DE1952358A1

DE1952358A1 - Zahnbehandlungs- bzw. Operationslampe

Info

Publication number: DE1952358A1
Application number: DE19691952358
Authority: DE
Inventors: Alexander Schwan
Original assignee: McKesson Co
Current assignee: McKesson Co
Priority date: 1968-10-18
Filing date: 1969-10-17
Publication date: 1970-07-16
Also published as: GB1284927A; US3626170A

Description

2226 Ashland Avenue Toledo, Ohio 43620, Y.Si?.A.

Zahnbehandlungs- bzw. Operationslampe

Pur die folgende Anmeldung wird die Priorität vom 18. Oktober 1968 aus der amerikanischen Anmeldung U.S.Ser.Eo. 768 703 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine verbesserte Lichtquelle. Im besonderen bezieht sie eich auf eine Lichtquelle zur Zahnbehandlung und zur Verwendung bei operativen Eingriffen, bei welchen es erwünscht ist, sowohl über einen allgemeinen Lichtstrahl zur Beleuchtung einer vorgegebenen Fläche als auch über einen Lichtkegel für eine kleine Fläche, wie der des Mundes eines Patienten, der sich einer Zahnbehandlung oder einer Operation unterzieht, zu verfügen.

Wenn bislang beide der erwähnten Beleüchtungsarten zur' Verfügung stehen sollten, so war es notwendig," eine mehr oder weniger übliche Operationslampe und eine davon getrennte Einheit z,ur Schaffung eines örtlichen Lichtkegels von hoher Intensität vorzusehen. Diese Lampen zur Erzeugung eines eng begrenzten Lichtkegels verwenden normalerweise eine getrennte, mit einem Ventilator gekühlte Lichtquelle, die in geeigneter Weise in

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einem lichtdichten Behälter untergebracht ist. Das erzeugte Licht kann dann auf eine öffnung konzentriert werden, die mit einem nicht zusammenhängenden lichtleitenden Faserbündel in Zusammenhang steht, welches aus Glas oder Kunststof fasern besteht und mit einer geeigneten Schutzschicht überzogen ist. Diese äußeren Lichtquellen kosten normalerweise mehrere hundert Mark und erfordern natürlich zusätzlichen Baum dort, wo der Patient sich aufhält.

Im Gegensatz zu den bislang verfügbaren lichtquellen bietet die erfindungsgemäße Operationslampe nicht nur einen allgeaeinen Strahl reflektierten Lichtes, der in einer gewünschten Ibrm auf eine allgemein vorbestimmte Fläche fällt, sondern auch einen Lichtkegel zur Beleuchtung einer besonderen, örtlich begrenzten Fläche.

Die erfindungsgemäße Lichtquelle erzeugt einen im allgemeinen horizontal ausgerichteten Strahl, bei welchem die vertikal· Ausbreitung des Lichtes stärker eingeschränkt ist als die horizontale. Dies ist ein erwünschtes Merkmal bei Zahnbehandlungslampen, da es hierdurch möglich wird, einen Lichtstrahl zu erzeugen, der die allgemeine Hache des Mundes des Patien-" ten erleuchtet, während aur gleichen Zeit vermieden wird,, daß das von der Lampe austretend« Licht in di· Augen des Patienten trifft. Diese Eigenschaft wirft durch die Verwendung eines Beflektors erreicht, der gemäß eines besonderen Aufbaues vertikal ausgerichtet νωΛ hinter einer vorne abgeschirmten, horizontal ausgerichteten Lichtquelle angebracht ist, wobei die Lichtquelle und der Reflektor in einer Weise zueinander angeordnet sind, daß diese Anordnung einen Strahl reflektierten Lichtes mit der gewünschten, oben erwähnten geometrischen Ibrm erzeugt. Da sich das in dieser Weis· einfallende Licht auf eil ne vergleichsweise größere Ebene (in horizontaler Eiohtung) verteilt, wird eine Bewegung des behandelnden Arztes oder Zahnarztes im Bereich der Lampe gestattet, ohne daß dadurch das . auf den Patienten fallende Licht unterbrochen wird.

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Als ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung vorgesehen, die einen intensiven, jedoch kühlen, örtlich begrenzten Lichtkegel erzeugt, der unabhängig von der von dem oben erwähnten Lichtstrahl beleuchteten Fläche auf einen besonderen Ort gerichtet werden kann.

Diese Anordnung besitzt ein nicht zusammenhängendes, flexibles, lichtleiten.de s Faserbündel, wobei als Lichtquelle die vorn abgeschirmte, horizontal ausgerichtete Lichtquelle, die den allgemeinen Lichtstrahl der Lampe erzeugt, Verwendung findet. Bei einer bevorzugten -^usfuhrungsform ist eine Konvexlinse mit vorbestimmten Eigenschaften in den vertikal ausgerichteten Eeflektor der Lampe eingepaßt, wobei die Linse das auf sie fallende Licht sammelt und über ein rechtwinkliges Prisma auf ein Ende des lichtleitenden Faserbündels auf treffen läßt. Dieses Ende des lichtleitenden Faserbündels befindet sich innerhalb eines lichtdichten Gehäuses, welches auf der BUckseite des vertikal orientierten Reflektors angebracht ist.

Wenn es gewünscht wird, kann ein filter zwischen die Konvexlinse und das Ende des lichtleitenden Faserbündels gebracht werden, um die wärmeerzeugenden Wellenlängen auszufiltern, während den sichtbaren Wellenlängen der Durchgang unbehindert gestattet wird. Es -können jedoch auch die Konvexlinse selbst mit einem geeigneten reflektierenden tJberzug versehen werden, um die unerwünschten Wellenlängen auszusondern, um auf diese Weise die Verwendung eines besonderen Filters zu vermeiden. Ee ist eine ausreichende Länge des lichtleitenden Faserbündele vorgesehen, so daß das entfernte Ende die Fläche erreichen kann, die ausgeleuchtet werden soll. Direkt am entfernten Ende sind Saiterungen vorgesehen, um verschiedene Instrumente, wie z.B. Zahnspiegel und ähnliches anzubringen. Auf diese Weise kann ein Zahnarzt bei der Verwendung des vorliegenden Geräts beispielsweise einen Lichtstrahl hoher Intensität auf eine kleine Fläcne innerhalb des Mundes des Patienten richten, während er zur gleichen Zeit verschiedene Zahnbehandlungen vornimmt.

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Es ist daher Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neuartige und verbesserte lichtquelle zu schaffen, die einen allgemeinen Lichtstrahl über eine vergleichsweise große Fläche verteilt, während zur gleichen Zeit ein örtlich begrenzter Lichtkegel hoher Intensität·auf eine vergleichsweise Bchmale Fläche gerichtet werden kann«

Weiterhin ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Lichtquelle zur Verwendung in der zahnärztlichen Praxis zu schaffen, um den gesamten Hund des Patienten auszuleuchten, während gleichzeitig ein Lichtkegel auf «ine bestimmte Stelle innerhalb des Mundes des Patienten gerichtet werden kann, wobei der örtlich begrenzte Lichtkegel trotz hoher Intensität kühl ist·

Sie Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Dabei zeigt im einzelnem

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Lichtquelle,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch das Lampengehäuse der Lichtquelle entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 geschnitten,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Lampengehäusee

und
Flg. 4 einen Querschnitt durch das Lampengehäuse entlang der Linie 4-4 der Fig. 2 geschnitten.

In Fig. 1 ist eine senkrechte Stütze 4 dargestellt, die ein« Verlängerung einer normalen Zahnbehandlungseinheit sein kann. Sin Gehäuse Θ, welches eine (nicht dargestellte) Energiekontrolle beherbergt, ist drehbar auf der aufrechten Stütze 4 angebracht. Die Ausgangsspannung der Energiekontrollvorrichtung

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(die einen silikonkontrollierten Gleichrichter aufweisen kann) wird einfach mittels eines Potentiometers 9 eingestellt, welches ebenfalls dazu dienen kann, die Lampe aus- und einzuschalten. Ein Gelenkarm 11 ist mit seinem inneren Teilstück IX) an dem Gehäuse 8 befestigt. Der Arm 11 besitzt weiterhin die Teilstücke 12 und 18. Das Lampengehäuse 3 ist am freien Ende des Gelenkarmes 11 mittels einer gabelförmigen Halterung 22 befestigt. Wie leicht ersichtlich ist, kann das Lampengehäuse 3 sowohl vertikal als auch horizontal geschwenkt werden, um seine Lage derart einzustellen, daß das vom Gehäuse austretende Licht auf jede gewünschte Stelle gerichtet werden kann. Anstelle der beispielhaft in Fig. 1 dargestellten Anordnung· kann natürlich jede andere Aufhängungsart bei gleichem Vorteil Verwendung fin-. den. So kann das Lampengehäuse 3 natürlich auch schwenkbar an einer an der Decke oder Wand angebrachten Halterung befestigt werden.

Wie bereits angedeutet, wird das Lampengehäuse von einer gabelförmigen Halterung 22 getragen, wobei die Sohwenkstift· 26 von der Gabel 22 aus nach innen gerichtet sind, um den Bahmen 26 des Lampengehäuses 3 zu halten. Der Hauptreflektor 24 der lampe ist innerhalb des Rahmens 26 angebracht. Der Reflektor 24 besitzt ein überzogenes Teilstück, welches bei einer bevorzugten Ausführungsform aus einem einzigen Glasstück besteht und in einer senkrecht ausgerichteten Weise angebracht ist. Die Geometrie des Reflektors, die anschließend noch im einzelnen diskutiert wird, ist derart ausgebildet, daß sowohl in Längs ais auch in Querrichtung eine Krümmung vorhanden ist. Der für den Reflektor 24 in Betracht kommende überzug, welcher auf der konkaven Oberfläche aufgetragen ist, besteht aus einer Mehrzahl von überzügen, die als reflektierende Oberfläche einen sogenannten "kalten Spiegel" bilden. Diese "kalt· "Spiegeloberfläohe" besteht aus mehreren Lagen eines zweifarbigen, im Vakuum aufgetragenen Ulmes, der der spiegelnden Oberfläche. di· Eigenschaft verleiht, das sichtbare Licht genau wie eine silbrig· Oberfläche zu reflektieren, während zur gleichen Zeit die Infrarotstrahl

lung ohne Absorption durch den Reflektor hindurchgeleitet wird. Diese Eigenschaft bewirkt, daß ein "kühler" Lichtstrahl von der "kalten Spiegeloberfläche" reflektiert wird. Die rückwärtige Oberfläche des Reflektors (d.h. die,konvexe Seite) kann punktiert sein, um eine weiche Streuung des Lichtes naoh hinten zu bewirken. Auf diese Weise wird kein Licht von den angrenzenden Wänden zurückgeworfen.

Der Reflektor 24 besitzt eine reflektierende Oberfläche 23 mit der !Form eines Teiles eines elliptischen Paraboloides, so daß "eine vertikale Ebene, die senkrecht auf der Querachse des Reflektors steht und durch dessen Mitte verläuft, aus der reflektierenden Oberfläche 23 eine vertikal ausgerichtete Kurvenlinie herausschneidet, die im wesentlichen einen Teil einer Ellipse bildet. Die Oberfläche 23 ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine horizontale Ebene> die senkrecht auf der Längsachse des Reflektors 24 steht und durch dessen Mitte verläuft, die reflektierende Oberfläche 23 in einer waagerecht ausgerichteten Kurvenlinie schneidet, die aus einer Mehrzahl von gekrümmten ■Segmenten besteht, welche eine fortlaufende gekrümmte ^ini· bilden. Diese gekrümmte Linie besitzt einen inneren Teil mit einem größeren Krümmungsradius als der Krümmungsradius der Teile, die sich an den gegenüberliegenden Seiten anschließen·

Die rückwärtige Pläche 23 des Reflektors 24 kann weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, daß die Quer- und Längskrümmungslinien auf den gegenüberliegenden Seiten der Längs- und Querachsen des Reflektors 24 zueinander symmetrieoh sind. Der Reflektor 24 besitzt Seitenteile 25, die mit einem sohwarzen Über-. zug 25a versehen sein können, um Abstrahlungen zu vermeiden.

Zwei wesentliche Bestandteile der erfindungegemäßen JLnordnung werden durch die Bezugsziffern 36 und 40 repräsentiert. Sa ist ein flexibles, langes, nicht zusammenhängendes, liohtleitendes Faserbündel 36 vorgesehen, weiches ein freies Ende 32 besitzt und dessen anderes Ende 3B mit einem lichtdichten Gehäuse 40

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in Verbindung steht, welches außerdem ein rechtwinkliges Prisma 46 aufnimmt. Das Gehäuse 40 wird von der Rückseite gegen die reflektierende Oberfläche 23 des Reflektors 24 durch eine geeignete Halterung, wie z.B. die Haltearme 42, die am Rahmen des Lampengehäuses 3 befestigt sind, angedrückt. Am Rahmen 26 sind außerdem Klammern 29 vorgesehen, um das lichtleitende faserbündel 36 zu halten, wenn dieses nicht im Gebrauch ist. Eine Halterung 35 ist in der Nähe des freien Endes 32 des Bündels 36 vorgesehen, um verschiedene Instrumente zur Zahnbehandlung, wie beispielsweise einen Spiegel 34_f zu tragen* Die Wirkungsweise des lichtleitenden Faserbündels 36 soll anhand der Pig. 2 näher erläutert werden.

Die Lichtquelle 50 der vorliegenden Leuchte besteht normalerweise aus einer Quarzlampe, wie sie beispielsweise von General Electric Company of Schenectady, New York, hergestellt wird und unter der Bezeichnung Q25OGL/DO 1207 läuft. Die Lichtquelle 50 besteht demnach aus einer länglichen Röhre 51_f in welcher ein Wendel 53 mit einer Länge von etwa 1,65cm vorgesehen ist. Obwohl sie vergleichsweise klein ist (sie besitzt beispielsweise eine Länge von 6,3 cm) ist die Intensität dea erzeugten Lichtes außerordentlich hoch. Die Lichtquelle 50 besitzt einen Sockel 61, welcher von einer Halterung 59 aufgenommen wird, welche sowohl dazu dient, die Lichtquelle 50 in der rechten Lage zu halten als auch die elektrische Verbindung der Lichtquelle zu den Zuleitungen 37 herzustellen, die von einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle dem Gehäuse über die Gabel 20, die Drehstifte ?8, den Rahmen 26 und die Öffnung 33 zugeführt werden. Die Halterung 59 dient dazu, die Lichtquelle 50 mit dea Wendel 53 in eine horizontale Lage auszurichten, wobei sie im wesentlichen parallel zur horizontalen oder Querachse des Reflektofs 24 liegt. Der Glühfaden 53 befindet sich im Brennpunkt des Reflektors 24, welcher sich bei einer bevorzugten Ausführungsform 4,4 cm von dem Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen Schnittlinien-durch den Reflektor entfernt befindet.

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Eine Konvexlinse 48 ist in die rückwärtige Fläche 23 dee Beflektors 24 eingepaßt, wobei der Mittelpunkt der Linse sich in dem soeben erwähnten ?unkt befindet. Die Punktion dieser Linse ist es, das direkte und reflektiert einfallend· Licht von der Lichtquelle 50 zu sammeln und es durch ein rechtwinkligeβ Prisma 46 auf das Ende 56 des lichtleitenden Bündels 36 innerhalb des Gehäuses 40 zu leiten. Das Prisma 46 wird innerhalb des Gehäuses 40 mit Hilfe einer Klammerung 52 gehalten· Das lichtleite nd^ Faserbündel 36 ragt in das Gehäuse 40 hinein und wird dort mittels einer geeigneten Klammer festgehalten.

Das Licht, welches auf das Ende 56 des liohtleitenden faser-"bündele 36 konzentriert worden ist, wird über das Bündel (welches mit einer geeigneten lichtundurchlässigen Schicht, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, überzogen ist) zum freien Ende 32 geleitet. Das Licht hoher Intensität, welches von dem Ende ausstrahlt, kann direkt auf die gewünschte Stelle gerichtet werden, oder es kann (wie erläutert) von einem kleinen Zahnspiegel 34 auf die gewünschte Stelle reflektiert werden, im freien Ende 32 ist eine Halterung 35 an dem Bündel 36 vorgesehen, um die Befestigung eines solchen Spiegels zu ermöglichen. Die Halterung 35 kann auch zur Befestigung anderer Instrumente am freien Ende des Bündele 36 dienen, so daß der Zahnarzt eine Quelle eines kühlen Lichtes von hoher Intensität besitzt, welches das Arbeitsgebiet des speziellen, gerade verwendeten In?- strumentes ausleuchtet und welches dem Gerät "folgt", während damit gearbeitet wird.

In Fig. 3, welche eine Frontalansicht des erfindungagemäfien Lampengehäuses in perspektivischer Darstellung zeigt, wird ein Schirm 58 dargestellt, welcher sich quer über die Vorderseite des Gehäuses vor der Lichtquelle 50, die in gestrichelten Linien •gezeigt ist, entlang erstreckt. Der Schirm 58 wird in Sohlitzen 69, die sich an den senkrechten Teilen des Bahmens 26. befinden* gehalten. Der Schirm 58 besitzt eine zweifaohe Funktion. Zunächst soll er das Licht, welches direkt von der Lichtquelle 50

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ausgeht, vom Patienten abschirmen, um ein Blenden zu vermeiden. Die zweite Funktion des Schirmes 58 wird bei der Betrachtung der ELg." 4 deutlich, die einen senkrechten Querschnitt durch das Gehäuse darstellt.

Wie in Pig. 4 ersichtlich ist, ist der Schirm 58 auf seiner Rückseite mit einer konkaven Oberfläche 60 versehen. Die Fläche 60, welche eine reflektierende Oberfläche darstellt, ist bestimmt, um die Lichtstrahlen, die· von der Lichtquelle 50 auffallen, auf die Konvexlinse 48 zurückzuwerfen, wie es durch die Strahlengänge a, b, c und d angedeutet ist. Auf dies· Weise treffen auf die Linse 48 nicht nur die Lichtstrahlen auf, die direkt vom rückwärtigen Teil 51 der Lichtquelle 50 ausgehen, sondern auch diejenigen, die von der Oberfläche 60 reflektiert werden. Dadurch wird natürlich die Intensität des auf das Ende 56 des lichtleitenden Faser-bündels 36 auftreffenden Lichtes erhöht. Man sieht auch, daß einige der Lichtstrahlen, die auf die Oberfläche 60 auftreffen, auf den Hauptreflektor 24 reflektiert werden und von dort nach vorne aus der Lampe ausfallen in einer Weise, die durch die Linie e in Pig. 4 dargestellt wird. Demgemäß ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Lampe dergestalt, daß Licht, welches normalerweise verloren gehen würde (nämlich durch den^wtoten Punkt¹¹ vor dem Schirm 58), bestmöglich ausgenutzt wird.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Reflektor der erfindungsgemäßen Lampe eine Gesamtbreite von etwa 16,8om und eine Gesamtlänge von etwa 23»5cm haben. Bine Schnittfläche senkrecht sur Querachse des Heflektors 24 würde dann aus der rückwärtigen Fläche 23 eine Kurve in der Form einer Ellipse ausschneiden, deren Hauptachse eine Länge von 49»lom und deren Nebenaohse eine Länge von 26,2cm besitzt. Die Brennweite kann etwa 90om betragen.

Die Konvexlinse 48, die in den oben beschriebenen Heflektor eingepaßt ist, hat einen Durchmesser von etwa 3»Scm mit einer

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Brennweite von etwa 7>6cm, während das lichtleitende Faserbündel 36 einen Durchmesser von etwa 0,52cm bis etwa O,95om , vorzugsweise jedoch etwa 0,635 cm, besitzen kann. Das lichtleitende Faserbündel 36 kann jede gewünschte Länge haben, wobei diese jedoch zweckmäßigerweise gewöhnlich im Bereich von 150 bis 180 cm liegt.

^Die Lichtquelle 50 kann eine Quarzlampe von General Electric \ mit einer Leistung von 250 Watt bei 2,1 Amp. sein, die bei einer Spannung von 120 Volt betrieben wird. Die Einstellvorrichtung innerhalb des Gehäuses 8 gestattet ein Variieren der Spannung von O bis 120 Volt, wobei jedoch bei einer bevorzugten Aus führungs form die minimale Einstellung bei 100 Volt oder etwa 190 Watt liegen soll. Das einstellbare Potentiometer 9 gestattet es, die Intensität der Beleuchtung in gewünschtem Maße einzustellen. Die Farfce des Hauptlichtes, die mit der vorliegenden Anordnung erzeugt wird, liegt etwa im Bereich von ^; 4500° bis etwa 5500° Kelvin.

Die Farbabstrahlung des Beflektors wird so bestimmt, daß die Farbeigenschaften der Lichtquelle (über einen unbekannten Pak-' tor) auch dann verbessert werden, wenn bei einer verminderten Spannung gearbeitet wird.

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Claims

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Patentansprüche

(l) Operationslampe mit einer innerhalb des Reflektors angebrachten Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Teil des Reflektors (24) eine Konvex-Linse (4-8) vorgesehen ist, die das auf sie treffende Licht bündelt und einem Ende (56) eines lichtleitenden Faserbündels (36) zuführt, während das freie Ende (32) des Faserbündels (36) an eine beliebige, besonders auszuleuchtende Fläche heranführbar ist.
2. Operationslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Linse (48) und dem Ende (56) des lichtleitenden Faserbündels (36) ein rechtwinkliges ?risma (46) vorgeeehen ist.
3. Operationslampe nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Lichtquelle (50) ein Schirm (58) angeordnet ist.
4* Operationslampe nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Lichtquelle (50) gerichtete Seite des Sohirms (58) als Reflektor (60) ausgebildet ist·
5. Operationslampe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet', daß das auf den Reflektor (60) des Schirmes (58) auftreffende Licht sowohl auf die Linse (48) als auch auf den Reflektor (24) des Lampengehäuses (3) reflektterbar ist.

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6. Operationslampe .nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (50) eine Quarzlampe ist.
7. Operationalampe nach einem der vorangehenden jjisprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (24) vertikal ausgerichtet ist und die Form eines elliptisohen Paraboloids besitzt, wobei seine Höhe größer als seine Breite .ist.

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