[发明专利]一种医疗智能激光无影照明系统

说明书

技术领域

本发明涉及无影照明，尤其涉及一种提供更加优越的手术照明效果的医疗智能激光无影照明系统。

背景技术

手术无影灯是用来照明外科手术部位不可缺少的重要设备，要求能清晰地观察处于切口和腔体中不同深度、大小和对比度低的物体。由于手术时医生的头、手和器械均可能对手术部位造成干扰阴影，并将色彩失真降到最低程度。同时，无影灯还必须能长时间地持续工作而保持低温状态。

目前国际、国内关于手术无影灯和诊断照明有很多的研究，大功率LED已经成功应用于外科手术灯、医疗检查等方面，现有产品虽然较好的解决了传统医疗照明技术存在的色温不可调，温升较高等局限问题，在技术上也成功解决了大功率LED的封装、恒流驱动、散热以及照度控制等问题，可实现无影灯照度的多级调控，调光灵活、方便，但仍无法依据人眼视觉特性实现智能可调。如果操作时间长，则无法对创面实现最佳照明，使临床医生出现视觉疲劳，产生老视现象，对于手术及诊断产生影响。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医疗智能激光无影照明系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种医疗智能激光无影照明系统，其包括光学照明单元、光学照明检测单元、机械单元和电气控制单元，其中，

所述光学照明单元包括固定光源组和补偿光源组，所述固定光源组使得光源出射的光均匀投射到工作面上，并实现较高的无影度；所述补偿光源组的作用是在有遮挡物时，使补偿工作面处的阴影区域亮度、色温、显色性等指标达到最佳视觉效果；

所述光学照明检测单元包括监控摄像机和图像处理模块，所述光学照明检测单元通过所述监控摄像机捕捉工作面处亮度及色温的变化，通过所述图形处理模块对采集到的图片进行分析，确定工作面处的亮度特征，控制所述补偿光源组不同区域的光源进行亮度补偿，进而实现工作面处亮度均匀性的闭环控制；

所述机械单元包括灯体、立柱和摇臂单元，所述灯体上设置所述光学照明单元和光学照明检测单元，所述立柱支撑所述灯体和摇臂单元，所述摇臂单元控制所述灯体作多角度旋转运动；

所述电气控制单元包括摄像模块、计算机控制模块和光源驱动模块，所述摄像模块捕捉图像视频信号；所述计算机控制模块的作用是通过简单的电脑操作界面对系统进行控制；所述光源驱动模块的作用是驱动LED光源，改变LED光输出达到照度均匀分布、无阴影。

进一步，所述固定光源组包括81颗小LED灯杯，每个灯杯的倾斜角度根据灯杯所处位置而定；

所述补偿光源组的光源分成不同的区域，根据不同补光区域的特性灯具的倾斜角度各不相同；

所述光学照明检测单元位于光学部分的边缘位置，均分检测工作面区域。

进一步，所述固定光源组包括固定光源和固定反射灯杯，所述反射光杯的杯口直径为40mm，反光杯出射角为13.7°，二次曲率为-1.6，曲率半径为38mm。

其中，根据公式(1)对光源辐射光通量进行计算，

φ=p*η*n   (1)

其中：p为单个光源的输出功率，

η为3WLED光源的光效，η=98，

n为固定光源组固定光源的个数，n=81。

经过计算光源的输出光通量为φ=18954lm；

按照公式(2)计算出固定光源投射到工作面处的光通量，

φ₂=φ*σ₁*σ₂   (2)

其中：σ₁为LED光源的角度利用率，经过分析、计算、设计，σ₁=0.5，σ₂为灯具的光效利用率，经过光学设计确定σ₂=0.4，

经过计算光源的输出光通量为φ₂=3791lm；

按照公式(3)计算出固定光源投射到工作面处的光通量，

E=φ₂/S   (3)

其中：φ₂为工作面处接收到的光通量；

S为工作面的的面积，工作面大小为直径为200mm～600mm；

经过计算接收面处照度范围为1.3万lx～12万lx。

进一步，所述补偿光源组包括36个同种补偿光源，补偿光源包括补偿光源、补偿反射灯杯两部分组成，其中：所述反光杯直径为40mm，二次曲率是-1.1，曲率半径为37mm。