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Dokumentenidentifikation DE69909828T2 27.05.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001137896
Titel FASEROPTISCHE ZUSATZLAMPE FÜR DECKENOPERATIONSLEUCHTE MIT OPTISCHEM GELENK UND HANDOBJEKTIVLINSE
Anmelder Steris Inc., Temecula, Calif., US
Erfinder NORTHINGTON, S., Jay, Montgomery, US;
AMSLEY, J., Douglas, Montgomery, US;
DAVIS, E., Samuel, Wetumpka, US;
JESURUN, David, South Euclid, US;
SELIG, L., Victor, Euclid, US;
SANDERS, L., Ward, Albion, US;
KOLODY, Timothy, Lorain, US;
HANSLER, L., Richard, Pepper Pike, US;
BYRD, Joe, Robert, Marbury, US;
KONGCHAN, Say, Saysana, Montgomery, US;
TRUETT, W., Donald, Montgomery, US
Vertreter Patentanwälte Effert, Bressel und Kollegen, 12489 Berlin
DE-Aktenzeichen 69909828
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.12.1999
EP-Aktenzeichen 999652142
WO-Anmeldetag 09.12.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/29353
WO-Veröffentlichungsnummer 0000037849
WO-Veröffentlichungsdatum 29.06.2000
EP-Offenlegungsdatum 04.10.2001
EP date of grant 23.07.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.05.2004
IPC-Hauptklasse F21S 8/06
IPC-Nebenklasse F21V 8/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung ist auf das Fachgebiet von Beleuchtungssystemen und spezieller auf eine Lichtquelle des Typs gerichtet, der für die besondere Verwendung bei Operationsverfahren angepasst ist. Die Erfindung wird in Verbindung mit der bevorzugten Operationsleuchte beschrieben, die an der Decke eines Operationssaales über Kopf aufgehängt ist, wobei deutlich werden soll, dass die Erfindung eine breitere Anwendung besitzt und in zahlreichen Einstellungen und zusammen mit einer großen Anzahl mechanischer Bauteile wie Wand- und Bodenhalterungen und dergleichen verwendet werden kann.

Typische Operationssäle enthalten einen oder mehrere ziemlich große Leuchtenkopfgeräte, die von der Decke an einem oder mehreren Gelenkarmelementen abgehängt sind. Wegen der Menge des von den Leuchtenkopfgeräten benötigten Lichts sind diese im Laufe der Jahre ziemlich groß und sperrig geworden. Sowohl Faktoren, wie geringer Schatten als auch automatische gleichzeitige Auswechslungen verbrauchter Glühlampen haben außerdem zur Größe und zum Gewicht typischer Operationsleuchtenköpfe beigetragen.

Obwohl sich typische Operationsleuchtenköpfe in den meisten Situationen als ausreichend erwiesen haben, erfordern bestimmte chirurgische Methoden, dass punktförmiges Licht auch in ungünstige Winkel, wie zum Beispiel in bestimmte Körperhohlräume des Patienten, während dieser auf einem Operationstisch liegt, strahlt. Wie oben beschrieben, sind normale Operationsleuchtenköpfe ziemlich groß und folglich manchmal schwierig in eine entsprechende Position nahe des Patienten zu lenken, um geeignete Lichtpunkte in den gewünschten Hohlräumen des Körpers oder dergleichen zu bilden.

Als Ergänzung zum Obengenannten sind typische Operationsleuchtenköpfe nur mit einer einzigen Einstellung der Lichtleistung versehen. Spezieller ist eine einzelne in dem Operationsleuchtenkopf angeordnete Lichtquelle mittels eines einfachen Schaltmechanismus selektiv mit einer externen Stromquelle verbunden. So ist die Lichtquelle entweder zur Erzeugung von Licht mit der Stromquelle verbunden oder von ihr getrennt und in einen inaktiven Zustand versetzt. Bereiche veränderlicher Leistung, die zwischen einer vollen Stellung „EIN" und einer vollen Stellung „AUS" wählbar sind, sind kommerziell nicht verfügbar.

Das Deutsche Patent DE 28 54 684 zeigt in den 1a und 1b zur Erzeugung von Licht ein Arbeitsleuchtensystem mit einer in einem Deckengehäuse 2 aufgenommenen Lichtquelle 3, das von einem Lichtleiterkabelträger 4 zu einem distalen Bauteil 6 geleitet wird. Das Licht leitende Bauteil wird durch ein mechanisches Armsystem 5 getragen. 1a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines einzelnen Leuchtenkopfes mit einem flexiblen Teil an dessen distalem Ende. 1b stellt ein System mit mehrfachen Leuchtenköpfen dar.

Das US-Patent Nr. 5 295 052 lehrt eine Lichtquellenanordnung für medizinische/chirurgische Anwendungen mit einer Stützplatte, die durch eine Gehäusetür hindurch auf Schienen oder Schlitten verschiebbar ist, wobei die Schienen oder Schlitten in einem Fahrgestell montiert sind. Auf der Stützplatte sind Lampenkühlkörper befestigt, die die Form von Montageplatten mit Wärmeleitblechen aufweisen, die von diesen hervorstehen. Die Kühlkörper halten eine Lampe in Position und sind geschlitzt, um die Lampe elastisch zu befestigen und elektrischen Kontakt herzustellen unter der Wirkung der ersten und zweiten elastischen Klemmen, die die Lampe in einer vorgegebenen Ausrichtung positionieren und eine Wärmeausdehnung zulassen. Das Licht von der Lampe wird längs einer Strecke durch Wärmefilter auf eine Ausgangsrevolverkopfeinheit projiziert, was die Auswahl von verschiedenen Lichtleiterkabeln, die mit mehreren Steckverbindungen an dem Revolverkopf angeschlossen werden, erlaubt. Jedoch ist der Strahlengang in Bezug auf Verunreinigungen nicht geschützt, was sich auf die optische Leistungsfähigkeit des Systems störend auswirken kann.

Es ist wünschenswert, eine Operationsleuchteneinrichtung bereitzustellen, die die Entwicklung von Lichtstrahlen ermöglicht, die von extremen oder ungünstigen Positionen im Operationssaal in die Köperhohlräume des Patienten oder dergleichen gelenkt werden können.

Außerdem ist es wünschenswert, eine Arbeitsleuchte bereitzustellen, die per Hand in eine größere Anzahl von erwünschten Positionen nahe am Körper des Patienten zur Ausbildung eines Lichtpunktes manipuliert werden kann, um das durch die normalen, oben liegenden Leuchtenköpfe bereitgestellte Licht zu verstärken.

Noch weiter ist es wünschenswert, eine Operationsleuchte zur Verfügung zu stellen, die einen wählbaren Bereich von Intensitätsstufen erzeugt, so dass der Chirurg die auf den gewünschten Zielpunkt im Patienten fallende Lichtmenge regulieren kann.

Es ist außerdem noch weiter wünschenswert, eine Operationsleuchte bereitzustellen, die eine Glühlampe neben dem nächstliegenden Ende eines länglichen Lichtleiters umfasst, wobei die Glühlampe, das nächstliegende Ende des länglichen Lichtleiters und ein dazwischen befindlicher Zwischenraum einen Strahlengang bilden. Zur Kühlung der Glühlampe ist ein Kühlsystem vorgesehen, das einen Luftkanal bildet, um einen Luftstrom durch die Lichtquelle zu lenken, wobei der Luftweg vom Strahlengang getrennt ist, um das Eindringen des Luftstroms in den Strahlengang zu verhindern. Dies verhindert, dass Verunreinigungen in den Strahlengang eindringen und die Leistungsfähigkeit des Systems nachteilig beeinflussen.

Abriss der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Operationsleuchte mit einer Lichtquelle vorgesehen, die zum Erzeugen von Licht ausgelegt ist. Ein lang gestreckter Lichtleiter ist angepasst, um das von der Lichtquelle erzeugte Licht an ein wählbares Ziel vorzugsweise zu einer Operationsstelle zu leiten. Der lang gestreckte Lichtleiter schließt ein proximales Ende zum Empfang des von der Lichtquelle erzeugten Lichts und ein distales Ende zum Aussenden des Lichts ein. Ein Halteelement ist ausgestaltet, um den Lichtleiter relativ zu einer Decke eines zugeordneten Operationssaales zu stützen. Das Halteelement ist ferner ausgelegt, um den Lichtleiter in einer Anzahl ausgewählter Positionen relativ zu der Operationsstelle zu halten. Am distalen Ende des Lichtleiters wird eine Linsenvorrichtung angeordnet, um das vom distalen Ende des Lichtleiters emittierte Licht zu einem gewünschten, ausgewählten Muster zu bündeln.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung schließt das erfinderische Operationsleuchtensystem weiter ein optisches Gelenk (Kommutator) zum Aufteilen des lang gestreckten Lichtleiters in einen ersten und einen zweiten Abschnitt ein. Der optische Kommutator ermöglicht eine relative Drehbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des länglichen Lichtleiters, um Flexibilität im Halteelement zu bewirken.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung eine Verschlusseinrichtung in funktionswirksamer Verbindung mit der Lichtquelle vorgesehen. Die Verschlusseinrichtung regelt eine von der Lichtquelle zur Linsenvorrichtung abgegebene Lichtmenge. Vorzugsweise weist die Verschlusseinrichtung ein drehbares, zylindrisches Bauteil auf, das eine konische Durchgangsöffnung zur Abgabe des Lichts von der Lichtquelle zur Linsenvorrichtung in einer auf der Drehposition des zylindrischen Bauteils basierenden Menge bildet. Vorzugsweise ist die Beziehung zwischen der Drehposition des zylindrischen Bauteils und der von der Lichtquelle zur Linsensvorrichtung abgegebenen Lichtmenge linear.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Halteelement der erfindungsgemäßen Operationsbeleuchtung ein lang gestrecktes S-Bogenteilstück auf, das die Linsenvorrichtung trägt und aus einer Anzahl von ineinander greifenden Verbindungselementen gebildet ist, wobei das S-Bogenteilstück manuell in eine Anzahl von ausgewählten Ausrichtungen manipulierbar und geeignet ist, um eine Stellung in dieser Anzahl von ausgewählten Ausrichtungen zu halten, um die Linsenvorrichtung in einer gewünschten ausgewählten Position ortsfest zu halten.

Nach einer mehr eingeschränkten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Lichtquelle ein Modul zum Auswechseln von Lampen zum leichten Auswechseln einer Licht erzeugenden Einrichtung durch das Wartungspersonal. Das Modul zum Auswechseln von Lampen umfasst ein austauschbares Glühlampenmodul und eine Anordnung von Kühlkörperelementen, die das austauschbare Glühlampenmodul trägt. Die Anordnung von Kühlkörperelementen ist ausgelegt, Wärme von dem austauschbaren Glühlampenmodul abzuleiten und außerdem ausgestaltet, um elektrischen Strom von einer funktionswirksamen zugeordneten Stromquelle in das austauschbare Glühlampenmodul zu leiten.

Nach einer noch weiteren, mehr eingeschränkten Ausführungsform der Erfindung umfasst das austauschbare Glühlampenmodul ein elektrisch leitfähiges Hauptkörperelement, das zur gezielten Verbindung mit zumindest einem der Kühlkörperelemente ausgelegt ist. Ferner umfasst das austauschbare Glühlampenmodul eine Glühlampe, die an dem elektrisch leitfähigen Hauptkörperelement gehalten wird. Letztlich ist an einem Ende des elektrisch leitfähigen Hauptkörperelements ein Handgriffteil ausgebildet. Das Handgriffteil ist vorzugsweise wärmeisoliert, so dass das austauschbare Glühlampenmodul aus dem Modul zum Auswechseln von Lampen entfernt werden kann, während die Glühlampe noch heiß ist. Das Handgriffteil weist eine manuell greifbare Fläche zur selektiven manuellen Entfernung der ersetzbaren Glühlampenmoduls aus der Lichtquelle auf.

Noch weiter wird gemäß der Erfindung ein keimfreies Umhüllungselement in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Operationsleuchte bereitgestellt. Das keimfreie Umhüllungselement umfasst einen lichtundurchlässigen Abschnitt, der ausgelegt ist, um Licht durch diesen hindurch zu übertragen, und ein längliches, im Wesentlichen röhrenförmiges Abdeckteil, das an einem Ende mit dem lichtundurchlässigen Abschnitt verbunden ist. Das keimfreie Umhüllungselement ist zum Anschluss an die Operationsleuchte angepasst, um die Verwendung der Arbeitsleuchte bei sterilen Verfahren zu ermöglichen. Zuerst wird der lichtundurchlässige Abschnitt mit der Linsenvorrichtung verbunden, um dem Licht den Durchgang von der Linsenvorrichtung und durch den lichtundurchlässigen Abschnitt zu der Operationsstelle zu ermöglichen. Als nächstes wird das röhrenförmige Abdeckteil selektiv über das Halteelement verlängert und daran festgebunden oder anderweitig befestigt, um zwischen der Operationsleuchte und dem sterilen Bereich eine Schutzwand herzustellen, während gleichzeitig das vom distalen Ende des Lichtleiters ausgesendete und durch die Linsenvorrichtung gebündelte Licht nicht behindert wird.

Eine primäre Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Operationsleuchte des beschriebenen Typs mit einem lang gestreckten Lichtleiter, um Licht von einem entfernten Ort zu einem sterilen Operationsfeld zu leiten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Operationsleuchte des beschriebenen Typs mit einem Halteelement, das ausgestaltet ist, um den Lichtleiter relativ zur Operationsstelle so zu halten, dass vom distalen Ende des Lichtleiters emittiertes Licht in die Operationsstelle in vielfältigen Positionen und Ausrichtungen gelenkt werden kann.

Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer am distalen Ende des Lichtleiters gehaltenen Linsenvorrichtung, um das vom distalen Ende des Lichtleiters emittierte Licht zu einem gewünschten ausgewählten Muster zu bündeln.

In Verbindung mit der Operationsleuchte besteht eine noch weitere Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines sterilen Umhüllungselements, um zwischen der Operationsleuchte und dem keimfreien Operationsfeld ein Sperrelement zu bewirken. Vorzugsweise umfasst das sterile Umhüllungselement einen lichtundurchlässigen Abschnitt und ein längliches, im Wesentlichen röhrenförmiges Deckelelement, das auf das Halteelement ausdehnbar und an diesem mittels Bändern oder anderen Mitteln befestigt ist.

Eine noch andere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Moduls zum Auswechseln von Lampen mit einem auswechselbaren Glühlampenmodul, um den leichteren Austausch von Glühlampen in der erfinderischen Operationsleuchte zu unterstützen.

Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Nutzen der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich werden.

Kurzbeschreibung

Die Erfindung kann eine körperliche Form in bestimmten Teilen und deren Anordnungen annehmen, wobei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel davon in dieser Beschreibung ausführlich beschrieben und in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht wird, wobei die Zeichnungen folgendes zeigen:

1 ist eine schematische Ansicht eines Operationssaales mit einem faseroptischen Operationsleuchtensystem, das entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet;

2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines optischen Systems, das in einem Teil des in 1 gezeigten faseroptischen Operationsleuchtensystems verwendet wird;

3 ist eine perspektivische Ansicht einer manuellen Zoomlinsenvorrichtung, die an dem distalen Ende des in 1 dargestellten Operationsleuchtensystems verwendet wird;

4 ist eine Seitenansicht der manuellen Zoomlinsenvorrichtung, die in 3 dargestellt ist;

5 ist eine Ansicht im Querschnitt, der in 4 dargestellten manuellen Zoomlinsenvorrichtung, die entlang der Linie 5-5 verläuft;

6 ist eine Einzelteildarstellung der in 3 gezeigten manuellen Zoomlinsenvorrichtung, wobei die äußere Abdeckung entfernt ist, um deren innen liegenden Funktionsteile zu veranschaulichen;

7 ist eine Einzelteildarstellung eines bevorzugten optischen Kommutators, welcher in dem in 1 dargestellten faseroptischen Operationsleuchtensystem verwendet wird;

8 ist eine Ansicht im Querschnitt eines bevorzugten abgedichteten, optischen Teils einer Lichtquelle, die in dem in 1 dargestellten System verwendet wird;

9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils der in 8 dargestellten Vorrichtung, welche die bevorzugte mechanisch drehbare Verschlussvorrichtung zum Regeln der Lichtintensität im erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem darstellt;

10 ist eine graphische Darstellung, die die bevorzugte Kurve der Lichtintensität gegenüber der Stellung der drehbaren Verschlussesposition darstellt, die durch die in 9 gezeigte mechanisch drehbare Verschlussvorrichtung ermöglicht wird;

11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in 8 dargestellten Lichtquelle, welche die Einzelheiten eines Teils von einem Modul zum Auswechseln von Lampen zeigt;

12 ist eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt eines entfernbaren Lampenmodulteils des in 11 dargestellten Moduls zum Auswechseln von Lampen;

13a und 13b sind schematische Darstellungen alternativer Formen von Linsenanordnungen zur Verwendung in der manuellen Zoomlinsenvorrichtung, die in den 3 bis 6 dargestellt sind;

14 ist eine Ansicht im Querschnitt eines anderen optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem;

15a und 15b stellen eine perspektivische Ansicht bzw. eine Ansicht im Querschnitt eines anderen optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem dar;

16 zeigt eine Einzelteildarstellung eines weiteren alternativen optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem;

17a bis 17c stellen eine Gruppe von perspektivischen Ansichten und einer Ansicht im Querschnitt eines anderen alternativen optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 gezeigten Operationsleuchtensystem dar;

18 die schematische Ansicht eines noch anderen alternativen optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 dargestellten erfinderischen Operationsleuchtensystem; und

19 ist eine schematische Ansicht eines weiteren alternativen, optischen Kommutators zur Verwendung in dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Mit Bezug auf die Zeichnungen dienen die Darstellungen nur dem Zweck der Veranschaulichung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und nicht dem Zweck, diese zu beschränken.

1 stellt einen Operationssaal 10 dar, der mit einem auf dem Boden 14 zwischen linken und rechten Wänden 16, 18 frei stehenden Operationstisch 12 ausgestattet ist. Der Tisch steht mittig unter einem Operationsbeleuchtungssystem 20, das von einer zentralen Rotorringvorrichtung 24 an der Decke 22 des Operationssaales gehalten wird von. Zwei Operationsleuchtenköpfe 26, 28 sind jeweils durch eine entsprechende Anordnung von Stützarmelementen 30, 32 an der Rotorringvorrichtung 24 mittels Techniken und Bauteilen, die an sich bekannt und verfügbar sind, befestigt. Die Leuchtenköpfe beleuchten einen chirurgischen Arbeitsplatz 34 neben dem Operationstisch.

Gemäß der behandelten Ausführungsform wird ein faseroptisches Deckenoperationsleuchtensystem 40 als zusätzliches Beleuchtungssystem bereitgestellt, um die durch den ersten und den zweiten Operationsleuchtenkopf 26, 28 entwickelte Beleuchtungen zu verbessern. Die Operationsleuchte kann außerdem für sich oder mit einem einzelnen Operationsleuchtenkopf verwendet werden. Die Operationsleuchte erzeugt vorzugsweise einen kalten Lichtstrahl mit einem Lichtfleck zwischen 50,8 mm und 152,4 mm (2 und 6 Zoll).

Mit fortgesetztem Bezug auf 1 wird das faseroptische Operationslicht von der Decke 22 durch ein unteres mechanisches Rotorringelement 42 gehalten, das, wie dargestellt, mit der oben beschriebenen mittleren Rotorringvorrichtung 24 verbunden ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Rotorringelement 42 ständig um die durch die Rotorringvorrichtung 24 definierte Längsachse L gedreht werden. Das Rotorringelement 42 bewegt sich ungehindert bei mehrfachen Drehungen, wobei keine Störungen, wie mechanisches Festklemmen oder eine Behinderung eines optischen Kommutators und mechanischer Halterungen und dergleichen, auftreten, so dass die davon gehaltene Operationsleuchte in eine beliebige gewünschte Ausrichtung bewegt werden kann. Alternativ dazu kann der optische Kommutator weggelassen werden, um die optische Leistung des Systems zu verbessern. In diesem Fall wäre die Größe der Drehbewegung des Rotorringelements 42 natürlich auf weniger als 360°, zum Beispiel 340°, beschränkt.

Ein längliches, L-förmiges Halteelement 44 ist an einem Ende mit dem mechanischen Rotorringelement 42 und an dem anderen Ende mit einem mechanischen, zusammensetzbaren Verbindungselement 46 mit Massenausgleich verbunden. Das L-förmige Element 44 ist im Wesentlichen hohl, damit ein lang gestrecktes, faseroptisches Kabel 48 darin mitgeführt werden kann. Auf diese Weise ist das faseroptische Kabel innerhalb des L-förmigen Halteelements verdeckt. Das faseroptische Kabel 48 erstreckt sich vom Boden des Rotorringelements 42 und wird anschließend direkt in das L-förmige Halteelement geführt. Auf diese Weise ist von dem faseroptischen Kabel nichts freigelegt. Das Kabel kann jedoch durch Nutzung einer am Rotorringelement 42 vorgesehenen Zugangsplatte (nicht gezeigt) oder dergleichen erreicht werden.

Der untere Teil des faseroptischen Deckenoperationsleuchtensystems 40 enthält eine manuelle Zoomlinsenvorrichtung 60, die von einem elastischen S-Bogenteilstück 62 getragen wird, das wiederum durch ein starres, längliches Halteelement 64 von dem mechanischen, zusammensetzbaren Verbindungselement 46 mit Ausgleichsgewicht gehalten wird. Halteelement 64 und elastisches S-Bogenteilstück 62 tragen den unteren Teil des Lichtleiterkabels 48, so dass die mechanische Zoomlinsenvorrichtung 60 zur Lichtaussendung von deren einem distalen Ende 66 auf den Operationsplatz 34 genutzt werden kann.

Um die Zoomlinsenvorrichtung durch keimfreie Gegenstände des Operationsteams positionieren und einstellen zu können, ist oberhalb der Zoomlinsenvorrichtung eine wegwerfbare, sterile Abdeckung (nicht gezeigt) vorgesehen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine durchsichtige Kunststoffkappe in einer Anschlusskappe aus Kunststoff gehalten, die so ausgebildet ist, dass sie mit dem distalen Ende der Zoomlinsenvorrichtung übereinstimmt. Ein loses, passendes Polymerteil mit guten Reibungseigenschaften erstreckt sich von der Anschlusskappe und längs der Linsenvorrichtung 60. Ein röhrenförmiges Teil aus Kunststoff ist an einem Ende mit der Anschlusskappe verbunden. Die Ummantelung wird vor der Verwendung durch Festsetzen des elastischen Kappenelements aus Kunststoff auf der Zoomlinsenvorrichtung befestigt. Das eine Ende der elastischen sterilen Ummantelung ist an der Kappe aus Kunststoff befestigt. Das freie Ende der Ummantelung ist ausgestaltet, um entfaltet und nach oben über die Vorrichtung gezogen zu werden, die das S-Bogenteilstück und ein Aufhängungssystem bedeckt, um eine Verschmutzung der keimfreien Gegenstände des Operationsteams im Falle eines Kontaktes mit der Vorrichtung zu verhindern.

Es soll angemerkt werden, dass das Verbindungselement 46 eine zusammengesetzte Bewegung zwischen dem L-förmigen Element 44 und dem länglichen Halteelement 64 bewirkt, so dass sich das längliche Halteelement 64 sowohl heben/senken als auch drehen kann. In dieser Hinsicht ermöglicht ein abgesetztes Verbindungsteil des Verbindungselements eine Drehbewegung des länglichen Halteelements 64 in die in 1 mit A gekennzeichnete Richtung. Ein Manschettenteil des zusammensetzbaren mechanischen Verbindungselements ermöglicht eine Drehbewegung des länglichen Halteelements 64 in die in 1 mit B gekennzeichnete Richtung. Innerhalb des Verbindungselements 46 ist ein an sich bekannter Ausgleichsmechanismus (nicht dargestellt) angeordnet, um etwas vom Gewicht des länglichen Halteelements 64, des elastischen S-Bogenteilstücks 62 und der mechanischen Zoomlinsenvorrichtung 60 zu tragen, womit die zum Anheben des Mechanismus benötigte Kraft verringert wird. Ein an sich bekannter einstellbarer Reibungsbremsmechanismus (nicht dargestellt) ist ebenfalls innerhalb des Verbindungselements 46 angeordnet, um die Verbindung davon abzuhalten, dass sie unter der Schwerkraft wandert, wenn die positionierende Kraft nicht mehr aufgebracht wird.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel, das veranschaulicht ist, wird die Drehbewegung B des unteren Teils der faseroptischen Operationsleuchte unterhalb des zusammensetzbaren, mechanischen Verbindungselements 46 nicht eingeschränkt. Um eine von der Drehbewegung B herrührende Beschädigung an dem Lichtleiterkabel zu verhindern, ist ein optischer Kommutator (nicht gezeigt) an dem rotierenden Verbindungsteil des mechanischen Verbindungselements 46 oder in dem Element 44 angeordnet. Der optische Kommutator ermöglicht während der chirurgischen Verfahrensabläufe und dergleichen mehrere volle Drehungen des länglichen Halteelements 64 und der daran festgehaltenen manuellen Zoomlinsenvorrichtung 60 um 360°, ohne dass sich das faseroptische Kabel 48 verdreht oder verwindet. In den Elementen 44 und 46 sind eine oder mehrere Energieführungskettenvorrichtungen (nicht dargestellt) enthalten, die benötigt werden, um zu unterstützen, dass das Knicken des Lichtleiterkabels 48 in den Halteelementen des Operationsleuchtensystems verhindert wird.

Das proximale Ende 68 des Lichtleiterkabels 48 ist in einer Lichtquelle 70, die zur Unterbringung in der Decke 22 des Operationssaales 10 wie dargestellt, ausgestaltet ist, aufgenommen. Eine Befestigungsverbindung 72, eine Linse 74, eine in dem Modul zum Auswechseln von Lampen 76 integrierte Lichtquelle 75, eine mechanische Verschlussvorrichtung 77 und ein Kühlsystem 78 sind in einem starren Abschirmgehäuse 80 der Lichtquelle 70, wie gezeigt, angeordnet. Vorzugsweise sind die Bauteile innerhalb des Abschirmgehäuses 80 gegen Hochfrequenz abgeschirmt. Die Bauteile des Moduls zum Auswechseln von Lampen 76 sind im Abschirmgehäuse 80 angeordnet, um einen bequemen Zugang zur Lichtquelle immer dann zu bewirken, wenn es notwendig ist, die Glühlampe zu wechseln oder einen anderen Dienst oder eine periodische Wartung durchzuführen. Das Modul zum Auswechseln von Lampen kann selektiv vom Abschirmgehäuse 80 nach außen in die mit C gekennzeichnete Richtung in der Zeichnung in eine Halteposition verschoben werden. Das aufgehängte Modul erlaubt einen leichten Zugang zu der Lampe.

Schließlich ist in Verbindung mit 1 ein Regler 82 für veränderliche Intensität an der Wand 16 des Operationssaales 10 in Reichweite des Chirurgen oder von anderem Personal im Operationssaal, wie gezeigt, angeordnet. Der Regler für veränderliche Intensität ist durch ein Steuerkabel 84, das sich durch Wand und Decke 16, 22 des Operationssaales, wie gezeigt, erstreckt, funktionswirksam mit der mechanischen Verschlussvorrichtung 77 in der Lichtquelle 70 verbunden. Der Regler für variable Intensität umfasst eine Steuertafel mit einer kleinen Membrantastatur mit Handdruckknopf, die mit der Lichtquelle 70 verbunden ist, um zu ermöglichen, dass eine bequeme Regelung der Lichtintensität durch die Chirurgen oder anderes Personal im Operationssaal aus der Entfernung bewirkt werden kann. Die Lichtquelle enthält einen mit Gleichstrom betriebenen Stellmotor und Antrieb (nicht gezeigt), der einen Metallzylinder in Drehung versetzt, der eine speziell ausgebildete Öffnung über einen Bereich ausgewählter Winkel aufweist. Die Verschlussvorrichtung 77 ist im optischen Strahlengang angeordnet, um eine Regelung der Lichtintensität durchzuführen.

2 ist eine normale schematische Darstellung des optischen Systems 100, das in der oben beschriebenen manuellen Zoomlinsenvorrichtung 60 genutzt wird. Mit Bezug jetzt auf diese Abbildung wird Licht vom distalen Ende 102 des Lichtleiters 48 ausgesendet, wodurch ein divergenter Lichtstrahl 104 erzeugt wird, wie es gezeigt ist. Die Divergenz des Lichtstrahls 104 wird mit Hilfe einer asphärischen Sammellinse 108 mit kurzer Brennweite, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Brennweite von etwa 10 mm bis 20 mm aufweist, verringert. Der Abstand vom Ende 102 des Lichtleiters ist geringer als die hintere Brennweite der Linse 108, so dass eine volle Einblendung nicht erreicht, jedoch ein virtuelles Bild von dem Ende des Lichtleiters erzeugt wird. Durch Einstellung dieses Abstandes werden der endgültige Lichtfleck und die Fläche des durch die Zoomlinse erzeugten Lichtflecks gesteuert. Durch Reduzierung der Divergenz der Lichtstrahlen mit der Linse 108 trifft ein großer Teil des vom Ende des Lichtleiters kommenden Lichtes auf die bewegliche, fokussierende Linse 110. Vorzugsweise ist die fokussierende Linse 110 eine positive Linse mit einer symmetrischen konvexen Form mit einer Brennweite im Bereich von etwa 50 mm bis 100 mm. Die ortsfeste abstrahlende Linse 118 stellt eine negative Linse dar, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Meniskuslinse von etwa 125 mm bis 200 mm Brennweite ist. Diese beiden Linsen 110 und 118 arbeiten zusammen, um ein Bild vom Ende des Lichtleiters zu bilden, das durch die Linse 108 vergrößert wird. Wenn sich die positive Linse 110 in der Nähe der abstrahlenden Linse 118 befindet, besitzt die Linsenanordnung die höchste Leistung (kürzeste effektive Brennweite) und bildet ein kleines Bild vom Ende des Lichtleiters. Wenn die Linse 110 in eine Stellung ungefähr in der Mitte zwischen der Linse 108 und der Linse 118 bewegt wird, ist die Leistung der Kombination verringert (längere wirksame Brennweite), und das Bild vom Ende des Lichtleiters ist größer. In einem Abstand von etwa 381 mm bis 558,8 mm (15 bis 22 Zoll) kann die Größe des Lichtflecks im Durchmesser von etwa 51 mm bis 152 mm (2 bis 6 Zoll) verändert werden, wenn die Linse 110 bewegt wird.

In einem unten ausführlich beschriebenen, zweiten Ausführungsbeispiel werden beide Linsen 110 und 118 relativ zu der Linse 100 und zueinander bewegt. Dies ermöglicht es, die Schärfe des Brennpunktes des Bildes vom Ende des Lichtleiters über die Fläche des Lichtflecks vollständiger beizubehalten, als wenn nur die Linse 110 bewegt wird.

In dem in 2 dargestellten optischen System 100 ist das vom distalen Ende der abstrahlenden Linse ausgesendete Licht im Allgemeinen divergent und erzeugt vorzugsweise eine Lichtfleckgröße von 50,8 mm bis 152,4 mm (2 bis 6 Zoll) auf einer Oberfläche, die zwischen 381 mm bis 558,8 mm (15 und 22 Zoll) vom Ende der Zoomlinsenvorrichtung angeordnet ist. Die divergente Beschaffenheit des ausgesendeten Lichtstrahls 120 ist durch Einstellen der relativen Position zwischen der fokussierenden Linse 110 und der abstrahlenden Linse 118 steuerbar. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, verbreitert sich der ausgesendete Lichtstrahl 120 oder divergiert, wenn der relative Abstand zwischen der fokussierenden Linse und der abstrahlenden Linse erhöht wird. Dies bewirkt, dass sich die Lichtfleckgröße an der Operationsstelle 34 vergrößert. Wenn der relative Abstand zwischen der fokussierenden Linse 110 und der abstrahlenden Linse 118 verkleinert wird, neigt der ausgesendete Lichtstrahl 120 dazu, sich zu verengen oder zu konvergieren. Dies hat zur Wirkung, dass sich die Lichtfleckgröße an der Operationsstelle 34 verringert.

3 bis 6 veranschaulichen die manuelle Zoomlinsenvorrichtung 60 des erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystems in verschiedenen Stufen der Montage und Demontage sowie in Darstellungen als Einzelteile und Querschnitte. Mit Bezug zuerst auf die 3 und 4 schließt die manuelle Zoomlinsenvorrichtung 60 ein zweiteiliges, äußeres Gehäuse 130 ein, das ein längliches, im Wesentlichen zylindrisches Griffelement 132 und ein Endstückteil 134 aufweist. Das äußere Gehäuse 130 schließt vorzugsweise eine Anzahl in Längsrichtung und sich nach außen erstreckenden, geformten Griffrippen 136, die die Erleichterung einer manuellen Handhabung der Zoomlinsenvorrichtung 60 unterstützen, ein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel, das dargestellt ist, erstrecken sich die Rippen im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des zweiteiligen äußeren Gehäuses 130 und überspannen deshalb sowohl das Griffelementteil 132 als auch das Endstückteil 134.

Wie in 5 am besten dargestellt, bewirkt die Anzahl von Rippen 136 eine bequeme Stelle, um zwischen dem Griffelement und dem Endstückteil einen Eingriff zu ermöglichen, ohne dass sich daraus irgendwelche frei gelegten Befestigungselemente ergeben. In dieser Hinsicht wird eine Anordnung 138 zum Eingriff des Griffelements und des Endstückes gemeinsam zur Drehbewegung und weiter zur Verbindung des Griffes mit einem kreisförmigen Antriebselement 140 verwendet. Das kreisförmige Antriebselement 140 ist wiederum mittels einer Gruppe von geeigneten Befestigungsmitteln 144 mit einem länglichen, im Wesentlichen zylindrischen, äußeren Antriebsrohr 142 verbunden. Vorzugsweise sind das Griffelement 132 und das Endstück 134 gemeinsam in axialer Richtung durch eine nachstehend ausführlicher zu beschreibende hintere Mutter 168 befestigt.

Wie in den 5 und 6 am besten dargestellt, umgibt ein zylindrisches, äußeres Antriebsrohr 142 eng ein inneres, zylindrisches, mit Schlitzen versehenes Rohr 150. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel, das veranschaulicht ist, enthält das innere, mit Schlitzen versehene Rohr ein Paar gegenüberliegender schraubenförmiger Schlitze 152, 154, die so ausgebildet sind, eine Gruppe sich radial erstreckenden Antriebsstiftelementen 156, 158 aufzunehmen, die jeweils an einer ersten Linsenträgeranordnung 160 und einer zweiten Linsenträgeranordnung 162 ausgebildet sind. Die sich radial erstreckenden Antriebsstiftelemente 156, 158 sind so vorgesehen, dass sie eine ausreichende Länge aufweisen, um völlig durch die schraubenförmigen Schlitze 152, 154 des inneren zylindrischen, mit Schlitzen versehenen Rohrs 150 und darüber hinaus in eine Gruppe von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen 164, die an der Innenfläche des zylindrischen äußeren Antriebsrohres 142 gebildet sind, zu ragen. Vorzugsweise trägt, wie gezeigt wird, jedes der sich radial erstreckenden Stiftelemente 156, 158 von der ersten und zweiten Gruppe ein Paar aufgesetzter Lagerelemente 156a, 156b sowie 158a, 158b. Die radial äußeren Lager 156b und 158a sind so angeordnet, dass sie mit den im äußeren Antriebsrohr 142 ausgebildeten Schlitzen 164 dehnbar in Eingriff kommen. Die radial inneren Lager 156a und 158b sind zum dehnbaren Eingriff mit den schraubenförmigen Schlitzen 152 und 154, die in dem inneren, mit Schlitzen versehenen Rohr 150 ausgebildet sind, angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel, bei dem nur eine einzelne Linse 110 entfernt ist, ist nur ein einziger schraubenförmiger Schlitz 152 vorgesehen.

Der erste Linsenträger 160 trägt die fokussierende Linse 110, und der zweite Linsenträger 162 trägt die abstrahlende Linse 118. Die Eingangslinse 108 wird durch ein zylindrisches Kopplungselement 166 festgehalten, wie es in 5 am besten gezeigt ist.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen manuellen Zoomlinsenvorrichtung bleibt das innere zylindrische, mit Schlitzen versehene Rohr 150 im Allgemeinen in Bezug auf das zylindrische Übergangselement 166 feststehend und drehbar mit der Zoomlinsenvorrichtung durch ein Kabelgreifelement 168 verbunden. Folglich wird durch eine manuelle Drehung des zweiteiligen äußeren Gehäuses 130 das zylindrische äußere Antriebsrohr 142 in eine Drehung relativ zu dem inneren zylindrischen, mit Schlitzen versehenen Rohr 150 gedrückt. Die relative Bewegung zwischen den schraubenförmigen Schlitzen 152, 154, die im inneren, zylindrischen, mit Schlitzen versehenen Rohr 150 ausgebildet sind, und der in Längsrichtung sich erstreckenden Anordnung von Schlitzen 164, die im zylindrischen äußeren Antriebsrohr 142 ausgebildet sind, drücken ihrerseits die Antriebsstiftelemente 156, 158 in eine Bewegung. Die erste und zweite Linsensträgeranordnungen 160, 162 werden dadurch relativ zueinander entsprechend schraubenförmig bewegt. Da die schraubenförmigen Schlitze gegenüberliegend ausgebildet sind zur Bewegung von zwei Linsen, werden die fokussierende Linse und die abstrahlende Linse aufeinander zu und voneinander weg bewegt, wenn die Zoomlinsenvorrichtung 60 durch Verdrehen des zweiteiligen äußeren Gehäuses manipuliert wird. Zur Bewegung einer einzelnen Linse bewegt der einzelne schraubenförmige Schlitz 152 die fokussierende Linse relativ zu der ortsfesten abstrahlenden Linse.

Eine Gleitdichtung 165 aus Teflon bewirkt eine Berührungsfläche mit geringer Reibung zwischen dem Kabelgreifelement 168 und dem Antriebselement 140. Ein Hülsenelement 167 weist an einem Ende Gewindegänge 169 auf, um eine axiale Einstellung des Abstandes zwischen dem Ende des Lichtleiters und der Linse 108 zu ermöglichen. Ein zweites Ende des Hülsenelements 167 ist in Bezug auf das Element 166 drehbar und enthält Lichtleiterklemmeinrichtungen 171 zur Verbindung mit dem Lichtleiterkabel 48. Ein Federelement 173 spannt das distale Ende des Lichtleiterkabels 48 vor in Richtung der am Ende des Elementes 167 angeordneten Linsenlagerung.

Mit Bezug jetzt auf 7 wird die im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete optische Kommutatoreinrichtung 200 beschrieben. Im Allgemeinen umfasst die Kommutatoreinrichtung 200 erste und zweite Hauptkörperelemente 202, 204, die jeweils mit Gewinde versehene Abschnitte 203 und 205 zur selektiven Verbindung des Körperelementes enthalten. Wie gezeigt ist, umfasst das erste Hauptkörperelement 202 einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt 203 und das zweite Hauptkörperelement 204 den entsprechenden mit Innengewinde versehenen Abschnitt 205.

Es soll deutlich werden, dass das erste Hauptkörperelement 202 einen durchgehenden, mittleren axialen Durchgang 206 aufweist. Der Durchgang 206 ist ausgestaltet, um ein erstes Ende der Lichtleiterkabels 48 dadurch aufzunehmen. Das Kabel wird relativ zum ersten Hauptkörperelement 202 mit Hilfe zweier gegenüber liegender Klammerelemente 207, 208, die mit dem ersten Hauptkörperelement mittels beliebiger geeigneter Befestigungselemente oder dergleichen selektiv verbunden sind, festgehalten.

Mit fortgesetztem Bezug auf 7 umfasst der erfindungsgemäße Kommutator 200 ein drittes Hauptkörperelement 210, das an einem Ende einen Klemmabschnitt 212 und an dem anderen Ende ein Lagerelement 214 aufweist. Es soll deutlich werden, dass der Klemmabschnitt 212 des dritten Hauptkörperelements 210 im Wesentlichen dem ersten Hauptkörperelement 202 ähnlich ausgebildet ist, so dass ein zweites freies Ende des Lichtleiterkabels sicher an dem dritten Hauptkörperelement befestigt werden kann. Zu diesem Zweck werden zwei gegenüber liegende Klammerelemente 215, 216 an dem Klemmabschnitt mittels geeigneter Befestigungselemente oder dergleichen gezielt zusammengeklemmt, um das freie Ende des Lichtleiterkabels im Verhältnis zu dem dritten Hauptkörperelement 210 festzuhalten. Ein Paar Klemmen 218 werden vorzugsweise genutzt, um das Halteelement 214 am dritten Hauptkörperelement 210 festzuhalten.

Es soll ferner deutlich werden, dass ein erstes freies Ende des Lichtleiterkabels zuerst an dem ersten Hauptkörperelement 202 mittels der ersten und zweiten, sich gegenüber liegenden Klemmenelemente 207, 208 befestigt wird. Als nächstes wird das zweite, freie Ende des Lichtleiterkabels mit dem dritten Hauptkörperelement 210 verbunden, mittels eines Paares sich gegenüber liegenden Klemmenelemente 215 und 216. Danach wird das dritte Hauptkörperelement 210, welches das Lichtleiterkabel und das Lagerelement 214 trägt, in das erste Hauptkörperelement 202 eingesetzt, so dass das Lagerelement 214 mit einer durch das erste Hauptkörperelement 202 gebildeten, innen liegenden Fläche (nicht gezeigt) in Eingriff kommt. Vorzugsweise ermöglicht das Lagerelement eine relative Drehbewegung zwischen dem ersten Hauptkörperelement 202 und dem dritten Hauptkörperelement 210. Um das dritte Hauptkörperelement in Bezug auf das erste Hauptkörperelement festzuhalten, wird das zweite Hauptkörperelement 204 verschraubbar an das erste Hauptkörperelement mittels deren jeweiligen mit Gewinde versehenen Abschnitte 203, 205 angeschlossen. Vorzugsweise werden die freien Enden des Lichtleiterkabels durch den Kommutator 200 in genauer Längsausrichtung und axialer Ausrichtung gehalten, während gleichzeitig bei Bedarf eine relative Drehung ermöglicht wird, um das erfindungsgemäße Operationsleuchtensystem 40 relativ zu dem Operationsplatz 34 in ausgewählte Stellungen zu bewegen. Wie es oben angegeben ist, werden in dem erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem 40 ein oder mehrere Kommutatoren 200 verwendet, um Bewegung und Flexibilität in breitem Bereich zur Verfügung zu stellen.

8 zeigt die dritte Form des verschlossenen, optischen Systems 70 zur Verwendung im erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug jetzt auf diese Abbildung umfasst die Lichtquelle 70 ein Verbindungsteil 72 zum Befestigen eines freien Endes des Lichtleiterkabels 48 an die Lichtquelle 70. Eine fokussierende Linse 74 nimmt das durch eine Lichterzeugungselement 75 erzeugte Licht auf und bündelt das dadurch erzeugte Licht auf das freie Ende 220 des Lichtleiterkabels 48. Zwischen dem Lichterzeugungselement 75 und der fokussierenden Linse 74 ist eine mechanische Verschlussvorrichtung 77 angeordnet, um eine Regelung der Intensität des Lichtes, das an die stromabwärts befindliche, manuelle Zoomlinsenvorrichtung 60 abgegeben wird, zu bewirken. Außerdem ist zwischen dem Lichterzeugungselement 75 und der fokussierenden Linse 74 eine „warme" Spiegelvorrichtung 222 zur Reflexion der durch das Lichterzeugungselement 75 erzeugten Infrarotenergie angeordnet, um sowohl das Lichtleiterkabel 48 als auch den Operationsplatz 34 vor zu hoher Wärme zu schützen. Vorzugsweise enthält der warme Spiegel Infrarotlicht reflektierendes Material, das auf einem aus infrarotabsorbierendem Filtermaterial gebildeten Substrat angeordnet ist. Auf diese Weise wird, während etwas von der infraroten Strahlungsenergie in den verbesserten Absorptionsfilter aufgenommen wird, infrarote Strahlungsenergie auf die Lampe 75 zurück reflektiert, während an das freie Ende 220 des Lichtleiterkabels 48 kaltes Licht abgegeben wird.

Mit noch fortgesetztem Bezug auf 8 enthält die Lichtquelle 70 ein Modul zum Auswechseln von Lampen 76 mit ersten und zweiten Kühlkörperelementen 230, 232, die an gegenüber liegenden Seiten des Licht erzeugenden Elements 75 angeordnet sind. Nach der vorliegenden Erfindung kann das Modul zum Auswechseln von Lampen 76 per Hand relativ zur Lichtquelle 70 gezielt verschoben werden, um einen leichten Austausch des Lichterzeugungselements 75 zu ermöglichen. Außerdem besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass das erste Kühlkörperelement 230 und das zweite Kühlkörperelement 232 sowohl die Ableitung von Wärmeenergie aus dem Lichterzeugungselement 75 als auch die Leitung von elektrischer Energie in das Lichterzeugungselement 75 bewirken. Spezieller sind die ersten und zweiten Kühlkörperelemente 230, 232 aus Aluminium gebildet und selektiv jeweils an erste und zweite Netzeingänge 234, 236 angeschlossen. So bewirkt eine Entfernung des Moduls zum Auswechseln von Lampen 76 der Lichtquelle 70 die Trennung des Lichterzeugungselementes 75 von einer zugeordneten Stromquelle. Eine weitere Vereinfachung zur Auswechslung einer Lichtquelle wird durch ein austauschbares Lampenmodulteil 240 ermöglicht, das in der Abbildung in selektiver Verschraubung mit dem zweiten Kühlkörperelement 232 gezeigt ist. Die Einzelheiten des Moduls zum Auswechseln von Lampen 76 werden nachstehend ausführlicher erörtert.

Mit noch weiterem Bezug auf 8 schließt die Lichtquelle 70 ein Kühlsystem 78 mit einem elektrischen Kühlgebläse 242, einer zentralen Luftleitung 244 in Querrichtung und einer Anzahl von Kühlrippen 246 ein, wobei die Rippen in die verschiedenen Bauteilen der Lichtquelle 70 integriert ausgebildet sind. Ingesamt stellt das Kühlsystem 78 einen Luftstrom 250 bereit, der in die Lichtquelle an einer Öffnung 252 eintritt und die Vorrichtung an einer Austrittsöffnung 254 verlässt.

Es soll deutlich werden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung der Luftstrom 250 im Wesentlichen von den optischen Bauteilen, die das erfindungsgemäße Operationsleuchtensystem bilden, völlig getrennt ist. Spezieller wird die mechanische Verschlussvorrichtung 77 zu diesem Zweck zwischen dem ersten Blockelement 256 und dem zweiten Blockelement 258 mittels geeigneter abdichtender Federelemente 260, wie es gezeigt ist, festgehalten. Auf diese Weise gelangt der Luftstrom 250 durch die aus den Blockelementen 256, 258 gebildeten Kühlrippen 246 und um die mechanische Verschlussvorrichtung 77 herum, ohne in den optischen Strahlengang einzutreten, der zwischen dem Lichterzeugungselement 75 und dem freien Ende 220 des Lichtleiterkabels 48 gebildet wird. Eine Trennung zwischen dem Kühlluftstrom und dem Strahlengang ist bei der Verbesserung des optischen Gesamtwirkungsgrades des Systems äußerst vorteilhaft, wobei die Bildung von Staub und anderer Verunreinigungen, die sonst die optischen Eigenschaften des Lichtübertragungsweges nachteilig beeinflussen könnten, verhindert wird.

Weiter zum Obengenannten ist an dem Modul zum Auswechseln von Lampen 76 eine zweite Gruppe von Federelementen 262, wie gezeigt, vorgesehen, um ein ringförmiges Eingriffselement 270 gegen die Stirnfläche 272 des Gehäuses 274 vorzuspannen, wobei die Federelemente eine selektive Annahme des Moduls zum Auswechseln von Lampen 76 ermöglichen. Auf diese Weise ist das selektive Entfernen und der Austausch des Moduls zum Auswechseln von Lampen 76 in dem Gehäuse 274 der Lichtquelle 70 möglich, ohne dass eine Trennung zwischen dem Luftstrom 250 und dem Strahlengang einbezogen wird.

Mit Bezug jetzt auf 9 und 10 wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der mechanischen Verschlussvorrichtung 77 zur Verwendung im erfindungsgemäßen Operationsleuchtensystem beschrieben. 9 ist eine schematische Darstellung der mechanischen Verschlussvorrichtung 77 und 10 ist eine graphische Darstellung einer Lichtübertragung durch den Verschluss gegenüber der Stellung des Verschlusses. Mit Bezug zuerst auf 9 schließt die mechanische Verschlussvorrichtung 77 ein zentrales im Wesentlichen zylindrisches Blockelement 300 ein, das ein Paar nach außen ragende Achsenelemente 302, 304 aufweist. Die Achsenelemente halten das Blockelement 300 jeweils auf zwei Haltestrukturen 306, 308. Wie es in der Abbildung gezeigt ist, sind die Haltestrukturen zueinander beabstandet dargestellt, wobei in ihrem zusammengebauten Zustand die Stirnfläche 310 der ersten Haltestruktur 306 mit einer entsprechenden und gegenüber liegenden Stirnfläche 312 der zweiten Haltestruktur 308 in Eingriff kommt. Es werden geeignete Befestigungselemente oder dergleichen genutzt, um die Haltestrukturen 306, 308 verbunden zu halten, sodass das Blockelement 300 dazwischen mitgeführt wird.

Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, bildet jede der Haltestrukturen 306, 308 eine entsprechende mittlere Öffnung 314, 316, die ausgelegt ist, um darin das Blockelement 300 aufzunehmen. Außerdem bildet jede der Haltestrukturen 306, 308 entsprechende Lichteintrittsöffnungen 318, 320 und Lichtaustrittsöffnungen 322, 324. Die Lichteintrittsöffnungen 318, 320 und die Lichtaustrittsöftnungen 322, 324 entsprechen vorzugsweise im Wesentlichen der Größe einer ersten Lichteintrittsöffnung 330, die in dem Blockelement 300 ausgebildet ist, und einer ähnlichen Lichtaustrittsöffnung 332, die an der gegenüber liegenden Seite des Blockelements 300 ausgebildet ist. Ein mittlerer Durchgang 334 verbindet die Lichteintrittsöffnung 330 mit der Lichtaustrittsöffnung 334. Es soll jedoch deutlich werden, dass der durch das Blockelement 300 gebildete Durchgang 334 nicht vollkommen durchgehend zylindrisch ist, sondern vielmehr zwei Öffnungen 336, 338 in Form einer V-Nut aufweist, die an gegenüber liegenden Seiten des Blockelements 300 ausgebildet sind. Jede der Öffnungen 336, 338 in Form einer V-Nut sind so gebildet, dass sie an den mittleren Durchgang 334 angrenzen. Außerdem sind die Öffnungen in Form einer V-Nut gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Profil versehen, um eine spezielle Form anzunehmen, so dass, wenn das Licht in die Lichteintrittsöffnungen 318, 320 eintritt, die durch das Blockelement 300 und durch die Lichtaustrittsöffnungen 322, 324 heraus gelangende Lichtmenge basierend auf der Drehposition des Blockelements 300 genau gesteuert wird.

Spezieller bewirken die Öffnungen 336, 338 als V-Nut in ihrer bevorzugten Form gemäß 10 eine Kurve 340 der Lichtübertragung gegenüber der Winkelposition. Wenn das Blockelement 300 in der in 9 dargestellten Position relativ zu den Haltestrukturen 306, 308 gehalten wird, befindet sich die Lichtübertragung durch die mechanische Verschlussvorrichtung 77 im Wesentlichen an dem mit „B" gekennzeichneten Punkt der Kurve 340. Wenn jedoch das Blockelement 300 in die in 9 mit 90° gekennzeichnete Position gedreht wird, befinden sich die Lichtübertragungseigenschaften der mechanischen Verschlussvorrichtung 77 in der Position „A" der Kurve. In dazwischen befindlichen Positionen folgen die Lichtübertragungseigenschaften der mechanischen Verschlussvorrichtung 77 im Wesentlichen der in 10 gezeigten Kurve. Es soll deutlich werden, dass die Kurve in Bezug auf die Winkelposition des Blockelements in den Haltestrukturen im Wesentlichen linear ist.

Wenden wir uns jetzt den 11 und 12 zu, in denen das Modul 76 zum Auswechseln von Lampen ausführlicher dargestellt ist, um dessen verschiedene Bauteile zu veranschaulichen und das bevorzugte Ausführungsbeispiel des gemäß der Erfindung ausgebildeten austauschbaren Lampenmoduls 240 vollständiger zu zeigen. Mit Bezug zuerst auf 11 ist das austauschbare Lampenmodul 240 in der Position dargestellt, die mit einem zweiten Kühlkörper 232 in einer Weise verschraubt wird, wie es im Wesentlichen in 8 dargestellt ist. In der gezeigten Position ist der erste Kühlkörper 230 an eine erste Stromverbindung 234 und der zweite Kühlkörper 232 in ähnlicher Weise an eine zweite Stromverbindung 236 angeschlossen. Da die Kühlkörper, wie oben beschrieben, aus Aluminium bestehen, leiten sie Elektrizität von den Stromverbindungen 234, 236 in ein Lichterzeugungselement 75, vorzugsweise eine Neon-Lichtbogenlampe. Die Lampe enthält ein erstes elektrisches Verbindungsteil 340 und ein zweites elektrisches Verbindungsteil 342, die so ausgestaltet sind, dass das Element 340 mit dem Element 230 und das Element 342 mit dem Element 240 über Gewinde 232 mechanisch in Eingriff kommt und ihrerseits mit den elektrischen Anschlüssen 234, 236 verbunden sind. Auf diese Weise kann an die Lampe 75 Strom abgegeben werden, wenn das Modul zum Auswechseln von Lampen 76 in die Lichtquelle 70 in eine in 11 dargestellte Position eingesetzt wird.

12 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel des gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten, austauschbaren Lampenmoduls 240. Wie es oben angegeben ist, trägt das austauschbare Lampenmodul 240 eine mit einem zweiten Kühlkörper 232 verschraubbare Lampe 75. Zu diesem Zweck ist ein austauschbarer Lampenmodulkörper 350 so ausgestaltet, um ein erstes Ende der darin befindlichen Lampe aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Körper 350 aus Aluminium oder einem ähnlichen, elektrisch leitenden Material gebildet. Auf diese Weise wird beim Einschrauben des Körpers 350 in den zweiten Kühlkörper 232 zwischen dem zweiten Anschluss 236 und dem leitfähigen Teil 342 der Lampe 75 eine elektrische Verbindung hergestellt.

Um den leichten Austausch des Lampenmoduls am besten zu unterstützen, ist ein Sternrad 352 mit dem Körper mittels Schrauben 354 oder anderen geeigneten Befestigungselementen verbunden. Vorzugsweise ist das Sternrad elektrisch nicht leitend und wärmebeständig. Die Lampe kann auf diese Weise leicht ausgetauscht werden, wenn die Lampe und der sie haltende Körper 350 heiß sind.

Wenden wir uns jetzt 13a zu, in der ein alternatives optisches System 1170 zur Verwendung in der manuellen Zoomlinsenvorrichtung 60 veranschaulicht ist. Mit Bezug jetzt auf diese Abbildung ist ein aus Glas mit hoher Brechzahl ausgebildetes Kugelelement 1172, wie gezeigt wird, teilweise in einer elastischen Wand 1174 eines dargestellten Aufnahmebehälters für Flüssigkeit 1176 eingebettet. In dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter ist eine Blende 1178 als Übergangsfläche zwischen dem Kugelelement 1172 und dem distalen Ende 102 des Lichtleiterkabels 48 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 1176 mit einer den Brechungsindex ähnlichen Flüssigkeit, wie zum Beispiel einem Silikonöl, gefüllt.

Mit Hilfe des in 13a gezeigten Systems kann es möglich sein, eine Lichtfleckgröße von zwischen 50,8 mm bis 152,4 mm (2 bis 6 Zoll) zu erzielen, dem ein Bewegungsbereich des Kugelelements relativ zum Ende des Lichtleiterkabels von 1 bis 3 mm zugrunde gelegt ist. Ein Entwurfsparameter des optischen Systems 1170, der beachtet werden sollte, ist, dass der Durchmesser des Kugelelements 1172 mindestens viermal größer als der Durchmesser des distalen Endes des Lichtleiterkabels sein muss.

Eine zweite alternative Linsenanordnung ist in 13b dargestellt. Eine Kugel 1182 oder ein Teil davon ist mit einem Glasstab 1180 verbunden. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Glasstabes ist zylindrisch, wobei jedoch auch kegelförmige Formen und Formen mit nicht kreisförmigen Querschnitten, wie der Teil eines Kegels oder eines quadratischen Stabes, verwendet werden können. Das Ende eines Lichtleiterkabels 48 ist in der Nähe des Endes des Glasstabes angeordnet und zur maximalen Übertragung des Lichtes ausgerichtet. Die Bewegung des Endes des Glasstabes relativ zu dem Ende des Lichtleiters verändert die Divergenz, der aus der Kugel austretenden Lichtstrahlen, und somit die Größe des Lichtfleckes, der erzeugt wird, wenn diese Vorrichtung auf eine Oberfläche gerichtet wird. Diese Vorrichtung könnte leichter herzustellen und zu befestigen sein als die Vorrichtung, die in 13a gezeigt ist. Darüber hinaus verringert die Verwendung des Glasstabes die Divergenz des Lichtstrahls, wenn er sich vom Ende des Lichtleiters zur Austrittsfläche der Glaskugel bewegt und reduziert somit den gesamten Durchmesser des Systems, womit eine praktische Vorrichtung von minimaler Größe dort verwendet werden kann, wo es einen eingeschränkten Zugang gibt.

Wie oben angemerkt, ist in dem mechanischen, zusammensetzbaren Verbindungselement 46 ein faseroptischer Kommutator angeordnet, welcher ermöglicht, dass das längliche Halteelement 64 ungehindert mehrere Drehungen längs der Drehstrecke, die in 1 als B gekennzeichnet ist, rotieren kann. Ein zweiter bevorzugter optischer Kommutator 1200 ist in 14 gezeigt.

Mit Bezug jetzt auf diese Abbildung bildet ein im Wesentlichen zylindrisches, äußeres Gehäuseelement 1202 erste und zweite zylindrische Eingriffsflächen 1204, 1206, die so ausgestaltet sind, um mit einer ersten und einer zweiten Lageranordnung 1208, 1210 in Reibungseingriff zu kommen.

Eine Gruppe von ersten und zweiten Kopplungselementen 1212, 1214 ist, wie gezeigt wird, an gegenüber liegenden Seiten des optischen Kommutators 1200 vorgesehen. Das erste Kopplungselement 1212 schließt eine äußere zylindrische Eingriffsfläche 1220 und eine innere Fläche der Präzisionsverbindung 1224 ein. Die äußere zylindrische Eingriffsfläche 1220 ist mit inneren Gewindegängen 226 versehen, die so ausgelegt sind, dass eine entsprechenden Anordnung von äußeren Gewindegängen 1228 in Eingriff kommt, die an einem Element 1230 zur Entlastung der Kabelspannung ausgebildet sind. Wenn das Kabelspannungsentlastungselement 1230 in der äußeren zylindrischen Eingriffsfläche des ersten Kopplungselements festgeschraubt wird, klemmt sich das Entlastungselement funktional nach unten am ersten Ende 48a des Lichtleiters 48 fest, um das Ende des Lichtleiters relativ zu dem ersten Kopplungselement festzuhalten.

Der innere Fläche der Präzisionsverbindung 1224 des ersten Kopplungselements 1212 enthält eine mittlere Bohrung 1232, die so ausgebildet ist, dass sie die äußere Fläche des Kabelendes 48a, wie gezeigt, umgreift. Vorzugsweise bewirkt die Kabelbohrung 1232 einen guten Sitz, so dass das Kabelende 48a innerhalb des ersten Kopplungselements 1212 nicht wackelt.

Zusätzlich zu der in der inneren Fläche der Präzisionsverbindung ausgebildeten Bohrung ist eine Lagerübergangsfläche 1234 am äußeren Abschnitt der inneren Fläche der Präzisionsverbindung 1224, wie gezeigt, ausgebildet. Die Lagerübergangsfläche 1234 ist in die erste Lageranordnung 1208 eingepresst. Damit wird das erste Kopplungselement 1212 durch die erste Lageranordnung 1208 im äußeren Gehäuseelement 1202 drehbar festgehalten.

Das zweite Kopplungselement 1214 ist zu dem ersten Kopplungselement 1212 spiegelbildlich ausgebildet. Folglich umfasst das zweite Kopplungselement 1214 eine äußere zylindrische Eingriffsfläche 1240 und eine Innenfläche der Präzisionsverbindung 1244. Die äußere zylindrische Eingriffsfläche 1240 ist mit Innengewinden 1246 versehen, die ausgelegt sind, um mit einer entsprechenden Gruppe von Außengewinden 1248 in Eingriff zu kommen, die an einem Kabelspannungsentlastungselement 1250 ausgebildet sind. Wenn das Kabelspannungsentlastungselement 1250 in der äußere zylindrische Eingriffsfläche des zweiten Kopplungselementes festgeschraubt wird, klemmt sich das Entlastungselement funktional nach unten an das zweite Ende 48b des Lichtleiters 48 fest, um das Ende des Lichtleiters relativ zu dem zweiten Kopplungselement festzuhalten.

Die innere Fläche der Präzisionsverbindung 1244 des zweiten Kopplungselementes 1214 enthält eine mittlere Bohrung 1252, die so ausgebildet ist, dass sie die äußere Fläche des Kabelendes, wie gezeigt, umgreift. Vorzugsweise bewirkt die Kabelbohrung 1252 einen guten Sitz, so dass das Kabelende 48b innerhalb des zweiten Kopplungselementes 1214 nicht wackelt.

Zusätzlich zu der in der inneren Fläche der Präzisionsverbindung ausgebildeten Bohrung ist eine Lagerübergangsfläche 1254 am äußeren Abschnitt der inneren Fläche 1244 der Präzisionsverbindung, wie gezeigt, ausgebildet. Die Lagerübergangsfläche 1254 ist in die zweite Lageranordnung 1210 eingepresst. Damit wird das zweite Kopplungselement 1214 durch die zweite Lageranordnung 1210 drehbar in dem äußeren Gehäuseelement 1202 festgehalten.

Mit noch immer weiterem Bezug auf 14 wird das erste Ende 48a und das zweite Ende 48b des Lichtleiters 48 in einer Abstandsbeziehung festgehalten, welche die Bildung eines kleinen Spaltes 1260 dazwischen zulässt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Spalt etwa 0,127 mm bis 0,381 mm (0,005 bis 0,015 Zoll). Obwohl es möglich ist, den Spalt 1260 mit einer den Brechungsindex ähnlichen Flüssigkeit zu füllen, nutzt der optische Koppler 1200 vorzugsweise Luft als Trennfläche zwischen dem ersten Ende 48a und dem zweiten Ende 48b des Lichtleiterkabels.

Eine zweite alternative Ausführung des Lichtleiter-Kommutators 1300 ist in den 15a und 15b dargestellt. 15a zeigt eine perspektivische Ansicht der gesamten Form des Kommutators und 15b den Kommutator im Querschnitt.

Wenden wir uns jetzt diesen Figuren zu. Zwei abgedichtete Linsenelemente 1302 und 1304 sind an gegenüber liegenden Seiten des im Wesentlichen zylindrischen Gehäuseelements 1306, wie gezeigt, angeordnet. Im Allgemeinen enthält das Gehäuseelement 1306 vier Komponenten, die erste und zweite, miteinander verbindbare Gehäuseelemente 1310, 1312 und erste und zweite lang gestreckte Kopplungselemente 1314, 1316 umfassen. Das erste lang gestreckte Kopplungselement 1314 ist drehbar in dem ersten verbindbaren Gehäuseelement 1310 aufgenommen. Am anderen Ende des Kommutators ist das zweite lang gestreckte Kopplungselement 1316 drehbar in dem zweiten verbindbaren Gehäuseelement 1312 aufgenommen. Eine Gruppe von benachbart beabstandeten Durchgangslöchern 1320 ist in den ersten und zweiten verbindbaren Gehäuseelementen 1310, 1312 vorgesehen, so dass die Gehäuseelemente mittels geeigneter Befestigungselemente oder dergleichen miteinander verbunden werden können. Auf diese Weise werden die ersten und zweiten Gehäuseelemente relativ zueinander festgehalten.

Zwischen dem ersten lang gestreckten Kopplungselement 1314 und dem ersten verbindbaren Gehäuseelement 1310 ist eine Anordnung von Lagerflächen 1322, 1324 ausgebildet, so dass sich das Kopplungselement in Bezug auf das Gehäuseelement 1306 ungehindert drehen kann. Ähnlich ist zwischen dem zweiten lang gestreckten Kopplungselement und dem zweiten verbindbaren Gehäuseelement 1312 eine zweite Anordnung von Lagerflächen 1326, 1328 ausgebildet, um zu ermöglichen, dass sich das Kopplungselement in Bezug auf die Gehäuseelemente ungehindert drehen kann. Die Lagerflächen 13221328 können aus Rollen- oder Nadellager oder dergleichen bereitgestellt werden.

Schließlich sind die in Verbindung mit dem in den 15a und 15b gezeigten Kommutator 1300 ersten und zweiten lang gestreckten Kopplungselemente 1314, 1316 an ihren äußeren Enden 1330, 1332 zur Verbindung mit den Enden 48a, 48b des Lichtleiterkabels ausgestaltet. Im Ausführungsbeispiel, das dargestellt wird, sind die Kabelenden mit den Kopplungselementen mittels optisch farblosen Klebstoffen verbunden. Im Kommutator können in den mittleren Bohrungen 1334, 1336, die jeweils in den ersten und zweiten lang gestreckten Kopplungselementen 1314, 1316 ausgebildet sind, dem Brechungsindex ähnliche Flüssigkeiten verwendet werden. Zwischen den Berührungsflächen der ersten und zweiten Kopplungselemente 1314, 1316 ist eine Dichtung 1338 angeordnet, um die Aufbewahrung der Brechungsindex ähnlichen Flüssigkeiten innerhalb der ersten und zweiten Bohrungen 1334, 1336 zu unterstützen.

Eine dritte alternative Lichtleiter-Kommutatorvorrichtung 1400 ist in 16 im Querschnitt gezeigt. Ein einzelnes festes, äußeres Gehäuseelement 1402 bildet an gegenüber liegenden Enden des Gehäuses ein Paar voneinander beabstandeter Lagertrennflächen 1404, 1406. Eine Gruppe erster und zweiter Kugellager 1408, 1410 ist jeweils koaxial in den ersten und zweiten Lagertrennflächen 1404, 1406 aufgenommen.

Auf der linken Seite des Kommutators wird durch Reibungseingriff mit dem Lager 1408 ein drehbares Kabelkopplungselement 1412 festgehalten. In dem Kabelkopplungselement 1412 ist eine Bohrung 1414 ausgebildet, sodass das freie Ende 48a des Lichtleiterkabels 48 innerhalb des Kommutators aufgenommen und in axialer Ausrichtung mit dem zweiten freien Ende 48b des Lichtleiterkabels 48, das durch ein zweites Kabelkopplungselement 1416 in entsprechender Ausrichtung gehalten wird, festgehalten werden kann.

Das erste Kabelkopplungselement 1412 und das zweite Kabelkopplungselement 1416 sind jeweils mit Innengewinden versehen, die ausgelegt sind, um erste und zweite flüssigkeitsdichte Anschlussstücke 1420, 1422 aufzunehmen. Die flüssigkeitsdichten Anschlussstücke sind normale HEYCO Fittings, die üblicherweise in der Industrie erhältlich sind.

Das in 16 dargestellte Ausführungsbeispiel ermöglicht jedem der freien Enden 48a, 48b des Lichtleiterkabels 48, sich sowohl relativ zueinander als auch relativ zu dem Gehäuseelement 1402 zu drehen.

Die 17a bis 17c veranschaulichen ein viertes alternatives Ausführungsbeispiel des Lichtleiter-Kommutators 1500. Die 17a und 17b stellen den Kommutator jeweils in oberen und unteren perspektivischen Ansichten dar, während 17c eine Darstellung des Kommutators im Querschnitt ist.

Mit Bezug jetzt auf diese Abbildungen umfasst der Kommutator 1500 eine Grundplatte 1502, ein Drehkörperteil 1504 und ein Lagerbauteil 1506. Wie es veranschaulicht ist, wird zwischen der Grundplatte 1502 und dem Drehkörperteil 1504 ein Spalt gebildet. Vorzugsweise ist in dem Spalt 1508 eine optisch klare Flüssigkeit enthalten. Erste und zweite optisch klare Fenster 1510, 1512 sind in der Grundplatte 1502 beziehungsweise im Drehkörperteil 1504 ausgebildet. Die Fenster verhindern, dass die optisch klare dem Brechungsindex ähnliche Flüssigkeit in die mittleren Bohrungen 1514, 1516 fließt, die jeweils in der Grundplatte 1502 und dem Drehkörperteil 1504 ausgebildet sind.

Als eine weitere Maßnahme gegen Undichtigkeit und Verlust von optisch klarer Flüssigkeit aus dem Spalt 1508 ist an der Berührungsfläche zwischen dem Drehkörperteil 1504 und der Grundplatte 1502 ein Dichtungsbauteil 1518 wie zum Beispiel ein 0-Ring angeordnet. Wie in 17c dargestellt, wird der 0-Ring etwas zwischen den Bauteilen zusammengedrückt, um eine gute Abdichtung zu gewährleisten. Ein Satz Befestigungselemente 1520 erstreckt sich durch die Grundplatte 1502 und ist in dem Lagerbauteil 1506 verschraubt aufgenommen. In der in 17c dargestellten zusammengebauten Ausführung ist das Lagerbauteil 1506 mit der Grundplatte 1502 in Kontakt, was das Zusammenpressen des 0-Rings 1518 und des Drehkörperbauteils 1504 dazwischen zur Folge hat. Auf diese Weise wird das Drehkörperbauteil 1504 in Ausrichtung mit der durch die Bohrlöcher 1514, 1516 definierten Längsachse L gehalten. Das Drehkörperbauteil 1504 dreht sich ungehindert sowohl relativ zu dem Lagerbauteil 1506 als auch zu der Grundplatte 1502. Die Kabelenden 48a, 48b des Lichtleiterkabels 48 werden in den Bohrlöchern 1514, 1516 aufgenommen und vorzugsweise durch Verwendung eines optisch klaren Klebstoffes oder dergleichen in Position gehalten.

Mit Bezug als Nächstes auf 18 wird noch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Glasfaser-Kommutators 1600 veranschaulicht. Wie dort dargestellt ist, werden zwei kugelförmige Glaskugeln 1602, 1604 mit hoher Brechungszahl jeweils in einer Flüssigkeitskammer 1606, 1608 gehalten. Die Kammern sind vorzugsweise mit einer dem Brechungsindex ähnlichen Flüssigkeit, wie zum Beispiel einem Silikonöl, gefüllt. Das erste distale Ende 48a des Lichtleiterkabels 48 wird in Ausrichtung angrenzend an das hintere Ende 1610 der ersten Kugel 1602, wie dargestellt, gehalten. Auf ähnliche Weise wird das zweite distale Ende 48b in Position relativ zu dem hinteren Ende 1612 der zweiten Kugel 1604 gehalten. Wie es dargestellt ist, bildet das vom ersten distalen Ende 48a des Lichtleiters emittierte Licht einen divergenten Lichtstrahl 1614, der auf das hintere Ende 1610 der ersten Kugel 1602 auftrifft. Die Krümmung der ersten Kugel bewirkt, dass der divergente Lichtstrahl 1614 im Wesentlichen Ziel gerichtet wird, um einen Ziel gerichteten Lichtstrahl 1616 im Bereich zwischen der ersten und der zweiten Kugel zu gebilden.

Die Umkehrung vom Obengenanntem findet in der zweiten Kugel 1604 statt, wenn der Ziel gerichtete Lichtstrahl 1616 auf deren hinteres Ende 1612 visiert wird, um einen konvergenten Lichtstrahl 1618 zu bilden, der einen innerhalb des zweiten distalen Endes 48b des Lichtleiterkabels 48 eingebetteten Brennpunkt aufweist.

Im oben genannten Ausführungsbeispiel können die ersten und die zweiten Kammern 1606, 1608 mit einem äußeren Gehäuseteil unabhängig voneinander drehbar verbunden werden, so dass die Kugeln 1602, 1604 und die Kabelenden 48a, 48b sich relativ zueinander ungehindert drehen können.

Ein sechstes alternatives Ausführungsbeispiel des Lichtleiter-Kommutators 1700 ist in 19 abgebildet. Wie es dort dargestellt ist, sind zwei halbkugelförmige Linsenbauteile 1702, 1704 jeweils in zwei Flüssigkeitsaufnahmekammern 1706, 1708 angeordnet. Vorzugsweise ist jede der Flüssigkeitsaufnahmekammern mit einer dem Brechungsindex ähnlichen Flüssigkeit, wie zum Beispiel einem Silikonöl, gefüllt.

In dem obigen Ausführungsbeispiel trifft das Licht, welches das erste distale Ende 48a des Lichtleiterkabels 48 verlässt, auf der Rückseite 1710 des ersten halbkugelförmigen Linsenbauteils 1702 auf. Das Licht, welches das erste distale Ende des Lichtleiterbündels verlässt, bildet einen divergenten Lichtstrahl 1712. Die Linse 1702 wandelt den divergenten Lichtstrahl im Bereich zwischen dem ersten Linsenelement und dem zweiten Linsenelement in einen im Wesentlichen gerichteten Strahl 1714 um.

Die Umkehrung der obigen Anordnung zur Fokussierung des Lichtstrahls tritt am zweiten Linsenelement 1704 auf, wo der gerichtete Lichtstrahl 1714 das hintere Ende 1716 der zweiten Linse 1704 verlässt, um einen konvergenten Lichtstrahl 1718 zu bilden, wie es dargestellt ist. Vorzugsweise ist der Brennpunkt des konvergenten Lichtstrahls 1718 in dem zweiten distalen Ende 48b des Lichtleiterkabels 48 eingebettet.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die erste Flüssigkeitsaufnahmekammer 1706 und die zweite Flüssigkeitsaufnahmekammer 1708 vorzugsweise jeweils mit einem äußeren Gehäusebauteil unabhängig voneinander drehbar verbunden, um es den ersten und zweiten Lichtleiter-Kabelenden zu ermöglichen, zusammen mit den Linsenbauteilen ungehindert relativ zueinander zu rotieren.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen und oben in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Es ist offensichtlich, dass Fachleuten beim Lesen und Verstehen der obigen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen Modifizierungen und Änderungen einfallen werden.


Anspruch[de]
  1. Operationsleuchte (40), umfassend eine Lichtquelle (70) zum Erzeugen von Licht, einen lang gestreckten Lichtleiter (48), um das durch die Lichtquelle (70) erzeugte Licht zu führen, wobei der lang gestreckte Lichtleiter (48) ein proximales Ende (68) zum Aufnehmen des durch die Lichtquelle (70) erzeugten Lichtes und ein distales Ende (102) zum Aussenden des Lichtes aufweist; ein Halteelement (44), um den Lichtleiter (48) relativ zu einer Decke (22) eines dazugehörigen Operationssaales (10) zu stützen und das distale Ende des Lichtleiters in einer Anzahl von ausgewählten Stellungen zu halten; eine an dem distalen Ende des Lichtleiters angebrachte Linsenvorrichtung (60) zum Fokussieren des von dem distalen Ende des Lichtleiters emittierten Lichtes in eine gewünschte ausgewählte Struktur; eine Verschlussvorrichtung (77), die zu der Lichtquelle gehörend funktionswirksam angeordnet ist, um die Menge des von der Lichtquelle zu der Linsenvorrichtung zugeführten Lichtes zu steuern, wobei die Operationsleuchte durch die Lichtquelle (70) gekennzeichnet ist, die umfasst:

    eine neben dem proximalen Ende (68) des lang gestreckten Lichtleiters angeordnete Glühlampe (75), wobei die Glühlampe, das proximale Ende des lang gestreckten Lichtleiters und ein dazwischen liegender Raum einen Lichtweg bilden;

    und ein Kühlsystem (78) zum Kühlen der Glühlampe (75), wobei das Kühlsystem aus einer Luftleitung (244) gebildet ist, um einen Luftstrom (250) durch die Lichtquelle zu leiten und die Luftleitung von dem Lichtweg getrennt ist, um das Eindringen des Luftstromes in den Lichtweg zu verhindern.
  2. Operationsleuchte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

    einen optischen Kommutator (200, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) zum Teilen des lang gestreckten Lichtleiters in ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück, wobei der optische Kommutator eine relative Bewegung zwischen dem ersten Teilstück und dem zweiten Teilstück ermöglicht, um einen vergrößerten Bewegungsbereich in dem Halteelement zu bewirken.
  3. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (44) ein die Linsenvorrichtung tragendes, längliches S-Bogenteilstück (62) enthält und aus einer Anzahl von ineinander greifenden Verbindungsteilen gebildet ist, wobei das S-Bogenteilstück in eine Anzahl von ausgewählten Stellungen manuell bewegbar ist und ausgelegt ist, um eine Position in der Anzahl von ausgewählten Stellungen einzuhalten, um die Linsenvorrichtung gegen die Schwerkraft in einer ausgewählten Position zu halten.
  4. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (70) ein Modul (76) zum Auswechseln von Lampen enthält, das ein austauschbares Glühlampen-Modul (240) und eine Anzahl von Kühlkörperelementen (230, 232) aufweist, an denen das austauschbare Glühlampen-Modul angebracht ist, wobei die Anzahl von Kühlkörperelementen ausgelegt ist, um Wärme von dem austauschbaren Glühlampen-Modul abzuleiten und elektrische Energie in das austauschbare Glühlampen-Modul zu führen.
  5. Operationsleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Glühlampen-Modul (240) umfasst:

    ein elektrisch leitfähiges Hauptkörperelement (350), das selektiv verbindbar mit mindestens einem der Kühlkörperelemente ist;

    eine auf dem elektrisch leitfähigen Hauptkörperelement angebrachte Glühlampe (75); und einen Handgriffabschnitt (352), der aus einem thermisch widerstandsfähigen Material gebildet ist, um eine mit der Hand greifbare Oberfläche zur selektiven manuellen Entfernung des austauschbaren Glühlampen-Moduls von der Lichtquelle zuschaffen.
  6. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass:

    ein mit der Verschlussvorrichtung verbundenes, drehbares Element (300) eine kegelförmige Durchgangsöffnung (330) enthält, um das Licht von der Lichtquelle zu der Linsenvorrichtung zuzuführen, wobei der Zusammenhang zwischen der zugeführten Lichtmenge und der Drehstellung des drehbaren Elements im Wesentlichen linear ist.
  7. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch:

    ein steriles Umhüllungselement, das einen lichtdurchlässigen Abschnitt aufweist, der ausgelegt ist, um Licht durch diesen zu übertragen, und ein längliches, im Wesentlichen rohrförmiges Abdeckteil, das an einem Ende mit dem lichtdurchlässigen Abschnitt verbunden ist, wobei das sterile Umhüllungselement mit der Operationsleuchte verbindbar ist, wobei der lichtdurchlässige Abschnitt neben der Linsenvorrichtung und dem rohrförmigen Abdeckteil, das über dem Halteelement selektiv ausfahrbar ist, angeordnet ist.
  8. Modul (76) zum Auswechseln von Lampen für ein Operationsleuchtensystem (40) des Typs mit einer Lichtquelle (70) zum Erzeugen von Licht, einem lang gestreckten Lichtleiter (48), der ausgelegt ist, um das durch die Lichtquelle erzeugte Licht zu transportieren, wobei der lang gestreckte Lichtleiter ein proximales Ende (68) zum Aufnehmen des durch die Lichtquelle erzeugten Lichtes und ein distales Ende zum Aussenden des Lichtes aufweist, einem Halteelement (44) zum Halten des Lichtleiters relativ zu einer Decke (22) eines dazugehörigen Operationssaales (10) und um den Lichtleiter in einer Anzahl ausgewählter Stellungen zu halten, und einer an dem distalen Ende des Lichtleiters getragenen Linsenvorrichtung (60) zum Fokussieren des Lichtes, das von dem distalen Ende des Lichtleiters ausgesendet wird in eine gewünschte ausgewählte Struktur, wobei das Modul (76) zum Auswechseln von Lampen gekennzeichnet ist durch:

    ein austauschbares Glühlampen-Modul (240), welches das Licht entlang eines Lichtweges erzeugt, und eine Anzahl von Kühlkörperelementen (230, 232), die das austauschbare Glühlampen-Modul trägt, wobei die Anzahl von Kühlkörperelementen ausgelegt ist, um Wärme von dem austauschbaren Glühlampen-Modul abzuleiten und elektrische Energie in das austauschbare Glühlampen-Modul zu führen;

    und ein Kühlsystem (78) zum Kühlen des austauschbaren Glühlampen-Moduls (240), wobei das Kühlsystem aus einer Luftleitung (244) gebildet ist, um einen Luftstrom (250) durch das austauschbare Glühlampen-Modul zu leiten, wobei die Luftleitung von dem Lichtweg getrennt ist, um das Eindringen des Luftstromes in den Lichtweg zu verhindern.
  9. Modul (76) zum Auswechseln von Lampen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Glühlampen-Modul (240) umfasst:

    ein elektrisch leitfähiges Hauptkörperelement (350), das an mindestens einem der Kühlkörperelemente selektiv anschließbar ist;

    eine am elektrisch leitfähigen Hauptkörperelement angebrachte Glühlampe (75);

    und einen Hauptgreifabschnitt (352), der aus einem thermisch widerstandsfähigen Material gebildet ist, um eine mit der Hand greifbare Oberfläche zur selektiven manuellen Entfernung des austauschbaren Glühlampen-Moduls von der Lichtquelle der Operationsleuchte zur Verfügung zu stellen.
  10. Operationsleuchtensystem (40) umfassend eine Lichtquelle (70) zum Erzeugen von Licht; einen lang gestreckten Lichtleiter (48) zum Leiten des durch die Lichtquelle erzeugten Lichtes, wobei der lang gestreckte Lichtleiter ein proximales Ende (68) zum Aufnehmen des durch die Lichtquelle (70) erzeugten Lichtes und ein distales Ende (102) zum Aussenden des Lichtes aufweist, wobei die Glühlampe, das proximale Ende des lang gestreckten Lichtleiters und ein dazwischen befindlicher Raum einen Lichtweg bilden; ein Halteelement (44) zum Stützen des Lichtleiters (48) relativ zu einer Decke (22) eines dazugehörigen Operationssaales (10) und zum Halten des distalen Endes des Lichtleiters in einer Anzahl von ausgewählten Stellungen; eine an dem distalen Ende des Lichtleiters gehaltene Linsenvorrichtung (60) zum Fokussieren des von dem distalen Ende des Lichtleiters ausgesendeten Lichtes in eine gewünschte ausgewählte Struktur, wobei die Operationsleuchte (40) gekennzeichnet ist durch:

    ein Kühlsystem (78) zum Kühlen der Glühlampe (75), wobei das Kühlsystem aus einer Luftleitung (244) zum Leiten eines Luftstromes (250) durch die Lichtquelle gebildet wird und die Luftleitung von dem Lichtweg getrennt ist, um zu verhindern, dass Luftstrom in den Lichtweg eintritt.
  11. Operationsleuchtensystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:

    einen optischen Kommutator (200, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) zum Teilen des lang gestreckten Lichtleiters in ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück, wobei der optische Kommutator eine relative Bewegung zwischen dem ersten Teilstück und dem zweiten Teilstück ermöglicht, um einen vergrößerten Bewegungsbereich in dem Halteelement zu bewirken.
  12. Operationsleuchtensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 und 11, gekennzeichnet durch eine mit der Lichtquelle funktionswirksam verbundene Verschlussvorrichtung (77) zum Steuern der Menge des von der Lichtquelle zu der Linsenvorrichtung zugeführten Lichtes.
  13. Operationsleuchtensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 und 12, dadurch gekennzeichnet dass die Verschlussvorrichtung (77) einen kegelförmigen Durchgang (330) zum Zuführen des Lichtes von der Glühlampe (75) zu der Linsenvorrichtung (60) aufweist, wobei die zugeführte Lichtmenge auf der Drehstellung eines Elementes der Verschlussvorrichtung (77) basiert.
  14. Operationsleuchtensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang zwischen der der Linsenvorrichtung zugeführten Lichtmenge und der Drehstellung des Bauteils im Wesentlichen linear ist.
  15. Operationsleuchtensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (44) ein die Linsenvorrichtung tragendes, lang gestrecktes S-Bogenteilstück (62) enthält und aus einer Anzahl von ineinander greifenden Verbindungsteilen gebildet ist, wobei das S-Bogenteilstück in eine Anzahl von ausgewählten Stellungen mit der Hand bewegbar ist und ausgelegt ist, um eine Position in der Anzahl von ausgewählten Stellungen einzuhalten, um die Linsenvorrichtung gegen die Schwerkraft in einer ausgewählten Stellung zu halten.
  16. Operationsleuchtensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (70) ein Modul (76) zum Auswechseln von Lampen mit einem austauschbaren Glühlampen-Modul (240) und einer Anzahl von Kühlkörperelementen (230, 232) umfasst, die das austauschbare Glühlampen-Modul tragen, wobei die Anzahl von Kühlkörperelementen ausgelegt ist, um Wärme von dem austauschbaren Glühlampen-Modul abzuleiten und elektrische Energie in das austauschbare Glühlampen-Modul zu leiten.
  17. Operationsleuchtensystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das austauschbare Glühlampen-Modul (240) umfasst:

    ein elektrisch leitfähiges Hauptkörperelement (350), das an mindestens eines der Kühlkörperelemente selektiv anschließbar ist;

    eine am elektrisch leitfähigen Hauptkörperelement angebrachte Glühlampe (75);

    und einen Handgreifabschnitt (352), der aus einem thermisch widerstandsfähigen Material gebildet ist, um eine mit der Hand greifbare Oberfläche zur selektiven manuellen Entfernung des austauschbaren Glühlampen-Moduls von der Lichtquelle zu schaffen.
  18. Operationsleuchtensystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:

    ein steriles Umhüllungselement, das einen lichtdurchlässigen Abschnitt aufweist, der ausgelegt ist, um Licht durch diesen zu übertragen, und ein lang gestrecktes, im Wesentlichen rohrförmiges Abdeckelement, das an einem Ende mit dem lichtdurchlässigen Abschnitt verbunden ist, wobei das sterile Umhüllungselement mit der Operationsleuchte verbindbar ist und der lichtdurchlässige Abschnitt neben der Linsenvorrichtung angeordnet und das rohrförmige Abdeckelement über dem Halteelement selektiv ausfahrbar ist.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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