[發(fā)明專利]LED二次反射及IGBT控制驅(qū)動

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210106231.1
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102661534A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳光烈;沈家欽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航安機場設(shè)備有限公司
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V7/10;H05B37/02;F21W131/205;F21Y101/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED二次反射及IGBT控制驅(qū)動，用在醫(yī)療無影燈中，作為手術(shù)中的照明使用，采用LED作為光源，通過白光技術(shù)或混色技術(shù)可得到所需的色溫和顯色指數(shù)，滿足使用需求。

背景技術(shù)

手術(shù)無影燈是醫(yī)院手術(shù)室常規(guī)和必備設(shè)備，使用手術(shù)無影燈是眾多外科、內(nèi)科手術(shù)中必須的工作條件和前提。目前醫(yī)院手術(shù)室內(nèi)所使用的無影燈是由鹵素?zé)襞輼?gòu)成燈頭整體。它存在著很多設(shè)計和應(yīng)用上的缺點，如溫度過高、中心光斑處亮度不均勻、功率大、色差較大、色彩逼真度無技術(shù)要求、活動范圍小、不宜在高要求的凈化手術(shù)室使用，燈泡容易壞，需要頻繁更換等，使得手術(shù)質(zhì)量受到很大的影響。

因此，為了滿足市場的需求，緊跟時代的步伐，?越來越多的廠家開發(fā)LED手術(shù)無影燈。LED光源節(jié)能效果顯著，能達到相同亮度的能耗僅為普通白熾燈的1/10，鹵素?zé)舻?/2；LED燈泡壽命比鹵素?zé)糸L，是傳統(tǒng)的鹵素?zé)舻臄?shù)十倍；產(chǎn)生的熱量少，發(fā)出的光不含紅外、紫外成分，沒有輻射的污染，緩解醫(yī)生長時間工作的疲勞，改善醫(yī)生工作環(huán)境。

但是LED無影燈最大的問題就是在顯色性和發(fā)光效率尋求平衡點，目前一般的LED無影燈都無法很好地使這兩者達到很好的平衡，得到所需要的色溫和顯色指數(shù)，為了滿足顯色性，就必須要犧牲發(fā)光效率。顯色性與發(fā)光效率是一對矛盾體，如何在其中尋求平衡點就是本發(fā)明的意義所在。

首先必須解決LED的顯色指數(shù)問題。LED由于是單色光源，所以顯色指數(shù)非常地低。所謂顯色指數(shù)，是衡量照明設(shè)備所提供的光束真實反映被照物體的色彩的能力。光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為光源的顯色性。同一顏色的物體，在具有不同光譜分布的光源照射下顯出不同的顏色。手術(shù)時所需的光，必須能真實映現(xiàn)血液及身體內(nèi)部器官組織的顏色及其變化。醫(yī)生借助這些光源，不僅要能正確看清各種組織的顏色，而且必須能清楚地判別這些組織的異常。在不同顯色指數(shù)下看到的血液顏色是有差異的。物體顏色失真大小由光源的顯色性決定。顯色指數(shù)高，顏色失真少，即光源的顯色性好；而顯色指數(shù)越低，失真就越嚴重，即光源的顯色性不好。

但是無影燈對顯色指數(shù)要求很高。手術(shù)燈無影燈的光線必須具有優(yōu)良的顯色指數(shù)。所以要采用LED作為無影燈燈具的光源，首先必須解決的是提高LED的出光顯色指數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題在于LED二次反射及IGBT控制驅(qū)動，通過LED混色技術(shù)和二次反射或白光技術(shù)和二次反射技術(shù)結(jié)合，在滿足LED無影燈顯色性的同時，提高發(fā)光效率。

本發(fā)明所要解決通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：本發(fā)明一種LED二次反射及IGBT控制驅(qū)動，通過LED混色技術(shù)或白光技術(shù)和二次光學(xué)反射結(jié)合，用于無影燈的顯色，其中，

1)?所述的LED混色技術(shù)為：將用微處理器對比例關(guān)系作即時調(diào)整的不同數(shù)量的紅色、綠色、白色、黃色的LED按序排列，通過光學(xué)透鏡聚焦，整合成接近平行的光譜，再通過二次光學(xué)反射，對這四種基色的LED進行混色，最終在離無影燈出光面1米距離下，形成一個直徑為220mm+/-20mm光斑，光斑中心額定光強Ec不小于140，000lux以上，同時，采用IGBT控制驅(qū)動，在出光方向安裝一傳感器，傳感器采集LED的混光，將信息傳輸?shù)紺PU，CPU進行信息處理，再反饋到IGBT驅(qū)動電路，然后對LED電流進行控制，使得光輸出的顯色指數(shù)不小于92%；或者，

2)?所述的白光技術(shù)為：將色溫限制在4000～4500K之間的單色白光LED按序排列，通過光學(xué)透鏡聚焦，整合成接近平行的光譜，再通過二次光學(xué)反射，最終在離無影燈出光面1米距離下，形成一個直徑為220mm+/-20mm光斑，光斑中心額定光強Ec不小于140，000lux，光輸出的顯色指數(shù)不小于92%。

本發(fā)明在解決LED的顯色指數(shù)方面，取得了非常完美的成果。滿足了對光的柔和度的要求。

利用IGBT技術(shù)，還能實現(xiàn)對無影燈色溫的調(diào)節(jié)。用IGBT驅(qū)動電路，對LED電流進行調(diào)整，用于無影燈的色溫調(diào)節(jié)。

然而，采用了光的二次反射，雖然在解決光的顯色性方面效果極佳，但是卻損失了大量的光效。顯色性和發(fā)光效率本身就是一對矛盾體，為了滿足顯色性，有時必須以犧牲發(fā)光效率為代價。但是在LED無影燈中發(fā)光效率也是極為重要的一部分，否則采用LED作為照明光源達到減排減碳就會變得毫無意義。因此，采用雙面非球面透鏡，取代多塊疊加的單面的球面透鏡，使所有的光束得到有效整合。克服了光損耗大的技術(shù)難題。通過二次反射技術(shù)及非球面的透鏡技術(shù)，使所產(chǎn)生的光柔和，沒有炫目，在滿足LED無影燈顯色性的同時，使發(fā)光效率達到最優(yōu)。