[发明专利]一种天吊式LED多光谱无影灯

权利要求书

1.一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于包括矩形导轨（1）、无影灯灯头（2）、送风天花（3）、手术台（4）；手术台（4）上方设有矩形导轨（1）、送风天花（3），矩形导轨（1）、送风天花（3）固定在天花板（5）上，送风天花（3）设置在矩形导轨（1）的内侧，矩形导轨（1）上设有多个无影灯灯头（2）。

2.根据权利要求1所述的一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于，所述的矩形导轨（1）每边设有5～8个，且各边上灯头的个数相等。

3.根据权利要求1所述的一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于，所述的无影灯灯头（2）包括第一LED灯珠（S1）~第五LED灯珠（S5）、自由曲面准直透镜（L）、第一二向合色镜（D1）和第二二向合色镜（D2）。

4.根据权利要求3所述的一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于，所述的第一LED灯珠（S1）~第五LED灯珠（S5）的单颗功率为1W~3W，其中第一LED灯珠（S1）的颜色为中性白，第二LED灯珠（S2）~第五LED灯珠（S5）的颜色顺次为红色、青色、绿色、蓝色。

5.根据权利要求3所述的一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于，所述的第一二向合色镜（D1）内设有第一镀膜面（D1.1）和第二镀膜面（D1.2），第二二向合色镜（D2）内设有第三镀膜面（D2.1）和第四镀膜面（D2.2）。

6.根据权利要求3所述的一种天吊式LED多光谱无影灯系统，其特征在于，所述的自由曲面准直透镜（L）的制作方法包括如下步骤：

步骤一：设计出用于点光源准直的自由曲面透镜初始结构，该自由曲面透镜的折射面（L1）的面型由如下公式确定：

反射面（L2）面型由如下公式确定：

其中，z为光线传播方向z轴的坐标，ω为入射光线经折射面（L1）折射或反射面（L2）反射后对应光线与z轴的夹角，平行光即ω = 0，h为光源离折射面（L1）顶点的距离，d为折射面顶点与坐标原点之间的距离，R1为透镜下端面的半口径，n为透镜折射率，θ为入射光线与z轴的夹角，对于折射面公式，θ的取值范围是[ 0, )；对于反射面公式θ，的取值范围是[，π/2]，其中是折射面所能收集光线的最大角度；

步骤二：模型参数化，首先，折射面曲线AB上的待优化数据点由如下等式确定：

其中，和N1分别为折射面曲线AB上的待优化数据点及其数量，反射面曲线CD上的待优化数据点可由如下等式确定：

其中，和N2分为反射面曲线CD上待优化数据点及其数量；

在每轮优化迭代中，各待优化数据点的坐标可由以下两式重新计算得到

其中，为点的坐标，为点的坐标，为光源距离的距离，为入射光线与圆柱面曲线BC交点离的距离，和分别为对应于和点的入射光线与z轴的夹角，根据该组数据点解出对应的控制点及节点向量，然后根据控制点及节点向量构建出折射面（L1）和反射面（L2）的轮廓曲线，将该轮廓曲线在旋转360°即可得到重构的模型；

步骤三：建立评价函数，评价函数MF由如下公式确定：

其中，为从透镜出射的各光线与z轴正方向的夹角，为从透镜出射的所有光线与z轴正方向的夹角的均方差，M为采样光线的数量，然后选取光强呈朗伯体分布的1mm×1mm的面光源导入光学软件Tracepro进行优化，使评价函数MF收敛；

步骤四：折射面（L1）和反射面（L2）通过圆柱面（L3）相连，出射面（L4）即为反射面（L2）较大的圆形出口，将折射面（L1）、反射面（L2）、圆柱面（L3）和出射面（L4）数据输入3D建模软件建立模型，将该模型导入五轴机床即可加工成型；光源发出的光线经过折射面（L1）的折射和反射面（L2）的全内反射，以平行光的形式从出射面（L4）出射；该透镜为全内反射型结构，并且关于z坐标轴旋转对称，光线收集半角为90°。