(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術顕微鏡であって、顕微鏡本体と、少なくとも１つの主対物レンズと、照明装置とが設けられていて、該照明装置が、複数の光学素子を有している形式のものにおいて、主対物レンズ（４）と、照明装置の少なくとも１つの素子とが一緒になって、別個のフォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）に配置されており、該フォーカスモジュールが、顕微鏡本体（１，３１，４１，５１）に対して相対的に規定されて運動可能であり、さらに顕微鏡本体（１，３１，４１，５１）に倍率変換装置（１２）が収容されていることを特徴とする、手術顕微鏡。
【請求項２】
前記フォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）が、主対物レンズ（４）の光軸（１４）に沿って規定されて運動可能である、請求項１記載の手術顕微鏡。
【請求項３】
照明装置が、１つまたは複数の結像光学系（１９，２０）と、少なくとも１つの変向素子（２１）とを有しており、前記結像光学系（１９，２０）と前記変向素子（２１）とが、前記フォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）に配置されていて、照明光路が、変向後に主対物レンズ（４）を通過するようになっている、請求項１記載の手術顕微鏡。
【請求項４】
照明装置の光路に、１つまたは複数の結像光学系（１９，２０）と、少なくとも１つの変向素子（２１）とが配置されていて、前記フォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）に設けられた主対物レンズ（４）の調節時に変向素子（２１）と主対物レンズ（４）との間の間隔が不変である、請求項３記載の手術顕微鏡。
【請求項５】
顕微鏡本体（１，３１，４１，５１）が、光軸（１４）に対して平行な１つまたは複数の直線ガイド（１３ａ，１３ｂ）を有しており、該直線ガイドで前記フォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）がスムーズに運動可能である、請求項１記載の手術顕微鏡。
【請求項６】
光軸に沿って運動可能なフォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）が、手動駆動装置によって規定されて、所定の調節範囲内で移動可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の手術顕微鏡。
【請求項７】
運動可能なフォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）を手動調節する目的で、顕微鏡本体（１，３１，４１，５１）に回転ノブ（３４，５８）が設けられており、該回転ノブの摩擦が、手術者によって規定されて調節可能である、請求項６記載の手術顕微鏡。
【請求項８】
運動可能なフォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）を手動調節するための回転ノブ（３４，５８）が、倍率変換装置（１２）を介して各倍率を規定して調節するために働く別の回転ノブ（３５，５９）に対して同軸的に配置されている、請求項６記載の手術顕微鏡。
【請求項９】
光軸に沿って運動可能なフォーカスモジュール（２，３２，４２，５２）が、モータ駆動装置（４４）によって、規定の調節範囲内で規定されて運動可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の手術顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、手術顕微鏡であって、顕微鏡本体と、少なくとも１つの主対物レンズと、照明装置とが設けられていて、該照明装置が、複数の光学素子を有している形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
対象診断部位に手術顕微鏡を焦準させるためには、種々のフォーカス装置が知られている。
【０００３】
すなわち、たとえば主対物レンズを含めて顕微鏡本体全体を光軸に沿って相対的に移動させることによって焦準を行なうことができる。このような手段は、たとえばカール・ツァイス社のプロダクトインフォメーションＮｒ．３０−２５９−２−ｄに記載されている。しかし、このような装置では、数ｃｍの所要焦準範囲において、手術顕微鏡全体のための構成容積が比較的大きくなり、しかも固有の顕微鏡本体のための伝動装置を含めた駆動装置が相応して複雑になってしまう。さらに、顕微鏡本体の側方または背後に配置されたフォーカスボックスには、フォーカス駆動装置とフォーカス伝動装置とが収納されており、このようなフォーカスボックスに基づき、手術顕微鏡に対する付属装置、たとえば第三者観察用装置および記録装置のためのスペースも制限されている。手術顕微鏡のための択一的な第２のフォーカス可能性は、完全な主対物レンズを各倍率変換装置に対して軸方向で、光軸に沿って移動させることにある。このような装置は、たとえばカール・ツァイス社のプロダクトインフォメーション３０−００１／Ｉ−ｄ（第３０〜３１頁）に開示されている。所要の照明装置が固有の顕微鏡本体に不動に配置されているので、焦準時には、主対物レンズ境界面と照明装置との間の間隔が変化してしまう。その結果、望ましくない反射が生ぜしめられる。さらに、付属装置、たとえばレーザのためのマイクロマニピュレータまたはこれに類するものを手術顕微鏡に固定することができないという欠点も生じる。
【０００４】
手術顕微鏡を焦準するための第３の可能性は、可変の焦点距離を有する主対物レンズを使用することにある。この主対物レンズは複数の個々のレンズ素子から成っており、これらのレンズ素子は互いに相対的に移動可能である。このような装置は、たとえばＤＥ２４３９８２０またはドイツ連邦共和国実用新案第９０１６８９２．５号明細書に開示されている。この場合にも、照明装置に対する主対物レンズの相対的な配置が問題となる。顕微鏡本体に照明装置が不動に配置されている場合、主対物レンズの照明側に配置されたレンズ素子と、照明装置との間の距離が変化すると、再び焦準時に反射が生ぜしめられてしまう。それに対して、照明光路が主対物レンズによって対象診断部位の方向に変向されないようにすることにより照明装置が主対物レンズと分離されると、各焦準状態とは無関係に、常に同じ照野が存在してしまうという問題が生じる。したがっていずれにせよ、可能となる全ての焦準状態に対してこの照野を最適に設定するためには、手間のかかる、高い照明密度を有する照明装置が必要となる。照明装置を各焦準状態と連動させることも、やはり手間がかかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の手術顕微鏡を改良して、公知先行技術の前記欠点を回避するか、または少なくとも最小限に抑えて、コンパクトな構造を有していて、主対物レンズによる反射が回避され、しかも付属装置を取り付けるための種々の可能性が得られるような手術顕微鏡を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭で述べた形式の手術顕微鏡において、主対物レンズと、照明装置の少なくとも１つの素子とが一緒になって、別個のフォーカスモジュールに配置されており、該フォーカスモジュールが、顕微鏡本体に対して相対的に規定されて運動可能であるようにした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明による手術顕微鏡の構成に基づき、前記公知先行技術に比べて一連の重要な利点が得られる。すなわち、前記第１の焦準可能性に比べて、大容積のフォーカスボックスが不要となる。すなわち、本発明による手術顕微鏡は極めてコンパクトな構造を有している。さらに、固有の顕微鏡本体には、対応する機械・光学的なインタフェースを介して、全ての方向で種々様々な付属装置、たとえば第三者観察用装置または記録装置を、側方に配置されたフォーカスボックスによって制限されることなく取り付けることができる。各支持装置における固有の顕微鏡懸吊は理想的には、顕微鏡本体に設けられた別の機械的なインタフェースを介して行なうことができる。この場合、顕微鏡本体におけるハンドグリップの配置も得られる。このハンドグリップは規定の空間的な軸線を中心としたスムーズな手動位置決めを可能にする。
【０００８】
本発明による手術顕微鏡のためにモータフォーカスが望まれる場合、必要となる駆動装置をほとんど手間なく寸法設定することができる。なぜならば、もはや付属装置を含めた手術顕微鏡全体を移動させる必要はなく、たんに、主対物レンズと照明装置の構成部分とを有する、重量的に極めて軽量な別個のフォーカスモジュールを移動させるだけでよいからである。当然ながら、モータフォーカスに対して択一的に、たとえば顕微鏡本体に設けられた回転ノブを介した手動フォーカスも可能となる。また、手動フォーカスの場合でも、比較的軽量のフォーカスモジュールを運動させるだけでよい。
【０００９】
前記第２の可能性と比べて、照明装置と主対物レンズとの間の間隔が常時一定となることに基づき、公知先行技術において行なわれる焦準時の前記間隔の変化時に生じる反射も生じなくなる。しかし、照明光路はやはり主対物レンズを通過するので、照野の大きさと、各焦準状態との連動が常時保証されている。したがって、前記第３の可能性とは異なり、使用される光源はほとんど手間なく寸法設定することができる。
【００１０】
スペース事情による制限なく、本発明による手術顕微鏡では、さらに顕微鏡本体の下方で種々の付属装置、たとえばレーザのためのマイクロマニピュレータまたは二重対物レンズを、対応するインタフェースを介して運動可能なフォーカスモジュールに取り付けることができる。
【００１１】
本発明による手術顕微鏡は、ドイツ連邦共和国特許出願第４２３１５１６．６号明細書に記載のトルク補償部を有している支持装置と相まって使用するために特に適している。手術顕微鏡の粗焦準は手術顕微鏡全体のスムーズな空間的位置決めによって行なわれ、それに対して、微焦準は、本発明によれば固有の手術顕微鏡の内部でフォーカスモジュールによって可能となる。空間的な位置決めによる粗焦準時に必要となるトルクの調節可能性は、弾性的な各エネルギ蓄え器を介して保証されている。本発明による手術顕微鏡の微焦準を手動駆動装置によって実施したい場合には、支持装置の位置決めと、手動フォーカスエレメント、たとえば回転ノブとにおいて生じる摩擦を互いに調和させると有利である。
【００１２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１３】
図１には、本発明による手術顕微鏡の側面図が示されている。この手術顕微鏡は主として、３つのモジュール主構成要素から成っている。すなわち、この手術顕微鏡は固有の顕微鏡本体１と、別個のフォーカスモジュール２と、このフォーカスモジュール２に装備された照明装置の構成部分と、主対物レンズ４と、双眼観察鏡筒３とから成っている。
【００１４】
双眼観察鏡筒３は公知の形式で構成されている。すなわち、双眼観察鏡筒３は主として、複数の偏向プリズム５，６，７と、接眼レンズ８ａ，８ｂと、２つの立体観察光路に対してそれぞれ用いられる鏡筒レンズ８ｃ，８ｄ，８ｅとを有している。接眼鏡筒２６は機械的なインタフェースを中心にして回転運動可能であってよい。さらに双眼観察鏡筒３全体は、顕微鏡本体１に対して旋回可能に配置することができる。
【００１５】
双眼観察鏡筒３の下方では、顕微鏡本体１が別の機械的なインタフェース１０を介して配置されている。顕微鏡本体１の内部には、倍率変換装置１２が配置されている。この倍率変換装置１２は複数の光学素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから成っている。倍率変換装置としては、たとえば変倍系を使用することができる。各使用者は、回転ノブ（図示しない）を介して所望の倍率状態を調節することができる。当然ながら、本発明による手術顕微鏡の一層単純な構成では、顕微鏡本体１に倍率変換装置が設けられていなくてもよい。顕微鏡本体１は図示の実施例では、さらに直線ガイド１３ａ，１３ｂを有している。この直線ガイドでは、別体のフォーカスモジュール２が光軸１４に沿ってスムーズに運動可能となる。手動駆動装置による光軸１４に沿ったフォーカスモジュール２の規定の運動を得るためには、たとえば顕微鏡本体１に不動に配置された歯車１５または歯車伝動装置を、運動可能なフォーカスモジュール２の対応する区分１６に噛み合わせることが可能である。したがって、手術者は歯車軸線１７の延長に位置する回転ノブ（図示しない）を介して、運動可能なフォーカスモジュール２を光軸１４に沿って規定の範囲内で移動させることができる。運動可能なフォーカスモジュール２では、立体観察光路の延長に主対物レンズ４が配置されている。図示の実施例では、両立体観察光路のために２つの個別レンズから接合された主対物レンズ４が使用される。しかし、本発明による手術顕微鏡は原理的には、両立体観察光路に対して複合構成された別の主対物レンズまたは別個の主対物レンズを用いても実現可能である。
【００１６】
運動可能なフォーカスモジュール２には、さらに照明装置の種々の構成要素が配置されている。図示の実施例では、外部に配置された光源２２の光線が光ファイバ１８を介して入力結合される。当然ながら、光源は運動可能なフォーカスモジュール２に配置することもできる。光ファイバ１８の出射面には、図示の実施例では、２つの結像光学システム１９，２０と、変向鏡の形の変向素子２１とが後置されている。照明装置の個々の構成要素、特に結像光学システム１９，２０と変向素子２１は、たとえば照明光路が平行な光路として主対物レンズ４に衝突するように設定されている。択一的に、前記構成素子の設定を、照明光路が収束するか、または分散するように主対物レンズに衝突するように行なうこともできる。
【００１７】
本発明による配置形式に基づき、照明光路と観察光路とに対して同じ結像特性もしくは焦準特性が得られる。なぜならば、変向素子２１と主対物レンズ４との間の間隔が各焦準状態において一定となるからである。したがって、照明装置の構成要素は主対物レンズ４に対して固定の相対位置において、運動可能なフォーカスモジュール２に配置されると有利である。フォーカスモジュール２の下方には、機械的なインタフェース２３が図示されている。このインタフェース２３では、種々様々な付属装置を本発明による手術顕微鏡に取り付けることができる。このような付属装置としては、たとえばレーザビームガイドのためのマイクロマニピュレータまたは二重対物レンズ等が挙げられる。図１に示した実施例では、さらに顕微鏡本体１に機械・光学的なインタフェース（図示しない）が設けられている。このインタフェースには、フォーカスボックスによる側方スペース制限を甘受する必要なく、種々の第三者観察者用装置または記録装置、たとえばカメラ等を配置することができる。第三者観察者用装置の使用時では、相応して複数の観察光路が主対物レンズを通過する。顕微鏡本体１はさらに別の機械的なインタフェース２４を有している。このインタフェース２４では、本発明による手術顕微鏡を支持装置に旋回可能に取り付けることができる。図１には、１つの支持装置部分２５しか認められない。この場合、顕微鏡本体１に設けられたインタフェースを、回転軸線が手術顕微鏡全体の旋回支点を通って延びるように設定すると有利である。これによって、大きなトルクが生じることなく、この軸線を中心とした手術顕微鏡の旋回動作が可能となる。
【００１８】
規定の調節範囲内での焦準は、運動可能なフォーカスモジュール２を主対物レンズと共に光軸１４に沿って移動せることによって行なわれる。焦準運動を実現するのため、つまり各手術者による操作を実現するためには、種々の構成可能性が存在している。次に、これらの構成可能性を図２および図３につき説明する。
【００１９】
図２には、本発明による手術顕微鏡の第２実施例の側面図が示されている。この手術顕微鏡は図１の場合と同様に、３つの基本構成要素を有している。すなわち、この手術顕微鏡は双眼観察鏡筒３３と、顕微鏡本体３１と、運動可能なフォーカスモジュール３２とから成っている。運動可能なフォーカスモジュール３２には、光ファイバ３８を介して外部光源の光線が入力結合される。本発明による手術顕微鏡の焦準、つまり光軸に沿ったフォーカスモジュール３２の移動は、図示の第２実施例では、手動駆動装置を介して行なわれる。フォーカスモジュール３２はこのために直線ガイド（図示しない）に沿って、顕微鏡本体３１に対して相対的に運動可能となる。調節エレメントとしては、手術者のために回転ノブ３４が働く。この回転ノブ３４は図示の第２実施例では、別の回転ノブ３５に対して同軸的に配置されている。この回転ノブ３５は倍率変換装置の各倍率状態の規定の調節のために役立つ。当然ながら択一的に、本発明による手術顕微鏡を焦準するためのこのような調節エレメントを顕微鏡本体３１の別の個所に配置することも可能である。手術者によってフォーカスモジュールを調節するための回転ノブ３４の摩擦は、実際の使用の前に調節可能であると有利である。こうして回転ノブ３４の摩擦を個々の条件に適合させることができる。同じく、所望の倍率を設定するための別の回転ノブ３５の摩擦も調節可能であってよい。この場合には、両回転ノブ３４，３５の回転時に異なる摩擦が調和されると有利である。たとえば、これらの摩擦は手術者の意志に応じて著しく異なっているか、または比較的類似して設定することができる。
【００２０】
図２に示した本発明による手術顕微鏡の手動焦準の他に、このような焦準を図３に示した本発明の第３実施例の場合のようにモータ駆動装置を介して行なうことも可能である。第３実施例による手術顕微鏡はやはり３つの基本構成要素、つまり双眼観察鏡筒４３と、顕微鏡本体４１と、運動可能なフォーカスモジュール４２とから成っている。主対物レンズと、照明装置の構成部分とを備えたフォーカスモジュール４２には、光ファイバ４８を介して、やはり外部光源の光線が入力結合される。顕微鏡本体４１に設けられた倍率変換装置は、回転ノブ４５を介して操作することができる。フォーカスモジュール４２は直線ガイド（図示しない）に沿って、顕微鏡本体４１に対して相対的に運動可能である。この第３実施例では、この運動がモータ駆動装置４４を介して行なわれる。このモータ駆動装置４４は顕微鏡本体４１に配置されている。別の構成では、モータ駆動装置をフォーカスモジュールに配置することもできる。モータ駆動装置４４の操作は図示の実施例では、顕微鏡本体４１に配置された２つの調節エレメントを介して可能となる。これらの調節エレメントはタッチスイッチ４６ａ，４６ｂとして形成されている。これらのタッチスイッチを用いて、フォーカスモジュール４２は手術者によって規定されて、所定の調節範囲内で光軸に沿って移動させることができる。図３に示した本発明による手術顕微鏡のモータフォーカスでは、手術顕微鏡全体を移動させることにより行なわれる焦準時に必要となる駆動装置に比べて、あまり手間のかからないモータ駆動装置４４を使用することができる。なぜならば、比較的軽量のフォーカスモジュール４２を運動させるだけで済むからである。
【００２１】
調節エレメントとして顕微鏡本体４１に直接配置されている１つまたは複数のタッチスイッチ４６ａ，４６ｂによる、図３に示した焦準可能性の他に、調節エレメントとしては足踏み式コントロールパネルが挙げられる。この足踏み式コントロールパネルを介して、手術者は光軸に沿ったフォーカスモジュール４２の規定の移動を行なうことができる。同じく、このような焦準を言語制御を介して行なうこともできる。
【００２２】
以下に、図４につき、本発明による手術顕微鏡の第４実施例を説明する。この手術顕微鏡は特に適当な調節可能な支持装置に配置されている。第４実施例による手術顕微鏡はやはり３つの基本構成要素、つまり双眼観察鏡筒５３と、顕微鏡本体５１と、運動可能なフォーカスモジュール５２とから成っている。図３に示した第２実施例の場合と同様に、焦準は手動駆動装置を介して行なわれる。この手動駆動装置は手術者によって、やはり回転ノブ５８を介して操作される。この回転ノブ５８は別の回転ノブ５９に対して同軸的に配置されている。この別の回転ノブ５９を用いて、倍率変換装置の各倍率を調節することができる。両回転ノブ５８，５９の摩擦は手術者によって調節することができる。
【００２３】
第４実施例による手術顕微鏡はさらに、機械・光学的なインタフェース６５を有している。このインタフェース６５には、たとえば第三者観察用装置または記録装置をフランジ締結することができる。
【００２４】
中間構成部分６１を介して、本発明による手術顕微鏡は調節可能な支持装置に配置されている。図４にはこの支持装置に関して、支持装置部分６０しか図示されていない。この支持装置はフロアスタンド式または天井懸架式の支持装置として構成されていてよい。本発明による手術顕微鏡は機械的なインタフェース（図４には認められない）を介して、中間構成部分６１の支持体６２に運動可能に結合されている。手術顕微鏡は中間構成部分６１を介して、第１の軸線６３を中心にして旋回可能であり、さらに第２の軸線６４を介して傾動可能である。支持体６２は、図示の第４実施例では互いに垂直に配置されている両軸線６３，６４を結合している。第１の軸線６３には、図示の実施例ではエネルギ蓄え器６７が結合されている。このエネルギ蓄え器は旋回軸線を中心とした所望の調節モーメントの規定された調節を可能にする。使用されるエネルギ蓄え器６７の詳細は、ドイツ連邦共和国特許出願第４２３１５１６．６号明細書に記載されている。旋回調節モーメントは、回転ノブ５８を介して行なわれる手術顕微鏡の手動焦準のために必要となる摩擦と調和されると有利である。手術者による粗焦準はこの配置形式で、支持装置もしくは中間構成部分６１を介して本発明による手術顕微鏡全体をスムーズに空間位置決めすることによって行なわれる。数ｃｍ範囲での微フォーカスは手術者にとって、運動可能なフォーカスモジュール５２を光軸に沿って移動させることによって可能となる。エネルギ蓄え器６７を備えた、移動調節可能な支持装置における本発明による手術顕微鏡のこのような配置は、たとえばＨＮＯ範囲での使用のために有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による手術顕微鏡の側面図である。
【図２】本発明の第２実施例による手術顕微鏡の側面図である。
【図３】本発明の第３実施例による手術顕微鏡の側面図である。
【図４】本発明の第４実施例による手術顕微鏡の斜視図である。
【符号の説明】
１  顕微鏡本体、  ２  フォーカスモジュール、  ３  双眼観察鏡筒、  ４  主対物レンズ、  ５，６，７  偏向プリズム、  ８ａ，８ｂ  接眼レンズ、  ８ｃ，８ｄ，８ｅ  鏡筒レンズ、  ９，１０  インタフェース、  １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  光学素子、  １２  倍率変換装置、  １３ａ，１３ｂ  直線ガイド、  １４  光軸、  １５  歯車、  １６  区分、  １７  歯車軸線、  １８  光ファイバ、  １９，２０  結像光学システム、  ２１  変向素子、  ２２光源、  ２３，２４  インタフェース、  ２５  支持装置部分、  ２６  接眼鏡筒、  ３１  顕微鏡本体、  ３２  フォーカスモジュール、  ３３  双眼観察鏡筒、  ３４，３５  回転ノブ、  ３８  光ファイバ、  ４１  顕微鏡本体、  ４２  フォーカスモジュール、  ４３  双眼観察鏡筒、  ４４  モータ駆動装置、  ４５  回転ノブ、  ４６ａ，４６ｂ  タッチスイッチ、  ４８  光ファイバ、  ５１  顕微鏡本体、  ５２  フォーカスモジュール、  ５３  双眼観察鏡筒、  ５８，５９  回転ノブ、  ６０  支持装置部分、  ６１  中間構成部分、  ６２  支持体、  ６３，６４  軸線、  ６５  インタフェース、  ６７  エネルギ蓄え器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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