(57)【要約】【課題】コストをかけることなく、ランプ本体から焦点までの間隔距離と、照明フィールド直径とを変更することのできる手段を伴った手術用照明装置を提供すること。【解決手段】個々の光ビーム束の軸線が中心軸線上のそれぞれ１つのポイントに配向されており、この場合前記それぞれのポイントとランプ本体の間の間隔は中心軸線方向で異ならせる。【選択図】図２
2010123563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線（１２）を有するランプ本体（４）と、
光ビーム束（Ｉ，Ｉ′,ＩＩ，ＩＩＩ）を有する少なくとも２つの照明手段（９）を含んでいる、手術用照明装置において、
個々の光ビーム束（Ｉ，Ｉ′,ＩＩ，ＩＩＩ）の軸線（ａ，ａ′，ｂ，ｃ）が中心軸線（１２）上のそれぞれ１つのポイント（１３，１３′，１３″）に配向されており、
この場合前記それぞれのポイント（１３，１３′，１３″）とランプ本体（４）の間の間隔は中心軸線（１２）方向で異なっていることを特徴とする手術用照明装置。
【請求項２】
前記個々の照明手段（９）の独立した調光、スイッチオン、スイッチオフのための手段が設けられている、請求項１記載の手術用照明装置。
【請求項３】
前記照明手段（９）は、前記中心軸線（１２）に対して垂直な１つの平面内に配設されている、請求項１または２記載の手術用照明装置。
【請求項４】
複数の照明手段（９）が設けられ、該照明手段がグループに纏められてそれぞれのポイント（１３，１３′，１３″）を照明している、請求項１から３いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項５】
１つのグループの照明手段（９）は、ランプ本体（４）に亘って均等に分割されている、請求項４記載の手術用照明装置。
【請求項６】
前記照明手段（９）は、傾斜した固定面（１５）に配設されている、請求項１から５いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項７】
１つのグループの各傾斜固定面（１５）上の垂直な軸線が中心軸線上の前記ポイント（１３，１３′，１３″）において交差している、請求項６記載の手術用照明装置。
【請求項８】
前記照明手段（９）はＬＥＤである、請求項１から７いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項９】
前記照明手段（９）は屈折器を備えたＬＥＤである、請求項１から８いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項１０】
前記照明手段（９）は反射器を備えたＬＥＤである、請求項１から７いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項１１】
制御デバイス（７）が設けられており、該制御デバイス（７）は前記照明手段（９）若しくは前記照明手段のグループを次のように調光している、すなわち個々の光ビーム束（Ｉ，Ｉ′,ＩＩ，ＩＩＩ）から生じる最大輝度を有する軸線束が中心軸線（１２）との交点を有するように調光している、請求項２から１０いずれか１項記載の手術用照明装置。
【請求項１２】
前記手術用照明装置（１）は、ランプ本体（４）と手術箇所との間の間隔距離を測定する距離測定センサと、間隔距離情報を前記制御デバイス（７）に転送する手段を含んでいる、請求項１１記載の手術用照明装置。
【請求項１３】
前記手術用照明装置（１）は、手術箇所の輝度を測定するための輝度センサと、輝度情報を前記制御デバイス（７）に転送するための手段とを含んでいる、請求項１１記載の手術用照明装置。
【請求項１４】
前記手術用照明装置（１）は、アクチュエータ機構と、アクチュエータ情報を前記制御デバイス（７）に転送するための手段とを含んでいる、請求項１２または１３記載の手術用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心軸線を有するランプ本体と、光ビーム束を有する少なくとも２つの照明手段を含んでいる手術用照明装置に関している。この装置では光ビームの焦点とランプ本体との間の間隔距離と、照明フィールドが可変であり、それ故機械的な調整デバイスはもたない。
【背景技術】
【０００２】
手術用照明装置の実施形態に対する１つの手段としていわゆるシングルリフレクタランプがある。この場合は光源がハロゲンランプか若しくはガス放電ランプであり、それらは直径が５００ｍｍ〜１０００ｍｍの大型反射器の焦点に配置されている。反射器の中心軸線上の光源のシフトによって、及び多少なりとも最適な反射器焦点からのシフト若しくは最適な反射器焦点へのシフトによって、照明フィールドの直径、すなわち手術領域において照明される領域の直径は拡大若しくは縮小され、焦点が変化する。つまり手術用ランプのランプ本体の中心軸線上での反射された光ビームが交差する最も明るい箇所と、ランプ本体との間隔距離が変化する。その場合には操作者に多大な手間をかけさせることなく、容易でかつ安全なプロセス条件を可能にさせる高価な技術が必要とされる。
【０００３】
また手術用照明装置の別の実施形態としてマルチリフレクタランプが挙げられる。この場合は、手術用照明装置が通常は中央スポットライトか若しくはランプ本体に剛性的に固定された中央光モジュールを含み、複数のヘッドランプないし光モジュールが中央のスポットライトを中心に円形に取り囲む配置構成を有している。スポットライトまたは光モジュールからの光出射方向の変更は半径方向に旋回可能な照明手段若しくは反射器を介して実現されるか、またはスポットライト全体若しくは光モジュール全体を半径方向に旋回させて調整される。それにより外部スポットライトないし光モジュールからの光ビームの焦点は中心軸線上のランプ本体からの距離を変更する。この場合にも外部照明手段、反射器または光モジュールとの同期、確実な調整のための高価な技術が必要となる。
【０００４】
手術用照明装置のさらに別の形式は照明フィールドの直径と焦点距離の調整手段なしで実施される。この場合は光技術上のデータ、すなわち照明フィールド直径と焦点が作業ポイントに対して最適に調整される。照明フィールド直径の変更はここでは手術領域からランプ本体までの距離の変更を介してのみ可能である。焦点距離の変更は不可能である。マルチレフレクタランプの使用には照明領域がもはや均一ではなくなるリスクが伴う。すなわちランプ本体と手術箇所の間の短い間隔距離のもとで個々の照明ポイントが手術箇所に照射される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、コストをかけることなく、ランプ本体から焦点までの間隔距離と、照明フィールド直径とを変更することのできる手段を伴った手術用照明装置を提供することである。、
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題は本発明により、個々の光ビーム束の軸線が中心軸線上のそれぞれ１つのポイントに配向されており、この場合前記それぞれのポイントとランプ本体の間の間隔は中心軸線方向で異ならせるようにして解決される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による手術用照明装置は照明手段の特別な配置構成と駆動制御によって照明フィールドの直径と、ランプ本体から焦点までの間隔距離とを変更する手段を提供できる。このことは機械的な調整手段なしで行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による手術用照明装置の実施例を表した透視図
【図２】種々の光ビームの走行を伴うランプ本体の断面図
【図３】照明手段の配置構成と共にランプ本体の断面を示した図
【実施例】
【０００９】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００１０】
図１には本発明による手術用照明装置１の実施例が透視図で示されている。この手術用照明装置１は支持システム２，懸架装置３，ランプ本体４を含んでいる。前記支持システム２は、天井、壁、走行式スタンドなどに固定され得る。前記支持システム２と懸架装置３によってランプ本体４は、作業半径内で、それぞれ任意の空間位置に位置付け可能であり、任意の配向も可能である。ランプ本体４の図には示していない反対側でもほぼ全面に光出射開口部が設けられ、この開口部が作動中に所定の間隔にある手術領域へ配向される。
【００１１】
ランプ本体４の非減菌的な位置付けに対してはランプ本体４の２つの半部にそれぞれ１つのグリップ５，６が設けられる。この場合ランプ本体４の２つの半部は回転不動に相互に接続されている。そのため一方の半部の旋回の際には、光出射面を常に１つの平面で維持するために、他方の半部も稼働する。
【００１２】
ランプ本体４の内部には制御デバイス７が配設されている。但しこの制御デバイス７は必ずしもランプ本体４の内部に配設されていなければならないわけではなく、ランプ本体４や懸架装置３が配設されている別個のケーシング内に設けてもよい。また代替的に次のような可能性も考えられる。すなわち制御デバイス７が図には示されていない外部の操作ユニット内に設けられていることである。この操作ユニットは医療用供給ユニット内又は壁部に設けられ得る。
【００１３】
ランプ本体４の外側には操作装置８が配設されている。但しこの操作装置８も別個のケーシング内に設けられていてもよい。この別個のケーシングは例えばランプ本体４や懸架装置４、あるいは医療用の供給ユニット若しくは壁に設けられている。
【００１４】
図２には前記ランプ本体４の断面図が示されており、このランプ本体内部には多数の照明手段９が設けられている。ランプ本体４は中央軸線１２を有しており、この中央軸線１２は照明手段９が配設されている平面に対して垂直方向に延在している。照明装置９は環状に配設されるか若しくはランプ本体４に相応する形態で配設される。
【００１５】
各照明手段９は、光を集束させるための装置を備えており、ここでは屈折器１０に備えられている。別個の屈折器１０の代わりに別個の反射器若しくは光の集束のための集積化された手段を備えた別個の照明手段が用いられていてもよい。
【００１６】
照明手段９の集束された光は、屈折器１０からそれぞれ光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩに出射する。これらの光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩはそれぞれ１つの軸線ａ，ａ′，ｂ，ｃを有している。前記光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩは、それぞれ１つの照明フィールド１１，１１′，１１″，を照明している。
【００１７】
屈折器１０を備えた照明手段９は、傾斜して配置されており、それによって各光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩの軸線ａ，ａ′，ｂ，ｃは交点１３，１３′，１３″においてそれぞれ中心軸線１２と交差している。
【００１８】
照明フィールド１１の形成は例示的に描写されたものであり、さらなる照明フィールド１１′、１１″の形成も類似のように行われる。
【００１９】
光ビーム束Ｉ，Ｉ′は、間隔距離Ｌをおいて中心軸線１２に対して垂直方向に延在している平面内にそれぞれ照明フィールドを形成している。交点１３は２つの軸線Ｉ，Ｉ′と中心軸線１２との交点、すなわち焦点であり、そのため２つの照明フィールドがカバーされ、一緒に照明フィールド１１を形成している。この照明フィールド１１は、所定の直径Ｄを有し、照明フィールドの直径に関する光強度の所定の分布を有している。これは通常は予め定められる。
【００２０】
図２には２つの照明手段９のみが示され、それらが照明フィールド１１を形成している。しかしながら照明フィールド１１は光ビーム束Ｉ，Ｉ′の束によって形成されてもよい。これは照明手段９から照射され、光出射面に亘って均一に分散し、光ビーム束Ｉ，Ｉ′の軸線ａ，ａ′が交点１３において交差する。
【００２１】
照明手段９は平面内で均一に分散されている。これはランプ本体４と手術領域の間にもたらされそれによって光ビーム束を中断させる障害物（これはシャドー形成を引き起こす）を照らし出しそれによってシャドー形成が回避されるか若しくは減衰される。
【００２２】
照明フィールド１１′、１１″の形成のための光ビーム束ＩＩ，ＩＩＩは図２においてそれぞれ照明手段９から出発して描写されているが、本願実施例では光ビーム束のそれぞれ１つの束であってもよい。これらは交点１３′、１３″において交差し、間隔距離Ｌ′、Ｌ″の中で焦点を形成している。
【００２３】
関連する基準によって定められる、ランプ本体４と手術箇所の間の１００ｃｍの間隔距離に基づいて、経験的試みにおいてそれぞれ間隔距離Ｌ＝約９０ｃｍ、Ｌ′＝約１１０ｃｍ、Ｌ″＝約１１０ｃｍが良好な値として用いられる。それらの値は固定の間隔距離として定められていてもよい。間隔距離Ｌ、Ｌ′、Ｌ″は、それぞれのランプ本体４と手術領域との間のそのつどの間隔距離に相応しており、前記手術領域に照明フィールド１１，１１′，１１″が照射される。ランプ本体４のサイズに依存してこれらの値も異なり得る。
【００２４】
それぞれの照明フィールド１１，１１′，１１″に配向されている複数の照明手段９が用いられる場合には、種々のカラーの照明手段９が用いられ得る。その場合には光から生じる色温度を所定の色温度領域に調整する手段が設けられる。
【００２５】
前記照明手段９は当該実施例においてはＬＥＤで形成されているが、しかしながら照明手段９はハロゲンランプ若しくはガス放電ランプとして、場合によってはカラーフィルタと共に構成することも可能である。
【００２６】
ランプ本体４内には図には示されていないが制御デバイス７が配設されている。この制御デバイスは、照明手段９の調光、スイッチオン、スイッチオフのための手段、例えば電流制御器、操作装置８のスイッチング及び調整素子のスイッチング及び調整情報を伝送するための手段、作動パラメータの記憶のための記憶領域、ＣＰＵを有している。このＣＰＵはスイッチング及び調整情報から、記憶されている作動パラメータを用いて、前記照明手段の調光、スイッチオン、スイッチオフのための手段に対する所要の設定量を算出若しくは確定する。
【００２７】
前記制御デバイス７は、グループ毎に駆動される複数の照明手段９に接続されている。１つのグループは同じ電力パラメータによって駆動制御される複数の照明手段９から形成されている。個々のグループはそれぞれ、その光ビームＩ，Ｉ′、ＩＩ、ＩＩＩが同じ中心軸線１２との交点１３，１３′，１３″を有している照明手段９からなっている。しかしながら、照明手段９の光ビームＩ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩが同じ交点１３，１３′，１３″に配向されている複数のグループも可能である。
【００２８】
前記制御デバイス７は操作装置８にも接続されている。この操作装置８には、
スイッチオン／スイッチオフのための素子、
間隔調整のための素子、
輝度調整のための素子、
が設けられている。
【００２９】
前記スイッチオン／スイッチオフのための素子は、当該の手術用照明装置１をスタンバイモードから作動モードへ切り替える。このスタンバイモードでは照明手段９はまだ点灯していない。その際照明手段９は調整素子の調整量に応じて駆動される。給電の遮断による完全なスイッチオフに対しては図には示されていない外部メインスイッチが設けられる。前記間隔調整のための素子は、制御デバイス７に次のような情報を与える。すなわち、ランプ本体４から照明フィールド１１，１１′，１１″までのどのような間隔距離に対して手術用照明装置が設定されるべきかに関する情報である。この間隔調整のための素子は、当該実施形態においては３つの間隔距離Ｌ，Ｌ′，Ｌ″に設定調整される。また代替的な実施形態によれば、さらに離散的な間隔距離値による間隔距離調整素子や無段階の間隔距離調整素子も可能である。
【００３０】
手術用照明装置が設計された間隔距離Ｌ，Ｌ′，Ｌ″の１つに相応している設定された間隔距離（この間隔距離で照明手段は光ビームＩ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩを配向する）で作動される場合には、当該実施例においては制御デバイス７によって照明手段９が拡大された電力で駆動制御され、前記光ビームＩ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩの軸線ａ，ａ′，ｂ，ｃはそれぞれの交点１３，１３′，１３″に配向される。それにより例えば設定される間隔距離が９０ｃｍの場合には、照明手段は光ビームＩ，Ｉ′を拡大された電力で駆動制御し、それらの軸線ａ，ａ′は間隔距離Ｌの交点１３において中心軸線１２と交差し、照明フィールド１１を手術領域において形成する。それに類似して例えば間隔距離が１００ｃｍの場合でも、照明手段９は拡大された電力で駆動制御され、光ビームＩＩを生成し、その軸線ｂは交点１３′において中心軸線１２と交差し、照明フィールド１１′が手術領域において形成される。さらに間隔距離が１１０ｃｍの場合には、照明手段９が同じように駆動制御され、該照明手段は光ビームＩＩＩを生成し、その軸線ｃは交点１３″において中心軸線１２と交差し、照明フィールド１１″が手術領域において形成される。前述した「拡大された電力で駆動制御する」とは、手術用照明装置が最大輝度に設定された場合にそれぞれの照明手段が最大出力で駆動制御されることを意味する。所定の照明強度を達成するためには、光ビームを隣接する交点１３，１３，１３″に配向する照明手段９が補足的に所定の電力で駆動される。そのつどの電力設定は、経験的に求められ、制御デバイス７に記憶される。輝度が僅かにしか設定されない場合には、電力値も相応にしか変化しない。
【００３１】
代替的な実施形態によれば、専ら照明手段９が駆動され、設計された間隔距離Ｌ、Ｌ′、Ｌ″に相応するように設定された間隔距離で光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩが配向される。
【００３２】
設計された間隔距離Ｌ、Ｌ′、Ｌ″に相応しない間隔距離に設定される場合には、代替的実施形態によれば、制御デバイス７によって照明手段９が、その光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩの軸線ａ，ａ′，ｂ，ｃの交点１３，１３′，１３″が設定された間隔距離に隣接するように駆動される。従って個々の照明手段９の輝度設定は、次のように選択される。すなわち個々の光ビーム束Ｉ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩから生じる最大輝度の軸線束とランプ本体４の中心軸線１２との交点が設定された間隔距離に相応するように選択される。例えば設定された間隔距離が間隔距離Ｌ′とＬ″の間にある場合には、光ビームＩＩ及びＩＩＩ形成する照明手段９が駆動される。光ビームＩＩ及びＩＩＩは結果として個別の光ビームＩＩ，ＩＩＩよりも大きい輝度を有する光ビームを形成する。その軸線の交点は、軸線ｂ及びｃと中心軸線１２との交点１３′と１３″の間にある。光ビームＩＩ及びＩＩＩのための照明手段９の輝度は次のように調整される。すなわち、結果として生じる光ビームの軸線が設定された間隔において中心軸線１２と交差するように調整される。例えば設定された間隔距離が"Ｌ″"に近い場合には、光ビームＩＩＩを形成照明手段９はより明るく設定され、光ビームＩＩを形成する照明手段９はより暗く設定される。また設定された間隔距離が"Ｌ′"に近い場合には、光ビームＩＩを形成する照明手段９はより明るく設定され、光ビームＩＩＩを形成する照明手段９はより暗く設定される。
【００３３】
設定した間隔距離が実際の間隔距離に相応している設定調整のもとでは照明フィールドが照明フィールドの輝度分布に関する通常の設定を充たしている。設定した間隔距離が実際の間隔距離に相応していない設定調整のもとでは、照明フィールドの輝度分布が変更される。そのため当該の手術用照明装置１は、照明フィールド内の輝度分布を操作者の要求に調整するための手段を提供する。
【００３４】
光ビームＩＩＩを増幅する場合、すなわち間隔距離設定のための素子において間隔距離Ｌ″を設定する場合には、実際の間隔距離がＬ″よりも僅かである限り照明フィールドが拡大され、照明フィールドの中心における輝度が低減される。同じように光ビームＩを増幅する場合、すなわち間隔距離設定のための素子における間隔距離Ｌを設定する場合にも実際の間隔距離がＬよりも大きい限りは照明フィールドが拡大され、照明フィールドの中心における輝度が低減される。
【００３５】
輝度設定のための素子は、手術用照明装置の設定された全輝度に関する設定情報を制御デバイス７に供給している。調光及びスイッチオン／スイッチオフのための手段は制御デバイス７によって次のように制御される。すなわち個別の照明手段９の輝度分布が不変のまま維持され、かつ総輝度がのみが変化するように制御される。
【００３６】
設定調整に対する作動パラメータは、経験的に求められ、制御デバイス７の記憶領域に記憶される。
【００３７】
別の代替的な実施形態によれば、手術用照明装置１がランプ本体４と手術箇所との間の間隔距離を測定するための間隔距離センサと、間隔距離を制御デバイス７に転送するための手段とを含んでいる。手術箇所からランプ本体４までの間隔距離の検出と間隔距離情報を制御デバイス７に転送することによって、制御デバイス７は、手術箇所からランプ本体までの間隔距離において最大輝度を生じ得るポイントを設定調整することができ、それによって手術箇所は最大輝度で照明される。
【００３８】
さらに別の代替的な実施形態によれば、手術用照明装置１が手術箇所における輝度を測定する輝度測定センサと、輝度情報を制御デバイス７に転送するための手段とを含んでいる。輝度の検出と（この場合は、照明フィールドの中心における輝度を検出する手段の他に、照明フィールド全体の平均輝度を検出する手段も可能である）、当該輝度情報を制御デバイス７に転送することによって、制御デバイス７は、手術箇所からランプ本体までの間隔距離において最大輝度を生じ得るポイントを次のように設定調整することができる。すなわち手術箇所からランプ本体までの間隔距離が変化した場合でも、当該手術箇所の同じ探索領域が同じ輝度で照明されるようにである。
【００３９】
さらに付加的に当該の代替的な実施形態によれば、手術用照明装置１が任意にアクチュエータ機構と、当該アクチュエータ情報を制御デバイス７に転送するための手段とを含んでいる。最大限生じる輝度を有するポイントの間隔距離を定に適応化させなければならないことは執刀医をいらつかせることにつながる。なぜなら例えば医療器具や執刀医自身の手や頭などの障害物が光ビームＩ，Ｉ′，ＩＩ，ＩＩＩに入った場合、間隔距離自体の変化若しくは輝度の変化などに起因して当該ポイントの間隔距離の後調整が必要となるからである。アクチュエータ機構は執刀医から望まれる時点での最大限生じる輝度を有するポイントの間隔距離の適応化を可能にさせる。
【００４０】
図３には照明手段９装置を備えたランプ本体４の断面図が示されている。このランプ本体４は軽金属若しくは適切なプラスチック材料からなるケーシング１４を有しており、このケーシング内では照明手段９毎にそれぞれ１つの固定面１５が設けられている。
【００４１】
これらの固定面１５は次のように設けられている。すなわち照明手段９がランプ本体４の中心軸線１２に対して垂直方向の平面内に配置されるように設けられている。それによりフラットな構造形態が得られる。これは換気技術的にみても有利であり、それによって手術領域の上方で低乱流の層流に変位空気流（ＴＡＶ）が影響及ぼすようなことはほとんど生じなくなる。
【００４２】
前記固定面１５は、中心軸線１２に対して傾斜しており、そのためその垂直軸線もそれぞれの軸線ａ，ａ′，ｂ，ｃに対して平行し、軸線１２はポイント１３，１３′，１３″において交差する。それにより屈折器１０を備えた理想的な照明手段９が全ての固定面１５において使用可能となる。ここでは間隔距離が異なっていても直径の差は最小となる。
【符号の説明】
【００４３】
１      手術用照明装置
４      ランプ本体
５      グリップ
６      グリップ
７      制御デバイス
８      操作装置
９      照明手段
１２    中心軸線
１４    ケーシング
１５    固定面
Ｉ，Ｉ′,ＩＩ，ＩＩＩ    光ビーム束
ａ,ａ′,ｂ，ｃ     軸線
Ｌ，Ｌ′，Ｌ″    間隔距離
【図１】
2010123563.tif 000003
【図２】
2010123563.tif 000004
【図３】
2010123563.tif 000005