LED手术无影灯用透镜制造技术

本发明专利技术公开一种LED手术无影灯用透镜，呈旋转对称体，在透镜的任一旋转截面上，透镜的入射截面是由第一折射线和第二折射线相接形成，透镜的出射截面是由第四折射线和第五折射线相接形成；其中第一折射线上的全部出射光线仅经第五折射线折射出来，第二折射线上的出射光线先经第三全反射线反射，全部反射光线再经第四折射线折射出来；第三全反射线的一端与第四折射线连接，第三全反射线的另一端通过一个非通光线与第二折射线连接。该透镜能够达到手术无影灯使用中对照射光斑和照度分布的要求，且光线利用率高，满足各种类型的LED光源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种医用手术无影灯，更具体地说，涉及ー种LED手术无影灯用的透镜。
技术介绍
无影灯是用来照明外科手术部位不可缺少的重要设备。目前手术灯一般都采用环形节能灯或卤素灯，但随着LED技术的不断发展，特别是高亮度白光LED的发展，LED无影灯彻底解决了环形节能灯或卤素灯自身存在的先天缺陷，是环形节能灯或卤素灯的升级换代产品。 手术无影灯要求能以最佳深度和角度观察手术部位，但是，由于LED本身的发光特性，仅仅使用LED本身所发出的光线是无法满足手术中对于照射光斑的要求的，因此，必须在LED光源外配置二次光学透镜，来对LED所发出的光线进行重新分配和引导，以达到使用的要求。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供ー种LED手术无影灯用透镜，能够达到手术无影灯使用中的对照射光斑和照度分布要求，且光线利用率高，满足各种类型的LED光源。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 LED手术无影灯用透镜，所述透镜呈旋转对称体，包括一个透镜安装底面，在所述透镜安装底面上设有供LED安装于其内的凹坑，该凹坑的内表面构成透镜的入射面，还包括形成光线出射面的外表面，其特征在于，在透镜的任一旋转截面上，透镜的入射截面是由第一折射线和第二折射线相接形成，透镜的出射截面是由第四折射线和第五折射线相接形成；其中第一折射线上的全部出射光线仅经第五折射线折射出来，第二折射线上的出射光线先经第三全反射线反射，全部反射光线再经第四折射线折射出来；第三全反射线的一端与第四折射线连接，第三全反射线的另一端通过ー个非通光线与第二折射线连接；所述非通光线所在的非通光面位于所述透镜安装底面所在的平面内，所述第二折射线与安装底部相交，所述第五折射线与光轴相交。在所述透镜的旋转截面上，所述第二折射线位于所述安装底部上的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离大，所述第二折射线上最远离所述安装底部的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离小。在所述旋转截面上，所述第三全反射线上最接近光轴的点的反射光线经过第四折射线与第五折射线的连接点，且该入射光线和反射光线之间的夹角a彡2arCsin(l/n)，其中n是透镜的折射率。所述第一折射线、第三全反射线、第四折射线以及第五折射线分别为平滑的曲线，所述第二折射线为直线。相对于安装底面来说，所述第一折射线呈凸弧线，所述第四折射线呈凹弧线，所述第五折射线呈凸弧线。所述不通光面为磨砂型表面。所述透镜采用折射率为I. 3~4. 2之间的透明材料。本专利技术技术方案，采用折射面和全反射面相结合，并且不同的折射面被分配不同的LED发光角范围发射的光线，满足无影灯在被照面上所照射的光斑大小和形状以及照度分布的特殊要求。第一折射线与光轴相交，第二折射线与安装底部相交，即在透镜过光轴的一个截面上，对光源在180度范围内发出的光线均能利用，因此适用于任何类型和品牌的LED光源，不会造成光线的浪费，光线利用率非常高。为了使透镜在制作时拔膜方便，在透镜的旋转截面上，使第二折射线位于安装底部上的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离大，第二折射线上最远离安装底部的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离小。并且为了使第三全反射线上的所有入射光线均反射出来，第三全反射线上最接近光轴的点的反射光线经过第四折射线与第五折射线的连接点，且该入射光线和反射光线之间的夹角ct彡2arcsin(l/n),其中n是透镜的折射率。附图说明图I是本专利技术所公开透镜的结构示意 图2是图I所示透镜的ー个旋转截面； 图3是图2所示旋转截面上光线走向示意 图4是图I所示透镜过光轴的ー个截面。具体实施例方式以下通过附图和具体实施例对本专利技术所提供的设计方法做一详细的描述 图I 图4所示，本专利技术所公开的LED手术无影灯用的透镜，呈旋转对称体。该透镜包括一个安装底面，在安装底面上设有供LED安装于其内的凹坑10，该凹坑10的内表面构成透镜的入射面。如图2所示，在透镜的任一旋转截面上，透镜的入射截面是由第一折射线I和第二折射线2相接形成。透镜的出射截面是由第四折射线4和第五折射线5相接形成。如图3所示，第一折射线I上的全部出射光线仅经第五折射线5折射出来，第二折射线2上的出射光线先经第三全反射线3反射，全部反射光线再经第四折射线4折射出来。第三全反射线3的一端与第四折射线4连接，第三全反射线的另一端通过ー个非通光线6与第二折射线2连接，该非通光线6所在的非通光面位于透镜安装底面所在的平面内。第二折射线2与安装底部相交，第五折射线5与光轴L相交。如图2所示，第二折射线2位于安装底部上的点与光轴L的距离较第二折射线2上其他的点与光轴L的距离大，第二折射线2上最远离安装底部的点与光轴L的距离较第二折射线2上其他的点与光轴L的距离小。这种结构有利于透镜制作过程中拔模方便。图3所示是在旋转截面上的光线走向图，第三全反射线3上最靠近安装底面的点d的反射光线经过第四折射线4与第五折射线5的连接点f，且在点d的入射光线Cd和反射光线df之间的夹角a满足a彡2arcsin(l/n)(其中n是透镜的折射率)，以使第三全反射线3上的所有入射光线均反射向第四折射线4。图3所示的光线走向图示意了第一折射线I上的所有出射光线仅经第五折射线5折射出来，第二折射线2的所有出射光线先经第三全反射线3反射，所有反射光线再经第四折射线4折射出来。第一折射线I、第三全反射线3、第四折射线4以及第五折射线5分别为平滑的曲线，且相对于安装底面来说，第一折射线I呈凸弧线，第四折射线4呈凹弧线，第五折射线5呈凸弧线。第二折射线2呈直线。为了避免在第三全反射线3和第四折射线4的连接处出现尖锐的毛刺，在该处采用平滑的直线或弧线7将两条线连接起来，这样，在旋转而成立体透镜形状时，该边缘处就形成为平滑的曲面。上述将第二折射线2和第三全反射线3连接起来的非通光线6所在的非通光面做成磨砂型表面，以减少其对光线走向的影响。上述具体实施方式只是用于说明本专利技术，并不能用来限定本专利技术的保护范围。对 于在本专利技术技术方案的思想指导下的变形和转换，都应该归于本专利技术保护范围以内。权利要求1.LED手术无影灯用透镜，所述透镜呈旋转对称体，包括一个透镜安装底面，在所述透镜安装底面上设有供LED安装于其内的凹坑，该凹坑的内表面构成透镜的入射面，还包括形成光线出射面的外表面，其特征在于，在透镜的任一旋转截面上，透镜的入射截面是由第一折射线和第二折射线相接形成，透镜的出射截面是由第四折射线和第五折射线相接形成；其中第一折射线上的全部出射光线仅经第五折射线折射出来，第二折射线上的出射光线先经第三全反射线反射，全部反射光线再经第四折射线折射出来；第三全反射线的一端与第四折射线连接，第三全反射线的另一端通过ー个非通光线与第二折射线连接；所述非通光线所在的非通光面位于所述透镜安装底面所在的平面内，所述第二折射线与安装底部相交，所述第五折射线与光轴相交。2.根据权利要求I所述的LED手术无影灯用透镜，其特征在于，在所述透镜的旋转截面上，所述第二折射线位于所述安装底部上的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离大，所述第二折射线上最远离所述安装底部的点与光轴的距离较第二折射线上其他的点与光轴的距离小。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
LED手术无影灯用透镜，所述透镜呈旋转对称体，包括一个透镜安装底面，在所述透镜安装底面上设有供LED安装于其内的凹坑，该凹坑的内表面构成透镜的入射面，还包括形成光线出射面的外表面，其特征在于，在透镜的任一旋转截面上，透镜的入射截面是由第一折射线和第二折射线相接形成，透镜的出射截面是由第四折射线和第五折射线相接形成；其中第一折射线上的全部出射光线仅经第五折射线折射出来，第二折射线上的出射光线先经第三全反射线反射，全部反射光线再经第四折射线折射出来；第三全反射线的一端与第四折射线连接，第三全反射线的另一端通过一个非通光线与第二折射线连接；所述非通光线所在的非通光面位于所述透镜安装底面所在的平面内，所述第二折射线与安装底部相交，所述第五折射线与光轴相交。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周士康，李晟，韩红梅，陈琮，
申请(专利权)人：上海三思电子工程有限公司，上海三思科技发展有限公司，嘉善三思光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：