DE2150087C2

DE2150087C2 - Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche

Info

Publication number: DE2150087C2
Application number: DE2150087A
Authority: DE
Inventors: John Anderson Leighton Buzzard Bedfordshire Oram
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-10-07
Filing date: 1971-10-07
Publication date: 1983-10-06
Also published as: NL177625C; AU469753B2; BE773561A; AU3422071A; US3911266A; HK46977A; GB1372024A; DE2150087A1; CA957352A; CH529319A; US3832539A; NL7113755A; NL177625B; SE385963B; FR2109954A5

Description

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

e) die beiden Reflektorvorrichtungen (17 und 18) sind spiegelsymmetrisch zu einer die Hauptachse des Hohlspiegels (16) enthaltenden Ebene ausgebildet;

f) die erste Reflektorvorrichtung (17) ist in Form zweier einen Keil bildender Spiegel zwischen den beiden Brennpunkten des Hohlspiegels (16) angeordnet und teilt den Lichtstrom in zwei Lichtbündel mit im wesentlichen entgegengesetzten und zur Längsachse des als Lichtquelle dienenden Leuchtfadens (15) parallelen Richtungen;

g) an den dem fernen Brennpunkt des Hohlspiegels (16) entsprechenden Stellen sind Schlitzblenden (21) angeordnet, wobei die Längsachsen der Schlitze in einer die Hauptachse des Hohlspiegels (16) und die Längsachse des Leuchtfadens (15) enthaltenden Ebene liegen;

h) die zweite Reflektorvorrichtung enthält zwei Spiegel (18) zur Erzeugung der Strahlung mit konvergierenden Richtungen und zwei Linsen (19) zur Fokussierung der Leuchtfadenbilder in der Beleuchtungsebene (20).

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche Zwecke gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine beispielsweise aus der GB-PS 3 75 943 bekannte Beleuchtungsvorrichtung dieser Art erzeugt auf der Beleuchtungsebene einen im wesentlichen kreisflächenförmigen Beleuchtungsbereich, auf den die Lichtstrahlen trichterförmig einfallen. Zwar kann wegen der konvergierend auf die Beleuchtungsfläche auftreffenden Lichtstrahlen die Ausbildung scharfer Schlagschatten vermieden werden, doch eignet sich das kreisflächenförmige Beleuchtungsfeld nicht gut für zahnärztliche Zwecke.

In der zahnärztlichen Praxis muß nämlich vermieden werden, daß das Licht die Augen des Patienten trilft, so daß es wichtig ist das Beleuchtungsfeld nicht nur scharf zu begrenzen, sondern ihm eine langgestreckte Form zu geben, wodurch der Mund des Patienten für die Behandlung ausgeleuchtet wird. Es ist zwar möglich, durch eine längliche Blende vor der bekannten Beleuchtungsvorrichtung einen Teil der auf das Beleuchtungsfeld gerichteten Strahlung abzuschatten, doch bedeutet dies einen erheblichen Verlust an Strahlungsenergie.

ίο Es ist beispielsweise aus der GB-PS 6 48 271 auch eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe eines verhältnismäßig komplizierten doppelparabolischen, dichroitischen Reflektorkörpers eine Aufspaltung des von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtes in zwei verschiedene Strahlenbündelrichtungen vorgenommen wird, die dann von zwei gegenübergestellten zusätzlichen Reflektorvorrichtungen konvergierend auf das Beleuchtungsfeld gerichtet werden. Neben der sehr komplizierten Ausbildung des doppelparabolischen innenreflektors hat diese Beleuchtungsvorrichtung den Nachteil, daß aus verschiedenen Richtungen Lichtbündel von unterschiedlicher Lichtfarbe auf die Beleuchtungsfläche auftreffen, welche sich in dieser zwar möglicherweise zu weißem Licht addieren, jedoch bei einem in den Strahlengang eines Lichtbündels eingebrachten Hindernis, wie es die Hand oder das Instrument des Zahnarztes darstellt, zu farbigen Schatten führen, was bei der Anwendung der Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche Zwecke untragbar

Es liegt deshalb ausgehend von einer bekannten Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche Zwecke so auszubilden, daß mit herstellungstechnisch einfachen Mitteln ein längliches Beleuctuungsfeld mit Ausleuchtung des Feldes aus zwei verschiedenen Richtungen zur Vermeidung ausgeprägter Schatten erhalten wird, ohne daß wesentliche Anteile der von dem Leuchtfaden der

■to Lichtquelle abgegebenen Strahlung verloren gehen. Zugleich soll die Möglichkeit bestehen, mittels dichroitischer Gestaltung der Reflexionsflächen eine an Wärme- und Rotstrahlungsanteilen arme Strahlung auf das Beleuchtungsfeld zu bringen.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit Hilfe der im Kennzeichen des Patentanspruches aufgeführten Merkmale.

Durch die spiegelsymmetrische Anordnung der Reflektorvorrichtungen einerseits, wodurch der Lichtstrom in zwei im wesentlichen entgegengesetzt verlaufende Teilströme aufgeteilt wird, und durch die Anordnung der Schlitzblenden innerhalb der Teilströme an den Stellen, in die der langgestreckte Leuchtfaden der Lichtquelle in Schlitzlängsrichtung abgebildet wird, erhält man nach Umlenkung der Teilstrahlen an der zweiten Reflektorvorrichtung und ihrer Fokussierung auf die Beleuchtungsebene den gewünschten langgestreckten, jedoch scharf begrenzten Beleuchtungsbereich in der Beleuchtungsebene bei in dieser fokussierten Leuchtfadenbildern. Die Lichtenergieausbeute ist dabei ausgezeichnet, und da die Reflektorflächen der beiden Reflektorvorrichtungen sehr einfach sind, können sie dichroitisch ausgebildet werden, so daß es möglich ist, langwellige Strahlungsanteile aus den auf die Beleuchtungsebene gerichteten Strahlenbündeln zu eliminieren und so eine sehr weiße und wärmestrahlungsarme Beleuchtung zu erhalten, obgleich die Lichtquelle ein Glühfaden ist.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert Irn einzelnen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche Zwecke;

Fig.2 eine schematische Darstellung der wesentlichen Einzelteile für die Lenkung des Strzhlengaogs in der Beleuchtungsvorrichtung;

F i g. 3 e^:nen Querschnitt durch die Beleuchtungsvorrichtung nach F i g. 1.

Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß F i g. 1 weist ein Gehäuse 11 mit einem Tragbügel 13 auf einem juitierbaren Stiel 12 auf, wobei die Schwenkverbindung zwischen dem Bügel 13 und dem Gehäuse reibschlüssig ist, damit die Beleuchtungsvorrichtung genau eingestellt werden kann.

Die optischen Teile der Beleuchtungsvorrichtung gehen am deutlichsten aus der F i g. 2 hei vor. Zu ihnen gehört eine Niederspannungshalogeniampe 14, deren Wolfram-Leuchtfaden 14 in einem Brennpunkt eines elliptischen, dichroitischen Hohlspiegels 16 montiert ist. Zwischen dem Hohlspiegel 16 und dessen anderem Brennpunkt befindet sich eine Reflektorvorrichtung 17 in Form von zwei reflektierenden Planarflächen. Die Planarflächen sind symmetrisch zu der Ebene angeordnet, die normal zur Längsachse des Leuchtfadens liegt und durch die Achsen des Hohlspiegels 16 verläuft. Jede dieser Flächen bildet mit der Hohlspiegelachse einen Winkel von 40°. Das vom Hohlspiegel kommende I icht wird folglich in zwei Strahlenbündel aufgespaltet, die quer zur Hohlspiegelachse in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. An den beiden scheinbaren Positionen des anderen Brennpunktes des Hohlspiegels 16 werden fokussierte Bilder des Leuchtfadens 15 erzeugt.

Die beiden Strahlenbündel treffen auf zwei Spiegel 18, die im dargestellten Falle Hohlspiegel sind, wo sie um einen Winkel von etwa 79° umgelenkt werden. Die reflektierten Strahlenbündel verlaufen durch je eine Sammellinse 19 und treffen sich in einem Winkel von etwa 14° an einer Stelle vor der Beleuchtungsvorrichtung. Die Krümmung der Spiegel 18 und die Brennweite der Linsen 19 sind so gewählt, daß an der Stelle, wo sich die Strahlen treffen, zwei überlappende, fokussierte Bilder 20 des Leuchtfadens 15 entstehen.

Die Bilder 20 sind ebenso länglich wie der Leuchtfaden 15 und überlappen einander zu einem Beleuchtungsstreifen, der ungefähr 6,4 cm breit ist. In einigen Fällen liegen die Bilder so, daß sie einander vollständig decken, während in anderen Fällen nur eine teilweise Überlappung erfolgt, so daß zu den Enden des beleuchteten Streifens hin die Beleuchtungsstärke abnimmt. Die Strahlen bilden miteinander einen V/inkel von 14° in der Ebene, welche durch die Längsachse ihrer Bilder verläuft.

Damit der Beleuchtung?streifen zwar den Mund eines Patienten, nicht jedoch seine Augen trifft, muß er an seinem Rand scharf begrenzt sein. Zu diesem Zweck sind an den scheinbaren Positionen des anderen Brennpunkts des Hohlspiegels 16 Schlitzblenden 21 vorgesehen, die ungefähr 0,64 cm breit sind und deren Längsachsen in einer die Hauptachse des Hohlspiegels 16 und die Längsachse des Leuchtfadens 15 enthaltenden Ebene liegen. Damit die Ränder der Schitablenden mit dem Heizfaden in derselben Brennebene abgebildet werden, müssen sie praktisch parallel zum Hohlspiegel 18 liegen. Soll der Beleuchtungslichtstreifen eine konstante Breite haben, so muß die Schlitzblende sich zu ihrem in der Zeichnung offen dargestellten Ende hin leicht verjüngen. Die an den scheinbaren Positionen des anderen Brennpunkts des Hohlspiegels erzeugten Bilder des Leuchtfadens 15 füllen dann genau die Schlitzblendenflächen aus. Die Schlitzblenden blenden das Licht aus, das über die Flächen 17 im direkten Strom vom Leuchtfaden reflektiert wird, sowie anderes Streulicht Sie lassen jedoch praktisch das gesamte Licht hindurch, das vom Hohlspiegel 16 stammt

ίο Überlappende Bilder der Blendenschlitze werden an der Stelle erzeugt, wo sich die von den Spiegeln 18 und Linsen 19 kommenden Strahlen treffen. Bei dieser Anordnung wird die Beleuchtungsstärke durch die Schlitzblenden nicht nennenswert vermindert doch schneiden die Ränder der Schlitzblenden 21 das Licht des Beleuchtungsslreifens scharfrandig ab.

Die Schlitzblenden 21 und die planen Flächen der ersten Reflektorvorrichtung 17 befinden sich auf einem mehrmals abgekanteten Blechstreifen 22, der am Gehäuse 11 mit zwei Nieten 23 befestigt ist, die geschlitzte Köpfe für einen Schraubenzieher und exzentrische Mittelteile 24 haben. Diese liegen in Schlitzen 25 des Blechstreifens 22, so daß zur Ausrichtung der Schlitzblendenöffnungen und der Flächen der ersten Reflektorvorrichtung 17 gegenüber den Spiegeln 18 die Nieten gedreht werden können.

Die Spiegel 18 sind an der Wand des Gehäuses 11 befestigt und die Linsen 19 in öffnungen in der Gehäusefronc eingesetzt. Der Hohlspiegel 16 ist mittels einer Platte 26 im Gehäuse montiert, welches zur Belüftung ein Gitter 50 aufweist.

Unter Verwendung eines Epoxydharz-Klebemittels ist die Lampe 14 in einem Loch in der Seite eines Rohres

27 aus mit Kunststoff imprägniertem Karton so befestigt, daß sie quer vom Rohr absteht. Zu diesem Zweck können Rohre verwendet werden, wie sie für die Spulenkerne von Transformatorwicklungen benutzt werden. Um ihren Sockel herum hat die Lampe einen Flansch, der sich in einem bestimmten Abstand von ■*o ihrem Leuchtfaden befindet. Innerhalb des Rohres 27 sind die Anschlüsse des Leuchtfadens 15 durch Drähte

28 mit zwei Stiften 29 verbunden, die sich in gleichen Abständen von der Lampe an entgegengesetzten Enden des Rohres befinden. Die Stifte 29 erstrecken sich quer

⁴S zum Rohr in die gleiche Richtung wie die Lampe. Sie sind durch Aufschiebklammern und einen Epoxydharz-Klebstoff in Löchern in der Wand des Rohres 27 befestigt. In einem bestimmten Abstand vom Rohr haben die Stifte eine Nut 30.

⁵⁽¹ Zur Aufnahme der Stifte 29 dienen zwei Sockel 31 im Gehäuse, bei denen es sich um tunnelförmige, an beiden Enden offene Löcher handelt. Das eine Ende befindet sich an der Außenseite des Gehäuses, das andere Ende im Innern. Kanäle 32, die parallel zu den Sockeln verlaufen, sind an ihren inneren Enden offen, an ihren Außenenden dagegen bis auf einen schmalen Schlitz geschlossen. In jedem dieser Kanäle 32 befindet sich eine Blattfeder 33, deren eines Ende eine reduzierte Breite hat und sich durch den Schlitz erstreckt. Dieses eine Ende ist so abgebogen, daß die Blattfeder im Kanal gehalten und eine Anschlußklemme gebildet wird. Das andere Ende ist zu einem hakenförmigen Schnapper gebogen. Wenn die Feder entspannt ist, liegen die Schnapper gegenüber dem inneren Ende ihrer Sockel.

Zwischen den Wänden der Kanäle und den Blattfedern ist ein genügend großer Zwischenraum, so daß die Federn eine beschränkte Ausbiegebewegung ausführen können. Durch Ausbiesen der Federn werden die Enden

der Sockel von den Schnappern freigegeben.

Wenn die Stifte eingesetzt werden, ragen sie über die inneren Enden der Sockel hinaus. Die Schnapper werden also von den Stiftenden beiseite geschoben und greifen dann unter dem Druck der Federn an den zylindrischen Stiftflächen an. Wenn die Stifte vollständig eingesetzt sind, wobei Anschlagflächen (51), die um die Basis der Stifte herum verlaufen, gegen entsprechende Anschlagflächen um die äußeren Enden der Sockel stoßen, greifen die Schnapper in die Nuten 30 ein, wodurch sie die Stifte in den Sockeln halten. Die ganze Lampenanordnung ist dadurch genau in bezug auf das Gehäuse justiert. Durch entsprechende Anordnung der Anschlagflächen der Sockel befindet sich der Leuchtfaden in dem einen Brennpunkt des Hohlspiegels. Die Lampe wird über die Blattfedern und die Stifte gespeist. Ober Drähte (nicht dargestellt), die am Bügel 13 befestigt sind, sind die Enden der Blattfedern an eine Niederspannungsquelle angeschlossen.

Wenn die Lampe 14 ausfällt, kann die ganze Lampenanordnung auf einfache Weise dadurch entfernt werden, daß man das Rohr 27 erfaßt und die Stifte aus den Sockeln herauszieht. Dies kann geschehen, während die Lampe 14 noch heiß ist, da das Rohr aus einem wärmeisolierenden Material besteht. Wenn die Abstände zwischen dem Leuchtfaden und den Anschlagflächen um die Stifte der Ersatzanordnung die gleichen sind wie bei der ursprünglichen Lampenanordnung, gelangt der Leuchtfaden der Ersatzanordnung wieder an den Brennpunkt des Hohlspiegels 16, wenn die Stifte voll in die Sockel eingesetzt werden. Die lange Verzögerungszeit beim Ausfall einer Lampe, die für einen Zahnarzt ungünstig ist, wenn er beispielsweise einen betäubten Patienten behandelt, wird durch die beschriebene Anordnung vermieden.

Falls es ein Zahnarzt vorzieht, daß zwei Strahlen zum oberen und unteren Teil des Mundes eines Patienten gerichtet werden, kann eine modifizierte Beleuchtungsvorrichtung geschaffen werden, in welcher die Längsachse der Lampenwendel senkrecht zur Ebene der Strahlbahnen liegt In diesem Fall bilden die Strahlen miteinander einen Winkel von 14° in der Ebene, die quer zu den Bildern verläuft. Die Schlitze der Fenster liegen also normal zur Ebene der Strahlbahnen.

Im Gehäuse 11 befinden sich zwischen den Hohlspiegeln 18 und ihren Linsen 19 zwei Führungsarme 60, die dazu dienen, Farbtemperaturfilter in ihre vorgesehene Stellung zu bringen. In F i g. 3 erhält nur einer der Arme ein Filter 61. Das Filter ist in einem Rahmen 62 montiert und kann mit Hilfe eines am Rahmen vorgesehenen Handgriffs 64 durch ein Loch 63 in der Gehäusewand hindurch in den Arm hinein und aus ihm herausgeschoben werden.

Wenn sich das Farbtemperaturfilter 61 im Führungsarm befindet, wird die Farbtemperatur des Lichtes des entsprechenden Strahles geändert, so daß die Farbtemperaturen der beiden Strahlen unterschiedlich sind. Mit einem gegebenen Filter im Führungsarm ist es möglich, Licht mit drei verschiedenen Farbtemperaturen zu erhalten. Der gefilterte Strahl kann gesperrt werden, so daß die Beleuchtung nur durch das ungefilterte Licht erfolgt, der ungefilterte Strahl kann gesperrt werden, so daß nur der gefilterte Strahl wirksam ist, oder man kann

ίο beide Strahlen unbehindert lassen, so daß sie zusammen die Beleuchtung bewirken. Der Zahnarzt kann die Strahlen mit seiner Hand sperren und dadurch Zähne schnell in den drei verschiedenen Lichtarten beurteilen bzw. anpassen.

5 Als Einrichtung zur weiteren Variierung der Farbtemperatur kann auf die Vorderseite der Lampe eine abnehmbare Schiebeanordnung 70 aufgesetzt werden, wie in F i g. 1 dargestellt ist.

Die Anordnung 70 enthält einen Halter 71, der an

seiner Oberseite eine Stange 72 trägt, die über zwei Haken 73 oben an der Vorderseite der Lampe eingehakt wird. Eine Klammer 74, die sich unten an der Vorderseite der Lampe befindet, nimmt den unteren Teil des Halters 71 auf, um die Schiebeanordnung in der richtigen Lage auf der Lampe zu halten. Wenn man den unteren Rand des Rahmens ausklammert und die Stange von den Haken herunterhebt, kann man die Schiebeanordnung wegnehmen.
In einem Rahmen 76 der Anordnung 70, der in oberen und unteren Schienen 77 des Halters gleitend verschiebbar ist, sind zwei keilförmige Filter 75 montiert. Mit einem am Rahmen vorgesehenen Griff 78 kann er in den Schienen von Hand verschoben werden. Die Filter sind so in den Rahmen montiert, daß einander entsprechende Stellen ihrer Vorderkanten 79 den gleichen Abstand haben wie die Achsen der Linsen 19. Bei den Filtern 75 handelt es sich um Farbtemperaturfilter. Bei einer zunehmenden Verschiebung des Gleitrahmens in den Schienen gelangen die Filter zu einem

größeren Teil in die Strahlbahnen. Durch diese Anordnung kann also die Farbtemperatur der Lichtquelle kontinuierlich geändert werden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel bestehen die reflektierenden Oberflächen der Strahlteilvorrichtung 17 und der Hohlspiegel 18 aus dichroitischem Material,

damit der Heizeffekt der Lichtstrahlen vermindert wird.

Es kann auch eine Einrichtung vorgesehen werden,

durch welche gleichzeitig die Hohlspiegel geneigt und

die Linsen längs der Strahlbahnen bewegt werden, um

die Konvergenz der beiden Strahlen und somit die Entfernung von der Beleuchtungsvorrichtung zu der Stelle zu variieren, wo die Strahlen einander treffen und die Bilder fokussiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Beleuchtungsvorrichtung für zahnärztliche Zwekkemit

a) einem ellipsoidförmigen Hohlspiegel mit senkrecht zur Reflektoröffnung verlaufender Hauptachse;

b) einer am nahen Brennpunkt des Hohlspiegels angeordneten Lichtquelle;

c) einer symmetrisch zur Hauptachse des Hohlspiegels ausgebildeten ersten Reflektorvorrichtung, die Lichtstrahlen mit im wesentlichen senkrecht von der Hauptachse weg stark divergent verlaufenden Strahlenrichtungen erzeugt;

d) einer ebenfalls symmetrisch zur Hauptachse des Hohlspiegels ausgebildeten zweiten Reflektorvorrichtung zur Umlenkung der Lichtstrahlen in mit schwach konvergenten Strahlenrichtungen in einer Beleuchtungsebene zusammentreffende Lichtstrahlen,