[发明专利]LED二次反射及IGBT控制驱动

说明书

技术领域

本发明涉及LED二次反射及IGBT控制驱动，用在医疗无影灯中，作为手术中的照明使用，采用LED作为光源，通过白光技术或混色技术可得到所需的色温和显色指数，满足使用需求。

背景技术

手术无影灯是医院手术室常规和必备设备，使用手术无影灯是众多外科、内科手术中必须的工作条件和前提。目前医院手术室内所使用的无影灯是由卤素灯泡构成灯头整体。它存在着很多设计和应用上的缺点，如温度过高、中心光斑处亮度不均匀、功率大、色差较大、色彩逼真度无技术要求、活动范围小、不宜在高要求的净化手术室使用，灯泡容易坏，需要频繁更换等，使得手术质量受到很大的影响。

因此，为了满足市场的需求，紧跟时代的步伐， 越来越多的厂家开发LED手术无影灯。LED光源节能效果显著，能达到相同亮度的能耗仅为普通白炽灯的1/10，卤素灯的1/2；LED灯泡寿命比卤素灯长，是传统的卤素灯的数十倍；产生的热量少，发出的光不含红外、紫外成分，没有辐射的污染，缓解医生长时间工作的疲劳，改善医生工作环境。

但是LED无影灯最大的问题就是在显色性和发光效率寻求平衡点，目前一般的LED无影灯都无法很好地使这两者达到很好的平衡，得到所需要的色温和显色指数，为了满足显色性，就必须要牺牲发光效率。显色性与发光效率是一对矛盾体，如何在其中寻求平衡点就是本发明的意义所在。

首先必须解决LED的显色指数问题。LED由于是单色光源，所以显色指数非常地低。所谓显色指数，是衡量照明设备所提供的光束真实反映被照物体的色彩的能力。光源显现被照物体颜色的性能称为光源的显色性。同一颜色的物体，在具有不同光谱分布的光源照射下显出不同的颜色。手术时所需的光，必须能真实映现血液及身体内部器官组织的颜色及其变化。医生借助这些光源，不仅要能正确看清各种组织的颜色，而且必须能清楚地判别这些组织的异常。在不同显色指数下看到的血液颜色是有差异的。物体颜色失真大小由光源的显色性决定。显色指数高，颜色失真少，即光源的显色性好；而显色指数越低，失真就越严重，即光源的显色性不好。

但是无影灯对显色指数要求很高。手术灯无影灯的光线必须具有优良的显色指数。所以要采用LED作为无影灯灯具的光源，首先必须解决的是提高LED的出光显色指数。

发明内容

本发明所要解决的问题在于LED二次反射及IGBT控制驱动，通过LED混色技术和二次反射或白光技术和二次反射技术结合，在满足LED无影灯显色性的同时，提高发光效率。

本发明所要解决通过下述技术方案实现：本发明一种LED二次反射及IGBT控制驱动，通过LED混色技术或白光技术和二次光学反射结合，用于无影灯的显色，其中，

1) 所述的LED混色技术为：将用微处理器对比例关系作即时调整的不同数量的红色、绿色、白色、黄色的LED按序排列，通过光学透镜聚焦，整合成接近平行的光谱，再通过二次光学反射，对这四种基色的LED进行混色，最终在离无影灯出光面1米距离下，形成一个直径为220mm+/-20mm光斑，光斑中心额定光强Ec不小于140，000lux以上，同时，采用IGBT控制驱动，在出光方向安装一传感器，传感器采集LED的混光，将信息传输到CPU，CPU进行信息处理，再反馈到IGBT驱动电路，然后对LED电流进行控制，使得光输出的显色指数不小于92%；或者，

2) 所述的白光技术为：将色温限制在4000～4500K之间的单色白光LED按序排列，通过光学透镜聚焦，整合成接近平行的光谱，再通过二次光学反射，最终在离无影灯出光面1米距离下，形成一个直径为220mm+/-20mm光斑，光斑中心额定光强Ec不小于140，000lux，光输出的显色指数不小于92%。

本发明在解决LED的显色指数方面，取得了非常完美的成果。满足了对光的柔和度的要求。

利用IGBT技术，还能实现对无影灯色温的调节。用IGBT驱动电路，对LED电流进行调整，用于无影灯的色温调节。

然而，采用了光的二次反射，虽然在解决光的显色性方面效果极佳，但是却损失了大量的光效。显色性和发光效率本身就是一对矛盾体，为了满足显色性，有时必须以牺牲发光效率为代价。但是在LED无影灯中发光效率也是极为重要的一部分，否则采用LED作为照明光源达到减排减碳就会变得毫无意义。因此，采用双面非球面透镜，取代多块叠加的单面的球面透镜，使所有的光束得到有效整合。克服了光损耗大的技术难题。通过二次反射技术及非球面的透镜技术，使所产生的光柔和，没有炫目，在满足LED无影灯显色性的同时，使发光效率达到最优。