DE1281973B

DE1281973B - Stirnleuchte

Info

Publication number: DE1281973B
Application number: DEA46433A
Authority: DE
Inventors: Frederick Joseph Wallace
Original assignee: American Cystoscope Makers Inc
Current assignee: American Cystoscope Makers Inc
Priority date: 1963-07-01
Filing date: 1964-06-26
Publication date: 1968-11-07
Also published as: US3285242A; GB1019285A; FR1399428A

Description

Stirnleuchte Die Erfindung betrifft eine Stirnleuchte für chirurgische Zwecke mit einer Linsenoptik in einer verstellbar gehaltenen Fassung und mit einem von der Stirnleuchte entfernt angeordneten tragbaren Versorgungsgerät.
Wenn eine übliche Stirnlampe als Lichtquelle zur Beleuchtung einer Arbeitsfläche verwendet wird, ist eine Kombination aus einer Lampe und einer Optik erforderlich, die relativ groß und unhandlich ist, um diese Arbeitsfläche sehr intensiv auszuleuchten. Abgesehen von dem großen Gewicht ist eine solche Anordnung, wenn sie zur hochintensiven Beleuchtung dieser Arbeitsfläche verwendet wird, ein Wärmestrahler, der eine große Menge Strahlungswärme erzeugt, die zusammen mit dem Licht auf die beleuchtete Fläche auffällt. Es ist deshalb oft erforderlich, die Beleuchtungsstärke auf einen geringeren Wert als wünschenswert wäre, zu begrenzen, um eine Beschädigung des ausgeleuchteten Gegenstandes durch übergroße Erwärmung zu vermeiden. Zum Beispiel bei der Herstellung oder Bearbeitung von Uhren und Schmucksachen und bei bestimmten Metallbearbeitungstechniken oder bei der Durchführung von medizinischen oder chirurgischen Eingriffen kann die Wärmeempfindlichkeit des betrachteten Gegenstandes so groß sein, daß eine unzureichende Ausleuchtung des Arbeitsbereiches die Folge ist.
Diese Schwierigkeiten können bei einer Stirnlampe für die Verwendung bei chirurgischen Eingriffen beseitigt werden, die Einrichtungen zum Anbringen der Lampe an dem Körper des Benutzers einschließlich eines Bandes, das den Kopf des Benutzers umgibt, eines Linsengehäuses und von Einrichtungen aufweist, um dieses Linsengehäuse einstellbar mit dem Band zu verbinden, indem gemäß dieser Erfindung das Versorgungsgerät eine starke Lichtquelle enthält, deren Lichtstrahlen auf die Linsenoptik der Stirnleuchte über ein an sich bekanntes, aus einer großen Anzahl von äußerst feinen, glasüberzogenen Glasfasern bestehendes Lichtleiterbündel übertragen werden, dessen lichtquellenseitiges Ende eine Reihe von ringförmigen Kühlrippen hat.
Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß das Versorgungsgerät mit der hochintensiven Lichtquelle an irgendeinem geeigneten Platz angebracht werden kann und, wenn gewünscht, von dem Benutzer getragen und an dessen Körper befestigt werden kann. Der Lichtleiter, der 1 bis 2 m lang oder länger sein kann, gewährleistet, daß die starke Lichtquelle von dem das Licht auf den Arbeitsbereich richtenden Linsensystem entfernt und isoliert angeordnet ist. Ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und Steuermöglichkeit der Intensität des Lichtes und der Ausleuchtung des Arbeitsbereiches kann weiter dadurch erhalten werden, daß die Fokussierung einstellbar und das Maß der Energiezufuhr zu der Lampe in vollem Umfang gesteuert werden kann.
Außerdem bewirkt der lange Lichtleiter eine gute thermische Isolierung zwischen der Lichtquelle und dem Linsensystem. Eine wirksame Einrichtung zum Ableiten der Wärme, die mit der Lichtquelle gekoppelt werden kann, dient dazu, die Arbeitstemperatur des Endes des Lichtleiters, das der Lichtquelle zugeordnet ist, auf einem niedrigen Wert zu halten.
Es ist bereits eine Stirnlampe bekannt, bei der die Energiequelle für die Lampe an dem Stirnband befestigt ist, so daß sich insgesamt ein schwerer, für chirurgische Zwecke in vielen Fällen leistungsmäßig nicht ausreichender Apparat ergibt. Lichtleiterbündel zum Fortleiten von Licht sind ebenfalls bekannt. Es war jedoch nicht bekannt, Lichtleiterbündel aus einer großen Anzahl von äußerst feinen glasüberzogenen Glasfasern zum Fortleiten des Lichtes einer entfernten Lichtquelle zu einer Stirnleuchte zu verwenden.
An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.
F i g. 1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Stirnlampe zum Teil in Perspektive und zum Teil im Schnitt; F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform nach dieser Erfindung längs der Linie 2-2 in F i g. 1; F i g. 3 zeigt einen Teilschnitt dieser Ausführungsform längs der Linie 3-3 in F i g. 1.
In F i g. 1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 10 nach dieser Erfindung dargestellt. Die Hauptteile dieser Vorrichtung bestehen aus einem Linsengehäuse 40, einem flexiblen Lichtleiter 70 und einem Versorgungsgerät 100 mit einer sehr starken Lampe oder Lichtquelle 106. Das Licht aus der Lichtquelle 106 wird auf ein Ende eines langen Glasfaserbündels gerichtet, das sich in dem Lichtleiter 70 befindet. Das Licht wird von dem Lichtleiter zu dem Linsensystem in dem Gehäuse 40 geleitet, von wo es dann auf den Arbeitsbereich, der ausgeleuchtet werden soll, projiziert wird. Das Linsengehäuse wird von einem Arm 32 getragen, der an einem Band 20 befestigt ist, welches. auf dem Kopf des Benutzers befestigt werden kann.
Das Band 20 kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall besitzt es die Form eines biegsäfen Riemens, der um den Kopf des Trägers gelegt wird und mit ein oder mehreren Laschen 24 einstellbar befestigt ist. Ein Kreuzband 26 kann mit beiden Enden mittels Nieten 26A an dem Band 20 befestigt sein. Das Kreuzband 26 kann über den Kopf des Trägers gelegt werden, und etwa an seiner obersten. Stelle befindet sich eine Schlinge 26 B, durch die der Lichtleiter 70 führt.
Der Arm 32 ist mit dem Band 20 über ein Kugelgelenk verbunden, das eine Kugel 30, die vorzugsweise aus Nylon besteht, und an einem Ende des Armes 32 befestigt ist, aufweist. Mit der Kugel 30 arbeitet ein Ring 31 zusammen, der eine Mittelöffnung aufweist, deren Durchmesser kleiner als der der Kugel ist. Der Ring 31, der die Kugel hält, ist einstellbar auf das Gehäuse 33 aufgeschraubt. Der Ring 31 wird mittels einer mit einem Gewinde versehenen Mutter 31A arretiert. Das Gehäuse 33 ist auf einer Trägerplatte 22 befestigt, die an das Band 20 genietet ist.
Der Arm 32 erstreckt sich von dem Kugelgelenk 30 aus und ist in geeigneter Weise gewinkelt, um einen Träger für das Linsengehäuse 40 zu bilden. Eine weitere Gelenkverbindung des Armes 32 mit dem Gehäuse 40 erfolgt mittels eines zweiten Kugelgelenkes, das eine Kugel 34 aufweist, die vorzugsweise aus Nylon besteht und die am anderen Ende des Armes 32 fest angeordnet ist. Das Kugelgelenk 34 ist ähnlich dem Kugelgelenk 30 ausgebildet und besitzt einen die Kugel aufnehmenden Ring 36, eine Kontermutter 36A und ein Gelenkgehäuse 38.
Das Gelenkgehäuse 38 ist mit einem Ende einer Hülse 48 verbunden, die einen Teil des Linsengehäuses 40 bildet. Das andere Ende dieser Hülse 48 besitzt ein Außengewinde, auf das ein Mantelrohr 41 aufgeschraubt ist. Koaxial in der Hülse 48 ist ein röhrenförmiger Linsenhalter 50 eingepaßt, durch den an einem Ende sich der Lichtleiter 70 erstreckt. Am anderen Ende dieses Linsenhalters befindet sich eine halbsphärische Zerstreuungslinse 46, die an einem Ende des Lichtleiters 70 in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise angeordnet ist.
Eine Objektivlinse 42 ist in dem Mantelrohr 41 angeordnet und wird von einer Ringmutter 44 fest in ihrer Fassung gehalten. Die Objektivlinse 42 bildet zusammen mit der hemisphärischen Linse 46 ein Projektionssystem für den Lichtaustritt aus dem Ende des Lichtleiters 70. Das Mantelrohr 41 ist auf die Hülse 48 verstellbar aufgeschraubt, so daß die Objektivlinse in axialer Richtung relativ zu der hemisphärischen Linse 46 verstellt werden und dadurch das Linsensystem variabel fokussiert werden kann.
Wie in den F i g. 2 und 3 dargestellt, besitzt der Lichtleiter 70, der dazu dient, Licht von der starken Lichtquelle 106 zu dem Linsengehäuse 40, das sich auf dem Kopf des Trägers befindet, zu leiten, ein zentrales, flexibles Bündel 75 aus einer großen Anzahl von lichtleitenden, glasüberzogenen Glasfasern, die einen extrem kleinen Durchmesser haben und an den Enden des Bündels dicht gepackt sind, um eine zylindrische Anordnung von etwa 6,35 mm (Vi inch) Durchmesser zu bilden. Das Glasfaserbündel 75 kann 2 m (6 Fuß) oder länger sein.
Die Glasfasern 75 des Bündels sind in einer flexiblen Hülle 76 aus Kautschuk oder einem anderen geeigneten Material eingeschlossen. Jedes der beiden Enden der Hülle 76 ist dicht mit einer Hülse 74 verbunden, :die an :den polierten Endflächen des Bündels anliegende, ebene, lichtdurchlässige Abdeckplatten 72 bzw. 73 halten. Eine wendelförmig gewundene Feder 78, vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl, erstreckt sich längs des Bündels, um dasselbe zu schützen, ohne daß die Flexibilität verloren geht. Die ganze Anordnung ist mit Ausnahme ihrer Enden von einem flexiblen Schutzgehäuse 79 umgeben, das aus geeignetem Material, wie z. B. einem Kunststoff od. d,-,1., besteht.
Wie bereits ausgeführt wurde, erstreckt sich ein Ende des Lichtleiters 70 in das Linsengehäuse 40 und, wie am besten aus F i g. 2 zu ersehen ist, dient ein Büchsenring 52 in dem Linsenhalter 50 dazu, das Ende des Lichtleiters 70 gegen die flache Oberfläche der Linse 46 fest zu halten, so daß die Endfläche des Bündels 75 in der Brennebene des Linsensystems angeordnet ist, zu dem ebenfalls die Objektivlinse 42 gehört.
Um den Lichtleiter 70 auswechselbar mit dem Versorgungsgerät 100 zu verbinden, ist dieser in eine Steckverbindung 80 eingepaßt, die in einen Stecker 90 eingesetzt werden kann, welcher in der Seitenwand des Gehäuses 102 der Lichtquelle angeordnet ist. Das Ende des Lichtleiters 70 mit der Abdeckplatte 73 ist in dem Stecker 80 angeordnet und wird mit einer Hülse 81 an Ort und Stelle gehalten, die ihrerseits in den Stecker 80 eingeschraubt ist. Die äußere Fläche des Steckers 80 gibt einen guten Oberflächenkontakt mit der Innenfläche der Steckkupplung 90 und besitzt eine ringförmige Aussparung 93, die in Eingriff mit einer Ringfeder 91 in der Steckkopplung kommt.
Das Versorgungsgerät 100 ist als tragbare Einrichtung ausgebildet, deren Gehäuse 102 mit einem Griff 104 versehen ist. Eine Lampe 106, mit der ein intensiver Lichtstrahl erzeugt wird, ist auf einem Sockel, welcher sich auf einer Plattform 103 in dem Gehäuse 102 befindet, angeordnet. Das Licht dieser Lampe wird auf einem Punkt fokussiert, der sich in einem kurzen Abstand vor dem Lampenkolben befindet. Justiereinrichtungen, von denen nur die Einstellschraube 107 in F i g. 1 dargestellt ist, sind vorgesehen, so daß die Plattform 103, auf der sich die Lampe und der Lampensockel befinden, in horizontaler und vertikaler Richtung relativ zu der Endfläche des Lichtleiters 70 verstellt werden können. Dadurch ist eine genaue Einstellung der Stellung der Lampe 106 möglich, um ihren Brennpunkt in Übereinstimmung mit der Endfläche des Lichtleiters 70 zu bringen.
Die Wärme, die von der Lampe 106 erzeugt wird, wird von einem Gebläse 120 abgeführt, das neben einer mit einem Gitter abgedeckten Öffnung 122 angeordnet ist und von einem Motor 124 angetrieben wird. Ein Radiator, der aus einer Vielzahl von ringförmigen Rippen 92 besteht, die über die Kupplung 90 in gutem thermischen Kontakt mit dem Stecker 80 und dem Ende des Glasfaserbündels stehen, verhindert eine Beschädigung des letzteren, die sonst durch Schmelzen des Glases der Glasfasern infolge der intensiven Erwärmung am Brennpunkt der Lampe erfolgen könnte.
Ein Aus- und Einschalter (nicht dargestellt) und ebenso eine Kontrollampe 118 sind vorgesehen, um die Kontrolle der Einrichtung zu erleichtern. Vorteilhafterweise wird ein Rheostat 116 zusammen mit dem Transformator 110 verwendet, der erforderlich ist, um die Lampe 106 aus einer 120-Volt-Leitung zu speisen. Der Rheostat 116 wird mit einem geeigneten Steuerknopf betätigt, um die Spannung an der Lampe 106 zu regeln.
In Betrieb wird das Band 20 auf den Kopf des Trägers aufgezogen, wobei das Linsengehäuse 40 nach vorne über den Augen vorsteht. Wenn der Stecker 80 mit dem Versorgungsgerät 100 gekoppelt ist und der Schalter des Geräts eingeschaltet ist, kann die gewünschte Lichtintensität von der Objektivlinse 42 erhalten werden, indem der Steuerknopf des Rheostaten 116 entsprechend eingesteliwird. Der ausgeleuchtete Bereich ist ebenfalls leicht einzustellen, indem sowohl die Stellung des Linsengehäuses 40 relativ zu dem Arm 32 um das Kugelgelenk 34 als auch der Arm um das Kugelgelenk 30 relativ zu dem Band 20 verschwenkt werden. Damit kann eine senkrechte und seitliche Verschwenkung im weiten Bereich durchgeführt werden, die eine Beleuchtung von Räumen sowohl über und unterhalb des Beschauers als auch rechts und links von diesem erleichtert. Ebenso kann die Fokussierung des Linsensystems leicht eingestellt werden, indem das Mantelrohr 41 gedreht wird. Die Drehung des Mantelrohres 41 verstellt den Fokus des Linsensystems und dient ebenfalls, um den Durchmesser des ausgeleuchteten Bereiches zu variieren. Durch diese Einstellungen ist es möglich, sowohl die Lichtintensität als auch die Lichtverteilung leicht und schnell in einem weiten Bereich vorzunehmen.
Das Licht, das aus der Objektivlinse 42 kommt, ist im Vergleich zu dem Licht, das die Lampe 106 erzeugt, sehr kühl, und dennoch kann damit eine Beleuchtung von etwa 6000 Fuß-Kerzen oder mehr auf einer Ebene von etwa 12,7 cm von der Linse 42 entfernt erzeugt werden. Die einstellbare Fokussierung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht eine Variation des Durchmessers der ausgeleuchteten Fläche von etwa 3,7 bis 12,7 cm in einer Entfernung von etwa 12,7 cm von der Objektivlinse 42 entfernt. Dadurch ist das Maß der Ausleuchtung wesentlich größer als es mit bisher bekannten Stirnleuchten möglich war. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb ausgezeichnet als Stirnlicht für Ärzte, insbesondere Chirurgen, geeignet.
Zusätzlich zur Erzeugung eines kühlen, leicht steuerbaren Lichtes ist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung außerordentlich leicht und kompakt, so daß sie von dem Träger mit einer minimalen Belästigung oder einer minimalen Beeinträchtigung der Arbeit, die dieser durchführt, getragen werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Stirnleuchte für chirurgische Zwecke mit einer Linsenoptik in einer verstellbar gehaltenen Fassung und mit einem von der Stirnleuchte entfernt angeordneten, tragbaren Versorgungsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Versorgungsgerät (100) eine starke Lichtquelle (106) enthält, deren Lichtstrahlen auf die Linsenoptik (42, 46) der Stirnleuchte über ein an sich bekanntes, aus einer großen Anzahl von äußerst feinen, glasüberzogenen Glasfasern bestehendes Lichtleiterbündel (75) übertragen werden, dessen lichtquellenseitiges Ende eine Reihe von ringförmigen Kühlrippen (92) hat.
2. Stirnleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Verbindung zwischen Linsengehäuse (40) und Stirnband (20) einen Arm (32) hat, der über einstellbare Kugelgelenkverbindungen (30, 31 oder 34, 36) beweglich an der Vorderseite des Stirnbandes (20) angebracht ist.
3. Stirnleuchte nach Anspruch 1 oder 2. gekennzeichnet durch Verstellmittel (41) zur Einstellung von Größe und Intensität des aus dem objektivseitigen Ende des Lichtleiterbündels (75) austretenden Strahlenbündels.
4. Stirnleuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtleiterbündel (75) mit einem Kreuzband (26) verbunden ist, das mit seinen beiden Enden an den Seiten des Stirnbandes befestigt ist.
5. Stirnleuchte nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (102) mit einer Lampe (106), einer Steckkupplung (90), die in der Wand des Gehäuses in Flucht mit einer Öffnung durch dieses Gehäuse angeordnet ist, eine Kühleinrichtung (120) mit Radiatorrippen (92) zur Kühlung der Steckkupplung und einen schnell zu lösenden Stecker (80) in den das lichtquellenseitige Ende des Lichtleiterbündels (75) im wesentlichen in der Brennebene des von der Lampe (106) erzeugten Lichtstrahls befestigt ist.
6. Stirnleuchte nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einstellbare Trägereinrichtungen (107) für die Lampe (106).
7. Stirnlampe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Rheostaten (116) zum Einstellen der Intensität des Lichtstrahls. B. Stirnleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Linsengehäuse (40) aus einem die Objektivlinse (42) enthaltenden Mantelrohr (41) besteht, in dem eine Hülse (50) axial verschiebbar angeordnet ist, in der sich eine am objektivseitigen Ende des flexiblen Lichtleiterbündels angeordnete Diffusorlinse (46) befindet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr.1113 788; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1827 492; USA.-Patentschrift Nr. 3 010 357.