DE8801805U1

DE8801805U1 - Kaltlichtquelle mit einer Austrittsoptik

Info

Publication number: DE8801805U1
Application number: DE8801805U
Authority: DE
Original assignee: Effner 1000 Berlin De GmbH
Current assignee: Effner 1000 Berlin De GmbH
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1989-03-09

Description

EP38.G? Blatt 5

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kaltlichtquelle der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. 5

j . Bs sind Kaltlichtquellen für medizinische Zwecke bekannt, die eine in einem Reflektor angeordnete Glühlampe enthalten, deren austretende Lichtstrahlen auf das eine Ende einer Glasfaserleitung gerichtet sind, deren anderes Ende mit einer Austrittsoptik versehen ist, so daß beim Einsatz einer derartigen Kaltlichtquelle beispielsweise während einer Operation, daß Operationsfeld ausgeleutet wird, ohne daß die von einer normalen Lichtquelle ausgehenden Wärmestrahlen zu Gewebe- oder Organschäden führen. Auf diese Welse können Operationsfelder ausgeleuchtet werden, die mit einfer normalen Operationsleuchte nicht erreichbar wären bzw. der^n Erkennbarkeit durch den Schattenwurf des behandelnden Arztes beeinträchtigt wäre.

20' Ein Nachteil der bekannten Kaltlichtquellen besteht darin, daß bei einem Ausfall der die Lichtstrahlen abgebenden Lampe, die Ausleuchtung des Operationsfeldes bis auf das von einer Operationsleuchte mit den oben genannten Nachteilen abgegebene Licht unterbrochen wird, was das Operationsergebnis nachteilig beeinflussen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kaltlichtquell· der eingangs genannten Gattung einen wirksamen Ausfallschutz vorzusehen. Diese Aufgabe wird mit dem kennzeichnenden Merkmalen dee Anspruchs 1 gelöst.

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EF38.G1 Blatt 6

!·■ Die erfindungsgemäße Lösung schafft durch die Anordnung

·■ mehrerer Lampen als Lichtquelle eine mehrfach erhöhte Re-

dundanz und damit einen wirksamen Ausfallschutz. Bereits

.- bei der Anordnung von zwei Lampen als Lichtquellen wird

verhindert, daß bei Ausfall einer Lampe, das Operationsfeld nicht von der Kaltlichtquelle ausgeleuchtet wird. Selbst wenn im Normalfall beide Lampen eingeschaltet sind und zur Ausleuchtung des Operationsfeldes mit Kaltlicht beitragen, tritt bei Ausfall einer Lampe Ie*!.glich eine reduzierte Helligkeit auf, die zumindest da für ausreicht, einen Operationsvorgang zu beenden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsflächen der Lampen über ein Lichtkoppelelement optisch mit dem einen Ende der Faserleitung verbunden sind. Auf diese Weise werden die von den Lampen abgegebenen Lichtstrahlen optimal in die Faserleitung eingekoppelt, so daß bei einem Ausfall einer in der optischen Achse des einen Endes der Faserleitung liegenden Lampe nicht die von der Austritteoptik abgegebene Lichtmenge deutlich reduziert wird, da das Restlicht von einer oder nehreren in Bezug auf die optische Achse des einen Endes der Faserleitung ungünstiger positionierten Lampen übernommen wird.

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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß di« Lichtauatrittsflachen zweier Lampen ia rechten Winkel zueinander angeordnet sind und daß das Lichtkoppelelement «in«n lichtdurchlässigen, diagonal geteilten Würfel enthalt, dessen eine Diagonale halbdurch-

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IP38.O1 Blatt 7

!!••if verspiegelt ist, derart, daß das von der einen impe abgegebene Lieht duroh die halbdurchlässig verspiegelte Diagonale geradlinig und das von der anderen Lampe abgegebene Licht von der halbdurchlässigen Diagonalen im rechten Winkel abgelenkt auf das eine Ende der Faserleitung trifft. Dadurch wird ein optimaler Lichteinfall in die Faserleitung bei der Anordnung von zwei Lampen als Lichtquelle gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemä-Ben Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Normalbetrieb ein Teil der Lampen eingeschaltet und der andere Teil ausgeschaltet ist und daß fr^i Ausfall einer im Normalbetrieb eingeschalteten Lampe automatisch eine der im Normalbetrieb ausgeschalteten eingeschaltet wird. Damit wird erreicht, daß bis auf einen kurzen, in der Regel nicht bemerkbaren Zeitraum eine gleichbleibende Lichtmenge von der Austrittsoptik der Kaltlichtquelle abgegeben wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Ausfall einer im Normalbetrieb eingeschalteten Lampe angezeigt wird, wozu nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal in Reihe zu dem im Normalbetrieb eingeschalteten Lampen und/oder den im Normalbetrieb ausgeschalteten Lampen eine Leuchtdiode geschaltet ist. Damit wird dem behandelnden Arzt der Ausfall einer Lampe der Lichtquelle sofort angezeigt, so daß er nach Beendigung der Operation einen Austausch der betreffenden Lanpe veranlassen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren ünteransprüehen gekennzeichnet bzw. werden nach«

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stehend «usairanen mit der Beschreibung der beveraugten Aueführung der Brfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Ib seigern

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Kaltlichtquelle mit zwei Lampen als Lichtquelle und einem Glaswürfel als Koppelelement;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Lichtquelle mit zwei Lampen und einem Umlenkprisma als Koppelelement und

Figur 3 eine Schaltungsanordnung zur Ausfallsicherung einer Lichtquelle gemäß den Figuren 1 und 2.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Kaltlichtquelle besteht aus einer einen hohen Wärmestrahlungsanteil abgebenden Lichtquelle 1, einer das von der Lichtquelle 1 abgegebene Licht weiterleitenden Faserleitung 4 und einer am Ende der Faserleitung angeordneten Austrittsoptik 5, von der Licht mit einem verschwindend geringen Wärmestrahlungsanteil beispielsweise an eine Operationsfeld oder ei" ne menschliche oder tierische Körperhöhle, beispielsweise über einen Katheter oder dergleichen abgegeben wird.

Die Lichtquelle 1 enthält im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Lampen 2, 3, die aus in einem Reflektor 20, 30 angeordneten Glühlampen 22, 32, vorzugsweise Halogeneiuttlaapen_r bestellen. Derartife Halogen-eie&laapen haben eine Leistungsaufnahme von ca. ISO Watt bei einer Spannung von 12 Volt und zeichnen sieh durch eine hohe Leuchtdichte

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EP38.Q1 Blatt 9

»us, die jedouh mit einer erhebliehen Wärme«trahlung verbunden ist«

Die von den Lampen 2, 3 über die Lichtaustrittsflächen 21, 31 abgegebenen Lichtstrahlen sind auf die Kanten eines Glaswürfels 6 gerichtet, der diagonal geteilt ist und dessen Diagonale 61 halbdurchlässig verspiegelt ist. Auf diese ffciäe treten die von dsr Lsnsps 2 abgegebenen Lichtstrahlen durch die Rückseite der halbdurchlässig verspiegelten Diagonalen 61 hindurch zur Lichtaustrittsfläche des Glaswürfais 6, während die an der anderen Lampe 3 durch die Lichtaustrittsfläche 31 abgegebenen Lichtstrahlen auf die halbdurchlässig verspiegelte Diagonale 61 treffen und dort um 90* umgelenkt ebenfalls aus der Lichtaustrittsfläehe 62 des Glaswürfels 6 austreten.

Der Würfel 6 befindet sich vorzugsweise im Bereich des Brennpunkts des von den Lampen ausgehenden konvergierenden Lichtbündels.

Die Lichtaustrittsfläche 62 des Glaswürfels 6 ist at;? eine Lichtsammeieinrichtung 7 gerichtet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem konischen Blech 72 besteht, dessen Innenseite vorzugsweise lichtreflektierend beschichtet ist, so daß das auf der Eintrittsseite der Lichtsammeieinrichtung eintretende Licht konzentriert an das eine Ende der Faserleitung 4 abgegeben wird. Zusätzlieb kann eine Saramelliase 71 la Bereich der Lichteintrittsfläehe der Licntsanmeleinriciitang 7 vorgesehen wer-

3d den. Ausgangsseitig ist die Lichtsaimiieleinrichtung 7 mit einer Kupplung 9 versehen, die mit einer entsprechenden

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EP38.Gl Blatt 10

Qegenkupplung an dem einen Bnde dor Faserleitung 4 in \ Eingriff beingbat iat«

Im Normalbetrieb sind entweder beide Lampen 2, 3 eingeschaltet/ so daß das von beiden Lampen 2, 3 abgegebene Licht bis auf geringe Strahlungsverluste aber die Lichtaustrittsoptik 5 abgegeben wird, oder es ist lediglich eine der beiden Lampen 2 bzw. 3 eingeschaltet, während die ; jeweils andere Lampe 3 bzw. 2 zur Erhöhung der Redundanz

&idigr; 10 als Ausfallschutz dient. Im erst genannten Fall wird die ;, von der Lichtaustrittsoptik 5 abgegebene Lichtmenge redu-

£ ziert, während im zweiten Fall beim Ausfall der einen Lam-

/ pe automatisch die andere Lampe eingeschaltet wird, so daß

,, die zuvor von der Lichtaustrittsoptik 5 im Normalbetrieb

- 15 abgegebene Lichtmenge im wesentlichen gleich bleibt.

In Figur 2 ist schematisch eine Alternative eines Koppele

lementes dargestellt, das in diesem Fall aus einem Umlenkprisma 8 besteht, das die von den beiden Lampen 2, 3 abgegebenen Lichtstrahlen gemeinsam oder einzelnd auf die Lichtsammeieinrichtung 7 mit daran angekuppelter Faserleitung 4 richtet.

In Weiterführung des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles können 3 und mehr Lampen vorgesehen j werden, derer Mchtstrahlen über ein entsprechendes Koppelelement in das eine Ende der faserleitung eingekoppelt werden. Beispielsweise kann in der Anordnung gemäß Figur 1 elfte dritte Lampe vorgesehen werden, deren Lichttaustrittsflache 31 der Lampe 3 gegenüber angeordnet 3.·**-. In diesem Fall wird die andere Diagonale des Glaswürfei- 6

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ebenfalls halbdurchlässig verspiegelt ausgeführt, so daß die von den Lampen 2, 3 abgegebenen Lichtstrahlen durch die Röckseite der zweiten halbdurchlässig verspiegelten Diagonalen hindurch treten.
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Bei einer derartigen Anordnung können im Normalbetrieb zwei Lampen brennen, so daß bei Ausfall einer Lampe die dritte Lampe automatisch eingeschaltet wird und ersatzweise das Licht der ausgefallenen Lampe liefert, ebenso ist es möglich, im Normalbetrieb alle drei Lampen einzuschalten, so daß bei Ausfall einer Lampe die abgegebene Lichtmenge lediglich um ein Drittel reduziert wird.

Anstelle der Verwendung eines KoppeIelernentee zum Binkop-IS pein der von den Lampen abgegebenen Lichtstrahlen in das eine Ende der Paserleitung 4 können sämtliche Lampen in einem Gehäuse mit lichtreflektierender Innenwand vorgesehen werden, in daß das eine Ende der Faser le it ung zur Aufnahme der von den Lampen abgegebenen Lichtstrahlen eingeführt ist.

In Figur 3 ist eine Schaltungeanordnung zur Auefallsicherung einer einzelnen Lampe, beispielsweise der Lampe 2 gemäß Figur 1 oder 2 dargestellt. Bei dieser Schaltungsan-Ordnung wird beim Ausfall der Lamp· 2 automatisch die Brest &zgr; lampe 3 eingeschaltet und zusätzlich eine Anzeige bezüglich de· Ausfalls der Lampe 2 ausgelöst.

Die Schaltungsanordnung enthält zwei Transistoren 11, 12» wobei die Basis de· ersten Transistors 11 an die Verbindung der Lampe 2 mit einem ersten Widerstand 13 ange-

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schlossen ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors 11 ist in Reihe zu einem zweiten Widerstand 14 an die Speisespannungsquelle ü angeschlossen.

Die Basis des zweiten Transistors 12 ist an die Verbindung des Kollektors des ersten Transistors 11 mit dem zweiten Widerstand 14 angeschlossen, während der Kollektor des zweiten Transistors 12 über die Ersatzlampe 3 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden ist.

So lange die Lampe 2 brennt, fließt ein Teil des Lampen-Stromes in die Basis des ersten Transistors 11 und steuert diesen durch. Der zweite Transistor 12, in dessen Kollektorzuleitung die Ersatzlampe 3 liegt, bleibt gesperrt.

FHlIt die Lampe 2 aus, weil beispielsweise ihr Glühfaden durchgebrannt ist oder zum Beispiel wegen eines schlechten Kontaktes in der Fassung, dann enthält der erste Transistor 11 keinen Basisstrom mehr und sperrt, so daß der zweite Transistor 12 durchgesteuert wird und damit die Ers at &zgr; lampe 3 an die Spannungequelle ü legt, so daß diese aufleuchtet.

Der Ausfall der Lamp· 2 wird gleichzeitig signalisiert durch eine über einen Wideretand 15 zur Basis des Transistore 12 parallel angesteuerten Leuchtdiode (TED) 15. Damit wird der Lampenausfall eindeutig angezeigt. Das gilt auch, wenn durch Einschalten eines den TraneIstor 12 überbrückenden Scheitere 17 für den Betrlebezuetand "volle Lichtinteneität" beide Lampen eingeschaltet sind und nur die zweite leuchtet. In diesem Fall wäre der Auefall einer Lampe nur schwer zu erkennen.

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EF38.G1 Blatt 13

Zum Erzielen eines ausreichenden Spannungsabfalls für die Leuchtdiode 16 wird das Emitterpotential des Transistors 12 noch Ober einen in der Emitterleitung angeordneten Widerstand 18 angehoben. Diesem Widerstand kann zur Anzeige auch des Ausfalls der zweiten Lampe 3 (im Betriebszustand "volle Lichtintensität" auch eine weitere LED-Anzeigeschaltung bestehend aus den Bauelementen 11, 14, 15 und IS) entsprechend nachgeschaltet werden.

Die in Pigur 3 dargestellte Schaltungsanordnung für die Spannungsversorgung beispielsweise einer Halogen-Gleichstromlampe kann durch den Einsatz von ^riacs anstelle der beiden Transistoren auch für Wechselspannung eingesetzt werden. Sie kann auch zur Ausfallsicherung von mehr als zwei Lampen erweitert werden, in dem analog zur Darstellung gem£B Pigur 3 die Steuerelektroden weitere Halbleiterschalter jeweils an die Verbindung der Laststrecke des vorangegangenen Halbleiterschalters mit der vorangegangenen Lampe angeschlossen werden.

Die in Figur 3 dargestellte Schaltungsanordnung kann auch für Gruppen von jeweils zwei Lampen eingesetzt werden.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich andere gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

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Claims

BFFNER & SPREINE GmbH D-IOOO Berlin
EF38.G1

8. Februar 1988

Raltiichtquelle mit einer Austrittsoptik

Ansprache

Raltiichtquelle mit einer Aujtritteoptik, einer Lichtquelle und einer die Auetritteoptik mit der Lichtquelle verbindenden Paeerleitung, vorzugsweise für medizinische Zwecke,

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Blatt 2

dadurch gekennzeichnet, die

die Lichtquelle (1) mindestens zwei Lampen (2, 3) enthält/ und das die von den Lampen (2, 3) abgegebenen, vorzugsweise Konvergierenden, Lichtstrahlenbündel mittelbar oder unmittelbar auf das eine Ende der Faserleitung (4) gerichtet

2. Kaltlichtquelle nach Anspruch 1, dadurch | gekennzeichnet , da6 die Lichtaustrittsflächen (21/ 31) der Lampen {2, 3» über ein Lichtkoppelelement (6/ 7) optisch mit dem einen Ende der Paserleitung i (4) verbunden sind. if-

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3. Kaltlichtquelle nach einem der vorangehenden An- / Sprüche, dadurch gekennzeichnet, da &bgr; [ die Lichtaustrittsflächen (21/ 31) zweier Lampen (2, 3) im rechten Winkel zueinander angeordnet sind und daß das Lichtkoppelelement (6/ 7) einen lichtdurchlässigen, diagonal geteilten Würfel (6) enthält, dessen eine Diagonale (61) halbdurchlässig verspiegelt ist, derart, daB das von der einen Lampe (2) abgegebene Licht durch die halbdurchlässig verspiegelte Diagonale (61) geradlinig und das von der anderen Lampe (3) abgegebene Licht von der halbdurchlässigen Biagdnalen (61) im rechten Winkel abgelenkt auf das eine ende der Faser leitung (4) trifft.

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4. Kaltlichtquelle naeh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , da&bgr; die mindestens zwei

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Br38.(31 Blatt 3

Lampen (2, 3) auf ein Liohtumlenkpriema (8) geiriehtet sind, dessen Lieheaustritteflache auf das eine Ende der Faserleitung (4) gerichtet ist.

5. Kaltlichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

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das eine Ende der Faserleitung (4) in einem lichtreflektierenden Gehäuse angeordnet sind.
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6. Kaltlichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Faserleitung (4) über eine Kupplung (9)

IS mit einer Lichtsammeieinrichtung (7) verbunden ist.

7. Kaltlichtquelle nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet , daß die Lichtsammeleinrichtung (7) ein konisches, auf seiner Innenfläche mit einem lichtreflektierenden Belag versehenes Blech (72) aufweist.

8. Kaltlichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Betriebszustand alle Lampen (2, 3) eingeschaltet slaä.

9· Kalt lichtquelle nach einem der vorangehenden Ansprache l bis 7, dadurch gekennzeichnet,

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in einem aweiten Betriebesuetand ein Teil der Lampen (2, 3) eingeschaltet und der andere Teil ausgeschaltet ist und daß bei Ausfall einer eingeschalteten Lampe (2, 3) automatisch eine der sonst ausgeschalteten Lampen (2, 3) ein-S schaltbar ist.

10. Kaltlichtquelle nach Anspruch 9/ dadurch gekennzeichnet , daß zur Kennzeichnung des Ausfalls einer Lampe mit dem Einschalten einer sonst ausgeschalteten Lampe (2, 3) ein diesen Zustand kennzeichnenden Signal, insbesondere durch Aufleuchten einer Leuchtdiode erscheint.

11. Kaltlichtquelle nach Anspruch 9 für eine zwei Lampen enthaltende Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet , daß an die Verbindung der einen Lampe (2) mit einem in Reihe geschalteten ersten Widerstand (13) der Steueranschluß eines ersten Halbleiterschalter". (11) angeschlossen ist, dessen Laststrecke in Reihe zu einem zweiten Widerstand (14) an eine Stromversorgungsquelle angeschlossen ist, und daß an die Verbindung des ersten Halbleiterschalters (11) mit dem zweiten Widerstand (14) der SteueranschluB eines zweiten Halbleiterschalters (12) angeschlossen ist, dessen Laststrecke in Reihe zur zweiten Lampe (3) geschaltet ist.