便携式手术头灯的光学系统设计

作者：许新建

来源：生物医学工程与临床, 2018, 22(06): 605-609.

DOI：10.13339/j.cnki.sglc.20181112.001

• 光学系统
• 光能利用率
• 均匀度
• 便携式手术头灯

目的提高便携式手术头灯的中心照度、显示指数、光能利用率和均匀度。方法采用360 nm紫光激发红绿蓝(RGB)荧光粉技术获得优质白光,并通过非球面透镜组进行匀光和优化准直,以很小的灯头直径实现无遮挡同轴专业照明。整个头灯的灯头采用外延式散热叶片,在实现高亮度的同时,也可以确保灯头的快速散热。结果整个光路设计中,非球面曲率制造精度达到±0.03 mm,装配精度需要达到±0.02 mm,设计平面度精度±0.02 mm,平行度精度±0.02 mm,同轴度精度±0.02 mm,装配公差±0.02 mm。设置100 lm的总光通量,250 mm处接收到84.614 lm,光利用率约85%,均匀度约为80%。经过临床测试,通过便携式手术头灯的光学系统设计,出射光线汇聚成直径为40 mm(200 mm处)的光斑,中心照度≥40 000 lux(200 mm处),显色指数≥90,色温5 7006 500 K;光斑均匀,边界清晰,亮度恒定。经过便携式手术头灯的光学系统设计后,整个便携式手术头灯在使用过程中,即医院的门诊检查、查房会诊、应急手术等运用过程中,照射区温升较低,发热量低,热辐射极少,色温稳定,光照均匀,清晰度高。结论便携式手术头灯的光学系统设计能够实现其色温稳定,光照均匀,清晰度高,非常适合临床运用。

• 单位
  厦门大学附属成功医院