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Die
Erfindung betrifft eine Apparatur für Operationsleuchten und hat
insbesondere eine Apparatur für
Operationsleuchten mit verbesserter Kühlleistung zum Gegenstand.
Vor allem betrifft die Erfindung einen Lampenkopf für eine Operationsleuchtenapparatur,
die verhindert, dass Strahlungswärmeenergie
einen auszuleuchtenden Zielbereich erreicht, und die gleichzeitig
eine Kühlung
des Lampenkopfes bewirkt.
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In
Operationssälen
von Krankenhäusern
benutzte Operationsleuchten zum Ausleuchten von Operationsfeldern
am Patienten sind bekannt. Die Operationsleuchten sind mit einer
oder mehreren Lampen wie einer Wolframhalogenlampe ausgestattet,
die einen elektrischen Eingang in sichtbares Licht umwandeln. Die
Umwandlung von elektrischer Energie in Licht durch eine Lampe kann
relativ ineffizient sein, wobei mehr als neunzig Prozent der Eingangsenergie
von der Lampe als Wärmestrahlung übertragen
werden.
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Ebenfalls
bekannt ist der Wunsch, den Zielbereich mit kaltem Licht, d.h. mit
nur sichtbarem Licht auszuleuchten. So umfassen Operationsleuchten
oftmals einen Filter im Lampenkopf, um unerwünschte Strahlung wie Infrarotstrahlung
abzuscheiden, sodass nur sichtbares Licht zum Zielbereich übertragen wird.
So beschreibt zum Beispiel die an Neal, Jr. erteilte US Patentschrift
4 254 455 eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der ein gewölbter Reflektor
mit einer dichroitischen Beschichtung versehen ist, die nur sichtbares
Licht reflektiert. Die Abscheidung von Wärmeenergiestrahlung vor dem
Ausleuchten des Zielbereichs kann jedoch dazu führen, dass sich die Temperaturen
im Lampenkopf der Operationsleuchte erhöhen.
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Somit
gibt es bei vielen bekannten Operationsleuchten einen Mechanismus
zum Abscheiden unerwünschter
Wärme aus
dem Lampenkopf der Operationsleuchte. So bietet zum Beispiel in
der vorgenannten und an Neal, Jr. erteilten Patentschrift die dichroitische
Beschichtung, von der sichtbares Licht reflektiert wird, die Möglichkeit,
dass Wärmeenergie durch
den Reflektor hindurchgeht und an der Rückseite des Lampenkopfes abgestrahlt
wird. Als ein weiteres Beispiel ist in der an Hardin, Jr. erteilten
US Patentschrift 4 254 454 eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben,
bei welcher die Kühlung
der Beleuchtungsvorrichtung durch Luftströmungskanäle erfolgt, indem Außenluft
durch die Beleuchtungsvorrichtung angesaugt wird.
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Bei
vielen Operationsverfahren wird mit Instrumenten wie Lasern und
Kaustikgeräten
gearbeitet, die in bestimmten Abständen während der Operation Rauch entwickeln.
Bei einer Operationsleuchtenkonstruktion, die sich zum Kühlen des
Durchgangs von Außenluft
durch den Lampenkopf bedient, kann der Rauch in den Lampenkopf gesaugt
werden, was zu Rauchablagerungen auf Innenteilen führen kann.
Dies wiederum kann die optische Leistung herabsetzen und eine Reinigung
der Innenteile erforderlich machen.
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Im
Dokument
US 3 075 071 ist
eine Operationsleuchte beschrieben, bei welcher die Lichtquelle von
einer Linse aus Glas umgeben ist, die der Wärmekontrolle dienen soll.
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Erfindungsgemäß vorgesehen
ist eine Apparatur zum Kühlen
einer Operationsleuchte mit einer ersten Lichtquelle und einem die
erste Lichtquelle umgebenden Gehäuse,
wobei das Gehäuse
einen Reflektor und eine für
sichtbares Licht durchlässige Linse
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Apparatur zum Kühlen einer
Operationsleuchte bestimmt ist, wobei der Reflektor so ausgebildet
ist, dass Licht von der ersten Lichtquelle in Richtung der Linse
reflektiert wird, dass die Apparatur mit einer Vielzahl von Filterelementen
ausgestattet ist, die zwischen der ersten Lichtquelle und dem Reflektor
mit dem Gehäuse
verbunden sind, wobei die Vielzahl von Filterelementen zumindest
teilweise aus einem Material bestehen, das gegenüber der Strahlung von sichtbarem
Licht weitgehend durchlässig
ist und das die Übertragung
von Wärmeenergiestrahlung
weitgehend blockiert, und dass die Vielzahl von Filterelementen
so ausgebildet ist, dass im Wesentlichen jegliche von der ersten
Lichtquelle stammende Strahlung getrennt wird, die sonst zum Reflektor
und durch die Linse gelangen würde,
wobei die Vielzahl der Filterelemente mit mindestens einem Zwischenraum zwischen
zwei benachbarten Filterelementen versehen ist.
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Die
Filterelemente können
so ausgebildet sein, dass zwischen jedem Paar benachbarter Filterelemente
ein Zwischenraum vorgesehen ist. Bei den Filterelementen kann es
sich um rechteckige Filterplatten handeln. Jede Filterplatte kann
weitgehend die gleiche Form haben.
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Die
Vielzahl von Filterelementen kann einen ersten Satz Filterplatten
und einen zweiten Satz Filterplatten umfassen. Der erste Satz Filterplatten
ist mit dem zweiten Satz Filterplatten so verschachtelt, dass sich
jede Filterplatte aus dem ersten Satz Filterplatten neben zwei Filterplatten
aus dem zweiten Satz Filterplatten befindet. Die angrenzenden Filterplatten
sind durch einen Zwischenraum getrennt. Der erste Satz Filterplatten
ist nach einem ersten Schema angeordnet und der zweite Satz Filterplatten
nach einem vom ersten Satz Filterplatten aus radial nach außen abgesetzten
zweiten Schema positioniert.
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Zur
Vielzahl der Filterelemente können
vier nach einem ersten quadratischen Schema voneinander abgesetzte
innere Filterplatten und vier äußere Filterplatten
gehören,
die nach einem zweiten quadratischen Schema vom ersten quadratischen
Schema aus radial nach außen
verlaufend abgesetzt sind. Das zweite quadratische Schema ist vom
ersten quadratischen Schema aus unter einem Winkel von etwa 45° drehbar
abgesetzt.
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Die
Vielzahl von Filterelementen besteht aus einer Vielzahl von Filterplatten.
Jede Filterplatte umfasst eine Vorderkante, eine Hinterkante, eine
erste Seitenkante und eine zweite Seitenkante. Die Vielzahl der
Filterplatten ist um die Lichtquelle herum nach einem Schema angeordnet,
bei dem die Vorderseite einer jeden Filterplatte in Richtung der
Lichtquelle weist und die Rückseite
einer jeden Filterplatte von der Lichtquelle weg ausgerichtet ist.
Die erste Seitenkante einer jeden Filterplatte ist von der zweiten
Seitenkante einer benachbarten Filterplatte abgesetzt und radial
nach innen verlaufend in Richtung der Lichtquelle und von der zweiten
Seitenkante der benachbarten Filterplatte abgesetzt positioniert.
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Die
Filterelemente können
so ausgebildet sein, dass sie die Übertragung von Wärmeenergiestrahlung
von der Lichtquelle zum Reflektor weitgehend über ein Blickfeld von 360° um eine
Längsachse
durch die Lichtquelle blockieren.
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Die
Wärmeenergiestrahlung
kann Infrarotstrahlung einschließen. Die Filterelemente können so ausgebildet
sein, dass sie Strahlung mit einem vorbestimmten Wellenlängenbereich
blockieren.
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Die
Lichtquelle kann erste und zweite Lichtquellen umfassen. Die erste
Lichtquelle hat eine erste Längsachse
und die zweite Lichtquelle eine zweite Längsachse, die von der ersten
Längsachse
abgesetzt ist und parallel hierzu verläuft. Die Filterelemente sind
so ausgebildet, dass die Wärmeenergiestrahlung
von der zweiten Lichtquelle zum Reflektor weitgehend über ein
Blickfeld von 360° um
die zweite Achse blockiert wird.
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Das
Gehäuse
kann weitgehend abgedichtet oder hermetisch verschlossen sein, um
ein Eindringen von Luft in das Gehäuse zu verhindern. Bei der Linse
kann es sich um eine Linse aus Acryl handeln, die gegenüber Wärmeenergiestrahlung
weitgehend durchlässig
ist. Der Reflektor kann eine Reflektoroberfläche aufweisen, die aus Aluminium
besteht und die des Weiteren lichtundurchlässig sein kann.
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Der
Reflektor kann so ausgebildet sein, dass er sowohl sichtbares Licht
als auch Wärmeenergiestrahlung
in Richtung der Linse reflektiert. Der Reflektor kann frei von irgendeiner
Beschichtung sein, die selektiv sichtbares Licht durchlässt und
Wärmeenergiestrahlung
blockiert.
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Die
Linse kann gegenüber
sichtbarem Licht und Wärmeenergiestrahlung
weitgehend durchlässig sein.
Die Linse kann frei von irgendeiner Beschichtung sein, die selektiv
sichtbares Licht durchlässt
und Wärmeenergiestrahlung
blockiert.
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Weitere
erfindungsgemäße Merkmale
sind für
den Fachmann anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
der gegenwärtig
besten Umsetzungsform der Erfindung ersichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
detaillierte Beschreibung bezieht sich insbesondere auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen:
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1 =
eine Isometrieansicht eines erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystems
mit einem ersten Operationslampenkopf, der durch eine erste Armanordnung
an der Decke eines Krankenhauszimmers aufgehängt ist, mit einem zweiten
Operationslampenkopf, der durch eine zweite Armanordnung an der
Decke eines Krankenhauszimmer aufgehängt ist, und mit einem an einer
Wand des Krankenhauszimmers montierten Beleuchtungsschaltkasten;
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2 =
eine Schnittansicht des ersten Operationslampenkopfes nach 1 entlang
der Achse 2-2 mit einer gewölbten
Außenabdeckung,
mit einem von der Außenabdeckung
umgebenen gewölbten Reflektor,
mit einer vom Reflektor umgebenen Lampenanordnung mit einer kombinierten
Filterapparatur für
Licht- und Wärmeenergiestrahlung,
bei welcher Apparatur Teile weg gebrochen gezeichnet sind, um eine
Hauptlampe und eine Zusatzlampe zu zeigen, und mit einer mit der
Lampenanordnung verbundenen Griffanordnung;
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3 =
eine im vergrößerten Maßstab gezeichnete
Ansicht eines Teils der 2 mit Darstellung der Lampen-
und Griffanordnungen;
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4 =
perspektivische Explosionsansicht der kombinierten Filterapparatur
für Licht
und Wärmeenergiestrahlung
gemäß 2 mit
Darstellung acht rechteckiger Filterplatten sowie oberer und unterer
Plattenhalterungen;
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5 =
eine Draufsicht entlang der Achse 5-5 nach 2 mit Darstellung
der kombinierten Filterapparatur für Licht und Wärmeenergiestrahlung einschließlich acht
rechteckiger Filterplatten, die nach einem bestimmten Schema voneinander
abgesetzt sind, um zwischen benachbarten Platten Zwischenräume auszubilden
und so zwischen ihnen eine Luftströmung zu ermöglichen;
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6 =
eine Draufsicht ähnlich
der 5 mit Darstellung der Licht- und Wärmestrahlungspfade von
der Hauptlampe in Richtung der Filterplatten;
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7 =
eine Draufsicht ähnlich
der 5 mit Darstellung der Licht- und Wärmestrahlungspfade von
der Zusatzlampe in Richtung der Filterplatten; und
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8 =
eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen kombinierten
Filterapparatur für
Licht und Wärmeenergie
mit zehn Filterplatten, die nach einem bestimmten Schema voneinander
abgesetzt sind, um zwischen benachbarten Platten Zwischenräume auszubilden, und
mit Darstellung der Licht- und Wärmestrahlungspfade
von der Hauptlampe in Richtung der Filterplatten.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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Wie
aus 1 ersichtlich, umfasst ein Operationsleuchtensystem 30 eine
erste Armanordnung 32, eine zweite Armanordnung 34,
einen ersten mit der ersten Armanordnung 32 verbundenen
Lampenkopf 36 und einen zweiten mit der zweiten Armanordnung 34 verbundenen
Lampenkopf 38. Die ersten und zweiten Armanordnungen 32, 34 sind
jeweils mit einer gemeinsamen Halterung 42 verbunden, die
so ausgebildet ist, dass sie an einer an einer Decke 44 befindlichen
geeigneten Tragkonstruktion (nicht dargestellt) montiert werden
kann. Es gilt als vorausgesetzt, dass die ersten und zweiten Armanordnungen 32, 34 auf
jeder geeigneten Tragkonstruktion, wie einer Wand oder einem getrennten
Ständer,
montiert werden können.
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Zu
jeder Armanordnung 32, 34 gehören ein L-förmiger oberer oder erster Arm 46,
ein unterer oder zweiter Arm 48 und ein Joch 50.
Jeder erste Arm 46 ist relativ zur Halterung 42 um
eine vertikale Schwenkachse 52 getrennt schwenkbar. Jeder
zweite Arm 48 ist relativ zum ersten Arm 46 um
eine entsprechende Horizontal- oder Hauptschwenkachse 54 und
um eine entsprechende vertikale Schwenkachse 53 schwenkbar,
die von der Schwenkachse 52 abgesetzt ist. Darüber hinaus
ist jedes Joch 50 relativ zum entsprechenden zweiten Arm 48 um
eine entsprechende Schwenkachse 56 schwenkbar, und jeder der
Lampenköpfe 36, 38 ist
relativ zum entsprechenden Joch 50 um eine entsprechende
Schwenkachse 58 schwenkbar. Demgemäß lassen sich die Armanordnungen 32, 34 und
die Lampenköpfe 36, 38 relativ zur
Decke 44 in eine Vielzahl verschiedener Positionen bewegen.
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Jeder
Lampenkopf 36, 38 umfasst ein kalottenförmiges Gehäuse 60,
eine Linse 62, durch welche Licht aus dem entsprechenden
Lichtkopf 36, 38 strahlt, und eine Griffanordnung 64,
wie dies in 1 zu sehen ist. Zu jeder Griffanordnung 64 gehört ein Griff 66,
der vom Chirurgen ergriffen wird, um den entsprechenden Lampenkopf 36, 38 und
die zugehörige
Armanordnung 32, 34 in eine gewünschte Position
zu bringen. Jeder Lampenkopf 36, 38 ist mit einer oder
mehreren Lampen (nicht dargestellt) ausgestattet, und jeder Lampenkopf 36, 38 umfasst
einen Reflektor (nicht dargestellt), von dem aus der mindestens
einen Lampe stammendes Licht reflektiert wird, um ein Operationsfeld
am Patienten auszuleuchten. Zu jedem Lampenkopf 36, 38 gehört ebenfalls
ein Lichtabsorptionsfilter (nicht dargestellt) aus einem Spezialglas,
um den größten Teil
der von der mindestens einen Lampe stammenden Infrarotemissionen aus
dem Nahbereich oder aus mittlerer Entfernung zu filtern.
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Der
Griff 66 einer jeden Griffanordnung 64 ist drehbar,
um die mindestens eine Lampe relativ zum Reflektor zu bewegen und
somit die Schemagröße des zum
Ausleuchten des Operationsfeldes reflektierten Lichts einzustellen.
Die Schemagröße kann allgemein
als der Durchmesser der vom entsprechenden Lampenkopf 36, 38 ausgeleuchteten
Fläche angesehen
werden. Des Weiteren gehört
zur Griffanordnung 64 eine Taste 74 an der Unterseite
des Griffs 66, die gedrückt
wird, um die Intensität
einzustellen, mit welcher Licht aus der mindestens einen Lampe austritt.
Die Griffanordnung 64 umfasst eine Abdeckung 76 oberhalb
des Griffs 66. Die Griffanordnung 64 ist außerdem mit
einem ersten Satz Leuchtdioden 78 und einem zweiten Satz
Leuchtdioden 80 versehen, die auf entsprechenden Seiten
der Abdeckung 76 sichtbar sind, um dem Benutzer Informationen über den
Betrieb der mindestens einen Lampe und die Intensität zu liefern,
mit welcher Licht aus der mindestens einen Lampe austritt. Nach
bevorzugten Ausführungsformen
handelt es sich bei jeder der mindestens einen Lampe um eine Wolframhalogenlampe.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst das Operationsleuchtensystem 30 einen
Schaltkasten 82, der an einer Wand 84 oder einer
anderen geeigneten Konstruktion montiert und elektrisch mit den
Operationslampenköpfen 36, 38 verbunden
ist, um die Arbeitsweise der mindestens einen Lampe zu steuern.
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Zum
Schaltkasten 82 gehört
eine Schalttafel 86 mit Tasten 88 und Sätzen von
Leuchtdioden 90, die jedem entsprechenden Lampenkopf 36, 38 zugeordnet
sind. Jeder Satz von Leuchtdioden 90 ist ähnlich den
Leuchtdioden 78, 80 der entsprechenden Lampenköpfe 36, 38 angeordnet
sind und liefert die gleichen Informationen. Darüber hinaus wird jede Taste 86 gedrückt, um
die Lichtintensität
der mindestens einen Lampe in der gleichen Weise zu ändern, wie
dies bei Drücken
der Taste 74 der zugehörigen Lampenköpfe 36, 38 zur Änderung
der Lichtintensität der
mindestens einen Lampe der Fall ist. Somit ist die Arbeitsweise
der mindestens einen Lampe entweder über die entsprechende Griffanordnung 64 oder
den Schaltkasten 82 steuerbar. Das Operationsleuchtensystem 30 kann
wahlweise mit einer in 1 gezeigten Leuchtanzeige 92 versehen
sein, und der Schaltkasten 82 kann wahlweise eine Taste 94 umfassen, die
zum Ein- und Ausschalten der Leuchtanzeige 92 gedrückt wird.
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Weitere
Merkmale des Operationsleuchtensystems 30 sind in den ebenfalls
schwebenden und hierin als Referenz angeführten Patentanmeldungen 09/050
530 mit dem Titel „Support
Arm for Surgical Light System" (Tragarm
für Operationsleuchtensystem);
09/050 265 mit dem Titel „Reflector
for Surgical Light System" (Reflektor
für Operationsleuchtensystem);
09/050 534 mit dem Titel „Controls
für Surgical Light
System" (Bedienungselemente
für Operationsleuchtensystem);
und 09/050 576 mit dem Titel „Task Light
for Surgical Light System" (Leuchtanzeige
für Operationslampensystem)
ausführlich
beschrieben und im Detail dargestellt.
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Jeder
Lampenkopf 36, 38 umfasst eine kombinierte Filterapparatur 10 für Licht
und Wärmestrahlung,
wie dies in den 2 bis 7 dargestellt
ist. Die Filterapparatur 10 befindet sich innerhalb des Gehäuses 60 und
ist so ausgebildet, dass sie die Lampen 68, 70 umgibt,
um von den Lampen 68, 70 stammende Licht- und
Wärmeenergiestrahlung
zu trennen, die sonst ungehindert in Richtung Reflektor 72 hindurchgehen
und in Richtung Linse 62 reflektiert und aus dem Lampenkopf 36, 38 austreten
würde.
Zu der als Beispiel dargestellten Filterapparatur 10 gehört eine
Vielzahl von rechteckigen Filterplatten 12 aus einem Spezialglas,
welches das sichtbare Licht filtert, um Licht einer bestimmten Färbung zu
erzeugen und gleichzeitig den größten Teil
der aus einer der Lampen 68, 70 stammenden Wärmeenergiestrahlung
zu absorbieren. Es gilt als vorausgesetzt, dass jedes geeignete
Material verwendet werden kann, welches den Durchgang eines gewünschten Spektrums
sichtbaren Lichts gestattet und gleichzeitig ein gewünschtes
Spektrum an Wärmeenergiestrahlung
blockiert.
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Wie
als Beispiel zu sehen, können
die Filterplatten 12 so ausgebildet sein, dass sie ein
vorbestimmtes Spektrum von Wärmeenergiestrahlung,
wie Infrarotstrahlung, blockieren. Außerdem können die Filterplatten 12 so
konfiguriert sein, dass sie sichtbares Licht filtern, um ein vorbestimmtes
Spektrum von sichtbarem Licht abzuscheiden.
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Die
Filterplatten 12 werden zwischen einem Paar Plattenaufnehmeranordnungen 16, 18 gehalten,
wie dies am besten aus den 2 bis 4 ersichtlich
ist. Die obere Plattenaufnehmeranordnung 16 umfasst eine
ringförmige
obere Abdeckplatte 20, eine ringförmige untere Platte 22 mit
Plattenaufnehmerschlitzen 23 und eine ringförmige Dichtung 21, die
zur Anordnung zwischen den oberen und unteren Platten 20, 22 ausgebildet
ist. Die Dichtung 21 bildet ein zusammendrückbares
Polster für
die Filterplatten 12, wenn diese innerhalb der Anordnung 16 gehalten werden,
wie dies im Nachstehenden näher
zu beschreiben sein wird. Die oberen und unteren Platten 20, 22 sind
miteinander durch vier Schrauben 102 verbunden. Die obere
Plattenaufnehmeranordnung 16 ist mit dem Reflektor 72 durch
vier Schrauben 106 und mit dem Gehäuse 60 durch vier
Schrauben 108 verbunden, wie dies die 2 und 3 zeigen.
Das Gehäuse 60 umfasst
eine abnehmbare obere Abdeckung 61, um die Schrauben 108 zu
verdecken.
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Ähnlich der
oberen Plattenaufnehmeranordnung 16 umfasst die untere
Plattenaufnehmeranordnung 18 eine ringförmige untere Abdeckplatte 24, eine
ringför mige
obere Platte 26 mit Plattenaufnehmerschlitzen 27 und
eine ringförmige
Dichtung 25, die zur Anordnung zwischen den oberen und
unteren Platten 24, 26 ausgestaltet ist. Die Dichtung 25 erfüllt die
gleiche Funktion wie die vorstehend erwähnte Dichtung 21.
Die zur unteren Plattenaufnehmeranordnung gehörigen unteren und oberen Platten 24, 26 sind
auf ähnliche
Weise miteinander durch vier Schrauben 104 verbunden.
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Zu
den Lampenköpfen 36, 38 gehört eine
Filtertragvorrichtung 110 mit oberen und unteren ringförmigen Tragplatten 112, 114,
die voneinander durch Abstandshalter 113 abgesetzt sind,
wie dies die 2 bis 4 zeigen.
Die oberen und unteren Plattenaufnehmeranordnungen 16, 18 sind
mit der oberen Tragplatte 112 der Filtertragvorrichtung 110 durch
vier Stangenanordnungen 116 verbunden. Jede Stangenanordnung 116 umfasst
eine Stange 118 mit einem oberen Gewindeende 120 und
einem unteren Gewindeende 122, mit einem Filterplattenabstandsrohr 124,
mit einem Abstandsrohr 126 für die Tragvorrichtung sowie
mit Unterlegscheiben 128 und Muttern 130. Die
Gewindeenden 120 der Stangen 118 verlaufen durch Öffnungen 131 in
der oberen Platte 20, der Dichtung 21 und der
unteren Platte 22, damit die Unterlegscheiben 128 und
Muttern 130 an den Stangen 118 angebracht werden
können,
wie dies in den 2 und 3 dargestellt
ist.
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Die
Abstandsrohre 124, 126 für Filterplatten und Filtertragvorrichtung
sind so dimensioniert, dass die Stange 118 radial durch
sie verlaufen kann. Das Abstandsrohr 124 für die Filterplatten
hat eine axiale Länge,
um die untere Platte 22 der oberen Plattenaufnehmeranordnung 16 von
der oberen Platte 26 der unteren Plattenaufnehmeranordnung 18 fern
zu halten, sodass die Filterplatten 12 eng anliegend von den
Plattenaufnahmeschlitzen 23, 27 aufgenommen werden,
wobei die Enden der Filterplatten 12 von den Dichtungen 21, 25 gedämpft und
geschützt
werden. Das Abstandsrohr 126 für die Tragvorrichtung hat eine
axiale Länge,
die vom Abstand zwischen der oberen Platte 112 der Filtertragvorrichtung 110 und der
unteren Abdeckplatte 24 der unteren Plattenhalterung 18 bestimmt
wird, wenn der Filter 10 mit dem Gehäuse 60 und dem Reflektor 72 verbunden
ist, wie dies die 2 und 3 zeigen.
Unterlegscheiben 128 und Muttern 130 sind an den
oberen und unteren Gewinde enden 120, 122 der Stange 118 angebracht, um
die Filterapparatur 10 innerhalb des Lampenkopfes 36, 38 zu
sichern.
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Die
Filtertragvorrichtung 110 ist mit der Linse 62 durch
Befestigungsmittel 140 verbunden, die durch die Montageplatte 142,
durch die Platte 114 und in die mit Gewinde versehenen
Abstandshalter 113 verlaufen, wie dies am besten aus der 3 ersichtlich
ist. Befestigungsmittel 144 verlaufen durch die Platte 112 und
in das andere Gewindeende der Abstandshalter 113. Somit
wird die Filterapparatur 10 innerhalb einer vom Gehäuse 60 und
der Linse 62 gebildeten Einfassung in einer gewünschten
Position gehalten.
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Wird
der Griff 66 gedreht, so bewegen sich die Lampen 68 und 70 entsprechend
der 3 in Richtung des mit doppelter Spitze versehenen
Pfeils 67 nach oben und unten. Details der Lampenbewegung
sind aus der bereits erwähnten
und ebenfalls schwebenden Patentanmeldung 09/050 534 mit dem Titel „Controls
for Surgical Light System" (Bedienungselemente
für Operationsleuchtensystem)
ersichtlich.
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Nach
einer in den 2 bis 7 dargestellten
Ausführungsform
sind acht Filterplatten 12 voneinander nach einem allgemein
achteckigen Schema abgesetzt, wie dies am besten aus den 4 bis 7 ersichtlich
ist, wobei zwischen benachbarten Filterplatten 12 Zwischenräume 14 vorgesehen
sind. Die Zwischenräume 14 zwischen
den Filterplatten 12 verringern auf vorteilhafte Weise
den Wärmewiderstand
des Filters 10, indem Luft strömen kann, wie dies durch die
Pfeile 40 in 5 dargestellt ist. Steigt also
im Bereich der Lampen 68, 70 und der Filterplatten 12 aufgrund
der von den Lampen 68, 70 stammenden Wärmestrahlung
und der Wärmeabsorption der
Filterplatten 12 die Lufttemperatur an, so gestatten die
Zwischenräume 14 eine
Konvektionsluftströmung über die
Filterapparatur 10 hinweg, um zur Ableitung der Wärme innerhalb
des Lampenkopfes 36 beizutragen. Die Verhinderung eines
lokalen Wärmeaufbaus
innerhalb des Lampenkopfes 36 führt zu verbesserten Betriebsbedingungen
wie einer längeren Lebenserwartung
der Lampen 68, 70 und zu einer geringeren Gesamtbetriebstemperatur
innerhalb des Gehäuses 60.
Wie nachstehend beschrieben, bietet die verbesserte Kühlung die
Möglichkeit,
Lampen mit höherer
Wattleistung zu verwenden, um zusätzliches Licht zu erhalten
und die Ausleuchtung in einem Operationsfeld zu verbessern, wobei
gleichzeitig in der Operationsleuchte annehmbare Temperaturen vorgehalten
werden.
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Obwohl
der Lampenkopf 36, 38 erfindungsgemäß gegen
das Eindringen von Luft von außen
in die von Gehäuse 60 und
Linse 62 gebildete Einfassung abgedichtet ist, gilt als
vorausgesetzt, dass durch eine durch die Filterapparatur 10 geförderte Konvektionsluftströmung die
Kühlung
verbessert wird unabhängig
davon, ob ein Lampenkopf hermetisch verschlossen oder nominell abgedichtet
ist oder Kanäle
für die
Einleitung von Außenluft
in den Lampenkopf aufweist.
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Die
achteckige Form gemäß den 4 bis 7 umfasst
vier innere Filterplatten 12, die nach einem ersten rechteckigen
Schema voneinander abgesetzt sind, und vier äußere Filterplatten 12,
die nach einem zweiten rechteckigen Schema voneinander getrennt
und vom ersten rechteckigen Schema aus radial nach außen abgesetzt
sind, wobei die rechteckigen Schemata relativ zueinander unter einem
Winkel von 45° drehbar
versetzt sind. Bei dieser Ausführungsform
sind die linken und rechten Seitenkanten 13, 15 der
inneren Filterplatten 12 von den Seitenkanten 13, 15 der äußeren Filterplatten 12 radial
nach innen positioniert. Wahlweise kann jede der acht Filterplatten 12 nach
einem alternativen achteckigen Schema so angeordnet werden, dass
die linke Seitenkante 13 einer jeden Filterplatte 12 von
der rechten Seitenkante 15 einer benachbarten Filterplatte
abgesetzt und radial nach innen zu liegen kommt. Bei dieser wahlweisen
Ausführungsform
sind die acht Filterplatten 12 jeweils einheitlich relativ
zu einer geometrischen Mitte des achteckigen Schemas positioniert,
wobei von der Mitte des Schemas aus gesehen zwischen benachbarten
Filterplatten ein drehbarer Versatz von 45° gegeben ist.
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Nach
bevorzugten Ausführungsformen
befindet sich die Hauptlampe 68 in der geometrischen Mitte
des Schemas der Filterplatten 12, wie dies am besten aus
dem Achteckschema nach 6 ersichtlich ist. Die Filterplatten 12 sind
so dimensioniert, dass linke und rechte Seitenkanten 13, 15 der
radial nach innen verlaufenden Filterplatten 12 Licht-
und Wärmeenergiestrahlung
von der Hauptlampe 68 in Richtung der linken und rechten
Seitenkanten 13, 15 der radial nach außen verlaufenden
Filterplatten blockieren, wie dies durch die Strahlungslinien 132 veranschaulicht
ist. Somit sind die Zwischenräume 14 von
einer direkten Blicklinie der Strahlung von der Hauptlampe 68 verdeckt,
und wird die Licht- und Wärmeenergiestrahlung
von der Hauptlampe 68 aus radial nach außen gesehen
innerhalb eines Blickfelds von 360° blockiert. Auf ähnliche
Weise, wie mit den Strahlungslinien 134 in 7 dargestellt,
wird von den linken und rechten Seitenkanten 13, 15 der radial
nach innen verlaufenden Filterplatten 12 die Strahlung
von der Zusatzlampe 70 blockiert, die in Richtung der linken
und rechten Seitenkanten 13, 15 der radial nach
außen
verlaufenden Filterplatten 12 abstrahlt, um die Wärmeenergiestrahlung
von der Zusatzlampe 70 aus radial nach außen gesehen
von der zweiten Lichtquelle innerhalb eines Blickfelds von 360° zu blockieren.
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Die
erfindungsgemäße Filterapparatur 10 gestattet
eine verbesserte Kühlung,
sodass zum Beispiel ein abgedichteter Operationslampenkopf 36, 38 mit
einer Wolframhalogenlampe von 3150 °K mit einer Leistung von etwa
180 bis etwa 190 W eine Temperatur von weniger als etwa 500 °F (260 °C) für Filterplatten 12 halten
kann, die so konfiguriert sind, dass sie eine gefilterte Lichtfarbentemperatur
von etwa 4200 °K
erzeugen. Die Filterapparatur 10 ist für eine integrierte Spektralgesamtübertragung
(Filterlumenausgang geteilt durch Lampenlumeneingang) von mindestens
etwa 64 % und ein maximales Wärme-/Lichtverhältnis (Summe
der sichtbaren Ultraviolett- und Infrarotenergie geteilt durch Gesamt-Footcandles)
von etwa 3.8 μW/cm2-footcandle konzipiert. Vorzugsweise wird
diese Kühlleistung
ohne zusätzliche
Wärmestrahlungsfilterelemente
an entweder Reflektor 72 oder Linse 62 wie einen
Dünnschichtüberzug erreicht,
von dem selektiv sichtbares Licht und Wärmeenergiestrahlung gefiltert
werden. Des Weiteren ist von Vorteil, dass diese Kühlleistung
bei jeder Ausrichtung des Lampenkopfes 36, 38 vorgehalten werden
kann. So kann zum Beispiel der Lampenkopf 36, 38 stufenlos
in einer umgekehrten Ausrichtung positioniert werden, wobei eine
Acryllinse 62 in Richtung der Decke 44 zeigt,
ohne dass sich eine optische Verzerrung der Linse ergibt. Ein weiterer
Vorteil ist der, dass diese Kühlleistung
unter Verwendung eines Aluminiumreflektors 72 mit einer
undurchlässigen
Oberfläche
erreicht werden kann.
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Die
verbesserte Filterapparatur 10 nach der vorliegenden Erfindung
gestattet den Einsatz von Lampen 68, 70 mit höherer Wattleistung,
wobei gleichzeitig die Temperaturen in den Operationsleuchten auf
einem gewünschten
Wert gehalten werden. Dies verbessert die Ausleuchtung des Operationsfeldes.
Zur Veranschaulichung haben die Lampen 68, 70 zum
Beispiel eine Leistung von etwa 180 W bis etwa 190 W, wobei gleichzeitig
die Temperatur der Filterplatten 12 mit Hilfe der Filterapparatur 10 auf einem
Wert von etwa 500 °F
(260 °C)
oder darunter gehalten wird.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Filterapparatur 10' mit
zehn nach einem Zehn-Seiten-Schema angeordneten Filterplatten 12' ist in 8 dargestellt. Ähnlich der
Ausführungsform
gemäß den 2 bis 7 hindern
die linken und rechten Seitenkanten 13', 15' der radial nach innen verlaufenden
Filterplatten 12' die
Strahlung von den Haupt- und Zusatzlampen 68, 70 daran,
die linken und rechten Seitenkanten 13', 15' der radial nach außen verlaufenden
Filterplatten 12' zu
erreichen. Die Zwischenräume 14' gestatten eine
Konvektionsluftströmung
durch die Filterapparatur 10',
um die Kühlung
der Lampen 68, 70 und der Filterplatten 12' zu fördern.
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Demgemäß lässt sich
mit einer erfindungsgemäßen Filterapparatur
für Licht
und Wärmeenergiestrahlung
eine verbesserte Kühlung
eines Lampenkopfes einer Operationsleuchte erreichen, indem zumindest
ein Zwischenraum innerhalb des Filterelements vorgesehen ist, der
eine Konvektionsluftströmung
ermöglicht,
um die Kühlung
der Lampen und Filterelemente zu fördern. Die Ausbildung von Zwischenräumen, die
gegenüber
einer direkten Strahlungslinie von der Lichtquelle verdeckt sind
und gleichzeitig eine Konvektionsluftströmung entlang des Filters gestatten,
ermöglicht
eine Filterung weitgehend aller Licht- und Wärmeenergiestrahlung unter gleichzeitiger
Absenkung der Betriebstemperatur.
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Obwohl
nach den bevorzugten Ausführungsformen
geometrische Anordnungen von im allgemeinen rechteckigen Platten
mit Zwischenräumen
zwischen benachbarten Platten benutzt werden, können Zwischenräume auf
andere Weise wie durch Zwischenräume
zwischen gewölbten
Filterelementen oder durch ein einzelnes Filterelement mit mindestens
einem Zwischenraum ausgebildet werden.