[发明专利]具有根据照明场亮度调控照度的设备的照明设备以及相关应用

说明书

本发明涉及一种用于照亮照明场的设备，特别是照亮手术区域，包括：

-光源，适于照亮照明场；以及

-用于调控光源照度的设备。

手术灯在手术区域提供了大量的光(40,000lux到160,000lux)，由此使得外科医生在良好的条件下工作。

需要大量的光是由于特定人体组织(诸如肌肉和消化系统的特定组织)的低反射率，以及人眼对高亮度具有更好的分辨率。

然而，过强的亮度也会淹没、疲劳和退化观察者的视力。

在同一手术期间，外科医生必须观察各种不同类型的组织，根据组织的不同它们具有各异的反射率。皮肤、骨骼、结肠的特定部分非常易反射因此导致对于给定照度，外科医生的眼睛感知到高亮度。而其它组织非常暗并且对于给定照度产生低亮度。观察到的组织的表面形状在手术期间也逐步演变，并且可能导致组织所接收到的照度发生变化，而结果，导致外科医生感知到的这些组织亮度发生变化。因此，当外科医生在手术部位进行切割时，形成了其中照度较低的空腔。组织随后向外科医生的眼睛重新传播一个与手术前该位置的亮度相比更低的亮度，而这与该组织的反射率无关。该亮度因此由两个要素构成：“亮度因子”，其单独取决于表面的反射率，以及“亮度系数”，其单独取决于表面形状。

公知的手术照明设备安装有用于调节照度的系统，其需要用户手动介入并且其可以在所观察的组织类型改变时修正照明设备的光通量。

例如，美国专利US 6964490中考虑了一种用于照明手术场的设备，其适于根据照明场的尺寸调节光通量从而将照度保持在基本上恒定的水平。该检测照明场尺寸变化的装置可以是例如，适于检测手术场亮度变化的光检测器。随后使用检测到的亮度变化通过改变光通量而将照度调节到预定水平。

这些手术照明设备并不适合于根据亮度(即，单独取决于所观察组织的反射率的亮度因子和/或单独取决于照明区域的表面形状的亮度系数)而改变亮度水平，因此使得其不能保持或获得对于外科医生舒适度而言理想的亮度，特别是在组织或手术区域形状发生变化的情况下。

本发明目的在于克服该缺点并提供一种照明设备，其适于创造更好的照明场照明，优选地不需要人为介入。最后，本发明的对象是一种上述类型的设备，其特征在于用于调控光源照度的设备适于：

(a)接收实际亮度信号，该实际亮度信号表示所述照明场的实际亮度；以及

(b)根据实际亮度信号和亮度设置点信号控制光源的照度，

以及所述照明设备包括用于确定所述实际亮度的设备，其适于确定所述照明场的实际亮度并且产生实际亮度信号并将其传输给用于调控光源照度的设备(7)。

依照其他实施例，本发明包括如下特征中的一个或多个：

其还包括人机界面，其适于捕捉亮度设置点信息并生成所述照明场的亮度设置点信号。

其还包括用于调节所述光源照度的设备，其由用于调控所述光源照度的设备控制。

用于调节光源照度的设备，其适于通过如下特征之一来改变光源照度：

-改变所述光源的光通量；以及

-改变设置在所述光源和所述照明场之间的遮光板的开度；

-移动光片，例如将一个偏光器相对于第二偏光器旋转，使得控制二者的轴之间的角度，以及因此控制得到的光通量，所述两个偏光器布置在所述光源和所述照明场之间。

同于调控光源照度的设备适于：

-将实际亮度信号和亮度设置点信号之间的差值和限制亮度偏差值作比较；

-当差值大于所述限制亮度偏差值时控制用于调节光源照度的设备，以使光源照度改变，从而使得差值变为小于或等于所述限制亮度偏差值，并且优选地变为等于0。

-当差值的绝对值小于所述限制亮度偏差值时，用于调控光源照度的设备不控制用于调节光源照度的设备或者控制其保持该照度。

-用于调控光源照度的设备适于周期性地接收实际亮度信号和亮度设置点信号，其中通过确定实际亮度的设备接收实际亮度信号。

-用于确定实际亮度的设备包括：

-布置在支架上的至少一个光电二极管，或者

-布置在支架上的至少一个CCD摄像机。

用于确定实际亮度的设备包括用于确定实际亮度的两个模块和适于检测如下障碍物的装置，其中该障碍物位于用于确定实际亮度的模块中的一个和照明场之间；以及传输给用于调控光源照度的设备的实际亮度信号与用于确定实际亮度的模块中的另一个相关。

-所述用于调控光源照明的设备包括处理器和存储器。

本发明还涉及如上所述的一种设备的用途，用于照亮医师的手术区域。