Исследование высокопроизводительного светодиодного источника холодного света для медицинского эндоскопа
Медицинский электронный эндоскоп стал широко используемым медицинским инструментом. С помощью электронного эндоскопа врачи могут не только наблюдать за морфологией тканей внутренних органов человека и диагностировать поражения, но также выводить и сохранять изображения. Из-за темной среды внутри человеческого тела требуется внешний источник света для вспомогательного освещения, когда электронный эндоскоп выполняет визуализацию, а свет для освещения вводится в тело через пучок волокон. Качество изображения тесно связано с цветопередачей, цветовой температурой и освещенностью источника света. В настоящее время источником света эндоскопа в основном является газоразрядный источник света, такой как ксеноновая лампа. Хотя выходной световой поток большой и цветопередача хорошая, существуют такие проблемы, как большое тепловыделение, короткий срок службы и высокое энергопотребление. Светодиодный источник света имеет преимущества низкого энергопотребления и длительного срока службы. С развитием технологий выходной световой поток и цветопередача светодиодного источника света также постепенно улучшаются. Целью данной статьи является исследование медицинского высокоэффективного источника белого света с использованием светодиода в качестве светоизлучающего элемента для удовлетворения требований электронных эндоскопов по цветопередаче, цветовой температуре и освещенности. Содержание исследования включает в себя выбор светодиодного чипа, проектирование оптомеханической системы, проектирование схемы управления, создание и тестирование экспериментальной системы и т. д. В соответствии с требованиями к производительности предлагается два метода получения белого света светодиодов: три основных цвета RGB смешиваются для получения белого света; холодный белый свет с высокой цветовой температурой и красный свет смешиваются для получения теплого белого света с низкой цветовой температурой. В соответствии с различными характеристиками этих двух схем соответственно проводятся теоретические расчеты, моделирование эффектов и практические испытания. Основная работа включает в себя следующие аспекты: (1) Принятие полного светодиодного чипа OSRAM OSTAR SMT LE A/T/B/UW S2W, который обладает характеристиками высокой мощности и большого светового потока, а также проектирование и применение коллимации пластиковых асферических поверхность в соответствии с ее общими оптическими характеристиками Группа линз для повышения эффективности коллимации. (2) Дихроичное зеркало используется в качестве оптического элемента для смешивания нескольких лучей в один свет, и на основе объединителя света X-Cube, состоящего из двух дихроичных зеркал, разработана структура системы смешивания света с высокой универсальностью. В одной системе реализованы две экспериментальные схемы. (3) Исходя из определения индекса цветопередачи, в соответствии со световым спектром светодиодного источника света, рассчитывается и моделируется коэффициент светового потока, который позволяет достичь максимального индекса цветопередачи в двух схемах. После того, как экспериментальная система была построена, она была фактически протестирована. Система белого светодиодного освещения медицинских эндоскопов, разработанная для этой цели, достигла передового международного уровня и имеет практическую ценность. Теплый белый свет с высокой цветопередачей, генерируемый комбинацией холодного белого света и красного света, может достигать общего индекса цветопередачи Ra, равного 93,9, а выходной световой поток может достигать сотен люменов, что может удовлетворить требования медицинского источника света к высокой цветопередача и большой световой поток
