ХИРУРГИЧЕСКИЙ СВЕТИЛЬНИК С УПРАВЛЕНИЕМ СВЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
SURGICAL LIGHT WITH CONTROLLED OPTICAL RADIATION

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к осветительному устройству на светодиодах с управлением световым излучением
С тех пор как в повседневную практику вошли светодиоды, осветительная аппаратура, использующая лампы, составленные из светодиодов, имеет особые преимущества по сравнению с существующими флуоресцентными лампами, лампами накаливания и т.д., заключающиеся в их большом сроке службы и низком энергопотреблении.
Световые приборы со светодиодами, применяемые в качестве прожекторов или светофоров, подробно описаны в патентах РФ таких, как №2123633, №2151473, №2153623, №2202731, №2227245, №2244870, №2248499 и других. Они предназначены для освещения удаленных объектов, для использования в системах кругового обзора и осветительных приборах, где не требуется создание максимального уровня освещенности внутри рабочей зоны и сохранение постоянного диаметра светового поля.
Однако до настоящего времени светодиоды не нашли широкого применения в хирургических светильниках, у которых требуется обеспечение бестеневого эффекта и высокой световой эффективности за счет высокой освещенности и равномерного распределения светового потока внутри рабочей зоны. Световой поток у хирургических светильников создается путем сложения световых потоков отдельных светооптических модулей происходит на расстоянии 0,7 м - 1,4 м от корпуса. Внутри рабочей зоны создается максимальный уровень освещенности и сохраняется постоянный диаметр светового поля. Кроме этого должна быть обеспечена возможность регулирования диаметра светового поля. Для этого хирургические светильники оснащены устройствами регулирования светового поля, которые, в основном, представляют собой поворотные механические средства.
Известен хирургический светильник с механизмом регулирования размеров светового поля, выполненным в виде поворотного зеркала, отражающего световой луч от источника света (Светильник марки ВН-500 фирмы FAMED (Польша)).
У известного светильника механизм регулирования размеров светового поля недостаточно эффективен из-за невысокой синхронизации лучей, использования лишней отражающей поверхности, а также имеет большие габаритные размеры.
Известен хирургический светильник, у которого регулировка системы освещения осуществляется перемещением лампы относительно отражателя (хирургический светильник СР-6; паспорт 66-00-00ПС).
Известный светильник может регулировать только величину светового пятна малой глубины, а также имеет большие габаритные размеры.
Известен также хирургический светильник с управлением световым излучением, содержащий закрепленные в корпусе светооптические элементы в виде галогенных ламп и устройство регулирования светового поля, включающее установленный на главной оси системы освещения опорный шток, в верхней части которого размещена разъемная шаровая опора с шестью степенями свободы, средство для поворота светооптических элементов в виде многозаходного кулачка, расположенного под шаровой опорой и взаимодействующего с вертикальными поводками кронштейнов светооптических элементов, взаимодействующими с юстировочными штифтами (п. РФ №2149309, МПК F21V 14/02, F21V 21/29, F21W 131:205, опубл. 20.05.2000 г.).
В известном техническом решении управление световым излучением осуществляется с помощью механических средств, обеспечивающих поворот светооптических элементов, имеющих сложную конструкцию, большие габаритные размеры и надежность которых снижается по мере износа механических узлов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является операционный светильник, содержащий закрепленные на корпусе светооптические элементы, шарнирно соединенные между собой, и устройство регулирования светового поля механическими средствами (заявка на ЕП №1568935, МПК F21S 8/00, F21S 2/00, опубл. 31.08.2005 г.).
Известный светильник имеет высокую световую эффективность. Однако управление световым излучением в известном светильнике осуществляется с помощью механических средств, обеспечивающих поворот светооптических элементов относительно друг друга, надежность которых снижается по мере износа механических узлов.
Заявляемое изобретение направлено на повышение надежности хирургических светильников с сохранением высокой световой эффективности и решается следующим образом.
В хирургическом светильнике с управлением световым излучением, содержащем закрепленные на корпусе светильника светооптические элементы и устройство регулирования светового поля, согласно заявляемому техническому решению светооптические элементы выполнены в виде основных светодиодов, рассредоточенных по поверхности корпуса светильника, и дополнительных светодиодов, размещенных между основными светодиодами и имеющих пространственную ориентацию, отличную от пространственной ориентации основных светодиодов, при этом основные и дополнительные светодиоды объединены в группы, причем группы из основных светодиодов и группы из дополнительных светодиодов соединены между собой и с устройством регулирования светового поля.
При этом основные светодиоды закреплены на корпусе светильника с пересечением их оптических осей с осью светильника в центре светового пятна.
Причем дополнительные светодиоды закреплены на корпусе с образованием их оптическими осями концентрического светового пятна в форме кольца вокруг основного пятна.
Кроме того, устройство регулирования светового поля включает блок управления, к которому подключены группы из основных и дополнительных светодиодов посредством регуляторов, каждый из которых соединен с блоком питания.
Установка основных светодиодов рассредоточенными на корпусе светильника, а дополнительных светодиодов - между основными светодиодами, также как объединение светодиодов в группы и различная пространственная ориентация групп из основных светодиодов и дополнительных, позволяет осуществить электронное регулирование диаметра светового поля, что повышает надежность светильника.
Выполнение устройства регулирования светового поля, состоящего из блока управления, к которому подключены группы из основных и дополнительных светодиодов посредством регуляторов, каждый из которых соединен с блоком питания, позволяет осуществлять корректировку баланса токов, проходящих через группы из основных и дополнительных светодиодов, обеспечивая перераспределение светового потока внутри светового поля, т.е. позволяет осуществить электронное регулирование светового поля, повышая надежность работы светильника.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое устройство новым.
Из уровня техники не выявлены технические решения, совпадающие с отличительными признаками заявляемого объекта, поэтому заявляемое устройство соответствует критерию изобретательского уровня.
Настоящее изобретение будет более понятным при рассмотрении приведенного подробного описания вместе с сопроводительными чертежами настоящего изобретения, при этом данное описание не следует рассматривать как ограничение, а только как пример для объяснения и понимания изобретения.
Фиг.1 - схема расположения основных и дополнительных светодиодов на хирургическом светильнике.
Фиг.2 - ход световых лучей в светильнике.
Фиг.3 - устройство регулирования светового поля хирургического светильника.
К корпусу 1 светильника прикреплены основные 2 и дополнительные 3 светодиоды, объединенные в группы. Основные светодиоды 2 имеют ширину светового пучка, равную 6,5°, и сфокусированы таким образом, что их оптические оси сходятся в центре светового пятна на расстоянии 1 м от поверхности. Дополнительные светодиоды 3 имеют ширину светового пучка, равную 10°, и рассредоточены между основными светодиодами 2, а их оптические оси образуют концентрическое световое пятно в форме кольца вокруг основного светового пятна, радиусом, равным 100-200 мм от центра пятна, что является оптимальным для хирургических светильников. Устройство регулирования светового поля состоит из блока питания 4, блока управления с микрокомпьютером 5, цифроаналоговых преобразователей 6а и 6в, генераторов тока 7а и 7в.
При подключении светильника к питающей сети одновременно питание от блока питания 4 подается к группам из основных светодиодов 2 и дополнительных светодиодов 3. При необходимости большой площади освещения (при обширных ранах) включают группы из основных 2 и дополнительных 3 светодиодов. При глубоких ранах, когда требуется небольшое по размерам световое пятно, включают только группы из основных светодиодов 2. При эндоскопии нужна только подсветка зоны, где идет операция с помощью эндоскопа, поэтому включают только группы из дополнительных светодиодов 3. В этих случаях с помощью микроконтроллера с блоком управления 5, цифроаналоговых преобразователей 6а и 6в и генераторов 7а и 7в осуществляют корректировку баланса токов, проходящих через группы основных 2 и дополнительных 3 светодиодов, обеспечивая перераспределение светового потока внутри светового поля.
Изобретение может быть использовано в медицинской технике.