[发明专利]LED手术无影灯用透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用手术无影灯，更具体地说，涉及一种LED手术无影灯用的透镜。

背景技术

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。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种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，本发明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。

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α≥2arcsin(1/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1.3_~4.2之间的透明材料。

本发明技术方案，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α≥2arcsin(1/n)，其中n是透镜的折射率。

附图说明

图1是本发明所公开透镜的结构示意图；

图2是图1所示透镜的一个旋转截面；

图3是图2所示旋转截面上光线走向示意图；

图4是图1所示透镜过光轴的一个截面。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本发明所提供的设计方法做一详细的描述：