CN114719225A - 用于无影灯镜片的镜片加工方法、镜片结构及无影灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于无影灯镜片的镜片加工方法、镜片结构及无影灯。用于无影灯镜片的镜片加工方法包括步骤：提供照明件，启动所述照明件在投影面上形成术野光斑以及环绕所述术野光斑的杂散光圈；获取所述杂散光圈的位置参数；提供镜片结构，并设于所述照明件与所述投影面之间，根据所述位置参数在所述镜片结构上加工形成消光部；其中，所述消光部位于形成所述杂散光圈的光路上，并用于抵消所述杂散光圈。相较于传统的镜片加工方法，采用本实施例的镜片加工方法时，可以在镜片结构上形成用于消除杂散光圈的消光部，当镜片结构与照明件配合时，可以提高照明件的照明效果。

Description

用于无影灯镜片的镜片加工方法、镜片结构及无影灯

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种用于无影灯镜片的镜片加工方法、镜片结构及无影灯。

背景技术

现有的无影灯在临床使用时，术野光斑周围会出现导致光线明暗变化的杂散光圈，光线的强弱变化会让医生产生视觉疲劳，从而影响医生的注意力和疲劳程度。产生这种问题主要原因在于，为了保证术野光斑的照度，通常需要使用大功率的LED灯珠，即发光面积较大的LED灯珠，由于灯珠透镜的尺寸受到灯体的限制，无法具备较大的体积，这就导致LED光源实际上相当于由大量的点光源组成，而与之匹配的透镜只有一个光学轮廓面，因此总会存在部分位置的发光点在光学轮廓面上不受目标面的束缚，从而产生大角度的杂散光圈，影响使用效果。

为此，必须对以上问题加以完善，以改善目前的状况。

发明内容

本发明提供一种用于无影灯镜片的镜片加工方法、镜片结构及无影灯，用于解决传统的无影灯在使用时容易出现杂散光圈，从而影响使用效果的问题。

本发明提出一种用于无影灯镜片的镜片加工方法，包括如下步骤：

提供照明件，启动所述照明件在投影面上形成术野光斑以及环绕所述术野光斑的杂散光圈；

获取所述杂散光圈的位置参数；

提供镜片结构，并设于所述照明件与所述投影面之间，根据所述位置参数在所述镜片结构上加工形成消光部；其中，所述消光部位于形成所述杂散光圈的光路上，并用于抵消所述杂散光圈。

根据本发明的一个实施例，所述消光部的数量为多个，且多个所述消光部在所述术野光斑的径向上间隔设置。

根据本发明的一个实施例，所述镜片结构包括凸透镜。

根据本发明的一个实施例，所述凸透镜为平凸透镜。

根据本发明的一个实施例，所述镜片结构为全内反射透镜或反光杯。

根据本发明的一个实施例，所述照明件与所述投影面之间的距离为500-1500mm。

根据本发明的一个实施例，所述提供镜片结构，并设于所述照明件与所述投影面之间的步骤，包括如下步骤：

提供镜片结构和点光源，所述点光源通过所述镜片结构在所述投影面上形成覆盖所述杂散光圈的出射光斑；

根据所述位置参数计算所述杂散光圈经过所述镜片结构的光路的预设位置；

在所述镜片结构的所述预设位置加工形成消光部。

根据本发明的一个实施例，所述出射光斑在所述投影面上的正投影覆盖最外圈的所述杂散光圈。

本发明还提供了一种镜片结构，采用如上述任意一项所述的镜片加工方法制备而成。

本发明还提供了一种无影灯，包括照明件以及如上述任意一项所述的镜片结构，所述镜片结构设于所述照明件的光路上。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

依据上述实施例中的用于无影灯镜片的镜片加工方法，根据照明件产生杂散光圈的位置参数，在镜片结构上的对应位置设置消光部，消光部可以对原本产生杂散光圈的光路进行封堵，通过采用该镜片结构与照明件配合，以达到消除杂散光圈的目的。

相较于传统的镜片加工方法，采用本实施例的镜片加工方法时，可以在镜片结构上形成用于消除杂散光圈的消光部，当镜片结构与照明件配合时，可以提高照明件的照明效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本发明的实施例中照明件的光斑示意图；

图2是本发明的实施例中镜片结构与点光源配合后的的光斑示意图；

图3是本发明的实施例中镜片结构的立体视图；

图4是本发明的实施例中镜片结构与所述照明件配合后的光斑示意图；

图5是本发明的实施例中镜片加工方法的流程示意图；

图6是本发明的实施例中照明件的术野光斑与杂散光圈的照度分布图；

图7是本发明的实施例中镜片结构与点光源配合后的照度分布图；

图8是本发明的实施例中镜片结构与照明件配合后的照度分布图；

图9是本发明的实施例中镜片加工方法建立几何光学模型的流程示意图；

附图标记：

10、照明组件；100、镜片结构；110、消光部；120、高亮部；130、扩散部；200、照明件；210、第一入射光；220、第二入射光；300、术野光斑；400、杂散光圈；500、点光源。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1、图2和图5所示，本发明实施例提供了一种用于无影灯镜片的镜片加工方法，其包括如下步骤：

步骤S100、提供照明件200，启动照明件200在投影面上形成术野光斑300以及环绕术野光斑300的杂散光圈400；

步骤S200、获取杂散光圈400的位置参数；

步骤S300、提供镜片结构100，并设于照明件200与投影面之间，根据位置参数在镜片结构100上加工形成消光部110；其中，消光部110位于形成杂散光圈400的光路上，并用于抵消杂散光圈400。

依据上述实施例中的用于无影灯镜片的镜片加工方法，根据照明件200产生杂散光圈400的位置参数，在镜片结构100上的对应位置设置消光部110，消光部110可以对原本产生杂散光圈400的光路进行封堵，通过采用该镜片结构100与照明件200配合，以达到消除杂散光圈400的目的。

相较于传统的镜片加工方法，采用本实施例的镜片加工方法时，可以在镜片结构100上形成用于消除杂散光圈400的消光部110，当镜片结构100与照明件200配合时，可以提高照明件200的照明效果。

具体地，上文中的“投影面”指的是，照明件200在通过镜片结构100进行光路调整之后，可以在投影面处形成照明范围并覆盖待照明物体；当然，投影面可以是一实质性平面，也可以是凹凸不平的面，例如放置有待照明物体的手术台，投影面可以是待照明物体的表面，照明件200与投影面之间的距离仅对照明件200的照明位置做解释说明，在此不做唯一限定。

参阅图3所示，在一实施例中，消光部110的数量为多个，且多个消光部110在术野光斑300的径向上间隔设置。

由此设置，当照明件200形成的杂散光圈400为多组时，参阅图1和图6所示，多组杂散光圈400包围术野光斑300设置，并且彼此之间相互间隔，通过设置多个消光部110与杂散光圈400一一对应，消光部110可以对每一个原本产生杂散光圈400的光路进行阻拦，从而达到消除杂散光圈400的目的。

具体地，镜片结构100包括凸透镜。

可以理解，通过设置凸透镜形式的镜片结构100，当照明件200与镜片结构100的中心之间的距离不大于焦距时，如图2所示，镜片结构100可以使照明件200发出的光线沿平行于光轴或呈扩散方式发出，以达到提高照明亮度或者照明范围的效果。

参阅图2所示，在一实施例中，凸透镜为平凸透镜，且平凸透镜的凸面位于远离照明件200的一侧。相较于双面凸透镜，采用平凸透镜不仅可以使照明件200与镜片结构100结构结构紧凑，还可以提高照明效果。

在其他实施例中，镜片结构100为全内反射透镜或反光杯。

具体地，全内反射透镜(TIR透镜)可以采用菲涅尔透镜原理制成，并且镜片结构100主要为照明件200提供折射作用；当镜片结构100包括反光杯时，反光杯设于照明件200远离投影面的一侧，镜片结构100主要为照明件200提供反射作用，通过将消光部110设于反光杯的反光面上可以实现消光作用，在此不做赘述。

参阅图1所示，在一实施例中，照明件200与投影面之间的距离为500-1500mm。

定义图1中的L为照明件200中心与投影面之间的距离，500≤L≤1500mm，L具体可以是500mm、800mm、1000mm、1500mm；需要说明的是，照明件200与投影面之间的距离可以是建立几何光学模型时的距离尺寸，也可以是无影灯使用时照明件200与待照射部位之间的距离。在其他实施例中，照明件200与投影面之间的距离也可以根据设计需求进行调整，在此不做赘述。

需要说明的是，无影灯在使用过程中，照明件200与投影面之间的距离为500-1500mm，通过采用500-1500mm作为光学模型建立时的距离尺寸，可以使镜片结构100接近实际的使用场景，从而保证几何光学模型的精确度。

如图6至图8所示，具体在一实施例中，术野光斑300的半径大于150mm。

由此设置，通过控制照明件200与投影面之间的距离，或是镜片结构100与照明件200之间的距离，可以实现调节术野光斑300范围的效果，以使术野光斑300能够覆盖待照射部位满足手术需求。

参阅图4、图5和图9所示，在一实施例中，步骤S300还可以包括建立几何光学模型的流程，具体包括如下步骤：

步骤S301、提供镜片结构100和点光源500，点光源500通过镜片结构100在投影面上形成覆盖杂散光圈400的出射光斑；

步骤S302、根据位置参数计算杂散光圈400经过镜片结构100的光路的预设位置；

步骤S303、在镜片结构100的预设位置加工形成消光部110。

在本实施例中，杂散光圈400的位置参数包括但不限于杂散光圈400的内径、外径、宽度等，通过获取到的杂散光圈400的位置参数计算消光部110在镜片结构100上的对应位置，以使消光部110能够覆盖杂散光圈400的光路。

如图7和图8所示，具体地，镜片结构100在消光部110处的透光率可以是零，由此即可对原本产生杂散光圈400的光线进行全遮挡，以使术野光斑300向外的照度均匀过度，从而使照明组件10的光线更加柔和、舒适。

当然，在本实施例中，可以将照明件200发出用于形成术野光斑300的光线作为镜片结构100的点光源500，也可以在建立几何光学模型时，安装额外的点光源500以达到设计目的，在此不做唯一限定。

具体地，出射光斑在投影面上的正投影覆盖最外圈的杂散光圈400。

可以理解，在上述建立几何光学模型的步骤中，通过将出射光斑在投影面上的正投影覆盖最外圈的杂散光圈400，可以保证几何光学模型与镜片结构100和照明件200的实际光路一致，从而对消光部110的设置进行精准定位，以保证消光部110的消光效果。

进一步地，参阅图2和图3所示，本发明还提供了一种用于无影灯的照明组件10，其包括镜片结构100和照明件200，镜片结构100可采用上述任意一项实施例中的镜片加工方法制备而成；照明件200，照明件200发出的光线包括第一入射光210和第二入射光220，第一入射光210在投影面上形成术野光斑300，第二入射光220能够在投影面上形成环绕术野光斑300的杂散光圈400；镜片结构100，对应于照明件200，镜片结构100设有消光部110，消光部110设于第二入射光220的光路上，以用于消除杂散光圈400。

使用本实施例的照明组件10时，照明件200发出的第一入射光210通过镜片结构100形成术野光斑300以用于手术照明，相较于传统的无影灯，本申请中的镜片结构100通过设置消光部110与照明件200发出的第二入射光220配合，可以对原本产生杂散光圈400的光路进行精准填补，以消除杂散光圈400。

在本实施例的照明组件10中，通过设置具有消光部110的镜片结构100与照明件200配合，可以在照明件200的光路上对原本产生杂散光圈400的光线进行消光处理，在保证照明组件10的术野光斑300照明强度的前提下，消除杂散光圈400，从而保证照明组件10的明暗度分布，使用效果好。

需要说明的，在本实施例中，照明件200为照明灯与主透镜的组合结构，当照明件200与镜片结构100组合时，照明灯发出的光线依次经由主透镜和镜片结构100进行传导；在其他实施例中，也可以取消设置的主透镜，而采用照明灯直接与镜片结构100配合，在此不做唯一限定。

具体地，参阅图3所示，镜片结构100还包括高亮部120和扩散部130，扩散部130环绕高亮部120设置，且消光部110设于扩散部130的表面，第一入射光210经由高亮部120形成术野光斑300，第二入射光220经由扩散部130形成扩散光；消光部110的透光率均小于扩散部130和高亮部120的透光率。

由此设置，当第二入射光220通过消光部110之后，由于消光部110的透光率小于高亮部120和扩散部130，所以第二入射光220会被消光部110进行遮挡，以对第二入射光220的传导进行阻碍，从而降低或消除第二入射光220在投影面上产生杂散光圈400的可能；当然，在较佳实施例中，消光部110处的透光率可以是零，即第二入射光220完全遮挡，以消除照明件200原本会产生的杂散光圈400。

在一实施例中，消光部110为磨砂结构。

可以理解，通过设置磨砂结构的消光部110，当第二入射光220传导至消光部110时，磨砂的消光部110可以对光线的传导进行阻碍或遮挡；在其他实施例中，消光部110也可以采用覆盖低透光率材料、加工为异性结构等方式实现消光效果。

参阅图3所示，在一实施例中，消光部110的数量为多个，且多个消光部110在术野光斑300的径向上间隔设置。

可以理解，在照明件200形成杂散光圈400时，通常杂散光圈400的数量不只一个，当有多个杂散光圈400时，多个杂散光圈400均环绕术野光斑300，并且在术野光斑300的径向上间隔设置；通过设置多个沿术野光斑300的径向间隔设置的消光部110，可以使消光部110与杂散光圈400一一对应。

本发明还提供了一种无影灯，其包括照明件200以及上述任意一实施例中的照明组件，其中，镜片结构100设于照明件200的光路上。

在本实施例的无影灯中，通过设置上述任一实施例中的照明组件10，可以在保证术野光斑300的照明强度的前提下，消除杂散光圈400的影响，以提高照明效果。

进一步地，本发明还提供了一种医疗设备，其包括上述任意一实施例中的照明组件10，或任意一实施例中的无影灯。

在本实施例中，通过在医疗设备中采用上述任意一实施例中的镜片结构100与照明件200配合，镜片结构100可以在照明件200的光路上对原本产生杂散光圈400的光线进行消光处理，在保证照明组件10的术野光斑300的照明强度的前提下，消除杂散光圈400，从而保证医疗设备照明时的明暗度分布，以提高照明效果。具体地，医疗设备包括但不限于手术床。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于无影灯镜片的镜片加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供照明件，启动所述照明件在投影面上形成术野光斑以及环绕所述术野光斑的杂散光圈；

获取所述杂散光圈的位置参数；

提供镜片结构，并设于所述照明件与所述投影面之间，根据所述位置参数在所述镜片结构上加工形成消光部；其中，所述消光部位于形成所述杂散光圈的光路上，并用于抵消所述杂散光圈。

2.根据权利要求1所述的镜片加工方法，其特征在于，所述消光部的数量为多个，且多个所述消光部在所述术野光斑的径向上间隔设置。

3.根据权利要求1所述的镜片加工方法，其特征在于，所述镜片结构包括凸透镜。

4.根据权利要求3所述的镜片加工方法，其特征在于，所述凸透镜为平凸透镜。

5.根据权利要求1所述的镜片加工方法，其特征在于，所述镜片结构为全内反射透镜或反光杯。

6.根据权利要求1所述的镜片加工方法，其特征在于，所述照明件与所述投影面之间的距离为500-1500mm。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的镜片加工方法，其特征在于，所述提供镜片结构，并设于所述照明件与所述投影面之间的步骤，包括如下步骤：

提供镜片结构和点光源，所述点光源通过所述镜片结构在所述投影面上形成覆盖所述杂散光圈的出射光斑；

根据所述位置参数计算所述杂散光圈经过所述镜片结构的光路的预设位置；

在所述镜片结构的所述预设位置加工形成消光部。

8.根据权利要求7所述的镜片加工方法，其特征在于，所述出射光斑在所述投影面上的正投影覆盖最外圈的所述杂散光圈。

9.一种镜片结构，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的镜片加工方法制备而成。

10.一种无影灯，其特征在于，包括照明件以及如权利要求9所述的镜片结构，所述镜片结构设于所述照明件的光路上。

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