DE3432745A1

DE3432745A1 - Reflektoranordnung fuer operationsleuchten

Info

Publication number: DE3432745A1
Application number: DE19843432745
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 6477 Limeshain Becker; Walter 8752 Kleinostheim Wohlfart
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1986-03-06
Also published as: DE3432745C2; GB8513642D0; FR2569824B1; FR2569824A1; GB2164434B; GB2164434A; US4622625A

Description

Hanau, den 31. Aug. 1984 ZPL-Ga/W

W.C. Heraeus GmbH

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung "Reflektoranordnung für Operationsleuchten"

Gegenstand der Erfindung ist eine Operationsleuchte mit wenigstens einer Lichtquelle und einem voll reflektierenden Spiegel, wobei zwischen der Lichtquelle und dem voll reflektierenden Spiegel ein Reflektorsystem mit mindestens einem, die von der Lichtquelle ausgehende Strahlung transmittierenden und teilweise reflektierenden Spiegel angeordnet ist, die derart ausgerichtet sind, daß sich die vom Reflektorsystem und dem voll reflektierenden Spiegel abgelenkte Strahlung in einer Beleuchtungszone zumindest teilweise überlagert.

Aus der FR-OS 2 339 129 ist eine Operationsleuchte bekannt, die zwecks gleichmäßiger Ausleuchtung des Operationsfeldes von der Lichtquelle ausgehende Strahlenbündel aufweist, welche auf jeweils zwei Reflektoren gerichtet sind. Dabei wird das Lichtbündel von einem ersten Reflektor zum Teil reflektiert und zum anderen Teil transmittiert und auf den zweiten Spiegel geleitet. Die Neigung der Reflexionsspiegel ist in bezug auf die horizontal verlaufende Achse des ursprünglichen Strahlenbündels verstellbar. Somit gehen von jedem Projektor zwei auf das zu beleuchtende Feld gerichtete Strahlenbündel aus, die fokussierbar sind.

Bei einer solchen Anordnung treffen insgesamt acht Lichtbündel aus vier verschiedenen Richtungen auf das zu beleuchtende Feld, wodurch zwar das Risiko der Ausbildung von Schlagschatten vermindert wird, jedoch eine an den jeweiligen Operationsfall anzupassende variable Lichtverteilung, z. B. mit Tiefenausleuchtung, nicht ohne weiteres möglich ist.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Operationsleuchte zu schaffen, bei der neben einer gleichmäßigen Ausleuchtung in der Ebene des Operationsfeldes und einer ausreichenden Tiefenausleuchtung von Körperhöhlen oder von Operationskanälen zusätzlich eine variable Lichtverteilung zwischen diesen beiden Beleuchtungsarten ermöglicht wird. Die Lichtverteilung soll in möglichst kleinen Schritten oder kontinuierlich einstellbar sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis von der im teildurchlässigen Reflektorsystem reflektierten zur transmittierten Strahlung veränderbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das genannte Verhältnis im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 4, vorzugsweise kontinuierlich, einstellbar. Das teildurchlässige Reflektorsystem besteht aus zwei gegeneinander verschiebbar angeordneten Reflektorelementen. Der teildurchlässige Reflektor besteht aus einem feststehenden Ring mit spiegelnder Innenfläche, die von Öffnungen unterbrochen ist, sowie einem koaxial angeordneten entsprechenden zweiten Ring, welcher gegenüber dem feststehenden Ring als bewegliches Reflektorelement um die Ringachse verschiebbar angeordnet ist. Beide Ringe des teildurchlässigen Reflektors weisen eine sphärische Form auf. Das Verhältnis zwischen reflektierter und transmittierter Strahlung ist kontinuierlich verstellbar. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das bewegliche Element aus einem zusätzlichen voll reflektierenden Spiegel mit veränderbarer Spiegelfläche, der zwischen der Lichtquelle und dem teilweise reflektierenden festen Spiegel angeordnet ist.

Weiterhin ist eine Ausführungsvorm vorgesehen, bei der das Reflektorsystem aus einem feststehenden Spiegel mit Öffnungen besteht, wobei die Öffnungen durch schwenkbare, lamellenförmige Reflektorelementο abdeckbar sind. Zur Verstellung worden

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die lamellenförmigen Reflektorelemente jeweils um 90° geschwenkt. Sie können mit Einzelantrieben versehen sein, so daß eine Verstellung einzelner Reflektorelemente nacheinander möglich ist. Auf diese Weise ist eine nahezu stufenlose Verstellung des Verhältnisses zwischen der im Reflektorsystem transmittierten und reflektierten Strahlung möglich.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Beleuchtung be:, Vorbereitung und Ablauf einer Operation dem jeweiligen Verfahrensschritt optimal angepaßt werden kann. Als besonders vorteilhaft erweist sich die stufenlose bzw. feinstufige Verstellbarkeit des teildurchlässigen Reflektors, so daß das Verhältnis von reflektierter zu transmittierter Strahlung .praktisch eine kontinuierlich verstellbare Lichtverteilung ermöglicht. Als Lichtquelle können beispielsweise wenigstens zwei voneinander unabhängige Lampen dienen. Es ist jedoch auch möglich, eine mit Doppelwendel versehene Lampe einzusetzen.

Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Figur 1 zeigt im Ausschnitt ein Ausführungsbeispiel eines Reflektorsystems mit Lochreflektoren,

in Figur 2 ist ein teildurchlässiger Lochreflektor mit einem zusätzlichen Reflektor aus verschiebbaren Spiegelflächen dargestellt,

Figur 3 zeigt einen Lochreflektor mit verschwenkbaren Reflektorelementen ,

Figur 4 zeigt schematisch eine üperationsleuchte mit erfindungsgomäßen Ringrefloktoren.

Gemäß Figur 1 befindet sich zwischen der von einem Filter abgeschirmten Lichtquelle 1 und dem vollreflektierenden ringförmigen Spiegel 3 ein teildurchlässiges Reflektor-System 4, das aus mehreren Komponenten besteht. Das Reflektor-System enthält ein feststehendes ringförmiges Reflektorelement 5, das auf seiner Innenseite mit einer spiegelnden Fläche versehen ist und Öffnungen aufweist, welche sich im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 1 und dem vollreflektierenden Spiegel 3 befinden. Konzentrisch zu dem feststehenden Reflektorelement 5 enthält das Reflektor-System ein entsprechend aufgebautes bewegliches Reflektorelement 6, das um die Ringachse 7 drehbar angeordnet ist. Das bewegliche Reflektorelement 6 kann gegenüber dem feststehenden Reflektorelement 5 so verändert werden, daß die Öffnungen beider Elemente kongruent sind und somit eine maximale Lichtstrahlung auf dem vollreflektierenden Spiegel 3 fällt. Es kann jedoch auch so verstellt werden, daß die Öffnungen 8 beider Elemente so weit gegeneinander verschoben sind, daß beide Reflektorelemente 5, 6 zusammen eine relativ geschlossene, spiegelnde Fläche bilden. Mit Hilfe eines Bedienungselementes 9 ist es möglich, zwischen den beiden Extrempositionen eine kontinuierliche Verstellung vorzunehmen, so daß die Lichtverteilung dem jeweiligen Beleuchtungsbedarf optimal angepaßt werden kann. Dabei ist das Bedienungselement 9 beispielsweise über eine Achse 10 mit einem Zahnrad 11 verbunden, welches in eine Zahnschiene 12 des beweglichen Reflektorelementes 6 eingreift.

Der Strahlengang innerhalb der Opurationsleuchte sei anhand einiger schematisch dargestellter Lichtstrahlen näher erläutert. Lichtstrahl A gelangt aus Lichtquelle 1 über das die Lichtquelle umgebende Filter 2 in die Öffnung 8 des beweglichen

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Reflektorelements und gelangt durch eine zweite Öffnung im feststehenden Reflektorelement 5 an den vollreflektierenden Spiegel 3, vi/elcher aufgrund seiner kegelstumpf artigen Form den Strahl in Richtung Operationsfeld richtet. Ebenso \i/ie Lichtstrahl A dient der entsprechend verlaufende Lichtstrahl B zur Ausleuchtung des Operationsfeldes. Ein anderer exemplarisch dargestellter Lichtstrahl C gelangt auf die reflektierende Innenfläche des beweglichen Reflektorelements 6 und \uird zwecks Tiefenausleuchtung in einem verhältnismäßig steilen Winkel an ihr reflektiert. Auch die Reflektorelemente 5, 6 haben die Form eines Kegelstumpfes. Es ist jedoch auch jnöglich, diese Reflektorelemente sowie auch den vollreflektierenden Spiegel 3 mit einer sphärischen oder parabolischen Spiegelfläche auszustatten. Die Form der reflektierenden Elemente kann dem Anwendungsfall entsprechend modifiziert sein und auch beispielsweise Kombinationen dieser Reflektorelemente umfassen.

Nach dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis von Lichtdurchlässigkeit zu Reflexion im Bereich des teildurchlässigen Reflektor-Systems 4 bei 1 : 3. Dies bedeutet, daß 75 ?ά der Lichtstrahlung am teildurchlässigen Reflektor-System 4 zur Tiefenausleuchtung abgelenkt werden, während durch die Öffnungen 8 lediglich 25 % der Lichtstrahlung an den vollreflektierenden Spiegel 3 zur Flächenausleuchtung gelungen. Darüber hinaus ist es auch möglich, die beiden Re f ioktorelemcnte 5 und 6 mit gitterf örrnig ausgestanzten Öffnungen zu vorsehen, so daß beispielsweise nach Art eines Schachbrettmusters bei Kongruenz der Öffnungen in beiden Refioktorolernen ten die Hälfte der Lichtstrahlung reflektiert

wird und die andere Hälfte zum vollreflektierenden Spiegel 3 transmittiert wird. In einem solchen Fall sind zwischen 50 und 100 % der Lichtstrahlung zur Tiefenausleuchtung einzusetzen.

Gemäß Figur 2 ist es möglich, das teildurchlässige Reflektor-System 4 aus einem ringförmigen feststehenden Reflektorelement 5 nach der Figur 1 und einem vollreflektierenden Spiegelsegment 13 aufzubauen, welches in seiner Fläche verstellbar und ebenfalls um die Ringachse 7 verdrehbar angeordnet ist. Zusätzlich ist das bewegliche Reflektor element 13 in Richtung der Achse 7 verstellbar angeordnet, so daß das Verhältnis von Reflexion zu Transmission zusätzlich durch Höhenverstellung möglich ist. Durch das segmentartige bewegliche Reflektorelement 13 kann eine asymmetrische Feldausleuchtung erreicht werden. So ist es möglich, eine reliefartige Feldausleuchtung zu erzeugen. Eine Verstellung der Spiegelfläche des Reflektorelements 13 ist beispielsweise durch eine Relativbewegung der beiden äußeren Reflektorflächen 14 und 15 möglich, wobei im Extremfall die beiden äußeren Reflektor flächen 14 und 15 mit der mittleren Reflektorfläche 16 kongruent sind. In diesem Fall wird ein Maximum an Lichtstrahlung zum vollreflektierenden Spiegel 3 transmittiert.

In Figur 3 ist eine Leuchte mit einem teildurchlässigen Reflektor-System 4 beschrieben, welches aus dem ringförmigen Reflektor element 5 und einem inneren Ring 18 besteht, wobei das Reflektor element 5 mit entsprechenden Öffnungen 17 versehen ist. Die Öffnungen 17 werden von den auf dem inneren Ring drehbar angeordneten lamellenförmigen Reflektor elementen 19 abgedeckt. In diesem Fall sind die Flächennormalen der Reflektorelemente 19 in Richtung der Achse 7 ausgerichtet. Mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung ist es möglich, die Reflektorelemente um eine vertikale Achse um 90° -zu drehen,

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so daß deren Tangenten sich in der Achse 7 schneiden. In einem solchen Fall kann die aus der Lichtquelle 1 austretende Strahlung durch die rechteckigen Öffnungen 17 zum vollreflektierenden Spiegel 3 gelangen. Dabei erreicht die im teildurchlässigen Reflektor transmittierte Lichtstrahlung ein Maximum, während die vom Reflektorelement 5 abgelenkte Strahlung nur ein Minimum erreicht. Umgekehrt werden bei "geschlossenen" Reflektorelementen 19 die Öffnungen 17 vollständig abgedeckt, so daß die gesamte Lichtleistung zur Tiefenausleuchtung herangezogen wird. Durch entsprechende Anordnungen können sämtliche lamellenförmigen Reflektorelemente 19 gleichzeitig verstellt werden. Zu diesem Zweck ist es möglich, wenigstens ein"en der beiden in der Drehachse 20 der Reflektorelemente liegenden Achsstummel 21, 22 mit wenigstens einem Zahnkranz 23 zu versehen, in welchem ein Zahnriemen 24 oder ein umlaufendes Verstellelement eingreift, über das sämtliche Reflektorelemente gleichsinnig verstellbar sind. Die Verstellung kann beispielsweise durch einen elektrisch angetriebenen Motor erfolgen, dessen Achse über ein Zahnrad den Zahnriemen 24 bzw. ein Verstellelement antreibt. Es ist jedoch auch möglich, Einzelantriebe der Reflektorelemente 19 vorzusehen, um beispielsweise asymmetrische Tiefenausleuchtungen zu erzielen. In einem solchen Fall enthält jedes lamellenförmige Reflektorelement an einem seiner beiden Achsstummel 21, 22 einen elektrischen Antrieb, welcher eine individuelle Einstellung der Feldausleuchtung ermöglicht. Weiterhin ist durch alternierendes Öffnen und Schließen einzelner Refloktorelemente 19 eine nahezu stufenlose Lichtverteilung möglich. Es können jedoch auch Gruppen von Reflektorelementen gleichsinnig angesteuert werden. Neben einer Verstellung άαν Reflektorelemente um ein« vertikale Achse ist auch eine Verstellbarkeit um die horizontale Achse möglich. Dieser Aufbau bringt eine zusätzliche Variabilität in der Größe des beleuchteten Feldes mit sich.

Die in Figur 3 beschriebene Anordnung besitzt die größte Variabilität zwischen reflektierter und transmittierter Lichtstrahlung. Durch Schließen der Lamellen ist es möglich, eine annähernd 100-?oige Tiefenausleuchtung zu erzielen, während bei vollständigem Öffnen der Lamellen nur die Einfassungen der rechteckförmigen Öffnungen 17 reflektieren, so daß ungefähr 80 % der Lichtstrahlung transmittiert wird.

Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung den konzentrischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Operationsleuchte, wie sie beispielsweise anhand der Figur 1 beschrieben ist. Im Mittelpunkt der Achse 7 der Operationsleuchte befindet sich die von einem Filter 2 umgebene Lichtquelle 1. Zwischen dieser Lichtquelle 1 und dem feststehenden vollreflektierenden Spiegel 3 ist das teildurchlässige Reflektorsystem 4 mit dem feststehenden Reflektor element 5 und dem beweglichen Reflektorelement 6 angeordnet. Die beiden Reflektorelemente 5, 6 können gemäß Figur 1 als Lochreflektoren ausgebildet sein.

Der konzentrische Aufbau gilt sinngemäß auch für die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Anordnungen.

Claims

Hanau, den 31. Aug. 1984 ZPL-Ga/W

W.C. Heraeus GmbH

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung "Reflektoranordnung für Operationsleuchten"

Patentansprüche

Operationsleuchte mit wenigstens einer Lichtquelle und einem vollreflektierenden Spiegel, wobei zwischen der Lichtquelle und dem vollreflektierenden Spiegel ein Reflektorsystem mit mindestens einem, die von der Lichtquelle ausgehende Strahlung transmittierenden und teilweise reflektierenden Spiegel angeordnet ist, die derart ausgerichtet sind, daß sich die vom Reflektorsystem und dem vollreflektierenden Spiegel abgelenkte Strahlung in einer Beleuchtungszone zumindest teilweise überlagert, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der vom teildurchlässigen Reflektorsystem (4) reflektierten Strahlung zur transmittierten Strahlung veränderbar ist.
2. Operationsleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der reflektierten zur transmittierten Strahlung im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 4 einstellbar ist.
3. Operationsleuchte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das teildurchlässige Reflcktorsystem

(4) wenigstens zwei Reflektorelemente (5, 6, 13) aufweist, die gegeneinander verschiebbar angeordnet sind.
4. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das teildurchlässige Reflektorsystem (4) aus einem feststehenden Reflektorelement (5) und einem beweglichen Reflektorelement (6, 13) besteht, welches gegenüber dem feststehenden Reflektorelement (5) verstellbar angeordnet ist.
5. Operationsleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Reflektorelement (13) ein zusätzlicher, vollreflektierender Spiegel ist, der zwischen der Lichtquelle (1) und dem feststehenden Reflektorelement (5) angeordnet ist.
6. Operationsleuchte nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der teilweise reflektierende Spiegel ein feststehendes Reflektorelement (5) ist, welches Öffnungen (17) aufweist, die durch verstellbare, lamellenförmige Reflektor elemente (19) abdeckbar sind.
7. Operationsleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lamellenförmigen Reflektorelemente (19) mit Achsstummeln (21, 22) versehen sind, um welche die Reflektorelemente (19) schwenkbar angeordnet sind.
8. Operationsleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lamellenförmigen Reflektor elemente (19) um 90° schwenkbar sind.
9. Qperationsleuchte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die lamellenförmigen Reflektor elemente (19) mit Einzelantrieben versehen sind.
10. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daO das feststehende Reflektor-

element (3) und wenigstens ein Reflektorelement (5, 6, 18) des teildurchlässigen Reflektorsystems (4) ringförmig ausgebildet und konzentrisch zur Lichtquelle (1) angeordnet sind.