專利名稱：具有可調(diào)式光源以產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù)燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手術(shù)燈，尤其是涉及一種具有可調(diào)式光源以產(chǎn)生高斯分 布的光域的手術(shù)燈背景技術(shù)在現(xiàn)今社會中，照明裝置已成為日常生活中不可或缺的電子用品。在黑 暗的環(huán)境中，人們往往需要照明裝置以進行某些特定活動，如手術(shù)等。因此， 許多用來提供光線的輔助設(shè)備隨之因應(yīng)而生。用于手術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)即為 一相 當具有代表性的例子。一般而言，應(yīng)用于手術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)須具有特定的光學(xué)特性(如無影、冷 光等)，因此，現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)必須包含有多個光源以滿足上述的需求。請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有一光學(xué)系統(tǒng)1的示意圖。光學(xué)系統(tǒng)1包含有多個光源2、 3 (僅顯示3個在圖1中)，光源3對稱地環(huán)繞設(shè)置于光源2的外側(cè)，且每一 光源3樞接于光源2，用于調(diào)整每一光源3相對于光源2的傾斜角度。每一 光源2、 3均包含有一發(fā)光二極管4以及一聚光透鏡5,每一發(fā)光二極管4 與其對應(yīng)聚光透鏡5的相對位置為固定的，并且每一發(fā)光二極管4的光軸與 其對應(yīng)的聚光透鏡5的光軸成一直線，用于在一目標區(qū)域內(nèi)提供光強度實質(zhì) 上呈高斯分布的一光域。在手術(shù)期間，醫(yī)生通常需要調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)1所提供的光域以看清楚手術(shù) 目標區(qū)域，此時，醫(yī)生會推動光源3相對于光源2旋轉(zhuǎn)以調(diào)整光源3相對于 光源2的傾斜角度，用于改變光學(xué)系統(tǒng)1所提供的光域的大小。然而，由于上述動作會造成光源3相對于光源2的傾斜角度發(fā)生改變， 故會導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)1所提供的光域的光強度分布從原本的高斯分布變?yōu)榉歉?斯分布。由上述可知，雖然可通過調(diào)整光源3相對于光源2的傾斜角度的方 式來放大光學(xué)系統(tǒng)1所能提供的光域尺寸，但是由于放大過后的光域的光強 度呈現(xiàn)非高斯分布，因此光域中央的光強度也就會隨之大大地降低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有可調(diào)式光源以產(chǎn)生高斯分布的光域的 手術(shù)燈，以解決上述問題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種可產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù) 燈，其包含有一中央光學(xué)系統(tǒng)，包含有一第一殼體， 一第一皮帶輪，安裝在該第一殼體上，以及多個光源，容置在該第一殼體內(nèi)；多個子光學(xué)系統(tǒng)，每一個子光學(xué)系統(tǒng)包含有一第二殼體，固定在該第一殼體上， 一盤體，以可移 動的方式容置在該第二殼體內(nèi)，多個聚光透鏡，固定在該盤體上，以與該盤 體共同移動，多個發(fā)光二極管各自對應(yīng)地設(shè)置在該多個聚光透鏡上方并固定在該第二殼體上； 一導(dǎo)螺桿，以同軸的方式連接于該第二殼體； 一第二皮帶 輪，嚙合于該導(dǎo)螺桿，該第二皮帶輪在旋轉(zhuǎn)時在該導(dǎo)螺桿上向下或向上移動； 一驅(qū)動桿，抵接于該盤體以及該第二皮帶輪，用來在該第二皮帶輪向下旋轉(zhuǎn) 時推動該盤體向下移動；以及一彈簧，連接于該第二殼體以及該盤體，用來 在該第二皮帶輪向上旋轉(zhuǎn)時拉動該盤體向上移動； 一馬達，安裝在該第一殼 體上；多個第三皮帶輪；以及一齒輪，安裝在該馬達上并嚙合于該第一皮帶 輪；以及一皮帶，環(huán)繞設(shè)置于該第一皮帶輪、該多個子光學(xué)系統(tǒng)的第二皮帶 輪以及該多個第三皮帶輪之間，用來嚙合于該第一皮帶輪與該多個子光學(xué)系統(tǒng)的第二皮帶輪并接合于該多個第三皮帶輪，以于該馬達驅(qū)動該齒輪時帶動 每一個盤體隨著其相對應(yīng)的第二皮帶輪向上或向下移動。本發(fā)明另提供一種可產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其包含有一 殼體；以及多個光源，容置在該殼體內(nèi)，每一個光源包含有一發(fā)光二極管， 以及一聚光透鏡，其中該聚光透鏡相對于該發(fā)光二極管的一位置為可變動 的。本發(fā)明另提供一種可產(chǎn)生高斯分布的光域的光源，其包含有一發(fā)光二極 管；以及一聚光透鏡，其中該聚光透鏡相對于該發(fā)光二極管的一位置為可變 動的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)手術(shù)燈的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例至第六實施例光源的示意圖；圖3以及圖4分別為本發(fā)明凸透鏡的示意圖；圖5為本發(fā)明第七實施例至第十二實施例光源的示意圖；圖6A為本發(fā)明第十三實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖6B為圖6A手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的仰視圖；圖7A為本發(fā)明第十四實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖7B為圖7A手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的仰視圖；圖8為本發(fā)明第十五實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖9為本發(fā)明第十六實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的仰視圖；圖IO為本發(fā)明第十七實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖11為本發(fā)明第十八實施例手術(shù)燈的示意圖；圖12為圖11子光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖13為圖12子光學(xué)系統(tǒng)沿著剖面線12-12，的剖視圖；圖14以及圖15分別為本發(fā)明第十九以及第二十實施例手術(shù)燈的示意主要元件符號說明1光學(xué)系統(tǒng)2、 3光源4、 12、 126發(fā)光二極管5、 124聚光透鏡10、 20、 34、光源14凸透鏡35、 54、 56、58、 8216、 18、 26光軸17目標區(qū)域22準直透鏡23反射表面24涂布表面25折射表面30、 50、 80、手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)32、 52殼體152、 154、156、 202、204、 20636、 60虛構(gòu)底面38、 68、 70虛線40、 62第一區(qū)域42、 64第二區(qū)域66第三區(qū)域100、 150、 200手術(shù)燈102中央光學(xué)系統(tǒng)104子光學(xué)系統(tǒng)106馬達108第三皮帶輪110齒輪112皮帶114第一殼體116第一皮帶輪118光源120第二殼體122盤體128導(dǎo)螺桿130第二皮帶輪132驅(qū)動桿134彈簧△X偏移量Ay可調(diào)整范圍Dl、 D3、 D4距離D2光域直徑具體實施方式
本發(fā)明的實施例針對包含有 一發(fā)光二極管以及一 聚光透鏡的 一 光源進行詳細的說明，該聚光透鏡可為一凸透鏡或一準直透鏡(Collimator )。請參閱圖2,圖2為本發(fā)明第一實施例至第六實施例一光源IO的示意圖。 光源10包含有一發(fā)光二極管12以及一凸透鏡14。凸透鏡14相鄰于發(fā)光二 極管12,用來收聚發(fā)光二極管12所射出的光線，凸透鏡14可為如圖2所示 的雙凸透鏡、如圖3所示的平凸透鏡，或是如圖4所示的凹凸透鏡等。發(fā)光 二極管12設(shè)置在凸透鏡14的焦點位置上或焦點附近的位置。在第一實施例中，凸透鏡14的位置為固定的，也就是說，凸透鏡14與 一目標區(qū)域17之間的距離Dl為一固定距離，但是發(fā)光二極管12的位置可 沿著平行于凸透鏡14的一光軸16的軸線進行調(diào)整，意即發(fā)光二極管12可 朝接近或是遠離凸透鏡14的方向移動。當發(fā)光二極管12往接近凸透鏡14 的方向移動時，光域直徑D2會隨之增加，而當發(fā)光二極管12往遠離凸透鏡 14的方向移動時，光域直徑D2則是會減小。在此實施例中，發(fā)光二極管12 的光軸18可與光軸16共線或相對偏移一段距離。在第二實施例中，發(fā)光二極管12的位置可沿著垂直于凸透鏡14的光軸 16的軸線進行調(diào)整，然凸透鏡14的位置為固定的，也就是說，凸透鏡14 與目標區(qū)域17之間的距離Dl為一固定距離。當發(fā)光二極管12的光軸18 往接近凸透鏡14的光軸16的方向移動時，光域的中心會往接近凸透鏡14 的光軸16的方向移動且光域直徑D2會隨之減小，當發(fā)光二極管12的光軸 18往遠離凸透鏡14的光軸16的方向移動時，光域的中心則是會往遠離凸透 鏡14的光軸16的方向移動且光域直徑D2會隨之增加。而當發(fā)光二極管12向左偏移時，光域會向右偏移，反之，當發(fā)光二極管12向右偏移時，光域會向左偏移。此外，當發(fā)光二極管12的光軸18位于凸透鏡14的光軸16的 左側(cè)時，光域的中心會位于凸透鏡14的光軸16的右側(cè)，反之，當發(fā)光二極 管12的光軸18位于凸透鏡14的光軸16的右側(cè)時，光域的中心則是會位于 凸透鏡14的光軸16的左側(cè)。在第三實施例中，凸透鏡14的位置為固定的，也就是說，凸透鏡14與 目標區(qū)域17之間的距離Dl為一固定距離，但是發(fā)光二極管12的位置可沿 著平行于凸透鏡14的光軸16的軸線以及垂直于凸透鏡14的光軸16的軸線 進行調(diào)整。發(fā)光二極管12與凸透鏡14之間距離的改變同時會造成光域直徑 D2的改變。而發(fā)光二極管12向右或向左的偏移則是會造成光域往相反的方 向進行偏移并改變光域直徑D2的大小。在第四實施例中，發(fā)光二極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光二 極管12與目標區(qū)域17之間的距離D3為一固定距離，但是凸透鏡14的位置 可沿著平行于凸透鏡14的光軸16的軸線進行調(diào)整，意即凸透鏡14可朝接 近或是遠離發(fā)光二極管12的方向移動。當凸透鏡14往接近發(fā)光二極管12 的方向移動時，光域直徑D2會隨之增加，而當凸透鏡14往遠離發(fā)光二極管 12的方向移動時，光域直徑D2則是會減小。在此實施例中，發(fā)光二極管12 的光軸18可與光軸16共線或相對偏移一段距離。在第五實施例中，凸透鏡14的位置可沿著垂直于凸透鏡14的光軸16 的軸線進行調(diào)整，然發(fā)光二極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光二極 管12與目標區(qū)域17之間的距離D3為一固定距離。當凸透鏡14的光軸16 往接近發(fā)光二極管12的光軸18的方向移動時，光域的中心會往接近凸透鏡 14的光軸16的方向移動且光域直徑D2會隨之減小，當凸透鏡14的光軸16 往遠離發(fā)光二極管12的光軸18的方向移動時，光域的中心則是會往遠離凸 透鏡14的光軸16的方向移動且光域直徑D2會隨之增加。而當凸透鏡14 向左偏移時，光域會向左偏移，反之，當凸透鏡14向右偏移時，光域會向 右偏移。此外，當發(fā)光二極管12的光軸18位于凸透鏡14的光軸16的左側(cè) 時，光域的中心會位于凸透鏡14的光軸16的右側(cè)，反之，當發(fā)光二極管12 的光軸18位于凸透鏡14的光軸16的右側(cè)時，光域的中心則是會位于凸透 4竟14的光軸16的左側(cè)。在第六實施例中，凸透鏡14的位置可沿著平行于凸透鏡14的光軸16的軸線以及垂直于凸透鏡14的光軸16的軸線進行調(diào)整，然發(fā)光二極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光二極管12與目標區(qū)域17之間的距離D3 為一固定距離。發(fā)光二極管12與凸透鏡14之間距離的改變同時會造成光域 直徑D2的改變。而凸透鏡14向右或向左的偏移則是會造成光域往相同的方 向進行偏移并改變光域直徑D2的大小。接著，請參閱圖5，圖5為本發(fā)明第七實施例至第十二實施例一光源20 的示意圖。光源20包含有一發(fā)光二極管12以及一準直透鏡22。準直透鏡 22相鄰于發(fā)光二極管12，用來收聚發(fā)光二極管12所射出的光線，準直透鏡 22具有用來反射發(fā)光二極管12所射出的光線的涂布表面24、用來反射光線 的反射表面23，以及用來折射光線的折射表面25。發(fā)光二極管12設(shè)置于準 直透鏡22的一焦點位置或焦點附近的位置。上述的反射表面23對于發(fā)光二 極管12所射出的光線而言為全反射表面。在第七實施例中，準直透鏡22的位置為固定的，也就是說，準直透鏡 22與一目標區(qū)域17之間的距離D4為一固定距離，但是發(fā)光二極管12的位 置可沿著平行于準直透鏡22的一光軸26的軸線進行調(diào)整，意即發(fā)光二極管 12可朝接近或是遠離準直透鏡22的方向移動。當發(fā)光二極管12往接近準直 透鏡22的方向移動時，光域直徑D2會隨之增加，而當發(fā)光二極管12往遠 離準直透鏡22的方向移動時，光域直徑D2則是會減小。在此實施例中，發(fā) 光二極管12的光軸18可與光軸26共線或相對偏移一段距離。在第八實施例中，發(fā)光二極管12的位置可沿著垂直于準直透鏡22的光 軸26的軸線進行調(diào)整，然準直透鏡22的位置為固定的，也就是說，準直透 鏡22與目標區(qū)域17之間的距離D4為一固定距離。當發(fā)光二極管12的光軸 18往接近準直透鏡22的光軸26的方向移動時，光域的中心會往接近準直透 鏡22的光軸26的方向移動且光域直徑D2會隨之減小，當發(fā)光二極管12 的光軸18往遠離準直透鏡22的光軸26的方向移動時，光域的中心則是會 往遠離準直透鏡22的光軸26的方向移動且光域直徑D2會隨之增加。而當 發(fā)光二極管12向左偏移時，光域會向右偏移，反之，當發(fā)光二極管12向右 偏移時，光域會向左偏移。此外，當發(fā)光二極管12的光軸18位于準直透鏡 22的光軸26的左側(cè)時，光域的中心會位于準直透鏡22的光軸26的右側(cè)， 反之，當發(fā)光二極管12的光軸18位于準直透鏡22的光軸26的右側(cè)時，光 域的中心則是會位于準直透鏡22的光軸26的左側(cè)。在第九實施例中，準直透鏡22的位置為固定的，也就是說，準直透鏡22與目標區(qū)域17之間的距離D4為一固定距離，但是發(fā)光二極管12的位置 可沿著平行于準直透鏡22的光軸26的軸線以及垂直于準直透鏡22的光軸 26的軸線進行調(diào)整。發(fā)光二極管12與準直透鏡22之間距離的改變同時會造 成光域直徑D2的改變。而發(fā)光二極管12向右或向左的偏移則是會造成光域 往相反的方向進行偏移并改變光域直徑D2的大小。在第十實施例中，發(fā)光二極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光二 極管12與目標區(qū)域17之間的距離D3為一固定距離，但是準直透鏡22的位 置可沿著平行于準直透鏡22的光軸26的軸線進行調(diào)整，意即準直透鏡22 可朝接近或是遠離發(fā)光二極管12的方向移動。當準直透鏡22往接近發(fā)光二 極管12的方向移動時，光域直徑D2會隨之增加，而當準直透鏡22往遠離 發(fā)光二極管12的方向移動時，光域直徑D2則是會減小。在此實施例中，發(fā) 光二極管12的光軸18可與光軸26共線或相對偏移一段距離。在第十一實施例中，準直透鏡22的位置可沿著垂直于準直透鏡22的光 軸26的軸線進行調(diào)整，然發(fā)光二極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光 二極管12與目標區(qū)域17之間的距離D3為一固定距離。當準直透鏡22的光 軸26往接近發(fā)光二極管12的光軸18的方向移動時，光域的中心會往接近 準直透鏡22的光軸26的方向移動且光域直徑D2會隨之減小，當準直透鏡 22的光軸26往遠離發(fā)光二極管12的光軸18的方向移動時，光域的中心則 是會往遠離準直透鏡22的光軸26的方向移動且光域直徑D2會隨之增加。 而當準直透鏡22向左偏移時，光域會向左偏移，反之，當準直透鏡22向右 偏移時，光域會向右偏移。此外，當發(fā)光二極管12的光軸18位于準直透鏡 22的光軸26的左側(cè)時，光域的中心會位于準直透鏡22的光軸26的右側(cè)， 反之，當發(fā)光二極管12的光軸18位于準直透鏡22的光軸26的右側(cè)時，光 域的中心則是會位于準直透鏡22的光軸26的左側(cè)。在第十 二實施例中，準直透鏡22的位置可沿著平行于準直透鏡22的光 軸26的軸線以及垂直于準直透鏡22的光軸26的軸線進行調(diào)整，然發(fā)光二 極管12的位置為固定的，也就是說，發(fā)光二極管12與目標區(qū)域17之間的 距離D3為一固定距離。發(fā)光二極管12與準直透鏡22之間距離的改變同時 會造成光域直徑D2的改變。而準直透鏡22向右或向左的偏移則是會造成光 域往相同的方向進行偏移并改變光域直徑D2的大小。請參閱圖6A以及圖6B，圖6A為本發(fā)明第十三實施例一手術(shù)光學(xué)系統(tǒng) 30的示意圖，圖6B為圖6A手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)30的仰一見圖。手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)30 包含一殼體32以及沿著殼體32的一虛構(gòu)底面36安裝的多個光源34、 35。 虛構(gòu)底面36為由光源34、 35的底面所共同形成的一虛構(gòu)平面。上述實施例 中所提及的光源IO或光源20的配置原則皆可應(yīng)用在每一個光源34、 35中。 殼體32的虛構(gòu)底面36可為如圖6A以及圖6B所示的一平面，或是如圖7A 以及圖7B所示的實質(zhì)上為一平面的底面。請參閱圖7A以及圖7B,圖7A 為本發(fā)明第十四實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)30的示意圖。圖7B為圖7A手術(shù)光學(xué) 系統(tǒng)30的仰視圖。在圖7A以及圖7B中，位于一虛線38內(nèi)的一第一區(qū)域 40 (即光源35所安裝的區(qū)域)為一平面，而位于虛線38外的一第二區(qū)域42 (即光源34所安裝的區(qū)域)為一微傾斜底面。在圖6A以及圖6B中，光源35內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與聚光透鏡的光 軸共線，而每一光源34內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與聚光透鏡的光軸相對偏移 一段距離，如此即可使光源34、 35投射光線在實質(zhì)上相同的位置上。舉例 來說，就光源35左側(cè)的光源34而言，發(fā)光二極管的光軸相對于聚光透鏡的 光軸稍微向左偏移，就光源35右側(cè)的光源34而言，發(fā)光二極管的光軸相對 于聚光透^:的光軸稍^1向右偏移，而就光源35而言，發(fā)光二極管的光軸與 聚光透鏡的光軸共線，如此一來，光源34、 35即可投射光線在一實質(zhì)上相 同的區(qū)域上，用于在一目標區(qū)域內(nèi)提供實質(zhì)上呈高斯分布的光強度。此外， 上述光域的大小可通過調(diào)整光源34、 35內(nèi)發(fā)光二極管或聚光透鏡的位置來 改變。上述光學(xué)系統(tǒng)30除了可投射光強度呈高斯分布的光線外，也可通過調(diào) 整每一光源34內(nèi)發(fā)光二極管的光軸與聚光透鏡的光軸的相對位置以在一目 標區(qū)域內(nèi)提供呈非高斯分布的光強度。在圖7A以及圖7B中，當每一個光源34、 35內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與 相對應(yīng)聚光透鏡的光軸共線時，如果將第二區(qū)域42相對于第一區(qū)域40的傾 斜角度調(diào)整至最適當?shù)慕嵌葧r，光學(xué)系統(tǒng)30仍可投射出光強度實質(zhì)上呈高 斯分布的光線，而所才殳射出的光域的大小也可通過調(diào)整光源34、 35內(nèi)發(fā)光 二極管或聚光透鏡的相對位置來改變。請參閱圖8 ，圖8為本發(fā)明第十五實施例 一手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)50的 一仰視圖。 手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)50包含一殼體52以及沿著殼體52的一虛構(gòu)底面60安裝的多個光源54、 56、 58。上述實施例中所提及的光源IO或光源20的配置原則皆 可應(yīng)用在每一個光源54、 56、 58中。殼體52的虛構(gòu)底面60可為如圖8所 示的一平面，或是如圖9所示的實質(zhì)上為一平面的底面。圖9為本發(fā)明第十 六實施例手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)50的一仰視圖，在圖9中，位于一虛線68內(nèi)的一第 一區(qū)域62(即光源58所安裝的區(qū)域)為一平面，位于虛線68、 70之間的一 第二區(qū)域64 (即光源56所安裝的區(qū)域)為相對微傾斜于第 一 區(qū)域62的 一平 面，而位于虛線70外的一第三區(qū)域66 (即光源54所安裝的區(qū)域)為較第二 區(qū)域64更為傾斜于第一區(qū)域62的一平面。在此一配置下，當每一個光源54、 56內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與相對應(yīng)聚光透鏡的光軸共線時，在一 目標區(qū)域內(nèi) 的光強度分布可實質(zhì)上為高斯分布。然而若是第二區(qū)域64與第三區(qū)域66分 別相對于第一區(qū)域62的傾斜角度沒有調(diào)整至最適當?shù)慕嵌?，則每一個光源 34內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸就必須與相對應(yīng)聚光透鏡的光軸相對偏移一段距 離，用于產(chǎn)生光強度呈高斯分布的光域。在圖8中，光源58內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與聚光透鏡的光軸共線，每 一個光源56內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與相對應(yīng)聚光透鏡的光軸相對偏移一段 距離，而每一個光源54內(nèi)發(fā)光二極管的光軸較光源56內(nèi)的發(fā)光二極管的光 軸更為偏離于其所對應(yīng)的聚光透鏡的光軸，如此即可使光源54、 56、 58投 射光線在實質(zhì)上相同的位置上。因此，在一目標區(qū)域內(nèi)的光強度分布可實質(zhì) 上為高斯分布，并且光源54、 56、 58內(nèi)的發(fā)光二極管以及相對應(yīng)聚光透鏡 之間的相對距離可一起調(diào)整以改變目標區(qū)域的大小。請參閱圖10，圖10為本發(fā)明第十七實施例一手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)80的一仰視 圖，手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)80與手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)50不同之處在于光源58是替換為三 個環(huán)繞手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)80的中心排列的光源82。在此實施例中，由于三個光 源82相當?shù)亟咏中g(shù)光學(xué)系統(tǒng)80的中心，因此即使光源82內(nèi)的發(fā)光二極 管的光軸與相對應(yīng)聚光透鏡的光軸共線，此時，只要將光源54、 56內(nèi)的發(fā) 光二極管的光軸與其所對應(yīng)的聚光透鏡的光軸相對偏移一適當距離，在一 目 標區(qū)域內(nèi)的光強度分布仍可實質(zhì)上為高斯分布。然而，如果如此仍無法取得 呈現(xiàn)高斯分布的光強度的話，則可將光源82內(nèi)的發(fā)光二極管的光軸與其所 對應(yīng)的聚光透鏡的光軸相對偏移一段距離，用于取得呈現(xiàn)高斯分布的光強 度。在如圖6A至圖10所示的實施例中，光源的數(shù)量可不受上述圖示的限制。舉例來說，在圖9第二區(qū)域64內(nèi)，可安裝多于或少于八個光源(如五個)， 且安裝光源的區(qū)域可多于三個，而上述圖示中光源與安裝區(qū)域的數(shù)量僅用于 說明但不限制本發(fā)明。此外，發(fā)光二極管與其所對應(yīng)的聚光透鏡的距離較佳 地由聚光透鏡與一目標物(如病人)的距離來決定，而每一個光源內(nèi)發(fā)光二 極管的光軸與其所對應(yīng)的聚光透鏡的光軸的偏移距離較佳地由光源與手術(shù) 光學(xué)系統(tǒng)的中心的距離來決定。在圖2中所示的偏移量Ax的大小較佳地落 在0.5mm的范圍之內(nèi)，在圖2中所示的可調(diào)整范圍Ay為lmm，而光源(如 光源10)與一目標區(qū)域的距離則大約為l公尺。請參閱圖11,圖11為本發(fā)明第十八實施例一手術(shù)燈100的示意圖。手 術(shù)燈100包含有一中央光學(xué)系統(tǒng)102、多個子光學(xué)系統(tǒng)104、 一馬達106、多 個第三皮帶輪108、安裝在馬達106上的一齒輪110,以及一皮帶112。中央 光學(xué)系統(tǒng)102包含有一第一殼體114、安裝在第一殼體114上的一第一皮帶 輪116，以及容置在第一殼體114內(nèi)的多個光源118。接著，請參閱圖12，圖12為圖11子光學(xué)系統(tǒng)104的示意圖。每一個子 光學(xué)系統(tǒng)104包含有一第二殼體120、 一盤體122、多個聚光透鏡124，以及 多個發(fā)光二極管126。第二殼體120固定在第一殼體114上。盤體122以可 移動的方式容置在第二殼體120內(nèi)。多個聚光透鏡124固定在盤體122上， 以與盤體122共同移動。多個發(fā)光二極管126各自對應(yīng)地設(shè)置在多個聚光透 鏡124上方并固定在第二殼體120上。接著，請參閱圖13,圖13為圖12 子光學(xué)系統(tǒng)104沿著剖面線12-12，的剖視圖。如圖13所示，每一個子光學(xué) 系統(tǒng)104另包含有一導(dǎo)螺桿128、 一第二皮帶輪130、 一驅(qū)動桿132，以及一 彈簧134。導(dǎo)螺桿128以同軸的方式連接于第二殼體120。第二皮帶輪130 嚙合于導(dǎo)螺桿128，第二皮帶輪130在旋轉(zhuǎn)時于導(dǎo)螺桿128上向下或向上移 動。驅(qū)動桿132抵接于盤體122以及第二皮帶輪130,用來在第二皮帶輪130 向下旋轉(zhuǎn)時推動盤體122向下移動。彈簧134連接于第二殼體120以及盤體 122,用來在第二皮帶輪130向上旋轉(zhuǎn)時拉動盤體122向上移動。接著請同時參閱圖11以及圖13，如圖11所示，馬達106安裝在第一殼 體114上。齒輪110安裝在馬達106上并嚙合于第一皮帶輪116。皮帶112 環(huán)繞設(shè)置于第一皮帶輪116、多個子光學(xué)系統(tǒng)104的第二皮帶輪130，以及 多個第三皮帶輪108之間，以于馬達106驅(qū)動齒輪110時帶動每一個盤體122 隨著其相對應(yīng)的第二皮帶輪130向上或向下移動。以圖12所示的子光學(xué)系統(tǒng)104為例，當馬達106驅(qū)動齒輪110以帶動第一皮帶輪116旋轉(zhuǎn)時，第二 皮帶輪130也會被皮帶112所帶動而跟著一起旋轉(zhuǎn)，此時，由于第二皮帶輪 130嚙合于導(dǎo)螺桿128，因此，如圖13所示，第二皮帶輪130就會在導(dǎo)螺桿 128上向下或向上移動，而當?shù)诙л?30順著導(dǎo)螺桿128向下旋轉(zhuǎn)時， 抵接于第二皮帶輪130的驅(qū)動桿132就會開始推動盤體122向下移動，如此 即可同時帶動固定在盤體122上的多個聚光透鏡124向下移動，反之，當?shù)?二皮帶輪130順著導(dǎo)螺桿128向上旋轉(zhuǎn)時，彈簧134就會拉動盤體122向上 移動，以使得固定在盤體122上的多個聚光透鏡124隨之向上移動。如此一 來，本發(fā)明即可通過旋轉(zhuǎn)第二皮帶輪130的方式來調(diào)整聚光透鏡124與其相 對應(yīng)發(fā)光二極管126的相對位置。此外，在第十八實施例中所提及的中央光 學(xué)系統(tǒng)102、子光學(xué)系統(tǒng)104、聚光透鏡124,以及發(fā)光二極管126的特性及 相對應(yīng)的配置與上述實施例相同，故在此不再詳述。最后，請參閱圖14以及圖15,圖14為本發(fā)明第十九實施例一手術(shù)燈 150的示意圖，圖15為本發(fā)明第二十實施例一手術(shù)燈200的示意圖。手術(shù)燈14以及圖15中僅各顯示出三個作為代表。在圖14手術(shù)燈150中，六個手術(shù) 光學(xué)系統(tǒng)154、 156對稱地環(huán)繞設(shè)置于一手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)152的外側(cè)，而在圖 15手術(shù)燈200中，六個手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)204、 206對稱地環(huán)繞設(shè)置于一手術(shù)光 學(xué)系統(tǒng)202的外側(cè)，且由圖14與圖15可知，圖14中光強度呈現(xiàn)高斯分布 的光域小于圖15中光強度呈現(xiàn)高斯分布的光域，但圖14中光域的光強度大 于圖15中光域的光強度。導(dǎo)致上述差異的原因在于手術(shù)燈150中發(fā)光二極 管與其相對應(yīng)聚光透鏡的相對位置與手術(shù)燈200中發(fā)光二極管與其相對應(yīng)聚 光透鏡的相對位置不同。在第十九實施例與第二十實施例中，手術(shù)光學(xué)系統(tǒng) 152、 154、 156為完全相同的裝置，而手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)202、 204、 206也為完 全相同的裝置，并且為了投射光線在一相似目標區(qū)域上，圖14手術(shù)光學(xué)系 統(tǒng)154、 156相對于手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)152的傾斜角度與圖15手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)204、 206相對于手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)202的傾斜角度相同。同理，上述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)也可于除了手術(shù)之外的其他場合，也就是說，只 要有使用到具有可調(diào)式發(fā)光二極管或聚光透鏡的光源的裝置均屬于本發(fā)明 的涵蓋范圍。綜上所述，本發(fā)明是利用調(diào)整一手術(shù)燈中光源內(nèi)的發(fā)光二極管與其所對 應(yīng)的聚光透鏡的相對位置的方式來調(diào)整手術(shù)燈的4殳射光域，相比較于現(xiàn)有技 術(shù)，本發(fā)明不僅可調(diào)整光域的大小，而且在改變光域的大小后，本發(fā)明仍可 使光域內(nèi)光強度分布呈現(xiàn)高斯分布，因此，即便擴大或縮小手術(shù)燈所投射的 光域尺寸，本發(fā)明所提供的手術(shù)燈中心依然可具有最佳化的光強度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種可產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù)燈，其包含有中央光學(xué)系統(tǒng)，包含有第一殼體；第一皮帶輪，安裝在該第一殼體上；以及多個光源，容置在該第一殼體內(nèi)；多個子光學(xué)系統(tǒng)，每一個子光學(xué)系統(tǒng)包含有第二殼體，固定在該第一殼體上；盤體，以可移動的方式容置在該第二殼體內(nèi)；多個聚光透鏡，固定在該盤體上，以與該盤體共同移動；多個發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)各自對應(yīng)地設(shè)置在該多個聚光透鏡上方并固定在該第二殼體上；導(dǎo)螺桿，以同軸的方式連接于該第二殼體；第二皮帶輪，嚙合于該導(dǎo)螺桿，該第二皮帶輪在旋轉(zhuǎn)時在該導(dǎo)螺桿上向下或向上移動；驅(qū)動桿，抵接于該盤體以及該第二皮帶輪，用來在該第二皮帶輪向下旋轉(zhuǎn)時推動該盤體向下移動；以及彈簧，連接于該第二殼體以及該盤體，用來在該第二皮帶輪向上旋轉(zhuǎn)時拉動該盤體向上移動；馬達，安裝在該第一殼體上；多個第三皮帶輪；齒輪，安裝在該馬達上并嚙合于該第一皮帶輪；以及皮帶，環(huán)繞設(shè)置于該第一皮帶輪、該多個子光學(xué)系統(tǒng)的第二皮帶輪以及該多個第三皮帶輪之間，用來嚙合于該第一皮帶輪與該多個子光學(xué)系統(tǒng)的第二皮帶輪并接合于該多個第三皮帶輪，以于該馬達驅(qū)動該齒輪時帶動每一個盤體隨著其相對應(yīng)的第二皮帶輪向上或向下移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中該多個第三皮帶輪安裝在該第一殼 體上。
3. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個聚光透鏡為一準直透鏡 (Collimator )。
4. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個聚光透鏡為一凸透鏡。
5. 如4又利要求4所述的手術(shù)燈，其中該凸透鏡為雙凸透鏡、平凸透鏡， 或凹凸透4竟。
6. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個發(fā)光二極管實質(zhì)上設(shè)置于相 對應(yīng)的一聚光透鏡的一焦點位置。
7. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中該多個子光學(xué)系統(tǒng)的第二殼體傾斜 對稱于該第一殼體。
8. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個子光學(xué)系統(tǒng)的多個發(fā)光二極 管傾斜對稱于該第二殼體的 一 中心軸。
9. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個子光學(xué)系統(tǒng)的多個聚光透鏡 傾斜對稱于該第二殼體的 一 中心軸。
10. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中該中央光學(xué)系統(tǒng)的多個光源傾斜對 稱于該第一殼體的一中心軸。
11. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中每一個子光學(xué)系統(tǒng)的多個發(fā)光二極 管的光軸是以對稱于該第二殼體的一中心軸的方式偏離于相對應(yīng)的聚光透 鏡的光軸。
12. 如權(quán)利要求1所述的手術(shù)燈，其中該中央光學(xué)系統(tǒng)的每一個光源包含 一發(fā)光二極管以及一 聚光透鏡。
13. 如權(quán)利要求12所述的手術(shù)燈，其中該中央光學(xué)系統(tǒng)的多個發(fā)光二極 管的光軸是以對稱于該第 一殼體的 一中心軸的方式偏離于相對應(yīng)的聚光透 鏡的光軸。
14. 一種可產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其包含有 殼體；以及多個光源，容置在該殼體內(nèi)，每一個光源包含有 發(fā)光二極管；以及 聚光透鏡；其中該聚光透鏡相對于該發(fā)光二極管的位置為可變動的。
15. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中每一個聚光透鏡為準直透鏡。
16. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中每一個聚光透鏡為凸透鏡。
17. 如權(quán)利要求16所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中該凸透鏡為雙凸透鏡、平凸透鏡，或凹凸透鏡。
18. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中每一個發(fā)光二極管實質(zhì)上 設(shè)置于相對應(yīng)的一聚光透鏡的一焦點位置。
19. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中該多個光源的發(fā)光二極管傾斜對稱于該殼體的一中心軸。
20. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中該多個光源的聚光透鏡傾 斜對稱于該殼體的 一 中心軸。
21. 如權(quán)利要求14所述的手術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，其中該多個光源的發(fā)光二極管 的光軸是以對稱于該殼體的一中心軸的方式偏離于相對應(yīng)的聚光透鏡的光 軸。
22. —種可產(chǎn)生高斯分布的光域的光源，其包含有 發(fā)光二極管；以及聚光透鏡；其中該聚光透鏡相對于該發(fā)光二極管的位置為可變動的。
23. 如權(quán)利要求22所述的光源，其中該聚光透鏡為準直透鏡。
24. 如權(quán)利要求22所述的光源，其中該聚光透鏡為凸透鏡。
25. 如權(quán)利要求24所述的光源，其中該凸透鏡為雙凸透鏡、平凸透鏡， 或凹凸透4竟。
26. 如權(quán)利要求22所述的光源，其中該發(fā)光二極管實質(zhì)上設(shè)置于該聚光 透鏡的焦點位置。
27. 如權(quán)利要求22所述的光源，其中該發(fā)光二極管的一光軸偏離于該聚 光透鏡的一光軸。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有可調(diào)式光源以產(chǎn)生高斯分布的光域的手術(shù)燈，該手術(shù)燈包含有一中央光學(xué)系統(tǒng)以及多個子光學(xué)系統(tǒng)。每一光學(xué)系統(tǒng)包含有多個光源，每一光源包含一聚光透鏡以及一發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)。當調(diào)整該聚光透鏡相對于該發(fā)光二極管的位置時，該手術(shù)燈仍可產(chǎn)生實質(zhì)上為高斯分布的一光域，因此，即使在該光域放大或縮小時，對應(yīng)于該手術(shù)燈中央的光強度依然可為最佳化的強度。
文檔編號F21Y101/02GK101280906SQ20081007431
公開日2008年10月8日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者陳連成 申請人:鼎眾股份有限公司