EP1568937B1 - Operationsleuchte - Google Patents

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EP1568937B1
EP1568937B1 EP04004603A EP04004603A EP1568937B1 EP 1568937 B1 EP1568937 B1 EP 1568937B1 EP 04004603 A EP04004603 A EP 04004603A EP 04004603 A EP04004603 A EP 04004603A EP 1568937 B1 EP1568937 B1 EP 1568937B1
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EP
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light
obstacle
lamp
central
illuminants
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EP04004603A
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Rudolf Marka
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Trumpf Medizin Systeme GmbH and Co KG
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Trumpf Kreuzer Medizin Systeme GmbH and Co KG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/20Lighting for medical use
    • F21W2131/205Lighting for medical use for operating theatres
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a surgical lamp with lighting means for generating a light field.
  • Such a surgical light is, for example, by the DE 198 38 627 A1 known. From the publication US 2003/0185009 A1 is a generic operating light known, are provided in the means for switching off or dimming of the light.
  • the known surgical lamp has at least one radiation source and at least two reflectors.
  • radiation emerging from the operating light impinges on the illumination field with at least two different angles of incidence.
  • the angles of incidence of the radiation are adjustable by changing the distance between at least two reflectors or between a reflector and the radiation source.
  • the application-related change in the light field shape (the illuminated on the operating table surface) is not provided in a surgical lamp according to the teaching of the prior art.
  • the Applicant has set itself the task of creating a surgical light, which can produce a low-shadow light field.
  • a surgical lamp according to claim 1 The basic principle is to switch off central lighting modules or light sources of a light source or dim them so far that no shadow can arise in the light field. Obstacles, which are located in the optical axis of the light system, are illuminated both by central and marginal light components of the light exit surface of the surgical light. Those parts of the light which cause the shadow are hidden or switched off.
  • the core shadow in the light field is brightened by light radiated past the obstacle from the edge regions of the lamp body. While central light components are reduced, light components from the edge regions of the light exit surface can be amplified.
  • dissolved light systems multiple individual headlamps
  • switching off the central headlamp or illuminating the central area e.g., multiple stacked lamp systems, belt lenses, and / or Fresnel lenses.
  • This shutdown can preferably be done manually or by a sensor-based automatic obstacle detection.
  • the dimming can be achieved by mechanical and / or optical means.
  • a dimming can be generated by a change in the electrical current supplied to the lamp and / or the electrical voltage.
  • diaphragms, lenses or optical filters that can be moved into the beam entrance can cause a change in the luminous flux.
  • FIG. 1a From Fig. 1a it is seen that individual light modules 1a to 1g generate a light field 3.
  • An obstacle 2 is located in the beam path of the light rays 4a to 4c indicated by dashed lines. The obstacle 2 located in the optical axis is struck by the central light cone within the light cone delimited by the light beams 4c so that a core shadow 5 forms in the center of the light field ,
  • the central light module 1f (see Fig. 1a) has been excluded from light generation.
  • the central light module can also be dimmed in terms of light output.
  • only the light beams 4a and 4b are used for generating the illuminated field 3, which pass by the obstacle. This can be achieved for example by a sensor in conjunction with a control by or regulation. There is no core shading.
  • the central illuminant 6e has been completely excluded from the illumination or has been so dimmed with regard to the light output that no core shadow can arise.
  • the light beams 6a and 6b are used to generate the light field 7, which pass by the obstacle. This can be achieved for example by a sensor in conjunction with a control by or regulation.
  • a light source 11 surrounded by individual lenses bulbs 12a to 12c generate a light field 13.
  • An obstacle 15 is located in the beam path of the light beams 14a to 14d indicated by dashed lines.
  • the obstacle 15 located in the optical axis is struck by the central light cone within the light cone 14d delimited by the light beams 14d so that a core shadow 16 forms in the center of the light field ,
  • the central luminous means 12c has been completely excluded from the generation of light or substantially dimmed with regard to the light output. Essentially, only the light beams 14 a to 14 c are used for generating the illuminated field 13, which pass by the obstacle 15. This can be achieved for example by a sensor in conjunction with a control by or regulation. There is no core shading.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Operationsleuchte mit Leuchtmitteln zur Erzeugung eines Leuchtfeldes.
  • Eine derartige Operationsleuchte ist beispielsweise durch die DE 198 38 627 A1 bekannt geworden. Aus der Druckschrift US 2003/0185009 A1 ist eine gattungsgemässe Operationsleuchte bekannt, bei der Mittel zum Ausschalten oder Dimmen des Lichtes vorgesehen sind.
  • Die bekannte Operationsleuchte weist wenigstens eine Strahlungsquelle und wenigstens zwei Reflektoren auf. Zur Bildung eines schattenarmen Beleuchtungsfeldes trifft aus der Operationsleuchte austretende Strahlung mit wenigstens zwei unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das Beleuchtungsfeld auf. Dabei sind die Einfallswinkel der Strahlung durch Änderung des Abstandes zwischen wenigstens zwei Reflektoren oder zwischen einem Reflektor und der Strahlungsquelle einstellbar.
  • Die applikationsbezogene Veränderung der Leuchtfeldform (die auf dem Operationstisch beleuchtete Fläche) ist bei einer Operationsleuchte nach der Lehre des Standes der Technik nicht vorgesehen.
  • Bestehende Operationsleuchten weisen eine feste Lichtverteilung auf. Nachteilig ist daher, dass sich im zentralen Strahlengang - zwischen der Lichtaustrittsfläche der Operationsleuchte und der Operationswunde - befindende Hindernisse einen Schatten im Lichtfeld erzeugen.
  • Der Anmelder hat sich die Aufgabe gestellt, eine Operationsleuchte zu schaffen, welche ein schattenarmes Lichtfeld erzeugen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Operationsleuchte gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das Grundprinzip besteht darin, zentrale Lichtmodule oder Leuchtmittel einer Lichtquelle auszuschalten oder soweit zu dimmen, dass kein Schatten im Lichtfeld entstehen kann. Hindernisse, welche sich in der optischen Achse des Lichtsystems befinden werden sowohl von zentralen als auch von vom Rand kommenden Lichtanteilen der Lichtaustrittsfläche der Operationsleuchte beleuchtet. Diejenigen Lichtanteile, welche den Schatten verursachen, werden ausgeblendet oder ausgeschaltet. Der Kernschatten im Lichtfeld wird durch seitlich am Hindernis vorbeistrahlendes Licht aus den Randbereichendes Leuchtenkörpers aufgehellt. Während zentrale Lichtanteile reduziert werden, können Lichtanteile aus den Randbereichen der Lichtaustrittsfläche verstärkt werden.
  • Die Entstehung des Kernschattens kann bei so genannten aufgelösten Lichtsystemen (mehrere Einzelscheinwerfer) durch Abschalten des zentralen Scheinwerfers, bzw. des für die Ausleuchtung des zentralen Bereiches zuständigen Leuchtmittels (z.B. Systeme aus mehreren übereinander angeordneten Lampen, Gürtellinsen und/oder Fresnellinsen) vermieden werden.
  • Diese Abschaltung kann bevorzugt manuell oder auch durch eine Sensor gestützte automatische Hinderniserkennung erfolgen.
  • Zu Beginn der Operation (Arbeiten an der Körperoberfläche des Patienten) können lediglich die in den Randbereichen angeordneten Scheinwerfer bzw. die Leuchtmittel, die für den Lichtaustritt aus den Randbereichen der Lichtaustrittsfläche verantwortlich sind, eingeschaltet sein. Dabei werden eventuell entstehende Kernschattenbereiche deutlich aufgehellt. Im weiteren Operationsverlauf (tieferes Eindringen in den Körper des Patienten) wird zunehmend Tiefenlicht benötigt, welches durch Einschalten des zentralen Scheinwerfers bzw. durch zentral aus dem Leuchtenkörper austretendes Licht bereitgestellt wird.
  • Die Dimmung kann durch mechanische und/oder optische Mittel erreicht werden. Eine Dimmung kann durch eine Änderung des der Leuchtmittel zugeführten elektrischen Stroms und/oder der elektrischen Spannung erzeugt werden. Alternativ können Blenden, Linsen oder optische Filter, welche in den Strahleneingang hinein bewegt werden können, eine Veränderung des Lichtstromes bewirken.
  • Drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1a
    eine perspektivische Ansicht einer ersten auf bekannte Weise eingeschalteten, d.h. in Betrieb befindlichen Operationsleuchte;
    Fig. 1b
    eine perspektivische Ansicht der ersten erfindungsgemäß eingeschalteten Operationsleuchte;
    Fig. 2a
    eine perspektivische Ansicht einer zweiten auf bekannte Weise eingeschalteten Operationsleuchte;
    Fig. 2b
    eine perspektivische Ansicht der zweiten erfindungsgemäß eingeschalteten Operationsleuchte;
    Fig. 3a
    eine perspektivische Ansicht einer dritten auf bekannte Weise eingeschalteten Operationsleuchte;
    Fig. 3b
    eine perspektivische Ansicht der dritten erfindungsgemäß eingeschalteten Operationsleuchte.
  • Aus der Fig. 1a ist ersichtlich, dass einzelne Lichtmodule 1a bis 1g ein Leuchtfeld 3 erzeugen. Im Strahlengang der gestrichelt angedeuteten Lichtstrahlen 4a bis 4c befindet sich ein Hindernis 2. Das sich in der optischen Achse befindende Hindernis 2 wird von den zentralen, innerhalb des durch die Lichtstrahlen 4c begrenzten Lichtkegels getroffen, so dass sich ein Kernschatten 5 im Zentrum des Leuchtfeldes bildet.
  • Gemäß Fig. 1b wurde das zentrale Lichtmodul 1f (siehe Fig. 1a) von der Lichterzeugung ausgenommen. Alternativ kann das zentrale Lichtmodul auch hinsichtlich der Lichtleistung gedimmt werden. Es werden im Wesentlichen nur die Lichtstrahlen 4a und 4b zur Erzeugung des Leuchtfeldes 3 verwendet, welche an dem Hindernis vorbeigehen. Dies kann beispielsweise durch eine Sensorik in Verbindung mit einer Steuerung durch oder Regelung verwirklicht werden. Es kommt zu keiner Kernschattenbildung.
  • Aus der Fig. 2a ist ersichtlich, dass einzelne Leuchtmittel 6a bis 6e ein Leuchtfeld 7 erzeugen. Im Strahlengang der gestrichelt angedeuteten Lichtstrahlen 8a bis 8c befindet sich ein Hindernis 9. Das sich in der optischen Achse befindende Hindernis 9 wird von den zentralen, innerhalb des durch die Lichtstrahlen 8c begrenzten Lichtkegels getroffen, so dass sich ein Kernschatten 10 im Zentrum des Leuchtfeldes 7 bildet.
  • Gemäß Fig. 2b wurde das zentrale Leuchtmittel 6e von der Beleuchtung ganz ausgenommen oder hinsichtlich der Lichtleistung so stark gedimmt, dass kein Kernschatten entstehen kann. Es werden im Wesentlichen nur die Lichtstrahlen 6a und 6b zur Erzeugung des Leuchtfeldes 7 verwendet, welche an dem Hindernis vorbeigehen. Dies kann beispielsweise durch eine Sensorik in Verbindung mit einer Steuerung durch oder Regelung verwirklicht werden.
  • Aus der Fig. 3a ist ersichtlich, dass eine Lichtquelle 11 mit einzelnen von Linsen umgebenen Leuchtmitteln 12a bis 12c ein Leuchtfeld 13 erzeugen. Im Strahlengang der gestrichelt angedeuteten Lichtstrahlen 14a bis 14d befindet sich ein Hindernis 15. Das sich in der optischen Achse befindende Hindernis 15 wird von den zentralen, innerhalb des durch die Lichtstrahlen 14d begrenzten Lichtkegels getroffen, so dass sich ein Kernschatten 16 im Zentrum des Leuchtfeldes bildet.
  • Gemäß Fig. 3b wurde das zentrale Leuchtmittel 12c von der Lichterzeugung ganz ausgenommen oder hinsichtlich der Lichtleistung wesentlich gedimmt. Es werden im Wesentlichen nur die Lichtstrahlen 14a bis 14c zur Erzeugung des Leuchtfeldes 13 verwendet, welche an dem Hindernis 15 vorbeigehen. Dies kann beispielsweise durch eine Sensorik in Verbindung mit einer Steuerung durch oder Regelung verwirklicht werden. Es kommt zu keiner Kernschattenbildung.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1a
    Lichtmodul
    1b
    Lichtmodul
    1c
    Lichtmodul
    1d
    Lichtmodul
    1e
    Lichtmodul
    1f
    Lichtmodul
    1g
    Lichtmodul
    2
    Hindernis
    3
    Leuchtfeld
    4a
    Lichtstrahl
    4b
    Lichtstrahl
    4c
    Lichtstrahl
    5
    Kernschatten
    6a
    Leuchtmittel
    6b
    Leuchtmittel
    6c
    Leuchtmittel
    6d
    Leuchtmittel
    6e
    Leuchtmittel
    7
    Leuchtfeld
    8a
    Lichtstrahl
    8b
    Lichtstrahl
    8c
    Lichtstrahl
    9
    Hindernis
    10
    Kernschatten
    11
    Lichtquelle
    12a
    Leuchtmittel
    12b
    Leuchtmittel
    12c
    Leuchtmittel
    13
    Leuchtfeld
    14a
    Lichtstrahl
    14b
    Lichtstrahl
    14c
    Lichtstrahl
    14d
    Lichtstrahl
    15
    Hindernis
    16
    Kernschatten

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines Leuchtfeldes mithilfe einer Operationsleuchte mit Leuchtmitteln (1a bis 1g; 6a bis 6e; 12a bis 12c), wobei Mittel zum Ausschalten oder Dimmen des aus der Lichtaustrittsfläche austretenden Lichtanteils vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass nur der zentral aus der Lichtaustrittsfläche austretende Lichtanteil ausgeschaltet oder gedimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Operationsleuchte ein aufgelöstes Lichtsystem mit einzelnen voneinander getrennt ansteuerbaren Leuchtmitteln oder Lichtmodulen umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel durch LEDs ausgebildet sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Linsen zur Aufweitung und/oder zur Vergleichmäßigung des LED-Lichts vorgesehen sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische oder elektronische Dimmung vorgesehen ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Dimmung vorgesehen ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zur Hinderniserkennung vorgesehen ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Regelung der Intensität zentraler Leuchtmittel oder Lichtmodule in Abhängigkeit von den von dem Sensor erfassten Signalen vorgesehen ist.
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