SI21782A

SI21782A - Spranjska svetilka z belo svetleco diodo ali svetleco diodo z nastavljivo barvo

Info

Publication number: SI21782A
Application number: SI200400158A
Authority: SI
Inventors: Grisa Mocnik; Matjaz Zalar
Original assignee: Optotek D.O.O.
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2005-12-31
Also published as: US20050270487A1; EP1602323A1

Abstract

Svetlobni vir (1) v spranjski svetilki po izumu je bela svetleca dioda, ki jo upravlja krmilno vezje (8). Pacientovo oko se osvetli z osvelitveno rezo, ki nastane kot slika (7) spranje (3) in se oblikuje s Koehlerjevo osvetlitvijo spranje. To pomeni, da se fosforescencna povrsina svetlece diode projicira prek kondenzorske optike (2) na zadnji objektiv (4), ki preslika spranjo (3) prek prizme ali ogledala (6) na oko. Na ta nacin nastane na pregledovanem ocesu enakomerno osvetljena slika (7) spranje (3). Krmilno vezje (8) skrbi za pravilno razmerje med napetostjo na svetleci diodi in tokom skozi njo in omogoca uravnavanje jakosti svetlobe svetlece diode. Barva svetlobe se ne spreminja z jakostjo svetlobe. Spranjska svetilka s svetleco diodo v izvedbeni razlicici II ima za svetlobni vir svetleco diodo, ki sveti hkrati rdece, zeleno in modro. Z nastavitvijo primerne jakosti posameznih zgoraj nastetih treh komponent uporabnik doseze poljubno barvo slike (7) spranje na ocesu. Za barvno osvetlitev ocesa zato niso potrebni filtri, ki jih sicer treba vstaviti v bel osvetljevalni snop.

Description

Špranjska svetilka z belo svetlečo diodo ali svetlečo diodo z nastavljivo barvo

Področje tehnike

Izum sodi v področje medicinskih naprav za diagnostiko bolezni oči, določneje v področje priprav za osvetlitev pregledovanih oči.

Tehnični problem

Zastavljeni tehnični problem je konstrukcija svetlobnega vira v diagnostični svetilki za špranjsko osvetlitev, ki omogoča enakomerno osvetlitev po celi površini špranje. Pri nastavljanju jakosti osvetlitve svetlobni vir ne sme spreminjati barve. Rešitev osvetlitve mora biti takšna, da je poraba električne energije majhna in da se špranj ska svetilka minimalno segreva. Konstrukcijska rešitev mora omogočati vgradnjo tudi v prenosne špranj ske svetilke.

Znano stanje tehnike

Špranjske svetilke so naprave za preiskovanje oči. S pomočjo osvetlitvene reže, ki je nastavljiva po širini, zdravnik selektivno opazuje izbrane dele očesa; pri tem je zelo pomembno, da je osvetlitev po celi površini reže enakomerna in da je jakost osvetlitve nastavljiva. Zdravnik opazuje osvetljeni del očesa skozi binokulami stereo-mikroskop s povečavami, ki so ponavadi do 40-kratne. Spreminjanje barve svetlobe, s katero je preiskovano oko osvetljeno, kar je potrebno za različne preiskave, se rešuje z barvnimi filtri.

Pri večini znanih rešitev špranjskih svetilk je špranja osvetljena z žarnico, največkrat s halogenskim svetilom. Zaradi visoke porabe električne energije se takšna svetila segrevajo, omejena je tudi njihova prenosnost. Poleg tega so občutljiva in imajo zaradi segrevanja kratko življenjsko dobo, lahko celo manjšo kot 100 ur. Jakost osvetlitve se nastavlja s tokom, ki teče po žarilni nitki, s tem pa se spreminja temperatura nitke in posledično barva svetlobe, kar je za uporabnika svetilke zelo moteče. Pri večini preiskav oči je zaželena rahlo modrikasta svetloba, ki jo žarilna nitka producira pri visoki temperaturi, torej pri veliki jakosti svetlobe.

Enakomerno osvetlitev delov očesa je mogoče doseči s Koehleijevo osvetlitvijo špranje, s katero se nitka žarnice preslika s kondenzorsko optiko skozi špranjo na zadnji objektiv, kjer nastane slika nitke. Zadnji objektiv preslika svetlobno režo v oko. Za varovanje očesa pred toplotnimi poškodbami, ki jih povzroča infrardeča svetloba, je v špranjskih svetilkah za špranjo vgrajen filter za infrardečo svetlobo.

V patentu US 4,699,482 je opisana osvetlitev z uporabo optičnih vlaken. Znana je tudi osvetlitev s pomočjo modulatoijev svetlobe, sestavljenih iz čipov s tekočimi kristali, opisana v patentu US 5,943,118. Z rešitvijo iz US 4,699,482 ni mogoče doseči zadovoljive enakomerne osvetlitve, v rešitvi po US 5,943,118 pa je uporabljena halogenska žarnica ali podoben svetlobni izvor. Po patentu US 6,409,346 je osvetlitev špranje rešena z več diodami ali z diodnimi čipi, s katerimi ni mogoče doseči zadovoljive enakomerne osvetlitve špranje.

V špranjskih svetilkah se poleg bele svetlobe uporablja tudi barvna svetloba, še zlasti modra in zelena, ki se dobi z vstavljanjem filtrov v svetlobni snop, namenjen za osvetlitev. Barva se določi s tipom filtra ali z več filtri, kar zaplete konstrukcijo in uporabo naprave.

Opis rešitve tehničnega problema

Bistvo špranjske svetilke s svetlečo diodo po izumu je v tem, da krmilno vezje 8 upravlja svetlobni vir 1, ki je bodisi bela svetleča dioda ali svetleča dioda z nastavljivo barvo, ki sveti skozi kondenzorsko optiko 2, špranjo 3 in zadnji objektiv 4 ter preko prizme ali zrcala 6 na oko, kjer nastane slika 7 špranje. Krmilno vezje 8 omogoča uravnavanje jakosti svetlobe svetleče diode in skrbi za pravilno razmeije med napetostjo na svetleči diodi in tokom skozi njo.

Špranjska svetilka s svetlečo diodo po izumu je v nadaljevanju podrobno opisana s pomočjo slik, na katerih sta prikazani:

Slika 1 - blokovna shema špranj ske svetilke z belo svetlečo diodo

Slika 2 - blokovna shema špranjske svetilke z belo svetlečo diodo in integrirano kondenzorsko optiko

Svetlobni vir 1 v špranjski svetilki po izumu (slika 1) je bela svetleča dioda, ki jo upravlja krmilno vezje 8. Pacientovo oko se osvetli z belo osvetlitveno režo, ki nastane kot slika 7 špranje 3 in se oblikuje s Koehlegevo osvetlitvijo špranje. To pomeni, da se fosforescenčna površina svetleče diode projicira prek kondenzorske optike 2 na zadnji objektiv 4, ki preslika špranjo 3 prek prizme ali zrcala 6 na oko. Na ta način nastane na pregledovanem očesu enakomerno osvetljena slika 7 špranje 3.

Svetleča bela dioda je breme z majhno impedanco, zato majhne spremembe napetosti na njej lahko povzročijo velike spremembe toka skozi diodo. Zaradi tega je treba tok po celem območju delovanja svetleče diode natančno regulirati. V špranjski svetilki po izumu je pravilno razmeije med napetostjo na diodi in tokom skozi njo zagotovljeno s pomočjo krmilnega vezja 8, ki hkrati tudi skrbi za želeno spreminjanje jakosti svetlobe. Jakost svetlobe, ki jo oddaja fosforescenčni sloj svetleče diode, se regulira s širino impulzov toka fiksne frekvence in fiksne amplitude in jo je mogoče nastaviti v območju od 0 do 100 % maksimalne jakosti. Barva svetlobe se z jakostjo svetlobe ne spreminja.

Špranj ska svetilka s svetlečo diodo v izvedbeni različici I ima za svetlobni vir belo diodo 11, ki ima kondenzorsko optiko integrirano v beli diodi 11.

Špranj ska svetilka s svetlečo diodo v izvedbeni različici II ima za svetlobni vir diodo, ki sveti hkrati rdeče, zeleno in modro. Z nastavitvijo primerne jakosti posameznih zgoraj naštetih treh komponent se doseže poljubna barva slike 7 špranje na očesu. Za barvno osvetlitev očesa zato niso potrebni filtri, ki jih je sicer treba vstaviti v beli osvetljevalni snop.

S špranjsko svetilko po izumu, pri kateri je svetlobni vir bela svetleča dioda, se preiskava oči izboljša in olajša, ker je osvetlitvena reža na očesu bela in enakomerno osvetljena in ker se barva svetlobnega žarka z jakostjo svetlobe ne spreminja. Prednost špranjske svetilke po izumu je tudi v daljšem času med vzdrževalnimi posegi, saj je življenjska doba svetleče diode veliko daljša od življenske dobe halogenske žarnice. Poleg tega je zaradi manjše porabe energije špranjska svetilka po izumu primerna za prenosno izvedbo.

Z uporabo svetlečih diod v špranjskih svetilkah je mogoče čas med vzdrževalnimi posegi znatno podaljšati, celo do 1000-krat. Pomembna je še nekajkrat manjša poraba moči v primeijavi s halogenskimi svetlobnimi viri. Manjša poraba moči pomeni tudi manjše segrevanje, kije nasploh nezaželeno.

Pri uporabi svetlečih diod za osvetljevanje niso potrebni filtri za infrardeče sevanje, ki ga oddaja vroča žarnica. Svetleče diode so tudi cenejše kot posebne halogenske žarnice, uporabljane v špranj skih svetilkah, to pa omogoča nižjo ceno naprav, v katere so vgrajene, pa tudi nižje stroške vzdrževanja. Zaradi manjše porabe diod, vgrajenih v prenosne špranjske svetilke, lahko le-te uporabljamo dalj časa brez vmesnega polnjenja. Večja avtonomnost je pomembna pridobitev na terenu za uporabnika prenosnih špranj skih svetilk.

Claims

1. Špranjska svetilka s svetlečo diodo, za katero je značilno, da ima kot svetlobni vir (1) vgrajeno belo svetlečo diodo, ki pošilja belo svetlobo skozi kondenzorsko optiko (2) , špranjo (3) in zadnji objektiv (4) ter preko prizme ali zrcala (6) na oko, kjer nastane slika (7) špranje.

2. Špranjska svetilka s svetlečo diodo po zahtevku 1, za katero je značilno, da je pri izvedbeni različici I svetlobni vir bela svetleča dioda (11), ki ima integrirano kondenzorsko optiko.

3. Špranjska svetilka s svetlečo diodo po zahtevku 1, za katero je značilno, da je pri izvedbeni različici II svetlobni vir (1) svetleča dioda, ki hkrati seva rdečo, zeleno in modro svetlobo, ter da je jakost posameznih omenjenih barvnih komponent sevanja diode nastavljiva, tako da je mogoče nastaviti poljubno barvo osvetlitve slike (7) špranje na očesu.

4. Špranjska svetilka s svetlečo diodo po kateremkoli zahtevku od 1 do 3, pri čemer je špranjska svetilka zasnovana bodisi v stacionarni ali prenosni izvedbi.

5. Uporaba bele svetleče diode za osvetlitev špranje v špranjski svetilki, zasnovani bodisi v stacionarni ali prenosni izvedbi.

6. Uporaba svetleče diode, ki ji je mogoče spreminjati barvo sevane svetlobe, za osvetlitev špranje v špranj ski svetilki, zasnovani bodisi v stacionarni ali prenosni izvedbi.