏡罩共同反射該光線以產生該投射光斑。
  5. 如請求項4所述之手術燈設備，其中該至少一第二鏡罩係與該第一鏡罩一體成型。
  6. 如請求項4所述之手術燈設備，其中該至少一第二鏡罩係可活動地連接於該第一鏡罩，使得該至少一第二鏡罩可相對於該第一鏡罩作動以用來調整該投射光斑之投射面積。
  7. 如請求項4所述之手術燈設備，其中該至少一第二鏡罩係與該第一鏡罩具有不同曲率。
  8. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該反射罩結構係以一體成型之方式形成或是由複數個反射鏡塊所組成。
  9. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該中央柱體內形成有一中間通孔以允許氣流通過。
  10. 如請求項9所述之手術燈設備，其另包含：一導流裝置，其設置於該中間通孔中，以用來引導氣流通過。
  11. 如請求項9所述之手術燈設備，其另包含： 一攝像裝置，其設置於該中間通孔中，以用來擷取影像。
  12. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該環形導光結構包含：一底部混光套環，其具有該出光端部；以及複數個錐狀導光柱，其以環形排列方式自該底部混光套環延伸形成；其中該光源裝置所發射之光線經由每一錐狀導光柱之頂端進入每一錐狀導光柱且入射至該底部混光套環中進行混光而從該出光端部射出至該反射面。
  13. 如請求項12所述之手術燈設備，其中該光源裝置包含複數個發光二極體，該複數個發光二極體以一對一或多對一之方式與該複數個錐狀導光柱彼此相對。
  14. 如請求項1所述之手術燈設備，其中該環形導光結構包含複數個導光透鏡，該複數個導光透鏡以環形排列方式自該出光端部往該光源裝置突出形成，該光源裝置所發射之光線經由該複數個導光透鏡之光學引導而從該出光端部射出至該反射構件之該反射面。
  15. 如請求項14所述之手術燈設備，其中該光源裝置包含複數個發光二極體，該複數個發光二極體以一對多、一對一，或多對一之方式與該複數個導光透鏡彼此相對。
  16. 一種手術燈設備，其包含：一中央柱體； 一環形導光結構，其套設於該中央柱體上且具有一入光端部以及一出光端部，該環形導光結構包含複數個導光透鏡；一反射罩結構，其連接於該中央柱體之一頂端以環設於該中央柱體之周圍；一反射構件，其套設於該中央柱體對應該出光端部之位置上且具有一反射面；以及一光源裝置，其套設於該中央柱體對應該入光端部之位置上，該複數個導光透鏡以環形排列方式自該出光端部往該光源裝置突出形成，該光源裝置所發射之光線經由該複數個導光透鏡之光學引導而從該出光端部射出至該反射面，並接著經由該反射面反射至該反射罩結構，使得光線經由該反射罩結構之聚光產生一投射光斑。
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