一種手術(shù)顯微鏡用照明裝置及其照明方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種照明裝置及照明方法，尤其涉及一種手術(shù)顯微鏡用照明裝置及其照明方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有手術(shù)顯微鏡照明方法主要包括以下幾種:
[0003]1.大功率鹵素?zé)艋驓怏w放電燈照明:該方法包含光源箱、醫(yī)用導(dǎo)光纖維、聚光-投射器(通常集成于手術(shù)顯微鏡的鏡頭內(nèi))等部件。其中光源箱是核心部件，其主要由光源(大功率鹵素?zé)艋驓怏w放電燈)、保證光源正常工作的供電及散熱系統(tǒng)、濾光元件、光源-光纖耦合系統(tǒng)等幾部分組成。儀器工作時，光源發(fā)出的光首先經(jīng)過濾光元件過濾掉對人體有害的紫外及紅外成分，然后通過光源-光纖耦合系統(tǒng)導(dǎo)入醫(yī)用導(dǎo)光纖維并在其另一端出射，出射光經(jīng)過聚光-投射器后照亮需要觀察的表面(通常稱之為物面)。該方法是目前手術(shù)顯微鏡照明技術(shù)領(lǐng)域最常用的照明方法，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)極為成熟、研發(fā)風(fēng)險較低，但其缺點也極為明顯，包括:
[0004]A.結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜:鹵素?zé)艏皻怏w放電燈由于壽命較短，因此設(shè)計光源箱時需要額外增加一個光源備用，并為其設(shè)計相應(yīng)的切換機構(gòu)，這樣當(dāng)某個光源手術(shù)過程中發(fā)生故障時，使用者可通過切換機構(gòu)迅速切換至備用光源，以保證手術(shù)的順利進行。此外，由于鹵素?zé)艏皻怏w放電燈的發(fā)射光譜含有較多的對人體有害的紫外及紅外成分，實際應(yīng)用時需要設(shè)計專門的濾光元件進行過濾。
[0005]B.使用成本較高:同樣是由于鹵素?zé)艏皻怏w放電燈壽命較短，在儀器的使用期限內(nèi)，使用者需要經(jīng)常更換光源。此外，該方法中的醫(yī)用導(dǎo)光纖維隨著使用時間的延長會逐漸老化并進而影響其傳光效率，因此也需要使用者定期更換。
[0006]C.光能利用率低:該方法之所以使用醫(yī)用導(dǎo)光纖維作為傳光元件，其主要原因是導(dǎo)光纖維可以進一步過濾光源發(fā)射光譜中的紫外成分，并可使工作噪音較大的光源箱(工作時需要大功率風(fēng)扇散熱)盡量遠離使用者。但是，醫(yī)用導(dǎo)光纖維的最大弊端是其透光率低，普遍均在40%以下，如果再考慮其它元器件的光能損耗，實際的光能利用率更低，這也是該方法的照明光源均采用大功率(一般均在100W以上)鹵素?zé)艏皻怏w放電燈的最主要原因。
[0007]2.小功率鹵素?zé)艏烧彰?與方法一相比，該方法取消了光源箱、醫(yī)用導(dǎo)光纖維等部件，將小功率鹵素?zé)?只需要低噪音的小功率散熱風(fēng)扇進行散熱或者不需要散熱)及聚光-投射器集成到了手術(shù)顯微鏡的鏡頭內(nèi)，這就克服了方法一存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。但是，由于小功率鹵素?zé)敉瑯哟嬖趬勖?、發(fā)光效率低的弊病，雖然取消醫(yī)用導(dǎo)光纖維可以在一定程度上降低儀器使用成本、提高光能利用率，但還是難以從根本上進行改善。此外，小功率鹵素?zé)舭l(fā)射光譜中同樣存在紅外及紫外成分，因此，需要設(shè)計相應(yīng)的濾光元件或方法進行過濾，客觀上增加了應(yīng)用成本。
[0008]3.多路功率型LED集成式合光照明:該方法是對方法二的進一步改進，其采用功率型LED(Light Emitting D1de，發(fā)光二極管)作為照明光源，該方法可充分利用LED所具有的壽命長(普遍在數(shù)萬小時以上，儀器使用期限內(nèi)無需更換光源)、發(fā)光效率高、安全性高(發(fā)射光譜中無任何紫外及紅外成分)等優(yōu)點，從根本上提高手術(shù)顯微鏡的照明質(zhì)量，簡化照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低儀器的使用及維護成本。但是，LED作為一種朗伯體面發(fā)光光源，其“聚光”效果較差，現(xiàn)有的聚光-投射器元件已很難進行提高。為此，目前的做法是同時使用多路(一般為兩路)功率型LED作為照明光源，通過合光器件(一般為棱鏡、透鏡或其組合)聚光、合光后再投射至物面。顯然，多路LED的存在會提高系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，并降低系統(tǒng)的可靠性，此外，多路功率型LED對散熱也有更高的要求，即必須使用大風(fēng)量風(fēng)扇進行散熱，這無疑會提高系統(tǒng)的工作噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種手術(shù)顯微鏡用照明裝置及其照明方法，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作噪音小。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0011]一種手術(shù)顯微鏡用照明裝置，包括散熱器、風(fēng)扇、LED和驅(qū)動控制單元，所述散熱器的后端連接所述風(fēng)扇，所述散熱器的前端連接所述LED，所述驅(qū)動控制單元連接所述風(fēng)扇，所述驅(qū)動控制單元連接有人機交互單元，所述驅(qū)動控制單元通過纜線連接所述LED ;所述LED的前端設(shè)置有集光器，所述集光器的前端設(shè)置有聚光鏡，所述聚光鏡的前端設(shè)置有投射鏡；所述散熱器和LED之間設(shè)置有導(dǎo)熱層。
[0012]進一步地，所述聚光鏡和投射鏡之間設(shè)置有光闌。
[0013]進一步地，所述LED為貼片式或板上式封裝白光LED。
[0014]進一步地，所述集光器為圓錐管，所述圓錐管的內(nèi)腔鍍有反射膜，所述圓錐管的小端靠近所述LED，大端靠近所述聚光鏡。
[0015]進一步地，所述圓錐管的材質(zhì)為金屬。
[0016]進一步地，所述集光器為圓錐體，所述圓錐體材質(zhì)為玻璃或透光率不低于50%的塑料，所述圓錐體的小端靠近所述LED，大端靠近所述聚光鏡。
[0017]進一步地，所述導(dǎo)熱層為導(dǎo)熱硅脂或半導(dǎo)體制冷片。
[0018]進一步地，所述光闌和投射鏡之間設(shè)置有反光鏡或反光棱鏡。
[0019]基于這種手術(shù)顯微鏡用照明裝置的照明方法是，在LED的前端添加集光器，對LED出射光的角度進行壓縮，在集光器的前端添加聚光鏡，對出射光進行準(zhǔn)直，在聚光鏡的前端添加投射鏡，將出射光進行集中；對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和LED結(jié)溫進行監(jiān)測與控制，根據(jù)LED結(jié)溫對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進行實時調(diào)整。
[0020]本發(fā)明一種手術(shù)顯微鏡用照明裝置及其照明方法，單路LED實現(xiàn)良好照明效果，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，風(fēng)扇與LED關(guān)聯(lián)控制，工作噪音小。
【附圖說明】
[0021]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0022]圖1是本發(fā)明中照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明中照明裝置添加反光鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明中照明裝置添加反光棱鏡的結(jié)構(gòu)