專利名稱：手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)於手術(shù)燈的反射鏡，特別是關(guān)於一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)手術(shù)燈是具有多頭燈具，且燈具通常是以環(huán)列方式排列，由於對(duì)每一燈具的燈泡無法逐一控制它的品質(zhì)，且燈泡壽命長(zhǎng)短不一，因而若在手術(shù)進(jìn)行中遇到燈泡故障或損壞，便會(huì)影響到醫(yī)生的手術(shù)進(jìn)行。同時(shí)，多燈具的手術(shù)燈使用時(shí)，不僅占用較大空間，且每一燈具放出大量的熱，會(huì)使手術(shù)房的環(huán)境溫度升高，引發(fā)工作人員焦燥不安的心情及影響醫(yī)生手術(shù)時(shí)的心情。為了使醫(yī)生看清楚手術(shù)部位，雖然多燈具手術(shù)燈具有無影度的功能，但卻因上述因素而大大影響手術(shù)時(shí)的照明需求。進(jìn)一步地，手術(shù)燈的亮度與無影度的提升相對(duì)地便愈來愈重要。由此，單燈泡的手術(shù)燈便運(yùn)應(yīng)而生，因?yàn)榭刂埔粋€(gè)燈具的品質(zhì)較控制多頭燈具的品質(zhì)容易，此外單燈具的燈泡還具有在使用上可減少大量的熱、占用空間較小、容易操作、較多燈具的手術(shù)燈更為簡(jiǎn)便...等特點(diǎn)；惟手術(shù)燈的無影度與光野必需符合各種不同大小手術(shù)的需求，亦即能適用在各種不同的手術(shù)場(chǎng)合，例如心臟科醫(yī)生動(dòng)手術(shù)時(shí)，因心臟的組織十分細(xì)密，醫(yī)生所必須注意到的范圍就只有心臟部位那樣大，反之，若醫(yī)生動(dòng)手術(shù)的部位很大，則必需注意的范圍就相對(duì)的比較大；又或當(dāng)有物體擋住光行進(jìn)的路徑時(shí)會(huì)產(chǎn)生影子，會(huì)使欲求手術(shù)的部位變的不清楚，進(jìn)而會(huì)影響到醫(yī)生的判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種具有可調(diào)式光野，及使無影度可達(dá)到最全，以適應(yīng)各種手術(shù)照明的需求的手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡及其制法。
為達(dá)到上述目的本發(fā)明所采用的較佳技術(shù)方案是本發(fā)明的一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，包括下列步驟a.取得燈源座標(biāo)、投射座標(biāo)、反射鏡底部的起點(diǎn)座標(biāo)及反射鏡直徑；b.取得鏡片的角度座標(biāo)、光野的直徑，并確認(rèn)小鏡片的中點(diǎn)座標(biāo)位於光野的中心位置；c.獲得反射鏡的小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)；d.取得小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)為第二片小鏡片的起點(diǎn)座標(biāo)z；e.重復(fù)a步驟到c步驟，取得第二片的小鏡片迄點(diǎn)座標(biāo)；f.重復(fù)上述步驟直至反射鏡的頂部，而得到一列復(fù)數(shù)片的小鏡片座標(biāo)曲線，及g.取得反射鏡中小鏡片360度的座標(biāo)。
尚包括步驟h，即找出影響反射光的小鏡片，并由小鏡片的起點(diǎn)座端得到小鏡片端緣的迄點(diǎn)座標(biāo)。
為達(dá)到上述目的的手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，包括有一凸面的半球面模具，該凸面上具有復(fù)數(shù)個(gè)由起點(diǎn)座標(biāo)求得迄點(diǎn)座標(biāo)形成的單一弧面部分，將一具有鏡射面的金屬板固置於該模具上，并將該鏡射面向該模具自中心向周緣方向進(jìn)行滾壓，使該金屬及沿該模具滾壓成一反射鏡。
該模具凸面是自反射鏡最上緣往下找出反射光被遮蔽的小鏡片，找出被干涉的小鏡片后，以最下緣小鏡片當(dāng)起點(diǎn)，以求得小鏡片端緣點(diǎn)，并修改小鏡片。
該反射鏡經(jīng)光源照射復(fù)數(shù)個(gè)小鏡面時(shí)，其反射角會(huì)等於入射角。
較佳地，該反射鏡是自其最上緣一一往下搜尋而找出反射光被遮蔽的鏡片，找出被干涉的鏡片后，以最下緣鏡片當(dāng)起點(diǎn)，修改這幾片的位置。
本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡即是運(yùn)用上述方法制成的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是1.傳統(tǒng)單燈源的設(shè)計(jì)上必須特別考慮到光的強(qiáng)度大小，因?yàn)閱螣粼此l(fā)射出的光有限，因此光打入鏡片反射時(shí)必須能盡量利用其光的能重以利照明。而本發(fā)明利用每一鏡片反射后即是一個(gè)光源，多光源才能達(dá)到無影的要求，因此很多片的鏡片經(jīng)反射后即能滿足多燈源的要求，這是本發(fā)明的一大特征。當(dāng)本發(fā)明反射鏡中每一鏡片的中點(diǎn)反射光對(duì)準(zhǔn)光野區(qū)的中央，且每一鏡片的所有反射光束皆能打入光野內(nèi)，如此光野內(nèi)的每光點(diǎn)都是來自許多反射光束的綜合，如此便能有最佳的無影效果，且能使光野范圍盡量的縮小而光束集中。
2.本發(fā)明經(jīng)電腦程式制得的模具，再制成反射鏡既快速而且準(zhǔn)確，可以減少一些不必要的制程浪費(fèi)，以降低成本。
3.本發(fā)明反射鏡曲線可依照不同環(huán)境需求，與照明模式，得到較佳的反射鏡。
4.本發(fā)明反射鏡的反射光所照的位置以及分布情況，可以很容易掌握與改善。
綜上所述，本發(fā)明籍由復(fù)數(shù)個(gè)由起點(diǎn)座標(biāo)求得迄點(diǎn)座標(biāo)的每一小鏡片，以便形成一反射鏡曲線，如此既可快這方便制造反射鏡，又使無影度達(dá)到最佳，及具有可隨時(shí)適應(yīng)各種手術(shù)照明的需求，制造出不同光野的反射鏡，


圖1本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡的光束入射與反射示意圖；圖2本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡的反射小鏡片示意圖；圖3本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡的剖視圖；圖4本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡曲線的制造流程圖；圖5本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，包括有一凸面的半球面模具，該凸面上具有復(fù)數(shù)個(gè)由起點(diǎn)座標(biāo)求得迄點(diǎn)座標(biāo)形成的單一弧面部分，將一具有鏡射面的金屬板固置於該模具上并將該鏡射面向該模具自中心向周緣方向進(jìn)行滾壓，使該金屬板沿該模具滾壓成一反射鏡。本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡即是運(yùn)用上述方法制成的。傳統(tǒng)單燈源的設(shè)計(jì)上必須特別考慮到光的強(qiáng)度大小，因?yàn)閱螣粼此l(fā)射出的光有限，因此光打入鏡片反射時(shí)必須能盡量利用其光的能重以利照明。而本發(fā)明利用每一鏡片反射后即是一個(gè)光源，多光源才能達(dá)到無影的要求，因此很多片的鏡片經(jīng)反射后即能滿足多燈源的要求，這是本發(fā)明的一大特征。
當(dāng)本發(fā)明反射鏡中每一鏡片的中點(diǎn)反射光對(duì)準(zhǔn)光野區(qū)的中央，且每一鏡片的所有反射光束皆能打入光野內(nèi)，如此光野內(nèi)的每光點(diǎn)都是來自許多反射光束的綜合，如此便能有最佳的無影效果，且能使光野范圍盡量的縮小而光束集中。較佳地，該反射鏡是利用光源照射到反射鏡的小鏡片時(shí)，其反射角會(huì)等於入射角。
為了得到每一片小鏡片的座標(biāo)，則設(shè)定每一小鏡片的中點(diǎn)反射光對(duì)準(zhǔn)光野的中央位置，每一鏡片的所有反射光束皆能打入光野內(nèi)，如此光野內(nèi)的每個(gè)光點(diǎn)都是來自多數(shù)個(gè)小鏡片的反射光束的綜合，如此便能有最佳的無影效果且能使光野范圍盡量的縮小而光束集中。
請(qǐng)同時(shí)參閱圖1及圖2，令燈源為參考中心O點(diǎn)，此位置座標(biāo)為(0，0)，光野中心點(diǎn)為D，任一小鏡片最下緣為A點(diǎn)，每一小鏡片的中心點(diǎn)為M點(diǎn)，當(dāng)光打入每一小鏡片上時(shí)其反射角等于入射角，令M的反射光能打入光野的中心點(diǎn)D。此外因?yàn)橐ＷC每個(gè)光源射出的光能量是均勻相同的，因此令每一片小鏡片對(duì)於光源射出的角度是相同的，例如此處我們將此角度定為5°，即相對(duì)于中心點(diǎn)的光源，每5°有一片小鏡片。
首先，本發(fā)明先得到A點(diǎn)座標(biāo)，再取得B點(diǎn)座標(biāo)。當(dāng)A點(diǎn)座標(biāo)(Ax，Ay)為已知時(shí)，其長(zhǎng)度OA為OA=AX2+AY2]]>而其方向角θA為θA=tan-1AYAX]]>(依圖示為負(fù)值)若M點(diǎn)為小鏡片中央點(diǎn)，則其方向角θM為θM=θA+Δ2]]>其中Δ代表每一鏡片相對(duì)光源所占的角度，例如5°。
為方便以下的推導(dǎo)，假設(shè)A點(diǎn)到M點(diǎn)的方向角θAM為θAM=π2]]>則圖中θ2為θ2＝π-θAM-(-θA)而ΔOMA中，θOMA=π-θ2-Δ2]]>OM為ΔOMA中的一邊長(zhǎng)，故由正弦定理可得OM=OAsinθ2sinθOMA]]>而圖中的θ1為ΔOMA的外角θ1=θ2+Δ2]]>入射角φ可表示為φ=π2-θ1]]>水平線與法線N間的夾角θ3為θ3=θAM+π2]]>而由平行線內(nèi)錯(cuò)角可知
γ＝φ+θ3故可得γ＝θAM-θ1M點(diǎn)的座標(biāo)(XM，YM)可表示為XM＝OMcosθMYM＝OMsinθMM點(diǎn)反射后在光野處落點(diǎn)的X座標(biāo)為XT＝XM-(YM-(YD))/tanγ其中YD代表D點(diǎn)的Y座標(biāo)，為負(fù)值，例如YD＝1000+AY如此求出的XT應(yīng)該是0，因?yàn)榉瓷涔庖蛟诠庖疤幍恼醒朦c(diǎn)。但是θAM僅是我們預(yù)測(cè)的值，因此不易使XT等於0，接著我們改變?chǔ)華M的預(yù)測(cè)值，再求取XT，若仍不在0附近，則繼續(xù)更改θAM，直到XT在0附近可接受范圍內(nèi)為止。在確立θAM后，M點(diǎn)的座標(biāo)即為已知，接著利用線性外插，就能得到鏡片迄點(diǎn)B的座標(biāo)(BX，BY)BX＝2XM-AXBY＝2YM-AY由於定位盤的干涉現(xiàn)象，我們必須調(diào)整鏡片位置曲線。首先，在經(jīng)測(cè)試后找出反射光源會(huì)被遮蔽的鏡片，再將它做角度上的調(diào)整，使其反射光不會(huì)受到定位盤的遮蔽。當(dāng)測(cè)試得到某些小鏡片的反射光受到定位盤的遮蔽，便可由反射鏡的最上緣一一往下搜尋而找出反射光被遮蔽的小鏡片，并修改被干涉的小鏡片，最后以最下緣的小鏡片當(dāng)起點(diǎn)，修改這些小鏡片的位置。
為了使反射光不受到定位盤的遮蔽，所以反射光在反射時(shí)，小鏡片最左端的光線(即上方的點(diǎn))能反射到定位盤的最外緣，就可使整片小鏡片的反射光都不被遮蔽，以此得到每片小鏡片的曲線。若每一片小鏡片對(duì)於光源射出的角度是相同的，小鏡片最左端的反射光可以打入定位盤的最外緣，可以減少光源的浪費(fèi)，及反射光不再集中於光野，因而可為光野以外的環(huán)境帶來些許亮度的三大效果。
請(qǐng)參考圖3，令燈源為參考中心點(diǎn)，此位置座標(biāo)為(0，0)，定位盤的最外緣為D點(diǎn)，某一小鏡片的最下緣為A點(diǎn)、最上緣為B點(diǎn)，令打入B的入射光能反射打入定位盤的最外緣D點(diǎn)。此外因?yàn)橐ＷC每個(gè)光源射出的光能量是均勻相同的，因此仍令每一片小鏡片相對(duì)於光源射出的角度是相同的，如圖4所示，反射小鏡片的座標(biāo)可以該步驟求取。
如圖4所示，本發(fā)明手術(shù)燈反射鏡曲線的制法，包括下列步驟取得燈源座標(biāo)、投射座標(biāo)、反射鏡底部的起點(diǎn)座標(biāo)及反射鏡底部直徑。取得鏡片的角度座標(biāo)、光野的直徑與座標(biāo)，并確認(rèn)小鏡片的中點(diǎn)座標(biāo)位於光野的中心位置。為了要使光反射后得到最均勻亮度的光野，我們將光打入每一小鏡片時(shí)有相同的能量，而反射出來的光束是均勻的打到光野上。為了達(dá)到此一目的，若每一片小鏡片內(nèi)入射光源的角度是相同的。為了達(dá)到無影度，復(fù)數(shù)片小鏡片可補(bǔ)足某些反射光被遮住時(shí)，可以由其它小鏡片的光源補(bǔ)足。接著獲得反射鏡的小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)，并取得小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)為第二片小鏡片的起點(diǎn)座標(biāo)。如此重復(fù)上述幾個(gè)步驟，以取得第二片小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)。如此將上述步驟全部重復(fù)直至小鏡片位於反射鏡的頂部的迄點(diǎn)座標(biāo)，因此可得到一列復(fù)數(shù)片的小鏡片座標(biāo)資料。亦即可找出反射鏡頂部到底部間復(fù)數(shù)小鏡片的排列曲線。最后，取得反射鏡中小鏡片360度的座標(biāo)資料，并制造出反射鏡。本發(fā)明較佳的反射鏡模具上凸面的單一弧面部分即可制造，進(jìn)而制造出反射鏡。依據(jù)上述的方法，我們可以調(diào)整第一片被遮蔽的反射鏡片位置，接下來重復(fù)上述的步驟調(diào)整第二片第三片...等等。
本發(fā)明由初A點(diǎn)座標(biāo)，去取得B點(diǎn)座標(biāo)。當(dāng)A點(diǎn)座標(biāo)(AX，AY)為已知時(shí)，其長(zhǎng)度OA為OA=AX2+AY2]]>而其方向角θA為
θA=tan-1AYAX]]>(依圖示為正值)若B點(diǎn)為小鏡片左邊端點(diǎn)，則其方向角θB為θB＝θA+Δ其中Δ代表每一鏡片相對(duì)光源所占的角度，例如5°。
為方便以下的推導(dǎo)，假設(shè)A點(diǎn)到B點(diǎn)的方向角θAB為θAB=π2]]>(開始的預(yù)設(shè)值)則圖中θ1為θ1＝π-θAB而ΔOBA中θOBA＝π-(θ1+θA)-Δ0B為ΔOBA中的一邊長(zhǎng)，故由正弦定理可得OB=OAsin(θ1+θA)SinθOBA]]>而圖中的θ2為ΔOBA的外角θ2＝θ1+θA+Δ入射角φ可表示為φ=π2-θ2]]>由平行線內(nèi)錯(cuò)角可知α＝θB+2φ而由平行線同位角可知θ2＝θB+θ1因此我們可以推論出α＝θ2+2φ-θ1B點(diǎn)的座標(biāo)(BX，BY)可表示為BX＝OBcosθBBY＝OBsinθB
B點(diǎn)反射后在光野處落點(diǎn)的X座標(biāo)為XT＝BX-(BY-(YD))/tanα其中YD代表D點(diǎn)的Y座標(biāo)，為負(fù)值，即定收盤相對(duì)光源的高度。
如此求出的XT，應(yīng)該是定位盤最外緣的半徑，例如75mm，我們希望小鏡片上端B點(diǎn)的反射光恰好打入定全盤最外緣處。但是θAB僅是我們預(yù)測(cè)的值，因此不易使XT等於定位盤最外緣的半徑，接著我們改變?chǔ)華B的預(yù)測(cè)值再求取XT，若仍不在定位盤最外緣的半徑附近，則繼續(xù)更改θAB，直到XT在定位盤最外緣的半徑附近可接受范圍內(nèi)為止。在確立θAB后，B點(diǎn)的座標(biāo)即為已知。再由此B點(diǎn)當(dāng)作下一片的起始點(diǎn)A，繼續(xù)求下一點(diǎn)的迄點(diǎn)，如此反復(fù)，直到所有鏡片都完成，即成如圖5的反射鏡。
由上可知，每一小鏡片座標(biāo)均可由上述方法得到。若小鏡片的尺寸小，則可以直接假定小鏡片最外緣A點(diǎn)與中心點(diǎn)M點(diǎn)到中心點(diǎn)O點(diǎn)所夾的角度為2.5°，而M點(diǎn)的反射光束能打中光野中心點(diǎn)D，以求得M點(diǎn)的座標(biāo)。當(dāng)M點(diǎn)的位置確定后即可定出小鏡片的另一端點(diǎn)B點(diǎn)的位置。因?yàn)殓R片是平面的形式，以燈罩的最外緣當(dāng)成第一片小反射鏡的A點(diǎn)座標(biāo)，依前述方法去求第一片小鏡片的最上緣B點(diǎn)。再以此B點(diǎn)當(dāng)成第二片小鏡片的最下緣A點(diǎn)，依相同方法求此小鏡片的最上緣點(diǎn)。如此反覆進(jìn)行可定出每一小鏡片的座標(biāo)，直到反射鏡的最上緣。以上的方式是可籍由電腦程式迅速計(jì)算獲得的。
綜上所述，本發(fā)明確實(shí)符合發(fā)明專利要件，爰依法提出申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，包括下列步驟a.取得燈源座標(biāo)、投射座標(biāo)、反射鏡底部的起點(diǎn)座標(biāo)及反射鏡直徑；b.取得鏡片的角度座標(biāo)、光野的直徑，并確認(rèn)小鏡片的中點(diǎn)座標(biāo)位於光野的中心位置；c.獲得反射鏡的小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)；d.取得小鏡片的迄點(diǎn)座標(biāo)為第二片小鏡片的起點(diǎn)座標(biāo)；e.重復(fù)a步驟到c步驟，取得第二片的小鏡片迄點(diǎn)座標(biāo)；f.重復(fù)上述步驟直至反射鏡的頂部，而得到一列復(fù)數(shù)片的小鏡片座標(biāo)曲線；及g.取得反射鏡中小鏡片360度的座標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，尚包括步驟h，找出影響反射光的小鏡片，并由小鏡片的起點(diǎn)座端得到小鏡片端緣的迄點(diǎn)座標(biāo)。
3.一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，其特征在于，包括有一凸面的半球面模具，該凸面上具有復(fù)數(shù)個(gè)由起點(diǎn)座標(biāo)求得迄點(diǎn)座標(biāo)形成的單一弧面部分，將一具有鏡射面的金屬板置於該模具上，并將該鏡射面向該模具自中心向周緣方向進(jìn)行滾壓，使該金屬板沿該模具滾壓成一反射鏡。
4.如權(quán)利要求3所述的手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，其特征在于，該模具凸面是自反射鏡最上緣往下找出反射光被遮蔽的小鏡片，找出被干涉的小鏡片后，以最下緣小鏡片當(dāng)起點(diǎn)，以求得小鏡片端緣點(diǎn)，并修改小鏡片。
5.如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡制法，其特征在于，該反射鏡經(jīng)光源照射復(fù)數(shù)個(gè)小鏡面時(shí)，其反射角會(huì)等於入射角。
6.一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡，其特征在于，它是由權(quán)利要求1或3所述的方法制成的。
全文摘要
一種手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡及其制法，是具有一凸面的半球面模具，該凸面上具有復(fù)數(shù)個(gè)由起點(diǎn)坐標(biāo)求得起點(diǎn)坐標(biāo)形成的單一弧面部分，將一具有鏡射面的金屬板固置於該模具上，并將該鏡射面向該模具自中心向周緣方向進(jìn)行滾壓，使該金屬板沿該模具滾壓成一反射鏡。本發(fā)明手術(shù)燈單體多鏡面的反射鏡即是運(yùn)用上述方法制成的。如此，當(dāng)本發(fā)明反射鏡中每一鏡片的中點(diǎn)反射光對(duì)準(zhǔn)光野區(qū)的中央，且每一鏡片的所有反射光束皆能打入光野內(nèi)，如此光野內(nèi)的每光點(diǎn)都是來自許多反射光束的綜合，如此便能有最佳的無影效果，且能使光野范圍盡量的縮小而光束集中。
文檔編號(hào)F21V7/00GK1504676SQ02153028
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者胡文生, 曾垂拱 申請(qǐng)人:三豐醫(yī)療器材股份有限公司