ITTV20090201A1 - Dispositivo d'illuminazione per apparati d'ispezione del fondo oculare - Google Patents

Description

“DISPOSITIVO D’ILLUMINAZIONE PER APPARATI D’ISPEZIONE DEL FONDO OCULAREâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce al campo degli apparati d’ispezione del fondo oculare. In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo d’illuminazione per apparati d’ispezione del fondo oculare.

E’ ampiamente noto l’utilizzo d’apparati d’ispezione del fondo oculare, comunemente definiti con il termine di “fundus camera†.

Tali apparati coniugano otticamente la pupilla dell’occhio con una sorgente anulare di luce: l’occhio à ̈ illuminato con un fascio di luce che si presenta con sezione anulare a livello della pupilla e la luce riflessa dalla retina à ̈ raccolta attraverso la porzione centrale della pupilla stessa per l’osservazione o la fotografia della retina.

Sussiste, pertanto, una separazione spaziale tra fascio d’illuminazione e fascio riflesso dal fondo oculare, la quale si rende necessaria per eliminare o ridurre eventuali disturbi derivanti da fenomeni di riflessione o “scattering†della luce in corrispondenza dei successivi strati oculari attraversati.

Tali disturbi, infatti, potrebbero compromettere significativamente la qualità dell’osservazione e delle immagini ottenute.

In figura 1, à ̈ schematicamente rappresentato un apparato d’ispezione del fondo oculare 100 di tipo noto.

Un fascio d’illuminazione 200, di forma anulare, à ̈ emesso da un illuminatore 101 ed à ̈ collimato con un sistema di lenti 103-104 verso una regione comprendente il centro di uno specchio forato 105.

Il fascio luminoso 200 à ̈ riflesso dallo specchio 105 ed à ̈ diretto, mediante la lente 106, verso la pupilla 108 dell’occhio 107 del paziente.

Il fascio luminoso 200 può così penetrare attraverso una sezione anulare della pupilla 108 ed illuminare il fondo oculare.

Il fascio luminoso 201, riflesso dal fondo oculare, passa attraverso la zona centrale della pupilla ed à ̈ diretto, attraverso la lente 106, verso lo specchio forato 105, transitando attraverso il foro di quest’ultimo.

Il fascio luminoso 201 à ̈ quindi collimato, mediante un sistema di lenti 109, verso un sensore 110 che permette di ottenere un’immagine della retina.

Tradizionalmente, l’illuminatore 101 à ̈ in grado di produrre il fascio luminoso 200, mascherando, con un diaframma anulare, la radiazione luminosa proveniente da una sorgente di luce.

Generalmente, in una fase preliminare del procedimento d’ispezione oculare, l’illuminatore 101 illumina la retina con luce infrarossa, dato che à ̈ pratica comune osservare preventivamente il fondo oculare, illuminandolo mediante luce non visibile onde evitare la contrazione della pupilla, per ottenere un corretto allineamento dell’intero apparato d’ispezione con l’occhio del paziente.

L’illuminazione con luce infrarossa à ̈ seguita da un’illuminazione flash con luce bianca, d’intensità elevata e durata molto breve, la quale permette di ricavare un’immagine a colori della retina.

L’illuminatore 101 comprende generalmente una lampadina a filamento, operativamente associata ad opportuni lenti e filtri per generare la luce infrarossa ed un tubo allo Xenon, per generare il flash di luce bianca.

I dispositivi d’illuminazione tradizionali presentano generalmente una struttura relativamente ingombrante che determina un incremento del volume complessivo occupato dall’apparato d’ispezione, rendendone talvolta problematica l’installazione.

Per fare in modo che la luce infrarossa e la luce proveniente dalla lampada allo Xenon seguano il medesimo percorso ottico d’illuminazione, si usano dispositivi “beam splitter†, specchi dicroici o movimentazioni meccaniche che complicano ulteriormente l’assieme dell’illuminatore e ne incrementano i costi.

L’utilizzo di lampade allo Xenon per generare il flash di luce bianca implica la necessità di predisporre circuiti di pilotaggio elettronico in alta tensione e, di conseguenza, il bisogno di predisporre un adeguato isolamento elettrico, onde evitare rischi per l’utente

Sono state recentemente proposte alcune soluzioni tecniche che prevedono l’utilizzo di sorgenti di luce comprendenti dispositivi LED (Light Emitting Devices) per fornire la radiazione luminosa da proiettare nell’occhio del paziente.

Nel brevetto US6142629, la luce proveniente da una matrice rettangolare di dispositivi LED à ̈ collimata, tramite uno specchio cilindrico, verso una sezione lineare d’accoppiamento, da dove essa à ̈ ulteriormente trasportata, tramite fibre ottiche, verso una sezione anulare d’uscita. I dispositivi LED che compongono la matrice rettangolare possono emettere luce con varie lunghezze d’onda.

Un inconveniente di tale soluzione tecnica consiste nel fatto che à ̈ necessario predisporre un’estesa superficie d’emissione luminosa sulla quale disporre a gruppi tutti i dispositivi LED necessari per emettere luce con varie lunghezze d’onda, in modo da fornire una sufficiente potenza d’illuminazione.

Tale estesa superficie d’emissione luminosa deve essere otticamente coniugata con la ridotta area utile d’ingresso della radiazione luminosa nelle fibre ottiche.

E’ necessario pertanto utilizzare sistemi ottici ad elevata demagnificazione, causando così un rilevante incremento dell’angolo solido con cui la luce arriva in ingresso nelle fibre ottiche. Un angolo solido troppo elevato impedisce la riflessione totale della radiazione luminosa nelle fibre ottiche, essendo superato l’angolo utile d’ingresso della luce. Ciò può determinare rilevanti perdite d’efficienza dell’illuminatore, in termini di potenza luminosa trasmessa. Nella domanda di brevetto US2008/0212027 à ̈ descritto un dispositivo d’illuminazione, nel quale si ottiene una sorgente di luce anulare predisponendo una pluralità di dispositivi LED, uno vicino all’altro, in forma di corona circolare.

I dispositivi LED sono divisi in gruppi atti ad emettere luce di varie lunghezze d’onda.

Anche in questo caso, per coniugare l’estesa superficie d’emissione luminosa dei dispositivi LED con la ridotta area utile d’ingresso della radiazione luminosa nella pupilla, si devono utilizzare sistemi ottici ad elevata demagnificazione.

Analogamente a quanto sopra, ciò determina un aumento dell’angolo solido con cui la luce arriva alla pupilla.

Tenuto conto del fatto che una fundus camera à ̈ normalmente progettata per fotografare una zona della retina corrispondente ad un certo angolo solido della luce incidente (tipicamente 30°-60°), un incremento dell’angolo solido, oltre i valori suddetti, ha come effetto quello di illuminare zone periferiche della retina generalmente non osservate ma non quello di aumentare la densità di potenza luminosa trasmessa alle zone d’interesse della retina.

La densità di potenza del fascio luminoso generato, pertanto, trova un limite superiore nelle massime dimensioni disponibili per la superficie d’emissione luminosa.

Per incrementare la densità di potenza d’illuminazione sulla retina, à ̈ quindi necessario aumentare la densità di potenza dei singoli dispositivi LED, utilizzando, ad esempio, dispositivi LED di tipo non commerciale, realizzati appositamente allo scopo.

Evidentemente, ciò determina un aumento dei costi complessivi del dispositivo illuminatore. Nella domanda di brevetto WO2006/016366 à ̈ utilizzato un gruppo di dispositivi LED, ciascuno dei quali à ̈ accoppiato con una fibra ottica tramite una lente.

Le estremità d’uscita delle fibre ottiche sono quindi raggruppate su una corona circolare per ottenere una sezione anulare d’uscita della luce.

Tale soluzione permette di raggiungere valori più elevati di densità di potenza, anche usando dispositivi LED di tipo commerciale; essa si presenta, però, come relativamente complessa e costosa da realizzare a livello industriale, dato l’elevato numero di componenti da assemblare. Nella stessa domanda di brevetto, si descrive anche l’utilizzo di sorgenti luminose singole o concentrate su piccole superfici, operativamente associate a dispositivi per espandere la luce, così generata, fino ad ottenere in uscita un fascio luminoso anulare.

Tali dispositivi d’espansione della radiazione luminosa comprendono, ad esempio, superfici riflettenti coniche o paraboliche e/o lenti e/o dispositivi di guida della radiazione luminosa, opportunamente predisposti.

I dispositivi illuminatori di questo tipo presentano lo svantaggio di utilizzare sorgenti luminose di piccole dimensioni, difficilmente in grado di offrire la potenza necessaria per l’illuminazione flash del fondo oculare.

Un ulteriore svantaggio consiste nel fatto che, per ottenere un fascio di luce con lunghezza d’onda selezionabile (per esempio infrarossa e visibile), à ̈ necessario usare più emettitori accoppiati mediante specchi dicroici o movimentazioni meccaniche.

Pertanto, anche tali soluzioni tecniche di tipo noto si presentano come strutturalmente complesse e costose da realizzare a livello industriale.

Il compito precipuo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo d’illuminazione per apparati d’ispezione del fondo oculare che consenta di superare gli inconvenienti dell’arte nota, sopra evidenziati.

Nell’ambito di tale compito, uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo d’illuminazione che assicuri una relativamente elevata densità di potenza, a fronte di ridotti angoli di divergenza del fascio luminoso emesso in uscita, anche utilizzando dispositivi LED di tipo commerciale per generare la radiazione luminosa.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo d’illuminazione che presenti ingombri ridotti e che sia facilmente installabile in un apparato d’ispezione del fondo oculare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo d’illuminazione che sia facilmente realizzabile a livello industriale, a costi competitivi.

Questo compito e questi scopi, nonché altri scopi che appariranno evidenti dalla successiva descrizione e dai disegni allegati, sono realizzati, secondo l’invenzione, da un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 1, proposta nel seguito, e le relative rivendicazioni dipendenti.

In un suo ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce anche ad un dispositivo concentratore di luce, secondo la rivendicazione 17, proposta nel seguito.

Nella sua definizione più generale, il dispositivo d’illuminazione, secondo la presente invenzione comprende una sorgente di luce provvista di una pluralità di dispositivi LED, ed un dispositivo concentratore di luce, operativamente associato a detta sorgente di luce.

Il suddetto dispositivo concentratore di luce comprende un corpo solido trasparente, preferibilmente in materiale plastico.

Per ricevere la radiazione luminosa emessa dalla sorgente di luce, in corrispondenza di una prima superficie del suddetto corpo trasparente, à ̈ definita una sezione d’ingresso della radiazione luminosa.

In corrispondenza di una seconda superficie del suddetto corpo trasparente, à ̈ definita una sezione d’uscita della radiazione luminosa, atta a trasmettere un fascio luminoso di forma anulare.

In corrispondenza della sezione d’ingresso, il suddetto corpo trasparente comprende una pluralità di prominenze atte ad effettuare una collimazione della radiazione luminosa proveniente dalla sorgente di luce.

Il suddetto corpo trasparente comprende anche una pluralità di superfici di riflessione della radiazione luminosa ricevuta da detta sezione d’ingresso.

Tali prominenze e tali superfici di riflessione sono reciprocamente posizionate tra loro in modo da convogliare la radiazione luminosa, ricevuta dalla sorgente di luce, lungo un percorso predefinito che si sviluppa attraverso il corpo solido trasparente, tra le sezioni d’ingresso e d’uscita della radiazione luminosa.

L’utilizzo di un dispositivo concentratore di luce nel dispositivo d’illuminazione, secondo la presente invenzione, consente di ottenere densità di potenza relativamente elevata, angoli di divergenza relativamente piccoli e buona uniformità per il fascio luminoso in uscita, da proiettare nell’occhio del paziente, anche se si utilizzano dispositivi LED commerciali per generare la radiazione luminosa.

L’utilizzo di una sorgente di luce, provvista di una pluralità di dispositivi LED, consente di ottenere fasci luminosi con frequenze diverse, la cui intensità à ̈ facilmente regolabile mediante semplici circuiti elettronici di controllo.

Il dispositivo d’illuminazione, secondo la presente invenzione, presenta ingombri relativamente ridotti, consentendo così di contenere significativamente il volume complessivo del relativo apparato d’ispezione del fondo oculare.

Sia la sorgente di luce che il dispositivo concentratore di luce possono essere realizzati con semplici procedimenti industriali e facilmente associati operativamente tra loro.

Il dispositivo d’illuminazione, secondo la presente invenzione, può quindi essere prodotto ed assemblato industrialmente a costi molto competitivi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo d’illuminazione, secondo l’invenzione, potranno essere meglio percepiti facendo riferimento alla descrizione data di seguito ed alle allegate figure, fornite a scopo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente un apparato d’ispezione del fondo oculare, di tipo noto; e

- la figura 2 illustra schematicamente una vista prospettica del dispositivo d’illuminazione, secondo la presente invenzione, in una sua forma realizzativa; e

- la figura 3 illustra schematicamente una vista in sezione del dispositivo d’illuminazione di figura 2; e

- la figura 4 illustra schematicamente una vista laterale e frontale di una sorgente di luce utilizzata nel dispositivo d’illuminazione di figura 1; e

- la figura 4A illustra schematicamente una vista laterale e frontale di una sorgente di luce utilizzata nel dispositivo d’illuminazione di figura 1, in una variante realizzativa; e - la figura 5 illustra schematicamente una vista frontale di un dispositivo concentratore di luce utilizzato nel dispositivo d’illuminazione di figura 1; e

- la figura 6 illustra schematicamente una vista in sezione del dispositivo concentratore di luce di figura 5; e

- la figura 7 illustra schematicamente una vista in sezione di una variante realizzativa del dispositivo concentratore di luce di figura 5; e

- la figura 8 illustra schematicamente una vista in sezione di un’ulteriore variante realizzativa del dispositivo concentratore di luce di figura 5.

Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo d’illuminazione 1 per apparati d’ispezione del fondo oculare.

Il dispositivo d’illuminazione 1 comprende una sorgente di luce 90, la quale à ̈ preferibilmente costituita da una scheda di circuito stampato 91 che comprende una superficie 92, in corrispondenza della quale à ̈ montata una pluralità di dispositivi LED 93A, 93B.

I dispositivi LED 93A e 93B sono disposti in modo da formare una regione 920 d’emissione della radiazione luminosa, la quale si presenta, preferibilmente, con una forma sostanzialmente anulare che si sviluppa intorno ad una cavità 94, ricavata nel circuito stampato 91 e centrata rispetto ad un asse di riferimento 4.

Vantaggiosamente, la sorgente di luce 90 può comprendere gruppi differenziati 93A e 93B di dispositivi LED, in grado di emettere luce con diverse lunghezze d’onda.

I gruppi 93A e 93B possono essere intervallati tra loro e disposti lungo la regione 920 secondo “patterns†ripetuti.

Nella forma realizzativa dell’invenzione, illustrata in figura 4, ogni gruppo 93A comprende tre dispositivi LED 93AW, in grado di emettere luce bianca, mentre ogni gruppo 93B comprende un solo dispositivo LED, in grado di emettere luce infrarossa.

Nella forma realizzativa dell’invenzione, illustrata in figura 4A, ogni gruppo 93A comprende tre dispositivi LED 93AR, 93AG, 93AB, in grado di emettere rispettivamente luce rossa, luce verde e luce blu.

Tale forma realizzativa consente di illuminare la retina con una luce avente un certo spettro d’emissione, semplicemente controllando opportunamente le correnti d’alimentazione dei dispositivi LED 93AR, 93AG, 93AB.

In questo modo, à ̈ possibile aumentare la potenza della tipologia di luce riflessa in misura minore dalla retina e, di converso, ridurre la potenza della tipologia di luce maggiormente riflessa dalla retina stessa, in modo che il sensore, atto a rilevare l’immagine della retina, possa lavorare con un ottimale rapporto segnale/rumore per tutti i colori, migliorando così la qualità finale dell’immagine rilevata.

Il numero di dispositivi LED che compone ciascun gruppo 93A e 93B può variare in funzione della potenza necessaria per le diverse lunghezze d’onda.

Preferibilmente, la scheda di circuito stampato 91 comprende anche circuiti elettronici di controllo (non illustrati) per regolare il funzionamento e l’alimentazione dei dispositivi LED 93A-93B.

Secondo la presente invenzione, il dispositivo d’illuminazione 1 comprende un dispositivo concentratore di luce 2, costituito da un corpo solido trasparente, vantaggiosamente realizzato in materiale plastico, mediante procedimenti industriali di stampaggio ad iniezione di tipo noto.

Con il termine “dispositivo concentratore di luce†, s’intende un dispositivo in grado di trasmettere in uscita radiazione luminosa con una maggiore densità di potenza rispetto a quella della radiazione luminosa ricevuta in ingresso.

Il corpo trasparente 2 comprende una prima superficie 51, in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’ingresso 5 della radiazione luminosa.

La sezione d’ingresso 5 à ̈ vantaggiosamente atta a ricevere la radiazione luminosa emessa dalla sorgente di luce 90.

A tal fine, il dispositivo concentratore 2 à ̈ operativamente associato alla sorgente di luce 90 in modo che le rispettive superfici 51 e 92 risultino affacciate tra loro e che la regione 920 sia così otticamente accoppiata con la sezione d’ingresso 5 della radiazione luminosa.

Vantaggiosamente, onde evitare dispersione della radiazione luminosa, la distanza tra le superfici 51 e 92 à ̈ relativamente ridotta e la forma della regione 920 corrisponde sostanzialmente alla forma della sezione d’ingresso 5, preferibilmente anulare.

Il corpo trasparente 2 comprende anche una superficie 61, in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’uscita 6 della radiazione luminosa, dalla quale fuoriesce un fascio luminoso anulare.

Vantaggiosamente, la sezione d’uscita 6 presenta un’area utile di transito della radiazione luminosa che risulta inferiore rispetto a quella della sezione d’ingresso 5, in modo che la densità di potenza della radiazione luminosa trasmessa in uscita risulti maggiore rispetto a quella della radiazione luminosa in ingresso.

Dato che, preferibilmente, le sezioni d’ingresso e d’uscita 5-6 della radiazione luminosa, nel corpo trasparente 2, presentano forma sostanzialmente anulare, centrata rispetto all’asse longitudinale di riferimento 4, il diametro della regione d’emissione luminosa 920 à ̈, di preferenza, sostanzialmente uguale al diametro della sezione d’ingresso 5 mentre la sezione d’uscita 6 presenta diametro inferiore rispetto alla sezione d’ingresso 5.

Almeno in prossimità della seconda superficie 61, il corpo trasparente 2 comprende preferibilmente una cavità sagomata 3.

Tale cavità à ̈ preferibilmente passante e si sviluppa tra le superfici 51 e 61, lungo l’asse longitudinale 4.

La superficie interna della cavità 3 può essere sagomata secondo le esigenze ad eccezione di almeno una porzione 31, posizionata in prossimità della sezione d’uscita 6, la quale presenta preferibilmente un profilo di forma sostanzialmente conica.

Per ragioni di simmetria e semplicità costruttiva, la sezione d’uscita 6, la sezione d’ingresso 5 ed la regione d’emissione luminosa 920 sono vantaggiosamente parallele tra loro, perpendicolari all’asse longitudinale di riferimento 4 e coassiali rispetto ad esso.

Preferibilmente, inoltre, la sorgente di luce 90 ed il corpo trasparente 2 sono operativamente associati tra loro in modo che la cavità 94 della scheda di circuito stampato 91 risulti coassiale con la cavità 3 del corpo trasparente 2, lungo l’asse di riferimento 4.

Secondo la presente invenzione, il corpo trasparente 2 comprende una pluralità di prominenze 7 atte a fungere da lenti di collimazione della radiazione luminosa proveniente dalla sorgente di luce 90.

Le prominenze 7 sporgono dalla superficie 51 del corpo trasparente 2, in corrispondenza della sezione d’ingresso 5, in modo da ricevere la luce generata dai dispositivi LED e collimarla in fasci luminosi sostanzialmente paralleli all’asse di riferimento 4 (o perpendicolari alla superficie 51 del corpo trasparente).

La superficie 92 della sorgente di luce 90 Ã ̈ vantaggiosamente affacciata alla superficie 51 del corpo trasparente 2, in modo che ciascuna delle prominenze 7 sia affacciata ed otticamente accoppiata ad un dispositivo LED.

La radiazione luminosa emessa da un dispositivo LED può così diventare un fascio luminoso con divergenza minima, dopo il passaggio attraverso la rispettiva prominenza 7 a cui il suddetto dispositivo LED à ̈ associato.

Vantaggiosamente, le prominenze 7 sono equidistanti tra loro ed in numero uguale al numero di dispositivi LED della sorgente di luce 90, come evidenziato nelle citate figure.

In questo caso, l’assieme delle suddette prominenze 7 può costituire esso stesso la sezione d’ingresso 5 della radiazione luminosa.

In alternativa, le prominenze 7 possono essere associate a gruppi predefiniti di dispositivi LED (ad esempio ai soli gruppi 93A) e non essere presenti nei tratti della sezione d’ingresso 5 che si affacciano con gruppi di diverso tipo (ad esempio con i gruppi 93B).

Il numero delle prominenze 7 può così essere inferiore rispetto al numero complessivo dei dispositivi LED.

Le prominenze 7 possono avere un profilo convesso di tipo sferico, un profilo convesso di tipo asferico, studiato per migliorare la collimazione della luce proveniente dai dispositivi LED, oppure un profilo con una serie di sezioni anulari concentriche atte a costituire, nel loro insieme, una lente di Fresnel.

Il corpo trasparente 2 comprende inoltre una pluralità di superfici di riflessione 8-9 della radiazione luminosa deviata dalle prominenze 7.

Le prominenze 7 e le superfici di riflessione 8-9 sono reciprocamente posizionate tra loro in modo da convogliare la radiazione luminosa, proveniente dalla sorgente di luce 90, lungo un percorso predefinito 10 che si sviluppa attraverso il corpo trasparente 2, tra la sezione d’ingresso 5 e la sezione d’uscita 6 della radiazione luminosa.

In altre parole, le prominenze 7 e le superfici di riflessione 8-9 sono predisposte in modo da cooperare tra loro per guidare la radiazione luminosa, proveniente dalla sorgente luminosa 90, e ricevuta dalla sezione d’ingresso 5, verso la sezione d’uscita 6 del corpo trasparente 2.

Preferibilmente, il corpo trasparente 2 comprende una prima superficie 8 atta ad effettuare una prima riflessione della radiazione luminosa deviata dalle prominenze 7.

La superficie 8 presenta preferibilmente un profilo sostanzialmente conico, con raggio medio all’incirca corrispondente a quello della sezione d’ingresso 5.

L’inclinazione della superficie conica 8 à ̈ vantaggiosamente scelta in modo che la radiazione luminosa collimata, proveniente dalle prominenze 7, subisca una riflessione totale, tale da mutarne la direzione orientandola verso una seconda superficie di riflessione 9.

Da notare che nel tragitto verso la superficie 9, i fasci luminosi provenienti dai dispositivi LED e collimati tramite le prominenze 7 mantengono sostanzialmente la propria collimazione, anche in seguito alla riflessione sulla superficie 8, la quale à ̈ curva con un raggio relativamente elevato.

Vantaggiosamente, il percorso dalla superficie 8 alla superficie 9 può così essere delimitato da superfici 30 e 82 sostanzialmente parallele con le direzioni dei fasci di luce.

In questo modo, i raggi marginali dei fasci di luce sono guidati tramite riflessioni totali sulle superfici 30 e 82 fino alla superficie 9 riducendo così la dispersione della radiazione luminosa in direzioni non desiderate.

Sulla superficie 9, la radiazione luminosa, deviata dalla superficie 8, subisce una seconda riflessione totale ed à ̈ deviata verso la sezione d’uscita 6, in direzione sostanzialmente parallela a quella dell’asse di riferimento 4.

La superficie 9 può vantaggiosamente coincidere con almeno una porzione 31 della superficie interna della cavità 3, la quale à ̈ posizionata in prossimità della sezione d’uscita 6.

Come illustrato nelle citate figure, la superficie di riflessione 9 presenta preferibilmente un profilo sostanzialmente conico, centrato rispetto all’asse di riferimento 4, con diametro medio circa uguale al diametro medio della sezione d’uscita 6 della radiazione luminosa.

La radiazione luminosa, deviata dalla superficie 9, mantiene così la collimazione in direzione radiale, cioà ̈ perpendicolare all’asse di riferimento 4, e diventa divergente in direzione tangenziale, cioà ̈ tangente al cerchio medio della superficie anulare d’uscita 6.

L’allargamento dei fasci luminosi riflessi, in direzione tangenziale, ha il vantaggio di creare una maggiore sovrapposizione tra gli stessi, migliorando l’omogeneità del fascio anulare che fuoriesce dalla sezione d’uscita 6.

Una maggiore divergenza del fascio luminoso in uscita presenta però lo svantaggio di determinare una diminuzione del complessivo rendimento di trasporto della luce verso la pupilla dell’occhio del paziente.

Secondo un’ulteriore forma realizzativa della presente invenzione (figura 7), la seconda superficie di riflessione 9 può presentare un profilo sostanzialmente conico che comprende una pluralità di sfaccettature equidistanti 9A, preferibilmente di numero corrispondente al numero complessivo dei dispositivi LED 93A e 93B.

Tali sfaccettature si comportano come specchi piani che mantengono la collimazione della radiazione luminosa dopo la riflessione sulla superficie 9.

In questo modo à ̈ possibile ridurre la divergenza del fascio anulare che fuoriesce dalla sezione d’uscita 6 della radiazione luminosa.

La stessa sezione d’uscita 6 può presentare una superficie liscia o rugosa, se si desidera migliorare ulteriormente rispettivamente la densità di potenza o l’omogeneità del fascio luminoso da inviare sulla retina.

Il corpo trasparente 2 Ã ̈ vantaggiosamente conformato in modo da presentare una superficie esterna sagomata 80 che unisce le superfici 51 e 61.

La superficie esterna 80 comprende una prima porzione 81, in prossimità della sezione d’ingresso 5 della radiazione luminosa, ed una seconda porzione 82 che si estende tra la suddetta prima porzione 81 e la superficie 61.

Preferibilmente, la superficie di riflessione 8 coincide almeno parzialmente con la prima porzione di superficie esterna 81, la quale presenta così una forma sostanzialmente conica. Secondo una forma realizzativa della presente invenzione (figura 8), la seconda porzione 82 di superficie esterna à ̈ sostanzialmente piana, ad eccezione di un’eventuale zona di raccordo 82A con la superficie 61, ed ha la forma di una corona circolare posizionata intorno alla superficie 61, in corrispondenza della quale à ̈ definita la sezione d’uscita 6 della radiazione luminosa.

In tal caso, il corpo trasparente 2 si presenta sostanzialmente come un solido con forma sostanzialmente discoidale, coassiale con l’asse di riferimento 4 e avente una superficie di base costituita dalla superficie 51, un’ulteriore superficie di base formata dalle superfici 82 e 61 ed una superficie laterale costituita dalla superficie 81.

Tale soluzione presenta il vantaggio di ridurre l’ingombro assiale del corpo trasparente 2 e di semplificare la struttura degli stampi per la sua realizzazione a livello industriale. L’angolo medio di riflessione della radiazione luminosa sulle superfici 8 e 9 si mantiene però relativamente elevato (circa 45°): ciò potrebbe impedire la totale riflessione totale per lunghezze d’onda infrarosse, per le quali l’indice di rifrazione del materiale trasparente diminuisce.

E’, pertanto, preferibile ricoprire le superfici di riflessione 8 e 9 con almeno uno strato in materiale metallico riflettente, onde migliorarne il rendimento di riflessione della radiazione luminosa.

Secondo alcune forme realizzative della presente invenzione (figure 1-7), la seconda porzione 82 di superficie esterna à ̈ sostanzialmente conica, ad eccezione di un’eventuale zona di raccordo 82A con la superficie 61.

In tal caso, il corpo trasparente 2 si presenta come un solido con forma sostanzialmente tronco-conica che si sviluppa lungo l’asse di riferimento 4, con le superfici 51 e 61 come basi e le porzioni di superficie esterna 81 e 82 a formarne la superficie laterale.

In questa variante realizzativa del corpo trasparente 2, gli angoli d’incidenza della radiazione luminosa sulle superfici di riflessione 8 e 9 possono presentare valori molto inferiori all’angolo di riflessione totale, eliminando la necessità di metallizzare le superfici 8 e 9.

Tale soluzione, inoltre, permette di irrobustire strutturalmente il corpo trasparente 2, il quale risulta, di conseguenza, meno soggetto a deformazioni causate dai ritiri del materiale durante la fase di raffreddamento dopo il processo di stampaggio ad iniezione.

Il dispositivo d’illuminazione 1, secondo la presente invenzione, presenta una struttura relativamente semplice, la quale può essere ottenuta assemblando la sorgente di luce 90 con il dispositivo concentratore di luce 2, mediante opportune viti e distanziali inseriti nei fori di montaggio 95, 510, ricavati rispettivamente in corrispondenza della superficie 92 della sorgente di luce 90 e della superficie 51 del corpo trasparente 2.

Come già evidenziato, nel montaggio del dispositivo d’illuminazione 1, il foro 94 della scheda di circuito stampato 91 viene vantaggiosamente allineato con la cavità 3 del dispositivo concentratore di luce 2, in modo che entrambi risultino coassiali con l’asse di riferimento 4.

Attraverso tali cavità coassiali, à ̈ possibile eventualmente proiettare all’interno dell’occhio fasci luminosi da utilizzarsi per un sistema di messa a fuoco dell’apparato d’ispezione.

Nella tecnica nota, la proiezione di fasci luminosi di messa a fuoco, lungo il percorso d’illuminazione dell’occhio, à ̈ ottenuto tramite dispositivi “beam splitter†o tramite la movimentazione meccanica di specchi.

La proiezione dei fasci luminosi di messa a fuoco attraverso le cavità coassiali 94 e 3, invece, non richiede la predisposizione di alcun mezzo aggiuntivo, consentendo così di semplificare la struttura dell’apparato d’ispezione, riducendone i costi di realizzazione.

Il dispositivo d’illuminazione 1, secondo l’invenzione, presenta notevoli vantaggi rispetto all’arte nota.

Esso permette di trasmettere in uscita un fascio luminoso con elevata densità di potenza e con angoli piccoli di divergenza, anche utilizzando dispositivi LED commerciali che possono eventualmente emettere luce con varie lunghezze d’onda.

I fasci di luce, provenienti dai dispositivi LED, si sovrappongono parzialmente in uscita dal dispositivo concentratore 2, determinando una buona uniformità d’illuminazione per il fascio luminoso in uscita.

Tale uniformità d’illuminazione à ̈ facilmente migliorabile aumentando la rugosità superficiale della sezione d’uscita 6, in modo che quest’ultima realizzi la funzione di diffusore ottico per la luce che transita attraverso di essa.

La collimazione della luce dei dispositivi LED, mediante le superfici di riflessione 7, nonché il convogliamento della radiazione luminosa dalla relativamente ampia sezione d’ingresso 5 alla ridotta sezione d’uscita 6, sono ottenuti usando un unico corpo trasparente, ottenuto preferibilmente mediante stampaggio a iniezione e, di conseguenza, con costi di produzione molto bassi.

Il dispositivo concentratore di luce 2 presenta un buon rendimento di trasmissione della luce generata dai dispositivi LED, una buona robustezza meccanica e non necessita di regolazioni. Le dimensioni del dispositivo concentratore di luce 2 sono molto contenute, permettendo di ridurre l’ingombro complessivo del dispositivo d’illuminazione 1 e del relativo apparato d’ispezione.

Il dispositivo d’illuminazione 1 permette di ottenere, tramite il dispositivo concentratore di luce 2, densità di potenza in uscita confrontabili con quelle generate da una scarica flash di luce bianca. E’ così possibile sostituire le schede elettroniche di alta tensione, necessarie per controllare una lampada allo Xenon, con più semplici circuiti di pilotaggio dei dispositivi LED in bassa tensione.

Ciò ovviamente determina una riduzione del rischio di scarica elettrica per gli utenti, permette di ridurre le distanze di isolamento elettrico tra i vari componenti ed elimina la necessità di sottoporre l’apparecchio d’ispezione a specifiche prove per macchine funzionanti in alta tensione.

Come appare evidente dalla descrizione di cui sopra, il dispositivo d’illuminazione 1, presenta una struttura estremamente semplice.

Tutte le sue parti sono facilmente realizzabili a livello industriale mediante procedimenti di tipo noto, con notevoli vantaggi in termini di contenimento dei costi industriali di produzione. Sulla base della descrizione data, altre caratteristiche, modifiche o miglioramenti sono possibili ed evidenti al tecnico medio, in base, ad esempio, alle risorse disponibili. Tali caratteristiche, modifiche e miglioramenti sono perciò da considerarsi parte della presente invenzione.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo d’illuminazione (1) per apparati (100) d’ispezione del fondo oculare, comprendente una sorgente di luce (90) provvista di una pluralità di dispositivi LED, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo concentratore di luce (2), operativamente associato a detta sorgente di luce, detto dispositivo concentratore di luce comprendendo un corpo solido trasparente che comprende: - una prima superficie (51), in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’ingresso (5) della radiazione luminosa, atta a ricevere la radiazione luminosa emessa da detta sorgente di luce (90); e - una seconda superficie (61), in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’uscita (6) della radiazione luminosa, atta ad trasmettere un fascio luminoso di forma anulare; e - una pluralità di prominenze (7) che sporgono da detta prima superficie, in corrispondenza di detta sezione d’ingresso, dette prominenze essendo atte a fungere da lenti collimatrici della radiazione luminosa proveniente da detta sorgente di luce; e - una pluralità di superfici di riflessione (8, 9) della radiazione luminosa ricevuta da detta sezione d’ingresso, dette prominenze e dette superfici di riflessione essendo reciprocamente posizionate tra loro in modo da convogliare la radiazione luminosa, proveniente da detta sorgente di luce, lungo un percorso predefinito (10) che si sviluppa attraverso detto corpo trasparente, tra detta sezione d’ingresso e detta sezione d’uscita della radiazione luminosa.
2. 2. Un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di luce e detto corpo trasparente sono reciprocamente associati tra loro in modo che ciascuna di dette prominenze si affacci ad un dispositivo LED di detta sorgente di luce.
3. 3. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette prominenze presentano un profilo convesso di tipo sferico o un profilo convesso di tipo asferico o un profilo comprendente una serie di sezioni anulari concentriche atte a formare una lente di Fresnel.
4. 4. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo trasparente comprende una prima superficie (8) di riflessione della radiazione luminosa, proveniente da detta sezione d’ingresso, ed una seconda superficie (9) di riflessione della radiazione luminosa, deviata da detta prima superficie di riflessione.
5. 5. Un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta prima superficie di riflessione presenta un profilo sostanzialmente conico.
6. 6. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni da 4 a 5, caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di riflessione presenta un profilo sostanzialmente conico.
7. 7. Un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di riflessione presenta un profilo sostanzialmente conico comprendente una pluralità di sfaccettature (9A).
8. 8. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo trasparente comprende una superficie esterna sagomata (80) che si estende tra detta prima superficie e detta seconda superficie, detta superficie esterna comprendendo una prima porzione (81), in prossimità di detta prima superficie, ed una seconda porzione (82) che si estende tra detta prima porzione e detta seconda superficie, detta prima superficie di riflessione (8) essendo compresa nella prima porzione (81) di detta superficie esterna (80).
9. 9. Un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la seconda porzione (81) di detta superficie esterna (80) à ̈ almeno parzialmente di forma sostanzialmente piana.
10. 10. Un dispositivo d’illuminazione, secondo le rivendicazioni 4 e 9, caratterizzato dal fatto che detta prima superficie di riflessione (8) e detta seconda superficie di riflessione (9) sono ricoperte da almeno uno strato di materiale metallico riflettente.
11. 11. Un dispositivo d’illuminazione, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la seconda porzione (81) di detta superficie esterna (80) à ̈ almeno parzialmente di forma sostanzialmente conica.
12. 12. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto corpo trasparente comprende una cavità (3), posizionata almeno in prossimità di detta seconda superficie.
13. 13. Un dispositivo d’illuminazione, secondo le rivendicazioni 4 e 12, caratterizzato dal fatto che detta seconda superficie di riflessione (9) à ̈ compresa in almeno una porzione (31) di superficie interna di detta cavità, posizionata in prossimità di detta sezione d’uscita (6) della radiazione luminosa.
14. 14. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente di luce comprende una regione (920) d’emissione della radiazione luminosa, detta regione d’emissione della radiazione luminosa avendo una forma sostanzialmente anulare che corrisponde sostanzialmente alla forma di detta sezione d’ingresso della radiazione luminosa.
15. 15. Un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sezione d’uscita presenta una rugosità superficiale sufficientemente elevata da realizzare la funzione di diffusore ottico per la luce che transita attraverso detta sezione d’uscita.
16. 16. Un apparato d’ispezione del fondo oculare caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo d’illuminazione, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
17. 17. Un dispositivo concentratore di luce (2) per apparati d’ispezione del fondo oculare, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo solido trasparente, comprendente: - una prima superficie (51), in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’ingresso (5) della radiazione luminosa atta a ricevere la radiazione luminosa emessa da una sorgente di luce (90) provvista di una pluralità di dispositivi LED; e - una seconda superficie (61), in corrispondenza della quale à ̈ definita una sezione d’uscita (6) della radiazione luminosa atta a trasmettere un fascio luminoso di forma anulare; e - una pluralità di prominenze (7) che sporgono da detta prima superficie, in corrispondenza di detta sezione d’ingresso, dette prominenze essendo atte a fungere da lenti collimatrici della radiazione luminosa proveniente da detta sorgente di luce; e - una pluralità di superfici di riflessione (8, 9) della radiazione luminosa ricevuta da detta sezione d’ingresso, dette prominenze e dette superfici di riflessione essendo reciprocamente posizionate tra loro in modo da convogliare la radiazione luminosa, proveniente da detta sorgente di luce, lungo un percorso predefinito (10) che si sviluppa attraverso detto corpo solido trasparente, tra detta sezione d’ingresso e detta sezione d’uscita della radiazione luminosa.