(57)【要約】  外科用の高効率広角照明装置が開示され、１つの実施態様は、光線を供給する、光源（１２）と；光線を受光し伝達するために光源と光学的に結合する光ケーブル（１４）と；光ケーブルに動作可能に連結されたハンドピース（１０）と；ハンドピースに動作可能に連結され、光ケーブルに光学的に連結されて、光線を受光し伝達する光ファイバ（２２）と；光線を受光して散乱してある領域を照明するために光ファイバの末端部に連結された光学部材（２０）と；を具備し、光学部材は、複合二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体と；光ファイバと光学部材とを収容して方向付けするためにハンドピースに動作可能に連結されたカニューレ（１６）と；を具備する。ＣＰＣ円錐体光学部材は、光線を大きく軸から外れた角まで角度的に外に拡げて、カニューレの末端部から高効率に光線を放射する。
2009513278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型広角照明装置であって、
光源に光学的に連結できて、前記光源からの光線を受光できて、前記光線を伝達してある領域を照明できる、光ファイバと、
前記光ファイバに動作可能に連結された、ハンドピースと、
前記光線を受光できて、前記光線を散乱して前記領域を照明することができる、光学部材であって、複合二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体を具備する光学部材と、
前記光ファイバと前記光学部材を収容して方向付けるために、前記ハンドピースに動作可能に連結された、カニューレと、
を具備する、小型広角照明装置。
【請求項２】
前記ＣＰＣ円錐体は、前記光ファイバの成形された末端部を具備する、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項３】
前記光学部材は、光ファイバの末端に光学的に連結されている、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項４】
前記光学部材は、機械加工、あるいは、射出成形されたプラスチックからなっている、請求項３に記載の小型広角照明装置。
【請求項５】
前記光学部材は、１９、２０、あるいは、２５ゲージの光学部材である、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項６】
前記カニューレと前記ハンドピースは、生体適合性物質から製造されている、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項７】
前記光ファイバは、基部で光ケーブルに光学的に連結しており、前記光ケーブルは、動作可能に前記光源に連結して前記光線を前記光ファイバに伝達し、前記光ケーブルは、前記光源に動作可能に連結された第一の光コネクタと、前記ハンドピースに動作可能に連結された第二の光コネクタと、を具備する、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項８】
前記光ケーブルの寸法と光ファイバの寸法とが等しい、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項９】
前記光ケーブルが複数の光ケーブルを具備する、請求項７に記載の小型広角照明装置。
【請求項１０】
前記第一の光コネクタ、および、前記第二の光コネクタは、ＳＭＡ光ファイバ・コネクタである、請求項７に記載の小型広角照明装置。
【請求項１１】
さらに、前記光学部材と前記カニューレの内壁との間のエア・ギャップを具備する
、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１２】
さらに、前記末端で前記光学部材と前記カニューレとの間に、前記エア・ギャップを保存できる、封止体を具備する、請求項１１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１３】
前記光ファイバの寸法と前記光学部材の寸法が等しい、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１４】
前記光線は、比較的インコヒーレントな光からなる光線を具備する、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１５】
前記光源は、キセノン光源である、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１６】
前記ハンドピースは、少なくとも前記光ファイバを部分的に収容する、請求項１に記載の小型広角照明装置。
【請求項１７】
小型広角照明外科装置であって、
光線を供給する、光源と、
前記光源に光学的に連結して、前記光線を受光して前記光線を伝達する、光ケーブルと、
前記光ケーブルに動作可能に連結された、ハンドピースと、
前記ハンドピースに動作可能に連結されて、前記光学ケーブルに光学的に連結され、前記光線を受光してある領域に伝達する、光ファイバと、
前記光線を受光して前記光線を散乱して前記領域を照明するために、前記光ファイバの末端に光学的に連結された、光学部材であって、複合二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体を具備する光学部材と、
前記光ファイバと前記光学部材を収容して方向付けるために、前記ハンドピースに動作可能に連結された、カニューレと、
を具備する、小型広角照明外科装置。
【請求項１８】
ＣＰＣ円錐体は、前記光ファイバの成形された末端を具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項１９】
前記光学部材は、光ファイバの末端に光学的に連結されている、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２０】
前記光学部材は、機械加工、あるいは、射出成形されたプラスチックからなっている、請求項１８に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２１】
前記光学部材は、１９、２０、あるいは、２５ゲージの光学部材である、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２２】
前記カニューレと前記ハンドピースは、生体適合性物質から製造されている、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２３】
前記光ファイバは、前記光ケーブルと一体成形されている、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２４】
前記光ケーブルは、前記光源に動作可能に連結された第一の光コネクタと、前記ハンドピースに動作可能に連結された第二の光コネクタと、を具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２５】
前記第一の光コネクタ、および、前記第二の光コネクタは、ＳＭＡ光ファイバ・コネクタである、請求項２４に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２６】
前記光ケーブルの寸法と光ファイバの寸法とが等しい、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２７】
前記光ケーブルが複数の光ケーブルを具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２８】
前記光ファイバの寸法と前記光学部材の寸法が等しい、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項２９】
さらに、前記光学部材と前記カニューレの内壁との間のエア・ギャップを具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項３０】
さらに、前記カニューレの前記末端で前記光学部材と前記カニューレとの間に、前記エア・ギャップを保存できる、封止体を具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項３１】
前記光線は、比較的インコヒーレントな光からなる光線を具備する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項３２】
前記光源は、キセノン光源である、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【請求項３３】
前記ハンドピースは、少なくとも前記光ファイバを部分的に収容する、請求項１７に記載の小型広角照明外科装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、外科手術用機器に関し、特に、眼科外科手術中にある領域を照明する外科手術用照明機器に関する。さらに、具体的には、本発明は、外科分野における照明用の複合二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体を具備した広角照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科外科手術において、特に、硝子体網膜外科手術において、可能な限り網膜の部分を広く視野に入れるために、外科手術用の広角顕微鏡装置を使用することが望ましい。このような顕微鏡装置用の広角対物レンズはあるが、典型的な光学フィルタ・プローブの照明円錐によって提供される領域よりもより広い証明領域を必要とする。その結果、光ファイバ照明装置によって供給される比較的インコヒーレントな光の光線を拡げる、様々な技術が開発されている。このように、現行の広角外科手術用の顕微鏡装置で要求に応じて、既知の広角照明装置は、網膜のより広い部分を照明することができる。しかしながら、現存する広角照明装置には、いくつかの不利益（欠点）がある。
【０００３】
いくつかの従来の外科手術用の広角照明装置にみられる、ひとつの欠点は、眼球の硝子体流体の光の屈折率と眼球の硝子体流体に接触する照明装置のレンズの表面の光の屈折率とのマッチングである。このような従来の装置の広角レンズの光を屈折する表面と眼球の硝子体流体が接触することにより、眼球の硝子体流体による屈折率の切替えに起因して、最適以下の屈折に帰着する。“眼科外科手術用の網膜広角照明装置”と題する、スコット・ターナーの特許文献１には、エア・ギャップがあることによってもたらされる高屈折率の部位を使用して、屈折率マッチングの効果を克服する装置が提供されている。エア・ギャップは、光ファイバの末端部と照明装置のレンズの光を屈折する表面との間に現れる。したがって、光学導波管（すなわち、光ファイバ）から出る光は、照明装置のレンズの光を屈折する表面を通過する前に、眼球の硝子体流体を接触することによってもたらされる如何なる屈折率の切替も行わずに、角度的に拡散される。
【０００４】
現行入手可能な広角照明装置の別の欠点は、グレアである。照明源が小さくて明るいとき、グレアは発生し、ユーザ（すなわち、眼科外科医）は小さく明るい光源に向かう線を見ることになる。グレアは、有用な照明を提供しない望まない迷走輻射であって、観察者の気を散らす、あるいは、観察対象を曖昧にする。グレアは、現行の広角照明装置で修正することができるが、通常、トータルの照明光束を低減する場合だけに限られ、外科医による観察に使用できる光の量を低減することとなる。たとえば、テキサス、フォート・ウォースのアルコン・ラボラトリ社で製造されている“バレット・プローブ”は、光ファイバの末端部から出る光を散乱する、拡散仕上げした表面を持つ、バレット（弾丸）形状のファイバを使用して、広角照明を実現している。グレアを低減するために、バレット・プローブは、全体として使用できる光束を減らすことによって照明角を低減する、ジオメトリック・シールドを使用することができる。
【０００５】
従来の広角照明装置は、さらに、光の大きな照明角（角度的な拡がり）と外科手術部位を照明する光源の高輻射効率とを同時に提供できないという欠点を持っている。
【０００６】
したがって、従来の広角照明装置に伴う課題、特に、輻射光の大きな角度的な拡がり）と外科手術部位を照明する光源の高輻射効率とを同時に提供するという課題を低減あるいは解決できる、可変角度、広角照明装置に対する必要性は依然として存在する。
【特許文献１】米国特許第５，６２４，４３８号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２９８４号（２００６年１０月３１日出願）明細書
【非特許文献１】Ｎｏｎ−Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃｓ，  Ｒｏｌａｎｄ  Ｗｉｎｓｔｏｎ著，  Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  ２００５
【発明の開示】
【０００７】
外科手術部位を照明する、本発明の高効率広角外科用照明装置の実施態様群は、実質的にこれらの必要性その他に適合する。本発明の１つの実施態様は、小型（小さいゲージ）で高効率の外科用照明装置であり、この装置は、光線を供給する、光源と；光線を受光し伝達するために光源と光学的に結合する光ケーブルと；光ケーブルに動作可能に連結されたハンドピースと；ハンドピースに動作可能に連結され、光ケーブルに光学的に連結されて、光線を受光し伝達する光ファイバと；光線を受光して散乱してある領域（たとえば、外科手術部位）を照明するために光ファイバの末端部に連結された光学部材と；を具備し、光学部材は、複合二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体と；光ファイバと光学部材とを収容して方向付けするためにハンドピースに動作可能に連結されたカニューレと；を具備する。
【０００８】
光学部材は、光ファイバの成形された末端、あるいは、機械加工あるいは射出成形されたプラスチックのＣＰＣ円錐体を持つ、小さなゲージの拡散光学部材であることができる。たとえば、光学部材は、１９，２９、あるいは、２５ゲージの工学部材であることができる。ＣＰＣ円錐体光学部材は、光線を大きく軸から外れた角度まで角度的に拡げ、カニューレの末端から高効率で光を放射する。ほとんどすべての光線は、ＣＰＣ円錐体の平面状の末端面を通って光学部材を通過する。
【０００９】
カニューレ、光学部材、および、ハンドピースは、生体適合性物質から製造されることができる。光ケーブルは、光源に動作可能に連結される、第一の光コネクタ、および、ハンドピースに動作可能に連結されて、（ハンドピースとカニューレの内に収容されている光ファイバに光ケーブルを光学的に連結する）、第二の光コネクタを具備することができる。これらのコネクタは、ＳＭＡ光ファイバ・コネクタであることができる。光学部材、光ファイバ、おとび、光ケーブル（すなわち、光ケーブル内の光ファイバ（群））は、光線を光源から外科手術部位へ伝達するために、互換性のあるゲージであるべきである。たとえば、この３つの部材すべてが同じゲージであることができる。
【００１０】
本発明の別の実施態様は、光源に動作可能に光学的に連結して、光源から光線を受光して光線を伝達して外科手術部位を照明する光ファイバと、動作可能に光ファイバに連結されたハンドピースと、光線を受光して光線を散乱して特定の部位を照明することができる光学部材であって、複合二次曲面集光器（ＣＰＣ）円錐体、および、光ファイバと光学部材を収容して方向付けするためのハンドピースに動作可能に連結された、カニューレを持った光学部材とを具備する、小ゲージ広角照明装置である。特定の部位は、網膜のような外科手術部位であることができる。ＣＰＣ円錐体は、光ファイバの成形された末端であることもできるし、あるいは、光ファイバの末端に光学的に連結される、分離した、機械加工あるいは射出成形されたプラスチックのＣＰＣ円錐体であることもできる。
【００１１】
本発明の別の実施態様は、本発明の教示に従った高効率広角照明装置を使用した外科手術部位の広角照明方法、および、眼科外科手術で使用する、本発明の広角照明装置の外科手術用のハンドピースの実施態様を含むことができる。本発明の実施態様は、本発明の教示にしたがって、カニューレ、あるいは、光学拡散部材内で終端する光ファイバ・ケーブルを収容する、その他の筐体に接続されたハンドピースとして実装できる。さらに、本発明の実施態様は、眼科外科手術あるいはその他の外科手術で使用される、外科手術用機械あるいは装置内に取り込まれることができる。本発明の教示に従って製造された高効率広角照明装置のその他の使用方法形態等は、当業者に知られることになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施態様は、図の中の同じ性質を持つ対応する部分に同じ参照番号を使用した図に示されている。
【００１３】
本発明のいくつかの実施態様は、小さいゲージ（たとえば、１９，２０、あるいは、２５ゲージ）の光ファイバをベースにした、硝子体網膜／後房部位の外科手術のような、外科手術の過程で使用される内部照明装置を提供する。本発明のいくつかの実施態様は、小さいゲージ（たとえば、１９、１０、あるいは、２５ゲージ）のカニューレに接属されている、テキサス・フォートウォースのアルコン・ラボラトリ社から販売されている、アルコン−グリシェイバ・レボリューションＤＳＰTMハンドピースのような、ハンドピースを具備している。カニューレの内部空間は、本発明の教示にしたがって、光ファイバと一体となっている、あるいは、分離している、拡散光学部材の内で終端することができる、光ファイバ収容するのに使用されている。広角照明装置の実施態様は、眼科外科手術の一般的な分野で使用するように構成されることができる。しかしながら、本発明の範囲は眼科外科手術に限定されるものではなく、広角、および／あるいは、可変照明装置が必要とされる、その他の外科手術分野に一般的に適用できると当業者に理解され、また、理解されるであろう。
【００１４】
本発明の高効率広角照明装置は、広角照明装置の侵入部分が、廃棄可能な外科手術備品となるように、生体適合性高分子物質からなる、光ファイバ、光拡散光学部材、ステム（カニューレ）、および、ハンドピースを具備することができる。従来技術とは異なり、本発明の高効率広角照明装置の実施態様は、低い光学損失で高光伝達／高輝度を提供することができる。生体適合性高分子物質から製造された、本発明の実施態様は、低コストの関節を持ったハンドピース機構に統合されることができ、このような実施態様は、廉価な廃棄可能な照明機器を含むことができる。
【００１５】
本発明の実施態様は、（非特許文献１に記載されている）エッジ−レイ原理に依拠している。光ファイバのテーパでない部分から放射される、最も大きく軸から角度的に外れた、経線光線（光ファイバの光軸を通過する光線）がＣＰＣ円錐体のテーパによって円錐体の末端縁に焦点をあわされることができる場合に、この原理に有効であり、このとき、角度的な光軸からの外れの最大角より小さく角度的に軸から外れたすべての経線光線は、円錐体の周辺内のどこかにあるＣＰＣ円錐体の末端面を必ず通過する。この原理を使用して製造したテーパは、既存の広角照明装置に比べて、より優れた角度的な光線の拡がりと放射効率とのトレードオフを示す。
【００１６】
図１は、光源１２からの光線をケーブル１４を通してステム１６に伝達するハンドピース１０を具備した、外科手術装置２の概略図である。ケーブル１４は、この分野で知られた如何なるゲージの光ファイバ・ケーブルであることができるが、好適には、１９、２０、あるいは、２５ゲージのファイバを持つケーブルであることが望ましい。さらに、ケーブル１４は、光源１２に光学的な連結されて光線を受光してステム１６内でハンドピース１０を通過して光ファイバ２２に伝達する、単一の光ファイバあるいは複数の光ファイバを具備することができる。ステム１６は、図２−４により明瞭に示すように、光ファイバ２２と拡散光学部材２０をステム１６の末端に収容するように構成されている。拡散光学部材２０は、光ファイバ２２と一体にもできるし、光ファイバ２２から分離することもできる。以下でより詳細に議論するように、カップリング装置３２は、光ファイバ・コネクタをケーブル１４の各々の端に具備して、ハンドピース１０内で光学的に連結光源１２を光ファイバに連結することができる。
【００１７】
図２は、拡散光学部材２０の一つの実施態様を示す、より詳細な図である。図２は、ステム１６の末端の拡大図である。ステム１６は、光ファイバ２２と拡散光学部材２０を収容して示されている。光学部材２０は、光ファイバ２２に光学的に連結されており、それ自身、光ケーブル１４に光学的に連結されている。いくつかの実施態様では、光ファイバ・ケーブル１４は、ハンドピース１０を通して伸延して、光学部材２０に直接的に光学的に連結されることができる。これらの実施態様では、分離されたファイバ２２は、使用されていない。いくつかの実施態様では、光学部材２０は、光ファイバの一体部分２２／１４を具備することができる。このような実施態様では、光ファイバ２２／１４の末端は、光を軸から外れて角度的に拡げて、光ファイバ２２／１４の末端から高効率で光を放射する、ＣＰＣ円錐体形状に成形されている。代替態様として、光ファイバ２２／１４の平坦な末端は、オプティカル・グレードの機械加工されたあるいは射出成形されたプラスチックあるいはその他のポリマを具備することができる、分離した光学部材２０に光学的に結合させられることができる。
【００１８】
ハンドピース１０内で実装されるとき、ファイバ２２は、光ファイバ・ケーブル１４と互換性のあるゲージであり、光ファイバ・ケーブル１４から光を受光して伝達することができる。ハンドピース１０は、テキサス・フォートウォースのアルコン・ラボラトリ社から販売されている、アルコン−グリシェイバ・レボリューションＤＳＰTMハンドピースのような、この分野で知られた如何なる外科手術用のハンドピースでもよい。光源１２は、キセノン光源、ハロゲン光源、あるいは、光ファイバ・ケーブルを通して光を伝達することができる、その他如何なる光源であることもできる。ステム１６は、小さなゲージのカニューレであることができるが、当業者に知られているように、好適には、１８−３０ゲージの範囲内のものが好ましい。ステム１６は、当業者に知られているように、ステンレス鋼、あるいは、適当な生体適合性ポリマ（たとえば、ＰＥＥＫ、ポリイミド、他）であることができる。
【００１９】
図６に示すように、光ファイバ・ケーブル１４、あるいは、ファイバ２２、および／あるいは、ステム１６は、例えば、調整手段４０を介して、ハンドピース１０に動作可能に連結されることができる。調整手段４０は、たとえば、当業者に知られた簡単なプッシュ／プル機構を具備することができる。光源１２は、例えば、標準的なＳＭＡ（Ｓｃａｌｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を使用して、ハンドピース１０（すなわち、ファイバ２２）に光学的に連結されることができる。これにより、光源１２から光ファイバ・ケーブル１４を介してハンドピース１０への効果的に光を連結することができ、最終的には、ステム１６の末端で光学部材２０から放射される。光源１２は、当業者に知られたフィルタを具備して光源で発生する遠赤外輻射の吸収による熱効果による損傷を低減することができる。光源１２のフィルタは、外科手術用の染料を活性化するような、外科手術部位を異なる光の色で選択的に照明するのに使用されることができる。
【００２０】
図３は、最大半角θin-ext（ファイバ・コア（たとえば、屈折率ｎcoreを持ったファイバ２２／１４）内で）を持つ入射光を受け入れて、光学部材２０の末端面から角度的な拡がりθout-ext半角（空気中で）までに渡って光を輻射する、ＣＰＣ円錐体のテーパ形状の詳細な数学的な記述を提供する図である。  図４と共に、図３は、本発明の光学部材２０のような、ＣＰＣ円錐体集光器の動作を示している。
【００２１】
図４に示すＣＰＣ円錐体集光器を具備する光学部材２０は、以下の特徴を有している。
・ＣＰＣ領域２００を照射する、θin-ext（空気中で）＝３０°での最も軸から外れた経線光線は、ＣＰＣによって円錐体領域２１０の末端縁の点に焦点を合わされて、空気中で角度範囲-θout＝６０°までに渡って円錐体領域２１０を通過する。
・ＣＰＣ領域２００ではなく、ＣＰＣ領域２１０を照射する、θin-ext（空気中で）＝３０°での最も軸から外れた経線光線は、ＣＰＣ領域２１０によって反射されて、ＣＰＣ領域２１０の末端面を空気中で軸から外れた角度θout＝６０°で通過する。
【００２２】
それ故、θin＝３０°での最も軸から外れた経線光線（最外角経線光線）の１００％が、ＣＰＣ円錐体光学部材２０を通過して末端面を出る。最外角経線光線が末端面を通過する場合に、エッジ−レイ原理は有効であり、同様に、最外角より小さい角度の経線光線も末端面を通過する。したがって、３０°以下の角度を持つ経線光線の１００％が、図４のＣＰＣ円錐体集中器２０を通過する。他方、垂直に対して３０°以下の入射角を持つ曲がった光線（集中器の光軸を決してよぎらない光線）のいくらかは、ＣＰＣ円錐体を通過しないが、多重ＴＩＲ（トータル内部反射）反跳によって戻って来て、基部方向に光ファイバ２２／１４まで反射して戻される。したがって、θinまで均一の強度を持ちθinを越えて強度を持たない理想的な源であっても、１００％の放射効率は曲がった光線を持つ３次元の場合においては可能ではない。そうであっても、従来の広角照明装置よりは、θin−-θoutＣＰＣ円錐体集光器光学部材２０で、角度の拡がりと放射効率との十分に良好なトレードオフを得ることができる。
【００２３】
図３の方程式を使用して、任意の入射および射出角度の組合せに対する、θin−-θoutＣＰＣ円錐体集光器の形状を設計製造することができる。本発明にしたがった広角照明装置に対しては、最大入射角度θinは、概略、光ファイバ２２のＮＡのアークサイン（θin＝ａｒｃｓｉｎ  ＮＡfiber）に対応している。このように、光ファイバ２２のＮＡ＝０．５に対しては、入射半角（空気中の）は３０°にある。射出角は、特定の応用で所望される広角放射光の半角となることができる。本発明の高効率広角照明装置の実施態様に関しては空気中で９０°までの射出半角が可能である。
【００２４】
ＣＰＣ円錐体形状の光学部材２０を光ファイバ２２の末端に光学的に連結して（あるいは、光ファイバ２２の末端をＣＰＣ円錐体形状に成形して）、光学アセンブリをカニューレ１６の中に収容することによって、本発明の高効率広角照明装置を製造することができ、ひとつの実施態様は図２に示されている。ＣＰＣ円錐体光学部材２０は、光ファイバ２２の末端を、成形ことによって、あるいは、テーパのない光ファイバの平坦な末端に結合（接着）することによって、製造することができる。ステム（カニューレ）１６は、鋼鉄（好適には、図２に示すように、光学部材２０を最末端でのみ接触させるために滑らかに湾曲し手いることが望ましい。）から製造されることができる。この接触点で、光ファイバ２２は、機械的な強度を持って、封止して眼からの液体が光学部材２０とステム１６との間のエア・ギャップ２１に侵入するのを防ぐように、接着剤２３によってステム１６に接着されることができる。設計通りに、光路内を伝播する光線が光学部材２０の内部側壁で全反射して光学部材２０の末端を出ることを保証するためには、エア・ギャップ２１を保護することは重要である。ステム１６によって、光学部材２０の末端から外れたグレアが散乱して眼のレンズに戻ってくることを防止する。しかしながら、光学部材２０は、また、その末端がステム１６の末端をわずかに超えて伸延して突出するように、ほとんどグレアに影響を与えずに、ステム１６に連結されることもできる。
【００２５】
本発明の実施態様群は、最小のグレアしか生成せず、空気中あるいは液体中で機能し、そして、従来の広角照明装置よりも、角度的な広がりと放射光の効率との間のより良好なトレードオフ関係を持つことができる。
【００２６】
図５は、本発明の眼科外科手術分野での高効率広角照明装置の一つの実施態様の使用法を示している。動作時、ハンドピース１０は、（光ファイバ２２／１４を経由して）ステム１６を通し、光学部材２０を通して、光線を伝達して眼３０の網膜２８を照明する。ハンドピース１０を通して光学部材２０に伝達された平行光線は、光源１２によって生成され、伝達されて、光ファイバ・ケーブル１４とカップリング装置３２によって網膜２８を照明する。光学部材２０は、光源１２から伝達された光線を、網膜の領域に渡って、たとえば、顕微広角対物レンズが外科医に見せる程度に広く、拡げることができる。
【００２７】
本発明の高効率広角照明装置の実施態様群の優位な効果は、従来の広角照明装置よりも、広い角度的な拡がりと高い放射効率を同時に持ち、より好ましいバランスを提供することができることにある。本発明の実施態様群は、ここで参照してすべての内容を取り込む、関連する特許文献２の教示にしたがって、拡張小ゲージ広角照明装置としても実装できる。
【００２８】
本発明は、ここでは、図示された実施態様を参照して詳細に記載されたが、その記載は単に例示であって如何なる限定的な意味とも解されないものと理解されるべきである。したがって、さらに、本記載を参照して、本発明の実施態様の詳細における多くの変更および本発明の追加の実施態様は当業者には明らかであって当業者によって行われることができると理解されるべきである。このようなすべての変更と実施態様への追加は請求項に記載の本発明の思想と真の範囲に属すると解されるべきである。このように、本発明は、眼科外科手術分野の一般的な領域を特に参照して記載されたが、ここに含まれた教示は、外科手術部位に広角で可変の照明が望まれる分野ならどこでも等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の教示にしたがった、広角照明用の装置のひとつの実施態様を表す図である。
【図２】本発明の教示にしたがった、広角照明用の分散光学部材のひとつの実施態様をより詳細に表す図である。
【図３】本発明のひとつの実施態様のＣＰＣ円錐体テーパ形状の数学的に詳細な記載した図である。
【図４】本発明の教示にしたがった、ＣＰＣ円錐体集中器の光学部品の動作を示す図である。
【図５】眼科外科分野における本発明の広角照明装置の実施態様の使用を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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