專利名稱：手術(shù)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手術(shù)燈，包括用于為手術(shù)區(qū)域照明的至少一個(gè)白色和數(shù)個(gè)有色照明裝置，和用于控制照明裝置的一控制器。
背景技術(shù)：
這種手術(shù)燈用于手術(shù)室且因此是公知的。
希望控制手術(shù)燈關(guān)于光輻射表面上的色溫、強(qiáng)度和分布的光通量。這種控制如果有，也只能很困難地通過(guò)包括傳統(tǒng)的諸如鹵素或氣體放電燈的照明裝置的手術(shù)燈而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用單獨(dú)的照明裝置時(shí)，鹵素或氣體放電照明裝置的色溫在手術(shù)期間不能特定地調(diào)節(jié)，而只能用濾光技術(shù)改變。當(dāng)采用幾種昂貴的照明裝置時(shí)，色溫可在一定范圍內(nèi)改變。亮度可以通過(guò)孔徑調(diào)節(jié)，而不改變色溫。利用電調(diào)光在亮度方面的改變同樣改變色溫。分布僅能通過(guò)孔徑技術(shù)或使用幾種昂貴的照明裝置來(lái)粗調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的正是改進(jìn)照明裝置的觸發(fā)以調(diào)節(jié)手術(shù)燈的色溫和強(qiáng)度(亮度)。
在根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明的手術(shù)燈中，單獨(dú)的照明裝置結(jié)合為幾組并且這些組分配的能量值被儲(chǔ)存以便控制器可以分別地驅(qū)動(dòng)這些組。
手術(shù)燈的色溫和強(qiáng)度(亮度)應(yīng)當(dāng)是可調(diào)節(jié)的。為此目的，不同顏色(例如，冷白色、暖白色、青色、藍(lán)色)的發(fā)光二極管例如用作然后由可調(diào)能量值(即，例如一組照明裝置的電流和/或電壓)驅(qū)動(dòng)的照明裝置。
為了使單個(gè)組的照明裝置的照明參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，不同照明參數(shù)的能量值被儲(chǔ)存，分配給各組。
手術(shù)燈的色溫、手術(shù)燈的光強(qiáng)度或者橫過(guò)發(fā)光面的光強(qiáng)度分布更優(yōu)選被考慮作為照明參數(shù)的額定值。多組照明裝置可以利用額定值來(lái)驅(qū)動(dòng)、控制并且校準(zhǔn)。
容易控制的電流強(qiáng)度可能更優(yōu)選地用作可以通過(guò)額定值來(lái)控制的能量值或光通量值。電流值可控制電流強(qiáng)度或者是用于脈沖寬度調(diào)制以優(yōu)化驅(qū)動(dòng)的脈沖序列。
照明裝置有利地結(jié)合于一個(gè)或更多模塊或結(jié)合體。這提供了設(shè)計(jì)不同的手術(shù)燈的可能性。
每個(gè)模塊或每個(gè)結(jié)合體可被分配至一存儲(chǔ)裝置(EPROM)。此外，可提供數(shù)據(jù)至手術(shù)燈中心控制器的傳送。這有利地簡(jiǎn)化了用于修復(fù)工作的模塊交換。通過(guò)為每個(gè)模塊存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，可以安裝具有相同的照明性能的更換模塊。甚至在中心控制器被更換后，確保利用其校準(zhǔn)值來(lái)對(duì)燈進(jìn)行操作。


示意性的附圖示出了利用附圖來(lái)解釋的發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1比較詳細(xì)地示出了手術(shù)燈光模塊的構(gòu)造；圖2示出了該手術(shù)燈；圖3示出了用于該手術(shù)燈的操作裝置的操作區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
可結(jié)合于手術(shù)燈的所有單個(gè)光模塊，例如圖1中所示的光模塊6a，每個(gè)都由一個(gè)罩9連同用于連接鄰近的光模塊的機(jī)械的和/或電的或電子的連接元件或連接器組成。光模塊的形狀設(shè)計(jì)為使它們可以布置在典型的半徑為1000mm的球面上而沒(méi)有縫隙。為此，光模塊為六邊形的形狀。當(dāng)它們被裝配時(shí)，形成一種蜂窩或小平面(facette)結(jié)構(gòu)。面對(duì)操作位置的光模塊表面，不是必要地需要是平的，而可能略微地凹入以更好地再現(xiàn)球面的曲率。光模塊6a的光軸通常面對(duì)球面的焦點(diǎn)。
不同光區(qū)域形狀可以通過(guò)利用改變的入射角彼此鄰接地布置光模塊而產(chǎn)生。中間元件也可以用于此連接。一些發(fā)光二極管，大約10到50個(gè)發(fā)光二極管，在光模塊6a中布置為均勻分布，在圖1中僅示出其中的3個(gè)，參考標(biāo)記為10a至10c。陰影的排列由平面發(fā)射的光優(yōu)化。為此目的，每個(gè)發(fā)出近乎點(diǎn)狀光的發(fā)光二極管定位于合適的光學(xué)元件，如透鏡11a至11c(由虛線表示的例如是發(fā)光二極管光束12a至12c)。透鏡元件11a至11c的形狀設(shè)計(jì)為它們更好地填充光模塊6a直至其邊緣。透鏡元件11a至11c可另外具有散射結(jié)構(gòu)以給光區(qū)域提供更多均勻性。光模塊的下面5可以由透明盤(pán)覆蓋。
單個(gè)的光模塊6a一起形成了具有大約4500K的色溫和Ra＞93的色彩再現(xiàn)率的光源，以再現(xiàn)例如將在其上進(jìn)行手術(shù)的組織的自然顏色。因此，除了發(fā)光二極管10a產(chǎn)生白光之外，還使用發(fā)光二極管10b產(chǎn)生具有第一顏色的有色光，以及發(fā)光二極管10c產(chǎn)生具有第二顏色的有色光。通過(guò)增加有色光部分如青色和藍(lán)色，僅使用白光發(fā)光二極管造成的光譜缺失被部分地補(bǔ)償。此外，可產(chǎn)生特定顏色的混合以改進(jìn)手術(shù)醫(yī)師的視野。當(dāng)白光發(fā)光二極管有恒定的亮度時(shí)，通過(guò)由所有單個(gè)的光模塊(綜合光源(overall light source))組成的綜合模塊(overall modules)所產(chǎn)生的混合光的色溫的和色彩再現(xiàn)率可以通過(guò)對(duì)有色發(fā)光二極管強(qiáng)度進(jìn)行專門(mén)的連續(xù)調(diào)光(dimming)來(lái)可變地調(diào)整。發(fā)光二極管10a至10c的光通量強(qiáng)度可以連續(xù)改變。也可能要求通過(guò)匹配所有發(fā)光二極管的強(qiáng)度控制保持總的照明強(qiáng)度恒定。
發(fā)光二極管10a至10c通過(guò)電流線13a至13c與布置在光模塊6a內(nèi)的一個(gè)印刷板14連接，并連接至使發(fā)光二極管光通量電調(diào)光(electric dimming)并可通過(guò)操作元件16操作的中心控制器15。
可以可變地控制的手術(shù)燈(圖2)由例如三個(gè)或五個(gè)單個(gè)的光模塊組成，每個(gè)光模塊具有大約35個(gè)不同顏色的發(fā)光二極管作為照明裝置。每個(gè)包括其光學(xué)系統(tǒng)在內(nèi)的單個(gè)的發(fā)光二極管能夠照明整個(gè)照明區(qū)域，并且因而每個(gè)單個(gè)的光模塊也可以。手術(shù)燈的不同光強(qiáng)度和色溫可通過(guò)以不同方式激活發(fā)光二極管來(lái)調(diào)整。由此單個(gè)的光模塊在照明區(qū)域關(guān)于亮度和色溫達(dá)到同一的光學(xué)效果是決定性的。依照本發(fā)明，發(fā)光二極管組合為幾組，每組可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。分組布置的標(biāo)準(zhǔn)是發(fā)光二極管的顏色和已經(jīng)超出控制器的最大電流承載能力時(shí)發(fā)光二極管的數(shù)量。單個(gè)的組可結(jié)合于模塊或其它結(jié)合體。這些組接著通過(guò)中心控制器16來(lái)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)用戶可以選擇需要的色溫、光強(qiáng)度和發(fā)光分布。
單個(gè)的發(fā)光二極管組的每個(gè)模塊或每個(gè)結(jié)合體關(guān)于光亮度和色溫來(lái)度量，并校準(zhǔn)為相應(yīng)的額定值。這也補(bǔ)償了發(fā)光二極管在調(diào)光時(shí)通過(guò)減小電流(線性電流控制)改變其色溫的效果。此外發(fā)光二極管在照射色溫和光強(qiáng)度方面具有典型的大產(chǎn)量公差。因此，單個(gè)組的能量值必須對(duì)每個(gè)模塊或結(jié)合體進(jìn)行測(cè)量以得到要求的額定值。當(dāng)達(dá)到額定值時(shí)得出的這些能量值——即為了達(dá)到額定值，每組照明裝置需要一定能量值——被存儲(chǔ)以用于單個(gè)組的模塊或結(jié)合體。能量值表示在該能量上每個(gè)單個(gè)的組必須被驅(qū)動(dòng)以達(dá)到設(shè)定的額定值。這個(gè)能量值可以是電流值(線性電流控制)或用于脈沖寬度調(diào)整以供給發(fā)光二極管電流的脈沖序列。對(duì)于單個(gè)組的設(shè)置的結(jié)合產(chǎn)生對(duì)于色溫，強(qiáng)度和分布的額定值所需要的設(shè)置。不存儲(chǔ)能量而是在操作和隨之控制參數(shù)的過(guò)程中測(cè)定發(fā)出光的色溫和強(qiáng)度也是可能的。
能量值可以存儲(chǔ)于中心控制器。然而，這些值有利地空間地或功能性地分配給各組分別的模塊或結(jié)合體。這可以例如在模塊里的印刷板14上實(shí)現(xiàn)，其上布置有插入連接器以分送電的供應(yīng)。可布置存儲(chǔ)該組的模塊或結(jié)合體的值的例如EEPROM(電可擦除可編程序只讀存儲(chǔ)器)或閃存的存儲(chǔ)部件。當(dāng)手術(shù)燈開(kāi)啟時(shí)，這些值傳輸至中心控制器而且模塊或結(jié)合體以其校準(zhǔn)值來(lái)操作。
此外溫度傳感器可配置于或連接于模塊里的印刷板，其測(cè)量罩內(nèi)的溫度并在溫度高于可接受溫度的情況下減小光強(qiáng)度，以此降低溫度。
色溫的基本設(shè)置預(yù)置于4500K，當(dāng)手術(shù)燈開(kāi)啟時(shí)其自動(dòng)地生成。
圖3的操作元件16有一個(gè)可移動(dòng)的鍵/旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)17，可以由按壓和旋轉(zhuǎn)來(lái)被消毒和發(fā)送脈沖至手術(shù)燈控制器。當(dāng)開(kāi)關(guān)17被按壓時(shí)，手術(shù)燈的不同操作狀態(tài)經(jīng)過(guò)以下函數(shù)依次轉(zhuǎn)變—開(kāi)/關(guān)(完全關(guān)斷或待機(jī)狀態(tài))—光強(qiáng)度(亮度)—色溫—照明狀況(發(fā)射的光的強(qiáng)度分布的選擇)—可選項(xiàng)照相機(jī)驅(qū)動(dòng)(定位、變焦)開(kāi)關(guān)17確定的漸進(jìn)旋轉(zhuǎn)通過(guò)鎖閉位置來(lái)促進(jìn)。這改變了操作狀態(tài)內(nèi)的操作參數(shù)，其可以顯示于操作裝置16上。如下的參數(shù)存儲(chǔ)于控制器內(nèi)光強(qiáng)度例如，內(nèi)(10％)/50％/60％/70％/80％/90％/100％色溫例如，3500K/4000K/4500K/5000K照明狀況例如，1手術(shù)醫(yī)師/2手術(shù)醫(yī)師/大面積創(chuàng)傷/深而窄的創(chuàng)傷當(dāng)無(wú)菌的開(kāi)關(guān)17被打開(kāi)或關(guān)斷時(shí)，待機(jī)模式被啟用或不啟用。在關(guān)斷期間操作參數(shù)被存儲(chǔ)，并可進(jìn)一步顯示出來(lái)。當(dāng)手術(shù)燈打開(kāi)時(shí)，其采取前次所存儲(chǔ)參數(shù)的操作狀態(tài)。
除了開(kāi)關(guān)17，操作裝置16還包括另外的開(kāi)關(guān)18，用于完全打開(kāi)或關(guān)閉手術(shù)燈。當(dāng)手術(shù)燈打開(kāi)時(shí)，其處于預(yù)設(shè)參數(shù)(基本位置)的狀態(tài)。操作裝置16有一個(gè)具有一些發(fā)光二極管用來(lái)顯示手術(shù)燈調(diào)整亮度的強(qiáng)度的顯示器19，一個(gè)具有一些發(fā)光二極管用來(lái)顯示調(diào)整色溫的強(qiáng)度的顯示器20，一個(gè)用來(lái)顯示對(duì)手術(shù)燈用于深創(chuàng)傷或淺創(chuàng)傷的調(diào)整的顯示器21，和一個(gè)用來(lái)顯示手術(shù)燈在光線區(qū)域范圍內(nèi)用于一個(gè)或更多手術(shù)醫(yī)師的調(diào)整的顯示器22。
開(kāi)啟狀態(tài)可以示例如下

Ww＝暖白色Kw＝冷白色Bl＝藍(lán)色Cn＝青色
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)燈(1)，其包括用于為手術(shù)場(chǎng)所照明的至少一個(gè)白色的(10a)和幾個(gè)有色的(10b，10c)照明裝置，以及一個(gè)用于照明裝置(10a，10b，10c)的控制器(15)，其特征在于，還設(shè)有為照明裝置(10a，10b，10c)存儲(chǔ)能量值的裝置，并且所述控制器(15)設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)包括幾個(gè)照明裝置(10a，10b，10c)的單個(gè)的組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征在于，能量值能夠依賴額定值來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的手術(shù)燈，其特征在于，一個(gè)額定值是手術(shù)燈(1)的色溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的手術(shù)燈，其特征在于，一個(gè)額定值是手術(shù)燈(1)的光強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的手術(shù)燈，其特征在于，一個(gè)額定值是發(fā)光表面(5)上光強(qiáng)度的分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征在于，一個(gè)能量值是電流強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征在于，一個(gè)能量值是用于脈寬調(diào)制的脈沖序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征在于，將該照明裝置(10a，10b，10c)結(jié)合于一個(gè)模塊或幾個(gè)模塊或結(jié)合體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的手術(shù)燈，其特征在于，每個(gè)模塊或每個(gè)結(jié)合體均分配至一存儲(chǔ)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的手術(shù)燈，其特征在于，設(shè)有從存儲(chǔ)裝置向控制器傳輸該分配的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的手術(shù)燈，其特征在于，該存儲(chǔ)裝置是一個(gè)電可擦除可編程序只讀存儲(chǔ)器。
全文摘要
一種手術(shù)燈(1)，其包括用于照明手術(shù)場(chǎng)所的至少一個(gè)白色的(10a)和幾個(gè)有色的(10b，10c)照明裝置，以及一個(gè)用于照明裝置(10a，10b，10c)的控制器(15)。提供為照明裝置(10a，10b，10c)存儲(chǔ)能量值的裝置，其中控制器(15)設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)包括幾個(gè)照明裝置(10a，10b，10c)的單個(gè)的組。按照手術(shù)燈的色溫和強(qiáng)度(亮度)的調(diào)整來(lái)使照明裝置啟動(dòng)得以改進(jìn)。
文檔編號(hào)F21W131/205GK1991238SQ20061017194
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者魯?shù)婪颉が敔柨? 馬庫(kù)斯·福格爾 申請(qǐng)人:通快克羅伊策醫(yī)療系統(tǒng)兩合公司