专利名称：Led手术无影灯的光学定位结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗照明设备领域，尤其涉及一种LED手术无影灯。
背景技术：
近几年来，欧美发达国家在手术无影灯领域纷纷采用LED (发光二极管) 作为手术灯光源。LED光源手术灯与传统光源手术灯相比有如下优点
(1) 无不利于手术的红外，紫外辐射波。LED光源发出的光谱既没有紫 外波也没有红外波，所有的光谱均为可见光光谱。特别是无红外大大降低了手 术野区域的辐照能从而不易将剖开的人体组织烘干，这极有利于术后切口的愈合。
(2) 长寿命。LED光源的寿命是目前应用于手术灯各类光源中寿命最长 的一种，它的寿命在四万小时左右，是传统优质光源寿命的40倍左右。
(3) 低能耗。LED光源的能耗是传统手术灯光源(卤素灯和白炽灯)的 70%左右。
(4) LED光源是现代世界科技追逐的热点，它的性能每年以10%左右的 速度提高，而它的价格以10%左右速度降低，显示该光源的极大发展潜力。
由于以上的优+点，国际上最具有实力和竞争力的无影灯厂商纷纷开发LED 手术无影灯，如法国的MAQUET公司，德国的TRUMPF公司等，国内无影 灯厂商也纷纷跟上。
在设计LED手术灯时，光学定位系统是关键技术之一，它直接影响到无 影灯的照度、光柱深度、光斑大小和光斑分布等无影灯主要指标。由于LED 手术灯的设计是一个LED和一个透镜组成一个光路单元，LED光点的偏离或 透镜的中心点的偏移都会引起光斑中心点的偏移，偏移量会放大40多倍。为 了能用最少的LED，最小的功率做到最高的照度，并使光柱深度和光斑分布均 得到最佳效果，LED的光点与透镜的中心定位成了整个无影灯光学定位系统关 键内容之一。许多厂家在安装透镜时采用球面定位，易偏离；有些厂家一次性 紧压透镜支架，运输振动时易错位，透镜支架易变形从而引起透镜中心偏离， 且难以取出透镜，不利于维修；甚至有些国内厂家采取调试时用胶水粘合的方法，缺乏产品工艺性，无法成批投产。 发明的内容
本发明的申请人针对现有技术对LED手术无影灯的光学定位精度低，光 斑中心点偏移量大的问题，进行了改进研究，提供另一种LED手术无影灯的 光学定位结构，保障了LED手术无影灯的光学定位精度。
本发明的技术方案如下-
一种LED手术无影灯的光学定位结构，包括相互连接的透镜支架14和散 热板15，透镜支架14上设有透镜孔8，透镜孔8内安装透镜13，铝基板16 与散热板15相连接，LED光源17固定在铝基板16上，所述透镜13上设有定 位圈6，定位圈6分为数段，每段之间留有缺口 1，每段的一端具有斜面4，斜 面4的后部设有凹槽5，所述透镜孔8上设有定位箍3，定位箍3上连接有与 所述凹槽5相配合的搭扣2。
其进一步的技术方案是
所述每个透镜13上的凹槽5与每个透镜孔8上的搭扣2的数量相同，且 各至少有2个。
以及，其进一步的技术方案是-
所述透镜支架14上设置有脚架7，所述散热板15上开有与脚架7相匹配 的沉孔9。
以及，其进一步的技术方案是
所述散热板15上设有安装区域18，铝基板16通过安装区域18与散热板 15连接，每个安装区域18上打有2个螺纹孔12以及2~4个与铝基板16上的 缺口半圆IO相同半径且位置对应的定位孔11。
本发明的有益技术效果是-
由于光学定位是三维的，为方便说明，现假设水平为X， Y轴向，垂直为 Z轴向。
本发明将透镜13安装在透镜支架14上时，需将搭扣2落入透镜13的凹 槽5内，同时搭扣2自然地压紧透镜13，使其不会脱落，也无法产生位移。这 就从工艺上保障了透镜13与透镜支架14之间的光学定位，即保障了 Z轴方向 的精度，克服在运输和使用时产生颠簸和振动的影响。
本发明将透镜13放入透镜支架14的透镜孔8内，其水平方向的装配误差 被消除了。因此可以保障X， Y轴向的精度。本发明在透镜13边缘增加了一圈定位圈6，而不是球面，这样可避免引起 透镜后表面曲率的圆点随透镜支架球面旋转一个角度，从而有效地避免了轴向 旋转带来的精度误差。
本发明的透镜13在安装旋转时，是沿着定位圈6旋转，又由于透镜13是 带有前，后表面曲率半径的凸透镜，它的定位圈6是个圆，安装旋转时是以该 圆的圆心为轴心旋转，这样无论旋转到什么位置均不会影响透镜13的中心面 的标准位置。因而就不会产生误差。
本发明将透镜支架14的脚架7放入散热板15的沉孔9中，这就有效地控 制了透镜支架14与散热板15之间的精度。因此可以保障X, Y， Z轴向的精 度。
本发明将铝基板16的2个缺口半圆10对准散热板15上的安装区域18的 2个定位孔11，将铝基板16放到散热板15上，并将2个定位销插入定位孔11 内，使铝基板16与散热板15完全定位。再然后将2个螺丝对准安装区域18 的2个螺纹孔12拧紧。最后拔去2个定位销。这就保障了 LED光源17在散 热板15上的准确位置。
图l是透镜主视图。
图2是透镜俯视图。
图3是透镜立体图。
图4是透镜支架局部主视剖视图。
图5是透镜支架俯视图。
图6是散热板俯视图。
图7是透镜支架和散热板连接处局部剖视图。
图8是LED主视图。
图9是LED俯视图。
图IO是散热板局部俯视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步说明。
如图5、图6所示，本发明的LED手术无影灯的光学定位结构，包括相互 连接的透镜支架14和散热板15，透镜支架14上设有透镜孔8，透镜孔8内安 装透镜13 (图中未安装)，见图9、图6，铝基板16与散热板15相连接，LED光源17固定在铝基板16上，见图1~图3，所述透镜13上设有定位圈6，定 位圈6分为数段，每段之间留有缺口 1，每段的一端具有斜面4，斜面4的后 部设有凹槽5，见图4、图5，所述透镜孔8上设有定位箍3，定位箍3上连接 有与所述凹槽5相配合的搭扣2。本实施例中所述每个透镜13上的凹槽5与每 个透镜孔8上的搭扣2各有3个。
在实际安装过程中，将透镜13的三个缺口 1对准透镜支架14的三个搭扣 2，从上往下放入透镜孔8的定位箍3内，然后沿顺时针方向旋转60度左右， 透镜支架14的搭扣2会随着透镜13的斜面4不断抬高，直到搭扣2落入透镜 13的凹槽5内，并压紧透镜13。这样就保证了透镜支架14与透镜13之间的 定位。
为了使整个LED手术无影灯的光学定位准确，不仅仅需要透镜支架14与 透镜13之间定位准确，而且还需要透镜支架14与散热板15之间的定位准确， 以及散热板15与铝基板16之间的定位准确。
如图5 7所示，透镜支架14上设置有脚架7，散热板15上开有与脚架7 相匹配的沉孔9。
透镜支架14伸出数个脚架7，应控制脚架7的长短(控制Z轴向误差) 和圆直径大小(控制X， Y轴向误差)。脚架7与各透镜孔8有明确的位置关 系，因此只要脚架7的位置准确就可控制住透镜孔8的位置。在本实施例中透 镜支架14和脚架7为模具一体化加工制成。
在散热板15上打数个沉孔9，应控制沉孔9的深度(控制Z轴向误差) 和圆的直径大小(控制X， Y轴向误差)，以便与所述脚架7位置匹配。在本 实施例中散热板15用加工中心加工沉孔9。
将透镜支架14的脚架7放入散热板15的沉孔9中，这就有效地控制了透 镜支架14与散热板15之间的定位精度(控制X， Y， Z轴向误差)。
如图6及图8 10所示，散热板15上设有数个安装区域18，安装区域18 可以有凹度，也可以没有凹度。铝基板16通过安装区域18与散热板15连接， 每个安装区域18上打有2个螺纹孔12以及2个与铝基,板16上的缺口半圆10 相同半径且位置对应的定位孔11。
铝基板16上有缺口半圆10， LED光源17固定在铝基板16的中央。(注 LED光源17固定在铝基板16上往往是厂商出厂时就已经焊接好，它们有稳定 的位置关系，所以它们之间准确定位不在本文讨论范围内。)由于铝基板16是标准件，就可利用铝基板16的缺口半圆10来确定LED光源17与散热板15 之间的位置。用定位孔11来定位散热板15与LED光源17之间的位置关系的 具体方法如下在散热板15的安装区域18上打2个与铝基板16的缺口半圆 10相同半径的定位孔11，该2个定位孔11与铝基板16的缺口半圆10 —一对 应。然后将铝基板16的2个缺口半圆10对准安装区域18的2个定位孔11， 将铝基板16放到散热板15上，并将2个定位销插入定位孔11内，使铝基板 16与散热板15完全定位。所述定位销是与所述定位孔11大小相适应的金属棒， 其插入后能与定位孔11紧密配合，使铝基板16不产生位移。再然后将2个螺 丝对准安装区域18的2个螺纹孔12拧紧。最后拔去2个定位销。这就保障了 LED光源17在散热板15上的准确位置。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以 理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想 到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种LED手术无影灯的光学定位结构，包括相互连接的透镜支架(14)和散热板(15)，透镜支架(14)上设有透镜孔(8)，透镜孔(8)内安装透镜(13)，铝基板(16)与散热板(15)相连接，LED光源(17)固定在铝基板(16)上，其特征在于所述透镜(13)上设有定位圈(6)，定位圈(6)分为数段，每段之间留有缺口(1)，每段的一端具有斜面(4)，斜面(4)的后部设有凹槽(5)，所述透镜孔(8)上设有定位箍(3)，定位箍(3)上连接有与所述凹槽(5)相配合的搭扣(2)。
2. 根据权利要求1所述的LED手术无影灯的光学定位结构，其特征在于 所述每个透镜(13)上的凹槽(5)与每个透镜孔(8)上的搭扣(2)的数量 相同，且各至少有2个。
3. 根据权利要求1所述的LED手术无影灯的光学定位结构，其特征在于 所述透镜支架(14)上设置有脚架(7)，所述散热板(15)上开有与脚架(7) 相匹配的沉孔(9)。
4. 根据权利要求1所述的LED手术无影灯的光学定位结构，其特征在于 所述散热板(15)上设有安装区域(18)，铝基板(16)通过安装区域(18) 与散热板(15)连接，每个安装区域(18)上打有2个螺纹孔(12)以及2~4 个与铝基板(16)上的缺口半圆(10)相同半径且位置对应的定位孔(11)。
全文摘要
一种LED手术无影灯的光学定位结构，包括相互连接的透镜支架和散热板，透镜支架上设有透镜孔，透镜孔内安装透镜，铝基板与散热板相连接，LED光源固定在铝基板上，所述透镜上设有定位圈，定位圈分为数段，每段之间留有缺口，每段的一端为斜面，斜面的后部设有凹槽，所述透镜孔上设有定位箍，定位箍上设有与所述凹槽相配合的搭扣。本发明将透镜安装在透镜支架上时，需将搭扣落入透镜的凹槽内，同时搭扣自然地压紧透镜，使其不会脱落，也无法产生位移，从工艺上既保障了透镜与透镜支架之间的光学定位，又克服在运输和使用时产生颠簸和振动的影响。
文档编号F21W131/205GK101539260SQ20091003121
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者王志强 申请人:无锡怡生医疗设备有限公司