DE102019209320A1

DE102019209320A1 - Device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for devices

Info

Publication number: DE102019209320A1
Application number: DE102019209320.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Reinhardt; Dietrich Martin
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-06-25
Also published as: WO2020259863A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit der die verschiedenen Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit, insbesondere für ophthalmologische Geräte, hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung oder eines anderen Parameters optimiert werden können.Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht dazu aus einer Beleuchtungsquelle, einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeugung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen. Erfindungsgemäß ist neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer Beleuchtungsvariante vorhanden.Die vorgeschlagene Beleuchtungseinheit ist für ophthalmologische Geräte, insbesondere zur Untersuchung und Dokumentation, wie beispielsweise Funduskameras, Operationsmikroskope und Spaltlampen vorgesehen. Allerdings kann die Lösung auch überall dort angewendet werden, wo mit einer Beleuchtungsquelle und verschiedenen Filtern und/oder Blenden Beleuchtungsvarianten mit einer annähernd gleichen bzw. anwendungsspezifischen Lichtintensität erzeugt werden sollen.The invention relates to a device with which the various lighting variants of a lighting unit, in particular for ophthalmic devices, can be optimized with regard to their light output power or another parameter. The proposed device consists for this purpose of a lighting source, a filter exchange unit with different spectral filters and / or an aperture -Exchangeable unit with diaphragms of different apertures to generate different lighting variants with defined spectral and / or geometric lighting distributions. According to the invention, in addition to the spectral filters and / or apertures present in the filter and / or aperture exchange unit, there is at least one additional filter for specifically weakening the illumination distribution of an illumination variant. The proposed illumination unit is for ophthalmic devices, in particular for examination and documentation, such as fundus cameras , Surgical microscopes and slit lamps are provided. However, the solution can also be used wherever lighting variants with approximately the same or application-specific light intensity are to be generated with an illumination source and different filters and / or screens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit der die verschiedenen Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte, insbesondere für ophthalmologische Geräte, hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung oder eines anderen Parameters, wie z. B. eines „gleichen“ Helligkeitseindruckes oder der maximal zulässiger Beleuchtungsstärke optimiert werden können.The present invention relates to a device with which the different lighting variants of a lighting unit for devices, in particular for ophthalmic devices, with regard to their light output or another parameter, such as. B. a "same" impression of brightness or the maximum permissible illuminance can be optimized.

Grundlegende Idee für die unterschiedlichen Anwendungsfälle ist es, unterschiedliche Beleuchtungsparameter verschiedener Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit durch gezieltes Abschwächen „stärkerer“ Beleuchtungsvarianten zu optimieren. Als zu optimierende Parameter können im spektral selektiven Fall (verschiedene Farben) beispielsweise ein identischer Helligkeitseindruck oder identische Lichtausgangsleistungen trotz verschiedener Farben sein. Im geometrisch selektiven Fall (verschiedene Aperturen) kann dies beispielsweise die Zeit bis zum Erreichen eines z.B. normativen Grenzwerts einer Beleuchtungsdosis sein. Dies wird durch die Einführung neuartiger, deutlich effizienterer Lichtquellen und die damit einhergehende geringere zu managende thermische Verlustleistung ermöglicht.The basic idea for the different applications is to optimize different lighting parameters of different lighting variants of a lighting unit by deliberately weakening “stronger” lighting variants. In the spectrally selective case (different colors), the parameters to be optimized can be, for example, an identical impression of brightness or identical light output powers despite different colors. In the geometrically selective case (different apertures), this can, for example, be the time until e.g. normative limit of a lighting dose. This is made possible by the introduction of new, significantly more efficient light sources and the associated lower thermal power loss to be managed.

Aus dem Stand der Technik sind Geräte hinreichend bekannt, die über mehrere farblich und/oder geometrisch Beleuchtungsvarianten verfügen. Dies gilt auch für ophthalmologische Geräte, insbesondere zur Untersuchung und Dokumentation am Auge, wie beispielsweise Funduskameras und Spaltlampen.Devices are well known from the prior art which have several color and / or geometric lighting variants. This also applies to ophthalmic devices, in particular for examination and documentation on the eye, such as fundus cameras and slit lamps.

Diese Geräte beinhalten neben der klassischen weißen Beleuchtung meist noch Einstellungen für andere Beleuchtungen, so z. B. für eine blaue Beleuchtung zur Fluoreszenzanregung, und eine rot-freie Beleuchtung zur Kontrastverstärkung bei der Darstellung von Blutgefäßen. Manchmal sind auch noch Grau- oder Kaltglasfilter verfügbar, um schnell und gezielt die Helligkeit um ein vorbestimmtes Maß abzusenken bzw. einen nicht zur Diagnose benötigten Anteil nah-infraroten Lichts zu unterdrücken. Eher selten beinhalten derartige Geräte auch noch eine rote Beleuchtung für das Untersuchungsfeld.In addition to the classic white lighting, these devices usually also contain settings for other lighting. B. for a blue illumination for fluorescence excitation, and a red-free illumination for contrast enhancement in the display of blood vessels. Sometimes gray or cold glass filters are also available to quickly and specifically reduce the brightness by a predetermined amount or to suppress a portion of near-infrared light that is not required for diagnosis. Such devices rarely include red lighting for the examination field.

Zusätzlich ist es häufig möglich, dass die Geräte auch noch unterschiedliche geometrische Aperturen zur Formung des Beleuchtungsfelds bereitstellen. Dies kann z.B. bei der Funduskameras eine Einstellung zur Beleuchtung bei kleiner Pupille oder bei eine Spaltlampe Spalte unterschiedlich fester Breite oder aber ring- oder rechteckförmige Blenden mit verschiedenen geometrischen Abmessungen sein.In addition, it is often possible that the devices also provide different geometric apertures for shaping the lighting field. This can e.g. in the case of fundus cameras, a setting for illumination with a small pupil or with a slit lamp can be gaps of different fixed widths or alternatively ring-shaped or rectangular diaphragms with different geometrical dimensions.

Es ist möglich, dass dem Nutzer unterschiedliche, dem Anwendungsfeld entsprechend spektral optimierte Beleuchtungsvarianten, z.B. vorderer Augenabschnitte (transparente Medien) und hinterer Augenabschnitt (durchblutetes Gewebe), zur Verfügung gestellt werden.It is possible for the user to have different lighting variants, e.g. spectrally optimized according to the field of application, e.g. anterior segment (transparent media) and posterior segment (perfused tissue).

Für die verschiedenfarbige Beleuchtungen wird fast immer die gleiche (multispektrale/breitbandige) Beleuchtungsquelle verwendet. Die Auswahl der unterschiedlichen Farben erfolgt dann durch das Einschwenken verschiedener Filter in den Beleuchtungsstrahlengang, wodurch die unerwünschten spektralen Lichtanteile unterdrückt werden. Dies führt zwangsweise dazu, dass die Lichtverteilungen unterschiedlich hell erscheinen, weil ein oder mehrere Spektralbereiche unterdrückt werden.The same (multispectral / broadband) illumination source is almost always used for the differently colored illuminations. The different colors are then selected by pivoting different filters into the illuminating beam path, as a result of which the undesired spectral light components are suppressed. This inevitably leads to the light distributions appearing differently bright because one or more spectral ranges are suppressed.

Als Beleuchtungsquelle werden beispielsweise Glüh- und Halogenlampen verwendet, die das Licht durch Glühemission eines elektrisch aufgeheizten Glühdrahts erzeugen (thermische Strahler). Allerdings ist die Energieeffizienz dieser thermischen Strahler mit einem sichtbaren Nutzlichtanteil von nur ca. 5% Energiekonversion sehr niedrig, so dass lediglich eine Lichtausbeute im Bereich von 10 bis 30 Im/W erzielbar ist. Der größte Anteil der eingesetzten Energie wird in Form von langwelliger und damit unsichtbarer Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben.For example, incandescent and halogen lamps are used as the illumination source, which generate the light by emitting an electrically heated glow wire (thermal radiators). However, the energy efficiency of these thermal radiators is very low with a visible useful light fraction of only approx. 5% energy conversion, so that only a light yield in the range from 10 to 30 Im / W can be achieved. Most of the energy used is emitted to the environment in the form of long-wave and therefore invisible heat radiation.

Beispielhaft wird hierzu auf die DE 103 14 944 A1 verwiesen, die eine auf einer Bogenlampe basierende Beleuchtungs- und Bestrahlungseinheit für ophthalmologische Geräte beschreibt. Zur Erzeugung spezieller Beleuchtungsmuster und/oder Profile finden hierbei optische Filter, Blenden und/oder optoelektronische Lichtmodulatoren Verwendung.An example of this is the DE 103 14 944 A1 referenced, which describes an arc lamp based lighting and radiation unit for ophthalmic devices. Optical filters, diaphragms and / or optoelectronic light modulators are used to generate special lighting patterns and / or profiles.

Die Verwendung derartiger thermischer Strahler als Beleuchtungsquelle hat neben der genannten schlechten Energieeffizienz den Nachteil, dass die Wärmestrahlung vom Gerät gezielt an die Umgebung abgeführt werden muss, ohne dabei eine Belastung/Gefährdung für den Bediener oder Patienten zu erzeugen.In addition to the poor energy efficiency mentioned, the use of such thermal emitters as the illumination source has the disadvantage that the heat radiation from the device has to be dissipated to the environment in a targeted manner without creating a burden / danger for the operator or patient.

Dieser Sachverhalt führt bei derartigen Beleuchtungsquellen neben erhöhten Kosten für Bauraum und Wärmeschutzmaßnahmen zu einer reduzierten, erreichbaren maximalen Beleuchtungsstärke. Maximal zulässige Lichtintensitäten sind in Abhängigkeit von der Lichtverteilung für die Nutzung medizinischer Diagnosegeräte am Auge z. B. in der ISO 15004-2:2007 (Ophthalmische Instrumente - Grundlegende Anforderungen und Prüfverfahren - Teil 2: Schutz gegen Gefährdung durch Licht) festgelegt.In the case of such lighting sources, this fact leads not only to increased costs for installation space and thermal protection measures, but also to a reduced, achievable maximum illuminance. The maximum permissible light intensities are dependent on the light distribution for the use of medical diagnostic devices on the eye. B. in the ISO 15004-2: 2007 (Ophthalmic instruments - basic requirements and test methods - part 2nd : Protection against light hazards).

Für die ophthalmologischen Geräte mit nur einer Beleuchtungsquelle erzeugt die „neutrale“, weiße Beleuchtung die höchste Strahlenbelastung des Auges. Alle anderen Lichtverteilungen basieren in der Regel auf dieser maximal möglichen Lichtintensität und sind daher im Regelfall deutlich reduziert. Dies führt dazu, dass die maximale zur Verfügung stehende Intensität z. B. zur Fluoreszenzanregung relativ niedrig ist, da große Spektralbereiche des von der Beleuchtungsquelle emittierten Spektrums durch Filter unterdrückt werden.For the ophthalmic devices with only one lighting source, the "neutral" white one Illumination the highest radiation exposure of the eye. All other light distributions are usually based on this maximum possible light intensity and are therefore usually significantly reduced. This means that the maximum available intensity z. B. for fluorescence excitation is relatively low, since large spectral ranges of the spectrum emitted by the illumination source are suppressed by filters.

In letzter Zeit haben sich jedoch weitere Beleuchtungsquelle, wie beispielsweise LEDs durchgesetzt, die zur Lichterzeugung Quantenprozesse nutzten und eine erheblich größere Lichtausbeute von 60 bis 160 Im/W erreichen. Zusätzlich ist ihr Nutzlichtanteil mit ca. 30% deutlich erhöht. Somit kann die für einen gleichen Lichtstrom zur Verfügung zu stellende, elektrische Leistung um ca. 80-85 % reduziert werden. Da ein geringerer Teil der elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt wird, erreichen die Leuchtmittel bei weitem nicht so hohe Temperaturen und die entstehende Abwärme lässt sich somit sehr viel leichter kontrollieren.Recently, however, other lighting sources, such as LEDs, have become established, which use quantum processes to generate light and achieve a considerably greater luminous efficacy of 60 to 160 Im / W. In addition, their share of useful light is significantly increased at around 30%. The electrical power to be made available for the same luminous flux can thus be reduced by approximately 80-85%. Since a smaller part of the electrical power is converted into heat, the lamps do not reach temperatures that high by far and the waste heat generated is therefore much easier to control.

Hierzu wird auf die DE 10 2006 010 105 A1 verwiesen, die ein ophthalmologisches Gerät mit homogener Beleuchtung beschreibt. Als Beleuchtungsquelle werden hierbei spektralselektiv emittierende Strahlungsquellen auf organischer oder anorganischer Basis, wie beispielsweise LEDs, SLDs, Laser oder OLEDs verwendet. Unterschiedliche Farben für die Beleuchtung lassen sich hierbei durch gezielte Ansteuerung einzelnen oder mehrerer Strahlungsquellen erzeugen, wobei diese breitbandige, schmalbandige oder auch monochromatische Spektren emittieren können. Auch bei dieser Lösung ist es erforderlich die Strahlenbelastung des Auges so gering wie möglich und innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Dazu muss die optische Leistung und/oder die Geometrie des von den einzelnen Strahlungsquellen emittierten Lichtes ermittelt, überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden.For this, the DE 10 2006 010 105 A1 referenced, which describes an ophthalmic device with homogeneous lighting. Spectrally selectively emitting radiation sources on an organic or inorganic basis, such as LEDs, SLDs, lasers or OLEDs, are used as the illumination source. Different colors for the lighting can be generated by specifically controlling individual or multiple radiation sources, which can emit broadband, narrowband or even monochromatic spectra. With this solution, too, it is necessary to keep the radiation exposure of the eye as low as possible and within the permissible limits. For this purpose, the optical power and / or the geometry of the light emitted by the individual radiation sources must be determined, monitored and, if necessary, corrected.

Aus dem Stand der Technik sind auch ophthalmologische Geräte bekannt, deren Beleuchtungseinheit über Mittel zur Veränderung bzw. Anpassung der Beleuchtungslichtmenge an unterschiedliche Situationen beinhaltet. Dies erfolgt indem der, aus einer Mehrzahl von Filtertypen und/oder Blendentypen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften ausgewählte und in den optischen Weg des Beleuchtungssystems eingeschwenkte Filter-/Blendentyp detektiert und die Beleuchtungslichtquelle derart gesteuert wird, dass die Beleuchtungslichtmenge automatisch auf einen Betrag einstellbar ist, der dem detektierten Filter-/Blendentyp entspricht. Dadurch sollen die farbig unterschiedlichen Beleuchtungen einen „gleichen“ Helligkeitseindruck erhalten bzw. die normativ maximal zulässige Beleuchtungsstärke eingehalten werden.Also known from the prior art are ophthalmological devices whose lighting unit contains means for changing or adapting the amount of illuminating light to different situations. This is done by detecting the filter / diaphragm type selected from a plurality of filter types and / or diaphragm types with different optical properties and pivoting into the optical path of the lighting system and controlling the illuminating light source in such a way that the amount of illuminating light is automatically adjustable to an amount that corresponds to the detected filter / aperture type. This should give the different colored illuminations a "same" impression of brightness or maintain the normatively maximum permissible illuminance.

Hierzu ist jedoch anzumerken, dass die ständige Veränderung der Beleuchtungslichtmenge bei notwendigen Sicherheitsanalysen hinsichtlich der maximalen Strahlenbelastung des Auges zu einem Problem führen kann. Der Nachweis einer, unter allen Umständen fehlerfreien und damit ungefährlichen Funktion ist nur mit einem erhöhten Aufwand und unter Umständen gar nicht möglich.However, it should be noted that the constant change in the amount of illuminating light can lead to a problem in the case of necessary safety analyzes with regard to the maximum radiation exposure of the eye. The proof of a function that is error-free and therefore harmless under all circumstances is only possible with increased effort and under certain circumstances not at all.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Beleuchtungseinheit für ophthalmologische Geräte zu entwickeln, die die Nachteile der bekannten Lösungen behebt, so dass unterschiedliche Beleuchtungsvarianten hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung zumindest annähernd gleich bzw. für deren spezielle Anwendung optimiert sind. Weiterhin soll die Einhaltung der Bestimmungen bezüglich der maximal zulässigen Strahlenbelastung des Auges unter allen Bedingungen gewährleistet sein.The object of the present invention is to develop a lighting unit for ophthalmological devices which overcomes the disadvantages of the known solutions, so that different lighting variants are at least approximately the same with regard to their light output power or are optimized for their special application. Furthermore, compliance with the provisions regarding the maximum permissible radiation exposure of the eye should be guaranteed under all conditions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle und einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeugung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen, dadurch gekennzeichnet, dass neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer der Beleuchtungsvarianten vorhanden ist.This object is achieved according to the invention with the device for optimizing the illumination variants of an illumination unit for devices, consisting of an illumination source and a filter exchange unit with different spectral filters and / or an aperture exchange unit with apertures of different aperture for generating different illumination variants with defined spectral and / or geometric Illumination distributions, characterized in that in addition to the spectral filters and / or apertures present in the filter and / or aperture exchange unit, there is at least one additional filter for the targeted weakening of the illumination distribution of one of the illumination variants.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention the object is achieved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante eines ophthalmologischen Gerätes vorhanden.According to a first preferred embodiment, at least one additional filter is provided for the targeted weakening of the most energy-rich lighting variant of an ophthalmic device.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvarianten vorhanden, die als Graufilter ausgeführt sind und keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die spektrale(n) und/oder geometrische(n) Eigenschaft(en) des/der jeweiligen Spektralfilter(s)/Blenden haben. Essentiell ist dabei die (abgeschwächte) spektrale Charakteristik. Dabei können die Filter zur Abschwächung aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch anderen Materialien bestehen.According to a second preferred embodiment, there are several additional filters for attenuating the high-energy lighting variants, which are designed as gray filters and have no or only a slight influence on the spectral (s) and / or geometric (s) property of the respective spectral filter (s) (s) / have apertures. The (weakened) spectral characteristic is essential. The filters for attenuation can be made of glass, plastic, gel or other materials.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung betreffen die Anordnung der zusätzlichen Filter zur Abschwächung, diese können beispielsweise:

• in eine weitere Wechseleinheit integriert sein,
• dem jeweiligen Spektralfilter und/oder der jeweiligen Blende zugeordnet und mit in die jeweilige Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit integriert sein oder
• in Form einer (dünnen) Reflektor- oder Absorberschicht auf das jeweilige Spektralfilter bzw. die entsprechende Blende aufgebracht sein.

Another advantageous embodiment relates to the arrangement of the additional filters for attenuation, for example:

Be integrated in a further exchange unit,
• assigned to the respective spectral filter and / or the respective aperture and integrated with the respective filter and / or aperture exchange unit or
• be applied in the form of a (thin) reflector or absorber layer to the respective spectral filter or the corresponding aperture.

Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so dimensioniert, dass alle Beleuchtungsvarianten hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung oder eines anderen Parameters, wie beispielsweise eines „gleichen“ Helligkeitseindruckes, annähernd gleich sind.According to the invention, the additional filters for attenuation are dimensioned in such a way that all lighting variants are approximately the same with regard to their light output or another parameter, such as, for example, a “same” impression of brightness.

Die vorgeschlagene Beleuchtungseinheit ist für ophthalmologische Geräte, insbesondere zur Untersuchung und Dokumentation, wie beispielsweise Funduskameras, Operationsmikroskope und Spaltlampen vorgesehen. Allerdings kann die Lösung auch überall dort angewendet werden, wo mit einer Beleuchtungsquelle und verschiedenen Filtern und/oder Blenden Beleuchtungsvarianten mit einer annähernd gleichen bzw. anwendungsspezifischen Lichtintensität erzeugt werden sollen.The proposed lighting unit is intended for ophthalmic devices, in particular for examination and documentation, such as fundus cameras, surgical microscopes and slit lamps. However, the solution can also be used wherever lighting variants with approximately the same or application-specific light intensity are to be generated with an illumination source and different filters and / or screens.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen

1: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern erzeugte Beleuchtungsvarianten,
2: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und einem Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvarianten,
3: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und Filtern zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvarianten,
4: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden erzeugte Beleuchtungsvarianten,
5: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels zweier verschiedener Blenden und einem Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvariante erzeugte Energieverteilung und
6: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden und Filtern zur Abschwächung erzeugten Beleuchtungsvarianten und deren exemplarischen Dimensionierung.

The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show this

1 : the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters,
2nd : the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters and an attenuation filter,
3rd : the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters and filters for attenuation,
4th : the relative energy emitted by a lighting source, for lighting variants generated by means of various apertures,
5 : the relative energy emitted by a lighting source, for energy distribution generated by means of two different diaphragms and a filter for weakening the higher-energy lighting variant and
6 : the relative energy emitted by a lighting source, for lighting variants generated by means of various diaphragms and filters and their exemplary dimensioning.

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte besteht aus einer Beleuchtungsquelle, einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeugung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen.The proposed device for optimizing the illumination variants of an illumination unit for devices consists of an illumination source, a filter exchange unit with different spectral filters and / or an aperture exchange unit with apertures of different aperture for generating different illumination variants with defined spectral and / or geometric illumination distributions.

Erfindungsgemäß ist neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer Beleuchtungsvariante vorhanden.According to the invention, in addition to the spectral filters and / or apertures present in the filter and / or aperture exchange unit, there is at least one additional filter for specifically weakening the illumination distribution of an illumination variant.

Beispielhaft wird im Weiteren eine detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierung von Beleuchtungsvarianten gegeben. Eine vergleichbare Beschreibung bei der Nutzung von Blenden mit unterschiedlichen Aperturen wird weiter unten gegeben.A detailed description of the method according to the invention for optimizing lighting variants is given below by way of example. A comparable description when using diaphragms with different apertures is given below.

Einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend ist mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante eines ophthalmologischen Gerätes vorhanden.According to a first advantageous embodiment, there is at least one additional filter for the targeted attenuation of the most energy-intensive lighting variant of an ophthalmic device.

Hierzu zeigt die 1 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern erzeugte Beleuchtungsvarianten. Während der Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ dem Spektrum der Beleuchtungsquelle entspricht, ergeben sich die Beleuchtungsvarianten „Weiß 2“, „Grün“, „Rot“ und „Blau“ mit Hilfe verschiedener Spektralfilter aus der Beleuchtungsquelle. The shows 1 the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters. While the lighting variant "White 1" corresponds to the spectrum of the lighting source, the lighting variants "White 2", "Green", "Red" and "Blue" result from the lighting source with the aid of various spectral filters.

Da die Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ dem Spektrum der Beleuchtungsquelle (ohne zusätzliches Filter) entspricht, ist dessen Energiegehalt deutlich am größten. Es ist festzustellen, dass der Energiegehalt der jeweiligen Beleuchtungsvariante umso kleiner ausfällt, je schmalbandiger das entsprechende Spektralfilter ist. Bedingt durch die unterschiedlichen Filtercharakteristiken und den spektralabhängigen Energiegehalt kommt es zu den deutlich unterschiedlichen, aber immer kleineren Energieabstrahlungen in den einzelnen Beleuchtungsvarianten.Since the "White 1" lighting variant corresponds to the spectrum of the lighting source (without additional filter), its energy content is clearly the greatest. It should be noted that the narrower the corresponding spectral filter, the smaller the energy content of the respective lighting variant. Due to the different filter characteristics and the spectral-dependent energy content, there are significantly different, but ever smaller, energy emissions in the individual lighting variants.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die energiereichen spektralen Beleuchtungsvarianten, die damit auch die maximale Strahlenbelastung für das Auge definieren, gezielt abzuschwächen.The invention is based on the idea of the high-energy spectral lighting variants thus also defining the maximum radiation exposure for the eye.

Ein Anheben der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle unter Einhaltung des Grenzwertes für die maximale Strahlenbelastung nach Abschwächung der energiereichen Beleuchtungsvarianten führt dann zwangsläufig dazu, dass die Leistung der Lichtquelle und damit aller anderen Beleuchtungsvarianten angehoben werden kann und damit für die jeweilige Anwendung optimiert bzw. erhöht ist.Increasing the radiation power of the lighting source while observing the limit value for the maximum radiation exposure after weakening the high-energy lighting variants then inevitably means that the power of the light source and thus all other lighting variants can be increased and thus optimized or increased for the respective application.

Erfindungsgemäß ist neben den in der Filterwechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern mindestens ein zusätzliches abschwächendes Element, z. B. ein Neutralfilter zur Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante vorhanden.According to the invention, in addition to the spectral filters present in the filter change unit, at least one additional attenuating element, e.g. B. a neutral filter to attenuate the most energetic lighting variant available.

Hierzu zeigt die 2 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und einem Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvarianten.The shows 2nd the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters and an attenuation filter.

Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Darstellung verfügt die Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ (Spektrum der Beleuchtungsquelle) über ein zusätzliches Filter zu dessen Abschwächung. Dabei ist das Filter beispielhaft so bemessen, dass der Energiegehalt der Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ identisch mit dem der Beleuchtungsvariante „Weiß 2“ ist. In diesem konkreten Beispiel hat die optische Dichte des Filters einen Wert von OD=0,32. Es ist neben einer Optimierung auf den Energiegehalt auch möglich den visuellen Helligkeitseindruck anzugleichen.Unlike the one in 1 As shown, the lighting variant "White 1" (spectrum of the lighting source) has an additional filter to attenuate it. For example, the filter is dimensioned such that the energy content of the "White 1" lighting variant is identical to that of the "White 2" lighting variant. In this specific example, the optical density of the filter has a value of OD = 0.32. In addition to optimizing the energy content, it is also possible to adjust the visual impression of brightness.

Die Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ wird grundsätzlich durch eine Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle im konkreten Beispiel um den Faktor 2,1 kompensiert.The weakening of the most energetic lighting variant "White 1" is fundamentally compensated for by an increase in the radiation power of the lighting source in the specific example by a factor of 2.1.

Nach dieser Erhöhung ist die Energie der Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ identisch mit der Eingangssituation dargestellt in 1 (ohne Filter, ohne erhöhte Abstrahlleistung). Es ist allerdings zu erkennen, dass die Energien aller anderen Beleuchtungsvarianten damit ebenfalls um den Faktor 2,1 angehoben wurden.After this increase, the energy of the "White 1" lighting variant is identical to the input situation shown in 1 (without filter, without increased radiation power). However, it can be seen that the energies of all other lighting variants have also been increased by a factor of 2.1.

Vorzugsweise sind jedoch mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvarianten und besonders bevorzugt für alle außer der energieschwächsten Beleuchtungsvariante vorhanden.However, there are preferably a plurality of additional filters for weakening the high-energy lighting variants and particularly preferably for all except the low-energy lighting variant.

Dem erfindungsgemäßen Gedanken entsprechend ist es auch möglich alle Beleuchtungsvarianten mit zumindest annähernd gleicher Energie leuchten zu lassen. Dazu ist es erforderlich alle, bis auf die energieschwächste Beleuchtungsvariante sinnvoll durch zusätzliche Filter abzuschwächen und die Abstrahlleistung der genutzten Beleuchtungsquelle unter Beachtung des Grenzwertes für die maximale Strahlenbelastung am Auge um einen entsprechenden Wert zu erhöhen.According to the idea of the invention, it is also possible to let all lighting variants shine with at least approximately the same energy. For this purpose, it is necessary that all but the weakest lighting variant be sensibly weakened by additional filters and that the radiation power of the lighting source used is increased by a corresponding value, taking into account the limit value for the maximum radiation exposure to the eye.

Hierzu zeigt die 3 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvarianten, wobei lediglich die energieschwächste Beleuchtungsvariante über kein abschwächendes Filter verfügt. Es ist zu beachten, dass die energieschwächste Beleuchtungsvariante (in unserem Beispiel Beleuchtungsvariante „Rot“) die Gesamthelligkeit definiert und alle anderen Beleuchtungsvarianten um entsprechend dimensionierte Filter zu ergänzen und damit passend abzuschwächen sind. Die absolute Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle muss dann entsprechend erhöht werden.The shows 3rd the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of spectral filters and filters for attenuation, only the illumination variant with the lowest energy having no attenuating filter. It should be noted that the lowest-energy lighting variant (in our example lighting variant "red") defines the overall brightness and all other lighting variants are to be supplemented with appropriately dimensioned filters and thus to be appropriately weakened. The absolute radiation power of the lighting source must then be increased accordingly.

Nur der Vollständigkeit halber wird hier erwähnt, dass man auch die schwächste Beleuchtungsvariante noch durch ein zusätzliches Filter ergänzen kann, wenn dies auch technisch nicht unbedingt sinnvoll erscheint.For the sake of completeness, it is mentioned here that even the weakest lighting variant can be supplemented with an additional filter, even if this does not seem to make any technical sense.

Im Ergebnis zeigt die 3, dass es möglich ist, dass alle Beleuchtungsvarianten zumindest annähernd die gleiche Energie emittieren. Die energieschwächste Beleuchtungsvariante wird erfindungsgemäß nicht weiter abgeschwächt. Alle anderen Beleuchtungsvarianten werden entsprechend ihrer, im Vergleich zu dem energieschwächsten Beleuchtungsvariante, stärkeren Transmission entsprechend abgeschwächt.The result shows 3rd that it is possible that all lighting variants emit at least approximately the same energy. According to the invention, the low-energy lighting variant is not further weakened. All other lighting variants are correspondingly weakened in accordance with their stronger transmission in comparison with the weakest-energy lighting variant.

Im Unterschied zu den 1 und 2 enthält die 3 auf der rechten Seite eine zusätzliche Skala, die die optischen Dichten OD der Filter zur Abschwächung beschreibt. Die entsprechenden Werte sind im Diagramm als Balken dargestellt. Um für die Beleuchtungsvariante „Weiß 1“ die ursprüngliche Abstrahlenergie (1) zu erreichen, muss in diesem Beispiel die Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle um den Faktor 4,5 erhöht werden. Die entsprechend größere Abwärme ist kontrolliert abzuführen.Unlike the 1 and 2nd contains the 3rd on the right side an additional scale that describes the optical densities OD of the filters for attenuation. The corresponding values are shown in the diagram as bars. In order to determine the original radiation energy for the "White 1" lighting variant ( 1 ), the radiation power of the lighting source must be increased by a factor of 4.5 in this example. The correspondingly larger waste heat must be dissipated in a controlled manner.

Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so ausgebildet, dass sie die spektralen Eigenschaften der jeweiligen Spektralfilter nicht beeinflussen. Beide verschiedene Funktionalitäten (spektrale Charakteristik und Transmission) können allerdings auch in einem optischen Bauelement integriert sein.According to the invention, the additional filters for attenuation are designed so that they do not influence the spectral properties of the respective spectral filter. Both different functionalities (spectral characteristics and transmission) can, however, also be integrated in an optical component.

Die zusätzlichen Filter zur Abschwächung können in unterschiedlicher Weise ausgeführt und in die Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für ophthalmologische Geräte integriert werden.The additional filters for attenuation can be designed in different ways and can be integrated in the device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for ophthalmic devices.

So ist es möglich die zusätzlich vorhandenen Filter in eine weitere Filterwechseleinheit oder dem jeweiligen Spektralfilter zuzuordnen und mit in die Filterwechseleinheit zu integrieren. It is thus possible to assign the additionally existing filters to a further filter change unit or the respective spectral filter and to integrate them in the filter change unit.

Werden die zusätzlichen Filter in eine weitere Filterwechseleinheit integriert, so kann diese beispielsweise im optischen Strahlengang kollinear zu der Filterwechseleinheit mit den Spektralfiltern angeordnet werden.If the additional filters are integrated in a further filter change unit, this can be arranged, for example, in the optical beam path in a collinear manner with the filter change unit with the spectral filters.

Einer vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend können die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung in Form von z. B. dünnen Reflektor-/Absorberschichten auf das jeweiligen Spektralfilter aufgebracht sein.According to an advantageous embodiment, the additional filters for attenuation in the form of z. B. thin reflector / absorber layers can be applied to the respective spectral filter.

Für die Dimensionierung der zusätzlichen Filter ist entscheidend, ob diese lediglich dazu dienen alle Beleuchtungsvarianten eine annähernd gleiche Energie abstrahlen zu lassen, oder ob die Beleuchtungsvarianten mit Hilfe der Filter für ihre jeweilige Anwendung zu optimieren sind. Dazu muss die Eingangsintensität der Beleuchtungsquelle und die Abhängigkeit der Energieverteilungen der einzelnen Beleuchtungsvarianten bekannt sein.For the dimensioning of the additional filters, it is decisive whether they only serve to let all lighting variants emit approximately the same energy, or whether the lighting variants can be optimized for their respective application with the help of the filters. To do this, the input intensity of the lighting source and the dependence of the energy distributions of the individual lighting variants must be known.

Erfindungsgemäß sind die abschwächenden Filter als Graufilter ausgeführt und bestehen aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch anderen Materialien.According to the invention, the attenuating filters are designed as gray filters and consist of glass, plastic, gel or other materials.

Obwohl lediglich Ausführungsbeispiele für die Abschwächung eines oder alle außer dem energieschwächsten Beleuchtungsvarianten beschrieben wurden, ist es selbstverständlich möglich eine beliebige Anzahl von Beleuchtungsvarianten mittels Filter abzuschwächen. Es ist also nicht notwendig alle vorhandenen Beleuchtungsvarianten zu managen. Vielmehr können auch nur zwei oder mehrere optimiert und die verbleibenden entsprechend ihrer vorhandenen Leuchtstärke genutzt werden.Although only exemplary embodiments for the attenuation of one or all lighting variants other than the weakest in energy have been described, it is of course possible to weaken any number of lighting variants using a filter. It is therefore not necessary to manage all of the existing lighting variants. Rather, only two or more can be optimized and the remaining ones can be used according to their existing luminosity.

Die zu erreichende Lichtverteilung kann insbesondere nach der Energie, nach dem Helligkeitsempfinden, nach der V(λ)-Kurve oder nach einer anderen nützlichen Größe optimiert werden.The light distribution to be achieved can be optimized in particular according to the energy, the perception of brightness, the V (λ) curve or another useful variable.

Einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend ist mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante mit der größten Beleuchtungsapertur bzw. Blende eines ophthalmologischen Gerätes vorhanden.According to a further advantageous embodiment, there is at least one additional filter for the targeted attenuation of the most energy-rich lighting variant with the largest lighting aperture or aperture of an ophthalmic device.

Hierzu zeigt die 4 die von einer idealerweise homogenen Beleuchtungsquelle, für mittels verschiedener Blenden erzeugte Beleuchtungsvarianten, emittierte relative Energie. Beispielhaft werden hierfür Blenden mit kreisförmigen Aperturen mit jeweils halbem Durchmesser angenommen. Mit sinkender Apertur verringert sich auch die emittierte relative Energie.The shows 4th the relative energy emitted by an ideally homogeneous lighting source for lighting variants generated by means of various diaphragms. As an example, diaphragms with circular apertures with half a diameter each are assumed. As the aperture decreases, the relative energy emitted also decreases.

Der Erfindung liegt auch hier die Idee zugrunde, die energiereichen Beleuchtungsvarianten mit größeren Aperturen, die damit auch die maximale Strahlenbelastung für das Auge definieren, gezielt abzuschwächen.Here, too, the invention is based on the idea of specifically weakening the high-energy lighting variants with larger apertures, which thus also define the maximum radiation exposure for the eye.

Ein Anheben der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle unter Einhaltung des Grenzwertes für die maximale Strahlenbelastung nach Abschwächung der energiereichen Beleuchtungsvarianten führt auch hier zwangsläufig dazu, dass die Leistung der Lichtquelle und damit aller anderen Beleuchtungsvarianten angehoben werden kann und damit für die jeweilige Anwendung optimiert bzw. erhöht ist.Raising the radiation power of the lighting source while observing the limit value for the maximum radiation exposure after weakening the high-energy lighting variants also inevitably leads to the fact that the power of the light source and thus all other lighting variants can be increased and thus optimized or increased for the respective application.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein zusätzliches abschwächendes Element, beispielsweise ein Neutralfilter zur Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante (mit der größten Apertur) vorhanden.According to the invention, there is at least one additional attenuating element, for example a neutral filter for attenuating the most energetic lighting variant (with the largest aperture).

Hierzu zeigt die 5 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Blende 1 und einem Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvariante.The shows 5 the relative energy emitted by a lighting source, for by means of an aperture 1 and a filter for attenuation generated lighting variant.

Im Unterschied zu der in 4 gezeigten Darstellung verfügt die Beleuchtungsvariante mit Blende 1 (maximale kreisförmige Apertur, z.B. d=16 mm) über ein zusätzliches Filter zu dessen Abschwächung. Dabei ist das Filter so bemessen, dass der Energiegehalt der Beleuchtungsvariante mit Blende 1 identisch mit der Beleuchtungsvariante mit Blende 2 (kreisförmige Apertur, d=8 mm) ist. In diesem konkreten Beispiel sind die Durchmesser der Aperturen halbiert. Für die optische Dichte des zusätzlichen Filters für die Beleuchtungsvariante mit Blende 1 ergibt sich somit ein Wert von OD=0,6.Unlike the one in 4th shown illustration has the lighting variant with cover 1 (maximum circular aperture, eg d = 16 mm) via an additional filter to attenuate it. The filter is dimensioned so that the energy content of the lighting variant with cover 1 identical to the lighting variant with cover 2nd (circular aperture, d = 8 mm). In this specific example, the diameters of the apertures are halved. For the optical density of the additional filter for the lighting variant with cover 1 This results in a value of OD = 0.6.

Die Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante mit Blende 1 wird grundsätzlich durch eine Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle im konkreten Beispiel um den Faktor 4 kompensiert.The weakening of the most energetic lighting variant with cover 1 is basically increased by a factor of an increase in the radiation power of the lighting source in the specific example 4th compensated.

Nach dieser Erhöhung ist die Zeit bis zum Erreichen eines z.B. normativen Grenzwerts des Beleuchtungsvariante mit Blende 1 identisch mit der Eingangssituation dargestellt in 4 (ohne Filter, ohne erhöhte Abstrahlleistung). Es ist auch zu erkennen, dass die Zeiten aller anderen Beleuchtungsvariante damit ebenfalls um den Faktor 4 angehoben wurden.After this increase is the time until a normative limit value of the lighting variant with aperture is reached, for example 1 identical to the initial situation shown in 4th (without filter, without increased radiation power). It can also be seen that the times of all other lighting variants are also a factor 4th were raised.

Vorzugsweise sind jedoch mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvariante und besonders bevorzugt für alle außer dem energieschwächsten Beleuchtungsvariante vorhanden.However, a plurality of additional filters for weakening the higher-energy lighting variant are preferred and are particularly preferred for all except the low-energy lighting variant available.

Dem erfindungsgemäßen Gedanken entsprechend ist es auch möglich alle Beleuchtungsvarianten so abzuschwächen, dass die Zeit bis zum Erreichen eines normativen Grenzwerts nahezu identisch ist. Dazu ist es erforderlich, alle, bis auf die energieschwächste Beleuchtungsvariante (kleinste Apertur) sinnvoll durch zusätzliche Filter abzuschwächen und die Abstrahlleistung der genutzten Beleuchtungsquelle unter Beachtung des Grenzwertes einen entsprechenden Wert zu erhöhen.According to the idea of the invention, it is also possible to weaken all lighting variants in such a way that the time until a normative limit value is reached is almost identical. To do this, it is necessary to sensibly weaken all but the lowest-energy lighting variant (smallest aperture) with additional filters and to increase the radiation power of the lighting source used, taking the limit value into account.

Hierzu zeigt die 6 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden und Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvarianten, wobei lediglich die energieschwächste Beleuchtungsvariante über kein abschwächendes Filter verfügt. Es ist zu beachten, dass die energieschwächste Beleuchtungsvariante (in unserem Beispiel: Apertur d=1 mm) die Gesamthelligkeit definiert und alle anderen Beleuchtungsvarianten um entsprechend dimensionierte Filter zu ergänzen und damit passend abzuschwächen sind. Die absolute Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle muss dann entsprechend erhöht werden. Nur der Vollständigkeit halber wird hier erwähnt, dass man auch die energieschwächste Beleuchtungsvariante noch mit einem zusätzlichen Filter versehen kann, wenn dies auch technisch nicht unbedingt sinnvoll erscheint.The shows 6 the relative energy emitted by an illumination source, for illumination variants generated by means of various diaphragms and filters for attenuation, only the illumination variant with the lowest energy having no attenuating filter. It should be noted that the lowest-energy lighting variant (in our example: aperture d = 1 mm) defines the overall brightness and all other lighting variants are to be supplemented with appropriately dimensioned filters and thus appropriately weakened. The absolute radiation power of the lighting source must then be increased accordingly. For the sake of completeness, it is mentioned here that even the lowest-energy lighting variant can be provided with an additional filter, even if this does not seem to make any technical sense.

Im Ergebnis zeigt die 6, dass es möglich ist, dass alle Beleuchtungsvarianten mit Blenden zumindest annähernd die gleiche Dosis emittieren. Die energieschwächste Beleuchtungsvariante wird erfindungsgemäß nicht weiter abgeschwächt. Alle anderen Beleuchtungsvarianten werden entsprechend ihrer, im Vergleich zur energieschwächsten Beleuchtungsvariante, stärkeren Transmission entsprechend abgeschwächt.The result shows 6 that it is possible that all lighting variants with diaphragms emit at least approximately the same dose. According to the invention, the low-energy lighting variant is not further weakened. All other lighting variants are correspondingly weakened in accordance with their stronger transmission in comparison with the weakest-energy lighting variant.

Im Unterschied zu den 4 und 5 enthält die 6 auf der rechten Seite eine zusätzliche Skala, die die optischen Dichten OD der Filter zur Abschwächung beschreibt. Die entsprechenden Werte sind im Diagramm als Balken dargestellt. Um für die Beleuchtungsvariante mit Blende 1 die ursprüngliche Abstrahlenergie (4) zu erreichen, muss in diesem Beispiel die Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle um den Faktor 256 erhöht werden. Die entsprechend größere Abwärme ist kontrolliert abzuführen.Unlike the 4th and 5 contains the 6 on the right side an additional scale that describes the optical densities OD of the filters for attenuation. The corresponding values are shown in the diagram as bars. In order for the lighting variant with cover 1 the original radiation energy ( 4th ) in this example, the radiation power of the lighting source must be a factor 256 increase. The correspondingly larger waste heat must be dissipated in a controlled manner.

Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so ausgebildet, dass sie die spektralen Eigenschaften der jeweiligen Beleuchtungsvarianten nicht beeinflussen. Beide verschiedene Funktionalitäten (spektrale Charakteristik und Transmission) können allerdings auch in einem optischen Bauelement integriert sein.According to the invention, the additional filters for attenuation are designed in such a way that they do not influence the spectral properties of the respective lighting variants. Both different functionalities (spectral characteristics and transmission) can, however, also be integrated in an optical component.

Bevorzugte Ausprägung der Erfindung ist dabei eine direkte (mechanische) Zuordnung des abschwächenden Filters zu den entsprechenden Blenden der Beleuchtungsvarianten.A preferred embodiment of the invention is a direct (mechanical) assignment of the attenuating filter to the corresponding diaphragms of the lighting variants.

Die weiter oben angegebenen Möglichkeiten zur Filterpositionierung/Zuordnung gelten entsprechend.The options for filter positioning / assignment given above apply accordingly.

Auch die o.a. Aussagen zur Anwendungsoptimierung der Filter gelten hier entsprechend.The above Statements regarding the application optimization of the filters apply accordingly.

Zu bemerken ist noch, dass die Aperturen nicht notwendiger Weise eine kreisförmig sein müssen, sondern auch rechteckige oder anders geformt sein können. Entscheidend ist die dem Licht zum Durchtritt freigegebene Fläche. So ist es auch möglich ringförmige Aperturen (kreisförmige Apertur mit einem inneren intransparenten Bereich) in dieser Betrachtung mit einzubeziehen.It should also be noted that the apertures do not necessarily have to be circular, but can also be rectangular or shaped differently. The decisive factor is the area that the light is allowed to pass through. It is also possible to include annular apertures (circular aperture with an inner, non-transparent area) in this analysis.

Auch sind Aperturen mit variabler Transmission (z.B. in der Mitte 100% und dann mit einem Abstand zur Mitte z.B. linear oder glockenkurvenförmig abnehmender Transmission) können in diese Betrachtung mit einbezogen werden.Apertures with variable transmission (e.g. in the middle 100% and then with a distance to the center e.g. linear or bell-shaped decreasing transmission) can be included in this consideration.

Abschließend wird auf weitere mögliche Varianten bei der Auswahl, Dimensionierung und Anordnung der Filter hingewiesen, die:

• nicht zwingend Neutralfilter sind,
• nicht zwingend Volumenabsorber sind,
• als dielektrische Dünnschicht ausgebildet sein können,
• als Absorber- oder Reflektorschicht ausgebildet sein können,
• nicht notwendiger Weise transmissiv genutzt werden,
• auch reflektiv wirken können,
• auch Kombinationen der o. g. Varianten sein können
• mit einer Antireflex-Schicht versehen sein können und
• nicht notwendiger weise auf planparallelen Trägern aufgebracht sein müssen.

Finally, further possible variants in the selection, dimensioning and arrangement of the filters are pointed out, which:

• are not necessarily neutral filters,
• are not necessarily volume absorbers,
Can be designed as a dielectric thin layer,
Can be designed as an absorber or reflector layer,
Are not used in a transmissive manner,
• can also have a reflective effect,
• can also be combinations of the above variants
• can be provided with an anti-reflective layer and
• do not necessarily have to be applied to plane-parallel supports.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Beleuchtungseinheit für ophthalmologische Geräte zur Verfügung gestellt, mit der vorhandene Beleuchtungsvarianten hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung bzw. eines „gleichen“ Helligkeitseindruckes optimiert werden können.With the solution according to the invention, a lighting unit for ophthalmological devices is made available, with which existing lighting variants can be optimized with regard to their light output power or a “same” impression of brightness.

Mit der vorgeschlagenen Lösung ist es auch möglich die Lichtausgangsleistung der unterschiedlichen Beleuchtungsvarianten für deren spezielle Anwendung zu optimieren und dabei die Einhaltung der Bestimmungen bezüglich der maximal zulässigen Strahlenbelastung des Auges unter allen Bedingungen zu gewährleisten.With the proposed solution, it is also possible to optimize the light output power of the different lighting variants for their specific application and to thereby ensure compliance with the provisions regarding the maximum permissible radiation exposure of the eye under all conditions.

Die Erfindung stellt eine ausschließlich hardwarebasierte Lösung für eine Beleuchtungseinheit dar, die damit erhebliche Kosten- und Vereinfachungsvorteile gegenüber bekannten software- bzw. sensorbasierten Lösungen bietet. Dadurch ist das potentielle Aus-/Fehlerfallrisiko massiv reduziert, welches sich auch in den Herstell- und Entwicklungskosten positiv niederschlägt.The invention represents an exclusively hardware-based solution for a lighting unit, which thus offers considerable cost and simplification advantages compared to known software or sensor-based solutions. This massively reduces the potential failure / failure risk, which is also reflected in the manufacturing and development costs.

Die aus der Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle resultierende höhere thermische Belastung kann durch die Wahl einer geeigneten Beleuchtungsquelle kompensiert werden.The higher thermal load resulting from the increase in the radiation power of the lighting source can be compensated for by choosing a suitable lighting source.

Die Einhaltung der Grenzwerte für die maximale Strahlenbelastung für das Auge wird bei der Dimensionierung der Neutralfilter zur Abschwächung ermittelt und braucht während des Betriebes nicht mehr gemessen bzw. kontrolliert werden.Compliance with the limit values for the maximum radiation exposure for the eye is determined when dimensioning the neutral filter for attenuation and no longer needs to be measured or checked during operation.

Damit ist diese Steuerung der Beleuchtungseinheit deutlich einfacher und preiswerter zu realisieren als bei den bekannten, oben beschriebenen Varianten.This control of the lighting unit is thus much easier and cheaper to implement than in the known variants described above.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 10314944 A1 [0009]
DE 102006010105 A1 [0014]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

ISO 15004-2: 2007 [0011]

Claims

Device for optimizing the illumination variants of an illumination unit for devices, consisting of an illumination source and a filter exchange unit with different spectral filters and / or an aperture exchange unit with apertures of different aperture for generating different illumination variants with defined spectral and / or geometric illumination distributions, characterized in that in addition to the spectral filters and / or apertures present in the filter and / or aperture exchange unit, there is at least one additional filter for specifically weakening the illumination distribution of an illumination variant.

Device according to the Claim 1 , characterized in that the device for optimizing the lighting variants is a lighting unit for ophthalmic devices.

Device according to the Claims 1 and 2nd , characterized in that there are several additional filters for weakening the high-energy lighting distributions of lighting variants.

Device according to the Claims 1 and 2nd , characterized in that there are additional filters for all but the weakest energy distribution of a lighting variant.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additional filter (s) for targeted attenuation have no influence on the spectral (s) and / or geometric (s) property (s) of the respective spectral filter (s) / diaphragms.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additional filter (s) are integrated in a further / additional exchange unit.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additionally available filter (s) is assigned to the respective spectral filter and / or respective aperture and is / are integrated with the respective filter and / or aperture exchange unit.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additionally existing filters are applied to the respective spectral filter in the form of a thin reflector / absorber layer.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additional filters are dimensioned so that approximately the same energy is emitted in all lighting variants.

Device according to the Claims 1 and 4th , characterized in that the additionally existing filters are dimensioned in such a way that in all lighting variants an energy that is optimized for their respective application is emitted.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additionally existing filters are designed as gray filters.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the additional filters are made of glass, plastic, gel or other materials.

Device according to the Claims 1 to 4th , characterized in that the various spectral filters and / or diaphragms and the additional filters for attenuation are applied monolithically to a support made of glass, plastic, gel or other materials.