專利名稱：一種醫(yī)療導(dǎo)光儀及其組合集光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療導(dǎo)光儀及其組合集光裝置，主要用于為腹腔鏡手術(shù)檢查和攝像系統(tǒng)照明。
背景技術(shù)：
醫(yī)療導(dǎo)光儀是應(yīng)用于人體腹腔鏡手術(shù)，為腹腔鏡手術(shù)檢查提供人體腹腔內(nèi)視野， 為腹腔內(nèi)攝像系統(tǒng)和手術(shù)操作提供照明，其方法是將光源通過集光，使光源在短距離內(nèi)集中到某一點(diǎn)，集中后的光源通過導(dǎo)光線纜進(jìn)入人體腹腔，確保手術(shù)的順利進(jìn)行?，F(xiàn)有技術(shù)醫(yī)療導(dǎo)光儀，其集光方法是用簡單的一個(gè)反射罩和光源(氙燈)組成，也有用一個(gè)凸透鏡改變光源光射角度，其缺陷是反射罩和光源(氙燈等)進(jìn)行光源集光，反射罩光源集中所形成的折光射線是直線，導(dǎo)光儀的鏡腔只有5cm長，導(dǎo)光晶棒直徑只有5mm，不能將反射光集中到一個(gè)點(diǎn)(極小的一個(gè)圓形小區(qū)域，下同)；一個(gè)凸透鏡光源集中所形成的折光射線雖然具備弧形度，但所形成的弧形折光射線距離長，導(dǎo)光儀的鏡腔只有5cm長，導(dǎo)光晶棒直徑只有 5mm,同樣不能將反射光集中到一個(gè)點(diǎn)；現(xiàn)有技術(shù)只有部分反射光通過導(dǎo)光線纜進(jìn)入人體腹腔，為腹腔鏡手術(shù)提供視野，但由于反射光不能集中到一個(gè)點(diǎn)，影響手術(shù)所需要的特殊照明光亮度，使手術(shù)醫(yī)生對組織病灶的判斷增加難度，影響手術(shù)的順利進(jìn)行，不能達(dá)到理想應(yīng)用效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的醫(yī)療導(dǎo)光儀及其組合集光裝置。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種醫(yī)療導(dǎo)光儀的組合集光裝置，包括鏡腔，其特征是還設(shè)置有第一平凸透鏡、第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡，鏡腔前部截面呈梯形，鏡腔中部截面呈長方形，鏡腔后部截面呈與前部截面方向相反的梯形，鏡腔整體呈兩頭小中間大的橄欖形，第一平凸透鏡置于鏡腔后端，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡分別置于鏡腔中部的后端和前端，第二平凸透鏡置于鏡腔前端，光源光線分別經(jīng)過第一平凸透鏡、第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡的折射后集光至一個(gè)圓形小區(qū)域內(nèi)。光源光線依次經(jīng)過第一平凸透鏡的扇形展開、第一雙凸透鏡的第一次收攏、第二雙凸透鏡的第二次收攏、第二平凸透鏡的第三次收攏后聚集在一個(gè)圓形小區(qū)域內(nèi)，光源光線整體呈與鏡腔配合的橄欖形。由于光源光線經(jīng)過了扇形展開和三次收攏過程，使得光源光線被最大限度地利用起來，提高了光源光線的利用率和相同光源情況下照明光亮度，節(jié)約能源。
本發(fā)明所述第一平凸透鏡的曲率半徑為6毫米，第一雙凸透鏡的曲率半徑分別為 43. 26和14. 24毫米，第二雙凸透鏡的曲率半徑為15. 93和80毫米，第二平凸透鏡的曲率半徑為8. 18毫米，第一平凸透鏡與第一雙凸透鏡的間隔為12. 55毫米，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡的間隔為16. 40毫米，第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡的間隔為19. 41毫米，所述圓形小區(qū)域的直徑為5毫米。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還包括一種醫(yī)療導(dǎo)光儀，包括箱體、導(dǎo)光管、光源，其特征是還設(shè)置有上述的組合集光裝置，組合集光裝置安裝在箱體內(nèi)，組合集光裝置后端與光源連接，組合集光裝置前端與導(dǎo)光管連接。本發(fā)明還設(shè)有熒光片，第一平凸透鏡與熒光片配合連接。本發(fā)明還設(shè)置有導(dǎo)光座、固定架、彈簧和滾珠，第一平凸透鏡套入固定架并固定在散熱片上，第一平凸透鏡與熒光片配合連接，熒光片與光源連接，鏡腔后端固定在固定架上，導(dǎo)光管上設(shè)有前卡槽、后卡槽，彈簧和滾珠安裝在導(dǎo)光管上，滾珠與前卡槽配合，導(dǎo)光座上設(shè)有卡座，導(dǎo)光管卡入導(dǎo)光座，卡座與后卡槽配合。上述設(shè)計(jì)使得本發(fā)明安裝方便且固定可靠。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，集光效果好，提高亮度，節(jié)約能源降低成本，方便安裝固定可靠。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例醫(yī)療導(dǎo)光儀的立體示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例醫(yī)療導(dǎo)光儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例醫(yī)療導(dǎo)光儀集光原理示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖I 圖4,本發(fā)明實(shí)施例醫(yī)療導(dǎo)光儀設(shè)有箱體I、箱蓋2、面板4、顯不板5、電源開關(guān)6、導(dǎo)光管7、電源插座8、變壓器9、控制系統(tǒng)10、支架11、風(fēng)扇12、驅(qū)動(dòng)器13、散熱片14、光源15、第一平凸透鏡16、第一雙凸透鏡17、第二雙凸透鏡18、第二平凸透鏡19、鏡腔20、導(dǎo)光座21、卡座22、后卡槽23、導(dǎo)光纖維24、固定架25、導(dǎo)線板26、絕緣片27、熒光片28、彈簧30、滾珠31、前卡槽32 ;面板4、電源插座8、變壓器9、控制系統(tǒng)10、支架11、風(fēng)扇12和驅(qū)動(dòng)器13用螺栓固定在箱體I內(nèi)；顯示板5和電源開關(guān)6用螺栓固定在面板4上；箱蓋2用螺釘固定在箱體I上。風(fēng)扇12和散熱片14用螺栓固定在支架11上，風(fēng)扇12和散熱片14吻合連接。本實(shí)施例光源15采用LED光源，LED光源、導(dǎo)線板26、絕緣片27固定連接成光源組件。本實(shí)施例的組合集光裝置設(shè)置有鏡腔20、組合透鏡、熒光片28，鏡腔20前(參見圖4，圖4中左為前，右為后)部截面呈梯形，鏡腔20中部截面呈長方形，鏡腔20后部截面呈與前部截面方向相反的梯形，鏡腔20整體呈兩頭小中間大的橄欖形，第一平凸透鏡16置于鏡腔20后端，第一雙凸透鏡17、第二雙凸透鏡18分別置于鏡腔20中部的后端和前端，第二平凸透鏡19置于鏡腔20前端，光源15 (發(fā)出的)光線依次經(jīng)過第一平凸透鏡16的發(fā)散(扇形展開，光源15光線扇形發(fā)射角A特例為120度)，第一雙凸透鏡17的第一次收攏(除中心光線外其余光線經(jīng)第一雙凸透鏡17處理后均向中心光線29靠攏)，第二雙凸透鏡18的第二次收攏(除中心光線29外其余光線經(jīng)第二雙凸透鏡18處理后均再度向中心光線29靠攏)，第二平凸透鏡19的第三次收攏(除中心光線29外其余光線經(jīng)第二平凸透鏡19處理后均第三次向中心光線29靠攏)后聚集在導(dǎo)光纖維24中心的一個(gè)圓形小區(qū)域(其直徑可根據(jù)實(shí)際需要通過調(diào)整組合集光裝置參數(shù)來調(diào)節(jié)，特例為5毫米)內(nèi)，即本實(shí)施例組合透鏡將光源15光線先發(fā)散再經(jīng)過三次收攏從而最終達(dá)到集光至預(yù)定導(dǎo)光纖維24內(nèi)，光源15光線整體呈與鏡腔20配合的橄欖形。光源光線分別經(jīng)過第一平凸透鏡16、第一雙凸透鏡17、第二雙凸透鏡18、第二平凸透鏡19的折射集光至一個(gè)圓形小區(qū)域內(nèi)并始終位于鏡腔20內(nèi)的光通道內(nèi)(不會被阻礙)。第一平凸透鏡16套入固定架25并(用螺栓穿過絕緣片27后)固定在散熱片14上，第一平凸透鏡16與熒光片28吻合連接，熒光片28與光源15連接；第一雙凸透鏡17、第二雙凸透鏡18和第二平凸透鏡19卡入鏡腔20固定，鏡腔20的后端套入第一平凸透鏡16后用螺釘固定在固定架25上；導(dǎo)光管7上設(shè)有前卡槽32和后卡槽23，彈簧30 和滾珠31安裝在導(dǎo)光管7上用螺釘固定，滾珠31在導(dǎo)光管7內(nèi)由于彈簧30的壓力具有彈性，滾珠31與前卡槽32配合；導(dǎo)光座21上設(shè)有卡座22，導(dǎo)光管7卡入導(dǎo)光座21，卡座22 恰好卡入后卡槽23吻合固定，導(dǎo)光座21套入面板4后恰好套入鏡腔20前端并連接，導(dǎo)光座21用螺母與面板4擰緊固定，導(dǎo)光纖維24固定在導(dǎo)光管7內(nèi)。
本實(shí)施例的第一平凸透鏡16、第一雙凸透鏡17、第二雙凸透鏡18、第二平凸透鏡 19構(gòu)成組合透鏡，將光源15的光線在集中到導(dǎo)光纖維24內(nèi)，集光方法分為三次進(jìn)行，應(yīng)用組合透鏡的參數(shù)和距離控制，形成折彎狀(近似橄欖形)的光源折光線3。
本實(shí)施例的工作原理是①、折射定律光線通過兩介質(zhì)的界面折射時(shí)，確定入射光線與折射光線傳播方向間關(guān)系的定律，幾何光學(xué)基本定律之一。入射光線與通過入射點(diǎn)的界面法線所構(gòu)成的平面稱為入射面，入射光線和折射光線與法線的夾角分別稱為入射角和折射角(如圖以Θ i和 9七表示)。折射定律為①折射光線在入射面內(nèi)。②入射角和折射角的正弦之比為一常數(shù) (用n21表不)，n21稱為第二介質(zhì)對第一介質(zhì)的相對折射率(參見圖3)。
②、斯涅爾定律 sinΘ i/sinΘt=n21sinΘ i/sinΘt=vl/v2=n21n21稱為第二介質(zhì)對第一介質(zhì)的相對折射率。
本實(shí)施例的設(shè)計(jì)方法是本實(shí)施例所述的熒光片28與光源15連接，由于光源15是LED光源并發(fā)出藍(lán)色光譜， 在手術(shù)應(yīng)用中會造成視屏色彩失真，必須轉(zhuǎn)化為白光，在熒光片28的作用下，藍(lán)色光譜部分被吸收，轉(zhuǎn)化為黃光，黃光和部分沒有被吸收的藍(lán)光混合，形成白光。
本實(shí)施例鏡腔20后端、光源15、第一平凸透鏡16的設(shè)計(jì)使得光源15光線的扇形發(fā)射角A控制在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(特例為120度)，從而將LED光源的光通量經(jīng)過第一平凸透鏡16的折射作用全部傳輸出去；第一雙凸透鏡17和第二雙凸透鏡18密封安裝固定在鏡腔 20內(nèi)，從第一平凸透鏡16出來的光線通過第一雙凸透鏡17折射后以小于或等于O度的角度繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入第二雙凸透鏡18折射后的光線的角度在負(fù)30度 O度(光通道最外面的光線以負(fù)30度角向內(nèi)傾斜，其余光線依與光線中心線距離不同從負(fù)30度逐步變化至O度) 之間，始終處于光通道內(nèi)而不被阻礙地傳輸；第二平凸透鏡19密封安裝在鏡腔20前端，并與導(dǎo)光纖維24吻合連接，其作用是從第二雙凸透鏡18來的光線射入第二平凸透鏡19后， 第二平凸透鏡19折射使光源15來的光線以負(fù)45度 O度(光通道最外面的光線以負(fù)45 度角向內(nèi)傾斜，其余光線依與光線中心線距離不同從負(fù)45度逐步變化至O度)集中控制在導(dǎo)光纖維24的中心圓形小區(qū)域內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光線最大程度地導(dǎo)入導(dǎo)光纖維24，顯著提高導(dǎo)光纖維24對LED光能的利用。
本實(shí)施例所述的鏡腔20為全封閉狀態(tài)，專用于安裝和定位組合集光裝置。
本實(shí)施例所述的風(fēng)扇12和散熱片14固定連接，散熱片14是與光源15固定連接， 幫助光源15在應(yīng)用中熱量的散熱，延長其使用壽命。
本實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)參數(shù)可按照現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)。作為一種特例，本發(fā)明實(shí)施例一組參考參數(shù)如下，參數(shù)單位為毫米，其中間隔是指所述透鏡與前一(左邊)透鏡光學(xué)中心的距離(平凸透鏡就是指其中平面的中心，雙凸透鏡就是指兩雙凸面中間平面的中心)
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療導(dǎo)光儀的組合集光裝置，包括鏡腔，其特征是還設(shè)置有第一平凸透鏡、第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡，鏡腔前部截面呈梯形，鏡腔中部截面呈長方形，鏡腔后部截面呈與前部截面方向相反的梯形，鏡腔整體呈兩頭小中間大的橄欖形，第一平凸透鏡置于鏡腔后端，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡分別置于鏡腔中部的后端和前端，第二平凸透鏡置于鏡腔前端，光源光線分別經(jīng)過第一平凸透鏡、第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡的折射后集光至一個(gè)圓形小區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合集光裝置，其特征是所述第一平凸透鏡的曲率半徑為6毫米，第一雙凸透鏡的曲率半徑分別為43. 26和14. 24毫米，第二雙凸透鏡的曲率半徑為15. 93和80毫米，第二平凸透鏡的曲率半徑為8. 18毫米，第一平凸透鏡與第一雙凸透鏡的間隔為12. 55毫米，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡的間隔為16. 40毫米，第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡的間隔為19. 41毫米，所述圓形小區(qū)域的直徑為5毫米。
3.—種醫(yī)療導(dǎo)光儀，醫(yī)療導(dǎo)光儀，包括箱體、導(dǎo)光管、光源，其特征是還設(shè)置有如權(quán)利要求I或2所述的組合集光裝置，組合集光裝置安裝在箱體內(nèi)，組合集光裝置后端與光源連接，組合集光裝置前端與導(dǎo)光管連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的醫(yī)療導(dǎo)光儀，其特征是還設(shè)有熒光片，第一平凸透鏡與熒光片配合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)療導(dǎo)光儀，其特征是還設(shè)置有導(dǎo)光座、固定架、彈簧和滾珠，第一平凸透鏡套入固定架并固定在散熱片上，第一平凸透鏡與熒光片配合連接，熒光片與光源連接，鏡腔后端固定在固定架上，導(dǎo)光管上設(shè)有前卡槽、后卡槽，彈簧和滾珠安裝在導(dǎo)光管上，滾珠與前卡槽配合，導(dǎo)光座上設(shè)有卡座，導(dǎo)光管卡入導(dǎo)光座，卡座與后卡槽配合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種醫(yī)療導(dǎo)光儀及其組合集光裝置，該組合集光裝置包括鏡腔、第一平凸透鏡、第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡，鏡腔整體呈橄欖形，第一平凸透鏡置于鏡腔后端，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡分別置于鏡腔中部的后端和前端，第二平凸透鏡置于鏡腔前端，光源光線依次經(jīng)過第一平凸透鏡的發(fā)散，第一雙凸透鏡、第二雙凸透鏡、第二平凸透鏡的三次收攏后聚集在一個(gè)圓形小區(qū)域內(nèi)。該醫(yī)療導(dǎo)光儀包括箱體、導(dǎo)光管、光源和上述組合集光裝置，組合集光裝置安裝在箱體內(nèi)，組合集光裝置后端與光源連接，組合集光裝置前端與導(dǎo)光管連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，集光效果好，提高亮度，節(jié)約能源降低成本，方便安裝固定可靠。
文檔編號A61B19/00GK102973324SQ201210564970
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者陳勝華, 姚擁軍 申請人:桐廬精銳醫(yī)療器械有限公司