一種醫(yī)用光纖式照明燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醫(yī)用光纖式照明燈，該醫(yī)用光纖式照明燈包括：光源組件、主光纖、光纖分路器、子光纖、光學系統(tǒng)和出光板，其中，所述光源組件包括光源和二次光學系統(tǒng)，所述光源通過所述二次光學系統(tǒng)與所述主光纖相連接，所述光學系統(tǒng)包括多個光學單元，所述光學單元中設(shè)置有光學透鏡，所述子光纖的一端通過所述光纖分路器與所述主光纖相連接，另一端伸入各自對應的光學單元中，所述出光板連接在所述光學系統(tǒng)的下方。本發(fā)明所述的醫(yī)用光纖式照明燈通過光學系統(tǒng)和出光板的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的照明需求，擴大了照明燈的應用范圍，并且光的傳導路徑通過光纖，從而代替了電纜，避免了觸電和火災等事故的發(fā)生。
【專利說明】—種醫(yī)用光纖式照明燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用光纖式照明燈。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的醫(yī)用照明燈中，傳導路徑需要電纜來控制光源發(fā)光，傳導路徑帶電的問題可能會導致觸電和火災等事故的發(fā)生。有的光源發(fā)出的光需要通過光纖導出后直接經(jīng)出光面射出，照明效果較為單一，而且光纖導出的光是束光，光的照明范圍比較窄，光線比較強，容易產(chǎn)生眩光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為此，本發(fā)明提出了一種可以解決上述問題的至少一部分的新醫(yī)用光纖式照明燈。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種醫(yī)用光纖式照明燈，包括:光源組件、主光纖、光纖分路器、子光纖、光學系統(tǒng)和出光板，其中，所述光源組件包括光源和二次光學系統(tǒng)，所述光源通過所述二次光學系統(tǒng)與所述主光纖相連接，所述光學系統(tǒng)包括多個光學單元，所述光學單元中設(shè)置有光學透鏡，所述子光纖的一端通過所述光纖分路器與所述主光纖相連接，另一端伸入各自對應的光學單元中，所述出光板連接在所述光學系統(tǒng)的下方。
[0005]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，所述光學透鏡為至少一個凹透鏡，所述凹透鏡位于所述子光纖與所述出光板之間，以使得所述子光纖發(fā)出的光經(jīng)所述凹透鏡到達所述出光板。
[0006]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，所述光學透鏡為凸透鏡和凹透鏡的組合，其中，所述凸透鏡光軸和所述凹透鏡的光軸為共軸，所述凸透鏡位于所述凹透鏡與所述子光纖之間，所述凹透鏡位于所述凸透鏡與所述出光板之間，并且其中，所述凹透鏡與所述凸透鏡之間的距離大于所述凸透鏡的焦距。
[0007]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，所述光學透鏡為凹透鏡的組合，所述凹透鏡的光軸為共軸。
[0008]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學透鏡為塑膠透鏡或玻璃透鏡。
[0009]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光源還連接有控制盒，所述控制盒上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述光源亮度和色溫的部件。
[0010]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光源設(shè)置有散熱系統(tǒng)。
[0011 ] 可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述主光纖和所述子光纖為多模光纖。
[0012]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述出光板為光擴散板，所述光擴散板為亞克力板或PC板。[0013]可選地，根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學系統(tǒng)外設(shè)置有殼體，所述殼體與所述出光板可拆卸連接。
[0014]本發(fā)明所述的醫(yī)用光纖式照明燈通過光學系統(tǒng)和出光板的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的照明需求，擴大了照明燈的應用范圍，并且光的傳導路徑通過光纖，從而代替了電纜，避免了觸電和火災等事故的發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。其中在附圖中，參考數(shù)字之后的字母標記指示多個相同的部件，當泛指這些部件時，將省略其最后的字母標記。在附圖中:
[0016]圖1為本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為出光板的輪廓示意圖；
[0018]圖3為懸臂梁型的卡扣連接示意圖；
[0019]圖4為圓筒型的卡扣連接示意圖；
[0020]圖5為球型的卡扣連接示意圖；
[0021]圖6為殼體中的光學透鏡為一個凹透鏡的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為子光纖導出的光經(jīng)過凹透鏡的光路示意圖；
[0023]圖8為殼體中的光學透鏡為一個凸透鏡和一個凹透鏡組合的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9為子光纖導出的光經(jīng)過一個凸透鏡和一個凹透鏡的光學系統(tǒng)的光路示意圖；；
[0025]圖10為殼體中的光學透鏡為兩個凹透鏡組合的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0026]圖11為子光纖導出的光經(jīng)過兩個凹透鏡組合的光學系統(tǒng)的光路示意圖。
[0027]其中，附圖中各標記的含義為:
[0028]主光纖100、光纖分路器200、子光纖300、殼體400、光學系統(tǒng)500、出光板600、凸透鏡510、凹透鏡520、光源700、二次光學系統(tǒng)800、控制盒900和散熱系統(tǒng)1000。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的描述。
[0030]圖1示出了本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述醫(yī)用光纖式照明燈包括光源組件、主光纖100、光纖分路器200、子光纖300、光學系統(tǒng)500和出光板600，其中，所述光源組件包括光源700和二次光學系統(tǒng)800，所述光源700通過所述二次光學系統(tǒng)800與所述主光纖100相連接，通過所述二次光學系統(tǒng)800的聚光作用將所述光源700的光輸送到所述主光纖100中，進入所述主光纖100的光線通過所述光纖分路器200分配到許多所述子光纖300中，所述光學系統(tǒng)500包括多個光學單元，所述子光纖300中的光線輸送到各自對應的光學單元中。在所述光學系統(tǒng)500的下方連接有出光板600，用來將光學系統(tǒng)中的光射出實現(xiàn)照明效果，同時為光學系統(tǒng)提供保護作用。從所述光學單元射出的光最終由出光板透射出來。所述光學單元中還設(shè)置有光學透鏡，用來對進入光學單元的光線進行調(diào)整或變換。
[0031]根據(jù)照明效果的需求，光學透鏡可以選擇不同的光學透鏡類型，例如，需要較為柔和的照明效果時，可以選擇使用諸如凹透鏡520或者其他能夠?qū)饩€進行擴散的透鏡組件。此時，由所述子光纖300導出的束光經(jīng)過位于殼體400中的光學透鏡后進行擴束，擴束光經(jīng)過所述出光板600后透射出來以達到照明的效果，防止了眩光，使得光線變得柔和。
[0032]在選擇使用凹透鏡520來對光線進行擴散時，所述凹透鏡520的數(shù)目可以為根據(jù)照明需求選擇使用一個或多個，凹透鏡的數(shù)量越多，對光束的擴散效果越強，擴散的范圍也就越大。所使用的凹透鏡為可以為平凹透鏡或雙凹透鏡，平凹透鏡為一面凹一面平的透鏡，雙凹透鏡為兩面都是凹面的透鏡。除了凹透鏡，本發(fā)明的另一個實施例中選擇使用凹透鏡520和凸透鏡510的組合，通過合理布置兩者的關(guān)系，實現(xiàn)對光線的擴散作用。
[0033]本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈中，所述光學透鏡為塑膠透鏡或玻璃透鏡。所述光學透鏡按材料可以分為硅膠透鏡、PMMA透鏡、PC透鏡和玻璃透鏡。硅膠透鏡耐溫比較高，常直接用于封裝LED發(fā)光器件，但是一般硅膠透鏡體積較小，直徑為3-10mm ;PMMA透鏡俗稱亞克力透鏡，為塑膠透鏡，此透鏡的生產(chǎn)效率高，透光率高；PC透鏡為聚碳酸酯透鏡，為塑膠透鏡，此透鏡的生產(chǎn)效率高，相較于PMMA透鏡透光率低；玻璃透鏡具有透光率高、耐高溫等優(yōu)點。
[0034]所述光源700可以為白熾燈、熒光燈或LED燈。由于LED燈具有體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度低熱量和堅固耐用的優(yōu)點，所以所述光源700優(yōu)選為LED燈。當使用LED燈作為光源時，還可以通過調(diào)節(jié)光源的色溫來控制照明燈的亮度。為了方便地對所述醫(yī)用光纖式照明燈進行色溫調(diào)節(jié)，可以在所述照明燈上連接控制盒900，所述控制盒900上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述光源亮度和色溫的部件。所述光源700的亮度和色溫能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)或分檔位調(diào)節(jié)。如圖1所示，所述照明燈連接有控制盒900，通過該控制盒900能夠調(diào)節(jié)所述醫(yī)用光纖式照明燈的色溫以及亮度。例如，在所述控制盒900上設(shè)置色溫調(diào)節(jié)按鈕，通過操作色溫按鈕，該按鈕連接的控制電路對所述LED芯片的發(fā)光亮度進行調(diào)節(jié)。將光源設(shè)置成色溫不同的LED芯片組合，如冷白LED芯片與暖白LED芯片組合或RGB LED芯片與白光LED芯片組合，通過冷白LED芯片發(fā)光亮度與暖白LED芯片亮度的混合或者RGB LED芯片發(fā)光亮度與白光LED芯片發(fā)光亮度的混合，實現(xiàn)色溫的連續(xù)調(diào)節(jié)，以獲得所需的任意數(shù)值的色溫。
[0035]為了色溫調(diào)節(jié)的更便捷，所述控制盒900上還設(shè)置有5檔色溫指示燈，所述色溫指示燈分別指示的色溫值為:3000K、4000K、4500K、5500K、6000K。所述五檔色溫值均為常用色溫，操作所述指示燈，即可得到其表示數(shù)值的色溫，一鍵操作，實現(xiàn)色溫的快速調(diào)節(jié)。在色溫固定后，還可以對所述醫(yī)用光纖式照明燈的亮度進行調(diào)節(jié)，以適應不同手術(shù)情況的照明亮度需求。在所述控制盒900上設(shè)置有亮度控制按鈕，對所述按鈕進行操作，即可實現(xiàn)醫(yī)用光纖式照明燈照明亮度的調(diào)節(jié)，不改變所述冷白LED芯片發(fā)光亮度與暖白LED芯片亮度的比例或RGB LED芯片亮度與白光LED芯片亮度的比例即可。同樣，為了實現(xiàn)亮度的快速調(diào)節(jié)，所述控制盒900上還設(shè)置有8檔亮度指示燈，以所述LED芯片額定電流為基準，所述亮度最大可達到100%，最低為30%。通過操作所述亮度指示按鈕，實現(xiàn)醫(yī)用光纖式照明燈亮度的分檔位調(diào)節(jié)，從而精準調(diào)節(jié)醫(yī)用光纖式照明燈的亮度。[0036]當所述光源700開始工作時，其產(chǎn)生的熱量如果不及時散出去，將會影響光源的使用壽命。因此，本發(fā)明中，在所述光源700連接有散熱系統(tǒng)1000，以將所述LED散發(fā)的熱
量盡快散發(fā)出去。
[0037]本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈中，所述主光纖100和所述子光纖300為多模光纖。多模光纖的纖芯直徑比較粗，可傳輸多種模式的光，入射光進入纖芯的角度多，向前傳播的路徑也多。從工作波長可將光纖分為紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖，照明的光都為可見光，所述照明燈使用的光纖為可觀光纖。在折射率分布上光纖常見為階躍型光纖、近階躍型光纖、漸變型光纖。所述光纖的材料為石英玻璃，此光纖具有成本低、透光性好和便于加工的優(yōu)點。
[0038]在需要較為柔和的照明需求時，所述出光板600可以選擇使用對光線具有漫透射作用的光擴散板。光擴散板中加入有光干涉的擴散粒子，使得光線在通過基材時因折射率不同實現(xiàn)多次折射，從而把光線均勻的分散，反射，散射，調(diào)整光傳播得方向，使得點光源變成面光源，因損失部分的光使得光線更加柔和沒有眩光?？梢赃x擇使用亞克力板或PC板作為光擴散板。亞克力光擴散板是以聚甲基丙烯酸甲酯為基材，加入擴散劑而制成的；PC光擴散板是以聚碳酸酯為基材，加入擴散劑而制成的一種光學PC耐力板。
[0039]所述出光板600的輪廓可以設(shè)計成任何形狀，例如圓形、方形、三角形、棱形等規(guī)則的幾何形狀或者如圖2中所示的不規(guī)則形狀。所述出光板的出光面可以為平面，也可以設(shè)計成具有高低起伏的非平面從而形成各種立體形狀。例如，當所述照明燈置于優(yōu)雅的環(huán)境中時，可將所述出光板的出光面設(shè)計成假山等具有藝術(shù)的三維立體形狀。還可以在所述出光板的出光面上貼有濾光片，以根據(jù)需要透過不同顏色的光。
[0040]本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈中，進一步地包括殼體400，所述光學單元位于殼體400中。如圖1中所示,所述殼體400包圍在所述光學單元周圍,其下端部與所述出光板600連接，對所述的光學單元形成保護。在所述殼體上設(shè)置有容納所述子光纖300通過的孔，使得所述子光纖300能夠經(jīng)由殼體伸入光學單元中。所述殼體400優(yōu)選為由不透明材料制成，從而可進一步防止進入光學單元內(nèi)的光線因透射而損失。
[0041]本發(fā)明所述醫(yī)用光纖式照明燈中，所述殼體400與所述出光板600諸如螺紋連接或卡扣連接等可拆卸連接。螺紋連接是一種廣泛使用的可拆卸的固定連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點。螺紋連接為將螺釘直接旋入所述透鏡模組和所述出光板400的螺紋孔中，達到將所述透鏡模組和所述出光板400緊密連接的效果。卡扣連接分為懸臂梁型的卡扣連接(如圖3所示)、圓筒型的卡扣連接(如圖4所示)和球型的卡扣連接(如圖5所示)。當所述透鏡模組和所述出光板400使用卡扣連接時，卡扣連接的方式可選為懸臂梁型的卡扣連接或圓筒型的卡扣連接。
[0042]根據(jù)本發(fā)明提出的光學系統(tǒng)組合方法可選因素較多，可以設(shè)計出多種實施例，因此具體的實施例僅作為本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。為了具體的描述本發(fā)明，選擇以下實施例進行示例性說明。
[0043]實施例1
[0044]圖6示出了殼體中的光學透鏡為一個凹透鏡的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6中所示，殼體400中的光學透鏡為凹透鏡520，所述凹透鏡520位于所述子光纖300與所述出光板600之間，子光纖300導出的平行光經(jīng)過凹透鏡520的擴散后經(jīng)出光板600射出，本實施例中采用的出光板為光擴散板。圖7示出了子光纖導出的光經(jīng)過凹透鏡的光路示意圖。如圖7所示，子光纖300導出的平行光經(jīng)過殼體400中的凹透鏡520，沿著凹透鏡520的虛焦點擴散出去，使得光束得以擴散。擴散的光經(jīng)過出光板600的進一步漫透射，使射出的光線變得柔和。
[0045]實施例2
[0046]圖8示出了殼體中的光學透鏡為一個凸透鏡和一個凹透鏡組合的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8中所示，所述殼體400內(nèi)安裝有一個凸透鏡510和一個凹透鏡520，兩者共軸。為了實現(xiàn)光的擴散，所述凸透鏡510設(shè)置在所述子光纖300與所述凹透鏡520之間，所述凹透鏡520設(shè)置在所述凸透鏡510與所述出光板600之間，且凹透鏡520位于凸透鏡510的焦點之外。圖9示出了子光纖導出的光經(jīng)過光學透鏡系統(tǒng)的光路示意圖。如圖9所示，子光纖導出的平行光經(jīng)過凸透鏡510以后在其焦點處進行會聚，經(jīng)過焦點繼續(xù)傳播就會變成發(fā)散光，該發(fā)散光經(jīng)過位于凸透鏡焦點之外的凹透鏡后變的更加發(fā)散。所述凹透鏡520或凸透鏡510的相對位置是可以調(diào)節(jié)的，從而可以根據(jù)光的擴散范圍來改變兩者的間距，實現(xiàn)光線的不同擴散效果，調(diào)整照明效果。在所述出光板600上貼有濾光片，可以根據(jù)需要透過不同顏色的光線。
[0047]實施例3
[0048]圖10示出了殼體中的光學透鏡為兩個凹透鏡組合的光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖10中所示，所述殼體400內(nèi)安裝有兩個凹透鏡520，兩者共軸，且兩個凹透鏡520均位于所述子光纖300與所述出光板600之間。圖11示出了子光纖導出的光經(jīng)過光學透鏡系統(tǒng)的光路示意圖。如圖11所示，子光纖300導出的平行光經(jīng)過第一個凹透鏡520后沿著凹透鏡的虛焦點擴散出去，發(fā)散光經(jīng)過第二個凹透鏡520后擴散的范圍更大。兩個凹透鏡之間的距離也是可以調(diào)節(jié)的，通過移動其中一個凹透鏡或者同時移動兩個凹透鏡，改變兩者之間的相對位置，可以改變光線的擴散范圍。出光板上還可以貼有濾光片，根據(jù)需要透過不同顏色的光線。
[0049]本發(fā)明所述的醫(yī)用光纖式照明燈通過光學系統(tǒng)和出光板的配合使用，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的照明需求，擴大了照明燈的應用范圍，并且光的傳導路徑通過光纖，從而代替了電纜，避免了觸電和火災等事故的發(fā)生。
[0050]應該注意的是，上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于包括:光源組件、主光纖(100)、光纖分路器(200)、子光纖(300)、光學系統(tǒng)(500)和出光板(600);其中， 所述光源組件包括光源(700 )和二次光學系統(tǒng)(800 )，所述光源(700 )通過所述二次光學系統(tǒng)(800)與所述主光纖(100)相連接； 所述光學系統(tǒng)(500)包括多個光學單元，所述光學單元中設(shè)置有光學透鏡； 所述子光纖(300 )的一端通過所述光纖分路器(200 )與所述主光纖(100 )相連接，另一端伸入各自對應的光學單兀中； 所述出光板(600)連接在所述光學系統(tǒng)(500)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學透鏡為至少一個凹透鏡(520 )，所述凹透鏡(520 )位于所述子光纖(300 )與所述出光板(600 )之間，以使得所述子光纖(300)發(fā)出的光經(jīng)所述凹透鏡(520)到達所述出光板(600)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學透鏡為凸透鏡(510)和凹透鏡(520)的組合，其中，所述凸透鏡(510)光軸和所述凹透鏡(520)的光軸為共軸，所述凸透鏡(510 )位于所述凹透鏡(520 )與所述子光纖(300 )之間，所述凹透鏡(520 )位于所述凸透鏡(510)與所述出光板(600)之間，并且其中，所述凹透鏡(520)與所述凸透鏡(510)之間的距離大于所述凸透鏡(510)的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學透鏡為凹透鏡(520)的組合，所述凹透鏡(520)的光軸為共軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學透鏡為塑膠透鏡或玻璃透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光源(700)為LED，在光源(700 )上還連接有控制盒(900 )，所述控制盒(900 )上設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)所述光源亮度和色溫的部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光源(700)設(shè)置有散熱系統(tǒng)(1000)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述主光纖(100)和所述子光纖(300)為多模光纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述出光板(600)為光擴散板，所述光擴散板為亞克力板或PC板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用光纖式照明燈，其特征在于:所述光學系統(tǒng)(500)外設(shè)置有殼體(400)，所述殼體(400)與所述出光板(600)可拆卸連接。
【文檔編號】F21S2/00GK103574373SQ201310580893
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】楊仲奎, 馬晉坤 申請人:云南邦橋節(jié)能科技有限公司