DE69227687T2

DE69227687T2 - Medizinischer apparat zur beleuchtung eines behandlungsbereiches

Info

Publication number: DE69227687T2
Application number: DE69227687T
Authority: DE
Inventors: Thomas M. Marblehead Ma 01945 Lemons
Original assignee: ALM SA
Current assignee: Maquet SAS
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: ATE327469T1; EP0591386A1; ATE173808T1; JPH06509205A; WO1993000550A1; EP0591386A4; DE69227687D1; EP0856699A1; US5485319A; EP0856699B1; DE69233627D1; KR940701525A; DE69233627T2; EP0591386B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Beleuchtung oder Ausleuchtung eines Behandlungsbereiches. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein prismatisches Licht für Operationszwecke für das Beleuchten eines Operationsbereiches.

Hintergrund der Erfindung

Die Verwendung von Beleuchtungsvorrichtungen ist in der medizinischen Industrie gut bekannt, um das Personal mit einer angemessenen Beleuchtung während medizinischer Handlungen, wie beispielsweise Untersuchungen und Operationen, zu versorgen. Typischerweise sind Beleuchtungsvorrichtungen an einer Decken- oder Wandhalterung oder alternativ an einem Fußbodengestell befestigt und so ausgeführt, daß sie in eine gewünschte Position gebracht werden können, um die Beleuchtungsforderungen des medizinischen Personals zu erfüllen. Eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der Prismen eingesetzt werden, um Licht auf einen Operationsbereich zu konzentrieren, wird im U.S.Patent 3941993 beschrieben, aus dem die charakteristischen Merkmale a. und b. des unabhängigen Patentanspruches 1 und das charakteristische Merkmal a. des unabhängigen Patentanspruches 22 bekannt sind, und das hierin in seiner Gesamtheit als Verweis einbezogen wird. Kommerzielle Ausführungen einer derartigen prismatischen Beleuchtung, die eine Kuppel aufweist, die beispielsweise an einer Deckenaufhängung montiert ist, steht von der ALM EQUIPEMENTS Hospitaliers of France zur Verfügung, die einen Verteiler, die ALM Surgical Equipment Inc. of Santa Ana, California, besitzt, wie in einem Technischen Handbuch unter dem Titel "Operating Theatre Light ECL 701" 1983 veranschaulicht und beschrieben wird, das hierin ebenfalls in seiner Gesamtheit durch Verweis einbezogen wird.
Im allgemeinen umfaßt die Vorrichtung des Patentes '993 in einer bevorzugten Ausführung eine Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismen 13 gebildet wird, die im allgemeinen mit Bezugnahme auf eine oder mehrere Lichtquellen 14, 15 oder 16 so angeordnet sind, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Das Licht, das von der Quelle oder Quellen emittiert wird, wird durch eine entsprechende Anzahl von ringförmigen optischen Systemen 17, 18 und 19 auf die Prismen 13 gerichtet. Vorzugsweise sind die einzelnen Prismen geradlinig und in Sektoren gruppenweise eingeteilt, wie in Fig. 4 des Patentes '993 gezeigt wird. Außerdem sind die Prismen so orientiert, daß Licht von der Quelle(n) durch das ringförmige optische System(e) senkrecht auf die Flächen der Prismen gelenkt, vollständig durch die gegenüberliegende Fläche reflektiert und danach durch die Austrittsfläche gebrochen wird. Die Winkel an der Spitze der Prismen berücksichtigen das Lenken der Lichtstrahlen in die gewünschten Abschnitte des Bereiches 21, wie in Fig. 5 beim Patent '993 gezeigt wird. Auf diese Weise beleuchtet die Vorrichtung des Patentes '993 den Operationsbereich eines Patienten, der auf einem Operationstisch liegt, mit im wesentlichen gleichmäßiger Beleuchtung, ausgezeichneter Schattenkontrolle und guter Tiefenschärfe.
Eine weitere prismatische Beleuchtung für Operationszwecke, die gekrümmte Prismen benutzt, wird im Französischen Patent 1495007 dargelegt, das ebenfalls hierin in seiner Gesamtheit eingeschlossen wird. Dieses Französische Patent wird im allgemeinen in Spalte 1 des Patentes '993 beschrieben und in dessen Fig. 1 schematisch veranschaulicht. Anders als die Vorrichtung des Patents '993 stellte die Vorrichtung des vorangehend erwähnten Französischen Patentes im allgemeinen nicht eine gleichmäßige Beleuchtung zur Verfügung, wie in Fig. 2 des Patentes '993 veranschaulicht wird. Das gekrümmte Prisma des Französischen Patentes '007 war eine vollständig kreisförmige Linse, die nicht in Sektoren aufgeteilt wurde, wie vom Patent '993 vorgeschlagen wurde.
Trotz der Vorteile der Vorrichtung gemäß Patent '993 bleibt eine laufende Notwendigkeit bestehen, die Zweckmäßigkeit und Leistung der Beleuchtungsvorrichtung für eine medizinische Verwendung zu verbessern. Ich habe eine verbesserte medizinische Beleuchtungsvorrichtung erfunden, die zusätzliche Verbesserungen zu den gegenwärtig verfügbaren medizinischen prismatischen Beleuchtungen bereitstellt. Diese Verbesserungen sprechen die Erfordernisse des unterschiedlichen medizinischen Personals unter Umständen an, wo verschiedene Beleuchtungsmuster gewünscht werden können.
Beispielsweise sieht die vorliegende Erfindung vor, daß, sobald die Beleuchtung innerhalb eines breiten Bereiches von Positionen angeordnet ist, das Kippen der Austrittsflächen der Prismen dann die Veränderung der Beleuchtungsstärke oder die Veränderung des Beleuchtungsbereiches gestattet. Außerdem gestattet eine derartige Kippmöglichkeit bei einem prismatischen Beleuchtungssystem die Verlagerung der Optimierung der Tiefenschärfe, während dennoch eine im allgemeinen gleichmäßige Beleuchtung gestattet wird. Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine geringere oder stärkere Intensität durchgängig im Beleuchtungsbereich vor.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, die aufweist: eine Einrichtung zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen; eine Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismensektoren gebildet wird, wobei jedes Prisma eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte der Prismenbaugruppe befinden, wobei die Prismensektoren so ausgeführt und bemessen sind, daß die Einrichtung zur Bündelung die Vielzahl der Lichtstrahlen im allgemeinen auf die Eintrittsflächen der Prismen bündeln kann; und eine Einrichtung für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren, so daß die Austrittsflächen der Prismen der vorgegebenen Sektoren selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung weist die Einrichtung für das Verschieben ein ringförmiges Element auf, das so ausgeführt und bemessen ist, daß die inneren Enden der vorgegebenen Sektoren getragen werden, und das selektiv längs einer vorgegebenen Richtung so bewegt werden kann, daß die Bewegung des ringförmigen Elementes die vorgegebenen Prismenaustrittsflächen in einer Konfiguration anordnet, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist. Das ringförmige Element ist selektiv aus einer ersten Position in eine zweite Position beweglich, so daß die Prismenbaugruppe Licht in einen Bereich von Ebenen entsprechend zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene bündeln wird. Ein relativ kleiner intensiver Lichtpunkt wird in einer Ebene erzeugt, während eine relativ große Lichtfläche mit reduzierter Intensität in den anderen Ebenen mindestens über und unter der Ebene des kleinen Lichtpunktes erzeugt wird. Vorzugsweise bewirkt die Verschiebung aus der ersten Position in die zweite Position eine Winkelabweichung des Strahlenbündels der Lichtstrahlen, die aus den Austrittsflächen der Prismen austreten, um etwa sechs Grad.
Die Beleuchtungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist selektiv längs der vorgegebenen Richtung aus einer ersten Position, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen nichtplanar sind, über eine Position, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen planar sind, und bis zu einer zweiten Position beweglich, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen nichtplanar sind. Die erste Position zur zweiten Position liefert vorzugsweise eine Winkelabweichung des Strahlenbündels der Lichtstrahlen, die aus den Prismenaustrittsflächen austreten, von etwa minus drei Grad bis plus drei Grad, wie aus der Position ermittelt wird, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen planar sind.
Die Beleuchtungsvorrichtung in einer bevorzugten Ausführung weist ein ringförmiges Element mit einem L-förmigen Element auf, das längs seines Umfanges angeordnet ist und sich von dort so nach außen erstreckt, daß die inneren Enden der vorgegebenen Sektoren aufgenommen werden. Die Einrichtung für das Verschieben weist mindestens ein Stabelement auf, das im allgemeinen längs der vorgegebenen Richtung angeordnet ist. Das ringförmige Element ist so ausgeführt und bemessen, daß es selektiv längs mindestens eines Abschnittes des mindestens einen Stabelementes verschiebbar beweglich ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung weist die Einrichtung für das Verschieben außerdem auf: ein Plattenelement, das mindestens eine erhabene Fläche von vorgegebener Schräge aufweist, wobei das Plattenelement drehbar angrenzend an das ringförmige Element angeordnet ist; und mindestens ein Stiftelement, das an einem Ende mit dem ringförmigen Element gekoppelt ist, und bei dem das andere Ende mit der erhabenen Fläche in Kontakt ist, so daß sich bei der Drehung des Plattenelementes das Stiftelement an seinem anderen Ende längs der erhabenen Fläche bewegen und entsprechend das ringförmige Element zusammen mit den inneren Enden der Prismen längs des Stabelementes verschieben wird. Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Stiftelementen an ihrem einen Ende mit dem ringförmigen Element gekoppelt, und das Plattenelement weist eine entsprechende Vielzahl von erhabenen Flächen auf, so daß jedes andere Ende der Stiftelemente mit einer entsprechenden erhabenen Fläche auf dem Plattenelement in Kontakt ist. Die Vielzahl der Stiftelemente ist relativ zum ringförmigen Element mit Abstand angeordnet, und die erhabenen Flächen weisen um das Plattenelement herum einen entsprechenden Abstand auf.
Ein Vorsprung erstreckt sich von einem Abschnitt des Umfanges des Plattenelementes aus, worauf die selektive Bewegung des Vorsprunges das Plattenelement drehen und dadurch die inneren Enden der Prismen längs des Stabelementes verschieben wird.
Bei alternativen bevorzugten Ausführungen weist die Einrichtung zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen mindestens ein im allgemeinen ringförmiges optisches System oder mindestens ein im allgemeinen reflektierendes optisches System auf. Beide optischen Systeme weisen eine optische Achse auf, die im allgemeinen die Mitte der Prismenbaugruppe schneidet. Ebenfalls ist in jedem System mindestens eine Lichtquelle vorhanden und so bemessen und ausgeführt, daß mindestens ein Teil der von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen auf das optische System fällt oder durch dieses gesammelt und auf die Eintrittsflächen der Prismen gebündelt wird.
Bei einer alternativen bevorzugten Ausführung weist jedes Prisma eine reflektierende Fläche für das Aufnehmen des Lichtes, das nach dem Hindurchgehen durch die Eintrittsfläche darauf gelenkt wird, und für das Lenken des Lichtes durch die Austrittsfläche des Prismas auf.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen optischen Apparat für eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, der aufweist: eine Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismensektoren gebildet wird, wobei jedes Prisma eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte der Prismenbaugruppe befinden, und wobei die Prismensektoren so ausgeführt und bemessen sind, daß eine Vielzahl von Lichtstrahlen, die im allgemeinen auf die Eintrittsflächen der Prismen fallen, auf den Behandlungsbereich gelenkt wird; und eine Einrichtung für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren, so daß die Austrittsflächen der Prismen der vorgegebenen Sektoren selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung weist jedes Prisma eine reflektierende Fläche für das Aufnehmen des Lichtes, das nach dem Hindurchgehen durch die Eintrittsfläche darauf gelenkt wird, und für das Lenken des Lichtes durch die Austrittsfläche des Prismas auf.
Der optische Apparat weist eine Einrichtung zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen auf, so daß sie im allgemeinen auf die Eintrittsflächen der Prismen fallen. Alternativ kann die Einrichtung zur Bündelung ein ringförmiges oder reflektierendes optisches System sein.
Die Austrittsflächen der Prismen können im allgemeinen längs der Länge des Sektors bogenförmig sein. Die Prismenbaugruppe kann eine Vielzahl von Sektorelementen aufweisen, wobei jedes Sektorelement eine Fläche aufweist, auf der die Prismen angeordnet werden, und wobei die andere Fläche die Austrittsfläche der Prismen ist und im allgemeinen längs der Länge des Sektorelementes bogenförmig ist. Die Prismen können gebogen oder geradlinig sein.
Außerdem kann die Prismenbaugruppe aufweisen: eine Fläche eines jeden Sektorelementes, auf der die Prismen angeordnet werden, und durch die die Lichtstrahlen eintreten, und eine äußere Fläche, durch die die Lichtstrahlen austreten; und eine Vielzahl von Keilelementen, deren Anzahl der Vielzahl der Sektorelemente entspricht, wobei jedes Keilelement aufweist: eine innere Fläche, durch die die austretenden Lichtstrahlen eintreten, und die in der Konfiguration der der äußeren Fläche des entsprechenden Sektorelementes entspricht; und eine äußere Fläche, die die Austrittsfläche der Prismen ist, und die längs der Länge des entsprechenden Sektorelementes im allgemeinen bogenförmig ist, wobei die innere Fläche des Keilelementes parallel und angrenzend an die andere Fläche des entsprechenden Sektorelementes angeordnet ist. Die innere Fläche des Keilelementes und die andere Fläche des entsprechenden Sektorelementes können im allgemeinen angrenzend sein.
Jedes Prisma kann ebenfalls eine reflektierende Fläche für das Aufnehmen des Lichtes, das nach dem Hindurchgehen durch die Eintrittsfläche darauf gelenkt wird, und für das Lenken des Lichtes durch die Austrittsfläche des Prismas aufweisen.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, das ein Anordnen einer Beleuchtungsvorrichtung angrenzend an und in einer gewünschten Höhe über dem Behandlungsbereich aufweist. Die Beleuchtungsvorrichtung weist auf: eine Lichtquelle; eine Einrichtung zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen von der Lichtquelle; eine Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismensektoren gebildet wird, wobei jedes Prisma eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte der Prismenbaugruppe befinden, und wobei die Prismensektoren so ausgeführt und bemessen sind, daß die Einrichtung zur Bündelung die Vielzahl von Lichtstrahlen im allgemeinen auf die Eintrittsflächen der Prismen bündeln kann; und eine Einrichtung für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren, so daß die Austrittsflächen der Prismen der vorgegebenen Sektoren selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist. Das Verfahren weist außerdem auf: das Einschalten der Lichtquelle; und das selektive Betätigen der Einrichtung für das Verschieben, so daß selektiv die Austrittsflächen der Prismen in einer aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration angeordnet werden, um so eine vorgegebene Größe des Lichtpunktes in einer gewünschten Ebene mit einer entsprechenden Lichtfläche von relativ reduzierter Intensität in Ebenen mindestens über und unter der Ebene des kleinen Lichtpunktes zu erzeugen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Sektors von gebogenen Prismen, die eine bogenförmige Austrittsfläche auf einem Sektorelement entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweisen,
Fig. 2 eine Innenseitenansicht des Sektors der Prismen aus Fig. 1 längs der Linie A in Fig. 1,
Fig. 3 eine Innenseitenansicht einer alternativen Ausführung des Sektors der Prismen aus Fig. 1 längs der Linie A in Fig. 1, die einen bogenförmigen Keil umfassen, der mit dem Sektorelement gekoppelt ist, das eine im allgemeinen flache untere Fläche aufweist,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Sektors der Prismen aus Fig. 1,
Fig. 5 eine Draufsicht des Sektors der Prismen aus Fig. 1,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des bogenförmigen Keilelementes aus Fig. 3 entsprechend der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines Sektors der geradlinigen Prismen mit einer flachen Austrittsfläche,
Fig. 8 eine Seitenansicht des Sektors aus Fig. 7,
Fig. 9 eine Draufsicht des Sektors aus Fig. 7,
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines halben Sektors der Prismen entsprechend der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11 eine Innenseitenansicht des halben Sektors der Prismen aus Fig. 10 mit flachen Austrittsflächen längs der Linie B in Fig. 10,
Fig. 12 eine Innenseitenansicht des halben Sektors der Prismen aus Fig. 10 mit bogenförmigen Austrittsflächen längs der Linie B in Fig. 10,
Fig. 13 eine Innenseitenansicht des halben Sektors der Prismen aus Fig. 11, die einen bogenförmigen Keil umfaßt, der unterhalb der flachen unteren Fläche des halben Sektors angeordnet ist,
Fig. 14 eine Draufsicht des halben Sektors aus Fig. 10,
Fig. 15 eine Seitenansicht des halben Sektors aus Fig. 10,
Fig. 16 eine Seitenansicht einer prismatischen Beleuchtung für Operationszwecke entsprechend der vorliegenden Erfindung, im Schnitt dargestellt,
Fig. 17 eine vergrößerte Darstellung der Kopplung der Prismenregulierhalterung mit dem Abstandshalterstab,
Fig. 18 eine vergrößerte Darstellung des Griffes und des Verschiebemechanismus aus Fig. 16,
Fig. 19 eine Draufsicht der Prismenregulierhalterung, die die inneren Endabschnitte der Prismenbaugruppe festhält,
Fig. 20 eine Draufsicht der Prismenregulierplatte,
Fig. 21 eine Seitenansicht der Prismenregulierplatte aus Fig. 19,
Fig. 22 eine Draufsicht der Prismenregulierplatte in Funktion zwischen zwei Positionen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

In der anschließenden Beschreibung ist jeder Hinweis auf entweder eine Richtung oder Ausrichtung hauptsächlich und nur für Veranschaulichungszwecke gedacht und nicht in irgendeiner Weise als eine Einschränkung des Bereiches der vorliegenden Erfindung. Die hierin beschriebenen speziellen Ausführungen, obgleich sie bevorzugt werden, sollen ebenfalls nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung betrachtet werden. Außerdem werden gleiche Teile oder Elemente in den verschiedenen Zeichnungen dazu mit gleichen Zahlen gekennzeichnet, damit man sich leicht darauf beziehen kann.
Wie in Fig. 1 gezeigt wird, umfaßt eine prismatische Baugruppe 10 für eine Verwendung in einer Beleuchtungsvorrichtung eine Vielzahl von Prismen 12. Jedes Prisma 12 weist mindestens eine Eintrittsfläche 14 und eine Austrittsfläche 16 auf. Außerdem, und wenn es gewünscht wird, kann das Prisma 12 eine reflektierende Fläche 18 umfassen. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Konstruktion und Montage wird die Vielzahl der Prismen 12 vorzugsweise in einem Stück mit einem im allgemeinen dreieckig geformten Sektorelement 20 gebildet, das einen inneren Endabschnitt 22 und einen äußeren Endabschnitt 24 aufweist, die frei von Prismen sind, um die Kopplung des Sektorelementes in der Beleuchtungsvorrichtung zu gestatten, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Die untere Fläche des Sektorelementes 20 liefert die Austrittsfläche 16 der Prismen 12. Wie gezeigt wird, sind die Prismen 12 gebogen, können aber unterschiedliche Formen oder Konfigurationen aufweisen. Außerdem können die Prismen 12 verschiedene Größen beim Sektorelement 20 aufweisen. Beispielsweise können anstelle einer Vielzahl von einzelnen Prismen 12, eines hinter dem anderen, mehrere Prismen 12 abseits voneinander beim Sektorelement 20 in einer bestimmten Position vom inneren Endabschnitt 22 aus vorhanden sein.
Wie in Fig. 2 und 4 gezeigt wird, zeigen die Prismen 12 vorzugsweise die gleiche Höhe über der oberen Fläche des Sektorelementes 20. Die Prismen 12 sind ebenfalls in der Länge in der Richtung des inneren Endabschnittes 22 kleiner, wie in Fig. 5 gezeigt wird. Wie bemerkt wird, sind jedoch verschiedene Konfigurationen verfügbar, die unterschiedliche Höhen umfassen. Wenn von oben in Fig. 5 betrachtet, zeigt das Sektorelement 20 eine dreieckige Form. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Sektorelementen 20 eines abseits vom anderen mit einer optischen Achse senkrecht zum Pfeil A in Fig. 1 angeordnet werden. Auf diese Weise werden die entsprechenden inneren Endabschnitte 22 an die optische Achse angrenzen.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 ist die Austrittsfläche 16 des Prismensektors 20 vorzugsweise in einer im allgemeinen bogenförmigen Konfiguration gebogen. Die bogenförmige Fläche 16 weist vorzugsweise einen Krümmungsradius von etwa 88,9 mm (3,5 in.) von einem Krümmungsmittelpunkt "P" auf, der unterhalb der Fläche 16 angeordnet ist, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Dieser Krümmungs radius liefert eine seitliche Streuung des Strahlenbündels von etwa 2 Grad für einen Prismensektor mit einer Breite von etwa 28,58 mm (1 1/8 in.) am äußeren Endabschnitt 24.
Bei der alternativen Ausführung, die in Fig. 3 gezeigt wird, ist die untere Fläche 16' des Sektorelementes 20 im allgemeinen flach, und ein Keilelement 26 wird für einen Eingriff mit der unteren Fläche 16' bereitgestellt. Wie deutlicher in Fig. 6 gezeigt wird, weist das Keilelement 26 eine obere Fläche 28 auf, die mit der Oberflächenkonfiguration der unteren Fläche 16' des Sektorelementes 20 übereinstimmen wird. Das wird den Durchgang von Lichtstrahlen durch das Sektorelement 20 und in das Keilelement 26 hinein bei keiner Unterbrechung hinsichtlich der Bewegungsrichtung gestatten. Beim Hindurchgehen durch das Keilelement 26 treten die Lichtstrahlen aus der unteren Fläche 30 aus, die als die Austrittsflächen der Prismen 12 am Sektorelement 20 dient. Bei dieser alternativen Ausführung zeigt die untere Fläche 30 jedoch eine bogenförmige Konfiguration, wie sie vorangehend bei der Fläche 18 der in Fig. 2 gezeigten Ausführung bereitgestellt wird. Für Veranschaulichungszwecke können die Krümmungen der bogenförmigen Flächen in den Figuren hierin übertrieben werden, um deren Krümmung deutlicher zu zeigen. Das Keilelement 26 kann so lang und so breit wie das entsprechende Sektorelement 20 sein. Es kann jedoch eine kürzere Länge aufweisen als das Sektorelement 20, so lange wie es ausreichend lang ist, um sich unterhalb der Prismen 12 zu erstrecken und auf diese Weise deren Austrittsflächen 30 bereitzustellen.
Vorzugsweise weist bei der in Fig. 1-6 veranschaulichten Ausführung, die zwanzig Prismen 12 umfaßt, der Krümmungsradius des Bogens der bogenförmigen Konfiguration vorzugsweise einen Krümmungsradius von etwa 88, 9 mm (3 1/2 in.) von einem Krümmungsmittelpunkt "P" auf, der unterhalb der Flächen 16 oder 30 angeordnet würde. Die Höhe des Bogens der bogenförmigen Flächen 16 oder 30 wird jedoch vom inneren Endabschnitt 32 zum äußeren Endabschnitt 34 des Keilelementes 26 zunehmen. Am inneren Endabschnitt 32 beträgt der Unterschied hinsichtlich der Höhe des Bogens in der Mitte gegenüber den Rändern etwa 0,05 mm (0,002 in.), und am äußeren Endabschnitt 34 beträgt der Höhenunterschied etwa 0, 71 mm (0,028 in.). Für die gebogenen Prismenflächen 14 und 18 wird dieser Unterschied zwischen der Mitte und den Rändern als Durchhang bezeichnet und in Fig. 4 mit "d" dargestellt. Im Fall der bevorzugten Ausführung in Fig. 2, bei der die bogenförmige Fläche in der Austrittsfläche 16 des Sektorelementes 20 bereitgestellt wird, gelten die gleichen Zahlengrößen für die Höhen gleichfalls.
Wie in Fig. 4 gzeigt wird, wird die Krümmung der Eintrittsfläche 14 durch den Krümmungsradius "R" definiert, während der Krümmungsradius der reflektierenden Fläche 18 durch den Krümmungsradius "r" definiert wird. Außerdem wird der Winkel "a", mit dem sich der Krümmungsradius "r" über einer Horizontalen erstreckt, in der nachfolgenden Tabelle zusammen mit den Werten für "r" und "R" dargelegt. Der Wert des Winkels "b", mit dem sich der Krümmungsradius "R" unterhalb der Horizontalen erstreckt, ist jedoch vorzugsweise der gleiche für jedes Prisma und liegt bei etwa -30º, wie durch das nachfolgend diskutierte ringförmige optische System festgelegt wird. Wie bemerkt wird, liefert die nachfolgende Tabelle die Liste der Werte für j edes Prisma, wo das erste (1) Prisma an den inneren Endabschnitt 22 angrenzt, und das zwanzigste (20) Prisma angrenzend an den äußeren Endabschnitt 24 angeordnet wird. Die dazwischenliegenden Prismen werden dazwischen aufeinanderfolgend numeriert. Außerdem wird in der Tabelle ebenfalls der Wert von "d" gezeigt, der den Durchhang oder die Gesichtsfelder der Krümmungsflächen für die Eintrittsfläche 14 und die reflektierende Fläche 16 verkörpert.
Die Krümmungsmittelpunkte für die gebogenen Prismen 12 aus Fig. 4 müssen nicht übereinstimmen. Im Gegensatz zur Funktion des Französischen Patentes, das eine mittlere Maximalfläche der Lichtintensität bereitstellt, liefern die gebogenen Prismen 12 aus Fig. 1-5, die mit der bogenförmigen Fläche 16 oder 30 gekoppelt sind, eine gleichmäßigere Beleuchtung in einem kleineren Beleuchtungsbereich als die, die mit geradlinigen Prismen von gleicher Größe erhalten wird. Die Ausführungen der Fig. 1-5 werden vorzugsweise in prismatischen Beleuchtungsprismen vom Modell 700 angewandt, die von ALM erhältlich sind, wie beispielsweise das im vorangehend erwähnten Technischen Handbuch beschriebene und veranschaulichte.
Obgleich die bevorzugte Ausführung in Fig. 1 20 Prismen 12 aufweist, kann die Anzahl nach Wunsch variieren. Vorzugsweise sind 20 Prismen vorhanden, was die Anzahl ist wie die, die bei den Beleuchtungen vom Modell 700 erhältlich ist, die von ALM verkauft werden. Beim Modell 500 sind 10 und beim Modell 900 31 vorhanden. Außerdem können die einzelnen Prismen 12 während der Bauausführung in einem Stück mit dem Sektorelement 20 gebildet werden, oder sie können separat gebildet und optisch mit dem Sektorelement 20 gekoppelt werden. Wie auch bemerkt wird, kann die Größe der Prismen gleichfalls wie die Positionierung der Prismen 12 selbst beim Sektorelement 20 variieren. In beiden Fällen werden die Austrittsflächen 16 des Sektorelementes 20 oder die Austrittsfläche 30 des Keilelementes 26 die Austrittsflächen der Prismen 12 bereitstellen. Bei der Funktion kann das Licht durch die Eintrittsfläche 14 hindurchgeführt und durch die Prismen 12 heraus durch die Austrittsfläche 16 des Sektorelementes 20 in der Ausführung der Fig. 2 oder die Austrittsfläche 304 des Keilelementes 26, wie in der Ausführung der Fig. 3, gebrochen werden, wenn die Lichtquellen in Verbindung mit den entsprechend ausgewählten Winkeln an der Spitze für die Eintrittsflächen geeignet angeordnet sind. Die Auswahl der Winkel an der Spitze und die erhaltenen Lichtabweichungen werden im allgemeinen im Patent '993 diskutiert. Obgleich das Patent '993 ein ringförmiges optisches System veranschaulicht, kann alternativ gleichfalls ein reflektierendes optisches System angewandt werden. Alternativ kann das Licht durch die Prismen 12 hindurchgehen, wie bei der bevorzugten Vorrichtung des Patentes '993, um so ebenfalls von der reflektierenden Fläche oder der Fläche 18 weg zu reflektieren. Hier werden wiederum in Übereinstimmung mit dem bündelnden optischen System die Lichtquellen angeordnet und die Prismenwinkel ausgewählt, um diese Funktionsweise zu erhalten. Es muß jedoch beachtet werden, daß im Fall der Funktion, um die reflektierende Fläche 18 einzuschließen, eine viel größere Biegung als bei der Brechungsfunktionsweise ohne Verwendung der reflektierenden Fläche 18 vorhanden ist. Typischerweise ist die Größe der Biegung für die Reflexionsfunktionsweise viermal so groß wie die für die Brechungsfunktionsweise.
Mit Bezugnahme auf Fig. 7 bis 9 wird eine prismatische Baugruppe 110 gezeigt, die beim bisherigen Stand der Technik bekannt ist. Eine derartige Baugruppe ist mit 48 Sektorelementen 120 in der ALM-Beleuchtung Modell 700 eingeschlossen, worauf man sich vorangehend im Technischen Handbuch unter dem Titel "Operating Theatre Light ECL 701" (1983) bezog. Wie in Fig. 7-9 gezeigt wird, sind die einzelnen Prismen 112 integriert oben auf einem Sektorelement 120 angeordnet, das eine im allgemeinen flache untere Fläche 118 zwischen dem inneren und bzw. dem äußeren Endabschnitt 122 und 124 aufweist. Die Prismen 112 sind geradlinig und weisen auf: eine Eintrittsfläche 114; eine Austrittsfläche 116, die mit der unteren Fläche des Sektorelementes 120 übereinstimmt; und eine reflektierende Fläche 118. Wie in der Kuppelmontagezeichnung für die ALM-Beleuchtung Modell 700 gezeigt wird, wird der innere Endabschnitt 122 innerhalb einer ringförmigen Dichtung oder eines Sicherungsringes gehalten. Gleichermaßen wird der äußere Endabschnitt 124 innerhalb einer Nut in einer Verbindungsdichtung gehalten, wie in der Kuppelmontagezeichnung gezeigt wird. Eine Staubabdeckung kann, wenn es gewünscht wird, unterhalb der unteren Fläche 118 des Halteelementes 120 angeordnet werden, um ein weiteres Dichtungselement bereitzustellen, das dabei hilft, die inneren Bauteile des Kuppelgehäuses in einer sterilen Umgebung zu halten. Bei 48 Sektorelementen 120 stellt jedes einen Sektorwinkel von 7,5º bereit.
Die bevorzugte Ausführung der optischen Baugruppe der ALM-Beleuchtung Modell 700, wie sie im vorangehend angeführten Technischen Handbuch veranschaulicht wird, weist zwei ringförmige optische Systeme auf. Diese enthalten zwei kompakte Lichtquellen mit entsprechenden Kugelreflektoren und ringförmigen Linsen, die die resultierenden Lichtstrahlen im allgemeinen unter einem Winkel von 30 Grad unterhalb der Horizontalen lenken. Die 48 Prismensektoren 110 weisen geradlinige Eintrittsflächen 114 auf, die normal (senkrecht) zu diesen Lichtstrahlen in der vertikalen Ebene sind. Da sie geradlinig sind und nicht unter einem Krümmungsradius verlaufen, der einer Radiuslinie von der optischen Achse entspricht, werden die Strahlen, die in die Fläche 114 auf beiden Seiten der Sektormittellinie gelangen, seitlich gebrochen, was das Strahlenbündel streut. Der Winkel der reflektierenden Fläche 118 wird ausgewählt, um die Strahlen in Längsrichtung in die sich überlappenden Elemente im Behandlungsbereich zu lenken. Die flache Austrittsfläche 118 ist der Eintrittsfläche optisch parallel, um die seitliche Lichtstrahlbrechung zu vollenden. Das resultierende gleichmäßige Lichtmuster, das auf den Behandlungsbereich gebündelt wird, wird in Längsrichtung und seitlich von jedem Sektor in ein Strahlenbündel von etwa acht Grad gestreut. Etwa die Hälfte dieser Streuung ist ein Ergebnis der Größe der Lichtquelle, und etwa die Hälfte ist ein Ergebnis der Länge der flachen Fläche 114, die eine seitliche Streuung erzeugt, und des Winkels der reflektierenden Fläche 118, die die sich in Längsrichtung überlappenden Strahlenbündel liefert. Alternativ können die Prismenwinkel in Übereinstimmung mit dem Anordnen der Lichtquellen und der Bündelungsoptik, ob ringförmige Linse oder reflektierend, ausgewählt werden, so daß die Lichtstrahlen in die Eintrittsfläche 114 unter einem nicht senkrechten Winkel eintreten. Danach können die Lichtstrahlen durch das Sektorelement 120 und aus der Austrittsfläche 116 heraus in einer Brechungsfunktiorisweise ohne Reflektieren von der reflektierenden Fläche 118 gelangen.
Eine noch weitere Ausführung einer prismatischen Baugruppe 210 entsprechend der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 10-15 veranschaulicht. Die darin veranschaulichte Ausführung ist ebenfalls für die ALM-Beleuchtung Modell 700 geeignet. Die Breite des Sektorelementes 20 wurde vorzugsweise zur Hälfte reduziert, verglichen mit der Größe oder Breite des Sektors 120 in der in Fig. 7 gezeigten Ausführung. Diese Konstruktion reduziert die seitliche Streuung der Lichtstrahlen, was zu einer minimalen seitlichen Streuung führt. Durch Verändern des Winkels der reflektierenden Fläche 218 könnte die Streuung des Strahlenbündels in Längsrichtung ebenfalls reduziert werden, was zu einem gleichmäßigen kleinen und viel helleren Lichtpunkt führt. In der in Fig. 11 veranschaulichten Ausführung zeigt die Austrittsfläche 218 des Sektorelementes 220 eine im allgemeinen flache Konfiguration. Bei dieser Konfiguration würde eine vollständige Prismenbaugruppe für eine Verwendung in einer Beleuchtung eines ALM-Modells etwa 96 Prismensektoren 220 umfassen, die um eine Mittelachse herum angeordnet sind. Mit Bezugnahme auf Fig. 12 wird eine alternative Ausführung der Prismenbaugruppe 210 mit halbem Sektor aus Fig. 10 gezeigt, worin die Austrittsfläche 216', die die Austrittsfläche der Prismen 212 ist, eine im allgemeinen bogenförmige Konfiguration de in Verbindung mit Fig. 1-6 beschriebenen Ausführung aufweist, um das Licht seitlich zu streuen. Eine noch weitere Ausführung wird in Fig. 13 gezeigt, bei der die bogenförmige Konfiguration der Austrittsfläche 230 in einem separaten Keilelement 226 erscheint, das unter dem Sektorelement 220 angeordnet ist. Wie in Fig. 13 gezeigt wird, muß das Keilelement 226 nicht direkt mit der unteren Fläche des Sektorelementes 220 gekoppelt werden, sondern kann darunter angeordnet werden, um einen Durchgang des Lichtes durch den Sektor 220 und danach durch das Keilelement 226 und schließlich aus der Austrittsfläche 230 heraus zu bewirken, wie in der Ausführung der Fig. 3. Alternativ kann das Keilelement 226 mit dem Sektorelement 220 gekoppelt werden, so daß ihre gegenüberliegenden Flächen benachbart sind oder miteinander in Eingriff kommen, damit sie den Durchgang der Lichtstrahlen optisch nicht stören. Obgleich die Prismen 212 in den hierin diskutierten verschiedenen Ausführungen als im allgemeinen in einem Stück mit den Sektorelementen der verschiedenen Ausführungen ausgebildet gezeigt wurden, muß erkannt werden, daß die Prismen ebenfalls separat gebildet und danach mit den entsprechenden Sektorelementen optisch gekoppelt werden können.
Mit Bezugnahme auf Fig. 16 umfaßt eine Beleuchtungsvorrichtung 340 entsprechend der vorliegenden Erfindung zwei Lichtquellen 342 und 344, die eine über der anderen längs der optischen Achse 346 positioniert oder angeordnet sind. Im allgemeinen zeigt Fig. 16 eine ALM-Beleuchtung Modell 700, die einen Kipp- oder Verschiebemechanismus umfaßt, wie er nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Ringförmige Fokussierlinsen 348 und 350 sind angrenzend an die Lichtquellen 342 und bzw. 344 längs der optischen Achse 346 positioniert oder angeordnet, wie in Fig. 16 gezeigt wird. Im allgemeinen wird die Konstruktion der Vorrichtung aus Fig. 16 in der Zeichnung 9.2C des vorangehend erwähnten Technischen Handbuches mit dem Titel "Operating Theatre Light ECL 701" gezeigt. Viele konstruktive und funktionelle Elemente aus Fig. 16 stimmen mit denen in der Zeichnung 9.2C jenes Handbuches gezeigten und darin beschriebenen überein, worauf man sich bei der weiteren detaillierten Diskussion bezieht. Wie in Fig. 16 gezeigt wird, sind jedoch Abweichungen zur Konstruktion der Beleuchtung Modell 700 nach Zeichnung 9.2C zu verzeichnen, die das Kippen oder Verschieben gestatten.
Eine Vielzahl von Prismen 312 mit entsprechenden Sektorelementen 320 der im allgemeinen in Fig. 1 oder 10 gezeigten Ausführung, und wie sie vorangehend diskutiert wurden, ist im allgemeinen um die optische Achse 346 der Vorrichtung 340 positioniert oder angeordnet. Eine Griffbaugruppe 352 ist längs der optischen Achse 346 angeordnet.
Mit Bezugnahme auf Fig. 18 wird die Griffbaugruppe 352 zusammen mit dem Verschiebemechanismus 354 veranschaulicht, der das Kippen der Prismensektoren 320 gestattet. Der innere Endabschnitt 322 des Prismenbaugruppensektorelementes 320 wird innerhalb des äußeren Kanals eines L-förmigen Elementes 356 eines Prismenringes oder einer Prismenregulierhalterung 358 getragen. Wie ebenfalls detaillierter in Fig. 19 gezeigt wird, wird die Prismenregulierhalterung 358 aus einem Ring 360 gebildet, der Öffnungen 362 für Buchsen 364 aufweist, die längs der Abstandshalterstäbe 366 gleiten, von denen einer in Fig. 16 und 17 gezeigt wird. Längs des Umfanges des Ringes 360 erstreckt sich das L-förmige Ringelement 356 nach unten, um den Kanal bereitzustellen, in dem das innere Endelement 322 der Prismenbaugruppe 310 angeordnet und getragen wird, wie gezeigt wird. Drei Stifte 368 werden, wie in Fig. 18 gezeigt wird, mittels Muttern 370 befestigt, die auf Gewinden an den entsprechenden Enden der Stifte 368 am Ring 360 in drei Montagelöchern 372 gesichert werden, um mit einer Prismenregulierplatte 374 zusammenzuwirken, die sich dreht, wie nachfolgend beschrieben wird, um zu bewirken, daß sich die Prismenregulierhalterung 358 nach oben oder nach unten bewegt und daher das Kippen oder Verschieben der Prismen 312 bewirkt.
Die Prismenregulierplatte 374 wird detaillierter in Fig. 20 und 21 gezeigt. Die Prismenregulierplatte 374 umfaßt drei erhabene Flächen oder Rampen 376, die auf der Prismenregulierplatte 374 vorzugsweise beabstandet angeordnet sind und mit den drei entsprechend beabstandeten Stiften 368 zusammenwirken, wie in Fig. 18 gezeigt wird. Wenn es gewünscht wird, können die Stifte 368 und die Rampen 376 gleichermaßen beabstandet angeordnet sein. Die Prismenregulierplatte 374 weist einen Hebel 378 auf, wie in Fig. 20 gezeigt wird. Bei Drehung der Prismenregulierplatte 374 durch Bewegen des Hebels 378 werden die Stifte 368 mit den erhabenen Flächen oder Rampen 376 in Eingriff kommen und in Abhängigkeit von der relativen Position bei der Drehung der Platte 374 den inneren Endabschnitt 322 der Prismenbaugruppe 310 vertikal anordnen oder kippen. Die Drehbewegung der Prismenregulierplatte 374 wird in Fig. 22 veranschaulicht, die in Vollinie die Prismenregulierplatte 374 in einer Position 1 und in Phantomlinie die gleiche in einer späteren Position 2 veranschaulicht. Entsprechend wird der innere Endabschnitt 322 der Prismenbaugruppe in der Richtung der optischen Achse 346 in der Bewegung von Position 1 nach 2 nach oben transportiert. Die Prismenregulierplatte 374 mit dem Vorsprung oder Hebel 378 gestattet dem medizinischen Personal, die Prismenregulierplatte 374 mit dem Daumen zu drehen, während der Griff 352 gehalten wird. Auf diese Weise können die Austrittsflächen 316 der Prismen 312 aus einer nichtplanaren Konfiguration, bei der die inneren Enden 322 unterhalb der Horizontalen entsprechend der Position 1 sind, wie in Fig. 16 gezeigt wird, in eine nichtplanare Konfiguration verändert werden, bei der die inneren Enden 322 über der Horizontalen entsprechend der Position 2 sind. Zwischen den Positionen 1 und 2 können die Austrittsflächen 316 eine planare Konfiguration annehmen. Alternativ kann eine der beiden Positionen 1 und 2 ausgewählt werden, um einer planaren Konfiguration für die Austrittsflächen 316 zu entsprechen, und die verbleibende Position kann einer nichtplanaren Konfiguration entweder über oder unter der Horizontalen aus Fig. 16 entsprechen. Bei alternativen Ausführungen kann die Prismenregulierhalterung 358 so ausgeführt und bemessen sein, daß nur eine selektive Anzahl von Sektorelementen 320 innerhalb des L-förmigen Elementes 356 gehalten wird, so daß weniger als alle Sektoren 320 gekippt werden können.
Im allgemeinen wird die Drehung der Prismenregulierplatte 374 selektiv die Prismenhalterung 358 nach oben oder nach unten längs des Abstandshalterstabes 366 bewegen. Auf diese Weise können die inneren Endelemente 322 der Sektoren 320 der Prismen 312 längs der optischen Achse 346 nach oben oder nach unten verschoben werden. Vorzugsweise erfolgt diese Verschiebung bis zu etwa 1 l/2 Grad über oder unter einer planaren Konfiguration der Austritts- oder Öffnungsflächen der Prismen 312. Daher ist eine Gesamtverschiebung von vorzugsweise etwa 3 Grad verfügbar. Wenn das ringförmige optische System 348, 350 und die Prismenbaugruppe 310 so ausgeführt sind, daß sie bei Anwendung nur der Brechung und nicht der Brechung plus Reflexion funktionieren, dann wären etwa 12 Grad Gesamtverschiebung erforderlich, um die gleiche Wirkung zu erhalten, wie sie mit einer Verschiebung von 3 Grad mit Reflexion von der reflektierenden Fläche 318 weg erhalten wird.
Mit Bezugnahme auf Fig. 16 wird ein Dichtungsring 380 mit rundem Querschnitt bereitgestellt, um die Staubabdeckung 382 in die vorhandene Dichtung einer typischen ALM-Beleuchtung hinein abzudichten. Drei Einstellschrauben 384 mit Federn 386 und Sicherungsmuttern 388 mit dazugehörenden Unterlegscheiben werden bereitgestellt, wie in Fig. 22 gezeigt wird, von denen ein Satz in Fig. 18 gezeigt wird, um die Position der Prismenregulierhalterung 360 zu regulieren, um gleichmäßig mit den Stiften 368 in Eingriff zu kommen. Die Einstellschrauben 384 können längs ovaler Schlitze 389 als Hilfe bei der Regulierung gleiten, wie in Fig. 22 gezeigt wird. Auf diese Weise kann die Prismenregulierplatte 358 durch Drehen der Schrauben 384 selektiv ausgerichtet werden. Wie deutlicher in Fig. 17 gezeigt wird, wird jeder Abstandshalterstab 366 hinsichtlich der Größe auf einen reduzierten Abschnitt 392 und einen weiter reduzierten Abschnitt 394 abgeändert. Der reduzierte Abschnitt 392 nimmt eine Feder 396 und eine Buchse 364 auf, die über dem Ring 360 innerhalb der Öffnung 362 angeordnet wird. Die Feder 396 wird zwischen der Unterlegscheibe 398 und der Buchse 364 gehalten. Die Feder 396 wird den Ring 360 in der Prismenregulierhalterung 358 normalerweise nach unten vorspannen. Der weiter reduzierte Abschnitt 394 nimmt eine untere isolierende Buchse 400 auf und ist an seinem Ende mit Gewinde versehen, um die Sicherung mit der Gewindemutter 402 zu gestatten.
Der innere Endabschnitt 322 der Prismensektorelemente 320 kann daher in entweder einer Richtung nach oben oder nach unten aus einer planaren Konfiguration heraus verschoben werden, wie sie ursprünglich in Fig. 16 gezeigt wird. Obgleich die bevorzugte Ausführung die Verschiebung der inneren Endabschnitte 322 der Prismensektorelemente 320 vorsieht, können die inneren Endelemente 322 alternativ stationär gehalten werden, während die äußeren Endelemente 324 so ausgeführt werden können, daß sie sich in einer Richtung nach oben oder nach unten relativ zur optischen Achse 346 so bewegen können, um das Kippen zu bewirken. Außerdem, wenn es gewünscht wird, können sowohl die inneren als auch die äußeren Endelemente 322 und 324 der Prismenbaugruppen 310 verschoben werden, so daß ein größerer Verschiebungsbereich bereitgestellt wird.
Mittels des Kippvermögens kann der Funktionsbereich der ALM-Beleuchtung dynamisch vergrößert werden. Typischerweise wird das Licht der ALM 700 im allgemeinen mit etwa 1066,8 mm (42 in.) vom Behandlungsbereich gebündelt. Die Tiefenschärfe für diese gebündelte Position beträgt etwa 685,8 mm (27 in.), d. h., 342,9 mm (13 l/2 in.) über und 342,9 mm (13 1/2 in.) unter der 1066,8 mm (42 in.) gebündelten Ebene. Mit dem Kippvermögen kann das Licht der ALM 700 jedoch in verschiedene Positionen innerhalb eines Bereiches von 762 mm (30 in.) bis 1371,6 mm (54 in.) gebündelt werden. Tn irgendeiner Position innerhalb dieses Bereiches wird das Licht eine abweichende entsprechende Tiefenschärfe aufweisen, was dadurch den dynamischen optischen Anwendungsbereich umfaßt. Außerdem gestattet für irgendeine bestimmte Position des Brennpunktes das Kippvermögen die Veränderung des beleuchteten Musters von einer Stelle der gleichmäßigen aber intensiveren Beleuchtung zu einer Flut einer weniger intensiven gleichmäßigen Beleuchtung über eine größere Fläche im Operationsbereich. Auf diese Weise kann das medizinische Personal veränderte Beleuchtungsmuster erhalten, ohne daß die Beleuchtung neu angeordnet werden muß. Die Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung liefert daher die Möglichkeit relativ kleinerer und intensiverer Lichtmuster, wie sie für spezielle Operationsverfahren gewünscht werden. Außerdem werden die Veränderungen von geradlinigen zu gebogenen Prismen oder die Veränderungen hinsichtlich der Länge der geradlinigen Prismen und/oder des Winkels einiger der reflektierenden Prismenflächen 18 eine Verstärkung der Beleuchtung innerhalb eines vorgegebenen Operationsbereiches ohne eine erforderliche Erhöhung der Leistung der Quelle gestatten, die in unerwünschter Weise die Wärme verstärken könnte, die sich am Operationsplatz konzentriert. In dieser Hinsicht sind 60 schmalere Sektoren (d. h., 6º anstelle der 7,5º) bei den vorhandenen Prismenflächen eine bevorzugte Anordnung für eine verstärkte Beleuchtung von bis zu 100000 Lux mit einer ALM-Bleuchtung 700, die gegenwärtig etwa 80000 Lux liefert, wie im vorangehend angeführten Technischen Handbuch bemerkt wird. Außerdem sind in Abhängigkeit von der Quelle ebenso wie von der Bemessung der Quelle unterschiedliche Muster oder Intensitätsveränderungen verfügbar, wenn es gewünscht wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, die aufweist:

a. eine Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen;

b. Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismensektoren (20) gebildet wird, wobei jedes Prisma (12) eine Eintrittsfläche (14) und eine Austrittsfläche (16) aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte (22) der Prismenbaugruppe befinden, wobei die Prismensektoren (20) so ausgeführt und bemessen sind, daß die Einrichtung (348, 350) zur Bündelung die Vielzahl der Lichstrahlen im allgemeinen auf die Eintrittsflächen (14) der Prismen bündeln kann; und

c. eine Einrichtung (358, 368, 376, 378) für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren (20), so daß die Austrittsflächen (16) der Prismen der vorgegebenen Sektoren (20) selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das Verschieben ein ringförmiges Element (358) aufweist, das so ausgeführt und bemessen ist, daß die inneren Enden (22) der vorgegebenen Sektoren (20) getragen werden, und das selektiv längs einer vorgegebenen Richtung so bewegt werden kann, daß die Bewegung des ringförmigen Elementes die vorgegebenen Prismenaustrittsflächen (16) in einer Konfiguration anordnet, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das ringförmige Element (358) selektiv aus einer ersten Position in eine zweite Position beweglich ist, so daß die Prismenbaugruppe das Licht in einem Bereich von Ebenen entsprechend zwischen einer ersten Ebene und einer zweiten Ebene bündeln wird.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ kleiner intensiver Lichtpunkt in einer Ebene erzeugt wird, während eine relativ große Lichtfläche mit reduzierter Intensität in den anderen Ebenen mindestens über und unter der Ebene des kleinen Lichtpunktes erzeugt wird.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung aus der ersten Position in die zweite Position vorzugsweise eine Winkelabweichung des Strahlenbündels der Lichtstrahlen, die aus den Austrittsflächen (16) der Prismen (12) austreten, um etwa sechs Grad bewirkt.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element selektiv längs der vorgegebenen Richtung aus einer ersten Position, bei der die Prismenaustrittsflächen (16) im allgemeinen nichtplanar sind, über eine Position, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen planar sind, und bis zu einer zweiten Position beweglich ist, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen nichtplanar sind.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Position zur zweiten Position vorzugsweise eine Winkelabweichung des Strahlenbündels der Lichtstrahlen, die aus den Prismenaustrittsflächen (16) austreten, von etwa minus drei Grad bis plus drei Grad bewirkt, wie aus der Position ermittelt wird, bei der die Prismenaustrittsflächen im allgemeinen planar sind.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element ein L-förmiges Element (356) aufweist, das längs seines Umfanges angeordnet ist und sich von dort so nach außen erstreckt, daß die inneren Enden (22) der vorgegebenen Sektoren aufgenommen werden.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das Verschieben mindestens ein Stabelement aufweist, das im allgemeinen längs der vorgegebenen Richtung angeordnet ist.

10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (358) so ausgeführt und bemessen ist, daß es selektiv längs mindestens eines Abschnittes des mindestens einen Stabelementes verschiebbar beweglich ist.

11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das Verschieben außerdem aufweist:

a. ein Plattenelement (374), das mindestens eine erhabene Fläche von vorgegebener Schräge aufweist, wobei das Plattenelement drehbar angrenzend an das ringförmige Element (358) angeordnet ist; und

b. mindestens ein Stiftelement (368), das an einem Ende mit dem ringförmigen Element gekoppelt ist, und bei dem das andere Ende mit der erhabenen Fläche (376) in Kontakt ist, so daß sich bei der Drehung des Plattenelementes (374) das Stiftelement (368) an seinem anderen Ende längs der erhabenen Fläche (376) bewegen und entsprechend das ringförmige Element zusammen mit den inneren Enden (22) der Prismen längs des Stabelementes verschieben wird.

12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Vielzahl von Stiftelementen aufweist, die an ihrem einen Ende mit dem ringförmigen Element (358) gekoppelt sind; und daß das Plattenelement (374) eine entsprechende Vielzahl von erhabenen Flächen (376) aufweist, so daß jedes andere Ende der Stiftelemente (368) mit einer ent sprechenden erhabenen Fläche auf dem Plattenelement in Kontakt ist.

13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Stiftelemente (368) relativ zum ringförmigen Element (358) mit Abstand angeordnet ist; und daß die erhabenen Flächen (376) um das Plattenelement herum einen entsprechenden Abstand aufweisen.

14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Vorsprung (378) aufweist, der sich von einem Abschnitt des Umfanges des Plattenelementes aus erstreckt, worauf die selektive Bewegung des Vorsprunges (378) das Plattenelement (374) drehen und dadurch die inneren Enden (22) der Prismen längs des Stabelementes verschieben wird.

15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen mindestens ein im allgemeinen ringförmiges optisches System aufweist.

16. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige optische System eine optische Achse aufweist, die im allgemeinen die Mitte der Prismenbaugruppe schneidet.

17. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem mindestens eine Lichtquelle (344) aufweist, die so bemessen und ausgeführt ist, daß mindestens ein Teil der von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen auf das ringförmige optische System fällt und auf die Eintrittsflächen der Prismen gebündelt wird.

18. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen mindestens ein im allgemeinen reflektierendes optisches System aufweist.

19. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende optische System eine optische Achse aufweist, die im allgemeinen die Mitte (22) der Prismenbaugruppe schneidet.

20. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem mindestens eine Lichtquelle aufweist, die so bemessen und ausgeführt ist, daß mindestens ein Teil der von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen durch das reflektierende optische System gesammelt und auf die Eintrittsflächen (14) der Prismen (12) gebündelt wird.

21. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prisma eine reflektierende Fläche für das Aufnehmen des Lichtes, das nach dem Hindurchgehen durch die Eintrittsfläche (14) darauf gerichtet wird, und für das Lenken des Lichtes durch die Austrittsfläche (16) der Prismen (12) aufweist.

22. Optischer Apparat für eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, der aufweist:

a. Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismensektoren (20) gebildet wird, wobei jedes Prisma (12) eine Eintrittsfläche (14) und eine Austrittsfläche (16) aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte (22) der Prismenbaugruppe befinden, und wobei die Prismensektoren (20) so ausgeführt und bemessen sind, daß eine Vielzahl von Lichtstrahlen, die im allgemeinen auf die Eintrittsflächen (14) der Prismen (12) fallen, auf den Behandlungsbereich gelenkt wird; und

b. eine Einrichtung (358, 368, 376, 378) für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren (20), so daß die Austrittsflächen (16) der Prismen (12) der vorgegebenen Sektoren (20) selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist.

23. Apparat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Prisma (12) eine reflektierende Fläche (18) für das Aufnehmen des Lichtes, das nach dem Hindurchgehen durch die Eintrittsfläche (14) darauf gelenkt wird, und für das Lenken des Lichtes durch die Austrittsfläche (16) der Prismen (12) aufweist.

24. Apparat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem eine Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen aufweist, so daß sie im allgemeinen auf die Eintrittsflächen (14) der Prismen fallen.

25. Apparat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen mindestens ein im allgemeinen ringförmiges optisches System aufweist.

26. Apparat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen mindestens ein im allgemeinen reflektierendes optisches System aufweist.

27. Verfahren zur Beleuchtung eines Behandlungsbereiches, das aufweist:

a. Anordnen einer Beleuchtungsvorrichtung angrenzend an und in einer gewünschten Höhe über dem Behandlungsbereich, wobei die Beleuchtungsvorrichtung aufweist:

1. eine Lichtquelle (344);

2. eine Einrichtung (348, 350) zur Bündelung einer Vielzahl von Lichtstrahlen von der Lichtquelle (344);

3. Prismenbaugruppe, die aus einer Vielzahl von Prismen sektoren (20) gebildet wird, wobei jedes Prisma eine Eintrittsfläche (14) und eine Austrittsfläche (16) aufweist, und wobei sich die Scheitelpunkte der Sektoren im wesentlichen in der Mitte (22) der Prismenbaugruppe befinden, und wobei die Prismensektoren (20) so ausgeführt und bemessen sind, daß die Einrichtung (348, 350) zur Bündelung die Vielzahl von Lichtstrahlen im allgemeinen auf die Eintrittsflächen (14) der Prismen (12) bündeln kann; und

4. eine Einrichtung für das Verschieben von mindestens einer vorgegebenen Anzahl von Sektoren (20), so daß die Austrittsflächen (16) der Prismen (12) der vorgegebenen Sektoren (20) selektiv in einer Konfiguration angeordnet werden können, die eine aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration ist;

b. Einschalten der Lichtquelle (344); und

c. selektives Betätigen der Einrichtung (358, 368, 376, 378) für das Verschieben, so daß selektiv die Austrittsflächen (16) der Prismen (12) in einer aus einer im allgemeinen planaren und einer nichtplanaren Konfiguration angeordnet werden, um so eine vorgegebene Größe des Lichtpunktes in einer gewünschten Ebene mit einer entsprechenden Lichtfläche von relativ reduzierter Intensität in Ebenen mindestens über und unter der Ebene des kleinen Lichtpunktes zu erzeugen.