医用手术灯的制作方法

本发明属医疗仪器技术领域，特别涉及一种医用手术灯。

背景技术：

医用手术灯是用来照明外科手术部位不可缺少的重要设备，要求能最佳地观察处于切口和体腔中不同深度、大小、对比度低的物体。因此，除需要“无影”以外，还需要光照强度好、聚光性好，并且能够很好地区分血液与人体其他组织、脏器的色差。传统的手术无影灯一般是采用整体反射式的，色温是不可能调节的，所有的手术都只能使用同一色温的手术无影灯。但是，不同色温下组织器官的显色性不同，同一色温下不易看清所有的器官组织，例如，对于胆囊切除，胆囊偏黄，常见的无影灯的色温不超过4500k，这并非观察胆囊的理想色温，在此色温下容易使医生视觉疲劳，降低手术效率，增加了医疗事故的几率。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种医用手术灯，包括：

灯盖；

灯板，与所述灯盖固定连接；

多个灯筒，设置于所述灯板上；

多个led灯体，分别设置于所述多个灯筒内，所述多个led灯体包括至少两种不同色温的所述led灯体。

在本发明提供的一种实施方式中，医用手术灯还包括控制电路，电连接所述多个led灯体，用于控制所述多个led灯体的工作状态。

在本发明提供的一种实施方式中，根据色温不同将所述多个led灯体分成多个led灯体组，每个所述led灯体组内的所述led灯体的色温相同，其中，所述控制电路包括驱动控制模块，用于控制所述led灯体组的工作状态。

在本发明提供的一种实施方式中，所述驱动控制模块包括多个控制开关，每个所述控制开关电连接一个所述led灯体组，以控制所述led灯体组中所述led灯体的驱动电流的导通和关断。

在本发明提供的一种实施方式中，还包括存储器，用于存储手术类型与所述多个控制开关的工作状态之间的匹配关系，以根据所述匹配关系生成与所述手术类型匹配的色温。

在本发明提供的一种实施方式中，所述led灯体包括led芯片、透镜层和荧光粉，其中，不同所述led灯体组中的所述led灯体的所述荧光粉颜色或者所述荧光粉配比不同。

在本发明提供的一种实施方式中，所述led灯体还包括与所述led芯片相连的热沉，用于对所述led芯片进行散热。

在本发明提供的一种实施方式中，所述透镜层包括多个硅胶层，并且与所述led芯片接触的的所述硅胶层不含所述荧光粉。

在本发明提供的一种实施方式中，所述热沉和所述灯板均为金属，且所述热沉与所述灯板贴合相连，以对所述led芯片进行散热。

在本发明提供的一种实施方式中，所述多个led灯体的色温范围为3000k-5000k。

本发明实施例提供的医用手术灯，可以实现根据不同的手术发出不同色温的光，有利于医生在手术中观察操作，提高了手术效率，降低了医疗风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

图1为本发明实施例提供的一种医用手术灯的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的医用手术灯的多个led灯体分组示意图；

图3为本发明提供的一种led灯体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种led芯片结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种热沉的结构示意图；

图6a-图6b为本发明实施例提供的一种半球形硅胶层分布示意图；

图7为本发明实施例提供的一种led灯体封装方法流程示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种led灯体封装方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种医用手术灯的结构示意图，该医用手术灯包括：

灯盖(1)；

灯板(2)，与所述灯盖固定连接；

多个灯筒(3)，设置于所述灯板上；

多个led灯体(4)，分别设置于所述多个灯筒内，所述多个led灯体包括至少两种不同色温的led灯体。即，所述多个led灯体中，至少有两个led灯体发出的光的色温不同。

进一步地，本发明提供的医用手术灯还包括控制电路，电连接所述多个led灯体，用于控制所述多个led灯体的工作状态。

本实施方式中，通过控制电路对所述多个led灯体进行控制，例如，对某一色温的led灯体执行灭灯处理，对另一色温的led灯体执行点亮处理，可以实现该医用手术灯的整体色温调节，以满足不同的手术需要。

进一步地，在一种实施方式中，根据色温不同将所述多个led灯体分成多个led灯体组，每个所述led灯体组内的所述led灯体的色温相同，其中，所述控制电路包括驱动控制模块，用于控制所述led灯体组的工作状态。。

具体地，所述驱动控制模块包括多个控制开关，每个所述控制开关电连接一个所述led灯体组，以控制所述led灯体组中所述led灯体的驱动电流的导通和关断。

请参见图2，图2为本发明实施例提供的医用手术灯的多个led灯体分组示意图，如图2所示，该医用手术灯的多个led灯体共有5种色温即5个led灯体组，以五种编号(编号分别为1,2,3,4和5)区分，编号相同的led灯体的色温相同。值得指出的是，led灯体组的分布方式并不局限于图2所示的方式，本发明方案的具体实施者可根据实际需要可自行灵活排布。

在本实施方式中，每个所述控制开关可以控制一个led灯体组中所有led灯体的状态(如图2中标号相同的所有的led灯体)，而不是单独控制每一个led灯体的状态，这样既能达到调节色温的目的，又能降低电路的控制难度，使操作人员容易上手操作。

进一步地，本发明实施例提供的医用手术灯还包括存储器，用于存储手术类型与所述多个控制开关的工作状态之间的匹配关系，以根据所述匹配关系生成与所述手术类型匹配的色温。

在本实施方式中，可以通过预先经过同医生进行访谈、测试、记录等方式，将各种手术类型和与该手术类型相匹配的色温进行匹配，并调节所述多个控制开关的状态，得到一个默认值存储于该存储器中，以便后续执行该手术类型时，多个控制开关的状态按照默认值进行工作，避免了医生因经验不足而未能在理想的色温下进行手术。例如，经过调研，获知在执行阑尾炎手术时的理想色温为4500k，并且通过将第一、第三控制开关切断而其余控制开关导通就能达到(或最为接近)这个色温，则将这个匹配关系：“阑尾炎手术-4500k-仅第一、第三控制开关切断”预先存储在该存储器中，作为默认的出厂设置，后续医生在执行阑尾炎手术时，将这一指令(执行阑尾炎手术)向该医用手术灯进行输入(例如，在触摸屏上输入，该触摸屏直接或间接电连接该医用手术灯的控制设备)，则无需该医生手动调节各个控制开关即可自行执行“仅第一、第三控制开关切断”这一操作，达到(或最为接近)4500k这一色温。

进一步地，本发明提供的医用手术灯的led灯体包括led芯片、透镜层和荧光粉，其中，不同所述led灯体组中的所述led灯体的所述荧光粉颜色或者所述荧光粉配比不同。

本实施方式通过荧光粉的颜色或者荧光粉的配比(可以是相同颜色的荧光粉的含量不同，也可以是多种颜色的荧光粉中各种颜色的荧光粉的配比不同)而实现对色温的调节。这种方式实现起来比较容易，成本可控，便于大规模推广。

进一步地，为了散热的需求，所述led灯体还包括与所述led芯片相连的热沉，用于对所述led芯片进行散热。

进一步地，在一种实施方式中，该医用手术灯的所述透镜层包括多个硅胶层，并且与所述led芯片接触的的硅胶层不含荧光粉。

在这种实施方式中，荧光粉与所述led芯片分离，可以避免led芯片高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题，有利于光线的出射，降低了光的反射及其带来的严重发热问题。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述热沉和所述灯板均为金属，且所述热沉与所述灯板贴合相连，以对所述led芯片进行散热。本实施方式通过将热沉和灯板贴合连接，有利于led芯片的及时散热。进一步地，在上述实施方式的基础上，所述多个led灯体的色温范围为3000k-5000k。

本发明实施例提供的医用手术灯，可以实现根据不同的手术发出不同色温的光，有利于医生在手术中观察操作，提高了手术效率，降低了医疗风险。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，对实施例一的技术方案的原理、实现方法和技术效果进行进一步说明或者补充。

请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种led灯体的结构示意图，该led灯体可用于实施例一中的医用手术灯中。该灯体包括：

热沉(21)；

led芯片，设置于所述热沉(21)之上；

第一硅胶层(22)，涂覆于所述led芯片及所述热沉(21)之上；

第二硅胶层(23)，设置于所述第一硅胶层(22)之上；

第三硅胶层(24)，设置于所述第二硅胶层(23)之上。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述第一硅胶层(22)不含有荧光粉，所述第二硅胶层(23)或所述第三硅胶层(24)含有荧光粉。

本实施方式中，led芯片与荧光粉不直接接触，解决了高温引起的荧光粉的量子效率下降的问题；与led芯片接触的硅胶优选为耐高温的硅胶，解决了硅胶老化发黄引起的透光率下降的问题。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述第三硅胶层(24)的折射率大于所述第一硅胶层(22)的折射率且小于所述第二硅胶层(23)的折射率。

本实施方式中，应该严格控制所述第三导光材料的折射率，使其不要太大，因为如果所述第三导光材料的折射率太大，光的全反射效应会显著增加，导致出光效率差，发热严重。

采用上述折射率的多个硅胶层，可以保证led芯片的能够更多的透过封装材料照射出去，无需采用外部透镜进行二次整形，降低了成本。这种实施方式可以有效地聚集led芯片发出的光，增加了发光体的光聚集程度，满足了特定场所的需求。

进一步地，在上述实施方式的基础上，第二硅胶层(23)包括多个半球状硅胶透镜。更具体的，第二硅胶层(23)包括多个半球状硅胶体，这些硅胶体各均形成透镜，这些透镜的集合形成第二硅胶层(23)。经过试验发现，相对于平面状的硅胶层，采用半球状硅胶层对led芯片发出光的聚集程度更优。

采用球型透镜的优点还包括：球型透镜的设计可以改变光的传播方向，可以有效地抑制全反射效应，有利于更多的光发射到第三硅胶层之外，增大了led器件的外量子效率，提高led的发光效率。

高发光效率的led器件在医用手术灯中有重要意义，其能有利于提供更加明亮的光线，有利于医护人员顺利进行手术。

进一步地，在上述实施方式的基础上，请参考图4，图4为本发明实施例提供的一种led芯片结构示意图，所述led芯片依次包括衬底层(221)、gan缓冲层(222)、n型gan层(223)，第一p型gan量子阱宽带隙层(224)、ingan层(225)、第二p型gan量子阱宽带隙层(226)、algan阻挡层(227)、p型gan层(228)和电极。

本实施方式可以通过由上述芯片生成特定频率的光线，而通过设定特定颜色荧光粉进决定led芯片出射光线的颜色，这种实施方式既能降低成本，又能灵活改变出射光线的颜色，满足更多场所的需求。例如，荧光粉为黄色，使得光线在调整过程中部分变成黄光；通过改变硅胶中黄色荧光粉的含量，可以连续调节光的颜色从变为白光，再变为黄光，进而调节光源的色温。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述热沉(21)的材料为铁。采用铁作为热沉材料，有较好的导热效果，并且不容易变形。

进一步地，在上述实施方式的基础上，请参考图5，图5为本发明实施例提供的一种热沉(21)的结构示意图。所述热沉(21)的厚度在0.5毫米和10毫米之间，沿所述热沉(21)宽度的方向设有相互平行的多个圆槽，相邻两个所述圆槽的间距在0.5毫米和10毫米之间；每个所述圆槽的直径均在0.2毫米和1毫米之间，其中轴线与所述热沉(21)的底部平面的夹角在1度和10度之间。

本实施方式采用的热沉(21)的厚度较厚，因此热沉不会因高温变形导致其与外设散热设备的贴合度降低而影响散热效果。

本实施方式采用中间通孔的方式，在强度几乎没有变化的同时，降低了成本，并且，采用中间通孔的方式，并采用“斜圆槽”的设计，相对于“平行圆槽”，进一步增加空气流通的通道的长度，利用空气的热对流，增加了散热效果。

本实施方式中，第二硅胶层(23)包括多个呈半球状的平凸镜，即多个半球形透镜的集合形成所述第三硅胶层(24)。优选地，第三硅胶层(24)的特征厚度为50～500微米。本实施方式中，所述第三硅胶层(24)的特征厚度是指：在所述第二硅胶层(23)的圆心处做一条垂直于所述第一硅胶层(22)的垂线，定义该垂线与所述第三硅胶层(24)的外表面(即圆弧形外表面)相交形成的点为特征点，所述第三硅胶层(24)的特征厚度即为圆心与特征点之间的距离。显然，在本实施方式中，所述第三硅胶层(24)的特征厚度并不均匀，例如，请再次参见图3，op和mn均为所述第三硅胶层(24)的特征厚度，op的长度小于mn，“第三硅胶层(24)的特征厚度为50～500微米”，则要求op、mn的长度均在50～500微米之间。

经试验证实，所述第三硅胶层(24)采用这种形状设计和厚度设计，可以保证较好的透射性和聚光性，可以满足对聚光性要求高的场所的需求，尤其适用于手术环境中，保证了该led发光体成为一种理想的医用手术灯光源。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述第一硅胶层(22)的材料为环氧树脂、改性环氧树脂或有机硅材料；所述第二硅胶层(23)的材料为聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂或者玻璃；所述第三硅胶层(24)的材料为甲基硅橡胶或苯基有机硅橡胶。上述材料的折射率可以根据具体成分进行调节。

请参见图6a-图6b，图6a-图6b为本发明实施例提供的一种半球形硅胶层分布示意图，图6a中的半球形硅胶层呈矩形均匀分布于第一硅胶层和第三硅胶层之间；图6b中的半球形硅胶层呈菱形均匀分布于第一硅胶层和第三硅胶层之间。半球形硅胶层可以呈矩形均匀排列，或者菱形交错排列；可以保证光源的光线在集中区均匀分布。

此外，对于第三硅胶层的形状，可采用扁平形，半球形或抛物面形。其中，半球形出光角最大，适合于普通照明应用；抛物面形出光角最小，适合于局部照明应用；而扁平形介于前两者之间，适合于指示照明。

本发明实施例提供的led灯体，利用不同种类硅胶和荧光粉胶折射率不同的特点，在硅胶中形成透镜，改善led芯片发光分散的问题，使光源发出的光能够更加集中；其中，第二硅胶层折射率大于第一硅胶层折射率，小于上小于第三层硅胶折射率，可以保证led芯片的能够更多的透过封装材料照射出去。

实施例三

请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种led灯体封装方法流程示意图，实施例二中的led灯体可以采用本实施例提供的方法制备而成，该方法包括：

选取led芯片；

选择热沉并清洗所述热沉；

将所述led芯片的引线焊接至所述热沉上；

在所述热沉上灌封硅胶层，以使所述led芯片发出的光经过所述硅胶层向外发射。

本实施方式通过在硅胶层中放置荧光粉，而不是将荧光粉直接涂覆在led芯片上，避免了led芯片对后向散射光线的吸收，提高了封装的取光效率。此外，采用本实施方式，还避免了led芯片产生的高温使荧光粉的量子效率显著下降的问题，从而避免了led芯片流明效率的损伤。优选地，与led芯片接触的第一硅胶层为耐高温的硅胶层，解决了硅胶老化发黄引起的透光率下降的问题。

在一种实施方式中，在所述热沉上灌封硅胶层，可以为：

在所述led芯片上涂敷第一硅胶形成所述第一硅胶层；

在温度为90-125℃之间烘烤所述第一硅胶层，烘烤时间持续15-60分钟；

在所述第一硅胶层上涂敷第二硅胶，采用多个第一半球形模具在所述第二硅胶上按压；

去除所述多个第一半球形模具之间的所述第二硅胶；

在温度为90-125℃之间烘烤所述第一半球形模具和所述第二硅胶，烘烤时间持续15-60分钟；随后，去除所述第一半球形模具，以形成所述第二硅胶层；

在所述第二硅胶层上涂敷第三硅胶，采用第二半球形模具在所述第三硅胶上按压；其中，所述第二半球形模具的半径大于所述多个第一半球形模具的半径之和；

在温度为90-125℃之间烘烤所述第二半球形模具和所述第三硅胶，烘烤时间持续15-60分钟；随后，去除所述第二半球形模具，以形成所述第三硅胶层；

在温度100-150℃之间烘烤所述第一硅胶层、所述第二硅胶层及所述第三硅胶层，烘烤时间持续4-12小时。

采用这种方式可以生成多个半球形的第二硅胶层，经测试，采用这种封装结构的透射方式，可以使经led光源射出的光线在各个方向更加均匀，尤其满足对光的散射性要求较高的场。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述第一半球形模具的半径为10-200微米，相连两个第一半球形模具之间的距离为10-200微米。

进一步地，在上述实施方式的基础上，所述第二硅胶及第三硅胶均包含黄色荧光粉，对应的荧光波长范围在570nm-620nm之间。

在本实施方式中，黄光荧光粉可采用(y,gd)3(al,ga)5o12:ce、(ca,sr,ba)2sio4:eu、aesi2o2n2:eu或m-α-sialon:eu材料制备而成。

本发明提供的第二硅胶或第三硅胶中含有黄色荧光粉，使得光线在出射的过程中在一定程度上变成黄光；通过改变硅胶中黄色荧光粉的含量，可以连续调节光的颜色从变为白光，再变为黄光，进而调节光源的色温。

请再次参见图5，在图5所示的热沉中，热沉(21)的宽度w为0.5毫米～10毫米，圆槽直径r为0.2毫米～1毫米，相连两个圆槽的间距l2为0.5毫米～10毫米，热沉(21)的厚度d和长度l，起始圆槽距热沉壁的距离l1可根据工艺条件自行确定，本发明在此不做限制。

优选地，本实施方式采用的热沉(21)的厚度较厚，因此热沉不会因高温变形导致其与外设散热设备的贴合度降低而影响散热效果。

请再次参考图3，在图3中，第一硅胶层(22)设置于热沉(21)之上，第二硅胶层(23)呈半球状，每个半球的半径r为5微米～100微米，相邻两个半球的间距a为10微米～200微米。第三硅胶层(24)涂覆在第二硅胶层(23)之上。进一步的，每个半球的半径r＞10微米，第一硅胶层的厚度＞3微米，两个半球的间距a根据工艺条件尽量缩小，优选地，a＝10微米，热沉(21)的厚度d为90微米～140微米。

请参考图8，图8为本发明实施例提供的另一种led灯体封装方法流程示意图，在该封装流程中，首先准备好led芯片、支架/热沉，配置好硅胶，并在硅胶中预先配置好荧光粉胶，可以根据具体led灯具指标要求，配置对应颜色的荧光粉，并荧光粉与各个硅胶进行混合，混合后进行颜色测试以满足led灯的颜色要求。

在一种实施方式中，黄色荧光粉的材质为(y,gd)3(al,ga)5o12:ce,或者为(ca,sr,ba)2sio4:eu,或者为m-α-sialon:eu,对应的发射波长范围为560nm～600nm之间。

随后，将支架/热沉进行清洗，为了进行封装，支架与热沉必须保持清洁，需要将上面的污渍、尤其是油渍清洗干净，并进行烘烤，保持支架和基板的干燥。

随后需对芯片进行焊接，在支架和热沉清洗完成之后，对芯片的引线进行焊接，焊接采用标准的回流焊工艺，具体工艺包括：印刷焊料、固晶检验和回流焊接。

随后是制备透镜和硅胶灌封阶段，通过反复的涂覆硅胶、模具按压、短时间烘烤固定、去除模具、长时间烘烤，实现硅胶层的定型。短时间烘烤可在90-125℃范围内，烘烤15-60分钟；长时间烘烤和在100-150℃范围内，烘烤4-12小时。

最后，制备完成的led还需要进行检测和包装，以最终完成led的封装。

综上所述，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。