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Operationsleuchte Es ist bekannt, Operationsleuchten um verschiedene
Achsen, drehbar aufzuhängen und sie auch durch Motoren in die jeweils erforderliche
Lage zu 'bringen. Diese Einstellung hat jedoch einige Nachteile. Die Einstellung
der Leuchte wird nämlich im allgemeinen von einer besonderen Hilfskraft vorgenommen,
die hinter den Ärzten steht und deswegen -das Operationsfeld oft nicht gut einsehen
kann. In solchen Fällen ist man darauf angewiesen, daß der Operateur durch mündliche
Angaben dem Beleuchter sagt, wie die Lampe verstellt werden soll. Hierbei kommt
es leider oft zu Mißverständnissen, da es gar nicht einfach ist, die gewünschte
Verstellung klar und unmißverständlich einem Dritten bekanntzugeben.
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Die Beseitigung dieser Nachteile ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung. Sie besteht darin, daß eine optische Steuerung zur Bewegung der Operationsleuchte
vorgesehen ist. An sich sind optische Steuerungen für viele Zwecke bekannt. Die
hier vorliegende Lösung weicht jedoch sehr erheblich von den üblichen Methoden ab,
abgesehen davon, 'daß sie für Operationsleuchten überhaupt neu ist.
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Die lichtelektrische Steuerung der Bewegung erfolgt zweckmäßiger-weise
mittels einer Strahlenquelle, die der Operateur selbst in, die Hand nimmt. Die lichtelektrische,
elektronische Steuerung wird nun so vorgesehen, daß die Operationsleuchte sich stets
so einstellt, daß die optische Achse der Operationsleuchte jeweils zu der als Lichtgeber
dienenden Lampe hinweist. Der Operateur hat es deshalla in der Hand, durch Einschaltung
des Lichtgebers die gewünschte Bewegung der Operationsleuchte herbeizuführen. Er
ist also nicht mehr auf die Vermittlung einer Hilfsperson angewiesen, sondern kann
selbst die Verstellung vornehmen, sogar auf wenige Zentimeter genau. Wenn es sich
um die Verstellung in einer einzigen Richtung handelt, kommt man hierbei mit zwei
Fotozellen aus, die symmetrisch zur optischen Achse; im oder am Leuchtengehäuse
untergebracht sind. Besonders geeignet sind hierfür solche Operationsleuchten, bei
denen in einem gemeinsamen Gehäuse mehrere getrennte Scheinwerfer vorhanden sind,
die .durch Öffnungen des Leuchtengehäuses ihr Licht in die gewünschte Richtung abgeben.
Wenn die Bewegung in zwei zur Operationsleuchte senkrecht zueinander verlaufenden
Richtungen vorgenommen werden soll, sind dementsprechend zwei Paar Fotozellen im
Gehäuse anzubringen.
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Die Schaltung wird zweckmäßigerweise so vorgesehen, daß jede Fotozelle
auf einen Verstärker geschaltet ist, der die schwachen photoelektrischen Impulse
in starke elektrische Impulse umwandelt. An dem Motor sind beispielsweise zwei Wicklungen,
je eine für :den Rechts- und je eine für den Linkslauf vorgesehen. Wenn der Lichtgeber
in die Mitte des Beleuchtungsfeldes der Operationsleuchte gebracht wird, werden
beide Fotozellen gleich stark belichtet oder überhaupt nicht, so daß der Motor nicht
in Bewegung kommt. Bewegt man nun den Lichtgeber beispielsweise nach links, wird
die linke Fotozelle stark erregt und von dem Verstärker ein so starker Strom geliefert,
daß das Relais bewegt wird, .das den Linkslauf des Motors bewirkt. Wenn sich die
Operationsleuchte nun dreht, wird schließlich die optische Achse wieder auf den
Lichtgeber gerichtet sein. Von dieser Stellung ab wird die Fotozelle nicht mehr
erregt. Infolgedessen fällt das Relais ab und der Motor kommt zum Stillstand. Auf
diese Weise läßt sich auch eine Feinverstellung ohne weiteres herbeiführen. Es ist
zweckmäßig, vor den Fotozellen justierbare Blenden anzubringen, die so verstellt
werden können, daß in der Mitte der optischen Achse eine Zone entsteht, innerhalb
der die Fotozellen nicht oder gleichmäßig erregt werden und der Motor deshalb nicht
läuft. In entsprechender Weise geschieht 'die Einstellung bei Bewegung um zwei Achsen.
Wenn der Lichtgeber beispielsweise schräg verschoben wird, wird gleichzeitig der
Motor für die Bewegung in der einen Richtung und der Motor für die Bewegung in der
anderen Richtung anlaufen. Die Operationsleuchte bewegt sich also sofort in der,
gewünschten Richtung. Es ist also hiermit der Nachteil vermieden, daß die Bewegung
in verschiedenen Richtungen nacheinander erfolgen soll.
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Bei dieser Einstellung kann dann eine Schwierigkeit entstehen, wenn
die Operationsleuchte, wie es heute oft der Fall ist, eine sehr große Beleuchtungsstärke
erzeugt. Man braucht deshalb sehr intensive Lichtgeber,
da ja in
keinem Fall das Licht der Operationsleuchte, beispielsweise durch Reflexion an den
weißen Tüchern im Operationsfeld, auf die Fotozellen! gelangen darf. Um diese Wirkung,
die man als optische Rückkopphing bezeichnen könnte, zu vermeiden, werden gemäß
der Erfindung zwei Wege vorgeschlagen: Der erste Weg gemäß; der Erfindung besteht
darin, das Licht des Lichtgebers zu modulieren, und zwar mit einer Frequenz, die
von d'er der Operationsleuchte nicht verschieden ist. Für die Operationsleuchten
verwendet man zwar heute meistens Glühlampen( als Lichtquellen. Trotz der sehr wesentlichen
thermischen Trägheit der Glühwendel ist,das Licht dieser Glühlampen mit der Frequenz
100 Hz stark moduliert. Gemäß der Erfindung wird mm der Lichtgeber mit einer Wechselstromfrequenz
von beispielsweise 8000 bis 10 000 Hz betrieben, so daß dessen Licht eine Frequenz
von 16 000 bis 20 000 Hz aufweist. Man: kann nun den Fotovellenverstärker
so auslegen, daß er einen großen Verstärkungsgrad für hohe Frequenzen und einen
geringen für 100 Hz aufweist. Man kann aber auch einen Breitbandverstärker benutzen
und diesem ein Frequenzfilter anschließen, das nur für hohe Frequenzen durchlässig
ist. Dieses Verfahren der Frequenztrennung des Lichtgebers von der Frequenz der
Operationsleuchte hat sich sehr gut bewährt. Es hat sich allerdings gezeigt, daß
besonders wieder bei hohen Beleuchtungsstärken der Operationsleuchten ein ganz erheblicher
elektrischer Aufwand notwendig ist, um die Empfindlichkeit für 100 Hz hinreichend
niedrig zu halten gegenüber derjenigen für beispielsweise 15 000 Hz.
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Nach dem zweiten Weg sendet der Lichtgeber eine Strahlung aus, die
von der der Operationsleuchte verschieden ist, bzw. wird die Fotozelle durch Anbringung
geeigneter Filter so abgestimmt, daß sie für das Licht der Operationsleuchte nicht
mehr empfindlich ist. Man kann z. B. die Linie 366 mu, verwenden, die von einer
Ouecksilberlampe stets in sehr erheblicher Energie geliefert wird. Es ergibt sich
hierbei der Nachteil, daß diese Wellenlänge doch noch ziemlich nahe der sichtbaren
Strahlung der Operationsleuchte( liegt. Esi gibt zwar Schwarzglasfilter, die für
sichtbares Licht praktisch undurchlässig sind, jedoch wird auch die gewünschte UV-Strahlung
hierdurch geschwächt. Dadurch ist bedingt, daß man oft mit einem sehr hohen Verstärkungsgrad
des Fotozellenverstärkers arbeiten muß.
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Der Aufwand an Apparatur kann ganz erheblich vermindert werden, wenn
man diej beiden vorgeschlagenen Wege miteinander vereinigt, id. h., daß man sowohl
für einen hinreichenden Frequenzunterschied sorgt als auch die Lichtwellenlänge
des Lichtgebers genügend trennt von der Wellenlänge, die von der Operationsleuchte
ausgesendet wird. Diese Kombination ermöglicht eine besonders wirtschaftliche Anordnung.
In den Abbildungen ist ein erfindungsgemäßes Beispiel dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 den optischelektrischen Aufbau, während Fig. 2 die Anordnung der Fotozellen
an der Operationsleuchte zeigt.
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Das Leuchtengehäuse 1 enthält auf -der unteren Seite verschiedene
Lichtaustrittsöffnungen 2, aus denen das Licht der entsprechendere einzelnen Scheinwerfer
austritt. Das Gehäuse 1 ist in der Gabel 3 um die Achse A-fl drehbar gelagert, während
die Gabel um die Gabelachse B-B drehbar ist. Die Bewegung geschieht mittels der
Motore 4 und 5. Die für die Schwenkung um die OuerachseA-A in Betracht kommenden
Fotozellen sind mit 6 oder 7 bezeichnet, während die Fotozellen 8 und 9 die Bewegung
um die Längsachse B-B herbeiführen. Als Lichtgeber 13 dient eine kleine, an einem
Griff befestigte Quecksilberlampe. Es empfiehlt sich hierfür vor allem eine Quecksilber-Niederdrucklampe,
weil diese keine Einbrennzeit aufweist und beim Einschalten in etwa der vollen Lichtstärke
entspricht. Man kann aber auch auf oder in dieser Ouecksilber-Niederdrucklampe einen
Leuchtstoff anbringen, der durch die UV-Strahlung zur Emission angeregt wird. Voraussetzung
ist hierbei jedoch, daß der Leuchtstoff eine hinreichend kurze Nachleuchtzeit hat
und daß auch dias Licht des Leuchtstoffes bei der Anregung mit Wechselstrom genügend
moduliert wird.
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Der Strom der Fotozellen 6 und 7 wird nun dem Verstärker 10 zugeführt
und dort verstärkt. Er wird schließlich der Spule eines hochempfindlichen Relais
zugeführt, die den Motor einschaltet und beispielsweisei eine Linksdrehung) des
Motors herbeiführt. Es ist zweckmäßig, einen solchen Motor zu verwenden, der zwei
getrennte Spulen für die beilden Laufrichtungen aufweist. An dien Motoit sind nun
Zahnräder 12 angebracht, die schließlich die Drehung des Leuchtengehäuses 1 um die
Gabelquerachse bewirken. Um zu erreichen, daß nicht beeide Relais 11 gleichzeitig
ansprechen, kann, man statt dessen auch ein polarisiertes Relais verwenden, Idas
entweder nur die Links- oder die Rechtsbewegung freigibt. In jedem Kanal ist außerdem
ein Hochpaß vorgesehen, der für niedrige Frequenzen eine wesentlich geringere Empfindlichkeit
besitzt als für hohe Frequenzen. Als Fotozellen, verwendet man blauempfindliche
Hochvakuumzellen, die auch eine ausreichende Empfindlichkeit für das langwellige
1-TV-Gebiet besitzen. A15 Glasfilter haben sich die Schottfilter UG4 in etwa 3 mm
Schichtdicke bewährt. Die Verstärker 10 sind als Wechselstromverstärker ausgebildet.