(57)【要約】【課題】医用光学観察装置の、照明光源（７）と照明光源（７）からの照明光で観察物体（２３）を照明するための照明光学ユニット（１５）とを有する照明デバイス用の光源構成（１０１）を提供すること。【解決手段】光源構成（１０１）は、光源としての少なくとも１つのルミネセンス発光体（３）と、結像光学ユニット（１０５）とを備え、その結像光学ユニット（１０５）が、少なくとも１つのルミネセンス発光体（３）の像（７）を定められた拡大比で生成し、その像が、照明デバイス用の照明光源を形成する。【選択図】図４
2010286835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用光学観察装置の、照明光源（７、２０７）と前記照明光源（７、２０７）からの照明光で観察物体（２３）を照明するための照明光学ユニット（１５、２１５）とを有する照明デバイス用の光源構成（１、１０１、２０１）であって、一次光源として少なくとも１つのルミネセンス発光体（３、２０３）を備える光源構成（１、１０１、２０１）において、結像光学ユニット（５、１０５、２０５）を備え、前記結像光学ユニット（５、１０５、２０５）が、前記少なくとも１つのルミネセンス発光体（３、２０３）の像（７、２０７）を定められた拡大比で生成し、その像が、前記照明デバイス用の前記照明光源を形成することを特徴とする光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのルミネセンス発光体（３、２０３）の前記像（７、２０７）が、１．５倍〜２．５倍の範囲の拡大比で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項３】
前記結像光学ユニットとしてダブルコレクタ（１０５、２０５）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項４】
前記結像光学ユニット（５、１０５、２０５）が、少なくとも１つの非球面レンズを有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項５】
前記結像光学ユニット（５、１０５、２０５）が、色消しレンズまたはアポクロマートレンズを備えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項６】
広帯域光を放出するルミネセンス発光体を備えることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項７】
狭帯域光を放出するルミネセンス発光体（３、２０３）を備えることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光源構成（１、１０１、２０１）。
【請求項８】
変換素子（１１１）を備え、前記変換素子（１１１）には、前記ルミネセンス発光体（３）の前記狭帯域光の少なくとも一部を変換するための変換蛍光体が設けられ、前記変換素子（１１１）が、前記光源構成（１０１）に前記少なくとも１つのルミネセンス発光体（３）と前記少なくとも１つのルミネセンス発光体（３）の前記像（７）との間で導入され、または導入されてよいことを特徴とする、請求項７に記載の光源構成（１０１）。
【請求項９】
前記変換素子（１１１）が、前記光源構成（１０１）に前記結像光学ユニットと前記少なくとも１つのルミネセンス発光体（３）の前記像（７）との間で導入され、または導入されてよいことを特徴とする、請求項８に記載の光源構成（１０１）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの変換素子（１１１）が、前記ルミネセンス発光体（３）から出てくる前記光の入口面を有し、その入口面が前記ルミネセンス発光体（３）に面し、その入口面にはダイクロイック層が設けられ、前記ダイクロイック層が、前記変換素子（１１１）に入る、前記ルミネセンス発光体（３）によって放出された前記光の波長分布を有する光を透過し、前記ルミネセンス発光体（３）の方向に向けられる変換光を高度に反射することを特徴とする、請求項８または９に記載の光源構成。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの光源構成（１０１、２０１）を備える、医用光学観察装置用の照明デバイス。
【請求項１２】
少なくとも２つの照明光源（７Ａ、７Ｂ）を有し、両照明光源が、同じ光源構成（２０１）によって形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の照明デバイス。
【請求項１３】
少なくとも２つの照明光源（７Ａ、７Ｂ）を有し、各照明光源（７Ａ、７Ｂ）が、専用の光源構成（２０１Ａ、２０１Ｂ）によって形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の照明デバイス。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれか一項に記載の照明デバイスを備える、医用光学観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用光学観察装置の、照明光源と照明光源からの照明光で観察物体を照明するための照明光学ユニットとを有する照明デバイス用の光源構成に関する。本発明はさらに、医用光学観察装置用の照明デバイス、およびそのような医用光学観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科外科用顕微鏡として実施されている外科用顕微鏡用の照明デバイスが、例えば特許文献１に記載されており、その照明デバイスでは、外科用顕微鏡内の照明システムが、ハロゲンまたはキセノン光源から、接合した光導波路を介して給光される。しかしこれは、同軸照明と周囲照明の照明タイプを互いに独立に調節できないことを意味する。複数の光導波路が使用される場合、原理上は別々の調節が可能であるが、それにより、照明システムの複雑さが増大する。
【０００３】
特許文献２および特許文献３はさらに、赤色反射照明と周囲照明に別々の光源を提供する照明デバイスを開示している。特許文献２はさらに、光源として発光ダイオードを使用することができると述べている。しかし、光源として発光ダイオードを用いたときの照明デバイスの実際的な構成に関して、それ以上の説明がなされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＤＥ１０２００７０４１００３Ａ１
【特許文献２】ＤＥ２０２００４０１９８４９Ｕ１
【特許文献３】ＥＰ０６６１０２０Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１０２００６０１３７６１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
医用光学観察装置の照明デバイス用の有利な光源構成を提供することが、本発明の一目的である。医用光学観察装置用の有利な照明デバイスを提供することが、本発明の別の目的である。最後に、有利な医用光学観察装置を提供することが、本発明の一目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の目的は、請求項１に記載の光源構成によって達成され、第２の目的は、請求項１１に記載の照明デバイスによって達成され、第３の目的は、請求項１４に記載の医用光学観察装置によって達成される。
【０００７】
本発明は、医用光学観察装置の、照明光源と照明光源からの照明光で観察物体を照明するための照明光学ユニットとを有する照明デバイス用の光源構成を提供する。この光源構成は、照明デバイス用の一次光源として少なくともルミネセンス発光体を備える。この光源構成はさらに、結像光学ユニットを備え、その結像光学ユニットが、少なくとも１つのルミネセンス発光体の像、特に実像を、定められた拡大比で生成する。その像が、照明デバイス用の照明光源を構成する。最も簡単な場合には、結像光学ユニットとして収束レンズを利用することができる。しかし、より複雑な光学ユニットも好ましくは使用することができる。
【０００８】
本発明は、医用光学観察装置用の照明デバイスでは、光ファイバの出口端、白熱ランプ、またはガス放電ランプなどの従来使用されている光源を、照明の品質の損失を生じさせずに、または照明デバイスの照明光学ユニットを新たな光源に適合せずに、発光ダイオードと置き換えることができないという見識に基礎をおくものである。一例として、照明光源として光ファイバの出口端を有する照明デバイスの場合、出口端を発光ダイオードと置き換えると、異なる放出特性のため、照明光学ユニットがこの新たな光源に適合されていなければ照明光学ユニットを介して伝達される照明光の量の大幅な減少が生じることになる。ただし、発光ダイオードの方が光ファイバの出口端よりも著しく大きな放出角を有するため、照明光学ユニットは、より大きな入口開口数で構成しなければならず、そのことが、光学部品をその直径の点から拡張させることになる。ただし、そのような拡張は、より大きな構造空間を意味し、それが照明デバイスをより嵩張ったものにすることになる。さらに、既存の照明デバイス内の光学部品を置き換えることは、容易にはできない。したがって、本発明によれば、照明光源として発光ダイオード自体が使用されるのではなく、照明光源の像が使用され、その像は、結像光学ユニットによって、定められた拡大比で生成される。したがって、少なくとも１つのルミネセンス発光体の像を、照明デバイスの照明光学ユニットに対して最適に適合させることができる。
【０００９】
光ファイバの出口端とＬＥＤに関する前述の例では、次の条件が存在する。光ファイバの放出角が約±３４°である。対照的に、光源として特に適切なルミネセンス発光体である発光ダイオードの放出角は±６０°であり、すなわち、光ファイバの放出角のほぼ２倍である。しかし、照明デバイスの照明光学ユニットは、光ファイバによって提供されるような開口角での照明光の伝達に適合されている。したがって、本発明による光源構成では、結像光学ユニットを、発光ダイオードの像の結像拡大比が約２倍となるように設計することができる。その結果、像の発光領域が元の発光ダイオードと比較して２倍に増加し、それと同時に放出角が２分の１に減少する。したがって、放出角が約±３０°となり、これは光ファイバの放出角にほぼ一致する。この場合、発光ダイオードの発光領域は、２倍に拡大された発光領域の像が光ファイバの出口端の発光領域にほぼ一致するものを選択することができる。次いで、本発明による光源構成が、光ファイバの出口端が普通ある場所に２倍に拡張された発光ダイオードの像があるように照明デバイスに対して構成される場合、発光ダイオードの光、すなわち発光ダイオードの像の光を、光ファイバ自体からの光と全く同様に光ファイバにも適合された照明光学ユニット内に結合することができる。白熱ランプの放出特性またはガス放電ランプの放出特性への適合も、同じように達成することができる。したがって、本発明による光源構成は、既存の照明デバイスの場合に新たな光源への適合を実施しなくても、前記既存の照明デバイスと共に使用することができる。
【００１０】
結像光学ユニットとして、ダブルコレクタを有利に利用することができる。そのようなダブルコレクタは、ダブルコレクタの２つのレンズ間に平行ビーム経路が存在する可能性をもたらす。このようにして、少なくとも１つのルミネセンス発光体の像を、ルミネセンス発光体から任意の所望の距離のところに生成することができる。例えばミラーまたはプリズムなどの光誘導素子を使用すれば、少なくとも１つのルミネセンス発光体の位置決めの際に大きな自由度が生まれる。したがって、少なくとも１つのルミネセンス発光体は、照明デバイスからより遠い距離のところに配置することもできる。さらに、その場合、合計で少なくとも４つのレンズ表面が利用可能であり、レンズ表面は、最適化された結像品質をもたらすのに適した形で選択することができる。
【００１１】
本発明の一開発では、光源構成の結像光学ユニットが、少なくとも１つの非球面レンズを有し、これは、結像収差の補正に関して、特に球面収差の補正に関して有利となり得る。さらに、結像光学ユニットは、ルミネセンス発光体の結像の色収差を小さく保つために、色消しレンズまたはアポクロマートレンズを備えることができる。これは、特に、例えば白色発光ダイオードなどの広帯域光を放出するルミネセンス発光体が利用される場合に有利である。しかし、広帯域光を放出するルミネセンス発光体ではなく、例えば狭スペクトル領域での照明を達成しようとする場合に、狭帯域光を放出するルミネセンス発光体を利用することも可能である。しかし、狭帯域光を放出するルミネセンス発光体は、観察物体の広帯域光での照明を達成しようとする場合にも利用することができる。その場合、光源構成は変換素子、すなわち、ルミネセンス発光体に統合されない独立した部分を備え、その変換素子には、ルミネセンス発光体の狭帯域光の少なくとも一部を変換するための変換蛍光体が設けられる。この場合、その変換素子は、光源構成に少なくとも１つのルミネセンス発光体と少なくとも１つのルミネセンス発光体の像との間で、例えば結像光学ユニットと少なくとも１つのルミネセンス発光体の像との間で導入され、または導入されてよい。光源構成のそのような構成では、その変換素子を異なる変換蛍光体を有する変換素子と交換することによって、例えば特定の色温度を有する光を提供するために、光源の像のスペクトル特性を変更することが可能である。
【００１２】
変換素子は、ルミネセンス発光体から出てくる光の入口面を有することができ、その入口面はルミネセンス発光体に面し、その入口面にはダイクロイック層が設けられ、そのダイクロイック層は、変換素子に入る、ルミネセンス発光体によって放出された光の波長分布を有する光を透過する。対照的に、前記ダイクロイック層は、ルミネセンス発光体の方向に向けられる変換光を高度に反射する。このようにして、変換光が変換素子からルミネセンス発光体の方向に出てくるのを防止し、したがって照明を損失するのを防止することが可能である。
【００１３】
医用光学観察装置用の本発明による照明デバイスには、本発明による少なくとも１つの光源構成が装備される。本発明による光源構成を、一次光源としてのルミネセンス発光体、例えばＬＥＤと共に使用すると、ハロゲンランプおよびキセノンランプを使用するのと比較して、かなりの価格優位性と、それに加えてより長い有効寿命も得られる。光源として光ファイバを使用するのと比較して、発光ダイオードは、特に光伝搬がより均一であるという利点をもたらす。
【００１４】
照明デバイスが少なくとも２つの照明光源を有する場合、その照明光源を、特に同じ光源構成によって形成することができる。換言すれば、その場合、光源構成が少なくとも２つのルミネセンス発光体を備え、それらの発光体が同じ結像光学ユニットによって結像される。しかし、一代替手段として、２つの別々の光源構成を照明光源として使用する可能性もある。換言すれば、専用のルミネセンス発光体および専用の結像光学ユニットをそれぞれが有する少なくとも２つの光源構成を利用することができる。
【００１５】
例えば内視鏡として、または特に外科用顕微鏡として実施することのできる、本発明による医用光学観察装置に、本発明による照明デバイスが装備される。この場合に得ることのできる利点は、本発明による照明デバイスに関して、また本発明による光源構成に関してすでに説明した利点から明らかである。
【００１６】
本発明のさらなる特徴、特性、および利点は、添付の図に関連する例示的実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による光源デバイスの第１の例示的実施形態を示す図である。
【図２】本発明による光源デバイスの第２の例示的実施形態を示す図である。
【図３】本発明による光源デバイスの第３の例示的実施形態を示す図である。
【図４】本発明による照明デバイスを備える、医用光学観察装置の第１の例示的実施形態を示す図である。
【図５】本発明による照明デバイスを備える、医用光学観察装置の第２の例示的実施形態を示す図である。
【図６】本発明による照明デバイスを備える、医用光学観察装置の第３の例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による光源構成の第１の例示的実施形態を、以下に図１を参照して説明する。図は、一次光源としてのルミネセンス発光体、本例示的実施形態では発光ダイオード３と、収束レンズ５だけを備える、本発明による光源構成１の最も簡単な構造を示す。収束レンズ５は、光源構成の結像光学ユニットを構成し、それを用いて発光ダイオード３の実像７が生成される。収束レンズ５の光学パラメータ、すなわちその屈折率およびレンズ表面の曲率は、元の像としての発光ダイオード３と比較した像７の拡大比が１．５〜２．５、特に２〜２．５となるものが選択される。これには、像７の発光領域が、発光ダイオード３の発光領域の１．５倍〜２．５倍の大きさ、特に２倍〜２．５倍の大きさになるという効果がある。本例示的実施形態では、拡大比は２であり、すなわち、発光ダイオード３によって放出される放射ビームの開口角αが、像７から出てくる放射ビームの開口角α’の２倍の大きさである。さらに、像７の発光領域は、発光ダイオード３の発光領域の２倍の大きさである。
【００１９】
発光ダイオードが約±６０°の開口角で放出すると仮定する場合、発光ダイオードの像７が放出する開口角α’は±３０°となり、これは、光ファイバの出口端の放出角にほぼ一致する。したがって、約２という拡大比を有する光源構成の場合、発光ダイオード３の像７を光ファイバの出口端の代わりに医用光学観察装置用の照明デバイス内に構成することができる。
【００２０】
本発明による光源構成の第２の例示的実施形態が図２に示されている。第１の例示的実施形態と相違しない要素は、図１と同じ参照符号で示してあり、重ねて説明しない。
【００２１】
図２に示す第２の例示的実施形態による光源構成は、結像光学ユニット１０５が２つの収束レンズ１０７、１０９を有するダブルコレクタの形で実施されている点で、図１に示す光源構成とは異なる。結像光学ユニット１０５は、発光ダイオード３の像７を約２という結像拡大比で生成する。しかし、他の結像拡大比、とりわけ１．５〜２．５、特に２〜２．５の結像拡大比も可能である。
【００２２】
図２に単に概略的に示すダブルコレクタ１０５のレンズは、球面および／または非球面のレンズ表面を有する両凸レンズおよび／または平凸レンズとすることができる。ダブルコレクタの発光ダイオード側にあるレンズ１０７は、発光ダイオード３を無限遠に向かって結像するように、すなわち平行放射ビームを生成するように構成される。平行放射ビームは、発光ダイオード３の像７を生成するために、像側にあるレンズ１０９によって合焦される。
【００２３】
ダブルコレクタの２つのレンズ１０７、１０９間には平行放射ビームが存在するため、２つのレンズ１０７、１０９間の距離はさまざまでよく、アフォーカル光学素子、例えば放射ビームを偏向させるためのミラーまたはプリズムをそれらの間に追加で配置することができる。ルミネセンス発光体としての発光ダイオード３の構成と発光ダイオード３の像７との間の大きな自由度が、このようにして達成される。
【００２４】
第１の例示的実施形態でも、第２の例示的実施形態でも、白色発光ダイオードが広帯域ルミネセンス発光体として利用される。しかし、広帯域ルミネセンス発光体ではなく、狭帯域ルミネセンス発光体、例えば青色または赤色発光ダイオードを使用する可能性もある。光源構成を使用しようとする医用光学装置に応じて、非可視スペクトル領域で放出するルミネセンス発光体、例えば紫外または赤外スペクトル領域で放出する発光ダイオードを使用することも可能である。例えば光源構成によって観察物体内で蛍光を励起しようとする場合に、これが好都合となり得る。
【００２５】
しかし、観察物体を白色照明光で照明しようとする場合でも、狭帯域ルミネセンス発光体、例えば青色発光ダイオードまたは紫外スペクトル領域で放出する発光ダイオードを利用することが可能である。それでも広帯域照明光、特に白色照明光を提供することができるように、光源構成にはこの場合、発光ダイオードによって放出された光の少なくとも一部をより長い波長を有する光に変換する変換素子が装備される。
【００２６】
変換素子を備える光源構成が図３に示されている。図３に示す光源構成の基本構造は、図２に示す光源構成の基本構造に一致する。ダブルコレクタ１０５の２つの収束レンズ１０７、１０９間にちょうど変換素子１１１が配置されている。しかし、原理上は、図３に参照符号１１１’および１１１’’によって示すように、変換素子１１１を発光ダイオード３と発光ダイオード側のレンズ１０７との間、または像側のレンズ１０９と像７との間に配置することもできる。特に、最後に述べたケースでは、色消しレンズまたはアポクロマートレンズがなくても色収差を回避することが可能である。というのも、結像光学ユニット１０５には、狭い波長分布が透過するにすぎないためである。
【００２７】
変換素子１１１には、発光ダイオード３からの狭帯域光の少なくとも一部をより長い波長を有する光に変換する変換蛍光体が備えられる。発光ダイオード３が例えば青色光を放出する場合、変換蛍光体は、青色光の一部を黄色光に変換し、それにより、黄色光を残りの青色光と重ね合わせることによって白色光が発生するものを選択することができる。対照的に、例えばＵＶ放射を放出する発光ダイオードが使用される場合、変換蛍光体によって、ＵＶ放射を完全に可視スペクトル領域の光に変換することが可能である。さらに、光源構成に次々に導入され、または導入されてよく、かつ異なる変換蛍光体を有する複数の変換素子を用いることによって、または変換蛍光体の混合物を備える１つの変換素子によって、ＵＶ放射を完全に、全体で広帯域光または白色光をもたらす少なくとも２つの波長分布を有する光に変換することも可能である。しかし、光源構成内に次々に配置され、もしくは光源構成に次々に導入されてよい複数の変換素子の使用、または光源構成内に配置され、もしくは光源構成に導入されてよい、蛍光体混合物を有する１つの変換素子の使用は、原理上は、ＵＶ領域で放出するＬＥＤを使用する場合だけでなく、可視スペクトル領域で放出するＬＥＤを使用する場合にも可能である。
【００２８】
特に光源構成の１つの変換素子または複数の変換素子が交換可能に構成される場合、例えばさまざまな色温度を有する白色光および／または白色と非白色の波長分布を有する光を実現することができるように、像７によって放出される光のスペクトル波長分布を幅広い範囲内に設定することができる。
【００２９】
変換素子ｚの効率を上げるために、変換素子には、発光ダイオードに面するその表面にダイクロイック層を設けることができ、前記ダイクロイック層は、発光ダイオードからの光を透過するが、変換光には非常に効果的である。
【００３０】
本発明による光源構成を備えた照明デバイスを有する、医用光学観察装置の一例としての外科用顕微鏡が、図４の概略側面図に示されている。図２に描かれた光源構成の構造とその構造がほぼ一致する、本発明による光源構成１０１に加えて、図は、外科用顕微鏡の主対物レンズ１３と、コレクタ光学ユニット１７およびコンデンサ光学ユニット１９を備える照明光学ユニット１５も示す。本例示的実施形態では、照明ビーム経路の結像収差をできる限り低減させるために、コレクタ光学ユニット１７とコンデンサ光学ユニット１９がどちらもレンズ群から構築される。ビームスプリッタ、例えば部分透過ミラー２１によって、照明ビーム経路が主対物レンズ１３内に結合され、主対物レンズを介して観察物体２３に供給される。
【００３１】
光源デバイス１０１は、図４では、発光ダイオード３の像７の結像収差を最小限に抑えるために非球面レンズ表面を備える。
【００３２】
この外科用顕微鏡は、コレクタ１７、コンデンサ１９、ビームスプリッタ２１、および主対物レンズ１３という光学素子を備える照明ビーム経路に加えて、観察ビーム経路も有する。観察物体２３から進む観察ビーム経路は、主対物レンズ１３およびビームスプリッタ２１を通り抜け、観察ビーム経路は、照明ビーム経路とは対照的にビームスプリッタ２１によって偏向されない。観察ビーム経路内では、ビームスプリッタ２１の後に倍率設定素子２５が続き、この倍率設定素子２５によって、観察ビーム経路内で拡大が達成される倍率を設定することができる。倍率設定素子２５は、特に、少なくとも３つのレンズまたはレンズ群を含むズームシステムとして実施することができ、倍率を連続可変式に設定することができるように、２つのレンズまたはレンズ群を光軸に沿って変位させることができる。一代替手段として、倍率設定素子２５を、段階的倍率変更器として構成することも可能である。段階的倍率変更器タイプの素子は、複数のレンズ群を含み、各レンズ群の複数のレンズが互いに、固定的に予め定められた構成である。そのような段階的倍率変更器では、このタイプの異なるレンズ群が観察ビーム経路に交替で導入されることにより、倍率が変更される。
【００３３】
倍率設定ユニット２５は、２チャネル光学ユニットとして予め実施することができ、すなわち、倍率設定ユニット２５は、左右の立体部分ビーム経路を有し、各部分ビーム経路がそれ自体の光学素子を有する。しかし、一代替手段として、倍率設定ユニットは、いわゆる「大型光学ユニット」として実施することもでき、すなわち、その光学素子が、両方の立体部分ビーム経路がそれを同時に透過するほど大型である。
【００３４】
倍率設定ユニット２５には次いで、純粋に光学的な双眼鏡筒２７、または光／電子双眼鏡筒２７が続く。純粋に光学的な双眼鏡筒２７では、鏡筒対物レンズおよび接眼レンズが各立体部分ビーム経路内に構成される。鏡筒対物レンズによって、各立体部分ビーム経路内に中間像がそれぞれ生成され、前記中間像は、観察者が中間像をリラックス状態の眼で観察することができるように、接眼レンズ光学ユニットにより無限遠に向かって結像される。光電子複合型双眼鏡筒２７では、各立体部分ビーム経路が結像光学ユニットを含み、それが、観察物体２３を２つの電子イメージセンサ上に結像する。
【００３５】
本例示的実施形態では、外科用顕微鏡の照明デバイスが、いわゆるケーラー照明として実施される。そのような照明では、光源、すなわち発光ダイオード３の像７が、中間像平面内に結像され、そこには一般に開口絞り２９があり、その開口絞り２９を用いて照明の明るさを狙い通りに設定することができる。発光視野絞り３１もさらに存在し、これは、観察ビーム経路中の、観察物体２３の物体平面に対する共役面内にある。そのような共役面内に配置された物体は、物体平面内に鮮明に結像される。したがって、発光視野絞り３１により、物体内に発光視野の鮮明な境界画定を実現することが可能である。全体として、ケーラー光学ユニットを用いると、物体２３内に鮮明に境界画定された均一な発光視野を生成することが可能になる。図４に示す照明光学ユニットは、特許文献４に記載されている照明光学ユニットにほぼ一致しており、その文献に記載されている光ファイバ出口端ではなく、発光ダイオード３の像７が光源として働くという相違点がある。
【００３６】
図５は、図４に示す外科用顕微鏡の一変更形態を平面図として示す。図５に示す例示的実施形態は、図１に示す例示的実施形態とは、光源構成２０１の点で、また同軸照明を実現することができるように照明光学ユニット２１５が実施されていることから、照明光学ユニット２１５の点で異なる。そのような同軸照明では、照明が２つの部分照明ビーム経路を有し、それらがビームスプリッタ２２１によって、立体部分観察ビーム経路に対して同軸に物体に供給される。
【００３７】
図５に示す例示的実施形態では、同軸照明を生成するための光源構成２０１が、２つのルミネセンス発光体、すなわち２つの発光ダイオード２０３Ａ、２０３Ｂを備え、また大型レンズとして実施されている２つの収束レンズ２０７、２０９を有するダブルコレクタ２０５も備え、すなわちこれらのレンズには、発光ダイオードの像２０７Ａ、２０７Ｂを生成するために、発光ダイオード２０３Ａから出てくる光と発光ダイオード２０３Ｂから出てくる光がどちらも透過する。レンズ表面は、可能な最小の結像収差を伴って２つの像を生成できるように、非球面である。２つの像２０７Ａ、２０７Ｂ間の距離は、発光領域および放出角と同じように結像光学ユニットの拡大比で拡張され、したがって、２つの像２０７Ａ、２０７Ｂ間の適切な距離は、２つの発光ダイオード２０３Ａ、２０３Ｂ間の距離の適切な設定によって実現することができる。
【００３８】
照明光学ユニット２１５も同様に、大型光学ユニットとして実施される、すなわち、共通のコレクタ光学ユニット２１７および共通のコンデンサ光学ユニット２１９が、像２０７Ａから出てくるビーム経路と、像２０７Ｂから出てくるビーム経路のいずれの場合にも存在する。照明光学ユニット２１５の中間像平面内にある開口絞り２２９と物体平面に対する共役面内にある発光視野絞り２３１だけが、ダブル絞りとして装備されており、すなわちそれらの絞りがそれぞれ、照明の各部分ビーム経路について絞り開口を有する。
【００３９】
次いで、ビームスプリッタ２２１によって、観察光学ユニットの２つの部分ビーム経路が、主対物レンズ２１３を通って観察物体の方向に偏向される。そのような同軸照明は、しばしば眼科外科用顕微鏡において、例えば赤色反射照明を生成する目的で利用されている。
【００４０】
同軸照明の一代替実現手段が、図６に平面図として示されている。照明デバイス２１５と、ビームスプリッタ２２１および主対物レンズ２１３も、図５の対応する素子とは相違せず、したがって図５と同じ参照符号で示してある。
【００４１】
図６に示す変更形態は、図５に示す外科用顕微鏡とは、２つのルミネセンス発光体２０３Ａ、２０３Ｂを備える光源構成２０１ではなく、発光ダイオードの形をとる単一のルミネセンス発光体２０３Ａ、２０３Ｂをそれぞれが備える２つの光源構成２０１Ａ、２０１Ｂが利用される点で異なる。各ルミネセンス発光体２０３Ａ、２０３Ｂは、専用の結像光学ユニット２０５Ａ、２０５Ｂに割り当てられ、それらの光学ユニットはいずれの場合も、図４に示す結像光学ユニット１０５と一致する。
【００４２】
図示の例示的実施形態では、２つの光源構成２０１Ａ、２０１Ｂが、照明光学ユニット２１５の光軸に対して９０°の角度で互いに反対側に配置され、すなわち、２つの光源構成２０１Ａ、２０１Ｂのダブルコレクタ２０５Ａ、２０５Ｂの光軸が、照明光学ユニット２１５の光軸に対して９０°の角度である。発光ダイオード２０３Ａ、２０３Ｂの像２０７Ａ、２０７Ｂを照明光学ユニット２１５内に結合することができるように、三角ミラー２３３によって光源構成の２つの放射ビームが９０°偏向される。
【００４３】
図６の光源構成２０１Ａ、２０１Ｂの光軸は、照明光学ユニット２１５の光軸に対して９０°の角度であるが、光源構成２０１Ａ、２０１Ｂは、照明光学ユニット２１５の光軸に対して異なる角度で配置することもできる。その場合それに応じて、三角ミラー２３３の角度を適合すべきである。
【００４４】
図５に示す、２つの発光ダイオードを備えた単一光源構成を有する変形形態は、単一のダブルコレクタが存在すればよいという利点をもたらし、図６に示す変形形態は、各光源構成２０１Ａ、２０１Ｂ内に標準的な発光ダイオードを用いるという可能性をもたらす。対照的に、図５に示す変形形態では、ある特定の状況のもとでは、像２０７Ａ、２０７Ｂ間の距離が所望の用途にとって大きくなりすぎないように２つのＬＥＤ  ２０３Ａ、２０３Ｂの発光領域を互いに十分近づけるために、それらのＬＥＤを特別に製作する必要がある。
【００４５】
以上、本発明を、説明のために特定の例示的実施形態に基づいて述べてきた。しかし、それらの例示的実施形態から逸脱することが可能である。したがって、例えば、ビーム経路を折り畳むために、ダブルコレクタの２つのレンズ間にミラーまたはプリズムが存在してよい。それにより、光源構成の構造上の長さを短くすることができる。
【００４６】
本発明による光源構成は特に発光ダイオードなどのルミネセンス発光体を、また発光強度が十分高い場合には有機発光ダイオードまたはルミネセンス膜をも、白熱ランプまたはガス放電ランプの代わりに一次光源として使用できるようにする。結像光学ユニットの適切な選択を通じて、ルミネセンス発光体の像を生成することが可能であり、次いでその像を、医用光学観察装置内の照明光学ユニットの照明光源として使用することができる。こうすることにより、白熱ランプまたはガス放電ランプを使用するのと比較して、価格優位性と、さらにはより長い有効寿命も得られる。本発明による光源構成は、照明光源としての光ファイバの出力端と比較して、より均一な光伝搬をもたらす。
【符号の説明】
【００４７】
１  光源構成
３  発光ダイオード
５  収束レンズ
７  実像、像
１３  主対物レンズ
１５  照明光学ユニット
１７  コレクタ光学ユニット、コレクタ
１９  コンデンサ光学ユニット、コンデンサ
２１  部分透過ミラー、ビームスプリッタ
２３  観察物体
２５  倍率設定素子、倍率設定ユニット
２７  双眼鏡筒
２９  開口絞り
３１  発光視野絞り
１０１  光源構成、光源デバイス
１０５  結像光学ユニット、ダブルコレクタ
１０７  収束レンズ
１０９  収束レンズ
１１１  変換素子
２０１  光源構成
２０１Ａ  光源構成
２０１Ｂ  光源構成
２０３Ａ  発光ダイオード、ルミネセンス発光体、ＬＥＤ
２０３Ｂ  発光ダイオード、ルミネセンス発光体、ＬＥＤ
２０５  ダブルコレクタ
２０５Ａ  結像光学ユニット、ダブルコレクタ
２０５Ｂ  結像光学ユニット、ダブルコレクタ
２０７  収束レンズ
２０７Ａ  像
２０７Ｂ  像
２０９  収束レンズ
２１３  主対物レンズ
２１５  照明光学ユニット、照明デバイス
２１７  コレクタ光学ユニット
２１９  コンデンサ光学ユニット
２２１  ビームスプリッタ
２２９  開口絞り
２３１  発光視野絞り
２３３  三角ミラー
α  開口角
α’  開口角
【図１】
2010286835.tif 000003
【図２】
2010286835.tif 000004
【図３】
2010286835.tif 000005
【図４】
2010286835.tif 000006
【図５】
2010286835.tif 000007
【図６】
2010286835.tif 000008
【外国語明細書】
2010286835000001.pdf
2010286835000002.pdf
2010286835000003.pdf
2010286835000004.pdf