JP5627795B2 - 装着型ヘッドライトデバイスおよび関連の方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2010年11月17日に出願された米国仮特許出願第61/414,739号および2011年3月22日に出願された米国特許出願第13/069,288号の便益ならびに優先権を主張するものであり、本明細書において、これらの開示内容全体を援用する。
本明細書に開示される発明の内容は、概して、ユーザの頭部に装着されて、補助的な光を提供するヘッドライトに関する。特に、本明細書に開示される発明の内容は、発光ダイオード(「LED」)デバイスなどの光源を利用する装着型ヘッドライトデバイスおよび方法に関する。
既存の外科用ヘッドライトは、一般的な手術中に外科医に十分な照明を提供するために、例えば最低でも約400ルーメンのかなりの量の光を必要とする。外科用ヘッドライトはまた、首や頭部の疲労が最小限に抑えられるように、軽くなければならず、一般的には、例えば400グラム未満の重さである。両条件を満たすために、ほとんどの製造業者は、以下の構造を利用している:遠隔のキセノン光源を、頭部装着部分に取り付けられた照明器具に光エネルギーを送る光ファイバーケーブルに光学的に結合させる。照明器具は、光を集束させ、照明器具から400mm離れた地点で、一般的に直径120mmの明るい光のスポットを生じさせる。この構造には幾つかの欠点がある。第1に、外科医は、大型の光源につながれるため、彼または彼女の動きが拘束される。第2に、光源は、手術室の貴重な場所を塞いでしまう。第3に、光源は、一般的に、約380Wの電力を消費する。第4に、キセノンランプは、高価であり、定期的に交換する必要がある。一般的な寿命は、約650時間である。第5に、光ファイバーケーブルは、高価であり、壊れやすく、かつ定期的に交換する必要がある。第6に、追加の光学部品およびアセンブリが、紫外線および赤外線を除去するために必要となる場合がある。
本開示の目的は、例えば外科的処置用などの新規のヘッドライトデバイスおよび方法を提供することであり、これらのデバイスは、光出力、有効性(効率)、信頼性および寿命を維持するために効率的に冷却される。別の目的は、光出力の増強した小型のLED照明器具光学系を提供することである。
当業者に対する最良の形態を含む本発明の内容の完全かつ実施可能な開示を、添付の図面の参照を含み、明細書の残りの部分により具体的に記載する。
これより、本発明の内容を詳しく説明し、その1つまたは複数の例を図面に示す。各例は、発明の内容を説明するために提供されたものであり、制限として提供されたものではない。実際、ある実施形態の一部として図示または記載された特徴を別の実施形態で用いることにより、さらに別の実施形態を生み出すことができる。本発明の内容は、このような修正および変更を包含するものとする。
残り15分: 1回の可聴通知サイクル
残り12分: 1回の可聴通知サイクル
残り9分: 2回の可聴通知サイクル
残り6分 3回の可聴通知サイクル
残り3分 バッテリーが完全に放電するまで可聴通知サイクルを繰り返す
Claims (23)
- 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および空気移動装置と通信するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、コントローラボードおよび前記空気移動装置が内部に存在するコントローラハウジングを含み、
前記コントローラハウジングは、前記排気チューブに接続されて前記排気チューブから前記空気移動装置へとエアフローを向けるように構成されたエアフローチューブをさらに含む、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および空気移動装置と通信するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記光源の温度を自動制御するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記空気移動装置の速度および前記光源から生成される光の強度を自動制御することにより、前記光源の前記温度を制御するように動作可能であり、
前記コントローラは、所定の温度範囲に対して、前記空気移動装置を低速に設定するように動作可能である、ヘッドライトデバイス。 - 前記コントローラは、所定の温度範囲に対して、低速から高速まで及び、前記温度に比例する可変速度に前記空気移動装置を設定するように動作可能である、請求項2に記載のヘッドライトデバイス。
- 前記コントローラは、所定の温度範囲に対して、前記空気移動装置を高速に設定するように動作可能である、請求項2に記載のヘッドライトデバイス。
- 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および空気移動装置と通信するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記光源の温度を自動制御するように動作可能であり、
前記コントローラは、前記空気移動装置の速度および前記光源から生成される光の強度を自動制御することにより、前記光源の前記温度を制御するように動作可能であり、
前記コントローラは、所定の温度範囲に対して、前記空気移動装置を高速に設定し、前記光源を前記光の強度レベルの最低設定に設定するように動作可能である、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および空気移動装置と通信するコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記光源の温度を自動制御するように動作可能であり、
前記コントローラは、オフ、低、中、および高の設定の中で、前記光源の強度を切り替えるように動作可能である、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含み、
前記光源は、少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み、
前記照明器具は、
それ自体を通る開口部を備えた回路基板であって、前記LEDは前記回路基板に電気接続される、回路基板と、
前記LEDと熱的に接触するように前記開口部を通って延在する凸部を備えた熱伝導板と、
前記熱伝導板に熱的に接続されるヒートシンクと、をさらに含む、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含み、
前記光源は、少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み、
前記照明器具は、
集光レンズと、
対物レンズと、
前記集光レンズおよび対物レンズの間に配置される虹彩絞り制御装置と、
前記集光レンズおよび対物レンズの間に配置される折り畳みミラーと、を含む光学アセンブリをさらに含み、
前記集光レンズは、前記LEDに極めて接近して配置され、メニスカスレンズとして成形される、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含み、
前記光源は、少なくとも1つの発光ダイオード(LED)を含み、
前記照明器具は、
第1の集光レンズおよび第2の集光レンズと、
第1の対物レンズおよび第2の対物レンズと、
前記集光レンズおよび対物レンズ間に配置される虹彩絞り制御装置と、
前記第1の対物レンズおよび前記第2の対物レンズの間に配置される折り畳みミラーと、を含む光学アセンブリをさらに含む、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含み、
前記空気移動装置はファンを含む、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含み、
前記排気チューブは、前記照明器具が取り付けられる頭部装着部分を含む、ヘッドライトデバイス。 - 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および前記排気チューブが取り付けられる頭部装着部分と、を含むヘッドライトデバイス。 - 前記空気移動装置は、前記頭部装着部分の後部にあり、前記排気チューブは、前記頭部装着部分の側面周りに延在する、請求項12に記載のヘッドライトデバイス。
- 冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含された光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
バッテリーパックと、を含み、
前記バッテリーパックは、前記バッテリーパックの電力が低くなっている時に、ユーザに警告を出すように動作可能である、ヘッドライトデバイス。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記空気移動装置はファンを含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記排気チューブは、前記照明器具が取り付けられる頭部装着部分を含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
前記照明器具および前記排気チューブが取り付けられる頭部装着部分と、を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含む方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記光源の前記温度を制御するステップは、前記空気移動装置を低速に設定するステップをさらに含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記光源の前記温度を制御するステップは、低速から高速まで及び、前記温度に比例する可変速度に前記空気移動装置を設定するステップをさらに含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記光源の前記温度を制御するステップは、前記空気移動装置を高速に設定するステップをさらに含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記光源の前記温度を制御するステップは、前記空気移動装置を高速に設定し、前記光源を前記光源によって生成される光の強度レベルの最低設定に設定するステップをさらに含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記光源の前記温度を制御するステップは、オフ、低、中、または高の設定の中で、前記光源の強度を切り替えるステップをさらに含む、方法。 - ヘッドライトデバイスの操作方法であって、
冷却空気を受け取る照明器具ベントを含むハウジングと、前記ハウジング内に包含される光源と、を含む照明器具と、
前記照明器具の外部に配置されて、前記照明器具ベントを通した冷却空気の取り込みを促進する空気移動装置と、
前記照明器具と前記空気移動装置とを接続することにより、前記照明器具および前記空気移動装置の間の前記冷却空気のエアフローを促進する排気チューブと、
バッテリーパックと、を含むヘッドライトデバイスを設けるステップと、
前記空気移動装置によって、前記照明器具ベントを通り、前記光源上に行き、前記排気チューブおよび前記空気移動装置を通るエアフローを生成することにより、前記光源の温度を制御するステップと、を含み、
前記バッテリーパックは、前記バッテリーパックの電力が低くなっている時に、警告を出すように動作可能である、方法。
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