Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung nach
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Sie betrifft insbesondere Beleuchtungsvorrichtungen für Operationsbereiche
im medizinischen Bereich.
Die Dokumente FR-A-2.739.676 oder EP-A-767.339 beschreiben eine Beleuchtungsvorrichtung,
welche ein Gehäuse umfasst, in welchem eine Glühbirne und optische Anordnungen
angeordnet sind. Jede optische Anordnung umfasst einen Spiegel und ein Fenster.
Der Spiegel ist so angepasst, um ein durch die Glühbirne ausgestrahltes Lichtbündel
zu dem Fenster zurückzustrahlen, das so angepasst ist, um das Bündel auf
eine Beleuchtungsebene zu fokussieren.
Diese Vorrichtung erlaubt es nicht, die Größe des Beleuchtungspunktes
für einen gegebenen Abstand zwischen dem Gehäuse und der Beleuchtungsebene
zu variieren.
Darüber hinaus sind Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, die es
erlauben, die Ausdehnung des Beleuchtungspunktes durch Verschwenken des Spiegels
relativ zu dem Gehäuse zu variieren. Diese Vorrichtungen umfassen jedoch ein
Gehäuse, dessen die Fenster umgebende Zonen opak sind, um eine gleichmäßige
Beleuchtung sicherzustellen. Diese opaken Zonen führen zu einer schwachen Leuchtkraft
und einem wenig ästhetischen Gehäuse.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die erwähnten Nachteile
aufzuheben und eine Anordnung vorzuschlagen, welche eine Modifikation der Größe
des Beleuchtungspunktes erlaubt und gleichzeitig einen guten Wirkungsgrad aufweist.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Anordnung des vorgenannten
Typs zum Ziel, die durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet
ist.
Nach besonderen Ausführungsformen umfasst die Erfindung eines
oder mehrere der Merkmale der Unteransprüche.
Die Erfindung wird durch die Lektüre der folgenden Beschreibung
deutlicher werden, die rein beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen erfolgt, in welchen:
1 eine Draufsicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß
der Erfindung ist, wobei das Gehäuse entfernt wurde;
2 eine Querschnittsansicht entlang der Ebene A-A von
1 ist; und
3 eine vergrößerte Perspektivansicht einer
beweglichen optischen Anordnung der Vorrichtung von 1
und 2 ist.
1 stellt eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß
der Erfindung dar, die durch das allgemeine Bezugszeichen 2 bezeichnet
ist. Diese Vorrichtung 2 dient zur Beleuchtung eines zu beleuchtenden Bereichs
4, wie etwa eines medizinischen Operationsbereiches, der durch eine Beleuchtungsebene
P definiert wird. Dazu ist die Vorrichtung 2 so angepasst, um einen Beleuchtungspunkt
6 in der Ebene P zu erzeugen.
Die Vorrichtung 2 ist mit einem Gehäuse 10,
das eine Wanne 12 umfasst, und einer Abschlussplatte 14 versehen.
Die Wanne 12 begrenzt eine zu der Ebene P hin gerichtete Öffnung
16. Die Abschlussplatte 14 verschließt die Öffnung
16 und ist vollständig transparent. Sie ist aus einem Stück zum
Beispiel aus Kunststoffmaterial hergestellt. Das Gehäuse 10 umfasst
vier Lappen 18 und stellt in Draufsicht eine allgemein symmetrische Kreuzform
dar.
In dem Gehäuse 10 sind zwei Beleuchtungsgruppen
20 und 22 angeordnet.
Jede der Beleuchtungsgruppen 20, 22 umfasst eine
in einer Glühbirnenhalterung 28, 30 gehaltene Beleuchtungsbirne
24, 26 und vier an sich bekannte und im mittleren Abschnitt des
Gehäuses angeordnete Kondensoren 32, 34. Die Kondensoren
32, 34 sind so angepasst, um vier von der zugehörigen Glühbirne
zu den Lappen 18 hin gerichtete und Mittelachsen C-C definierende Lichtbündel
F1 und F2 zu erzeugen.
Jede der Gruppen 20, 22 umfasst außerdem zwei
bewegliche optische Anordnungen 36 und zwei feste optische Anordnungen
38. Jede dieser Anordnungen ist in einem der Lappen 18 angeordnet
und so angepasst, um eines der Lichtbündel F1, F2 zu der Beleuchtungsebene
P hin zurückzustrahlen.
Eine bewegliche optische Anordnung 36 ist in 3
dargestellt. Diese Anordnung 36 umfasst einen Träger zur Befestigung
40, einen Rückstrahlspiegel 42, und ein Fokussierungsfenster
44.
Der Träger zur Befestigung 40 ist eine Armatur in Form
eines umgedrehten Us, die auf der Wanne 12 befestigt ist und aus einem
Steg 46 besteht, der zwei Arme 48, 50 verbindet. Jeder
Arm 48, 50 ist mit einem Stift 52, 54 versehen,
der um eine Achse X-X herum drehbar beweglich ist.
Der Rückstrahlspiegel 42 ist ein ebener Spiegel,
der sich einer Spiegelebene M folgend erstreckt. Der Spiegel 42 ist im
Bereich des sichtbaren Lichts reflektierend und im Infrarotbereich transparent.
Eine an sich bekannte optische Behandlung 56 ist auf dem Spiegel auf der
dem Fenster gegenüberliegenden Seite angeordnet (1).
Diese optische Behandlung 56 dient dazu, die Infrarotstrahlen zu dem Gehäuse
12 hin zu strahlen, um die Energie der Infrarotstrahlen abzuführen.
Das Fokussierungsfenster 44 erstreckt sich einer Fensterebene
H folgend, die einen Winkel zwischen 40° und 50° mit der Ebene M definiert.
Die beiden Ebenen H und M schneiden sich entlang einer Schnittachse Y-Y. Das Fenster
44 umfasst ein erstes und ein zweites Brechungselement, die koaxial hintereinander
in der Ausbreitungsrichtung der Strahlen des Bündels F1 angeordnet sind. Das
erste Brechungselement ist so angepasst, um die optischen Aberrationen zu korrigieren,
und das zweite Brechungselement ist so angepasst, um die Beleuchtung des Bündels
F1 gleichmäßig zu machen.
Der Spiegel 42 und das Fenster 44 sind durch zwei
Verbindungsplatten 58, 60 mit allgemein dreieckiger Form aneinander
befestigt, die sich senkrecht zu den Ebenen M und H erstrecken. Jede der Platten
58, 60 erstreckt sich von einem axialen Ende des Spiegels
42 und des Fensters 44. Die Verbindungsplatten 58,
60, der Spiegel 42 und das Fenster 44 bilden somit ein
Prisma mit dreieckigem Querschnitt, dessen dem Spiegel 42 und dem Fenster
44 gegenüber liegende Seite offen ist.
Die radiale Stellung des Spiegels 42 und des Fensters
44 kann in Bezug auf die Achse X-X eingestellt werden. Dazu ist in jeder
Platte 58, 60 ein geradliniger Schlitz 62 ausgespart.
Der zugehörige Stift 52, 54 durchläuft den Schlitz
62 und wird durch Festhaltemittel, wie zum Beispiel eine Mutter
64, in dem Schlitz festgehalten.
Somit sind die Platten 58, 60, der Spiegel
42 und das Fenster 44 um die Drehachse X-X herum mittels der Stifte
52, 54 an den Armen 48, 50 der Armatur angelenkt.
Die Achse X-X erstreckt sich parallel zu den Ebenen H und M, und ist
zu diesen Ebenen versetzt. Außerdem schneidet die Achse X-X die Mittelachse
C-C des zugehörigen Bündels F1, F2.
Die Anordnung 36 umfasst darüber hinaus ein Zwischenglied
66, das auf der Platte 60 befestigt ist. Das Zwischenglied
66 umfasst eine Öffnung 68, in welche ein nicht dargestellter
Antriebsfinger eingreift, der mit Antriebsmitteln des Zwischenglieds 66,
wie etwa einem nicht dargestellten Getriebemotor, verbunden ist. Somit können
der Spiegel 42 und das Fenster 44 zur Modifikation der Größe
des Beleuchtungspunktes 6 winkelmäßig synchronisiert und als
ganzer Block um die Achse X-X herum verschoben werden.
Jede feste optische Anordnung 38 umfasst einen Rückstrahlspiegel
42 und ein Fokussierungsfenster, analog zu dem erwähnten Spiegel
42 und dem erwähnten Fenster 44. Dieser Spiegel
42 und dieses Fenster 44 sind jedoch an der Wanne 12
befestigt und ihre Stellungen relativ zu dem Gehäuse 10 sind nicht
modifizierbar.
Zusammenbau und Funktion der Beleuchtungsvorrichtung gemäß
der Erfindung werden im Folgenden erklärt.
Zuerst wird der Träger 40 in dem Gehäuse
10 befestigt. Dann wird die Stellung des Spiegels 42 und des Fensters
44 im Verhältnis zur Glühbirne 24 durch eine Modifikation
der Stellung der Platten 58, 60 relativ zu den Stiften
52, 54 voreingestellt.
Bei einer Beleuchtung des Operationsbereichs 4 kann die Größe
des Beleuchtungspunktes 6 durch ein Verschwenken der Spiegel
42 und der Fenster 44 der beweglichen Anordnungen 36
um die Achse X-X herum eingestellt werden.
Die Tatsache, dass die beweglichen Anordnungen 36 und die
festen Anordnungen 38 in demselben Gehäuse 10 vorgesehen
werden, trägt zu einer Beleuchtungsvorrichtung bei, die eine Variation der
Größe des Beleuchtungspunktes 6 erlaubt und gleichzeitig wirtschaftlich
ist.
Darüber hinaus stellen die festen Beleuchtungsanordnungen
38 in der Mitte des Punktes 6 eine Mindestbeleuchtung sicher.
Ganz allgemein ist zu bevorzugen, dass die Hälfte der optischen
Anordnungen aus festen Anordnungen 38 besteht, während die andere
Hälfte aus beweglichen Anordnungen 36 besteht. Ebenso ist zu bevorzugen,
dass die Hälfte der optischen Anordnungen, die zu einer Glühbirne gehören,
aus beweglichen Anordnungen 36 besteht, während die andere Hälfte
der optischen Anordnungen aus festen Anordnungen 38 besteht.
Dank der Tatsache, dass der Spiegel 42 und das Fenster
44 der beweglichen Anordnungen 36 relativ zueinander fest sind,
verändert eine Modifikation der Stellung des Spiegels 42 im Verhältnis
zur Glühbirne 24 nicht die Stellung des Spiegels 42 relativ
zu dem Fenster 44. In der Folge wird die Aberration des Lichtbündels
F1, welches durch das Fenster 44 austritt, immer auf dieselbe Art korrigiert,
und es ist nicht notwendig, dieses Bündel F1 teilweise abzudecken. Dies trägt
zu einer guten Energieeffizienz der Vorrichtung bei. Des Weiteren kann die Abschlussplatte
14
daher vollständig transparent und ästhetisch ansprechend
sein.
In einer Variante sind alle beweglichen optischen Anordnungen
36 zu einer der Glühbirnen 24, 26 zugehörig,
während die festen optischen Anordnungen 38 zu einer anderen Glühbirne
26, 24 zugehörig sind.