DE102015218717A1

DE102015218717A1 - Illumination device for a surgical microscope

Info

Publication number: DE102015218717A1
Application number: DE102015218717.9A
Authority: DE
Inventors: Ralf Wieser; Anna-Katharina Friedel; Artur Högele
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2016-09-22

Abstract

Die Beleuchtungsvorrichtung (100) für ein Operationsmikroskop umfasst einen trichroitischen Strahlteiler (102) mit einer ersten Lichteintrittsfläche (103), einer zweiten Lichteintrittsfläche (104), einer dritten Lichteintrittsfläche (105) und einer Lichtaustrittsfläche (106). Die Beleuchtungsvorrichtung (100) umfasst einen ersten dichroitischen Strahlteiler (110) und einen zweiten dichroitischen Strahlteiler (120), wobei die dichroitischen Strahlteiler (110, 120) jeweils zwei Lichteintrittsflächen (111, 112, 121, 122) und mindestens eine Lichtaustrittsfläche (113, 123) aufweisen. Die Beleuchtungsvorrichtung (100) umfasst eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Lichtemissionsvorrichtung (140, 141, 142, 143, 144), welche jeweils Licht emittiert und jeweils ein voneinander verschiedenes Wellenlängen-Spektrum aufweist. Die erste und die zweite Lichtemissionsvorrichtung (140, 141) sind so angeordnet sind, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils einer Lichteintrittsfläche (111, 112) des ersten dichroitischen Strahlteilers (110) zuführbar ist. Die dritte und die vierte und die fünfte Lichtemissionsvorrichtung (142, 143, 144) sind so angeordnet sind, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils der ersten, der zweiten und der dritten Lichteintrittsfläche (103, 104, 105) des trichroitischen Strahlteilers (102) zuführbar ist. Der erste dichroitische Strahlteiler (110) ist mit dem zweiten dichroitischen Strahlteiler (120) gekoppelt ist und der zweite dichroitische Strahlteiler (120) ist mit der Lichtaustrittsfläche (106) des trichroitischen Strahlteilers (103) gekoppelt, sodass sich das von der ersten bis zur fünften Lichtemissionsvorrichtung (140, 141, 142, 143, 144) emittierte Licht an einer Lichtaustrittsstelle (109) der Beleuchtungsvorrichtung (100) zu Weißlicht ergänzt.The illumination apparatus (100) for a surgical microscope comprises a trichroic beam splitter (102) having a first light entry surface (103), a second light entry surface (104), a third light entry surface (105) and a light exit surface (106). The illumination device (100) comprises a first dichroic beam splitter (110) and a second dichroic beam splitter (120), the dichroic beam splitters (110, 120) each having two light entry surfaces (111, 112, 121, 122) and at least one light exit surface (113, 123). The lighting device (100) comprises a first, a second, a third, a fourth and a fifth light emitting device (140, 141, 142, 143, 144), each emitting light and each having a mutually different wavelength spectrum. The first and second light emitting devices (140, 141) are arranged so that light emitted by them can be fed to a respective light entry surface (111, 112) of the first dichroic beam splitter (110). The third and the fourth and the fifth light emitting devices (142, 143, 144) are arranged such that light emitted by them can be fed to the first, second and third light entry surfaces (103, 104, 105) of the trichroic beam splitter (102) is. The first dichroic beam splitter (110) is coupled to the second dichroic beam splitter (120) and the second dichroic beam splitter (120) is coupled to the light exit surface (106) of the trichroic beam splitter (103) so that from the first to the fifth Light emitting device (140, 141, 142, 143, 144) emitted light at a light exit point (109) of the lighting device (100) to white light complements.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop.The invention relates to a lighting device for a surgical microscope.

Als Lichtquellen in einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop sind Halogen- oder Xenon-Lichtquellen bekannt. Anwender von Operationsmikroskopen, die mit Halogen- oder Xenon-Lichtquellen gearbeitet haben, sind an den durch diese Lichtquellen erzeugten natürlichen Farbeindruck gewohnt. Der Farbeindruck spielt eine wichtige Rolle bei der Betrachtung eines beleuchteten Gewebes. Beleuchtungslicht, das einen natürlichen Farbeindruck erzeugt, ist bei Operationsmikroskopen wünschenswert, damit insbesondere anhand eines roten Farbtons unterschiedliche Gewebearten oder Gewebezustände, beispielsweise krankes und gesundes Gewebe, unterschieden werden können.As light sources in a lighting apparatus for a surgical microscope, halogen or xenon light sources are known. Users of surgical microscopes who have worked with halogen or xenon light sources are used to the natural color impression produced by these light sources. The color impression plays an important role in the consideration of an illuminated fabric. Illumination light that produces a natural color impression is desirable in surgical microscopes, so that different types of tissue or tissue conditions, for example diseased and healthy tissue, can be distinguished, in particular by means of a red hue.

Halogen- oder Xenon-Lichtquellen benötigen jedoch relativ viel Platz, haben einen hohen Energieverbrauch, eine begrenzte Lebensdauer und verursachen somit Folgekosten.Halogen or xenon light sources, however, require a relatively large amount of space, have a high energy consumption, a limited lifespan and thus cause consequential costs.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop bereitzustellen, die kompakt und kostengünstig ist, eine hohe Lebensdauer hat und mit der ein natürlicher Farbeindruck erreichbar ist.It is therefore an object of the invention to provide an illumination apparatus for a surgical microscope, which is compact and inexpensive, has a long service life and with which a natural color impression can be achieved.

Die Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a lighting device having the features of independent claim 1. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß umfasst die Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop einen trichroitischen Strahlteiler mit einer ersten Lichteintrittsfläche, einer zweiten Lichteintrittsfläche und einer dritten Lichteintrittsfläche und einer Lichtaustrittsfläche. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst einen ersten dichroitischen Strahlteiler und einen zweiten dichroitischen Strahlteiler, wobei die dichroitischen Strahlteiler jeweils zwei Lichteintrittsflächen und mindestens eine Lichtaustrittsfläche aufweisen. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Lichtemissionsvorrichtung, welche jeweils Licht emittiert und jeweils ein voneinander verschiedenes Wellenlängen-Spektrum aufweist. Die erste und die zweite Lichtemissionsvorrichtung sind so angeordnet, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils einer Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers zuführbar ist. Die dritte und die vierte und die fünfte Lichtemissionsvorrichtung sind so angeordnet, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils der ersten, der zweiten und der dritten Lichteintrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers zuführbar ist. Der erste dichroitische Strahlteiler ist mit dem zweiten dichroitischen Strahlteiler gekoppelt und der zweite dichroitische Strahlteiler ist mit der Lichtaustrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers gekoppelt, sodass sich das von der ersten bis zur fünften Lichtemissionsvorrichtung emittierte Licht an einer Lichtaustrittsstelle der Beleuchtungsvorrichtung zu Weißlicht ergänzt.According to the invention, the illumination device for a surgical microscope comprises a trichroic beam splitter having a first light entry surface, a second light entry surface and a third light entry surface and a light exit surface. The illumination device comprises a first dichroic beam splitter and a second dichroic beam splitter, the dichroic beam splitters each having two light entry surfaces and at least one light exit surface. The illumination device comprises a first, a second, a third, a fourth and a fifth light emission device, which respectively emits light and in each case has a wavelength spectrum which differs from one another. The first and the second light-emitting device are arranged such that light emitted by them can be fed to a respective light-entry surface of the first dichroic beam splitter. The third and the fourth and the fifth light-emitting device are arranged such that light emitted by them can be supplied respectively to the first, the second and the third light entry surface of the trichroic beam splitter. The first dichroic beam splitter is coupled to the second dichroic beam splitter and the second dichroic beam splitter is coupled to the light exit surface of the trichroic beam splitter such that the light emitted from the first to fifth light emitting devices complements white light at a light exit location of the illumination device.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Lichtemissionsvorrichtung, deren emittiertes Licht jeweils ein voneinander verschiedenes Wellenlängen-Spektrum aufweist. Das emittierte Licht der fünf Lichtemissionsvorrichtungen wird durch eine besondere Ausführung und Anordnung eines trichroitischen Strahlteilers und eines ersten und eines zweiten dichroitischen Stahlteilers zu einer Lichtaustrittsstelle der Beleuchtungsvorrichtung geführt und dort zu Weißlicht ergänzt.The illumination device according to the invention comprises a first, a second, a third, a fourth and a fifth light emission device, the emitted light of which in each case has a different wavelength spectrum from one another. The emitted light of the five light-emitting devices is guided by a special design and arrangement of a trichroic beam splitter and a first and a second dichroic steel divider to a light exit point of the lighting device and there supplemented to white light.

Der trichroitische Strahlteiler umfasst zwei dichroitische Schichten, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind, und weist eine erste, eine zweite und eine dritte Lichteintrittsfläche und eine Lichtaustrittsfläche auf. Zwei Lichteintrittsflächen sind derart angeordnet, dass das durch diese Lichteintrittsflächen eingekoppelte Licht durch Reflexion an jeweils einer dichroitischen Schicht zu der Lichtaustrittsfläche geführt wird. Eine weitere Lichteintrittsfläche bildet die Lichteintrittsfläche, durch die eingekoppeltes Licht durch Transmission durch beide dichroitischen Schichten zu der Lichtaustrittsfläche geleitet wird. Eine dichroitische Schicht kann eine einzelne Schichtlage oder mehrere Schichtlagen umfassen.The trichroic beam splitter comprises two dichroic layers, which are arranged at an angle to one another, and has a first, a second and a third light entrance surface and a light exit surface. Two light entry surfaces are arranged in such a way that the light coupled in through these light entry surfaces is guided to the light exit surface by reflection on a respective dichroic layer. Another light entry surface forms the light entry surface, is passed through the coupled light by transmission through both dichroic layers to the light exit surface. A dichroic layer may comprise a single layer layer or multiple layer layers.

Der erste und der zweite dichroitische Strahlteiler umfassen jeweils eine dichroitische Schicht und jeweils zwei Lichteintrittsflächen und jeweils mindestens eine Lichtaustrittsfläche. Die erste Lichteintrittsfläche des ersten Strahlteilers ist so angeordnet, dass das ihr zugeführte Licht durch Transmission durch die zugehörige dichroitische Schicht zu einer ersten Lichtaustrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers geführt wird. Die zweite Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers ist so angeordnet, dass das ihr zugeführte Licht durch Reflexion an der dichroitischen Schicht zu der ersten Lichtaustrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers geführt wird. Die erste Lichteintrittsfläche des zweiten Strahlteilers ist so angeordnet, dass das ihr zugeführte Licht durch Reflexion an der zugehörigen dichroitischen Schicht zu einer ersten Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers geführt wird. Die zweite Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers ist so angeordnet, dass das ihr zugeführte Licht durch Transmission durch die zugehörige dichroitische Schicht zu der ersten Lichtaustrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers geführt wird.The first and the second dichroic beam splitters each comprise a dichroic layer and two light entry surfaces and at least one light exit surface in each case. The first light entry surface of the first beam splitter is arranged so that the light supplied to it is guided by transmission through the associated dichroic layer to a first light exit surface of the first dichroic beam splitter. The second light entry surface of the first dichroic beam splitter is arranged so that the light supplied to it is guided by reflection at the dichroic layer to the first light exit surface of the first dichroic beam splitter. The first light entry surface of the second beam splitter is arranged so that the light supplied to it is guided by reflection at the associated dichroic layer to a first light exit surface of the second dichroic beam splitter. The second light entry surface of the second dichroic beam splitter is arranged so that the light supplied to it is guided by transmission through the associated dichroic layer to the first light exit surface of the first dichroic beam splitter.

An die erste Lichtaustrittfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers ist die erste Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers gekoppelt, und an die zweite Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers ist die Lichtaustrittfläche des trichroitischen Strahlteilers gekoppelt. Die Anordnung bildet so einen kompakten Strahlteilerverbund, umfassend drei Strahlteiler, der genau fünf Lichteintrittsflächen aufweist. The first light entry surface of the second dichroic beam splitter is coupled to the first light exit surface of the first dichroic beam splitter, and the light exit surface of the trichroic beam splitter is coupled to the second light entry surface of the second dichroic beam splitter. The arrangement thus forms a compact beam splitter composite, comprising three beam splitters, which has exactly five light entry surfaces.

Die erste und die zweite Lichtemissionsvorrichtung sind derart angeordnet, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils einer Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers zuführbar ist. Die dritte, die vierte und die fünfte Lichtemissionsvorrichtung sind so angeordnet, dass von ihnen emittiertes Licht jeweils der ersten, der zweiten und der dritten Lichteintrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers zuführbar ist.The first and the second light emission device are arranged such that light emitted by them can be supplied to a respective light entry surface of the first dichroic beam splitter. The third, the fourth and the fifth light-emitting device are arranged such that light emitted by them can be supplied respectively to the first, the second and the third light-entry surface of the trichroic beam splitter.

Unter dem Begriff „zuführbar” wird sowohl eine direkte Zuführung als auch eine indirekte Zuführung verstanden. Bei einer direkten Zuführung ist eine Lichtemissionsvorrichtung direkt an einer Lichteintrittsfläche angeordnet und das emittierte Licht wird direkt in diese Lichteintrittsfläche eingekoppelt. Bei einer indirekten Zuführung ist zwischen einer Lichteintrittsfläche und der Lichtemissionsvorrichtung ein optisches Element angeordnet, sodass sich das emittierte Licht durch das optische Element zu der Lichteintrittsfläche führen lässt und sich auf diese Weise in die Lichteintrittsfläche einkoppeln lässt.The term "deliverable" is understood to mean both a direct feed and an indirect feed. In a direct feed, a light emission device is arranged directly on a light entry surface and the emitted light is coupled directly into this light entry surface. In the case of an indirect feed, an optical element is arranged between a light entry surface and the light emission device so that the emitted light can be guided by the optical element to the light entry surface and in this way can be coupled into the light entry surface.

Das emittierte Licht der ersten und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung wird mittels des ersten dichroitischen Strahlteilers und des zweiten dichroitischen Strahlteilers zu der Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers geführt. Das emittierte Licht der dritten, der vierten und der fünften Lichtemissionsvorrichtung wird jeweils über den trichroitischen Strahlteiler und den zweiten dichroitischen Strahlteiler zu der Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers geführt. An der Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers oder im weiteren Verlauf der Beleuchtungslichtstrahlenbündel wird eine Lichtaustrittsstelle der Beleuchtungsvorrichtung gebildet. An der Lichtaustrittsstelle bildet die Summe aus dem emittierten Licht der ersten bis fünften Lichtemissionsvorrichtung ein Weißlicht.The emitted light of the first and second light emitting devices is guided by means of the first dichroic beam splitter and the second dichroic beam splitter to the light exit surface of the second dichroic beam splitter. The emitted light of the third, the fourth and the fifth light-emitting device is guided in each case via the trichroic beam splitter and the second dichroic beam splitter to the light exit surface of the second dichroic beam splitter. At the light exit surface of the second dichroic beam splitter or in the further course of the illumination light beam, a light exit point of the illumination device is formed. At the light exit point, the sum of the emitted light of the first to fifth light emitting devices forms a white light.

Bei einer Beleuchtung eines Objektes mit dem so erzeugten homogenen Weißlicht ist vorteilhaft ein natürlicher Farbeindruck erreichbar. Die Beleuchtungsvorrichtung ist langlebig und kompakt und kann in ein Operationsmikroskop integriert werden. Durch Verwendung von nur wenigen Bauteilen, die zudem leicht montierbar sind, ist die Beleuchtungsvorrichtung vorteilhaft kostengünstig herstellbar. Es ist ein Verdienst der Erfinder, eine sehr kompakte Beleuchtungsvorrichtung hoher Qualität bereitzustellen, mit der ein besonders guter und natürlicher Farbeindruck eines zu beleuchtenden Objektes erreicht wird, wobei die Beleuchtungsvorrichtung bereits mit einer Minimalanzahl von nur fünf Lichtemissionsvorrichtungen auskommt.When illuminating an object with the homogeneous white light thus generated, a natural color impression can advantageously be achieved. The lighting device is durable and compact and can be integrated into a surgical microscope. By using only a few components, which are also easy to install, the lighting device is advantageously inexpensive to produce. It is a merit of the inventors to provide a very compact lighting device of high quality, with a particularly good and natural color impression of an object to be illuminated is achieved, the lighting device already manages with a minimum number of only five light-emitting devices.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist jede der Lichtemissionsvorrichtungen jeweils eine dominante Wellenlänge auf, wobei die erste Lichtemissionsvorrichtung eine erste dominante Wellenlänge zwischen 452 nm und 462 nm, die zweite Lichtemissionsvorrichtung eine zweite dominante Wellenlänge zwischen 646 nm und 656 nm, die dritte Lichtemissionsvorrichtung eine dritte dominante Wellenlänge zwischen 614 nm und 624 nm besitzt, die vierte Lichtemissionsvorrichtung eine vierte dominante Wellenlänge zwischen 544 nm und 554 nm und die fünfte Lichtemissionsvorrichtung eine fünfte dominante Wellenlänge zwischen 595 nm und 605 nm besitzt, sodass das Weißlicht einen Farbwiedergabeindex-Wert in einem Bereich von 87 bis 100 und einen R9-Index-Wert in einem Bereich von 45 bis 100 aufweist.In one embodiment of the invention, each of the light emitting devices each has a dominant wavelength, wherein the first light emitting device has a first dominant wavelength between 452 nm and 462 nm, the second light emitting device has a second dominant wavelength between 646 nm and 656 nm, and the third light emitting device has a third dominant one The fourth light-emitting device has a fourth dominant wavelength between 544 nm and 554 nm and the fifth light-emitting device has a fifth dominant wavelength between 595 nm and 605 nm, so that the white light has a color rendering index value in a range of 87 to 100 and has an R9 index value in a range of 45 to 100.

Eine Lichtemissionsvorrichtung weist für eine bestimmte Wellenlänge einen maximalen Lichtstrom auf. Diese Wellenlänge wird als dominante Wellenlänge bezeichnet. Die erste dominante Wellenlänge weist die Farbe „blau” auf, die zweite dominante Wellenlänge die Farbe „rot”, die dritte dominante Wellenlänge die Farbe „orange-rot”, die vierte dominante Wellenlänge die Farbe „grün”, die fünfte dominante Wellenlänge die Farbe „amber” (gelb-orange). Der emittierte Lichtstrom der Lichtemissionsvorrichtungen ist in Abhängigkeit von der Wellenlänge nicht konstant. Er kann oberhalb und unterhalb der dominanten Wellenlänge jeweils unterschiedlich sein. In Sonderfällen kann der abgestrahlte Lichtstrom in Abhängigkeit von der Wellenlänge gemäß einer Gauß-Verteilung variieren. In diesem Fall definiert die dominante Wellenlänge den Scheitelpunkt der Gauß-Verteilung.A light emitting device has a maximum luminous flux for a certain wavelength. This wavelength is called the dominant wavelength. The first dominant wavelength has the color "blue", the second dominant wavelength the color "red", the third dominant wavelength the color "orange-red", the fourth dominant wavelength the color "green", the fifth dominant wavelength the color "Amber" (yellow-orange). The emitted luminous flux of the light emitting devices is not constant depending on the wavelength. It can be different above and below the dominant wavelength. In special cases, the emitted luminous flux can vary depending on the wavelength according to a Gaussian distribution. In this case, the dominant wavelength defines the vertex of the Gaussian distribution.

Ein wichtiger Parameter zur Beschreibung einer Beleuchtungsvorrichtung ist der Farbwiedergabeindex-Wert und der R9-Index-Wert. Der Farbwiedergabeindex-Wert charakterisiert für jede Lichtquelle oder Beleuchtungsvorrichtung, wie gut sie die Farben im Vergleich zum Sonnenlicht wiedergeben kann. Dabei werden nur Farben aus dem sichtbaren Wellenlängen-Spektrum berücksichtigt. Je höher der Farbwiedergabeindex-Wert einer Lichtquelle oder Beleuchtungsvorrichtung ist, desto natürlicher ist die Farbwiedergabe oder der Farbeindruck des damit beleuchteten Objektes. Je geringer der Farbwiedergabeindex-Wert ist, desto mehr wird der Farbeindruck eines Objektes durch die Beleuchtungsvorrichtung verfälscht. Der maximale Farbwiedergabeindex-Wert beträgt 100.An important parameter for describing a lighting device is the color rendering index value and the R9 index value. The color rendering index value for each light source or lighting device characterizes how well it can reproduce the colors in comparison to sunlight. Only colors from the visible wavelength spectrum are considered. The higher the color rendering index value of a light source or illumination device, the more natural the color rendering or the color impression of the object illuminated with it. The lower the color rendering index value, the more the color impression of an object is falsified by the illumination device. The maximum color rendering index value is 100.

Die Berechnung des Farbwiedergabeindex-Wertes erfolgt nach der DIN 6169 . Die DIN 6169 definiert 14 Testfarben mit einem genormten Remissionsverlauf. Diese 14 Testfarben sind R1: Altrosa, R2: Senfgelb, R3: Gelbgrün, R4: Hellgrün, R5: Türkisblau, R6: Himmelblau, R7: Asterviolett, R8: Fliederviolett, R9: Rot gesättigt, R10: Gelb gesättigt, R11: Grün gesättigt, R12: Blau gesättigt, R13: Rosa (Hautfarbe), R14: Blattgrün. Der R9-Index-Wert dient als Maßzahl für den speziellen Farbwiedergabeindex-Wert R9 zur Farbe „9” (Rot gesättigt). Der maximale R9-Index-Wert beträgt 100. The color rendering index value is calculated after the DIN 6169 , DIN 6169 defines 14 test colors with a standardized remission course. These 14 test colors are R1: Old Pink, R2: Mustard Yellow, R3: Yellow Green, R4: Light Green, R5: Turquoise Blue, R6: Sky Blue, R7: Asterviolet, R8: Fliederviolet, R9: Red Saturated, R10: Yellow Saturated, R11: Green Saturated , R12: blue saturated, R13: pink (skin color), R14: leaf green. The R9 index value serves as a measure of the particular color rendering index value R9 to the color "9" (red saturated). The maximum R9 index value is 100.

Werden die fünf Lichtemissionsvorrichtungen derart ausgewählt, dass die fünf dominanten Wellenlängen in den genannten Wellenlängenbereichen liegen, kann vorteilhaft Weißlicht mit einem sehr natürlichen Farbeindruck erzeugt werden. Der Farbwiedergabeindex-Wert bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung weist einen Wert in einem Bereich von 87 bis 100 auf, der R9-Index-Wert hat einen Wert in einem Bereich von 45 bis 100. Bevorzugt weist der Farbwiedergabeindex-Wert einen Wert in einem Bereich von 90 bis 100 auf, besonders bevorzugt einen Wert in einem Bereich von 95 bis 100. Der R9-Index-Wert hat bevorzugt einen Wert in einem Bereich von 60 bis 100, weiter bevorzugt in einem Bereich von 80 bis 100, besonders bevorzugt in einem Bereich von 87 bis 100.If the five light-emitting devices are selected such that the five dominant wavelengths are in the stated wavelength ranges, white light with a very natural color impression can advantageously be produced. The color rendering index value in the lighting device of the present invention has a value in a range of 87 to 100, the R9 index value has a value in a range of 45 to 100. Preferably, the color rendering index value has a value in a range of 90 to 100, more preferably a value in a range of 95 to 100. The R9 index value preferably has a value in a range of 60 to 100, more preferably in a range of 80 to 100, particularly preferably in a range of 87 to 100.

Damit ist bereits mit fünf Lichtemissionsvorrichtungen vorteilhaft ein natürlicher Farbeindruck erreichbar, der dem einer Beleuchtung mit einer Xenon- oder Halogen-Lichtquelle entspricht.Thus, even with five light emitting devices advantageous natural color impression achievable, which corresponds to the illumination with a xenon or halogen light source.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der trichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% für Wellenlängen kleiner als 570 nm und eine Transmission von kleiner als 10% für Wellenlängen größer als 580 nm auf.In one embodiment of the invention, the trichroic beam splitter has a transmission of greater than 90% for wavelengths smaller than 570 nm and a transmission of less than 10% for wavelengths greater than 580 nm.

Damit weist der trichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% für das emittierte Licht der vierten Lichtemissionsvorrichtung auf. Der trichroitische Strahlteiler hat dagegen eine Transmission kleiner als 10%, d. h. eine Reflektivität größer als 90%, für die anderen Farbbereiche, d. h. für das emittierte Licht der dritten und der fünften Lichtemissionsvorrichtung. Wenn der trichroitische Strahlteiler derart ausgestaltet ist, dass die zweite Lichteintrittsfläche der Seite zugeordnet ist, für die der trichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% aufweist, dann bilden die erste und die dritte Lichteintrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers die Seiten, für die der trichroitische Strahlteiler eine Transmission von kleiner als 10% aufweist. Damit kann vorteilhaft das emittierte Licht der dritten und/oder der fünften Lichtemissionsvorrichtung der ersten und/oder der dritten Lichteintrittsfläche zugeführt und das emittierte Licht der vierten Lichtemissionsvorrichtung der zweiten Lichteintrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers zugeführt werden, sodass das an der ersten bis zur dritten Lichteintrittsfläche eingekoppelte Licht überlagert zu der Lichtaustrittsfläche des trichroitischen Strahlteilers geleitet wird.Thus, the trichroic beam splitter has a transmission of greater than 90% for the emitted light of the fourth light-emitting device. By contrast, the trichroic beam splitter has a transmission less than 10%, ie. H. a reflectivity greater than 90%, for the other color ranges, d. H. for the emitted light of the third and fifth light-emitting devices. If the trichroic beam splitter is designed such that the second light entry surface is assigned to the side for which the trichroic beam splitter has a transmission of greater than 90%, then the first and third light entry surfaces of the trichroic beam splitter form the sides for which the trichroic beam splitter has a transmission of less than 10%. Thus, the emitted light of the third and / or the fifth light emission device can advantageously be supplied to the first and / or the third light entry surface and the emitted light can be supplied to the fourth light emission device of the second light entry surface of the trichroic beam splitter, so that the light coupled in at the first to the third light entry surface superimposed to the light exit surface of the trichroic beam splitter is passed.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der erste dichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% für Wellenlängen kleiner als 500 nm und eine Transmission von kleiner als 10% für Wellenlängen größer als 620 nm auf.In one embodiment of the invention, the first dichroic beam splitter has a transmission of greater than 90% for wavelengths smaller than 500 nm and a transmission of less than 10% for wavelengths greater than 620 nm.

Damit kann vorteilhaft das emittierte Licht der ersten und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung durch den ersten dichroitischen Strahlteiler überlagert werden.Thus, advantageously, the emitted light of the first and the second light emitting device can be superimposed by the first dichroic beam splitter.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite dichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% für Wellenlängen in einem Bereich zwischen 510 nm und 630 nm auf und eine Transmission von kleiner als 10% für Wellenlängen kleiner als 490 nm oder größer als 640 nm auf.In one embodiment of the invention, the second dichroic beam splitter has a transmission of greater than 90% for wavelengths in a range between 510 nm and 630 nm and a transmission of less than 10% for wavelengths smaller than 490 nm or greater than 640 nm.

Wenn die erste Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers der Seite zugeordnet ist, für die die Transmission kleiner als 10% ist, dann bildet die zweite Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers die Seite, für die der zweite dichroitische Strahlteiler eine Transmission von größer als 90% aufweist. Damit kann das emittierte Licht der ersten und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung der ersten Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers zugeführt werden. Das emittierte Licht der dritten und der vierten und der fünften Lichtemissionsvorrichtung kann der zweiten Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers zugeführt werden. Damit kann vorteilhaft das emittierte Licht der ersten bis zur fünften Lichtemissionsvorrichtung der Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers zugeführt werden, sodass das an der ersten und zweiten Lichteintrittsfläche eingekoppelte Licht überlagert zu der Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers geleitet wird.If the first light entry surface of the second dichroic beam splitter is assigned to the side for which the transmission is less than 10%, then the second light entry surface of the second dichroic beam splitter forms the side for which the second dichroic beam splitter has a transmission greater than 90%. Thus, the emitted light of the first and the second light emitting device can be supplied to the first light entrance surface of the second dichroic beam splitter. The emitted light of the third and fourth and fifth light-emitting devices may be supplied to the second light-entrance surface of the second dichroic beam splitter. Thus, advantageously, the emitted light of the first to the fifth light emission device can be supplied to the light exit surface of the second dichroic beam splitter, so that the light coupled in at the first and second light entry surfaces is superposedly guided to the light exit surface of the second dichroic beam splitter.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein dichroitischer Strahlteiler als Prismenblock ausgebildet, der zwei Prismen umfasst.In one embodiment of the invention, at least one dichroic beam splitter is formed as a prism block comprising two prisms.

Durch Beschichtung der resultierenden Grenzfläche zwischen den beiden Prismen ist kostengünstig ein dichroitischer Strahlteiler herstellbar. Die Beschichtung kann eine einzelne oder mehrere dichroitische Schichtlagen umfassen und bildet so eine dichroitische Schicht. Die Rückseite der Beschichtung kann eine Antireflexschicht aufweisen. Es ist ausreichend, wenn ein Prisma eine Beschichtung aufweist, jedoch können auch beide Prismen an der Grenzfläche eine Beschichtung umfassen. Ein Prismenblock kann zudem mit einem anderen Prismenblock auf einfache Weise verbunden werden, wenn die Lichteintrittsfläche eines ersten Prismenblockes und eine Lichtaustrittsfläche eines zweiten Prismenblockes jeweils als Planflächen ausgeführt sind. Damit wird ein kostengünstiger und kompakter Aufbau erreicht, für den nur wenige Befestigungselemente notwendig sind und der eine einfache Montage ermöglicht.By coating the resulting interface between the two prisms cost-effectively a dichroic beam splitter can be produced. The coating may comprise a single or multiple dichroic layers, thus forming a dichroic layer. The backside of the coating may have an antireflection coating. It is sufficient if a prism has a coating, but both prisms may also include a coating at the interface. A prism block can also work with another Be connected prism block in a simple manner, when the light entrance surface of a first prism block and a light exit surface of a second prism block are each designed as planar surfaces. For a cost-effective and compact design is achieved, for which only a few fasteners are necessary and allows easy installation.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine Lichtemissionsvorrichtung eine Primäroptik auf.In one embodiment of the invention, at least one light emission device has a primary optic.

Durch eine Primäroptik kann die numerische Apertur einer Lichtemissionsvorrichtung an eine Lichteintrittsfläche angepasst werden. Vorteilhaft kann damit der Wirkungsgrad der Beleuchtungsvorrichtung verbessert werden. Vorteilhaft kann bei einer unterschiedlichen Abstrahlcharakteristik der Lichtemissionsvorrichtungen eine deckungsgleiche Überlagerung der Beleuchtungslichtstrahlenbündel an der Lichtaustrittsstelle erreicht werden.By a primary optics, the numerical aperture of a light emitting device can be adapted to a light entrance surface. Advantageously, thus the efficiency of the lighting device can be improved. Advantageously, a congruent superposition of the illumination light beam at the light exit point can be achieved with a different emission characteristic of the light emission devices.

In einer Ausgestaltung der Erfindung besteht zwischen jeder Lichtemissionsvorrichtung und der Lichtaustrittsstelle der Beleuchtungsvorrichtung die gleiche optische Weglänge.In one embodiment of the invention, the same optical path length exists between each light emission device and the light exit point of the illumination device.

Bei einer gleichen optischen Weglänge sind im Querschnitt deckungsgleiche Beleuchtungslichtstrahlenbündel an der Lichtaustrittsstelle überlagerbar. Dadurch kann vorteilhaft an der Lichtaustrittsstelle eine homogene Verteilung des erzeugten Weißlichtes, bezogen auf den Querschnitt des an der Lichtaustrittsstelle gebildeten Strahlenbündels des Beleuchtungslichtes, erreicht werden.With a same optical path length congruent illumination light beam bundles are superimposed on the light exit point in cross section. As a result, a homogeneous distribution of the generated white light, based on the cross section of the beam of illumination light formed at the light exit point, can advantageously be achieved at the light exit point.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Lichtaustrittsstelle ein Wabenkondensor angeordnet.In one embodiment of the invention, a honeycomb condenser is arranged at the light exit point.

Ein Wabenkondensor umfasst gegenseitig ausgerichtete Wabenlinsen. Durch einen Wabenkondensor kann die homogene Verteilung des Weißlichtes, insbesondere bei einem großen Querschnitt des Beleuchtungslichtstrahlenbündels an der Lichtaustrittsstelle, noch weiter verbessert werden. Winkelabhängige Inhomogenitätseffekte, beispielsweise verursacht durch Montage- oder Fertigungstoleranzen der Lichtemissionsvorrichtungen und/oder des trichroitischen Strahlteilers und/oder eines dichroitischen Strahlteilers, können ausgeglichen werden.A honeycomb condenser comprises mutually aligned honeycomb lenses. By means of a honeycomb condenser, the homogeneous distribution of the white light, in particular with a large cross section of the illuminating light beam at the light exit point, can be further improved. Angular dependent inhomogeneity effects, for example caused by assembly or manufacturing tolerances of the light emitting devices and / or the trichroic beam splitter and / or a dichroic beam splitter, can be compensated.

Ein Operationsmikroskop umfasst vorteilhaft eine wie vorstehend beschriebene Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung.A surgical microscope advantageously comprises a lighting device according to the invention as described above.

Durch die kompakte Bauform der Beleuchtungsvorrichtung kann diese vorteilhaft in ein Operationsmikroskop integriert werden. Da die Lichtemissionsvorrichtungen sehr langlebig sind, entfällt ein regelmäßiger Austausch einer Lichtquelle, wie dies beispielsweise bei einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer Xenon- oder Halogenlichtquelle der Fall ist.Due to the compact design of the lighting device, this can be advantageously integrated into a surgical microscope. Since the light emitting devices are very durable, eliminates a regular replacement of a light source, as is the case for example with a lighting device with a xenon or halogen light source.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:Further advantages and features of the invention will be explained with reference to the following drawings, in which:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung; 1 a schematic representation of a first embodiment of a lighting device according to the invention;

2 ein erstes Diagramm, das einen Transmissionsgrad eines ersten dichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt; 2 a first diagram illustrating a transmittance of a first dichroic beam splitter at different wavelengths;

3 ein zweites Diagramm, das einen Transmissionsgrad eines zweiten dichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt; 3 a second diagram illustrating a transmittance of a second dichroic beam splitter at different wavelengths;

4 ein drittes Diagramm, das einen Transmissionsgrad eines trichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt; und 4 a third diagram illustrating a transmittance of a trichroic beam splitter at different wavelengths; and

5 eine schematische Darstellung eines Operationsmikroskops mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung. 5 a schematic representation of a surgical microscope with a lighting device according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 100. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a lighting device according to the invention 100 ,

Die Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst einen trichroitischen Strahlteiler 102 mit einer ersten Lichteintrittsfläche 103, einer zweiten Lichteintrittsfläche 104, einer dritten Lichteintrittsfläche 105 und einer Lichtaustrittsfläche 106. Der trichroitische Strahlteiler 102 weist vier Einzelprismen auf, die X-förmig zu dem trichroitischen Strahlteiler 102 zusammengesetzt sind und an ihren Verbundflächen derart beschichtet sind, dass zwei gekreuzte dichroitische Schichten ausgebildet sind. Der trichroitische Strahlteiler 102 weist somit eine erste dichroitische Schicht 107 und eine zweite dichroitische Schicht 108 auf. Die erste dichroitische Schicht 107 und die zweite dichroitische Schicht 108 sind orthogonal zueinander angeordnet. Es ist aber auch vorstellbar, dass die erste dichroitische Schicht 107 und die zweite dichroitische Schicht 108 in einem anderen Winkel zueinander angeordnet sind.The lighting device 100 includes a trichroic beam splitter 102 with a first light entry surface 103 , a second light entry surface 104 , a third light entrance surface 105 and a light exit surface 106 , The trichroic beam splitter 102 has four single prisms, which are X-shaped to the trichroic beam splitter 102 are composite and coated on their composite surfaces such that two crossed dichroic layers are formed. The trichroic beam splitter 102 thus has a first dichroic layer 107 and a second dichroic layer 108 on. The first dichroic layer 107 and the second dichroic layer 108 are arranged orthogonal to each other. But it is also conceivable that the first dichroic layer 107 and the second dichroic layer 108 are arranged at a different angle to each other.

Die Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst einen ersten dichroitischen Strahlteiler 110 mit einer ersten Lichteintrittsfläche 111, einer zweiten Lichteintrittsfläche 112, einer ersten Lichtaustrittsfläche 113 und einer zweiten Lichtaustrittsfläche 114. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 mit einer ersten Lichteintrittsfläche 121, einer zweiten Lichteintrittsfläche 122, einer ersten Lichtaustrittsfläche 123 und einer zweiten Lichtaustrittsfläche 124. Der erste und der zweite dichroitische Strahlteiler 110, 120 sind jeweils aus zwei Einzelprismen zusammengesetzt, die an ihrer Verbundfläche dichroitisch beschichtet sind. Der erste dichroitische Strahlteiler 110 weist eine dritte dichroitische Schicht 115 auf. Der zweite dichroitische Strahlteiler 120 weist eine vierte dichroitische Schicht 125 auf.The lighting device 100 includes a first dichroic beam splitter 110 with a first light entry surface 111 , a second light entry surface 112 , a first light exit surface 113 and a second light exit surface 114 , The lighting device 100 further comprises a second dichroic beam splitter 120 with a first light entry surface 121 , a second light entry surface 122 , a first light exit surface 123 and a second light exit surface 124 , The first and the second dichroic beamsplitter 110 . 120 are each composed of two individual prisms, which are dichroitisch coated on their composite surface. The first dichroic beam splitter 110 has a third dichroic layer 115 on. The second dichroic beam splitter 120 has a fourth dichroic layer 125 on.

Der erste dichroitische Strahlteiler 110 ist mit der ersten Lichtaustrittsfläche 113 an die erste Lichteintrittsfläche 121 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 gekoppelt. Der trichroitische Strahlteiler 102 ist mit seiner Lichtaustrittsfläche 106 an die zweite Lichteintrittsfläche 122 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 gekoppelt. Die erste Lichtaustrittsfläche 113 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 und die erste Lichteintrittsfläche 121 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 sind dazu als Planflächen ausgebildet. In gleicher Weise sind die Lichtaustrittsfläche 106 des trichroitischen Strahlteilers 102 und die zweite Lichteintrittsfläche 122 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 als Planflächen ausgebildet.The first dichroic beam splitter 110 is with the first light exit surface 113 to the first light entry surface 121 of the second dichroic beam splitter 120 coupled. The trichroic beam splitter 102 is with its light exit surface 106 to the second light entry surface 122 of the second dichroic beam splitter 120 coupled. The first light exit surface 113 of the first dichroic beam splitter 110 and the first light entry surface 121 of the second dichroic beam splitter 120 are designed as flat surfaces. In the same way, the light exit surface 106 the trichroic beam splitter 102 and the second light entry surface 122 of the second dichroic beam splitter 120 designed as flat surfaces.

Die Beleuchtungsvorrichtung 100 weist fünf Lichtemissionsvorrichtungen auf. Eine erste Lichtemissionsvorrichtung 140 besitzt eine erste dominante Wellenlänge von 457 nm (blau). Eine zweite Lichtemissionsvorrichtung 141 besitzt eine zweite dominante Wellenlänge von 651 nm (rot). Eine dritte Lichtemissionsvorrichtung 142 besitzt eine dritte dominante Wellenlänge von 619 nm (rot-orange). Eine vierte Lichtemissionsvorrichtung 143 besitzt eine vierte dominante Wellenlänge von 549 nm (grün) und eine fünfte Lichtemissionsvorrichtung 144 eine fünfte dominante Wellenlänge von 600 nm (amber).The lighting device 100 has five light emitting devices. A first light emission device 140 has a first dominant wavelength of 457 nm (blue). A second light emission device 141 has a second dominant wavelength of 651 nm (red). A third light emission device 142 has a third dominant wavelength of 619 nm (red-orange). A fourth light emission device 143 has a fourth dominant wavelength of 549 nm (green) and a fifth light emitting device 144 a fifth dominant wavelength of 600 nm (amber).

Die erste Lichtemissionsvorrichtung 140 ist an der ersten Lichteintrittsfläche 111 und die zweite Lichtemissionsvorrichtung 141 ist an der zweiten Lichteintrittsfläche 112 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 angeordnet. Die dritte Lichtemissionsvorrichtung 142 ist an der ersten Lichteintrittsfläche 103 des trichroitischen Strahlteilers 102, die vierte Lichtemissionsvorrichtung 143 ist an der zweiten Lichteintrittsfläche 104 des trichroitischen Strahlteilers 102 und die fünfte Lichtemissionsvorrichtung 144 ist an der dritten Lichteintrittsfläche 105 des trichroitischen Strahlteilers 102 angeordnet.The first light emission device 140 is at the first light entry surface 111 and the second light emitting device 141 is at the second light entry surface 112 of the first dichroic beam splitter 110 arranged. The third light emission device 142 is at the first light entry surface 103 the trichroic beam splitter 102 , the fourth light-emitting device 143 is at the second light entry surface 104 the trichroic beam splitter 102 and the fifth light-emitting device 144 is at the third light entry surface 105 the trichroic beam splitter 102 arranged.

Die erste dichroitische Schicht 107 und die zweite dichroitische Schicht 108 weisen eine Transmission von größer als 90% für das emittierte Licht der vierten Lichtemissionsvorrichtung 143 mit der vierten dominanten Wellenlänge auf und haben eine Reflektivität von größer als 90% für das emittierte Licht der dritten Lichtemissionsvorrichtung 142 mit der dritten dominanten Wellenlänge und das emittierte Licht der fünften Lichtemissionsvorrichtung 144 mit der fünften dominanten Wellenlänge.The first dichroic layer 107 and the second dichroic layer 108 have a transmission greater than 90% for the emitted light of the fourth light-emitting device 143 having the fourth dominant wavelength and have a reflectance of greater than 90% for the emitted light of the third light emitting device 142 having the third dominant wavelength and the emitted light of the fifth light emitting device 144 with the fifth dominant wavelength.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist jeweils die erste dichroitische Schicht 107 und die zweite dichroitische Schicht 108 als Kantenfilter ausgebildet. Für einen Wellenlängenbereich kleiner als 570 nm ist die Transmission größer als 90%. Für Wellenlängen größer als 580 nm ist die Transmission kleiner als 10%, d. h. die Reflektivität ist größer als 90%. Die Transmission des trichroitischen Strahlteilers bei verschiedenen Wellenlängen ist in 4 gezeigt, welche unten genauer beschrieben ist. Es ist auch vorstellbar, dass die Wellenlängen mit einer Transmission von größer als 90% für die erste dichroitische Schicht 107 und die zweite dichroitische Schicht 108 jeweils unterschiedlich sind.In the embodiment according to 1 is the first dichroic layer 107 and the second dichroic layer 108 designed as an edge filter. For a wavelength range less than 570 nm, the transmission is greater than 90%. For wavelengths greater than 580 nm, the transmission is less than 10%, ie the reflectivity is greater than 90%. The transmission of the trichroic beam splitter at different wavelengths is in 4 shown which is described in more detail below. It is also conceivable that the wavelengths with a transmission greater than 90% for the first dichroic layer 107 and the second dichroic layer 108 each are different.

Die dritte dichroitische Schicht 115 des ersten Strahlteilers 110 ist als Kantenfilter ausgebildet. Sie weist eine Transmission von größer als 90% für das emittierte Licht der ersten Lichtemissionsvorrichtung 140 mit der ersten dominanten Wellenlänge auf und hat eine Reflektivität von größer als 90% für das emittierte Licht der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 141 mit der zweiten dominanten Wellenlänge. Die Transmission des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 mit der dritten dichroitischen Schicht 115 bei verschiedenen Wellenlängen ist in 2 gezeigt, welche unten genauer beschrieben ist.The third dichroic layer 115 of the first beam splitter 110 is designed as an edge filter. It has a transmission of greater than 90% for the emitted light of the first light-emitting device 140 with the first dominant wavelength and has a reflectivity of greater than 90% for the emitted light of the second light emitting device 141 with the second dominant wavelength. The transmission of the first dichroic beam splitter 110 with the third dichroic layer 115 at different wavelengths is in 2 shown which is described in more detail below.

Die vierte dichroitische Schicht 125 des zweiten Strahlteilers 120 weist eine Transmission größer als 90% für das emittierte Licht der dritten, der vierten und der fünften Lichtemissionsvorrichtung 142, 143, 144 auf. Sie hat eine Reflektivität von größer als 90% für das emittierte Licht der ersten und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 140, 141. Die Transmission des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 mit der vierten dichroitischen Schicht 125 bei verschiedenen Wellenlängen ist in 3 gezeigt, welche unten genauer beschrieben ist.The fourth dichroic layer 125 of the second beam splitter 120 has a transmission greater than 90% for the emitted light of the third, fourth and fifth light-emitting devices 142 . 143 . 144 on. It has a reflectance of greater than 90% for the emitted light of the first and second light-emitting devices 140 . 141 , The transmission of the second dichroic beam splitter 120 with the fourth dichroic layer 125 at different wavelengths is in 3 shown which is described in more detail below.

Das von der ersten Lichtemissionsvorrichtung 140 emittierte Licht wird der ersten Lichteintrittsfläche 111 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 zugeführt, in Transmissionsrichtung, bezogen auf die dritte dichroitische Schicht 115, durch den ersten dichroitischen Strahlteiler 110 geleitet und in Reflexionsrichtung, bezogen auf die vierte dichroitische Schicht 125, durch den zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 geführt, sodass es an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 austritt.That of the first light emission device 140 emitted light becomes the first light entry surface 111 of the first dichroic beam splitter 110 supplied, in the transmission direction, based on the third dichroic layer 115 , through the first dichroic beam splitter 110 directed and in the direction of reflection, based on the fourth dichroic layer 125 , through the second dichroic beam splitter 120 guided, so it at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 exit.

Das von der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 141 emittierte Licht wird der zweiten Lichteintrittsfläche 112 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 zugeführt, in Reflexionsrichtung, bezogen auf die dritte dichroitische Schicht 115, durch den ersten dichroitischen Strahlteiler 110 geleitet und in Reflexionsrichtung, bezogen auf die vierte dichroitische Schicht 125, durch den zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 geführt, sodass es an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 austritt.That of the second light emitting device 141 emitted light becomes the second light entry surface 112 of the first dichroic beam splitter 110 supplied, in the reflection direction, based on the third dichroic layer 115 , through the first dichroic beam splitter 110 directed and in the direction of reflection, based on the fourth dichroic layer 125 , through the second dichroic beam splitter 120 guided, so it at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 exit.

Das von der dritten Lichtemissionsvorrichtung 142 emittierte Licht wird der ersten Lichteintrittsfläche 103 des trichroitischen Strahlteilers 102 zugeführt, in Reflexionsrichtung, bezogen auf die zweite dichroitische Schicht 108, durch den trichroitischen Strahlteiler 102 und in Transmissionsrichtung durch den zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 geleitet, sodass es an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 austritt.That of the third light emission device 142 emitted light becomes the first light entry surface 103 the trichroic beam splitter 102 supplied, in the reflection direction, based on the second dichroic layer 108 , through the trichroic beam splitter 102 and in the transmission direction through the second dichroic beam splitter 120 directed so that it is at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 exit.

Das von der vierten Lichtemissionsvorrichtung 143 emittierte Licht wird der zweiten Lichteintrittsfläche 104 des trichroitischen Strahlteilers 102 zugeführt und jeweils in Transmissionsrichtung durch den trichroitischen Strahlteiler 102 und durch den zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 geleitet, sodass es an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 austritt.That of the fourth light emission device 143 emitted light becomes the second light entry surface 104 the trichroic beam splitter 102 supplied and in each case in the transmission direction through the trichroic beam splitter 102 and through the second dichroic beam splitter 120 directed so that it is at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 exit.

Das von der fünften Lichtemissionsvorrichtung 144 emittierte Licht wird der dritten Lichteintrittsfläche 105 des trichroitischen Strahlteilers 102 zugeführt, in Reflexionsrichtung, bezogen auf die erste dichroitische Schicht 107, durch den trichroitischen Strahlteiler 102 und in Transmissionsrichtung durch den zweiten dichroitischen Strahlteiler 120 geleitet, sodass es an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 austritt.That of the fifth light emission device 144 emitted light becomes the third light entry surface 105 the trichroic beam splitter 102 supplied, in the reflection direction, based on the first dichroic layer 107 , through the trichroic beam splitter 102 and in the transmission direction through the second dichroic beam splitter 120 directed so that it is at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 exit.

Die Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 kann eine Lichtaustrittsstelle 109 der Beleuchtungsvorrichtung 100 bilden. An der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 kann auch zusätzlich ein in 1 gestrichelt dargestellter Wabenkondensor 146 angeordnet sein, der die Lichtaustrittsstelle 109 bildet. Im weiteren Verlauf des Beleuchtungsstrahlenganges kann auch eine nicht dargestellte Beleuchtungsoptik in den Beleuchtungsstrahlengang eingebracht sein. Die Lichtaustrittsstelle 109 kann an anderer Stelle im weiteren Verlauf des Beleuchtungsstrahlenganges, beispielsweise hinter einer nicht dargestellten Beleuchtungsoptik, liegen. An der Lichtaustrittsstelle 109 der Beleuchtungsvorrichtung 100 wird das von der ersten bis zur fünften Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 emittierte Licht zu Weißlicht ergänzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Farbwiedergabeindex-Wert größer als 90 und der R9-Index-Wert größer als 81.The light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 can be a light exit point 109 the lighting device 100 form. At the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 can also be an in 1 Dashed honeycomb condenser shown 146 be arranged, which is the light exit point 109 forms. In the further course of the illumination beam path, an illumination optics, not shown, can also be introduced into the illumination beam path. The light exit point 109 can lie elsewhere in the further course of the illumination beam path, for example behind a lighting optical system, not shown. At the light exit point 109 the lighting device 100 becomes the first to the fifth light-emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 emitted light is supplemented to white light. In this embodiment, the color rendering index value is greater than 90 and the R9 index value greater than 81.

Die Anordnung der ersten Lichtemissionsvorrichtung 140 und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 141 kann auch vertauscht werden. In diesem Fall ist die dritte dichroitische Schicht 115 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 invertiert ausgebildet, d. h. sie weist eine Reflektivität von größer als 90% für das emittierte Licht der ersten Lichtemissionsvorrichtung 140 und eine Transmission von größer als 90% für das emittierte Licht der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 141 auf.The arrangement of the first light emitting device 140 and the second light emitting device 141 can also be reversed. In this case, the third dichroic layer 115 of the first dichroic beam splitter 110 Inverted formed, that is, it has a reflectivity of greater than 90% for the emitted light of the first light-emitting device 140 and a transmission of greater than 90% for the emitted light of the second light emitting device 141 on.

Jede Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 kann als Leuchtdiode (LED), organische Leuchtdiode (OLED) oder als Laserdiode ausgebildet sein. Jede Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 kann eine einzelne Lichtquelle oder mehrere Lichtquellen, die beispielsweise in einer Matrix angeordnet sind, umfassen. Zwischen jeder Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 und der ihr zugeordneten Lichteintrittsfläche 111, 112, 103, 104, 105 kann jeweils eine in 1 nicht dargestellte Primäroptik angeordnet sein, die eine oder mehrere Linsen, beispielsweise Kollimationslinsen, umfasst. Durch die Primäroptik kann erreicht werden, dass für jede Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 an der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 oder an der Lichtaustrittsstelle 109 die gleichen Abbildungseigenschaften vorliegen. Damit kann die homogene Verteilung des Beleuchtungslichtes, bezogen auf den Querschnitt des Beleuchtungslichtstrahlenbündels an der Lichtaustrittsstelle, weiter verbessert werden.Each light emission device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 can be designed as a light emitting diode (LED), organic light emitting diode (OLED) or as a laser diode. Each light emission device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 may comprise a single light source or a plurality of light sources arranged, for example, in a matrix. Between each light emission device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 and its associated light entry surface 111 . 112 . 103 . 104 . 105 can each have a in 1 Not shown primary optics may be arranged, which comprises one or more lenses, such as collimating lenses. By the primary optics can be achieved that for each light emission device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 at the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 or at the light exit point 109 the same imaging properties are present. Thus, the homogeneous distribution of the illumination light, based on the cross section of the illumination light beam at the light exit point, can be further improved.

Der trichroitische Strahlteiler 102 und der erste dichroitische Strahlteiler 110 haben die gleichen äußeren Abmessungen. Zwischen jeder Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 und der Lichtaustrittsstelle 109 der Beleuchtungsvorrichtung besteht die gleiche optische Weglänge. Damit können die gleichen Abbildungseigenschaften für die Abbildung jeder Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 an der Lichtaustrittsstelle 109 bewirkt werden. Somit sind im Querschnitt deckungsgleiche Beleuchtungslichtstrahlenbündel an der Lichtaustrittsstelle 109 überlagerbar, sodass vorteilhaft eine besonders gute homogene Verteilung des so erzeugten Weißlichtes erreicht wird.The trichroic beam splitter 102 and the first dichroic beam splitter 110 have the same outer dimensions. Between each light emission device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 and the light exit point 109 the lighting device has the same optical path length. This allows the same imaging characteristics for the imaging of each light-emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 at the light exit point 109 be effected. Thus, in the cross section congruent illumination light beam at the light exit point 109 superposable, so that advantageously a particularly good homogeneous distribution of the white light thus generated is achieved.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass an der zweiten Lichtaustrittsfläche 114 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 ein in 1 nicht dargestellter erster Photodetektor und an der zweiten Lichtaustrittsfläche 124 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 ein nicht dargestellter zweiter Photodetektor angeordnet ist. Dazu ist die dritte dichroitische Schicht 115 ausgebildet, dass ein geringer Anteil des von der ersten Lichtemissionsvorrichtung 140 emittierten Lichtes durch Reflexion an der dritten dichroitischen Schicht 115 und ein geringer Anteil des von der zweiten Lichtemissionsvorrichtung 141 emittierten Lichtes durch Transmission an der dritten dichroitischen Schicht 115 zu dem ersten Photodetektor geführt wird. Die vierte dichroitische Schicht 125 ist ausgebildet, dass ein geringer Anteil des von der dritten bis zu der fünften Lichtemissionsvorrichtung 142, 143, 144 emittierten Lichtes durch Reflexion der vierten dichroitischen Schicht 125 zu dem zweiten Photodetektor geführt wird. Der erste und der zweite Photodetektor sind ausgebildet, jeweils den Lichtstrom und das Wellenlängen-Spektrum der ihnen zugeordneten Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 zu detektieren. Der geringe Anteil hat dabei einen Wert in einem Bereich zwischen 0,1% und 5%, beispielsweise 1%, des jeweils emittierten Lichtstroms der zugeordneten Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144.In a further embodiment it can be provided that at the second light exit surface 114 of the first dichroic beam splitter 110 a in 1 not shown, the first photodetector and at the second light exit surface 124 of the second dichroic beam splitter 120 an unillustrated second photodetector is arranged. This is the third dichroic layer 115 formed such that a small proportion of that of the first light-emitting device 140 emitted light by reflection at the third dichroic layer 115 and a small portion of the second light emitting device 141 emitted light through Transmission at the third dichroic layer 115 is guided to the first photodetector. The fourth dichroic layer 125 is formed such that a small portion of the third to the fifth light emitting device 142 . 143 . 144 emitted light by reflection of the fourth dichroic layer 125 is guided to the second photodetector. The first and second photodetectors are formed, respectively, the luminous flux and the wavelength spectrum of their associated light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 to detect. The small proportion has a value in a range between 0.1% and 5%, for example 1%, of the respectively emitted luminous flux of the associated light-emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ,

Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine in 1 nicht dargestellte Regelungseinrichtung vorhanden ist, die mit der ersten bis zu der fünften Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 und mit dem nicht dargestellten ersten und dem zweiten Photodetektor verbunden ist und dazu ausgebildet ist, den jeweiligen Lichtstrom der ersten bis zu der fünften Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 abhängig von den Signalen des ersten und des zweiten Photodetektors zu regeln. In der Regelungseinrichtung kann zusätzlich ein Betriebsstundenzähler integriert sein. Sind Alterungsparameter der Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 und/oder der Photodetektoren bekannt, können diese zusätzlich bei der Regelung der Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 Berücksichtigung finden. Wenn die Beleuchtungsvorrichtung 100 in ein Operationsmikroskop 500 integriert ist, vgl. 5, kann die Regelungseinrichtung auch integraler Bestandteil einer Steuerungs- oder Regelungseinrichtung des Operationsmikroskops 500 sein. Die Regelungseinrichtung kann alternativ auch eine separate Baugruppe bilden, die mit der Steuerungsvorrichtung des Operationsmikroskops 500 verbunden ist.It may further be provided that a in 1 not shown, is provided with the first to the fifth light emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 and connected to the unillustrated first and second photodetectors and configured to receive the respective luminous flux of the first to the fifth light emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 depending on the signals of the first and the second photodetector to regulate. In addition, an operating hours counter can be integrated in the control device. Are aging parameters of light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 and / or the photodetectors, they can additionally in the control of the light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 Consideration. When the lighting device 100 in a surgical microscope 500 is integrated, cf. 5 , The control device may also be an integral part of a control or regulating device of the surgical microscope 500 be. The control device may alternatively also form a separate module, which is connected to the control device of the surgical microscope 500 connected is.

Durch die Photodetektoren werden gleichzeitig der tatsächliche Lichtstrom und das Wellenlängen-Spektrum jeder Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 detektiert. Abhängig von den Signalen der Photodetektoren, die beispielsweise mit voreingestellten Sollwerten verglichen werden können, kann eine aktive und schnelle Regelung aller Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 erfolgen. Die Regelungseinrichtung erlaubt ein aktives Farbmanagement, da das von der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Weißlicht, die Farbtemperatur, der Lichtstrom, der Farbwiedergabeindex-Wert und der R9-Index-Wert aktiv geregelt werden können. Die Regelung der Lichtemissionsvorrichtungen kann vorteilhaft in Echtzeit erfolgten, da die Signale der Photodetektoren parallel und gleichzeitig erfassbar sind. Leistungsschwankungen der Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 über deren Lebensdauer und eine damit verbundene mögliche sichtbare Farbdrift des erzeugten Weißlichtes können durch die Überwachung zuverlässig verhindert werden. Das Ergebnis ist ein sehr konstantes Weißlicht mit einem konstanten Farbwiedergabeindex-Wert und einem konstanten R9-Index-Wert über die gesamte Lebensdauer und der eingestellten Farbtemperatur der Beleuchtungsvorrichtung.By the photodetectors simultaneously become the actual luminous flux and the wavelength spectrum of each light emitting device 140 . 141 . 142 . 143 . 144 detected. Depending on the signals of the photodetectors, which can be compared, for example, with preset setpoints, an active and fast control of all light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 respectively. The control means allows active color management since the white light generated by the lighting device, the color temperature, the luminous flux, the color rendering index value and the R9 index value can be actively controlled. The regulation of the light emission devices can advantageously be carried out in real time, since the signals of the photodetectors are detectable in parallel and at the same time. Power fluctuations of the light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 Over their lifetime and an associated possible visible color drift of the generated white light can be reliably prevented by the monitoring. The result is a very constant white light with a constant color rendering index value and a constant R9 index value over the entire lifetime and the set color temperature of the lighting device.

In einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich vorgesehen sein, die Temperatur jeder Lichtemissionsvorrichtung 140, 141, 142, 143, 144 jeweils durch einen in 1 nicht dargestellten Temperatursensor zu messen. Dabei ist jeder Temperatursensor thermisch an eine Lichtemissionsvorrichtung gekoppelt und elektrisch mit der Regelungseinrichtung verbunden, sodass auch die Temperatur bei der Regelung berücksichtigt werden kann.In a further embodiment, the temperature of each light emitting device may additionally be provided 140 . 141 . 142 . 143 . 144 each by a in 1 to measure temperature sensor, not shown. Each temperature sensor is thermally coupled to a light emitting device and electrically connected to the control device, so that the temperature can be taken into account in the scheme.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Anordnung der ersten bis zu der fünften Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 bezogen auf die jeweiligen Lichteintrittsflächen vertauscht sind. In dieser Ausführungsform sind die Transmissionseigenschaften der ersten bis zu der vierten dichroitischen Schicht 107, 108, 115, 125 derart zu gestalten, dass jeweils das emittierte Licht jeder Lichtemissionsvorrichtungen 140, 141, 142, 143, 144 zu der Lichtaustrittsfläche 123 des zweiten dichroitischen Strahlteilers 120 geführt ist. Beispielsweise ist es vorstellbar, die erste und die vierte Lichtemissionsvorrichtung 140, 143 an den beiden Lichteintrittsflächen 111, 112 des ersten dichroitischen Strahlteilers 110 anzuordnen, die fünfte Lichtemissionsvorrichtung 144 an der zweiten Lichteintrittsfläche 104 des trichroitischen Strahlteilers 102 und die zweite und die dritte Lichtemissionsvorrichtung 141, 142 jeweils an der ersten und der dritten Lichteintrittsfläche 103, 105 des trichroitischen Strahlteilers 102 anzuordnen.In a further embodiment it can be provided that the arrangement of the first to the fifth light-emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 are reversed relative to the respective light entry surfaces. In this embodiment, the transmission properties of the first to the fourth dichroic layer 107 . 108 . 115 . 125 such that each of the emitted light of each light emitting devices 140 . 141 . 142 . 143 . 144 to the light exit surface 123 of the second dichroic beam splitter 120 is guided. For example, it is conceivable to use the first and fourth light-emitting devices 140 . 143 at the two light entry surfaces 111 . 112 of the first dichroic beam splitter 110 to arrange the fifth light-emitting device 144 at the second light entry surface 104 the trichroic beam splitter 102 and the second and third light emitting devices 141 . 142 in each case at the first and the third light entry surface 103 . 105 the trichroic beam splitter 102 to arrange.

2 zeigt ein erstes Diagramm 200, das einen Transmissionsgrad des ersten dichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt. 2 shows a first diagram 200 which represents a transmittance of the first dichroic beam splitter at different wavelengths.

Eine erste Abszisse 201 bezeichnet den Wellenlängenbereich des emittierten Lichtes zwischen 400 nm und 700 nm. Auf einer ersten Ordinate 202 ist ein Transmissionsgrad in Prozent angegeben. Eine erste Kurve 203 zeigt die Transmission des ersten dichroitischen Strahlteilers bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1.A first abscissa 201 denotes the wavelength range of the emitted light between 400 nm and 700 nm. On a first ordinate 202 a transmittance is given in percent. A first turn 203 shows the transmission of the first dichroic beam splitter according to the embodiment according to 1 ,

In einem Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 500 nm ist die Transmission größer als 90%. Für einen Wellenlängenbereich zwischen 500 nm und 620 nm fällt die Transmission von diesem Wert bis auf einen Wert von kleiner als 10% ab. Für Wellenlängen größer als 620 nm ist die Transmission kleiner als 10%.In a wavelength range between 400 nm and 500 nm, the transmission is greater than 90%. For a wavelength range between 500 nm and 620 nm, the transmission drops from this value to a value of less than 10%. For wavelengths greater than 620 nm, the transmission is less than 10%.

Damit bewirkt der erste dichroitische Strahlteiler eine hohe Transmission für die erste dominante Wellenlänge und eine geringe Transmission, aber hohe Reflexion für die zweite dominante Wellenlänge. Thus, the first dichroic beamsplitter effects high transmission for the first dominant wavelength and low transmission, but high reflection for the second dominant wavelength.

Es ist auch vorstellbar, dass die Anordnung der ersten und der zweiten Lichtemissionsvorrichtung bezogen auf die erste und die zweite Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen Strahlteilers vertauscht sind. In diesem Fall wäre die erste Kurve 203 zu invertieren, d. h. für Wellenlängen zwischen 400 nm und 500 nm wäre dann die Transmission kleiner als 10%, würde zwischen 500 nm und 620 nm von diesem Wert bis auf einen Wert von größer als 90% ansteigen und wäre für Wellenlängen größer als 620 nm größer als 90%.It is also conceivable that the arrangement of the first and the second light emitting device with respect to the first and the second light entry surface of the first dichroic beam splitter are reversed. In this case, the first turn would be 203 For wavelengths between 400 nm and 500 nm, the transmission would then be less than 10%, would increase between 500 nm and 620 nm from this value to a value greater than 90%, and would be greater for wavelengths greater than 620 nm than 90%.

3 zeigt ein zweites Diagramm 300, das einen Transmissionsgrad des zweiten dichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt. 3 shows a second diagram 300 which represents a transmittance of the second dichroic beam splitter at different wavelengths.

Eine zweite Abszisse 301 bezeichnet den Wellenlängenbereich des emittierten Lichtes zwischen 400 nm und 700 nm. Auf einer zweiten Ordinate 302 ist ein Transmissionsgrad in Prozent angegeben. Eine zweite Kurve 303 zeigt die Transmission des zweiten dichroitischen Strahlteilers bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1.A second abscissa 301 denotes the wavelength range of the emitted light between 400 nm and 700 nm. On a second ordinate 302 a transmittance is given in percent. A second turn 303 shows the transmission of the second dichroic beam splitter with respect to the embodiment according to 1 ,

In einem Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 490 nm ist die Transmission kleiner als 10%. Dies bedeutet, dass der blaue Farbbereich in Transmissionsrichtung weitgehend blockiert ist beziehungsweise der zweite dichroitische Strahlteiler für diesen Wellenlängenbereich eine Reflektivität von größer als 90% aufweist. Dies umfasst hauptsächlich das emittierte Licht der ersten Lichtemissionsvorrichtung mit der ersten dominanten Wellenlänge zwischen 452 nm und 462 nm.In a wavelength range between 400 nm and 490 nm, the transmission is less than 10%. This means that the blue color region in the transmission direction is largely blocked or the second dichroic beam splitter has a reflectivity of greater than 90% for this wavelength range. This mainly includes the emitted light of the first light emitting device having the first dominant wavelength between 452 nm and 462 nm.

In einem Übergangsbereich zwischen 490 nm und 510 nm steigt die Transmission auf einen Wert größer als 90% an.In a transition region between 490 nm and 510 nm, the transmission increases to a value greater than 90%.

In einem Wellenlängenbereich zwischen 510 nm und 630 nm ist die Transmission größer als 90%. Dies bedeutet dass der zweite dichroitische Strahlteiler eine hohe Transmission für die Farbbereiche grün, gelb (einschließlich amber) und orange-rot aufweist, d. h. für das emittierte Licht der dritten Lichtemissionsvorrichtung mit der dritten dominante Wellenlänge zwischen 614 nm und 624 nm, der vierten Lichtemissionsvorrichtung mit der vierten dominanten Wellenlänge zwischen 544 nm und 554 nm und der fünften Lichtemissionsvorrichtung mit der fünften dominanten Wellenlänge zwischen 595 nm und 605 nm.In a wavelength range between 510 nm and 630 nm, the transmission is greater than 90%. This means that the second dichroic beam splitter has a high transmission for the color ranges green, yellow (including amber) and orange-red, d. H. for the emitted light of the third light emitting device having the third dominant wavelength between 614 nm and 624 nm, the fourth light emitting device having the fourth dominant wavelength between 544 nm and 554 nm and the fifth light emitting device having the fifth dominant wavelength between 595 nm and 605 nm.

In einem Übergangsbereich zwischen 630 nm und 640 nm fällt die Transmission auf einen Wert von kleiner als 10% ab.In a transition region between 630 nm and 640 nm, the transmission drops to a value of less than 10%.

Für einen Wellenlängenbereich größer als 640 nm ist die Transmission kleiner als 10%. Dieser Wellenlängenbereich umfasst den roten Farbbereich. Die Reflektivität für diesen Wellenlängenbereich ist größer als 90%. Dies umfasst hauptsächlich das emittierte Licht der zweiten Lichtemissionsvorrichtung mit der zweiten dominanten Wellenlänge zwischen 646 nm und 656 nm.For a wavelength range greater than 640 nm, the transmission is less than 10%. This wavelength range includes the red color range. The reflectivity for this wavelength range is greater than 90%. This mainly includes the emitted light of the second light emitting device having the second dominant wavelength between 646 nm and 656 nm.

Es ist auch vorstellbar, dass die Anordnung des ersten dichroitischen Strahlteilers und des trichroitischen Strahlteilers bezogen auf die erste und die zweite Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen Strahlteilers vertauscht ist. In diesem Fall wäre die zweite Kurve 303 zu invertieren, d. h. für Wellenlängen kleiner als 490 nm oder größer als 640 nm wäre dann die Transmission größer als 90%, und für Wellenlängen zwischen als 510 nm und 630 nm wäre die Transmission kleiner als 10%.It is also conceivable that the arrangement of the first dichroic beam splitter and the trichroic beam splitter with respect to the first and the second light entry surface of the second dichroic beam splitter is reversed. In this case, the second curve would be 303 for wavelengths less than 490 nm or greater than 640 nm, the transmission would be greater than 90%, and for wavelengths between 510 nm and 630 nm, the transmission would be less than 10%.

4 zeigt ein drittes Diagramm 400, das einen Transmissionsgrad des trichroitischen Strahlteilers bei unterschiedlichen Wellenlängen darstellt. 4 shows a third diagram 400 , which represents a transmittance of the trichroic beam splitter at different wavelengths.

Eine dritte Abszisse 401 bezeichnet den Wellenlängenbereich des emittierten Lichtes zwischen 400 nm und 700 nm. Auf einer dritten Ordinate 402 ist ein Transmissionsgrad in Prozent angegeben. Eine dritte Kurve 403 zeigt die Transmission des trichroitischen Strahlteilers bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1.A third abscissa 401 denotes the wavelength range of the emitted light between 400 nm and 700 nm. On a third ordinate 402 a transmittance is given in percent. A third turn 403 shows the transmission of the trichroic beam splitter with respect to the embodiment according to 1 ,

In einem Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 570 nm beträgt die Transmission mehr als 90%. Für einen Wellenlängenbereich zwischen 570 nm und 580 nm fällt die Transmission von diesem Wert bis auf einen Wert von kleiner als 10% ab. Für Wellenlängen größer als 580 nm ist die Transmission kleiner als 10%.In a wavelength range between 400 nm and 570 nm, the transmission is more than 90%. For a wavelength range between 570 nm and 580 nm, the transmission drops from this value to a value of less than 10%. For wavelengths greater than 580 nm, the transmission is less than 10%.

Damit bewirkt der trichroitische Strahlteiler eine hohe Transmission für die vierte dominante Wellenlänge und eine geringe Transmission, aber hohe Reflexion für die dritte und die fünfte dominante Wellenlänge.Thus, the trichroic beam splitter provides high transmission for the fourth dominant wavelength and low transmission but high reflection for the third and fifth dominant wavelengths.

Bezogen auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist somit die Anordnung der dritten und der fünften Lichtemissionsvorrichtung 142, 144, bezogen auf die erste und dritte Lichteintrittsfläche 103, 105 des trichroitischen Strahlteilers 102, vertauschbar, da das emittierte Licht dieser zwei Lichtemissionsvorrichtungen 142, 144 jeweils in Reflexionsrichtung von der ersten und der dritten Lichteintrittsfläche 103, 105 zu der Lichtaustrittsfläche 106 des trichroitischen Strahlteilers geführt wird.Referring to the embodiment according to 1 is thus the arrangement of the third and the fifth light-emitting device 142 . 144 , relative to the first and third light entry surfaces 103 . 105 the trichroic beam splitter 102 , interchangeable, since the emitted light of these two light-emitting devices 142 . 144 in each case in the reflection direction of the first and the third light entry surface 103 . 105 to the light exit surface 106 the trichroic beam splitter is performed.

Der Bereich des sichtbaren Lichtes umfasst den Bereich der Wellenlängen von etwa 380 nm bis 780 nm. Für die in 2, 3 und 4 gezeigten Diagramme 200, 300, 400 ist der relevante Wellenlängenbereich zwischen 400 nm und 700 nm dargestellt. Die jeweils dargestellten Kurven 203, 303, 403 können jeweils für die Wellenlängenbereiche zwischen 380 nm und 400 nm und zwischen 700 nm und 800 nm stetig fortgesetzt werden. The range of visible light covers the range of wavelengths from about 380 nm to 780 nm. For the in 2 . 3 and 4 shown diagrams 200 . 300 . 400 the relevant wavelength range between 400 nm and 700 nm is shown. The curves shown in each case 203 . 303 . 403 can be continuously continued for the wavelength ranges between 380 nm and 400 nm and between 700 nm and 800 nm.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Beleuchtungsvorrichtung, erste AusführungsformLighting device, first embodiment
102102: Trichroitischer StrahlteilerTrichroic beam splitter
103103: Erste Lichteintrittsfläche des trichroitischen StrahlteilersFirst light entry surface of the trichroic beam splitter
104104: Zweite Lichteintrittsfläche des trichroitischen StrahlteilersSecond light entrance surface of the trichroic beam splitter
105105: Dritte Lichteintrittsfläche des trichroitischen StrahlteilersThird light entrance surface of the trichroic beam splitter
106106: Lichtaustrittsfläche des trichroitischen StrahlteilersLight exit surface of the trichroic beam splitter
107107: Erste dichroitische SchichtFirst dichroic layer
108108: Zweite dichroitische SchichtSecond dichroic layer
109109: LichtaustrittsstelleLight exit point
110110: Erster dichroitischer StrahlteilerFirst dichroic beam splitter
111111: Erste Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen StrahlteilersFirst light entry surface of the first dichroic beam splitter
112112: Zweite Lichteintrittsfläche des ersten dichroitischen StrahlteilersSecond light entrance surface of the first dichroic beam splitter
113113: Erste Lichtaustrittsfläche des ersten dichroitischen StrahlteilersFirst light exit surface of the first dichroic beam splitter
114114: Zweite Lichtaustrittsfläche des ersten dichroitischen StrahlteilersSecond light exit surface of the first dichroic beam splitter
115115: Dritte dichroitische SchichtThird dichroic layer
120120: Zweiter dichroitischer StrahlteilerSecond dichroic beam splitter
121121: Erste Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen StrahlteilersFirst light entry surface of the second dichroic beam splitter
122122: Zweite Lichteintrittsfläche des zweiten dichroitischen StrahlteilersSecond light entry surface of the second dichroic beam splitter
123123: Erste Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen StrahlteilersFirst light exit surface of the second dichroic beam splitter
124124: Zweite Lichtaustrittsfläche des zweiten dichroitischen StrahlteilersSecond light exit surface of the second dichroic beam splitter
125125: Vierte dichroitische SchichtFourth dichroic layer
140140: Erste LichtemissionsvorrichtungFirst light emission device
141141: Zweite LichtemissionsvorrichtungSecond light emission device
142142: Dritte LichtemissionsvorrichtungThird light emission device
143143: Vierte LichtemissionsvorrichtungFourth light-emitting device
144144: Fünfte LichtemissionsvorrichtungFifth light emission device
146146: Wabenkondensorhoneycomb condenser
200200: Erstes DiagrammFirst diagram
201201: Erste AbszisseFirst abscissa
202202: Erste OrdinateFirst ordinate
203203: Erste KurveFirst turn
300300: Zweites DiagrammSecond diagram
301301: Zweite AbszisseSecond abscissa
302302: Zweite OrdinateSecond ordinate
303303: Zweite KurveSecond turn
400400: Drittes DiagrammThird diagram
401401: Dritte AbszisseThird abscissa
402402: Dritte OrdinateThird ordinate
403403: Dritte KurveThird turn
500500: Operationsmikroskopsurgical microscope

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 6169 [0018]

Claims

Lighting device ( 100 ) for a surgical microscope ( 500 ), comprising - a trichroic beam splitter ( 102 ) with a first light entry surface ( 103 ), a second light entry surface ( 104 ) and a third light entry surface ( 105 ) and a light exit surface ( 106 ), - a first dichroic beam splitter ( 110 ) and a second dichroic beam splitter ( 120 ), the dichroic beam splitters ( 110 . 120 ) two light entry surfaces ( 111 . 112 . 121 . 122 ) and at least one light exit surface ( 113 . 123 ), - a first, a second, a third, a fourth and a fifth light emission device ( 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ) each emitting light and each having a mutually different wavelength spectrum, wherein the first and the second light emitting device ( 140 . 141 ) are arranged so that light emitted by each of a light entrance surface ( 111 . 112 ) of the first dichroic beam splitter ( 110 ), wherein the third and the fourth and the fifth light emitting device ( 142 . 143 . 144 ) are arranged such that light emitted by them in each case the first, the second and the third light entry surface ( 103 . 104 . 105 ) of the trichroic beam splitter ( 102 ), wherein the first dichroic beam splitter ( 110 ) with the second dichroic beam splitter ( 120 ) and the second dichroic beam splitter ( 120 ) with the light exit surface ( 106 ) of the trichroic beam splitter ( 103 ) is coupled so that from the first to the fifth light-emitting device ( 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ) emitted light at a light exit point ( 109 ) of the lighting device ( 100 ) to white light added.

Lighting device according to claim 1, wherein each of the light emitting devices ( 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ) each having a dominant wavelength, wherein the first light emitting device ( 140 ) a first dominant wavelength between 452 nm and 462 nm, the second light emitting device ( 141 ) a second dominant wavelength between 646 nm and 656 nm, the third light emitting device ( 142 ) a third dominant wavelength between 614 nm and 624 nm, the fourth light-emitting device ( 143 ) a fourth dominant wavelength between 544 nm and 554 nm and the fifth light emitting device ( 144 ) has a fifth dominant wavelength between 595 nm and 605 nm so that the white light has a color rendering index value in a range of 87 to 100 and an R9 index value in a range of 45 to 100.

Lighting device ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the trichroic beam splitter ( 102 ) has a transmission of greater than 90% for wavelengths less than 570 nm and a transmission of less than 10% for wavelengths greater than 580 nm.

Lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the first dichroic beam splitter ( 110 ) has a transmission of greater than 90% for wavelengths less than 500 nm and a transmission of less than 10% for wavelengths greater than 620 nm.

Lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the second dichroic beam splitter ( 120 ) has a transmission of greater than 90% for wavelengths in a range between 510 nm and 630 nm and has a transmission of less than 10% for wavelengths less than 490 nm or greater than 640 nm.

Lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein at least one dichroic beam splitter ( 110 . 120 ) is formed as a prism block comprising two prisms.

Lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein at least one light emission device ( 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ) has a primary optic.

Lighting device ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein between each light emitting device ( 140 . 141 . 142 . 143 . 144 ) and the light exit point ( 109 ) the same optical path length exists.

Lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein at the light exit point ( 109 ) a honeycomb condenser ( 146 ) is arranged.

Surgical microscope ( 500 ) with a lighting device ( 100 ) according to one of the preceding claims.