DE202013006570U1

DE202013006570U1 - Operationsleuchte

Info

Publication number: DE202013006570U1
Application number: DE202013006570U
Authority: DE
Original assignee: CIVAL MEDICAL GmbH
Current assignee: CIVAL MEDICAL GmbH
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2023-07-23

Abstract

Operationsleuchte, aufweisend – einen Hauptreflektor (12) mit einer optischen Achse (14), – ein auf der optischen Achse (14) angeordnetes Modul (16) mit einer Mehrzahl von LEDs (18), – einen Zwischenreflektor (20) auf der optischen Achse (14), und – eine optische Abbildungseinrichtung (22) zwischen dem Modul (16) und dem Zwischenreflektor (20) derart, dass von den LEDs abgegebene Strahlung (24) zuerst auf den Zwischenreflektor (20) und dann auf den Hauptreflektor (12) gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Operationsleuchte, also eine Leuchte, mit der insbesondere in einem medizinischen Operationssaal das Arbeitsfeld eines Chirurgen ausgeleuchtet wird. Auch im zahnmedizinischen Bereich kommt eine erfindungsgemäße Operationsleuchte zum Einsatz.
Ziel der Erfindung ist es, eine Operationsleuchte bereitzustellen, die mit relativ geringem Aufwand kostengünstig herstellbar ist und mit der eine für den Chirurgen optimale Ausleuchtung des Operationsfeldes ermöglicht ist.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht mit einer Operationsleuchte, die aufweist:

– einen Hauptreflektor mit einer optischen Achse,
– ein auf der optischen Achse angeordnetes Modul mit einer Mehrzahl von LEDs,
– einen Zwischenreflektor auf der optischen Achse, und
– eine optische Abbildungseinrichtung zwischen dem Modul und dem Zwischenreflektor derart, dass von den LEDs abgegebene Strahlung zuerst auf den Zwischenreflektor und dann auf den Hauptreflektor gelangt.

Bevorzugt ist der Hauptreflektor in jedem Schnitt senkrecht zu seiner optischen Achse im Wesentlichen kreisförmig, insbesondere genau kreisförmig.
Bevorzugt ist der Hauptreflektor in einem seine optische Achse enthaltenden Schnitt zick-zack förmig. Dies bedeutet, dass der Hauptreflektor abwechselnd eine Mehrzahl von reflektierenden Flächen und dazwischen nicht reflektierende Flächen aufweist.
Eine weitere Ausgestaltung der Operationsleuchte sieht vor, dass der Zwischenreflektor im Wesentlichen kegelförmig oder kegelstumpfförmig ist in einem Schnitt, der sowohl die optische Achse des Hauptreflektors als auch die optische Achse des Zwischenreflektors enthält.
Es zeigt die auf den genannten optischen Achsen liegende Kegelspitze in Richtung auf das genannte Modul mit der Mehrzahl LEDs.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Zwischenreflektor entlang seiner optischen Achse bewegbar ist, so dass sein Abstand zu dem die LEDs aufweisende Modul vom Benutzer einstellbar ist und so das Lichtfeld (die ausgeleuchtete Fläche) im Operationsfeld einstellbar ist, also insbesondere vergrößert oder verkleinert werden kann.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Operationsleuchte sind in abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Schnitt durch wesentliche Komponenten einer Operationsleuchte;
2 den Strahlungsverlauf in einer Operationsleuchte gemäß 1 und
3 einen Schnitt entsprechend 1 durch die Operationsleuchte einschließlich eines Gehäuses.
Die in den Figuren dargestellte Operationsleuchte 10 hat einen Hauptreflektor 12. Der Schnitt durch die Operationsleuchte gemäß 1 enthält die optische Achse 14 des Hauptreflektors 12. Der Hauptreflektor 12 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch in Bezug auf seine optische Achse 14, d. h. in einem Schnitt senkrecht zur optischen Achse 14 und in jeder Höhe der optischen Achse ist der Hauptreflektor 12 kreisförmig. Ein Modul 16 ist mit einer Vielzahl von LEDs 18 bestückt. Das Modul 16 ist zentrisch auf der optischen Achse 14 des Hauptreflektors 12 angeordnet. Gemäß 2 wird von den LEDs 18 abgegebene Strahlung 24 mittels einer optischen Abbildungseinrichtung 22 auf einen Zwischenreflektor 20 gerichtet und dort an dessen reflektierenden Flächen 20a in Richtung auf den Hauptreflektor 12 reflektiert.
Das Modul 16 ist mit einer Vielzahl von LEDs bestückt, wobei verschiedene LEDs vorgesehen sind, die jeweils Licht mit unterschiedlichen Farbtemperaturen emittieren. So kann eine Gruppe von LEDs vorgesehen sein, die mit einer ersten Farbtemperatur emittiert, während eine andere Gruppe mit einer anderen Farbtemperatur emittiert und ggf. eine weitere Gruppe mit wiederum einer von den beiden vorstehend genannten Farbtemperaturen verschiedenen Farbtemperatur emittiert etc. Die vorstehend genannten mindestens zwei oder mehr Gruppen von LEDs, die mit jeweils unterschiedlichen Farbtemperaturen Licht emittieren, können jeweils eine LED oder mehrere LEDs aufweisen.
Die reflektierenden Flächen 20a des Zwischenreflektors 20 definieren einen spitzen Kegel (oder Kegelstumpf, nicht gezeigt). Die Spitze des Kegels liegt auf der optischen Achse 14 des Hauptreflektors 12. Die Achse 26 des rotationssymmetrischen Kegels 20 fällt also mit der optischen Achse 14 des Hauptreflektors zusammen. Der Kegelwinkel des Zwischenreflektors 20 ist so gewählt, dass die reflektierenden Flächen 20a die von den LEDs 18 erzeugte Strahlung auf im Wesentlichen alle reflektierenden Flächen 30 des Hauptreflektors 12 reflektieren. Die von den LEDs 18 erzeugte Strahlung wird also im Wesentlichen gleichförmig (homogen) auf alle reflektierenden Flächen 30 des Hauptreflektors verteilt. Die optische Abbildungseinrichtung 22 kann auch in das Modul 16 integriert sein; sie muss also nicht notwendig ein gesondertes Bauteil sein, insbesondere wenn die LEDs 18 so gestaltet sind, dass die von ihnen abgegebene Strahlung so auf den Zwischenreflektor 20 gerichtet ist, dass die vorstehend beschriebene Strahlungsverteilung am Hauptreflektor 12 erzielt wird. Dann ist die optische Abbildungseinrichtung Teil des Moduls oder Teil der LEDs.
Die Reflexionsflächen 30 des Hauptreflektors 12 haben unterschiedliche Neigungswinkel in Bezug auf die optische Achse 14. Mit zunehmendem Abstand vom Modul 16 bilden die ringförmigen Reflexionsflächen 30 des Hauptreflektors mit dessen optischer Achse 14 einen zunehmend spitzeren Winkel. Die Reflexionsflächen 30 sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel im die optische Achse enthaltenden Schnitt jeweils hyperbelförmig, insbesondere parabelförmig, wobei die einzelnen Reflexionsflächen 30 unterschiedliche Krümmungen aufweisen.
Gemäß den Figuren ist der Hauptreflektor 12 in einem seine optische Achse 14 enthaltenden Schnitt zick-zack-förmig derart, dass zwischen jeweils zwei aus der Vielzahl von Reflexionsflächen 30 zumindest ein im Wesentlichen nichtreflektierendes Zwischenstück liegt.
Der Zwischenreflektor 20 ist entlang der optischen Achse 14 des Hauptreflektors verschiebbar. In Abhängigkeit von der Stellung des Zwischenreflektors 20 auf der optischen Achse ist die den Hauptreflektor gemäß 2 verlassende Strahlung 24 mehr oder weniger gebündelt. Gemäß 3 ist der Zwischenreflektor 20 mit einem Griff 34 fest an einem Gehäuse 22 befestigt, welches den Hauptreflektor, den Zwischenreflektor 20, das Modul 16 mit den LEDs 18 und die Abbildungseinrichtung 22 dicht umschließt. Das Gehäuse 32 ist zumindest in dem Bereich, in dem den Hauptreflektor 12 verlassende Strahlung 24 verläuft, mit einer lichtdurchlässigen Scheibe 38 versehen.
Das Gehäuse 32 und die Scheibe 38 sind insgesamt so elastisch ausgeformt, dass der Operateur mittels des Griffes 34 die axiale Position des Zwischenreflektors 20 wahlweise einstellen kann und zwar derart, dass der Zwischenreflektor jeweils in der eingestellten Position stabil stehen bleibt. Hierzu ist in Abhängigkeit vom für das Gehäuse 32 und die Scheibe 38 gewählten Kunststoffmaterial dessen Stärke entsprechend gewählt.
Der Zwischenreflektor 20 und der Hauptreflektor bestehen aus Aluminium oder Kunststoff. Die Reflexionsflächen sind mit hochreflektierendem Metall bedampft.
Auf seiner vom Zwischenreflektor 20 abgekehrten Seite ist das Modul 16 mit einem Rippen aufweisendem Wärmeleiter 36 gut wärmeleitend verbunden, so dass an den LEDs 18 entstehende Wärme abgeführt wird und die Temperaturgradienten im System so gering gehalten werden, dass keine störenden mechanischen Spannungen oder Verformungen entstehen. Das Gehäuse 32 ist geschlossen.
Mittels einer elektronischen Steuerung 40, die über Leitungen 42 mit den einzelnen LEDs 18 verbunden ist, lässt sich die Lichtintensität wahlweise einstellen. Durch Verwendung unterschiedlicher LEDs 18 im Modul 16 ist mit Hilfe der Steuerung 40 die Farbtemperatur der Strahlung 24 im Bereich von 3500 K bis 5500 K vom Chirurgen einstellbar. Das Bezugszeichen 42 bezeichnet also eine Vielzahl von einzelnen Leitungen, von denen jeweils eine mit einer der oben beschriebenen Gruppen von LEDs verbunden ist, wobei die verschiedenen Gruppen von LEDs sich dadurch unterscheiden, dass die von ihnen jeweils emittierten Strahlungen unterschiedliche Farbtemperaturen haben. Die Steuerung 40 erlaubt die Ansteuerung der einzelnen LED-Gruppen derart, dass sowohl die Intensität des von jeder einzelnen Gruppe abgegebenen Lichtes einstellbar ist als auch die relative Intensität der von den einzelnen Gruppen abgebebenen Strahlung im Verhältnis von Gruppe zu Gruppe unterschiedlich einstellbar ist. Die Steuerung 40 ist auch so ausgelegt, dass der Benutzer in einfacher Weise durch Betätigung eines ersten Bedienelementes die Gesamtintensität der Strahlung einstellen kann und mit einem zweiten Bedienelement die Farbtemperatur. Das Bedienelement kann z. B. durch eine Anzeigeeinrichtung, wie ein sogenanntes ”touch panel” realisiert sein.
In Abwandlung des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels kann mehr als ein Leuchtmodul 16 vorgesehen sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Leuchtmodul 16 aus der Achse 14 herausschwenkbar ist und durch ein anderes Leuchtmodul (nicht gezeigt) ersetzt wird, welches dann in die optische Achse 14 einschwenkbar ist. Damit ist bei einer defekten LED ein schneller Austausch möglich.
Insgesamt hat die beschriebene Operationsleuchte ein vergleichsweise geringes Gewicht, so dass auch die Tragarme und andere mechanische Stützeinrichtungen entsprechend schlank und kompakt gestaltet werden können.
Bezugszeichenliste

10: Operationsleuchte
12: Hauptreflektor
14: optische Achse (von 12)
16: Modul
18: LEDs
20: Zwischenreflektor
20a: reflektierende Fläche (von 20)
22: Abbildungseinrichtung
24: Strahlung
26: Kegelachse
28: Kegelspitze
30: Reflexionsflächen (von 12), ringförmig
32: Gehäuse
34: Griff
36: Wärmeleiter
38: Scheibe
40: Steuerung
42: Leitung

Claims

Operationsleuchte, aufweisend – einen Hauptreflektor (12) mit einer optischen Achse (14), – ein auf der optischen Achse (14) angeordnetes Modul (16) mit einer Mehrzahl von LEDs (18), – einen Zwischenreflektor (20) auf der optischen Achse (14), und – eine optische Abbildungseinrichtung (22) zwischen dem Modul (16) und dem Zwischenreflektor (20) derart, dass von den LEDs abgegebene Strahlung (24) zuerst auf den Zwischenreflektor (20) und dann auf den Hauptreflektor (12) gelangt.
Operationsleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenreflektor (20) kegelförmig oder kegelstumpfförmig ist, wobei die Kegelachse (26) und die optische Achse (14) zusammenfallen und die Kegelspitze (28) zur optischen Abbildungseinrichtung (22) weist.
Operationsleuchte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptreflektor (12) in einem Schnitt senkrecht zur optischen Achse (14) im Wesentlichen kreisförmig ist.
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenreflektor (20) in einem Schnitt senkrecht zur optischen Achse (14) im Wesentlichen kreisförmig ist.
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptreflektor (12) in einem die optische Achse (14) enthaltenden Schnitt zick-zack-förmig ist.
Operationsleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptreflektor (12) eine Mehrzahl von ringförmigen Reflexionsflächen (30) aufweist, deren Ringradius mit zunehmendem Abstand von dem genannten Modul (16) größer wird.
Operationsleuchte nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptreflektor (12) eine Mehrzahl von ringförmigen Reflexionsflächen (30) aufweist, die mit der optischen Achse (14) des Hauptreflektors (12) jeweils einen Winkel bilden, wobei der Winkel mit zunehmendem Abstand vom genannten Modul (16) spitzer wird.
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Gehäuse (32), das den Hauptreflektor (12), den Zwischenreflektor (20), das Modul (16) und die optische Abbildungseinrichtung (22) vollständig umschließt mit einer für Strahlung durchlässigen Scheibe (38).
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Griff (34), der auf der optischen Achse (14) angeordnet ist und mit dem Gehäuse (32) verbunden ist derart, dass die Stellung des Zwischenreflektors (20) verschiebbar ist.
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptreflektor und/oder der Zwischenreflektor aus Aluminium oder einem Kunststoff bestehen, wobei zumindest die reflektierenden Flächen mit einem hochreflektierenden Metall bedampft sind.
Operationsleuchte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Steuerung (40), mit der die Stromversorgung der LEDs so einstellbar ist, dass die von den LEDs abgegebene Strahlung in ihrer Strahlungsstärke veränderbar ist.
Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Steuerung (40), mit der die Stromversorgung der LEDs so veränderbar ist, dass die Farbtemperatur der von den LEDs abgegebenen Strahlung im Bereich von 3500 K bis 5500 K einstellbar ist.