Led色溫調整混光結構的製作方法
2023-09-20 07:16:30 2
Led色溫調整混光結構的製作方法
【專利摘要】本發明揭露一種LED色溫調整混光結構，包括：一導光板，將平行該導光板的方向定義為一第一方向；一第一LED燈，對應設置於鄰近該導光板的側緣，該第一LED燈設置有一第一光學元件，可使該第一LED燈的光線以同方向射入至該導光板；一第二LED燈，對應設置於鄰近該導光板的側緣，該第二LED燈設置有一第二光學元件，可使該第二LED燈的光線以同方向射入至該導光板；其中該第一LED燈與該第二LED燈所射出的光線分別具有不同的色溫範圍，且該第一LED燈與該第二LED燈的光線在射入該導光板後相互混合併形成具有預定色溫的光線，並可藉由調整該第一LED燈及該第二LED燈的電流據以調整混合後的色溫。
【專利說明】LED色溫調整混光結構【技術領域】
[0001]本發明是關於一種用於LED色溫調整混光結構，特別是關於一種用於醫療照明燈具的LED色溫調整混光結構。
【背景技術】
[0002]一般而言，在外科手術中使用的照明燈具需具備無影、冷光、高照度等特點，且對於色溫也有一定要求。無影即表示手術的照明區域內不應出現操作者和手術器材的影子，以保證清晰地看到手術內腔的器官、組織和血管等情況，然而在深腔手術時及操作者或手術器材極為接近器官、組織和血管時，仍會或多或少出現陰影的情形，為達此理想狀態，在手術照明區域500平方釐米內照度需達2700勒克斯(Ix)以上，且為了減少高照度燈光產生的熱感，要求最大光照度處的熱量不大於25000毫瓦/平方釐米，同時透過冷光膜將射出的紅外線減少到最低程度即為俗稱的「冷光」。另外，為了正確反應手術區內病灶的顏色，與日常習慣中的光色一致，要求光的色溫為3500~6000K，且在進行手術時亦有可能依據不同情況，例如病灶判斷及醫師個人需求等而調整手術燈的色溫。現有作法包括採用滷鎢燈光源，並在燈具透射玻璃上加鍍濾色膜以得到該色溫。另外，亦有採用兩組高、低溫LED燈加以混色的方式，例如在手術燈內面特定區域以高、低溫LED燈混布的形式，或是在手術燈內面周緣混布高、低溫LED燈並藉由反射而達成特定色溫的需求。然而，上述方式皆可能造成在部分遮蔽時(例如醫療人員的頭、手)，使其遮蔽部分的陰影邊緣產生明顯的顏色不均。
【發明內容】
[0003]然而，上述混光機制僅是在導光板側緣並列設置高、低色溫的LED燈，除了在導光板前段可看到不同色溫的光束外，由於其需在導光板內部經過較長距離才可達到混光的效果，其效果並不理想，容易在醫師及手術器材的陰影處出現不同色溫的照明區域影響醫師對病灶的判斷。
[0004]因此，本發明的一目的即是提供一種LED色溫調整混光結構，包括:一導光板，將平行該導光板的方向定義為一第一方向；一第一 LED燈，對應設置於鄰近該導光板的側緣，該第一 LED燈設置有一第一光學兀件,可使該第一 LED燈的光線以同方向射入至該導光板；一第二 LED燈，對應設置於鄰近該導光板的側緣，該第二 LED燈設置有一第二光學元件，可使該第二 LED燈的光線以同方向射入至該導光板；其中該第一 LED燈與該第二 LED燈所射出的光線分別具有不同的色溫範圍，且該第一 LED燈與該第二 LED燈的光線在射入該導光板後相互混合併形成具有預定色溫的光線，並可藉由調整該第一 LED燈及該第二 LED燈的電流據以調整混合後的色溫。
[0005]較佳地，在該導光板的一側緣形成有多個光學微結構，這些光學微結構具有一第一入光面及一第二入光面，該第一 LED燈與該第二 LED燈的光線在射入該多個光學微結構後經全反射而相互混合併形成具有預定色溫的光線。[0006]較佳地，其中該光學微結構為鋸齒結構。
[0007]較佳地，其中該第一 LED燈射出的光線垂直於該光學微結構的第一入光面。
[0008]較佳地，其中該第二 LED燈射出的光線垂直於該光學微結構的第二入光面。
[0009]較佳地，其中該第一 LED燈射出的光線與該第一方向的夾角為60度。
[0010]較佳地，其中該第二 LED燈射出的光線與該第一方向的夾角為60度。
[0011]較佳地，其中該LED色溫調整混光結構應用於一醫療照明裝置。
[0012]經由本發明所採用的技術手段，可使採用此種LED色溫調整混光結構的醫療照明裝置具有理想的混色功能，可在導光板前段即達成充分的混色，據此提供平均、理想的照明，進而有效輔助醫療人員在手術進行時對於病灶的判斷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為顯示本發明的LED色溫調整混光結構的第一實施例；
[0014]圖2為顯示第一實施例的局部示意圖；
[0015]圖3為顯示本發明的LED色溫調整混光結構的第二實施例的示意圖；
[0016]圖4為顯示本發明的LED色溫調整混光結構的第二實施例的局部示意
[0017]圖；
[0018]圖5為顯示本發明的LED色溫調整混光結構的混光距離。
[0019]其中，附圖標記說明如下:
[0020]IOOUOOa醫療照明裝置
[0021]ILED色溫調整混光結構
[0022]10導光板
[0023]11光學微結構
[0024]111第一入光面
[0025]112第二入光面
[0026]2第一 LED 燈
[0027]21第一光學元件
[0028]3第二 LED 燈
[0029]31第二光學元件
[0030]Dl混光距離
[0031]I第一方向
[0032]Pl間距
[0033]L1、L2 光線
[0034]Θ夾角
【具體實施方式】
[0035]第一實施例
[0036]參考圖1~圖2，其顯示本發明的LED色溫調整混光結構的第一實施例。如圖所示，醫療照明裝置100 (手術燈)包括設置有多個導光板I，且各個導光板I分別配置有一第一 LED燈2及一第LED燈3，且第一 LED燈2配置有一第一光學元件21、第LED燈3配置有一第二光學元件31，以使發出的光線同向射入各個導光板1，且在內部經由反射而達成混光的效果。
[0037]藉由本實施例的結構，已可解決上述顏色不均的基本問題。然而，發明人希望可更進一步地改善，使光線在導光板中可更充分地混合，故提出以下實施例。
[0038]第二實施例
[0039]參考圖3~圖4，其為分別顯示本發明的LED色溫調整混光結構及其局部示意圖。圖中所示為一醫療照明裝置100a，其設置有多組LED色溫調整混光結構I (圖中所示6組僅為不例)，各個LED色溫調整混光結構I是由一導光板10、第一 LED燈2、第一光學兀件21、第二 LED燈3及第二光學元件31所組成。
[0040]導光板10的材質可以是常見的PMMA樹脂、COP與PC等光學材料，或是其它適於製作導光板的材料。將平行該導光板10的方向定義為一第一方向I，在該導光板10的一側緣形成有多個光學微結構11，本實施例為鋸齒結構，且這些光學微結構11具有一第一入光面111及一第二入光面112。
[0041 ] 第一 LED燈2對應設置於鄰近該導光板10的側緣，該第一 LED燈2設置有一第一光學元件21，可使該第一 LED燈的光線以同方向射入至該多個光學微結構11的第一入光面111。
[0042]第二 LED燈3對應設置於鄰近該導光板10的側緣，該第二 LED燈3設置有一第二光學兀件31,可使該第二 LED燈3的光線以同方向射入至該多個光學微結構11的第二入光面112。發出的大發散張角的光線匯聚成適用的小發散張角(近乎平行)的光線。第一光學元件21及第二光學元件31皆為準直鏡(collimator)，可將LED燈發出的大發散張角的光線匯聚成適用的小發散張角 (近乎平行)的光線。
[0043]第一 LED燈2與第二 LED燈3所射出的光線分別具有不同的色溫範圍(例如，高色溫為5000K，而低色溫為3500K的LED燈)，且該第一 LED燈2與該第二 LED燈3的光線在射入該多個光學微結構11後經全反射而相互混合併形成具有預定色溫的光線。
[0044]本實施例中的光學微結構11為鋸齒結構，且由頂面視角來看，各個鋸齒的形狀較佳為正三角形，且此時第一 LED燈2射出的光線與該第一方向I的夾角為60度，第二 LED燈3射出的光線與第一方向I的夾角亦為60度，以使兩者射出的光線可分別垂直於該光學微結構11的第一入光面111及第二入光面112，入射時避免產生折射，以達到最理想的混色效果。而在欲調整色溫時，可藉由調整第一 LED燈2及第二 LED燈3的電流，使高、低色溫的光線比例不同，據以得到所欲達到的混合色溫。
[0045]參考圖5,以兩個相鄰的光學微結構11為例，兩個相鄰的光學微結構11間距Pl(pitch) = Imm時，兩個不同LED燈發出的光線L1、L2在經過反射後，夾角Θ = 3°時，其混光距離Dl (Color Mixing Distance)的估計計算如下:
[0046]
【權利要求】
1.一種LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該結構包括: 一導光板，將平行該導光板的方向定義為一第一方向； 一第一 LED燈，對應設置於鄰近該導光板的側緣，該第一 LED燈設置有一第一光學元件，可使該第一 LED燈的光線以同方向射入至該導光板； 一第二 LED燈,對應設置於鄰近該導光板的側緣,該第二 LED燈設置有一第二光學兀件，可使該第二 LED燈的光線以同方向射入至該導光板； 其中該第一 LED燈與該第二 LED燈所射出的光線分別具有不同的色溫範圍，且該第一LED燈與該第二 LED燈的光線在射入該導光板後相互混合併形成具有預定色溫的光線，並可藉由調整該第一 LED燈及該第二 LED燈的電流據以調整混合後的色溫。
2.如權利要求1所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，在該導光板的一側緣形成有多個光學微結構，這些光學微結構具有一第一入光面及一第二入光面，該第一 LED燈與該第二 LED燈的光線在射入該多個光學微結構後經全反射而相互混合併形成具有預定色溫的光線。
3.如權利要求2所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該光學微結構為鋸齒結構。
4.如權利要求2所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該第一LED燈射出的光線垂直於該光學微結構的第一入光面。
5.如權利要求2所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該第二LED燈射出的光線垂直於該光學微結構的第二入光面。
6.如權利要求2所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該第一LED燈射出的光線與該第一方向的夾角為60度。
7.如權利要求2所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該第二LED燈射出的光線與該第一方向的夾角為60度。
8.如權利要求1所述的LED色溫調整混光結構，其特徵在於，該LED色溫調整混光結構應用於一醫療照明裝置。
【文檔編號】F21V23/00GK103836583SQ201210485211
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優先權日:2012年11月26日
【發明者】林正中, 林育民, 黃政義 申請人:康源醫療設備股份有限公司