作者：盛卫锋1，姜薇艳2 来源：微型机与应用2010年第19期
无影灯是用来照明外科手术部位不可缺少的重要设备，要求能以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，还需要光照度均匀、光质好，能够很好地区分血液与人体其他组织、脏器的色差。此外，无影灯还须能长时间地持续工作，而不散发出过量的热，因为过热会使手术者不适，也会使处在外科手术区域中的组织干燥[1]。
目前手术灯一般都采用环形节能灯或卤素灯，但随着发光二极管LED技术的不断发展，特别是高亮度白光LED的发展，LED无影灯彻底解决了环形节能灯自身存在的先天缺陷，是环形节能灯的升级换代产品。目前，LED无影灯的优越性逐渐被显微镜使用者所了解和接受，使用成本亦较环形节能灯低，减少了每1~2 个月就需更换环形灯管的麻烦。
目前，在技术上已成功解决了大功率LED的封装、恒流驱动、散热以及照度控制等问题，可实现无影灯照度的多级调控，调光灵活、方便。LED无影灯的优点有[1-2]：
(1)出色的冷光效果：采用新型的LED冷光源作为手术照明，是真正冷光源，医生头部和伤口区域几乎无温升。
(2)光质好：白光LED具有区别于普通手术用无影灯光源的色品特点，可以增加血液与人体其他组织、脏器的色差，使得手术中医生的视觉更加清晰，在流淌、渗透的血液中人体的各个组织、脏器更容易被区分出来，这是普通手术用无影灯所不具备的。
(3)亮度无级调节：采用数字方式无级调控LED的亮度，操作者可根据自身对亮度的适应性随意调节亮度，使其达到最为理想的舒适度，使长时间工作的眼睛不易产生疲劳感。
(4)无频闪：因为LED无影灯为纯直流供电，无频闪，不易使眼睛产生疲劳感，亦不会对工作区域的其他设备产生谐波干扰。
(5)光照度均匀：采用特殊的光学系统，360°均匀照射在被观察物体上，无虚影产生，清晰度高。
(6)寿命长：LED无影灯平均寿命长(35 000 h)，远大于环形节能灯(1 500~2 500 h)，寿命为节能灯的十倍以上。
(7)节能环保：LED具有较高的发光效率，耐冲击，不易破碎、无汞污染，且其发出的光不含红外和紫外成分的辐射污染。
1 系统结构
1.1 总体结构
由于单个LED的发光效率不能满足手术无影灯的光照强度和均匀性的要求，因此需要用多个LED组成阵列，并要求排列合理,分布均匀，使得每个目标平面的光照度符合要求，以此来决定LED的数量以及分布规则。虽然LED的发光效率高，产生的热量少，但是如此多的LED在一个密封的箱体内，还是会产生大量的热量，温度甚至会高达60℃~80℃，所以必须合理设计散热器以及散热通道，以有效地降低系统热阻。
LED手术无影灯由多个灯头组成，成花瓣状，固定在平衡臂悬挂系统上，定位稳定，能做垂直或循环移动，可满足手术中不同高度和角度的需求。整个无影灯有 144个高亮度白色LED，8个串联成一组，即称为高亮度发光二极管串HBLEDs(High Brightness Lighting Emitting Diode)，以18组并联而成。每组相互独立，若有一组损坏，其他照样能够继续工作，所以对手术的影响较小。每组由一个LM3402单独进行恒流驱动，并根据用户需要，接受一个微处理器(CMU)P89LPC932的PWM脉宽调节控制，可无级调节，流过每个LED的电流约为120~320 mA。