一种视线跟随手术照明灯

本技术涉及光源照明，尤其涉及一种视线跟随手术照明灯.

背景技术：

1、在医院手术室中，为了使光照均匀，特别是解决遮挡带来的阴影问题，广泛使用无影灯。无影灯解决了阴影问题，但是有时候，为了观察的更清晰，医生需要更集中和更亮的光照。这时，独立的集束式光源，如手电式光源，会被使用。

2、当被照手术部位是固定的时候，有时会使用固定的灯光照射，可以一直照射到手术部位。有时有多个手术部位，或者被手术的病人移动了位置，这时灯光照射的位置也需要更改。

3、有的手术部位，医生希望光照的方向能和视线方向重合，这样光照不会在中间被遮挡，并且可以获得入射到反射成180度的反射光。有些医生会使用头戴式光源，在使用时，通过转动头部来控制光源照射的位置。头戴式光源要求医生在使用时，头部尽量保持静止来避免光源的晃动，在长时间手术时，会给医生带来较大的疲劳感。

4、眼球追踪技术在ar眼镜等应用里已经有所发展，眼睛视线的方向，可以通过一些主动或被动的方式来检测出来。例如，tobii通过主动的红外照明来追踪人眼视线，通过眼球轮廓的分析来判断视线的方向。

5、灯光控制技术，在一些汽车大灯的应用中，也有被提出，例如在转弯时，主动的调整大灯的方向，让大灯照射方向随方向盘而变化，从而更好的照射转弯时的道路。它的输入，考虑的是汽车方向盘的信息，没有考虑人眼的视线。

技术实现思路

1、为克服上述问题，本实用新型提供一种视线跟随手术照明灯及视线跟随方法。

2、本实用新型的第一个方面提供一种视线跟随手术照明灯，包括紧贴医生前额设置的前额框架，前额框架的内侧设有与前侧弧度相适配的弧形面，前额框架的两端连接有头部固定带，前额框架通过头部固定带固定在医生前额；

3、所述前额框架的底部两侧分别设有左眼视线检测摄像头和右眼视线检测摄像头，且左眼视线检测摄像头的一侧设有左眼红外光源，右眼视线检测摄像头的一侧设有右眼红外光源；左眼视线检测摄像头、左眼红外光源对准医生左眼中心，右眼视线检测摄像头、右眼红外光源对准医生右眼中心；

4、所述前额框架的外侧设有照明光源、光照方向调节模块和控制器，所述控制器分别与左眼视线检测摄像头、右眼视线检测摄像头、左眼红外光源、右眼红外光源点连接，左眼红外光源、右眼红外光源分别照明左眼球、右眼球，引起左眼瞳孔及其角膜、右眼瞳孔及其角膜反射；左眼视线检测摄像头、右眼视线检测摄像头分别将采集到的带有反射效果的左眼、右眼照片传送至控制器，控制器根据带有反射效果的左眼、右眼照片识别红外光源在瞳孔和角膜上的反射得到视线方向；

5、照明光源的输出端与光照方向调节模块连接，光照方向调节模块的输入端与控制器的输出端电连接；控制器根据视线方向发送调节信号至光照方向调节模块，光照方向调节模块根据调节信号调整照明光源光照方向的角度。

6、进一步，所述照明光源包括光发生器，光照方向调节模块包括dmd驱动板；沿光发生器的光照方向设置有聚光镜、投射镜和dmd驱动板，光发生器发出的光源依次经过聚光镜、投射镜投射于dmd驱动板上，经dmd驱动板处理后投影在医生视线所在的位置。

7、进一步，所述光照方向调节模块包括球形电机，球形电机的转子轴的轴端设有安装台，安装台上装有照明光源。

8、本实用新型的有益效果是：

9、1.实现了一种具有主动视线跟随功能的照明灯，将视线检测和灯光方向控制的系统，集成在一个设备上，用于手术过程中，帮助医生在手术过程中，实现更好的照明，减轻了医生的负担，帮助医生在手术过程中互相协助配合，更好的完成手术。

10、2.本实用新型实现了灯光方向控制功能，灯光的方向是由视线追踪的结果来决定的，由一个控制器来协调两者的动作。

11、3.本实用新型实现了眼睛视线的跟踪功能，根据需要，可采用一个眼睛的视线跟踪，也可以采用两个眼睛的视线跟踪。

12、4.照明灯和视线检测摄像头固定在同一个前额框架上，因此，不需要imu对框架的空间位置进行检测。只需要保证照明灯和视线与框架的坐标成固定关系即可，大大简化了实现的成本。(如果需要检测框架位置，牵涉到大量的其它运算。)

技术特征：

1.一种视线跟随手术照明灯，其特征在于：包括紧贴医生前额设置的前额框架，前额框架的内侧设有与前侧弧度相适配的弧形面，前额框架的两端连接有头部固定带，前额框架通过头部固定带固定在医生前额；

2.如权利要求1所述的一种视线跟随手术照明灯，其特征在于：所述照明光源包括光发生器，光照方向调节模块包括dmd驱动板；沿光发生器的光照方向设置有聚光镜、投射镜和dmd驱动板，光发生器发出的光源依次经过聚光镜、投射镜投射于dmd驱动板上，经dmd驱动板处理后投影在医生视线所在的位置。

3.如权利要求1所述的一种视线跟随手术照明灯，其特征在于：所述光照方向调节模块包括球形电机，球形电机的转子轴的轴端设有安装台，安装台上装有照明光源。

技术总结
一种视线跟随手术照明灯，包括紧贴医生前额设置的前额框架，前额框架的底部两侧分别设有左眼视线检测摄像头和右眼视线检测摄像头，且左眼视线检测摄像头的一侧设有左眼红外光源，右眼视线检测摄像头的一侧设有右眼红外光源；左眼视线检测摄像头、左眼红外光源对准医生左眼中心，右眼视线检测摄像头、右眼红外光源对准医生右眼中心；前额框架的外侧设有照明光源、光照方向调节模块和控制器，制器用来协调视线追踪的结果和光照方向调节器的运动，使两者协调，实现光照方向与视线方向的联动。本技术可以主动的跟踪医生的视线，将光源照射到视线的位置，可以减轻医生的疲劳。

技术研发人员：俞志勇,江兴智,张乾威,文仲,杨青
受保护的技术使用者：浙江大学医学院附属第一医院
技术研发日：20221104
技术公布日：2024/1/13