專利名稱：整體反射led手術無影燈光源系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及手術無影燈，更具體的說，是一種整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)。
背景技術：
手術無影燈是醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)手術室中必備的常規(guī)裝備，其主要作用就是作為特殊的照明設備。手術無影燈隨著光源的發(fā)展而進步，從普通無影燈泡到鹵素燈泡，至如今的LED燈；追隨光源的發(fā)展經(jīng)歷了由多孔無影燈、反射無影燈、LED手術無影燈等。手術無影燈從結構、光源、反射方式、工作環(huán)境等不同來分類，其分類有多種方法，所以手術無影燈有多種形式和類別。I、從工作環(huán)境和安裝方式可分為移動式手術無影燈和固定式手術無影燈；2、從無影燈的燈盤使用光源(燈泡)數(shù)量可分為獨頭無影燈和多頭無影燈；3、從無影燈的燈盤數(shù)量可分為子母無影燈和單頭無影燈；4、從反射方式可分為整體反射無影燈和孔式無影燈；5、從光反射級數(shù)可分為單反射無影燈和多級聚焦無影燈；6、從光源類型可分為普通無影燈、鹵素(燈)無影燈、LED(燈)無影燈等。通常移動式手術無影燈只在臨時和應急場所使用，固定式手術無影燈固定在手術間之中使用。隨著凈化手術間越來越多為醫(yī)院所采用，層流手術間內(nèi)對影響層流的主要因素熱源及阻礙物的控制要求也隨之提高，老孔式手術無影燈無法滿足高標準凈化手術室的技術要求，已基本被整體反射手術無影燈所代替，近幾年來LED手術無影燈有較大的發(fā)展，從而多頭無影燈應用又有一定的擴展。老孔式手術無影燈使用的大多數(shù)是普通無影燈泡，整體反射手術無影燈使用的是鹵素燈泡，從而普通無影燈泡被鹵素燈泡所代替，但是隨著LED的快速發(fā)展，LED應用有一定的速度，目前LED手術無影燈全都是多燈頭的。普通無影燈實際上就是一般的白熾燈，只是在燈泡的底部鍍有金屬反射膜，每只燈泡功率是24V25W ；鹵素燈泡功率是24V110 250W。鹵素燈作為光源，消耗電能大，產(chǎn)生的熱能多，但鹵素燈一個燈泡就可滿足需要，能廣泛的使用在整體反射手術無影燈中，光源調(diào)節(jié)、控制好，有備用燈，應急性能好、能達到無影最理想的同源共柱是其特點。但鹵素燈的消耗電能和產(chǎn)生的熱能仍較大，是其的缺點之一。同時由于鹵素燈功率大、電壓低，電流大，而目前在無影燈中的鹵素燈燈泡使用米泡采用的是針插件，接觸電阻大、產(chǎn)熱增多，也是其使用壽命短、故障多的原因。LED燈消耗電能小、產(chǎn)生熱能極少、光源質(zhì)量可控性好、使用壽命長，但目前采用的是多頭燈，聚焦性能和亮度調(diào)節(jié)性差，同時因無備用燈，應急性缺、不能實現(xiàn)同源共柱的目的。

發(fā)明內(nèi)容
無影燈其實并不能“無影”，它只是減淡本影，使本影不明顯。發(fā)光物體的面積越大，本影就越小。手術用的無影燈，它將發(fā)光強度很大的燈在燈盤上排列成圓形，合成一個大面積的光源。這樣，就能從不同角度把光線照射到手術臺上，既保證手術視野有足夠的亮度，同時又不會產(chǎn)生明顯的本影，所以稱為無影燈。多孔無影燈，主要是通過多個光源實現(xiàn)無影效果的，若有些單個光源出現(xiàn)問題(無光或光強度改變)就對無影效果產(chǎn)生影響；整體 反射無影燈，其特點是照度高和均勻、可聚焦、能達到同源共柱，無影效果好、可靠。
醫(yī)療照明具有定點、定向照明、高強度照明、光色純正(有極好的顯色性，能夠使醫(yī)生清晰地區(qū)分不同器官與組織結構，并在一定程度上可以根據(jù)需要進行色溫調(diào)節(jié)、以突出顯示某種器官或組織)以及均勻、無影照明，調(diào)光控制，高可靠性等特殊需求。傳統(tǒng)醫(yī)療照明采用鹵素燈作為光源，光線向四面八方全空間發(fā)散的典型發(fā)散光源，這樣高熱輻射、全光譜、發(fā)散的光源，要達到醫(yī)療照明(手術無影燈)的上述特殊技術要求，必須采用一系列特種技術。調(diào)光控制方面，齒素燈通過調(diào)整供電電壓實現(xiàn)光強控制，但光強變化會影響其色溫及顯色性等。與傳統(tǒng)醫(yī)療照明產(chǎn)品相比，LED在實現(xiàn)定點、定向照明、高強度照明、調(diào)光控制、實現(xiàn)高顯色性等方面具有先天優(yōu)勢，可以有力克服常規(guī)醫(yī)療照明的不足。LED是點光源、定向照明光源，只需通過合理的芯片與封裝設計，并稍微配合一點二次配光，就可以實現(xiàn)理想的定向照明，其光學系統(tǒng)簡單、配光效果理想；以LED新光源替代以鹵素燈為代表的常規(guī)光源，在臨床手術照明、醫(yī)療檢查照明及醫(yī)療輔助診斷與治療照明中，有利于在提升醫(yī)療機構臨床檢查診斷與手術治療質(zhì)量的同時，實現(xiàn)綠色照明。手術無影燈是保證手術順利進行的基本保證。手術過程中有可能出現(xiàn)的危險是無影燈出現(xiàn)故障，使手術不能正常進行，這樣不單影響手術進行，還將影響手術效果，甚至影響患者的生命安全。所以手術無影燈要有足夠的應急能力，來保證手術安全。 手術無影燈其實區(qū)別于普通燈的本質(zhì)就是要達到手術的特殊要求，I、手術室照明亮度要求；2、安全的手術照明；3、無陰影的要求；4、冷光要求；5、可拆卸消毒的要求。理想的手術無影燈1、無影效果好2、照度高；3、產(chǎn)熱少溫升低；4、光的顯色效果好；5、操作方便；6、具有應急性能；7、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟安全。目前使用的手術無影燈各有其長短，不同類型之間有其互補性。整體反射無影燈的優(yōu)點1、反射效果好；2、聚光調(diào)節(jié)佳；3、應急性能強；4、操作方便；5、有可更換消毒手柄。LED的優(yōu)點I、使用壽命長；2、節(jié)能環(huán)保；3、熱能產(chǎn)生極少；4、光照度均勻，光源質(zhì)量好；5、亮度調(diào)節(jié)性能強；6、可實現(xiàn)計算機控制光源照度。多燈頭無影燈的缺點1、反射效果較差；
2、聚光性欠佳；3、應急性能缺；5、燈源更換復雜；6、影響無影效果因素多。鹵素燈的缺點I、消耗電能大；2、產(chǎn)生熱能多；3、使用壽命短；4、受外部電源干擾(高頻電刀)；5、干擾外部生物設備。根據(jù)目前臨床最常用、性能較好的二種手術無影燈的綜合分析，整體反射手術無影燈總體結構比較符合臨床使用要求，但因采用鹵素燈泡作為光源，故存在能耗高、產(chǎn)熱多、使用壽命短、故障率高等不足；LED作為光源其特點(優(yōu)勢)就是鹵素燈的不足之處，即節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)熱極低、使用壽命長、故障率極少。LED手術無影燈目前采用多頭結構，故存在聚光較差、應急性缺等不足，這又正是整體反射手術無影燈的優(yōu)點。如若能將LED作為光源，采用整體反射結構，設計一套整體反射手術無影燈光源系統(tǒng)，就能發(fā)揮整體反射手術無影燈的優(yōu)勢、克服其劣勢、繼續(xù)保持LED的長處、克服其不足。另外，如采用LED作為手術無影燈的光源，使手術無影燈耗電量明顯下降，能為采用電池供電提供基礎。目前所謂手術無影燈的應急能力只是指手術無影燈的在用燈泡出現(xiàn)故障時，在短時間內(nèi)自動啟動備用燈泡而言，如若出現(xiàn)電源故障則無法進行轉換。若在使用帶充電電池為后備電源就可實現(xiàn)供電與備用電源互換，也就是常講的交直流轉換，擴展一步講在只有電源和光源時就能應急工作，增大手術無影燈的應急性。作為整體反射的光源的唯一要求是必須有足夠強亮度的點(柱)光源。LED作為光源，其每個LED燈的亮度就太小，需要較多的集合在一起共同組成，這就是目前臨床上廣泛使用的LED手術無影燈均采用多頭燈的原因之一。隨著LED技術的發(fā)展，大功率、超亮度的LED的研發(fā)、生產(chǎn)，并且組裝技術的進展，柱式LED燈投放市場，為LED作為整體反射的光源提供保證。柱式LED燈又稱LED玉米燈是LED燈具的一種，因為LED最大發(fā)光角度為120°，考慮到發(fā)光均勻，特設計成360°發(fā)光，其形狀如同玉米棒，特稱為LED玉米燈。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，直流驅動，超低功耗(單管0. 03-0. 06瓦)電光功率轉換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈；固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上；耐沖擊，抗雷力強，無紫外線(UV)和紅外線(IR)輻射。無燈絲及玻璃外殼，沒有傳統(tǒng)燈管碎裂問題，對人體無傷害、無輻射。低電壓下工作，安全可靠；表面溫度< 60°C (環(huán)境溫度Ta = 25°C時)，綜述柱式LED燈是非常理想的整體反射手術無影燈的光源，克服了鹵素燈耗能高、產(chǎn)熱多、壽命短、易碎裂等不足。LED無影燈為純直流電供電無頻閃，不易使眼睛產(chǎn)生疲勞感，亦不會對工作區(qū)其它設備產(chǎn)生諧波干擾。整體反射手術無影燈光源系統(tǒng)一般由電源、主燈、副燈、顯示面板、調(diào)節(jié)面板、燈泡 檢測電路、燈泡轉換電路組成。關于燈泡轉換電路簡單的只是單獨轉換主、副燈的供電，主、副燈無位移，較好的不單轉換主、副燈的供電，并且由轉盤電機工作，將主、副燈位置互調(diào)。因為整體反射手術無影燈的構造和控制電路比較完善，所以整體反射LED手術無影燈的光源系統(tǒng)可參考其基本結構，在其基礎上進行必要的增改。整體反射LED手術無影燈的光源系統(tǒng)主要增加備用電源和供電與備用電源互換電路，也稱為交直流轉換電路。備用電源可采用充電電池，燈泡轉換電路必需采用轉盤電機控制位移。從而整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)由電源、主燈和副燈(柱式LED燈)、顯示面板、調(diào)節(jié)面板、燈檢測電路、主、副燈轉換電路、充電電路、供電與備用電源轉換電路、應急(開關)電路組成。本發(fā)明整體反射LED手術無影燈的光源系統(tǒng)的目的在符合手術照度的情況下，實現(xiàn)同源共柱、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)熱少、壽命長、故障率小、應急能力強、對外界干擾弱、能在最基本情況(LED、電池)下工作。本發(fā)明的特點1、采用單獨的柱式LED作為光源。2、應急能力有三種；(I)、主、副燈轉換，(2)、交直流互換，(3)、直流電直接供給。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖是本發(fā)明的電路結構示意圖。圖中I、電源；2、控制板；3、主燈；4、副燈；5、顯示面板；6、控制面板；7、充電電池；
8、主、副燈轉換電路；9、應急(開關)電路。
具體實施例方式手術無影燈一般采用24V供電，這和LED主要是12V、24V—致。整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)由電源(I)、控制板(2)、主燈(3)、副燈(4)、顯示面板(5)、控制面板(6)、充電電池(7)、主、副燈轉換電路(8)、應急(開關)電路(9)組成。根據(jù)手術無影燈的有關規(guī)定和要求，電源(I)為恒流隔離電源。將220V的交流電經(jīng)降壓、整流轉換為24V直流電供給柱式LED燈和充電電池使用，保證LED燈的電源可靠供給，另外，根據(jù)轉盤電機、控制板、指示燈等需要提供所需電壓?？刂瓢澧苾?nèi)含1、主、副燈檢測電路；2、交直流轉換電路；3、充電電池管理電路；4、輸入、輸出電路。其主要功能有I、主、副燈檢測電路檢測主、副燈的性能,確定調(diào)整工作燈，并由輸出電路給顯示面板(5)有關信號確定主、副燈性能及工作狀態(tài)，及時跟蹤檢測在用工作燈的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題，立即啟動燈轉換電路，啟用備用燈泡，即轉盤電機工作轉動LED位置，轉換LED燈間供電，主燈斷電、副燈得電工作。2、交直流轉換電路檢測供電電源是否正常，在供電電源正常的情況下，由供電電源提供供電，若異?；驘o供電，即轉為備用電池供電，保證LED燈工作。當供電電源恢復正常，則仍轉為供電電源供電。3、充電電池管理電路自動控制對充電電池的充電，檢測充電電池的電量狀態(tài)進行不同的充電方案，電量較滿采用涓流充電方式，保持電池電量；電量中間狀態(tài)，采用涓流充電方式，緩慢蓄滿電池電量或快速充電方式，快速補充電池電量；電量不足狀態(tài)，先采用涓流方式，緩慢提升電池的電壓至安全水平后，采用快速充電方式，快速補充電池電量。4、輸入、輸出電路管理 輸入信號(開關燈、燈亮度的增減等)和輸出信號(交流或直流供電、充電信號指示、主、副燈性能和工作狀態(tài)、燈亮度指示等)。主燈(3)和副燈(4)也可稱其為A燈和B燈，可互換角色，處在工作狀態(tài)的為主燈，處在備用位置的為副燈。光源(柱式LED燈)有二路并聯(lián)供電，一路即主供電路，由控制板(2)控制提供，另一路為應急電路，由應急(開關)電路(9)控制，24V充電電池
(7)直接供給。主燈和副燈采用24V柱式LED燈作為光源。柱式LED燈采用新的配光技術使每個單獨LED的點光源擴展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞；透鏡與燈罩一體化設計，透鏡同時具備聚光與防護作用，避免了光的重復浪費；大功率LED平面集群封裝，及散熱器與燈座一體化設計，充分保障了 LED散熱要求及使用壽命，由于采用散熱器與燈座一體化設計，使燈座處成為光隔斷面，阻隔光從燈座向下傳導；由于電源(I)本身就是恒流隔離電源，柱式LED燈內(nèi)不必再增設恒流隔離電源，減少零部件，從而可使柱式LED燈體積大大減??；采用超高亮大功率LED光源，相同功率下亮度是白熾燈的10倍；能耗和產(chǎn)熱均進一步下降，成本同樣減少。顯示面板(5)顯示1、交流或直流供電狀況，當交流電輸入正常時交流電指示燈亮，直流電指示燈滅；交流電輸入異常或無交流電輸入時，交流電指示燈滅，直流電指示燈亮。2、充電信號指示，充電時充電指示燈亮，并且隨充電電流大、小，閃動快慢有變化。3、主、副燈性能和工作狀態(tài)，工作時對應指示燈得電工作(發(fā)亮)，主、副燈能正常工作時，有關對應指示燈為藍色，有故障不能得電工作則為紅色，應對其進行檢查或更換。4、指示工作燈所調(diào)節(jié)的亮度，當燈亮度由暗至亮時，亮度指示燈由少至多，逐步增加，反之，亮度由亮至暗時，亮度指示燈由多至少，逐步減少?？刂泼姘?6)，主要有光源的啟動鍵和停止鍵、光源調(diào)節(jié)鍵(增加、減少)。啟動鍵啟動LED燈的工作；停止鍵熄滅LED燈；光源(增加、減少)調(diào)節(jié)鍵調(diào)節(jié)LED燈的亮度。充電電池(7)為24V備用電源，可為控制板⑵和LED燈提供應急電源。主、副燈轉換電路⑶當主燈(3)因故不能正常工作時，控制板⑵輸出信號，轉盤電機受控制板(2)控制，調(diào)整LED燈的工作、等待位置，原副燈(4)取代原主燈(3)的位置，成為新的主燈；應急(開關)電路連接充電電池(7)與LED燈，打開應急開關可使充電電池直接供給LED燈24V的電源，此時LED燈不能進行調(diào)光，但確保手術不因手術無影燈停止手術的事件發(fā)生。應急(開關)電路(9)是在控制板⑵故障時，人工控制將24V充電電池(7)與24V柱式LED燈直接連接，使24V充電電池(7)可直接給24V柱式LEC燈供電，保證在控制板⑵故障時仍舊能使LED燈工作。整體反射LED手術無影燈可分為三大部分電源和充電電池可安置在無影燈頂部或天花板上，顯示、調(diào)節(jié)面板和控制板可組合安置在無影燈的燈盤中。柱式LED燈和燈座及燈轉盤電機組合在燈座盤上，通過插件與燈盤連接，用螺栓固定。整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)的工作過程當電源開關閉合，電源接通得電后，控制板(2)工作，I、檢測主、副燈性能，并作出相關顯示，即主、副燈指示燈為藍色 (正常)或紅色(異常)。2、檢測充電電池電量，并根據(jù)電池電量確定充電方式，并作出有關顯示。3、等待調(diào)節(jié)面板中燈電源開關(啟動鍵)，當調(diào)節(jié)面板中燈電源開關(啟動鍵)觸發(fā)后，控制板給LED燈輸出電源，使LED燈得電發(fā)亮。4、若在使用中主燈突然出現(xiàn)故障，控制板
(2)立即啟動燈轉換電路，燈轉盤電機得電，轉動燈座盤，主、副燈座位置及供電互換，主燈離位、斷電；副燈到位得電。5、在正常使用過程中，檢測供電電源，若供電電源有故障或無，立即啟動作為備用電源的充電電池，切斷供電電源電路，改為充電電池供電，若供電電源恢復正常時再次使用供電電源供電，充電電池停止供電，并根據(jù)充電電池電量作出不同形式的充電方法。6、根據(jù)調(diào)節(jié)面板亮度調(diào)節(jié)鍵的調(diào)節(jié)改變燈電壓(電流)輸出的實際值，并隨著調(diào)節(jié)顯示其亮度。7、觸發(fā)停止鍵，LED熄滅。8、控制板(2)等故障，使LED燈不能得電發(fā)亮時，人工打開應急開關，充電電池直接供給LED電源，LED得電、發(fā)亮。
權利要求
1.一種整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)，由電源(I)、控制板(2)、主燈(3)、副燈(4)、顯示面板(5)、控制面板(6)、充電電池(7)、主、副燈轉換電路(8)、應急開關(9)組成；其特征在于，柱式LED的整體反射。
2.如權利要求I所述的整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)，其特征在于交直流轉換。
3.如權利要求I所述的整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)，其特征在于充電電池直接供給光源。
全文摘要
整體反射LED手術無影燈光源系統(tǒng)是采用整體反射+柱式LED技術，使其取長補短，集整體反射和LED技術優(yōu)點一身，克服不足，由電源(1)、控制板(2)、主燈(3)、副燈(4)、顯示面板(5)、控制面板(6)、充電電池(7)、主、副燈轉換電路(8)、應急(開關)電路(9)組成。以柱式LED燈作為光源，滿足整體反射對光源的要求，節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)熱少、壽命長。耗能小可采用電池供電，交、直流轉換電路、主、副燈轉換電路、應急(開關)電路增加整體反射LED手術無影燈的應急性能。
文檔編號H05B37/04GK102711344SQ20121012636
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者嚴俊麗, 田明祥, 袁文杰, 陳玲娣, 鞠澤生 申請人:揚州市第一人民醫(yī)院, 田明祥, 袁林