(57)【要約】【課題】対物光学系の焦点距離の可変範囲が拡大されても、全ての焦点位置において必要な光量が得られる手術顕微鏡の照明構造を提供する。【解決手段】可動レンズ８が移動して焦点距離が変動しても、可動レンズ８と一体的に移動するカム部材２６の傾斜面２７がレバー２４の上端２５に当接して、ミラー２１で反射された照明光Ｒが焦点位置に向かうようにミラー２１の角度を変更させるため、照明光Ｒは常に焦点位置に向けて照射される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインドクター用の接眼部が位置する側を前側とし、その反対側を後側とし、その前後方向に直交する方向を左右方向とした顕微鏡本体の内部に、
垂直な光軸に沿って移動自在な焦点距離可変用の可動レンズを含むレンズ群により構成され立体観察用の左右一対の光束が通過する対物光学系を備え、
該対物光学系における最下レンズの後側に左右方向に沿った水平回転軸を中心に回転自在なミラーを設置し、顕微鏡本体内に導入された照明光をミラーにより反射して対物光学系の焦点位置に向ける手術顕微鏡の照明構造であって、
前記ミラーの水平回転軸の一端を対物光学系の範囲外へ延長し、該延長した水平回転軸からレバーを一体的に立上げ形成し、
可動レンズに対物光学系の範囲外に位置するカム部材を一体的に取付け、
該カム部材にレバーの上端と当接してミラーで反射された照明光が常に焦点位置に向かうように該ミラーの角度を変更させる傾斜面が形成されていることを特徴とする手術顕微鏡の照明構造。
【請求項２】
カム部材が傾斜面を有するクサビ形で、レバーがその上端を傾斜面に当接させる方向に付勢されていることを特徴とする請求項１記載の手術顕微鏡の照明構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術顕微鏡の照明構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
手術顕微鏡には術野を照らす照明構造が内蔵されている。対物光学系の後方にミラーを設け、光ファイバにより顕微鏡本体内に導入された照明光をこのミラーにより反射して対物光学系の焦点位置に向けて照射している。ミラーの反射による照明光の照射角度は固定され、照明光は一定角度で術野に対して照射される。
【０００３】
手術顕微鏡に搭載される対物光学系は一定の範囲で焦点距離を可変できる構造になっているが、従来はその可変範囲が小さいため、固定された一定角度の照明光を照射するだけで全ての焦点位置において必要な光量を得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような関連技術にあっては、対物光学系による焦点距離の可変範囲が小さいため問題ないが、昨今の手術顕微鏡下の作業領域の拡大要請から、対物光学系の焦点距離の可変範囲を拡大する傾向があり、可変範囲があまり大きくなると、対物光学系の光軸からオフセットした位置から斜めに照射するため、一定角度で照明光を照射するだけでは全ての焦点位置において必要な光量が得れなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような関連技術に着目してなされたものであり、対物光学系の焦点距離の可変範囲が拡大されても、全ての焦点位置において必要な光量が得られる手術顕微鏡の照明構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の技術的側面によれば、メインドクター用の接眼部が位置する側を前側とし、その反対側を後側とし、その前後方向に直交する方向を左右方向とした顕微鏡本体の内部に、垂直な光軸に沿って移動自在な焦点距離可変用の可動レンズを含むレンズ群により構成され立体観察用の左右一対の光束が通過する対物光学系を備え、該対物光学系における最下レンズの後側に左右方向に沿った水平回転軸を中心に回転自在なミラーを設置し、顕微鏡本体内に導入された照明光をミラーにより反射して対物光学系の焦点位置に向ける手術顕微鏡の照明構造であって、前記ミラーの水平回転軸の一端を対物光学系の範囲外へ延長し、該延長した水平回転軸からレバーを一体的に立上げ形成し、可動レンズに対物光学系の範囲外に位置するカム部材を一体的に取付け、該カム部材にレバーの上端と当接してミラーで反射された照明光が常に焦点位置に向かうように該ミラーの角度を変更させる傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の技術的側面によれば、カム部材が傾斜面を有するクサビ形で、レバーがその上端を傾斜面に当接させる方向に付勢されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の技術的側面によれば、可動レンズが移動して焦点距離が変動しても、可動レンズと一体的に移動するカム部材の傾斜面がレバーの上端に当接して、ミラーで反射された照明光が常に焦点位置に向かうようにミラーの角度を変更させるため、照明光は常に焦点位置に向けて照射される。従って焦点距離の可変範囲が拡大されても、全ての焦点位置において必要な光量を得ることができる。またミラーを回転させるためのレバー及びカム部材が対物光学系の範囲外に設けられているため、それらが動いても対物光学系と干渉する心配はない。
【００１０】
本発明の第２の技術的側面によれば、カム部材が傾斜面を有するクサビ形で、その傾斜面にレバーの上端を付勢させた状態で当接させるため、構造が簡略で対物光学系の範囲外の狭いスペースに設置しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】手術顕微鏡の構造を示す概略図。
【図２】顕微鏡本体の下部を示す平面図。
【図３】照明光の導入構造を示す斜視図。
【図４】対物光学系を示す斜視図。
【図５】中間的な焦点距離の場合を示す照明構造の断面図。
【図６】長い焦点距離の場合を示す照明構造の断面図。
【図７】短い焦点距離の場合を示す照明構造の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１〜図７は本発明の好適な実施形態を示す図である。
【００１３】
以上及び以下の説明において前後方向及び左右方向は図１及び図４中に示された通りである。すなわち、顕微鏡本体におけるメインドクター用の接眼部が位置する側を前側とし、その反対側を後側とし、その前後方向に直交する方向を左右方向とする。
【００１４】
手術顕微鏡１は図示せぬスタンド装置のアームの先端に支持され、そのアームの範囲内において位置を自由に変更できると共に、変更後の位置において向きを自由に変えることができる。
【００１５】
手術顕微鏡１は顕微鏡本体２と接眼部３、４から構成されている。接眼部３はメインドクター用で、顕微鏡本体２の前側に設けられている。接眼部４はサブドクター用で、顕微鏡本体２の後側に設けられている。サブドクター用の接眼部４はメインドクター用の接眼部３よりも低い位置に取付けられている。
【００１６】
顕微鏡本体２の前側底面には光束取入口５が形成されている。術野Ｇからの光束Ｌをこの光束取入口５から顕微鏡本体２内に導入し、内部の光学構造を経て、前後の接眼部３、４に導いている。
【００１７】
光束取入口５の上部には垂直な光軸Ｋ１（図４）を有する対物光学系６が設置されている。対物光学系６は上下２つの固定レンズ７、９と、その間に位置する可動レンズ８の３枚から構成される。可動レンズ８は光軸Ｋ１に沿って移動自在で、その可動レンズ８の位置に応じて焦点距離を変えることができる。具体的には可動レンズ８が上昇すると焦点距離が短くなり、下降すると長くなる。
【００１８】
最上部の固定レンズ７は円形で、可動レンズ８と最下部の固定レンズ９は光軸方向から見て円形の後側が直線状に切り欠かれた形状で、更に最下部の固定レンズ９は中央部分が半円状の凹部１０として切り欠かれている。この最下部の固定レンズ９の後側の側面には凹部１０も含めて遮光板１１が設けられている。この遮光板１１は後述する照明構造に対するものである。
【００１９】
対物光学系６の上部には左右方向に沿って２つの変倍光学系１２が設けられている。これら変倍光学系１２は対物光学系６とは別の垂直な光軸Ｋ２（図４）に沿う複数のレンズ群から構成され、構成レンズの一部を移動させることにより倍率を変化させることができる。変倍光学系１２を通過する光束Ｌは所定間隔だけ離れているため互いに立体視が可能な両眼視差を有する。この変倍光学系１２から接眼部３、４までの間の設けられるレンズやプリズムなどの光学部品は立体観察のためにそれぞれ左右一対設けられる。
【００２０】
変倍光学系１２の上部にはペンタプリズムビームスプリッタ１３が設けられている。ここで光束Ｌは前側へ反射される第１光束Ｌ１と、上方にそのまま通過する第２光束Ｌ２に分岐される。第１光束Ｌ１は結像レンズ１４を経てメインドクター用の接眼部３に導かれる。第２光束Ｌ２はプリズム１５で後方へ向けて水平に反射される。この第２光束Ｌ２はリレーレンズ１６を経て中央のプリズム１７により下方へ反射され、再度下方に位置するプリズム１８で後方へ反射された後、結像レンズ１９を経て、サブドクターの接眼部４に導かれる。
【００２１】
このように対物光学系６と変倍光学系１２を通過した光束Ｌを第１光束Ｌ１と第２光束Ｌ２に分岐して、前後の両接眼部３、４に導いているため、メインドクターとサブドクターは術野Ｇの同じ光学像を共有することができる。
【００２２】
メインドクターは手術中に手術顕微鏡１を術野Ｇに対して近づけたり離したりして、その焦点距離Ｆを変更するが、この手術顕微鏡１には焦点距離Ｆが変化しても、その変化に追従して照明光Ｒを術野Ｇに照射し続ける照明構造が設けられている。
【００２３】
最下部の固定レンズ９の後側には左右方向に沿った水平回転軸２０が設けられている。この水平回転軸２０の途中部分には円形のミラー２１が一体的に設けられている。水平回転軸２０の両端は対物光学系６の範囲から左右両側に外れた位置まで延長され、それぞれ軸受２２により回転自在に支持されている。ミラー２１は凹部１０内に位置しており、凹部１０内において水平回転軸２０を中心に水平回転軸２０ごと回転することができる。水平回転軸２０の右側の端部にはゼンマイバネ２３が設けられ、水平回転軸２０が図４中Ａ方向へ回転するように付勢している。
【００２４】
水平回転軸２０の対物光学系６の範囲から左側に外れた位置には、レバー２４が立ち上げ形成されている。レバー２４は前方へ延びた後に立ち上がり、上端２５が更に左側に曲折した形状をしている。
【００２５】
可動レンズ８にはレバー２４に対応する位置にカム部材２６が一体的に取付けられている。カム部材２６は上下に長いクサビ形をしており、前面に傾斜面２７を有している。傾斜面２７は上方へ向けて漸次前側に傾斜するフラット面で、そこにレバー２４の上端２５が当接している。レバー２４の上端２５と傾斜面２７の当接状態はゼンマイバネ２３の付勢力により維持される。
【００２６】
従って可動レンズ８と一緒にカム部材２６が下降すると、傾斜面２７がレバー２４を前側へ押してミラー２１の角度が前傾方向に変化する。逆に上昇するとレバー２４が後側に倒れてミラー２１の角度が後傾方向に変化する。ミラー２１を回転させるためのレバー２４及びカム部材２６が対物光学系６の範囲外に設けられているため、それらが動いても対物光学系６と干渉する心配はない。
【００２７】
ミラー２１は後側が反射面になっており、顕微鏡本体２内に導入された照明光Ｒを反射して対物光学系６の焦点位置の術野Ｇに向ける。ミラー２１が固定レンズ９の凹部１０内に位置しているのは、照明光Ｒをなるべく対物光学系６の光軸Ｋ１に近い位置から照射したいからである。光軸Ｋ１に近づけることにより術野Ｇの深いところまで照明光Ｒを届かせることができる。
【００２８】
顕微鏡本体２の右側面には光ファイバー製のライトガイド２８を挿入するための差込部２９が形成されている。ライトガイド２８には別置された照明装置からの照明光Ｒが伝送され、このライトガイド２８を差込むことにより照明光Ｒが顕微鏡本体２の側面より横向きに導入される。
【００２９】
差込部２９の先端にはプリズム３０が上下方向に沿って配されており、差込部２９から導入された照明光Ｒを前方へ向けて直角に反射する。プリズム３０の前面には前後方向に沿う円錐ロッドレンズ３１が密接状態で組み合わされている。円錐ロッドレンズ３１は後側の入射面が広く且つ前側の出射面が狭い円錐形状をしている。円錐ロッドレンズ３１とミラー２１との間には２つの照明系レンズ３２、３３が設けられている。
【００３０】
プリズム３０で反射された照明光Ｒは円錐ロッドレンズ３１を通過することにより均一な光強度分布となり、そのまま照明系レンズ３２、３３を通過してミラー２１で反射される。ミラー２１で反射された照明光Ｒは術野Ｇに向けて照射される。
【００３１】
顕微鏡本体２に対する術野Ｇの位置は対物光学系６の焦点距離Ｆにより変動するが、前述のようにミラー２１の角度はその焦点距離Ｆの変動に追従して変化するため、照明光Ｒは常に術野Ｇを照射し続ける。
【００３２】
図５はミラー２１で反射された照明光Ｒが中間的な焦点距離Ｆ２の術野Ｇ２を照射している状態を示している。レバー２４の上端２５はカム部材２６の傾斜面２７の中央付近に当接し、ミラー２１で反射された照明光Ｒは焦点距離Ｆ２における術野Ｇ２へ向けて照射される。
【００３３】
図６は可動レンズ８を下降させて、長い焦点距離Ｆ１にした場合を示している。長い焦点距離Ｆ１では術野Ｇ１の位置も先の図５の術野Ｇ２よりも遠くに位置することになる。長い焦点距離Ｆ１にするために、可動レンズ８が下降するとカム部材２６も下降し、カム部材２６の傾斜面２７によりレバー２４の上端２５が前側に押されて、レバー２４及び水平回転軸２０がミラー２１ごと前傾する方向に傾く。そのため照明光Ｒは先の図５の術野Ｇ２よりも遠い位置の術野Ｇ１に向けられることになり、その術野Ｇ１を確実に照らすことができる。
【００３４】
図７は可動レンズ８を上昇させて、短い焦点距離Ｆ３にした場合を示している。短い焦点距離Ｆ３では術野Ｇ３の位置も図５の術野Ｇ２よりも近くに位置することになる。短い焦点距離Ｆ３にするために、可動レンズ８が上昇するとカム部材２６も上昇する。レバー２４の上端２５はカム部材２６の傾斜面２７側に付勢されているため、上端２５は傾斜面２７に対して当接した状態のままカム部材２６に対して相対的に下方へ移動し、レバー２４及び水平回転軸２０がミラー２１ごと後傾する方向に傾く。そのため照明光Ｒは先の図５の術野Ｇ２よりも近い位置の術野Ｇ３に向けられることになり、その術野Ｇ３を確実に照らすことができる。
【００３５】
カム部材２６の傾斜面２７はミラー２１の回転角度を可動レンズ８の移動量（焦点距離Ｆ）に比例して変化させる傾斜度を有し、ミラー２１で反射された照明光Ｒが常に焦点距離Ｆに応じた術野Ｇに向けられるように予め設計されている。従って、手術顕微鏡１と術野Ｇとの間の作業領域を拡大するために、対物光学系６の焦点距離Ｆの可変範囲を拡大しても、全ての焦点位置において照明光Ｒを術野Ｇに向けることができ、手術に必要な光量を得ることができる。さらに、アクチュエータや制御回路系を使用せずに可動レンズ８の移動に連動した受動的な照明機構として構成されているため信頼性が高い。
【００３６】
以上の実施形態では、傾斜面２７をカム部材２６の一面に形成する例を示したがこれに限定されない。例えばカム部材に溝状或いはレール状の傾斜面を形成し、その傾斜面によりレバーの上端をガイドするようにしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  手術顕微鏡
２  顕微鏡本体
３  接眼部（メインドクター）
４  接眼部（サブドクター）
６  対物光学系
７  固定レンズ
８  可動レンズ
９  固定レンズ（最下レンズ）
１２  変倍光学系
２０  水平回転軸
２１  ミラー
２４  レバー
２５  上端
２６  カム部材
２７  傾斜面
Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）  術野
Ｆ（Ｆ１〜Ｆ３）  焦点距離
Ｌ  光束
Ｌ１  第１光束
Ｌ２  第２光束
Ｋ１  光軸（対物光学系）
Ｋ２  光軸（変倍光学系）
Ｒ  照明光
Ａ  付勢方向
【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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【図７】
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