一种调节LED无影灯光斑的方法技术

本发明专利技术公开了一种调节无影灯光斑大小、形状、照度、色温和色饱和度的方法。LED光源空间分布曲率半径始终不变，通过改变透镜组合板与LED光源的距离，来调节无影灯光斑大小。透镜组合板中部分透镜由矩形光斑透镜取代圆形光斑透镜，可形成长方形光斑。调节手柄上有透镜组合板与金属外壳内表面LED灯珠距离传感单元，内置微处理器采集距离传感单元信号，调节LED灯珠电流，进而保持光斑照度基本不变。在单个LED灯珠内内置红色、高色温和低色温白光封装单元，可实现LED无影灯光斑色温连续变化和可调红色饱和度的深腔照明。本发明专利技术提出调节无影灯光斑大小、形状、照度、色温和色饱和度的方法，具有新颖、结构简单、低制作成本和对灯头吊臂要求低的优势。

A Method of Adjusting LED Shadowless Light Spot

【技术实现步骤摘要】
一种调节LED无影灯光斑的方法
本专利技术涉及医疗设备领域，特别地，涉及一种调节LED无影灯光斑的方法。
技术介绍
随着大功率的LED的成功开发和性能指标提高，LED无影灯已经大量使用。常见LED无影灯通过改变LED光源空间分布曲率半径，进而调节无影灯光斑大小，光斑形状一般为圆形，其照度随LED光源空间分布曲率半径的变化而变化，需要手动调节之后才能保持光斑照度值无明显变化。常见LED无影灯利用高低色温LED灯珠按比例混合发光实现色温的连续可调。本专利技术中LED光源空间分布曲率半径始终不变，通过改变透镜与LED光源的距离，来调节无影灯光斑大小。本专利技术中部分透镜由矩形光斑透镜取代圆形光斑透镜，在所有矩形光斑透透镜长短边方向一致前提下，配合控制电路，可以使得常见的圆形光斑转变为长方形光斑，满足特殊医疗场合需要。本专利技术在调节手柄上有距离传感单元，内置微处理器采集距离传感单元信号后控制LED灯珠电流，进而调节光斑亮度，保持亮度基本不变。本专利技术在单个LED灯珠内内置红色、高色温和低色温白光封装单元，控制各自驱动方式，实现LED无影灯光斑色温和深腔照明时红色饱和度可调。特别地，LED无影灯的质量好坏，与LED光源散热有很大关系。LED虽然被称为冷光源，只是相比较传统白炽灯而言，它在工作的时候依然还是有70％-80％的输入电能变成了热能，只有20％-30％左右的能量转化为了光能。大部分的电能产生的热量会使LED芯片的节温升高，光效下降，色参数和电参数漂移，寿命缩短，甚至芯片损坏，所以说，散热的设计意义重大。常用的无影灯为了有效解决LED光源散热问题，每个LED灯珠均配有质量不菲的散热单元，这种设计的好处是容易降低大功率LED芯片的节温，同时每个LED灯珠产生的热量不容易叠加，使得LED芯片温度控制在120度以下。产生的问题是由于每个LED灯珠均配有比较重的散热单元，导致无影灯灯头质量很重！不仅仅提升了成本，同时对灯头吊臂定位的要求明显提高，否则很容易产生无影灯在手术过程中位置漂移的恶劣后果。而对无影灯吊臂定位要求的提高会大幅度提升无影灯套件成本，这就直接影响了LED无影灯在医疗领域的进一步推广应用，直接和间接增加了医院和患者负担。如何简单有效解决这一难题，很显然减少LED灯珠数量和降低散热器质量不是合理方法。本专利技术在不减少LED灯珠数量和散热环境的前提下，直接取消了单个散热器，非常简单巧妙解决了LED灯珠温升和散热器质量之间的矛盾，在技术设计层面上实现零质量LED光源单个散热器；不仅仅实现了无影灯灯头中LED单个散热器质量为零，而且也有效降低LED无影灯灯头其他组件重量，如亚克力透明板和手柄重量，进一步降低了灯头重量，进而把无影灯灯头质量下降到最低，节省材料成本，并且对灯头吊臂定位的要求明显降低，大幅度降低LED无影灯套件成本，提升LED无影灯产品的市场占有率。
技术实现思路
本专利技术提出一种调节无影灯光斑大小、形状、照度、色温和色饱和度的方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：LED无影灯灯头由金属外壳、焊接有LED灯珠的金属印刷线路板、透镜组合板、透明面板、调节手柄、转动臂和控制面板等构成，其中金属外壳内表面为球冠状，焊接有LED灯珠的金属印刷线路板以点块或圆环状直接固定在金属外壳的内表面上，印刷线路板与金属外壳内表面涂覆导热脂或导热胶。透镜组合板由透镜数量与LED灯珠数量一致的透镜组合而成，透镜一般为菲涅尔透镜或玻璃凸透镜。每一个LED灯珠对应一个透镜中心位置，透镜组合板为球冠状，曲率半径与金属外壳内表面一致，底部直径不大于金属外壳内表面底部直径，透镜组合板位于金属外壳内表面LED灯珠下方等距离放置。通过旋转手柄调节透镜组合板与金属外壳内表面LED灯珠距离，调节LED无影灯灯头光斑直径。部分透镜由矩形光斑透镜取代圆形光斑透镜，所有矩形光斑透镜长短边方向一致，配合控制电路，形成长方形光斑。调节手柄上有透镜组合板与金属外壳内表面LED灯珠距离传感单元，内置微处理器采集距离传感单元信号，控制LED灯珠电流，进而调节光斑亮度，保持亮度基本不变。在每个LED灯珠内封装一个红色芯片、两个蓝色芯片，其中两个蓝色芯片各自涂覆不同成分荧光粉硅胶混合物，制作高色温和低色温白光单元，控制各自驱动方式，实现LED无影灯色温连续变化和光斑深腔照明时红色饱和度可调。无影灯灯头金属外壳上有与吊臂连接结构和控制面板等，金属外壳内有LED光源驱动控制走线等。有益效果：本专利技术的目的在于提供一种调节无影灯光斑大小、形状、照度、色温和色饱和度的方法，具有新颖、结构简单、低制作成本和对灯头吊臂要求低的优势。本专利技术的优点：1、与市场上常见LED无影灯相比较，本专利技术采用球冠状透镜组合板，结合球冠状分布的LED光源构成无影光斑，通过调节透镜组合板与金属外壳内表面LED灯珠距离，来调节LED无影灯灯头光斑直径，使得LED无影灯结构简单、精巧。2、由矩形光斑透镜取代圆形光斑透镜，可形成长方形光斑。3、调节光斑直径时，照度自动保持不变。4、色温混合均匀。红色色饱和度可调。5、LED无影灯重量轻，对吊臂要求低。附图说明图1常见LED无影灯结构示意图。图2本专利技术的透镜组合板LED无影灯结构示意图。图3本专利技术矩形光斑透镜取代圆形光斑透镜的LED无影灯结构示意图。图4本专利技术LED无影灯照度保持不变控制原理方框图。图5常见LED无影灯色温调节示意图。图6本专利技术的灯珠封装单元结构示意图。图7本专利技术LED无影灯色温调节示意图。图8本专利技术LED无影灯深腔照明示意图。1金属外壳；2金属散热器；3LED灯珠；4透镜；5圆弧塑料框；6透明面板；7手柄；8支点；9转轴；10转臂；11控制面板；12透镜组合板；13h传感器；14矩形光斑透镜；15圆形光斑透镜；16高色温LED灯珠；17低色温LED灯珠；18相同色温LED灯珠；19红色LED芯片；20蓝色LED芯片；21高色温荧光粉硅胶混合物；22低色温荧光粉硅胶混合物；23内置红色高低色温白光LED封装单元；24可调饱和度的红色LED灯珠；h图2中透镜组合板与金属外壳内表面LED灯珠距离。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本专利技术的优点和特征，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚的界定。本专利技术所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一无影灯灯头包括金属外壳1、焊接有LED灯珠3的金属印刷线路板、透镜组合板12、透明面板6、手柄7、转轴9、转臂10、和控制面板11等构成，结构示意图见图2。金属外壳1底部直径500mm，曲率半径600mm，LED灯珠数量48个，球冠形亚克力透镜组合板12曲率半径600mm，板厚2mm，底部直径480mm，上有48个直径40mm亚克力透镜4，透镜中心与分布在金属外壳1内表面上的LED灯珠3对应，透镜组合板12上有加强筋，透镜组合板12位于金属外壳1内表面LED灯珠3下方，且距离相等，距离值为h，通过旋转手柄7调节透镜组合板12与金属外壳1内表面LED灯珠3距离h，h变化范围0-3mm，调节LED无影灯光斑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节LED无影灯光斑的方法，其特征在于，透镜组合板(12)由透镜数量与LED灯珠(3)数量一致的透镜(4)组合而成，LED灯珠(3)固定在金属外壳(1)内表面上，每一个LED灯珠(3)对应一个透镜(4)中心位置，组合板为球冠状，曲率半径与金属外壳(1)内表面一致，底部直径不大于金属外壳(1)内表面底部直径，透镜组合板(12)等距离放置于金属外壳(1)内表面下方，通过旋转手柄(7)调节透镜组合板(12)与金属外壳(1)内表面LED灯珠(3)的距离h，调节LED无影灯光斑直径。

【技术特征摘要】
1.一种调节LED无影灯光斑的方法，其特征在于，透镜组合板(12)由透镜数量与LED灯珠(3)数量一致的透镜(4)组合而成，LED灯珠(3)固定在金属外壳(1)内表面上，每一个LED灯珠(3)对应一个透镜(4)中心位置，组合板为球冠状，曲率半径与金属外壳(1)内表面一致，底部直径不大于金属外壳(1)内表面底部直径，透镜组合板(12)等距离放置于金属外壳(1)内表面下方，通过旋转手柄(7)调节透镜组合板(12)与金属外壳(1)内表面LED灯珠(3)的距离h，调节LED无影灯光斑直径。2.根据权利要求1所述的一种调节LED无影灯光斑的方法，其特征在于，所述透镜组合板(12)部分透镜由矩形光斑透镜(14)取代圆形光斑透镜(15)，所有矩形光斑透镜(14)长短边方向一致，配合控制电路，形成长方形光斑。3.根据权利要求1所述的一种调节LED无影灯光斑的方法，其特征在于，调节手柄(7)有透镜组合板(12)与金属外壳(1)内表面LED灯珠(3)距离传感单元(13)，内置微处理器采集距离传感单元信号，控制LED灯珠电流，进而调节光斑照度，保持照度基本不变。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋国华，缪建文，薛同莲，杨超，戴伟金，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32