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，它具有可變光場(chǎng)和在燈體和光柱焦點(diǎn)之 間可變的距離，因此，不包含機(jī)械調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
手術(shù)燈有可能會(huì)設(shè)計(jì)成所謂的單反射燈。這種情況下，光源是鹵
素?zé)艋驓怏w放電燈，所述燈被設(shè)置在具有約為500mm至1000mm的直 徑的大反射器的焦點(diǎn)上。通過沿反射器中軸或多或少地將光源從最優(yōu) 焦點(diǎn)放出或放入，光場(chǎng)的直徑，也就是手術(shù)區(qū)(operation field)的照 明直徑會(huì)變大或變窄，而焦點(diǎn)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，也就是說，反射光柱相交 的最亮點(diǎn)所照明的位置與手術(shù)燈燈體之間的距離沿?zé)趔w的中軸發(fā)生改 變。因此，復(fù)合機(jī)構(gòu)能夠提供可靠和運(yùn)行平滑的操作過程，而無需操 作者費(fèi)力地進(jìn)行任何操作。
多反射燈組成了另一種結(jié)構(gòu)。在此，手術(shù)燈通常包含一個(gè)剛性固 定到燈體30上的中央聚光燈或中央光模塊，和若干個(gè)繞所述中央聚光 燈或中央光模塊環(huán)形設(shè)置的聚光燈或光模塊。外部聚光燈或光模塊光 發(fā)射方向的改變由可徑向樞轉(zhuǎn)的發(fā)光體或反射器識(shí)別，或者整個(gè)聚光 燈或光模塊可徑向樞轉(zhuǎn)地進(jìn)行調(diào)節(jié)以便外部聚光燈或光模塊光柱的焦 點(diǎn)能夠改變它沿中軸與燈體之間的距離。因此，對(duì)于用來對(duì)外部發(fā)光 體進(jìn)行同步可靠調(diào)節(jié)的復(fù)合機(jī)構(gòu)來說，反射器或光模塊是必要的。
另一種手術(shù)燈設(shè)計(jì)成不具備任何對(duì)光場(chǎng)直徑以及焦點(diǎn)距離的調(diào)節(jié) 能力。在這種情況下，光傳輸特性，光場(chǎng)的直徑，和焦點(diǎn)對(duì)于一個(gè)手 術(shù)位置是最佳調(diào)節(jié)的。這里，光場(chǎng)直徑僅可能通過改變燈體和手術(shù)場(chǎng) 之間的距離來改變。改變焦點(diǎn)的距離是不可能的。當(dāng)使用多反射燈時(shí)， 存在著在燈體和手術(shù)位置之間距離短時(shí)出現(xiàn)光場(chǎng)不純，手術(shù)區(qū)中投射 出若干個(gè)光點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種手術(shù)燈，所述燈能夠經(jīng)濟(jì)地改變光場(chǎng)直 徑和焦點(diǎn)與燈體之間的距離。
上述目標(biāo)是通過權(quán)利要求l的特征實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的其它改進(jìn)在 從屬權(quán)利要求中介紹。
手術(shù)燈能夠通過對(duì)發(fā)光體特殊的布置和控制來改變光場(chǎng)的直徑和 焦點(diǎn)與燈體之間的距離。這是無需任何機(jī)械調(diào)節(jié)裝置就能完成。


本發(fā)明是借助于參照附圖進(jìn)行闡述的。
圖1是依照本發(fā)明手術(shù)燈實(shí)施例的透視圖。
圖2是帶有不同光柱的燈體的截面視圖。
圖3畫出了帶有發(fā)光體布置方式的燈體的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1畫出了依照本發(fā)明手術(shù)燈1實(shí)施例的透視圖。手術(shù)燈1包含 承載系統(tǒng)2、懸置系統(tǒng)3和燈體4。承載系統(tǒng)被固定到房間的天花板上， 墻上，或可移動(dòng)的立架上。由于存在著承載系統(tǒng)2和懸置系統(tǒng)3，燈 體可在活動(dòng)范圍內(nèi)被定位在任意位置和方位上。光發(fā)射區(qū)被設(shè)置在燈 體4的幾乎整個(gè)對(duì)側(cè)(未畫出)，在使用時(shí)燈體在特定距離處指向手術(shù) 區(qū)。
為了無菌地定位燈體4，手柄5， 6分別安裝在燈體4的兩個(gè)半部 上。燈體4的兩個(gè)半部防扭地彼此安裝在一起，因此，在樞轉(zhuǎn)兩個(gè)半 部之一吋，另一個(gè)半部也相應(yīng)地發(fā)生移動(dòng)以保持光發(fā)射區(qū)始終保持在 同一平面內(nèi)o
在燈體4的內(nèi)部設(shè)置有控制裝置7?？刂蒲b置7并非必須安裝在 燈體4內(nèi)部，它可以被容納于安裝在燈體4上或懸置裝置3上的分離 的殼體中?？蛇x地，控制裝置7可被置于操作單元(未畫出)中，所 述操作單元置于醫(yī)藥供應(yīng)單元或墻壁里/上。在燈體4的外部設(shè)置有操作裝置8。然而，操作裝置可位于分離 的殼體中，所述殼體置于燈體4上、懸置裝置3上或醫(yī)用供應(yīng)單元中 或墻壁里/上。
圖2畫出了設(shè)置有多個(gè)發(fā)光體9的燈體4的截面視圖。燈體包含 中軸線12,所述中軸垂直于發(fā)光體9所布置的平面。發(fā)光體9是成環(huán) 形安裝的，或依照燈體4的形狀進(jìn)行安裝。
每個(gè)發(fā)光體9配有將光聚集成束的裝置，在這里是折射器IO。除 了分離的折射器IO之外，還可以使用分離的反射器或具有可將光聚集 成束的一體裝置的發(fā)光體。
發(fā)光體9的光束分別以光柱束I， I'， II， III的形式發(fā)射到折射器 IO外面，它們分別包含軸線a， a'， b， c。光柱束I， I'， II， III分別
照亮了全部光場(chǎng)ii， ir， ii"。
帶有折射器10的發(fā)光體9傾斜地安裝，使得光柱束i， r， n, m
的軸線a， a'， b， c分別與中軸線12相交在交點(diǎn)13， 13，， 13"。
已經(jīng)示例性地介紹了光場(chǎng)ii的產(chǎn)生。另外的光場(chǎng)ir， ir'的生
成過程是相類似的。
光柱束i， r在與中軸線12垂直的、距離為i的平面內(nèi)分別構(gòu)成光 場(chǎng)。交點(diǎn)i3是軸線i， r在中軸線i2上的交點(diǎn)，因此它是一個(gè)焦點(diǎn)，
所以這兩個(gè)光場(chǎng)完全重疊并共同構(gòu)成了光場(chǎng)11。光場(chǎng)11有特定直徑D
和在整個(gè)光場(chǎng)直徑內(nèi)的限定的光強(qiáng)分布，所述光強(qiáng)是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。
在圖2中，僅畫出構(gòu)成光場(chǎng)11的兩個(gè)發(fā)光體9。但是，光場(chǎng)11
是由均勻地分布在光發(fā)射區(qū)的發(fā)光體9所射出的一團(tuán)光柱束i， r構(gòu)成
的，這些光束的軸線相交在交點(diǎn)13。
發(fā)光體9被均勻分布在一個(gè)平面內(nèi)以照亮出現(xiàn)在燈體4和手術(shù)區(qū) 之間的障礙物的下方，因?yàn)橐皇庵徽趽醣銜?huì)形成陰影，所以上述 方法可避免或減弱陰影。
在圖2中，構(gòu)成光場(chǎng)ir， ir'的光柱束ii， ni被表示成分別來自 于一個(gè)發(fā)光體9。但是，光柱束n， in也分別是一組光柱束，這些光 柱束相交在交點(diǎn)13，和13"并構(gòu)成了距離為r， r'的焦點(diǎn)。
由于燈體4和手術(shù)位置之間存在100cm的距離(這是通過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定出來的)，因此距離l=ca.90cm、 1， =ca.l00cm和1" =ca.l 10cm分
別有利地通過經(jīng)驗(yàn)測(cè)試導(dǎo)出。它們可被限定為指定的距離。距離i， r， r'對(duì)應(yīng)的是燈體4和光場(chǎng)ii， ir， ir'所投射到的手術(shù)區(qū)之間的距離。
針對(duì)燈體4的尺寸，這些值可以變化。
在使用指向光場(chǎng)ii， ir， lr，的多個(gè)發(fā)光體9時(shí)，可使用具有不 同顏色的發(fā)光體9。因此，就可以在一定的色溫范圍內(nèi)調(diào)節(jié)光的合成 色溫。
在本實(shí)施例中，發(fā)光體9是由LED組成。然而，它們也可由鹵素 燈或氣體放電燈組成，如果需要的話還可配有濾色器。
在燈體4中設(shè)置有控制裝置7?？刂蒲b置7包含調(diào)低亮度和打 開及關(guān)閉發(fā)光體9的裝置(比如整流器)；發(fā)送開關(guān)指令和開關(guān)元件設(shè) 置指令以及設(shè)置操作裝置8的元件的裝置；存儲(chǔ)操作參數(shù)的存儲(chǔ)區(qū)； 以及CPU, CPU基于存儲(chǔ)的操作參數(shù)運(yùn)算和確定所述調(diào)低亮度和打開 及關(guān)閉發(fā)光體9的裝置的開關(guān)和設(shè)置指令所需的修正。
控制裝置7連接到成組受控的發(fā)光體9。 一組是指由若干個(gè)由相 同的運(yùn)行參數(shù)控制的發(fā)光體9組成。若干個(gè)組是由這樣的發(fā)光體9所 組成的，所述發(fā)光體的光柱I， I'， II， III同中軸線12具有一致的交 點(diǎn)13， 13'， 13"?？梢源嬖谶@樣的若干個(gè)組，其中發(fā)光體9的光柱I， I，， II， III指向相同的交點(diǎn)13， 13，， 13"。
控制裝置7還與操作裝置8連接。操作裝置8配備有
一開關(guān)元件，
一設(shè)置距離的元件，以及 一設(shè)置亮度的元件。
開關(guān)元件將手術(shù)燈1從備用模式轉(zhuǎn)換到操作模式，在備用模式下 發(fā)光體不發(fā)光。從而根據(jù)對(duì)設(shè)置元件的設(shè)置對(duì)發(fā)光體9進(jìn)行控制。為 了通過關(guān)掉電源而實(shí)現(xiàn)完全的關(guān)閉，提供了一種未畫出的外部主開關(guān)。
進(jìn)行距離設(shè)置的元件向控制裝置7提供了手術(shù)燈必須調(diào)節(jié)的在光 場(chǎng)ll， 11，， U"和燈體4之間距離的信息。在本實(shí)施例中，距離設(shè)置
元件可設(shè)三個(gè)距離i， r和r，。在可選實(shí)施例中，距離設(shè)置元件可設(shè)置
另外的離散距離值或無級(jí)的距離設(shè)置。在本實(shí)施例中，當(dāng)手術(shù)燈在設(shè)定的距離進(jìn)行操作時(shí)，所述距離對(duì)
應(yīng)于光柱i， r， n， iii指向的指定距離i， r， r，中之一，發(fā)光體9通 過放大的功率驅(qū)動(dòng)，其中，發(fā)光體9的光柱i， r， n， ni的軸線a，
a'， b， c指向相應(yīng)的交點(diǎn)13， 13，， 13"。例如，具有光柱I， I，的發(fā)光 體受放大功率驅(qū)動(dòng)，所述光柱的軸線a， a'以距離l與中軸線12相交 于交點(diǎn)13上，并當(dāng)設(shè)定距離為90cm時(shí)組成了光場(chǎng)11。類似地，發(fā)光 體9是由放大的功率驅(qū)動(dòng)，其構(gòu)成了光柱II，當(dāng)距離為100cm時(shí)所述 光柱的軸線與中軸線12相交于交點(diǎn)13'，而當(dāng)距離為110cm時(shí)發(fā)光體 9被操作構(gòu)成了光柱III，所述光柱的軸線c與中軸線12相交于交點(diǎn) 13"并在手術(shù)場(chǎng)內(nèi)組成了光場(chǎng)11"。受放大功率驅(qū)動(dòng)的意思是各個(gè)發(fā)光 體是由手術(shù)燈調(diào)節(jié)到最大亮度時(shí)的最大功率驅(qū)動(dòng)的。為了達(dá)到所確定 的發(fā)光度，發(fā)光體9由限定的功率驅(qū)動(dòng)，其中所述發(fā)光體的光柱指向 鄰近的交點(diǎn)13， 13'， 13"。各個(gè)能量調(diào)節(jié)量是靠經(jīng)驗(yàn)探測(cè)并存儲(chǔ)與控 制裝置7中。當(dāng)設(shè)定到較低的亮度設(shè)置時(shí)，功率值成比例的改變。
在可選的實(shí)施例中，發(fā)光體9是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的，所述發(fā)光體的束 (sheafs) I, r， II， III指向?qū)?yīng)于指定距離之一的距離。
在可選實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)定距離不對(duì)應(yīng)于指定距離i, r， r之一時(shí)， 這些發(fā)光體由控制裝置7驅(qū)動(dòng)，使它們的光柱i， r， n， in的軸線a，
a'， b， c的交點(diǎn)13， 13，， 13"與設(shè)定的距離相鄰接。例如，當(dāng)設(shè)定距
離在距離r和i"之間的時(shí)候，構(gòu)成光柱n， ni的發(fā)光體9被驅(qū)動(dòng)。光 柱n和m構(gòu)成了具有比若干個(gè)光柱n, m更大的亮度的合成的光柱，
所述光柱軸線的交點(diǎn)在軸線b和c與中軸線12的交點(diǎn)13'和13"之間。 構(gòu)成了光柱II和III的發(fā)光體9的亮度以下述方式進(jìn)行調(diào)整，即，使 得合成的光柱的軸線在設(shè)定的距離處與中軸相交。當(dāng)設(shè)定的距離接近 l"的時(shí)候，構(gòu)成光柱III的發(fā)光體9被調(diào)亮，而構(gòu)成光柱II的發(fā)光體9
被調(diào)暗。當(dāng)設(shè)定的距離接近r的時(shí)候，構(gòu)成光柱n的發(fā)光體9被調(diào)亮，
而構(gòu)成光柱III的發(fā)光體被調(diào)暗。
有了這些設(shè)定，當(dāng)設(shè)定的距離對(duì)應(yīng)實(shí)際距離時(shí)，光場(chǎng)會(huì)按照這些 設(shè)定滿足與光場(chǎng)中亮度分配有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化要求。設(shè)定的距離不對(duì)應(yīng)實(shí) 際距離的設(shè)定的話，光場(chǎng)中的亮度分配也會(huì)改變。因此，手術(shù)燈能夠根據(jù)外科醫(yī)生的需要調(diào)節(jié)光場(chǎng)中的亮度分配。
當(dāng)光柱III增強(qiáng)時(shí)，它的意思是將設(shè)定距離元件設(shè)定為距離1"， 如果實(shí)際距離小于1"，光場(chǎng)增強(qiáng)，而光場(chǎng)中心的亮度降低。當(dāng)光柱I 增強(qiáng)時(shí)，它的意思是將設(shè)定距離元件設(shè)定為距離l，如果實(shí)際距離大于 1，光場(chǎng)和光場(chǎng)中心的亮度也會(huì)降低。
設(shè)置亮度的元件向控制裝置7提供有關(guān)手術(shù)燈1設(shè)定的一般亮度 的設(shè)置信息。調(diào)暗以及打開和關(guān)閉的裝置是由控制裝置7以下述方式 驅(qū)動(dòng)，即，使得若干個(gè)發(fā)光體亮度的分配保持不變，僅有總體亮度發(fā) 生改變。
設(shè)置的性能參數(shù)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的并存儲(chǔ)于控制裝置7的存儲(chǔ)區(qū)中。
在可選實(shí)施例中，手術(shù)燈1包含用于測(cè)量燈體4和手術(shù)位置之間 距離的距離傳感器以及用于將距離發(fā)送到控制裝置7的裝置。通過探 測(cè)燈體4到手術(shù)位置的距離并發(fā)送該距離信息給控制裝置7，控制裝 置7能夠在燈體4到手術(shù)點(diǎn)的距離內(nèi)調(diào)節(jié)具有最大合成亮度的點(diǎn)，從 而使手術(shù)位置得到最大亮度的照明。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中，手術(shù)燈1包含用于測(cè)量手術(shù)位置的亮度的 亮度傳感器以及用于將亮度信息發(fā)送給控制裝置7的裝置。通過探測(cè) 亮度， 一是可以探測(cè)到光場(chǎng)中心的亮度，另一是可以探測(cè)到整個(gè)光場(chǎng) 的平均亮度并將亮度信息發(fā)送到控制裝置7，控制裝置7能夠在燈體4 的距離內(nèi)調(diào)節(jié)具有最大合成亮度的點(diǎn)，因而當(dāng)燈體4和手術(shù)位置之間 的距離改變時(shí)，手術(shù)位置的同樣探測(cè)區(qū)會(huì)得到相同亮度的照明。
額外地，在這些實(shí)施例之一中，手術(shù)燈1可選地包含致動(dòng)器和將 致動(dòng)信息發(fā)送給控制裝置7的裝置。對(duì)具有最大合成亮度的點(diǎn)進(jìn)行不 變的調(diào)節(jié)會(huì)讓外科醫(yī)生發(fā)怒，這是由于當(dāng)有遮光物，如儀器，手，或 外科醫(yī)生的頭部出現(xiàn)在光柱I， I', II， III中時(shí)，所述點(diǎn)的距離由于距 離的改變而進(jìn)行調(diào)整。致動(dòng)器時(shí)刻都能對(duì)具有最大合成亮度的所述點(diǎn) 進(jìn)行調(diào)節(jié)，而這正是外科醫(yī)生所希望的。
圖3畫出了具有發(fā)光體9布置結(jié)構(gòu)的燈體4的截面視圖。燈體4 包含由鋁或適合的樹脂材料制成的殼體14，在所述殼體中，每個(gè)發(fā)光體9分別配備有一個(gè)固定表面15。
固定表面15以下述方式設(shè)置，即，使得發(fā)光體都布置在與燈體4 的中軸線12垂直的平面內(nèi)。從而實(shí)現(xiàn)了一種平坦的設(shè)計(jì)，所述設(shè)計(jì)是 對(duì)流體控制有利的，并且基本上不會(huì)對(duì)小紊流位移氣流的片狀氣流產(chǎn) 生影響。
固定表面15相對(duì)于中軸線12傾斜，因此垂直于固定表面15的軸 線平行于各自的軸線a， a'， b， c并與軸線12相交于點(diǎn)13， 13'， 13"。 因此，帶折射器10的同樣的發(fā)光體9可被用在所有固定表面15上， 并當(dāng)距離不同時(shí)僅有直徑存在微小差異。
權(quán)利要求
1.手術(shù)燈，包含帶有中軸線(12)的燈體(4)，其具有帶有成束光柱(I，I’，II，III)的至少兩個(gè)發(fā)光體(9)，特征在于若干條成束光柱(I，I’，II，III)的軸線分別指向中軸線(12)上的點(diǎn)(13，13’，13”)，并且各個(gè)點(diǎn)(13，13’，13”)沿中軸線(12)方向到燈體(4)的距離(1，1’，1”)是不同的。
2. 依照權(quán)利要求l所述的手術(shù)燈，特征在于設(shè)置有用于獨(dú)立地調(diào)暗 以及打開和關(guān)閉若干個(gè)發(fā)光體(9)的裝置。
3. 依照任一在前的權(quán)利要求所述的手術(shù)燈，特征在于發(fā)光體被布置 在與中軸線(12)垂直的平面內(nèi)。
4. 依照任一在前的權(quán)利要求所述的手術(shù)燈，特征在于設(shè)置若干個(gè)發(fā) 光體(9)使它們集合成組并照亮相應(yīng)的點(diǎn)(13， 13'， 13")。
5. 依照權(quán)利要求4所述的手術(shù)燈，特征在于 一組發(fā)光體(9)均勻地 分布于燈體(4)上。
6. 依照任一在前的權(quán)利要求所述的手術(shù)燈，特征在于發(fā)光體(9)被 安裝在固定的傾斜表面(15)上。
7. 依照權(quán)利要求6所述的手術(shù)燈，特征在于 一組所述傾斜表面(15) 的各自的垂直軸線在中軸線上的點(diǎn)(13， 13'， 13")處相交。
8. 依照任一在前的權(quán)利要求所述的手術(shù)燈，特征在于發(fā)光體(9)由 LED構(gòu)成。
9. 依照任一在前的權(quán)利要求所述的手術(shù)燈，特征在于發(fā)光體(9)由 帶折射器(10)的LED構(gòu)成。
10. 依照權(quán)利要求1到7的任一項(xiàng)所述的手術(shù)燈，特征在于:發(fā)光體(9) 由帶反射器的LED組成。
11. 依照權(quán)利要求2到IO的任一項(xiàng)所述的手術(shù)燈，特征在于設(shè)置有 控制裝置(7)，所述控制裝置以下述方式調(diào)暗發(fā)光體(9)或發(fā)光體組，艮P， 使得由若干條具有最大亮度的光柱(1， r， II， III)得到的一組軸線與 中軸線(12)存在交點(diǎn)。
12. 依照權(quán)利要求11所述的手術(shù)燈，特征在于手術(shù)燈(1)包含距離 傳感器，用于測(cè)量燈體(4)和手術(shù)位置之間的距離，還包含將距離信息發(fā) 送給控制裝置(7)的裝置。
13. 依照權(quán)利要求11所述的手術(shù)燈，特征在于手術(shù)燈(1)包含亮度 傳感器，用于測(cè)量手術(shù)位置的亮度，還包含將亮度信息發(fā)送給控制裝置(7) 的裝置。
14. 依照權(quán)利要求12或13任一項(xiàng)所述的手術(shù)燈，特征在于:手術(shù)燈(l) 包含致動(dòng)器和將致動(dòng)信息發(fā)送給控制裝置(7)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種手術(shù)燈(1)，包含帶發(fā)光體(9)的燈體(4)，所述發(fā)光體的光柱束(I，I’，II，III)分別包含軸(a，a′，b，c)，所述軸在不同的距離上與中軸線(12)相交。
文檔編號(hào)F21V23/00GK101608778SQ20091014968
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者D·弗里策, R·瑪爾卡, R·羅森海默爾 申請(qǐng)人:通快醫(yī)療系統(tǒng)兩合公司