第二會聚單元為正透鏡,因此,實(shí)施例3的具體的光斑大小調(diào)節(jié)與實(shí)施例2中的圖6A至圖6C的光線示意圖相似,在此不再贅述。
[0062]在本實(shí)施方式中,若光源為彩色光源,勻光裝置23可以設(shè)于光源和第一會聚單元之間,也可以如圖10所示,勻光裝置23設(shè)于第一會聚單元22和第二會聚單元31之間,勻光裝置23的中心軸與光源21發(fā)光面的中心、第一會聚單元22的中心軸以及第二會聚單元31的中心軸重合,用于將多顏色的光束混合為光線分布均勻、單一顏色的光束。該勻光裝置23為光學(xué)積分棒等混光裝置。在本實(shí)施方式中,光源的光束經(jīng)第一會聚單元的兩個透鏡準(zhǔn)直至較小的角度,經(jīng)勻光裝置23后的光線分布均勻。
[0063]實(shí)施例4
[0064]由于同一透明介質(zhì)對不同波長的光存在折射率的差異,而白光又是由不同波長的各色光組成的,因此,白光通過透鏡時各波長的折射率也不同,同一種光學(xué)材料,波長越短、折射率越高,具體來說,同一種光學(xué)玻璃,綠光比紅光折射率高,而藍(lán)光比綠光折射率高。光學(xué)材料的折射率還與材料本身有關(guān),不同光學(xué)材料往往有不同的色散。如果一種材料隨著波長變化引起折射率變化很大,我們就說這種材料是“高色散”的。反之,則稱為“低色散”。不同波長的光將以不同的程度色散。
[0065]透鏡的焦距與鏡面兩邊曲率和玻璃的折射率有關(guān),因此如果鏡片形狀固定,透鏡的焦距則只與制造鏡片材料的折射率有關(guān)。由于光學(xué)材料都有色散,因此,同一個鏡片,對于紅光來說,焦距略微長一點(diǎn);對于藍(lán)光來說,焦距略為短一點(diǎn)。這就叫做“色差”。因此,白光通過透鏡時各波長的折射率也不同,在工作面形成的術(shù)野光斑便帶有彩色的邊緣,即色差。
[0066]為了消除這種色差,如圖1IA所示,本實(shí)施方式中,第一會聚單元22的光焦度大于0,第一會聚單元22的光焦度大于或等于第二會聚單元31的光焦度。
[0067]本實(shí)施方式的第二會聚單元31包括第三透鏡311和第四透鏡312,第三透鏡311和第四透鏡312膠合并設(shè)于移動盤30上,第一會聚單元22為正透鏡或TIR透鏡。
[0068]具體的,第三透鏡311的光焦度大于第四透鏡312的光焦度,第三透鏡311為正透鏡,第四透鏡312為負(fù)透鏡,第三透鏡311的阿貝數(shù)大于第四透鏡312的阿貝數(shù)。
[0069]阿貝數(shù)就是用以表示透明物質(zhì)色散能力的反比例指數(shù),數(shù)值越小則色散現(xiàn)象越厲害。通常,光學(xué)材料的折射率越大,色散越厲害,則阿貝數(shù)越低。由于第三透鏡311的阿貝數(shù)大于第四透鏡312的阿貝數(shù),因此,第四透鏡的色散程度高于第一透鏡的色散程度。
[0070]利用不同折射率、不同色差的玻璃組合,可以消除色差。第三透鏡311采用正透鏡,該正透鏡采用低折射率、低色散的光學(xué)材料,第四透鏡312負(fù)透鏡,該負(fù)透鏡采用高折射率、高色散光學(xué)材料,然后將兩者膠合在一起。由于第三透鏡的光焦度大于第四透鏡的光焦度,因此,第三透鏡和第四透鏡組膠合而成的第二會聚單元等效于一個正透鏡。對于較長波長的光線,如紅光,由于負(fù)透鏡材料色散大、也就是折射率隨著波長變化大,所以較長波長的折射率比中間波長要小,因此,對于紅光來說,正透鏡起的作用大,因此,第二會聚單元的長波端焦距偏長。對于較長波短的光線,如藍(lán)光,由于負(fù)透鏡色散大、也就是折射率隨著波長變化大,所以折射率較大,負(fù)透鏡起的發(fā)散作用大,第二會聚單元的短波端焦距也偏長。
[0071]因此,第二會聚單元的中間波長焦距較短,如綠光而長波和短波光線焦距較長。設(shè)計(jì)時合理的選擇鏡片球面曲率、透鏡的材料,可以使藍(lán)光、紅光焦距恰好相等,這就基本消除了色差,解決了手術(shù)燈光斑出現(xiàn)彩色邊緣的現(xiàn)象。
[0072]本實(shí)施方式的通過第二會聚單元的第三透鏡和第四透鏡的組合,可以有效的消除色差。本實(shí)施方式的手術(shù)燈,不僅可以有效消除色差,還能夠通過調(diào)節(jié)移動盤調(diào)節(jié)第二會聚單元與第一會聚單元間的距離,實(shí)現(xiàn)光斑大小調(diào)節(jié)。
[0073]由于第一會聚單元的光焦度大于O且第一會聚單元的光焦度大于或等于第二會聚單元的光焦度,因此,第一會聚單和第二會聚單元組合實(shí)現(xiàn)會聚作用。當(dāng)光源的光束經(jīng)第一會聚單元發(fā)生偏折,且屈折是會聚性的,因此,光源發(fā)散的發(fā)線經(jīng)第一會聚單元角度變小,且會聚至第一會聚單元的后方,此時,會聚點(diǎn)在第一會聚單元的后方,而第二會聚單元也具有光焦度,第二會聚單元相對于第一會聚單元的距離將影響會聚點(diǎn)的位置,會聚點(diǎn)的位置不同,手術(shù)燈的照明組件會聚在照射區(qū)域的光斑大小也不相同,通過調(diào)節(jié)第一會聚單元與第二會聚單元距離,實(shí)現(xiàn)會聚點(diǎn)位置的調(diào)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)手術(shù)燈光斑大小調(diào)節(jié)。
[0074]而第二會聚單元等效于一個正透鏡,因此,本實(shí)施方式的光斑調(diào)節(jié)與實(shí)施例3的光斑調(diào)節(jié)方式類類似,在此不再贅述。
[0075]在本實(shí)施方式中,光源為單色的白色的LED。當(dāng)光源為多色光源LED時,如圖1lB所示,照明組件還包括勻光裝置23,該勻光裝置23位于光源21和第一會聚單元之間,勻光裝置23的中心軸與光源21發(fā)光面的中心重合,用于將多顏色的光束混合為光線分布均勻、單一顏色的光束。該勻光裝置23為光學(xué)積分棒等混光裝置。
[0076]應(yīng)該可以理解的是,本實(shí)施方式的第一會聚單元為正透鏡和TIR透鏡,第二會聚單元的第三透鏡311為正透鏡或TIR透鏡,因此,本實(shí)施方式的第一會聚單元和第二會聚單元的第三透鏡的組合,相當(dāng)于實(shí)施例2中的光源會聚裝置,能夠?qū)⒐庠吹墓饩€準(zhǔn)直至符合手術(shù)燈要求的小角度光線。
[0077]實(shí)施例5
[0078]本實(shí)施方式提供另外一種消除色差且可調(diào)光斑大小的手術(shù)燈。
[0079]如圖12A所示,本實(shí)施方式的第一會聚單元22為一個透鏡組合,包括第一透鏡223和第二透鏡224,第一透鏡223和第二透鏡224為正透鏡或TIR透鏡。第一透鏡223的中心軸、第二透鏡的中心軸和光源21發(fā)光面的中心重合。第一會聚單元由第一透鏡223和第二透鏡224組成,由于第一透鏡223和第二透鏡224為正透鏡或TIR透鏡,且正透鏡和TIR透鏡對光線具有會聚作用,因此,在本實(shí)施方式中的第一會聚單元22相當(dāng)于實(shí)施例1中的光源準(zhǔn)直裝置,將光源的光線準(zhǔn)直至符合手術(shù)燈要求的小角度光線。
[0080]本實(shí)施方式的第二會聚單元31采用負(fù)透鏡,該負(fù)透鏡的光焦度小于0,且第一透鏡223和第二透鏡224采用的光學(xué)材料的阿貝數(shù)大于第二會聚單元31的負(fù)透鏡采用的光學(xué)材料阿貝數(shù)。阿貝數(shù)就是用以表示透明物質(zhì)色散能力的反比例指數(shù),數(shù)值越小色散現(xiàn)象越厲害。光學(xué)鏡片的材料的阿貝數(shù)一般在30到60之間。材料的折射率越大,色散越厲害,即阿貝數(shù)越低。
[0081]本實(shí)施方式的目的在于利用不同折射率、不同色差的玻璃組合,消除色差,由于第一透鏡223和第二透鏡224的光焦度大于0,第二會聚單元采用負(fù)透鏡,其光焦度小于0,光通過利用低折射率,低色散的光學(xué)材料作第一透鏡223和第二透鏡224,利用高折射率、高色散的光學(xué)材料做負(fù)透鏡,對于較長波長的光線,如紅光,由于負(fù)透鏡采用的光學(xué)材料色散大,即折射率隨著波長變化大,所以