WO2020259863A1 - Vorrichtung zur optimierung der beleuchtungsvarianten einer beleuchtungseinheit für geräte - Google Patents

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WO2020259863A1
WO2020259863A1 PCT/EP2019/086167 EP2019086167W WO2020259863A1 WO 2020259863 A1 WO2020259863 A1 WO 2020259863A1 EP 2019086167 W EP2019086167 W EP 2019086167W WO 2020259863 A1 WO2020259863 A1 WO 2020259863A1
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lighting
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filter
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illumination
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PCT/EP2019/086167
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Jörg Reinhardt
Dietrich Martin
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Carl Zeiss Meditec Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a device with which the different lighting variants of a lighting unit for devices, in particular for ophthalmic devices, with regard to their light output power or other parameters such.
  • the basic idea for the different applications is to optimize different lighting parameters of different lighting variants of a lighting unit by deliberately weakening “stronger” lighting variants.
  • the parameters to be optimized in the spectrally selective case can be, for example, an identical brightness impression or identical light output powers despite different colors.
  • this can be, for example, the time until reaching a e.g. normative limit value of a lighting dose. This is made possible by the introduction of new, significantly more efficient light sources and the associated lower thermal power loss that has to be managed.
  • Devices are sufficiently known from the prior art that have several color and / or geometric lighting variants. This also applies to ophthalmic devices, especially for examination and documentation on the eye, such as fundus cameras and slit lamps.
  • these devices In addition to the classic white lighting, these devices usually also contain settings for other lighting, e.g. B. for a blue Be lighting for fluorescence excitation, and a red-free lighting for contrast enhancement in the representation of blood vessels.
  • B. blue Be lighting for fluorescence excitation
  • red-free lighting for contrast enhancement in the representation of blood vessels.
  • gray or cold glass filters are also available to quickly and specifically target the Reduce brightness by a predetermined amount or suppress a portion of near-infrared light that is not required for diagnosis. Such devices rarely also include red lighting for the examination area.
  • the devices it is often possible for the devices to provide different geometric apertures for shaping the illumination field. This can e.g. in the fundus cameras a setting for lighting with small pupils or with a slit lamp column differently fixed width or ring or rectangular diaphragms with ver different geometric dimensions.
  • the user can have different, spectrally optimized lighting variants, e.g. the anterior segment of the eye (transparent media) and the posterior segment of the eye (through bleeding tissue).
  • different, spectrally optimized lighting variants e.g. the anterior segment of the eye (transparent media) and the posterior segment of the eye (through bleeding tissue).
  • the same (multi-spectral / broadband) lighting source is almost always used for the different colored lighting.
  • the different colors are then selected by pivoting various filters into the illuminating beam path, which suppresses the undesired spectral light components. This inevitably means that the light distributions appear differently bright because one or more spectral areas are suppressed.
  • Incandescent and halogen lamps are used as the lighting source, which generate the light through the glow emission of an electrically heated filament (thermal radiators).
  • thermal emitters with a visible useful light component of only approx. 5% energy conversion is very low, so that only a light yield in the range of 10 to 30 Im / W can be achieved.
  • the largest proportion of The energy used is emitted to the environment in the form of long-wave and therefore invisible thermal radiation.
  • DE 103 14 944 A1 describes an arc lamp-based lighting and irradiation unit for ophthalmic devices.
  • Optical filters, diaphragms and / o optoelectronic light modulators are used to generate special lighting patterns and / or profiles.
  • thermal emitters as a source of illumination has the disadvantage that the heat radiation from the device must be dissipated in a targeted manner to the environment without creating a burden / hazard for the operator or patient.
  • the "neutral”, white illumination generates the highest radiation exposure of the eye. All other light distributions are usually based on this maximum possible light intensity and are therefore usually significantly reduced. This leads to the The maximum available intensity, e.g. for fluorescence excitation, is relatively low, since large spectral ranges of the spectrum emitted by the illumination source are suppressed by filters. Recently, however, other lighting sources, such as LEDs, have prevailed, which use quantum processes to generate light and achieve a significantly greater light output of 60 to 160 Im / W. In addition, the proportion of useful light is significantly increased by approx. 30%. In this way, the electrical power to be made available for the same luminous flux can be reduced by approx. 80-85%. Since a smaller part of the electrical power is converted into heat, the light sources do not reach temperatures that are nearly as high and the resulting waste heat is much easier to control.
  • DE 10 2006 010 105 A1 which describes an ophthalmic device with homogeneous illumination.
  • spectrally selectively emitting radiation sources on an organic or inorganic basis such as, for example, LEDs, SLDs, lasers or OLEDs, are used as the illumination source.
  • Different colors for the lighting can be generated here by targeted control of individual or several radiation sources, whereby these can emit broadband, narrowband or even monochromatic spectra.
  • the optical power and / or the geometry of the light emitted by the individual radiation sources must be determined, monitored and, if necessary, corrected.
  • Ophthalmological devices are also known from the prior art, the lighting unit of which includes means for changing or adapting the amount of lighting light to different situations.
  • the different colored illuminations should have the "same" brightness impression or the normatively maximum permissible illuminance should be complied with.
  • the present invention is based on the object of developing a lighting unit for ophthalmic devices that eliminates the disadvantages of the known solutions, so that different lighting variants with regard to their light output power are at least approximately the same or optimized for their specific application. Furthermore, compliance with the provisions regarding the maximum permissible radiation exposure of the eye should be guaranteed under all conditions.
  • This object is achieved according to the invention with the device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for devices, consisting of a lighting source and a filter exchange unit with different spectral filters and / or a diaphragm interchangeable unit with diaphragms of different aperture for generating different lighting variants with defined spectral and / or geometric lighting distributions, characterized in that in addition to the spectral filters and / or diaphragms present in the filter and / or diaphragm interchangeable unit, there is at least one additional filter for targeted attenuation of the lighting distribution of one of the lighting variants.
  • the object is achieved by the features of the independent claims. Preferred further developments and refinements are the subject of the dependent claims.
  • filters for attenuating the higher-energy lighting variants which are designed as gray filters and have no or only a slight influence on the spectral (s) and / or geometric (s) property (s) of the respective gen spectral filter (s) / apertures.
  • the (weakened) spectral characteristic is essential here.
  • the filters for attenuation can be made of glass, plastic, gel or other materials.
  • Another advantageous embodiment relates to the arrangement of the additional filters for attenuation, these can for example:
  • the additionally present filters for attenuation are dimensioned in such a way that all lighting variants are approximately the same with regard to their light output power or another parameter, such as, for example, a “same” brightness impression.
  • the proposed lighting unit is intended for ophthalmic devices, in particular for examination and documentation, such as fundus cameras, surgical microscopes and slit lamps.
  • the solution can also be used wherever a lighting source and different filters and / or diaphragms are to be used to generate lighting variants with approximately the same or application-specific light intensity.
  • Figure 1 the relative energy emitted by a lighting source for lighting variants generated by means of spectral filters
  • Figure 2 the relative energy emitted by a lighting source for lighting variants produced by means of spectral filters and a filter for attenuation
  • Figure 3 the relative energy emitted by a lighting source for lighting variants generated by means of spectral filters and filters for attenuation
  • FIG. 4 the relative energy emitted by a lighting source for lighting variants generated by means of different apertures
  • FIG. 5 the relative energy emitted by a lighting source for the energy distribution generated by means of two different diaphragms and a filter for attenuating the higher-energy lighting variant
  • FIG. 6 the relative energy emitted by an illumination source for illumination variants produced by means of various diaphragms and filters for attenuation and their exemplary dimensioning.
  • the proposed device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for devices consists of a lighting source, a filter changing unit with different spectral filters and / or a diaphragm changing unit with diaphragms of different apertures for generating different lighting variants with defined spectral and / or geometric Lighting distributions.
  • At least one additional filter for the targeted attenuation of the lighting distribution of a lighting variant is available.
  • FIG. 1 shows the relative energy emitted by an illumination source for illumination variants generated by means of spectral filters. While the lighting variant “White 1” corresponds to the spectrum of the lighting source, the lighting variants “White 2", “Green”, “Red” and “Blue” result from the lighting source with the help of different spectral filters. Since the lighting variant “White 1" corresponds to the spectrum of the lighting source (without an additional filter), its energy content is clearly the highest. It should be noted that the energy content of the respective lighting variant turns out to be smaller, the narrower the corresponding spectral filter is. Due to the different filter characteristics and the spectrally dependent energy content, there are significantly different, but increasingly smaller, energy emissions in the individual lighting variants.
  • the invention is based on the idea of specifically weakening the high-energy spectral lighting variants, which thus also define the maximum radiation exposure for the eye.
  • Raising the radiation output of the lighting source while adhering to the limit value for the maximum radiation exposure after weakening the high-energy lighting variants then inevitably means that the output of the light source and thus all other lighting variants can be increased and thus optimized or increased for the respective application .
  • At least one additional attenuating element for. B. a neutral filter to attenuate the most energetic lighting variant IN ANY.
  • FIG. 2 shows the relative energy emitted by an illumination source for illumination variants generated by means of spectral filters and a filter for attenuation.
  • the lighting variant "White 1" (spectrum of the lighting source) has an additional ches filter to weaken it.
  • the filter is dimensioned so that the energy content of the “White 1” lighting variant is identical to that of the “White 2” lighting variant.
  • the attenuation of the most energetic lighting variant "White 1" is generally compensated by increasing the radiation power of the lighting source in the specific example by a factor of 2.1.
  • FIG. 3 shows the relative energy emitted by an illumination source for the attenuation generated by means of spectral filters and filters. lighting variants, whereby only the least energy-efficient lighting variant has no attenuating filter. It should be noted that the lighting variant with the lowest energy consumption (in our example lighting variant "red”) defines the overall brightness and all other lighting variants are to be supplemented with appropriately dimensioned filters and thus appropriately weakened. The absolute radiation output of the lighting source must then be increased accordingly.
  • FIG. 3 shows that it is possible for all lighting variants to emit at least approximately the same energy.
  • the lighting variant with the weakest energy is not further weakened according to the invention. All other lighting variants are correspondingly attenuated in accordance with their stronger transmission compared to the least energy-efficient lighting variant.
  • FIG. 3 contains an additional scale on the right-hand side which describes the optical densities OD of the filters for attenuation.
  • the corresponding values are shown in the diagram as bars.
  • the radiation output of the lighting source must be increased by a factor of 4.5 in this example.
  • the correspondingly larger waste heat must be discharged in a controlled manner.
  • the additionally present filters for attenuation are designed in such a way that they do not influence the spectral properties of the respective spectral filters. Both different functionalities (spectral characteristics and transmission) can, however, also be integrated in one optical component.
  • the additional filters for attenuation can be designed in different ways and integrated into the device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for ophthalmological devices.
  • the additional filters are integrated into a further filter change unit, this can for example be arranged in the optical beam path collinear with the filter change unit with the spectral filters.
  • the additional IN ANY those filters for attenuation in the form of z. B. thin reflector / absorber layers can be applied to the respective spectral filter.
  • the additional filters it is crucial whether they are used only to allow all lighting variants to emit approximately the same energy, or whether the lighting variants can be optimized for their respective application with the aid of the filters. To do this, the input intensity of the lighting source and the dependency of the energy distributions of the individual lighting variants must be known.
  • the attenuating filters are designed as gray filters and consist of glass, plastic, gel or other materials.
  • the light distribution to be achieved can be optimized in particular according to the energy, the perception of brightness, the V () curve or some other useful variable.
  • FIG. 4 shows the relative energy emitted by an ideally homogeneous lighting source for lighting variants generated by means of different diaphragms.
  • diaphragms with circular apertures each with half the diameter are assumed. As the aperture decreases, the relative energy emitted also decreases.
  • the invention is based on the idea of deliberately weakening the energy-rich lighting variants with larger apertures, which thus also define the maximum radiation load for the eye.
  • Raising the radiation output of the lighting source while maintaining the limit value for the maximum radiation exposure after weakening the high-energy lighting variants inevitably means that the output of the light source and thus all other lighting variants can be increased and thus optimized or increased for the respective application is.
  • there is at least one additional attenuating element for example a neutral density filter to attenuate the most energetic lighting variant (with the largest aperture).
  • FIG. 5 shows the relative energy emitted by an illumination source for the illumination variant generated by means of a diaphragm 1 and a filter for attenuation.
  • the diameters of the apertures are halved.
  • the attenuation of the most energetic lighting variant with aperture 1 is basically compensated for by increasing the radiation power of the lighting source in the specific example by a factor of 4.
  • FIG. 6 shows the relative energy emitted by a lighting source for lighting variants generated by means of various diaphragms and filters for attenuation, with only the lighting variant with the lowest energy having no attenuating filter. It should be noted that the lighting variant with the lowest energy consumption (in our example:
  • Aperture d 1 mm
  • FIG. 6 shows that it is possible for all lighting variants with diaphragms to emit at least approximately the same dose.
  • the lighting variant with the weakest energy is not further weakened according to the invention. All other lighting variants are attenuated in accordance with their stronger transmission compared to the least energy-efficient lighting variant.
  • FIG. 6 contains an additional scale on the right-hand side which describes the optical densities OD of the filters for attenuation.
  • the corresponding values are in the diagram as Bar shown.
  • the radiation power of the lighting source must be increased by a factor of 256 in this example.
  • the correspondingly larger waste heat must be discharged in a controlled manner.
  • the additionally present filters for attenuation are designed in such a way that they do not influence the spectral properties of the respective lighting variants.
  • Both different functionalities spectral characteristics and transmission
  • the additional filters for attenuation can be designed in different ways and integrated into the device for optimizing the lighting variants of a lighting unit for ophthalmological devices.
  • the preferred embodiment of the invention is a direct (mechanical) assignment of the attenuating filter to the corresponding diaphragms of the lighting variants.
  • the apertures do not necessarily have to be circular, but can also be rectangular or shaped differently. The area that is released for light to pass through is decisive. It is thus also possible to include ring-shaped apertures (circular aperture with an inner intranspa pension area) in this consideration.
  • variable transmission e.g. 100% in the middle and then with a distance from the middle, e.g. linear or bell-shaped decreasing transmission
  • variable transmission e.g. 100% in the middle and then with a distance from the middle, e.g. linear or bell-shaped decreasing transmission
  • a lighting unit for ophthalmic devices is made available, with which existing lighting variants can be optimized with regard to their light output power or an "equal" brightness impression.
  • the invention represents an exclusively hardware-based solution for a lighting unit, which thus offers considerable cost and simplification advantages over known software or sensor-based solutions. This massively reduces the potential risk of failure / failure, which is also reflected in the manufacturing and development costs.
  • the higher thermal load resulting from the increase in the radiation output of the lighting source can be compensated for by choosing a suitable lighting source.
  • Compliance with the limit values for the maximum radiation exposure for the eye is determined when dimensioning the neutral density filter for attenuation and no longer needs to be measured or checked during operation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit der die verschiedenen Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit, insbesondere für ophthalmologische Geräte, hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung oder eines anderen Parameters optimiert werden können. Die vorgeschlagene Vorrichtung besteht dazu aus einer Beleuchtungsquelle, einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeugung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen. Erfindungsgemäß ist neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer Beleuchtungsvariante vorhanden. Die vorgeschlagene Beleuchtungseinheit ist für ophthalmologische Geräte, insbesondere zur Untersuchung und Dokumentation, wie beispielsweise Funduskameras, Operationsmikroskope und Spaltlampen vorgesehen. Allerdings kann die Lösung auch überall dort angewendet werden, wo mit einer Beleuchtungsquelle und verschiedenen Filtern und/oder Blenden Beleuchtungsvarianten mit einer annähernd gleichen bzw. anwendungsspezifischen Lichtintensität erzeugt werden sollen.

Description

Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit der die verschiedenen Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte, insbesondere für ophthalmologische Geräte, hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung oder ei nes anderen Parameters, wie z. B. eines„gleichen" Helligkeitseindruckes oder der maximal zulässiger Beleuchtungsstärke optimiert werden können.
Grundlegende Idee für die unterschiedlichen Anwendungsfälle ist es, unter schiedliche Beleuchtungsparameter verschiedener Beleuchtungsvarianten ei ner Beleuchtungseinheit durch gezieltes Abschwächen„stärkerer“ Beleuch tungsvarianten zu optimieren. Als zu optimierende Parameter können im spektral selektiven Fall (verschiedene Farben) beispielsweise ein identischer Helligkeitseindruck oder identische Lichtausgangsleistungen trotz verschiede ner Farben sein. Im geometrisch selektiven Fall (verschiedene Aperturen) kann dies beispielsweise die Zeit bis zum Erreichen eines z.B. normativen Grenzwerts einer Beleuchtungsdosis sein. Dies wird durch die Einführung neu artiger, deutlich effizienterer Lichtquellen und die damit einhergehende gerin gere zu managende thermische Verlustleistung ermöglicht.
Aus dem Stand der Technik sind Geräte hinreichend bekannt, die über mehrere farblich und/oder geometrisch Beleuchtungsvarianten verfügen. Dies gilt auch für ophthalmologische Geräte, insbesondere zur Untersuchung und Dokumen tation am Auge, wie beispielsweise Funduskameras und Spaltlampen.
Diese Geräte beinhalten neben der klassischen weißen Beleuchtung meist noch Einstellungen für andere Beleuchtungen, so z. B. für eine blaue Be leuchtung zur Fluoreszenzanregung, und eine rot-freie Beleuchtung zur Kontrastverstärkung bei der Darstellung von Blutgefäßen. Manchmal sind auch noch Grau- oder Kaltglasfilter verfügbar, um schnell und gezielt die Helligkeit um ein vorbestimmtes Maß abzusenken bzw. einen nicht zur Di agnose benötigten Anteil nah-infraroten Lichts zu unterdrücken. Eher sel ten beinhalten derartige Geräte auch noch eine rote Beleuchtung für das Untersuchungsfeld.
Zusätzlich ist es häufig möglich, dass die Geräte auch noch unterschiedli che geometrische Aperturen zur Formung des Beleuchtungsfelds bereit stellen. Dies kann z.B. bei der Funduskameras eine Einstellung zur Be leuchtung bei kleiner Pupille oder bei eine Spaltlampe Spalte unterschied lich fester Breite oder aber ring- oder rechteckförmige Blenden mit ver schiedenen geometrischen Abmessungen sein.
Es ist möglich, dass dem Nutzer unterschiedliche, dem Anwendungsfeld entsprechend spektral optimierte Beleuchtungsvarianten, z.B. vorderer Au genabschnitte (transparente Medien) und hinterer Augenabschnitt (durch blutetes Gewebe), zurVerfügung gestellt werden.
Für die verschiedenfarbige Beleuchtungen wird fast immer die gleiche (multi spektrale/breitbandige) Beleuchtungsquelle verwendet. Die Auswahl der unterschiedlichen Farben erfolgt dann durch das Einschwenken verschiede ner Filter in den Beleuchtungsstrahlengang, wodurch die unerwünschten spektralen Lichtanteile unterdrückt werden. Dies führt zwangsweise dazu, dass die Lichtverteilungen unterschiedlich hell erscheinen, weil ein oder mehrere Spektral bereiche unterdrückt werden.
Als Beleuchtungsquelle werden beispielsweise Glüh- und Halogenlampen verwendet, die das Licht durch Glühemission eines elektrisch aufgeheizten Glühdrahts erzeugen (thermische Strahler). Allerdings ist die Energieeffizi enz dieser thermischen Strahler mit einem sichtbaren Nutzlichtanteil von nur ca. 5% Energiekonversion sehr niedrig, so dass lediglich eine Lichtaus beute im Bereich von 10 bis 30 Im/W erzielbar ist. Der größte Anteil der eingesetzten Energie wird in Form von langwelliger und damit unsichtbarer Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben.
Beispielhaft wird hierzu auf die DE 103 14 944 A1 verwiesen, die eine auf einer Bogenlampe basierende Beleuchtungs- und Bestrahlungseinheit für ophthalmologische Geräte beschreibt. Zur Erzeugung spezieller Beleuch tungsmuster und/oder Profile finden hierbei optische Filter, Blenden und/o der optoelektronische Lichtmodulatoren Verwendung.
Die Verwendung derartiger thermischer Strahler als Beleuchtungsquelle hat neben der genannten schlechten Energieeffizienz den Nachteil, dass die Wärmestrahlung vom Gerät gezielt an die Umgebung abgeführt werden muss, ohne dabei eine Belastung/Gefährdung für den Bediener oder Pati enten zu erzeugen.
Dieser Sachverhalt führt bei derartigen Beleuchtungsquellen neben erhöh ten Kosten für Bauraum und Wärmeschutzmaßnahmen zu einer reduzier ten, erreichbaren maximalen Beleuchtungsstärke. Maximal zulässige Lichtintensitäten sind in Abhängigkeit von der Lichtverteilung für die Nut zung medizinischer Diagnosegeräte am Auge z. B. in der ISO 15004- 2:2007 (Ophthalmische Instrumente - Grundlegende Anforderungen und Prüfverfahren - Teil 2: Schutz gegen Gefährdung durch Licht) festgelegt.
Für die ophthalmologischen Geräte mit nur einer Beleuchtungsquelle er zeugt die„neutrale", weiße Beleuchtung die höchste Strahlenbelastung des Auges. Alle anderen Lichtverteilungen basieren in der Regel auf dieser maximal möglichen Lichtintensität und sind daher im Regelfall deutlich re duziert. Dies führt dazu, dass die maximale zur Verfügung stehende Inten sität z. B. zur Fluoreszenzanregung relativ niedrig ist, da große Spektralbe reiche des von der Beleuchtungsquelle emittierten Spektrums durch Filter unterdrückt werden. In letzter Zeit haben sich jedoch weitere Beleuchtungsquelle, wie beispiels weise LEDs durchgesetzt, die zur Lichterzeugung Quantenprozesse nutz ten und eine erheblich größere Lichtausbeute von 60 bis 160 Im/W errei chen. Zusätzlich ist ihr Nutzlichtanteil mit ca. 30% deutlich erhöht. Somit kann die für einen gleichen Lichtstrom zur Verfügung zu stellende, elektri sche Leistung um ca. 80-85 % reduziert werden. Da ein geringerer Teil der elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt wird, erreichen die Leucht mittel bei weitem nicht so hohe Temperaturen und die entstehende Ab wärme lässt sich somit sehr viel leichter kontrollieren.
Hierzu wird auf die DE 10 2006 010 105 A1 verwiesen, die ein ophthalmo- logisches Gerät mit homogener Beleuchtung beschreibt. Als Beleuchtungs quelle werden hierbei spektralselektiv emittierende Strahlungsquellen auf organischer oder anorganischer Basis, wie beispielsweise LEDs, SLDs, Laser oder OLEDs verwendet. Unterschiedliche Farben für die Beleuch tung lassen sich hierbei durch gezielte Ansteuerung einzelnen oder mehre rer Strahlungsquellen erzeugen, wobei diese breitbandige, schmalbandige oder auch monochromatische Spektren emittieren können. Auch bei dieser Lösung ist es erforderlich die Strahlenbelastung des Auges so gering wie möglich und innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Dazu muss die optische Leistung und/oder die Geometrie des von den einzelnen Strah lungsquellen emittierten Lichtes ermittelt, überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden.
Aus dem Stand der Technik sind auch ophthalmologische Geräte bekannt, deren Beleuchtungseinheit über Mittel zur Veränderung bzw. Anpassung der Beleuchtungslichtmenge an unterschiedliche Situationen beinhaltet. Dies erfolgt indem der, aus einer Mehrzahl von Filtertypen und/oder Blen dentypen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften ausgewählte und in den optischen Weg des Beleuchtungssystems eingeschwenkte Filter- /Blendentyp detektiert und die Beleuchtungslichtquelle derart gesteuert wird, dass die Beleuchtungslichtmenge automatisch auf einen Betrag ein stellbar ist, der dem detektierten Filter-/Blendentyp entspricht. Dadurch sol len die farbig unterschiedlichen Beleuchtungen einen„gleichen" Hellig keitseindruck erhalten bzw. die normativ maximal zulässige Beleuchtungs stärke eingehalten werden.
Hierzu ist jedoch anzumerken, dass die ständige Veränderung der Be leuchtungslichtmenge bei notwendigen Sicherheitsanalysen hinsichtlich der maximalen Strahlenbelastung des Auges zu einem Problem führen kann. Der Nachweis einer, unter allen Umständen fehlerfreien und damit ungefährlichen Funktion ist nur mit einem erhöhten Aufwand und unter Umständen gar nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Beleuchtungsein heit für ophthalmologische Geräte zu entwickeln, die die Nachteile der bekann ten Lösungen behebt, so dass unterschiedliche Beleuchtungsvarianten hinsicht lich deren Lichtausgangsleistung zumindest annähernd gleich bzw. für deren spezielle Anwendung optimiert sind. Weiterhin soll die Einhaltung der Bestim mungen bezüglich der maximal zulässigen Strahlenbelastung des Auges unter allen Bedingungen gewährleistet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für Geräte, bestehend aus ei ner Beleuchtungsquelle und einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschied licher Apertur zur Erzeugung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definier ten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen, dadurch ge kennzeichnet, dass neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Fil ter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer der Beleuch tungsvarianten vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen An sprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante eines ophthalmologischen Gerätes vorhanden.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere zusätzliche Fil ter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvarianten vorhanden, die als Graufilter ausgeführt sind und keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die spektrale(n) und/oder geometrische(n) Eigenschaft(en) des/der jeweili gen Spektralfilter(s)/Blenden haben. Essentiell ist dabei die (abgeschwächte) spektrale Charakteristik. Dabei können die Filter zur Abschwächung aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch anderen Materialien bestehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltung betreffen die Anordnung der zusätzlichen Fil ter zur Abschwächung, diese können beispielsweise:
• in eine weitere Wechseleinheit integriert sein,
• dem jeweiligen Spektralfilter und/oder der jeweiligen Blende zugeordnet und mit in die jeweilige Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit integriert sein oder
• in Form einer (dünnen) Reflektor- oder Absorberschicht auf das jeweilige Spektralfilter bzw. die entsprechende Blende aufgebracht sein.
Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so dimensioniert, dass alle Beleuchtungsvarianten hinsichtlich deren Lichtaus gangsleistung oder eines anderen Parameters, wie beispielsweise eines„glei chen" Helligkeitseindruckes, annähernd gleich sind. Die vorgeschlagene Beleuchtungseinheit ist für ophthalmologische Geräte, ins besondere zur Untersuchung und Dokumentation, wie beispielsweise Fundus kameras, Operationsmikroskope und Spaltlampen vorgesehen. Allerdings kann die Lösung auch überall dort angewendet werden, wo mit einer Beleuchtungs quelle und verschiedenen Filtern und/oder Blenden Beleuchtungsvarianten mit einer annähernd gleichen bzw. anwendungsspezifischen Lichtintensität erzeugt werden sollen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher be schrieben. Dazu zeigen
Figur 1 : die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern erzeugte Beleuchtungsvarianten,
Figur 2: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und einem Filter zur Abschwächung er zeugte Beleuchtungsvarianten,
Figur 3: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und Filtern zur Abschwächung erzeugte Be leuchtungsvarianten,
Figur 4: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden erzeugte Beleuchtungsvarianten,
Figur 5: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels zweier verschiedener Blenden und einem Filter zur Ab schwächung der energiereicheren Beleuchtungsvariante erzeugte Energieverteilung und Figur 6: die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden und Filtern zur Abschwächung er zeugten Beleuchtungsvarianten und deren exemplarischen Di mensionierung.
Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten ei ner Beleuchtungseinheit für Geräte besteht aus einer Beleuchtungsquelle, einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blen- den-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeugung ver schiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geomet rischen Beleuchtungsverteilungen.
Erfindungsgemäß ist neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Fil ter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer Beleuch tungsvariante vorhanden.
Beispielhaft wird im Weiteren eine detaillierte Beschreibung des erfindungsge mäßen Verfahrens zur Optimierung von Beleuchtungsvarianten gegeben. Eine vergleichbare Beschreibung bei der Nutzung von Blenden mit unterschiedlichen Aperturen wird weiter unten gegeben.
Einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend ist mindestens ein zu sätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuch tungsvariante eines ophthalmologischen Gerätes vorhanden.
Flierzu zeigt die Figur 1 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern erzeugte Beleuchtungsvarianten. Während der Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ dem Spektrum der Beleuchtungsquelle entspricht, ergeben sich die Beleuchtungsvarianten„Weiß 2“,„Grün“,„Rot“ und„Blau“ mit Hilfe verschiedener Spektralfilter aus der Beleuchtungsquelle. Da die Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ dem Spektrum der Beleuchtungsquelle (ohne zusätzliches Filter) entspricht, ist dessen Energiegehalt deutlich am größten. Es ist festzustellen, dass der Energiegehalt der jeweiligen Beleuch tungsvariante umso kleiner ausfällt, je schmalbandiger das entsprechende Spektralfilter ist. Bedingt durch die unterschiedlichen Filtercharakteristiken und den spektralabhängigen Energiegehalt kommt es zu den deutlich unter schiedlichen, aber immer kleineren Energieabstrahlungen in den einzelnen Beleuchtungsvarianten.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die energiereichen spektralen Beleuch tungsvarianten, die damit auch die maximale Strahlenbelastung für das Auge definieren, gezielt abzuschwächen.
Ein Anheben der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle unter Einhaltung des Grenzwertes für die maximale Strahlenbelastung nach Abschwächung der energiereichen Beleuchtungsvarianten führt dann zwangsläufig dazu, dass die Leistung der Lichtquelle und damit aller anderen Beleuchtungsvari anten angehoben werden kann und damit für die jeweilige Anwendung opti miert bzw. erhöht ist.
Erfindungsgemäß ist neben den in der Filterwechseleinheit vorhandenen Spekt ralfiltern mindestens ein zusätzliches abschwächendes Element, z. B. ein Neut ralfilter zur Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante vorhan den.
Hierzu zeigt die Figur 2 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und einem Filter zur Abschwächung er zeugte Beleuchtungsvarianten.
Im Unterschied zu der in Figur 1 gezeigten Darstellung verfügt die Beleuch tungsvariante„Weiß 1“ (Spektrum der Beleuchtungsquelle) über ein zusätzli- ches Filter zu dessen Abschwächung. Dabei ist das Filter beispielhaft so be messen, dass der Energiegehalt der Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ identisch mit dem der Beleuchtungsvariante„Weiß 2“ ist. In diesem konkreten Beispiel hat die optische Dichte des Filters einen Wert von OD=0,32. Es ist neben einer Optimierung auf den Energiegehalt auch möglich den visuellen Helligkeitsein druck anzugleichen.
Die Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ wird grundsätzlich durch eine Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle im konkreten Beispiel um den Faktor 2,1 kompensiert.
Nach dieser Erhöhung ist die Energie der Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ iden tisch mit der Eingangssituation dargestellt in Figur 1 (ohne Filter, ohne erhöhte Abstrahlleistung). Es ist allerdings zu erkennen, dass die Energien aller ande ren Beleuchtungsvarianten damit ebenfalls um den Faktor 2,1 angehoben wur den.
Vorzugsweise sind jedoch mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvarianten und besonders bevorzugt für alle au ßer der energieschwächsten Beleuchtungsvariante vorhanden.
Dem erfindungsgemäßen Gedanken entsprechend ist es auch möglich alle Beleuchtungsvarianten mit zumindest annähernd gleicher Energie leuchten zu lassen. Dazu ist es erforderlich alle, bis auf die energieschwächste Beleuch tungsvariante sinnvoll durch zusätzliche Filter abzuschwächen und die Ab strahlleistung der genutzten Beleuchtungsquelle unter Beachtung des Grenz wertes für die maximale Strahlenbelastung am Auge um einen entsprechen den Wert zu erhöhen.
Flierzu zeigt die Figur 3 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Spektralfiltern und Filter zur Abschwächung erzeugte Be- leuchtungsvarianten, wobei lediglich die energieschwächste Beleuchtungsvari ante über kein abschwächendes Filter verfügt. Es ist zu beachten, dass die energieschwächste Beleuchtungsvariante (in unserem Beispiel Beleuchtungs variante„Rot“) die Gesamthelligkeit definiert und alle anderen Beleuchtungsva rianten um entsprechend dimensionierte Filter zu ergänzen und damit passend abzuschwächen sind. Die absolute Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle muss dann entsprechend erhöht werden.
Nur der Vollständigkeit halber wird hier erwähnt, dass man auch die schwäch ste Beleuchtungsvariante noch durch ein zusätzliches Filter ergänzen kann, wenn dies auch technisch nicht unbedingt sinnvoll erscheint.
Im Ergebnis zeigt die Figur 3, dass es möglich ist, dass alle Beleuchtungsvari anten zumindest annähernd die gleiche Energie emittieren. Die energie schwächste Beleuchtungsvariante wird erfindungsgemäß nicht weiter abge schwächt. Alle anderen Beleuchtungsvarianten werden entsprechend ihrer, im Vergleich zu dem energieschwächsten Beleuchtungsvariante, stärkeren Trans mission entsprechend abgeschwächt.
Im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 enthält die Figur 3 auf der rechten Seite eine zusätzliche Skala, die die optischen Dichten OD der Filter zur Ab schwächung beschreibt. Die entsprechenden Werte sind im Diagramm als Balken dargestellt. Um für die Beleuchtungsvariante„Weiß 1“ die ursprüngli che Abstrahlenergie (Figur 1 ) zu erreichen, muss in diesem Beispiel die Ab strahlleistung der Beleuchtungsquelle um den Faktor 4,5 erhöht werden. Die entsprechend größere Abwärme ist kontrolliert abzuführen.
Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so ausgebildet, dass sie die spektralen Eigenschaften der jeweiligen Spektralfilter nicht beeinflussen. Beide verschiedene Funktionalitäten (spektrale Charakteris tik und Transmission) können allerdings auch in einem optischen Bauelement integriert sein. Die zusätzlichen Filter zur Abschwächung können in unterschiedlicher Weise ausgeführt und in die Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für ophthalmologische Geräte integriert werden.
So ist es möglich die zusätzlich vorhandenen Filter in eine weitere Filterwechse leinheit oder dem jeweiligen Spektralfilter zuzuordnen und mit in die Filterwech seleinheit zu integrieren.
Werden die zusätzlichen Filter in eine weitere Filterwechseleinheit integriert, so kann diese beispielsweise im optischen Strahlengang kollinear zu der Fil terwechseleinheit mit den Spektralfiltern angeordnet werden.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend können die zusätzlich vorhan denen Filter zur Abschwächung in Form von z. B. dünnen Reflektor-/Absorber- schichten auf das jeweiligen Spektralfilter aufgebracht sein.
Für die Dimensionierung der zusätzlichen Filter ist entscheidend, ob diese le diglich dazu dienen alle Beleuchtungsvarianten eine annähernd gleiche Energie abstrahlen zu lassen, oder ob die Beleuchtungsvarianten mit Hilfe der Filter für ihre jeweilige Anwendung zu optimieren sind. Dazu muss die Eingangsintensität der Beleuchtungsquelle und die Abhängigkeit der Energieverteilungen der ein zelnen Beleuchtungsvarianten bekannt sein.
Erfindungsgemäß sind die abschwächenden Filter als Graufilter ausgeführt und bestehen aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch anderen Materialien.
Obwohl lediglich Ausführungsbeispiele für die Abschwächung eines oder alle außer dem energieschwächsten Beleuchtungsvarianten beschrieben wurden, ist es selbstverständlich möglich eine beliebige Anzahl von Beleuchtungsvarian ten mittels Filter abzuschwächen. Es ist also nicht notwendig alle vorhandenen Beleuchtungsvarianten zu managen. Vielmehr können auch nur zwei oder meh rere optimiert und die verbleibenden entsprechend ihrer vorhandenen Leucht stärke genutzt werden.
Die zu erreichende Lichtverteilung kann insbesondere nach der Energie, nach dem Helligkeitsempfinden, nach der V( )-Kurve oder nach einer anderen nützli chen Größe optimiert werden.
Einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend ist mindestens ein zu sätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der energiereichsten Beleuch tungsvariante mit der größten Beleuchtungsapertur bzw. Blende eines ophthal- mologischen Gerätes vorhanden.
Hierzu zeigt die Figur 4 die von einer idealerweise homogenen Beleuchtungs quelle, für mittels verschiedener Blenden erzeugte Beleuchtungsvarianten, emittierte relative Energie. Beispielhaft werden hierfür Blenden mit kreisförmi gen Aperturen mit jeweils halbem Durchmesser angenommen. Mit sinkender Apertur verringert sich auch die emittierte relative Energie.
Der Erfindung liegt auch hier die Idee zugrunde, die energiereichen Beleuch tungsvarianten mit größeren Aperturen, die damit auch die maximale Strah lenbelastung für das Auge definieren, gezielt abzuschwächen.
Ein Anheben der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle unter Einhaltung des Grenzwertes für die maximale Strahlenbelastung nach Abschwächung der energiereichen Beleuchtungsvarianten führt auch hier zwangsläufig dazu, dass die Leistung der Lichtquelle und damit aller anderen Beleuchtungsvari anten angehoben werden kann und damit für die jeweilige Anwendung opti miert bzw. erhöht ist. Erfindungsgemäß ist mindestens ein zusätzliches abschwächendes Element, beispielsweise ein Neutralfilter zur Abschwächung der energiereichsten Be leuchtungsvariante (mit der größten Apertur) vorhanden.
Hierzu zeigt die Figur 5 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels Blende 1 und einem Filter zur Abschwächung erzeugte Beleuchtungsvariante.
Im Unterschied zu der in Figur 4 gezeigten Darstellung verfügt die Beleuch tungsvariante mit Blende 1 (maximale kreisförmige Apertur, z.B. d=16 mm) über ein zusätzliches Filter zu dessen Abschwächung. Dabei ist das Filter so bemes sen, dass der Energiegehalt der Beleuchtungsvariante mit Blende 1 identisch mit der Beleuchtungsvariante mit Blende 2 (kreisförmige Apertur, d=8 mm) ist.
In diesem konkreten Beispiel sind die Durchmesser der Aperturen halbiert. Für die optische Dichte des zusätzlichen Filters für die Beleuchtungsvariante mit Blende 1 ergibt sich somit ein Wert von OD=0,6.
Die Abschwächung der energiereichsten Beleuchtungsvariante mit Blende 1 wird grundsätzlich durch eine Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungs quelle im konkreten Beispiel um den Faktor 4 kompensiert.
Nach dieser Erhöhung ist die Zeit bis zum Erreichen eines z.B. normativen Grenzwerts des Beleuchtungsvariante mit Blende 1 identisch mit der Eingangs situation dargestellt in Figur 4 (ohne Filter, ohne erhöhte Abstrahlleistung). Es ist auch zu erkennen, dass die Zeiten aller anderen Beleuchtungsvariante damit ebenfalls um den Faktor 4 angehoben wurden.
Vorzugsweise sind jedoch mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Beleuchtungsvariante und besonders bevorzugt für alle außer dem energieschwächsten Beleuchtungsvariante vorhanden. Dem erfindungsgemäßen Gedanken entsprechend ist es auch möglich alle Be leuchtungsvarianten so abzuschwächen, dass die Zeit bis zum Erreichen eines normativen Grenzwerts nahezu identisch ist. Dazu ist es erforderlich, alle, bis auf die energieschwächste Beleuchtungsvariante (kleinste Apertur) sinnvoll durch zusätzliche Filter abzuschwächen und die Abstrahlleistung der genutzten Beleuchtungsquelle unter Beachtung des Grenzwertes einen entsprechenden Wert zu erhöhen.
Hierzu zeigt die Figur 6 die von einer Beleuchtungsquelle emittierte relative Energie, für mittels verschiedener Blenden und Filter zur Abschwächung er zeugte Beleuchtungsvarianten, wobei lediglich die energieschwächste Beleuch tungsvariante über kein abschwächendes Filter verfügt. Es ist zu beachten, dass die energieschwächste Beleuchtungsvariante (in unserem Beispiel:
Apertur d=1 mm) die Gesamthelligkeit definiert und alle anderen Beleuchtungs varianten um entsprechend dimensionierte Filter zu ergänzen und damit pas send abzuschwächen sind. Die absolute Abstrahlleistung der Beleuchtungs quelle muss dann entsprechend erhöht werden. Nur der Vollständigkeit halber wird hier erwähnt, dass man auch die energieschwächste Beleuchtungsvariante noch mit einem zusätzlichen Filter versehen kann, wenn dies auch technisch nicht unbedingt sinnvoll erscheint.
Im Ergebnis zeigt die Figur 6, dass es möglich ist, dass alle Beleuchtungsvari anten mit Blenden zumindest annähernd die gleiche Dosis emittieren. Die ener gieschwächste Beleuchtungsvariante wird erfindungsgemäß nicht weiter abge schwächt. Alle anderen Beleuchtungsvarianten werden entsprechend ihrer, im Vergleich zur energieschwächsten Beleuchtungsvariante, stärkeren Transmis sion entsprechend abgeschwächt.
Im Unterschied zu den Figuren 4 und 5 enthält die Figur 6 auf der rechten Seite eine zusätzliche Skala, die die optischen Dichten OD der Filter zur Ab schwächung beschreibt. Die entsprechenden Werte sind im Diagramm als Balken dargestellt. Um für die Beleuchtungsvariante mit Blende 1 die ur sprüngliche Abstrahlenergie (Figur 4) zu erreichen, muss in diesem Beispiel die Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle um den Faktor 256 erhöht wer den. Die entsprechend größere Abwärme ist kontrolliert abzuführen.
Erfindungsgemäß sind die zusätzlich vorhandenen Filter zur Abschwächung so ausgebildet, dass sie die spektralen Eigenschaften der jeweiligen Beleuch tungsvarianten nicht beeinflussen. Beide verschiedene Funktionalitäten (spekt rale Charakteristik und Transmission) können allerdings auch in einem opti schen Bauelement integriert sein.
Die zusätzlichen Filter zur Abschwächung können in unterschiedlicher Weise ausgeführt und in die Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungseinheit für ophthalmologische Geräte integriert werden.
Bevorzugte Ausprägung der Erfindung ist dabei eine direkte (mechanische) Zu ordnung des abschwächenden Filters zu den entsprechenden Blenden der Be leuchtungsvarianten.
Die weiter oben angegebenen Möglichkeiten zur Filterpositionierung/Zuordnung gelten entsprechend.
Auch die o.a. Aussagen zur Anwendungsoptimierung der Filter gelten hier ent sprechend.
Obwohl lediglich Ausführungsbeispiele für die Abschwächung eines oder alle außer dem energieschwächsten Beleuchtungsvarianten beschrieben wurden, ist es selbstverständlich möglich eine beliebige Anzahl von Beleuchtungsvarian ten mittels Filter abzuschwächen. Es ist also nicht notwendig alle vorhandenen Beleuchtungsvarianten zu managen. Vielmehr können auch nur zwei oder meh rere optimiert und die verbleibenden entsprechend ihrer vorhandenen Leucht stärke genutzt werden. Zu bemerken ist noch, dass die Aperturen nicht notwendiger Weise eine kreisför mig sein müssen, sondern auch rechteckige oder anders geformt sein können. Entscheidend ist die dem Licht zum Durchtritt freigegebene Fläche. So ist es auch möglich ringförmige Aperturen (kreisförmige Apertur mit einem inneren intranspa renten Bereich) in dieser Betrachtung mit einzubeziehen.
Auch sind Aperturen mit variabler Transmission (z.B. in der Mitte 100% und dann mit einem Abstand zur Mitte z.B. linear oder glockenkurvenförmig abneh mender Transmission) können in diese Betrachtung mit einbezogen werden.
Abschließend wird auf weitere mögliche Varianten bei der Auswahl, Dimensi onierung und Anordnung der Filter hingewiesen, die:
• nicht zwingend Neutralfilter sind,
• nicht zwingend Volumenabsorber sind,
• als dielektrische Dünnschicht ausgebildet sein können,
• als Absorber- oder Reflektorschicht ausgebildet sein können,
• nicht notwendiger Weise transmissiv genutzt werden,
• auch reflektiv wirken können,
• auch Kombinationen der o. g. Varianten sein können
• mit einer Antireflex-Schicht versehen sein können und
• nicht notwendiger weise auf planparallelen Trägern aufgebracht sein müssen.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Beleuchtungseinheit für ophthal- mologische Geräte zur Verfügung gestellt, mit der vorhandene Beleuchtungsva rianten hinsichtlich deren Lichtausgangsleistung bzw. eines„gleichen" Hellig keitseindruckes optimiert werden können.
Mit der vorgeschlagenen Lösung ist es auch möglich die Lichtausgangsleistung der unterschiedlichen Beleuchtungsvarianten für deren spezielle Anwendung zu optimieren und dabei die Einhaltung der Bestimmungen bezüglich der maximal zulässigen Strahlenbelastung des Auges unter allen Bedingungen zu gewähr leisten.
Die Erfindung stellt eine ausschließlich hardwarebasierte Lösung für eine Be leuchtungseinheit dar, die damit erhebliche Kosten- und Vereinfachungsvorteile gegenüber bekannten Software- bzw. sensorbasierten Lösungen bietet. Da durch ist das potentielle Aus-/Fehlerfallrisiko massiv reduziert, welches sich auch in den Herstell- und Entwicklungskosten positiv niederschlägt.
Die aus der Erhöhung der Abstrahlleistung der Beleuchtungsquelle resultie rende höhere thermische Belastung kann durch die Wahl einer geeigneten Be leuchtungsquelle kompensiert werden.
Die Einhaltung der Grenzwerte für die maximale Strahlenbelastung für das Auge wird bei der Dimensionierung der Neutralfilter zur Abschwächung ermit telt und braucht während des Betriebes nicht mehr gemessen bzw. kontrolliert werden.
Damit ist diese Steuerung der Beleuchtungseinheit deutlich einfacher und preiswerter zu realisieren als bei den bekannten, oben beschriebenen Varian ten.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuch tungseinheit für Geräte, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle und einer Filter-Wechseleinheit mit unterschiedlichen Spektralfiltern und/oder einer Blenden-Wechseleinheit mit Blenden unterschiedlicher Apertur zur Erzeu gung verschiedener Beleuchtungsvarianten mit definierten spektralen und/oder geometrischen Beleuchtungsverteilungen, dadurch gekennzeichnet, dass neben den in der Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit vorhandenen Spektralfiltern und/oder Blenden mindestens ein zusätzliches Filter zur gezielten Abschwächung der Beleuchtungsverteilung einer Be leuchtungsvariante vorhanden ist.
2. Vorrichtung nach den Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vor richtung zur Optimierung der Beleuchtungsvarianten einer Beleuchtungsein heit für ophthalmologische Geräte ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zusätzliche Filter zur Abschwächung der energiereicheren Be leuchtungsverteilungen von Beleuchtungsvarianten vorhanden sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Filter für alle außer der energieschwächsten Beleuchtungsver teilung einer Beleuchtungsvariante vorhanden sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das/die zusätzlich vorhandene(n) Filter zur gezielten Abschwächung keinen Einfluss auf die spektrale(n) und/oder geometrische(n) Eigenschaft(en) des/der jeweiligen Spektralfilter(s)/Blenden haben.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das/die zusätzlich vorhandene(n) Filter in eine weitere/zusätzliche Wechsel einheit integriert sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das/die zusätzlich vorhandene(n) Filter dem jeweiligen Spektralfilter und/o der jeweiligen Blende zugeordnet und mit in die jeweilige Filter- und/oder Blenden-Wechseleinheit integriert ist/sind.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich vorhandenen Filter in Form einer dünnen Reflektor-/Absor- berschicht auf das jeweiligen Spektralfilter aufgebracht sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich vorhandenen Filter so dimensioniert sind, dass in allen Be leuchtungsvarianten eine annähernd gleiche Energie abgestrahlt wird.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich vorhandenen Filter so dimensioniert sind, dass in allen Be leuchtungsvarianten eine für ihre jeweilige Anwendung optimierte Energie abgestrahlt wird.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich vorhandenen Filter als Graufilter ausgeführt sind.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlich vorhandenen Filter aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch ande ren Materialien bestehen.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Spektralfilter und/oder Blenden, sowie die zusätzlichen Filter zur Abschwächung auf einen Träger aus Glas, Kunststoff, Gel oder auch anderen Materialien monolithisch aufgebracht sind.
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