BR102015007688A2 - lâmpada medicinal - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "lâmpada medicinal". uma lâmpada medicinal (100), especialmente a lâmpada de tratamento odontológica para a iluminação intraoral de um campo de operação apresenta pelo menos uma unidade de iluminação (10) com meios luminosos (20) e meios ópticos (40) para gerar um campo luminoso (250) em um plano de objeto (200) sendo que, além disso, é previsto um difusor que é projetado para a finalidade de expandir o campo luminoso (250) no plano de objeto (250).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LÂMPADA MEDICINAL”.

[0001] A presente invenção refere-se a uma lâmpada medicinal de acordo com o conceito geral da reivindicação 1. Especialmente a invenção refere-se a uma lâmpada de tratamento odontológico para a iluminação intraoral de um campo de operação, que apresenta pelo menos uma unidade de iluminação com fontes luminosas e meios ópticos para gerar um campo luminoso em um plano do objeto.

[0002] Uma lâmpada de acordo com o conceito geral é por exemplo conhecida a partir do documento patentário DE 10 2011 075 753 A1 da depositante. No caso da lâmpada aqui descrita podem ser utilizados como fontes luminosas LEDs ou matrizes de LED, às quais são atribuídos diferentes meios ópticos a fim de assegurar em última instância uma iluminação adequada para fins de tratamento do campo de operação. Esses meios ópticos compreendem neste caso, por exemplo, primeiramente um colimador para a colimação de feixe assim como um chamado condensador posicionado a jusante na trajetória de luz com cuja ajuda os raios de luz são de tal forma desviados e/ou misturados que em um plano de objeto o campo de luz pretendido é atingido. Em geral é previsto adicionalmente a esses meios ópticos um disco de cobertura na trajetória do raio cuja função reside em sobretudo proteger os componentes ópticos e eletrônicos da lâmpada, especialmente a fonte luminosa assim como as unidades ópticas acima descritas contra sujeira e danificações.

[0003] Além disso, é conhecido do estado da técnica acima descrito já inserir dentro de uma lâmpada medicinal várias unidades de iluminação desse tipo que são dispostas e alinhadas em diferentes ângulos de tal forma que o campo de iluminação total resulte da sobreposição de diversos campos luminosos individuais o que resulta no fato de a formação de sombra, por exemplo, através do dentista res- ponsável pelo tratamento em questão ser minimizada. Idealmente neste caso as unidades de iluminação são alinhadas e projetadas de tal forma que os campos luminosos individuais são basicamente idênticos, , portanto se sobrepõem totalmente.

[0004] O campo luminoso por último gerado neste caso deve ser iluminado da forma mais homogênea possível a fim de obter também durante movimentos leves da cabeça do paciente ainda um campo de tratamento bem iluminado. Desse modo, pode-se evitar que durante movimentos mínimos da cabeça do paciente o dentista precise alinhar o campo de iluminação toda vez pelo deslocamento correspondente da lâmpada. O tamanho do campo de tratamento a ser iluminado é limitado neste caso pela norma IS0968 que exige uma densidade de luz máxima de 1200 Lux na distância de 60mm acima do centro. O pano de fundo para essa norma é que o paciente não deve ser ofuscado desnecessariamente.

[0005] No caso da lâmpada conhecida no estado da técnica, atingir o limite ofuscante acima referido em conexão com um campo luminoso iluminado de forma homogênea, e amplo assegurado com auxílio de elemento óptico a ser utilizado. Na faixa marginal do campo luminoso neste caso consta uma transição de uma seção de intensidade luminosa mais elevada de aproximadamente 20 kLux para uma seção de intensidade luminosa menor de por exemplo 2 kLux em um trecho muito curto. Neste caso, verificou-se que um assim chamado gradiente de brilho mais elevado desse tipo pode ter efeito incessantemente sobre a atividade dos olhos do dentista.

[0006] Uma outra problemática reside além disso no fato de em caso de sobreposição projetada dos campos de iluminação das unidades de iluminação individuais em relação ao campo de iluminação global no plano de objeto, em virtude de imprecisões de fabricação, que não podem ser totalmente evitadas, pode ocorrer um deslocamento entre os campos de iluminação individuais. Um deslocamento desse tipo mesmo se ele for apenas um deslocamento mínimo, percebido pelo dentista e na verdade de forma que ele sinta o campo de iluminação não mais como área uniformemente iluminada.

[0007] Partindo desse estado da técnica é tarefa da presente invenção por essa razão aperfeiçoar a configuração de uma lâmpada medicinal de tal forma que possa ser obtida uma iluminação melhor e mais agradável do campo de operação.

[0008] A tarefa é solucionada por uma lâmpada medicinal com as características da reivindicação 1. Aperfeiçoamentos vantajosos da invenção são o objeto das reivindicações dependentes.

[0009] A solução de acordo com a invenção prevê integrar para evitar os problemas acima relatados na trajetória do raio da unidade de iluminação um difusor que reduza os gradientes grandes do campo de iluminação para o ambiente não iluminado. O deslocamento percebido de campos de iluminação individuais é enfraquecido com ajuda do difusor o que resulta em uma distribuição de brilhância mais homogênea, mais uniforme no campo de iluminação. Ao mesmo tempo contrastes fortes são evitados na faixa marginal do campo de iluminação o que por fim leva a uma iluminação bem mais agradável do campo de operação.

[0010] De acordo com a presente invenção é proposto também uma lâmpada medicinal especialmente uma lâmpada de tratamento odontológico para a iluminação intraoral de um campo de operação que apresente pelo menos uma unidade de iluminação com fontes luminosas assim como meios ópticos para gerar um campo luminoso em um plano de objeto sendo que de acordo com a invenção é previsto um difusor que é projetado para alargar o campo luminoso no plano de objeto.

[0011] Para a realização do difusor de acordo com a invenção existem diferentes possibilidades. Mostrou-se com especialmente vantajoso neste caso o emprego de um difusor com uma estrutura holo-gráfica (por exemplo, uma assim chamada μ -estrutura) que leva a uma luz polarizada circular ou elipiticamente e neste caso apresenta uma grande transmissão. Com ajuda de um difusor desse tipo podem ser evitados não apenas os problemas acima referidos mediante alargamento do campo luminoso no plano de objeto, mas ele também apresenta a vantagem de estar presente um ofuscamento bem menor do dentista já que são evitadas reflexões por exemplo junto às superfícies dentárias de um paciente.

[0012] Como difusor pode ser empregada, por exemplo, uma lâmina ou um filtro rígido que é integrado nas trajetórias de raio óptica da unidade de iluminação. Alternativamente ao emprego de um elemento separado como difusor também seria possível, por exemplo, projetar a μ-estrutura sobre uma área opticamente ativa dos meios ópticos já existentes da Unidade de iluminação ou em um disco de cobertura da lâmpada. Em geral, trata-se no caso desses componentes de elementos plásticos que são feitos pelo processo de moldagem por injeção, ou seja, a estrutura de difusor é integrada facilmente na matriz de moldagem por injeção correspondente, fazendo finalmente com que o difusor possa ser fabricado ao custo bastante reduzido e integrado na lâmpada.

[0013] Uma outra vantagem da integração do difusor na matriz de moldagem por injeção para fabricação de um dos componentes ópticos ou da cobertura reside no fato de o grau da dispersão ou de o grau da circulação da luz poder ser estabelecido em função do local. Desse modo os gradientes da transição do campo de iluminação para o ambiente podem ser mais uma vez melhor influenciados e ajustados especificamente em relação ao sistema. Outra possibilidade seria concebível para criar o difusor com auxílio de uma estrutura de erosão ade- quada sobre uma superfície opticamente ativa na trajetória do raio da lâmpada.

[0014] Como já mencionado, a lâmpada medicinal de acordo com a invenção apresenta várias unidades de iluminação, que são alinhadas ou projetadas de tal forma que os campos luminosos correspondentes no plano de objeto basicamente coincidam. Neste caso, pode ser previsto especialmente, que é empregado um difusor comum para todas as unidades de iluminação, que pode ser realizado mais facilmente de forma que a estrutura do difusor seja parte integrante de uma cobertura comum da lâmpada.

[0015] Por último, é também disponibilizada através da invenção uma lâmpada medicinal que apresenta com relação às suas propriedades em tecnologia de iluminação mais uma vez vantagens em relação às soluções conhecidas no estado da técnica.

[0016] A seguir a invenção será esclarecida com base no desenho em anexo mais detalhadamente onde: [0017] A figura 1 mostra a vista de uma lâmpada de tratamento odontológica de acordo com a invenção;

[0018] A figura 2 mostra os componentes responsáveis pela geração do campo luminosa da lâmpada de acordo com a figura 1 na vista explodida;

[0019] As figuras 3 e 4 mostram representações esquemáticas quanto ao modo de operação dos componentes ópticos para uma lâmpada de acordo com o estado da técnica;

[0020] A figura 5 mostra a emissão de luz no caso da lâmpada de acordo com a invenção e [0021] A figura 6 mostra uma comparação da perda de intensidade na faixa marginal do campo luminoso no caso de uma lâmpada de acordo com o estado da técnica e de uma lâmpada de acordo com a invenção.

[0022] A lâmpada medicinal assinalada com o número 100 em geral, ilustrada na figura 1 em vista de perspectiva é uma lâmpada de tratamento odontológica, com cuja ajuda o campo de operação de um local de trabalho pode ser iluminado. A base de encaixe da lâmpada 110 fica disposta de modo ajustável junto a um braço articulado 105 não ilustrado detalhadamente de tal forma ela possa ser alinhada de forma desejada. Para uma melhor possibilidade de ajuste neste caso a caixa 111 do casquilho de lâmpada apresenta duas peças de retenção 112 que possibilitam um deslocamento manual simples do arranjo da lâmpada 100.

[0023] A geração de luz e emissão de luz na lâmpada 100 de acordo com a figura 1 é feita com auxílio de diversas unidades de iluminação 10, que geram respectivamente um feixe luminoso que é emitido sobre um lado de irradiação de luz transparente dianteiro da lâmpada 100. No exemplo de concretização ilustrado estão previstas cinco unidades de iluminação 10, sendo que três delas ficam dispostas em uma serie superior e duas abaixo de tal forma que no todo resulte uma área de irradiação luminosa de forma trapezoidal. Também são conhecidos outros arranjos nos quais, por exemplo, quatro ou cinco unidades de iluminação ficam dipostas adjacentes entre si.

[0024] Os componentes essenciais para a geração de luz e emissão de luz da lâmpada 100 são mostrados na vista explodida na figura 2. Como elemento de suporte 50 neste caso serve uma platina ou placa de circuito impresso disposta na caixa 111 sobre a qual as unidades de iluminação 10 individuais são montadas. Essas unidades de iluminação 10 são compostas no exemplo de concretização ilustrado por três componentes básicos, a saber dos meios luminosos 20, primeiros meios ópticos para a formação de feixe 30 assim como segundos meios ópticos para geração de um campo luminoso 40. A emissão de luz propriamente dita é feita então através de um disco de cobertu- ra 45 translucente que cobre a área de irradiação luminosa dianteira do casquilho de lâmpada 110 e simultaneamente representa também uma proteção para os componentes dispostos no interior.

[0025] A estrutura e o modo de funcionamento dos diferentes componentes das unidades de iluminação 10 correspondem basicamente à estrutura conhecida a partir do documento patentário DE 10 2011 075 753 A1. Correspondentemente, a função dos diferentes componentes será a seguir esclarecida de forma breve.

[0026] São assinalados com o número de referência 20 conforme já referido os meios luminosos que são formadas no caso ilustrado através de fontes luminosas LED. Precisamente, ficam dispostos respectivamente sobre um elemento de suporte na forma de uma placa de suporte 21 hexagonal um ou vários LEDs 22 que são responsáveis para a geração de luz. Pode tratar-se conforme já referido de um LED individual ou de um arranjo de LEDs sendo que seria totalmente possível, combinar entre si diferentes LEDs. Neste caso, poderia se tratar de LEDs de diferentes cores ou temperatura de cor sendo que cuja luz é misturada com os meios ópticos mais detalhadamente descritos a seguir de tal forma que finalmente a emissão de luz da lâmpada 100 seja feita com luz no tom de cor desejado ou na temperatura de cor desejada. Os elementos de suporte 21 para as fontes luminosas LED 22 são neste caso acoplados com o suporte 50 sendo que medidas especiais podem ser previstas através das quais é assegurada uma dissipação eficiente do calor que ocorre durante a operação.

[0027] Na trajetória pela luz gerada pelas fontes luminosas LED 22 os primeiros meios ópticos 30 ficam inicialmente dispostos. Trata-se de meios para a colimação da luz LED, com cuja ajuda também a luz irradiada pelos meios luminosos LED 22 normalmente em uma faixa angular muito grande é primeiramente enfeixada. Esses meios ópticos 30 para o enfeixamento de luz podem ser realizados dos mais diversi- ficados modos e, por exemplo, contém como é conhecido do estado da técnica elementos de refletor e elementos de lentes. É essencial que com ajuda desses primeiros meios ópticos 30 é reunida a luz em um feixe de luz relativamente fino, que incide sobre os segundos meios ópticos 40.

[0028] Esses segundos meios ópticos 40 são responsáveis por obter no plano de objeto a luz pretendida. Ou seja, esses segundos meios ópticos 40 guiam os raios de luz do feixe de luz gerado pelo primeiro meio óptico 30 de tal forma que a luz seja dirigida o mais possível uniforme em uma determinada área que representa o assim chamado campo de luz. Uma disposição possível desses segundos meios ópticos pode correspondentemenre ao documento patentário DE 10 2011 075 753 A1 acima descrito por exemplo residir no fato de esses serem formados por um disco que apresenta uma multiplicidade de elementos do tipo lente. As lentes neste caso são configuradas de tal forma que elas propriamente ditas desviam o feixe de luz parcial que incide de tal forma que o campo de luz seja gerado. Ou seja através de cada lente individual é por assim dizer formada uma fonte luminosa virtual autônoma que ilumina a área desejada. Neste caso, as lentes individuais podem ser por exemplo, configuradas de tal forma que todas as fontes luminosas virtuais assim formadas iluminam uma área idêntica de forma que também através da sobreposição de uma pluralidade de feixes de luz individuais seja obtida uma iluminação o mais homogênea possível. Além disso, nesse tipo de iluminação de uma área conjunta através de uma pluralidade de fontes luminosas virtuais individuais possa ser reduzida a formação de sombra. Conforme já referido, os segundos meios ópticos 40 também são configurados de outra forma de forma que, por exemplo, as fontes luminosas virtuais gerem feixes de luz sobrepostos de forma deslocada que iluminam novamente e conjuntamente o campo de luz. Além disso, também seria possível re- unir os primeiros e segundos meios ópticos 30 e 40 em uma unidade estrutural conjunta.

[0029] A sobreposição de feixes de luz individuais é feita, aliás, não apenas em relação ao modo de ação dos segundos meios ópticos 40, mas sim especialmente também com relação às diferentes unidades de iluminação 10. Isso é ilustrado primeiramente nas figuras 3 e 4 com base nas lâmpadas conhecidas no estado da técnica sendo que na figura 13 é mostrada em representação lateral a sobreposição dos feixes de luz de duas unidades de iluminação sobrepostas entre si 10. Podemos verificar neste caso que primeiramente através dos primeiros meios ópticos 30 é formada a luz respectivamente em um feixe de luz praticamente paralelo. Os segundos meios ópticos 40, porém expandem o feixe de luz respectivo sendo que o arranjo e alinhamento dos diferentes componentes ópticos das duas unidades de iluminação 10 de tal forma que ambos os feixes de luz assim emitidos I e II em um plano de objeto 200 se sobrepõem de forma basicamente igual. Desse modo é definido o campo de luz sugerido esquematicamente 250, o qual caracteriza a emissão total de luz da lâmpada 100.

[0030] Essa sobreposição dos diferentes feixes de luz das unidades de iluminação 10 é feita também em um plano perpendicular à ilustração de acordo com a figura 3, como mostrado na figura 4. Neste caso, é ilustrada a sobreposição das três unidades de iluminação 10 dispostas na série superior, sendo que por sua vez no plano de objeto 200, que fica disposto, por exemplo, em uma distância de 70cm em frente à lâmpada 100, todos os três feixes de luz I, II e III se sobrepõem de forma basicamente igual.

[0031] Os esclarecimentos até então são aplicáveis especialmente à lâmpada já conhecida no estado da técnica. Mostrou-se, sobretudo, que neste caso a iluminação assim obtenível pode ser ainda mais otimizada.

[0032] Um primeiro problema reside por exemplo no fato de na faixa marginal do campo de luz 250 se realizar uma redução de brilhân-cia relativamente acentuada. Isso produz contrastes muito fortes no caso da iluminação que podem produzir um efeito cansativo especialmente sobre o dentista e/ou a assistente do dentista. Outro problema reside no fato de uma sobreposição exata de 100% dos feixes de luz individuais das unidades de iluminação 10 em virtude de tolerâncias de produção e coisa do gênero não poder ser obtida. Certo desvio na geração do campo de luz 250 no plano de objeto 200 está necessariamente presente, o qual é percebido como uma iluminação não homogênea do campo de operação.

[0033] Para evitar esses problemas é proposto de acordo com a invenção integrar na trajetória da luz da emissão de luz um difusor. No exemplo de concretização de uma lâmpada de acordo com a invenção, conforme ilustrado na figura 5, é previsto integrar o difusor na cobertura translúcida 45 da lâmpada. A ilustração da figura 5 corresponde neste caso à ilustração da figura 4, sendo que é sugerido esquema-ticamente que devido às propriedades dispersoras de luz da cobertura 45 os feixes de individuais são facilmente expandíveis. Em comparação com a ilustração de acordo com as figuras 3 e 4, nas quais parte-se de que a cobertura 45 é formada por um disco não dispersor de luz, são desse modo também ampliadas as faixas marginais dos feixes de luz que se sobrepõem. Neste caso trata-se de uma dispersão fraca que não é absorvida adicionalmente na interferência da emissão de luz. Essa dispersão leve resulta que um campo de luz ligeiramente ampliado 250 que é percebido devido à redução dos contrastes ou do gradiente de brilhância não faixa marginal como iluminado de forma uniforme e agradável. Além disso, os contrastes reduzidos impactam na faixa marginal de modo bem menos cansativo sobre a atividade ocular, por exemplo, do dentista.

[0034] Essa redução do gradiente de brilhância é ilustrada esque-maticamente na figura 6 que mostra a queda da brilhância na faixa marginal do campo de luz no caso da lâmpada de acordo com o estado da técnica (curva A) assim como em comparação a isso mostra a redução no caso da lâmpada de acordo com a invenção (curva B). Podemos verificar claramente que a faixa marginal no caso da lâmpada de acordo com a invenção está „desfocada“. Isso faz com que ligeiros desvios no alinhamento das diferentes unidades de iluminação que como já referido praticamente não podem ser evitados agora não são percebidos como sombreamentos na faixa marginal do campo luminoso. Através dessas medidas obtém-se não apenas uma otimização da situação de iluminação na faixa marginal do campo luminoso mas também obtém-se o efeito de sobre todo o campo luminoso aparecer uma aparência externa bem mais homogênea.

[0035] Uma forma de concretização preferida para a realização do difusor reside conforme já mencionado em integrá-lo na cobertura 45. Como no caso da cobertura 45 em geral trata-se de uma peça plástica, que é fabricada no processo de moldagem por injeção, neste caso existe a possibilidade de configurar a ferramenta correspondente para a fabricação da cobertura já de modo correspondente de forma que, por exemplo, sejam formadas estruturas dispersoras de luz adequadas no lado interno da cobertura 45 voltado para as fontes luminosas. Isso também representa um modo de procedimento bem mais econômico e, portanto eficiente para configurar as lâmpadas de acordo com a invenção.

[0036] Neste caso mostrou-se vantajoso quando o difusor é realizado com ajuda de uma estrutura holográfica especialmente de uma assim chamada μ-estrutura. Essa estrutura neste caso pode ser projetada de tal forma que a luz incidente seja polarizada de modo circular ou elíptico sendo que o difusor apresenta apesar de tudo um elevado grau de transmissão. A polarização da luz incidente neste caso produz neste caso o efeito vantajoso adicional de reflexões, por exemplo, serem reduzidas na superfície do dente e correspondentemente existir apenas um risco muito pequeno de ofuscamento do dentista.

[0037] Alternativamente ao procedimento proposto o difusor podería ser também, por exemplo, parte integrante do segundo meio óptico 40. Também neste caso, haveria a possibilidade de de prover por sua vez elemento óptico correspondente fabricado preferivelmente no processo de moldagem por injeção já com propriedades dispersoras de luz.

[0038] Finalmente haveria a possibilidade ainda de colocar o difusor como elemento estrutural separado na lâmpada 100. Neste caso, poderia ser utilizada então uma folha rígida ou flexível correspondente que é disposta preferivelmente entre os segundos meios ópticos 40 e a cobertura 45.

[0039] Finalmente, a solução de acordo com a invenção também pode ser realizada com ajuda de medidas a serem relativamente facilmente realizadas. Apesar de tudo com ajuda dessas medidas a emissão de luz da lâmpada melhora de modo significativo. Neste caso, as vantagens do difusor já surtem efeito sobre a emissão de luz de uma unidade de iluminação individual. Ou seja, a lâmpada de acordo com a invenção não precisa apresentar necessariamente uma pluralidade de unidades de iluminação, como é o caso no exemplo de concretização mostrado.

REIVINDICAÇÕES

Claims (13)

1. Lâmpada medicinal (100), especialmente lâmpada de tratamento odontológica para a iluminação intraoral de um campo de operação, apresentando pelo menos uma unidade de iluminação (10) provida de meios luminosos (20) e meios ópticos (40) para a geração de um campo de luz (250) em um plano de objeto (200), caracterizada pelo fato de apresentar um difusor que é projetado para expandir o campo luminoso (250) no plano de objeto (250).

2. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o difusor ser formado por uma folha que fica disposta na trajetória de luz óptica da unidade de iluminação (10).

3. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o difusor ser projetado em uma área optica-mentre ativa dos meios ópticos ou em um disco de cobertura (45) da lâmpada (100).

4. Lâmpada medicinal de acordo com uma das revindica-ções anteriores caracterizada pelo fato de o difusor ser formado por uma μ-estrutura.

5. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de a μ-estrutura ser projetada diferentemente em função do local.

6. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de a μ-estrutura ser uma estrutura holográfica.

7. Lâmpada medicinal de acordo com uma das revindica-ções anteriores, caracterizada pelo fato de os meios ópticos da unidade de iluminação (10) compreenderem primeiros meios ópticos (30) para o enfeixamento de luz assim como segundos meios ópticos (40) para a geração do campo luminoso (250).

8. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de os segundos meios ópticos (40) compreende- rem uma pluralidade de lentes que ficam dispostas preferivelmente em um disco conjunto.

9. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de cada uma das lentes ser formada para a finalidade de projetar o feixe de luz parcial que passa por ela no plano de objeto sobre o campo luminoso (250).

10. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de a lente ser projetada para a finalidade de desviar o feixe de luz parcial que por ela passa de tal forma que os feixes de luz projetados sobre o plano de objeto resultem no todo o campo luminoso (250).

11. Lâmpada medicinal de acordo com uma das revindica-ções anteriores, caracterizada pelo fato de os meios luminosos (20) apresentarem um LED (22) ou um arranjo LED.

12. Lâmpada medicinal de acordo com uma das revindica-ções anteriores, caracterizada pelo fato de a lâmpada (100) apresentar várias unidades de iluminação (10) que ficam alinhadas ou são projetadas de tal forma que os campos luminosos correspondentes estejam basicamente em conformidade.

13. Lâmpada medicinal de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de um difusor conjunto ser previsto para todas as unidades de iluminação (10).