(57)【要約】      （修正有）【課題】照明スポットの照度が均一な手術顕微鏡の照明構造を提供する。【解決手段】照明光Ｒが円錐ロッドレンズ１９の大径端面端２０から小径端面２１へ向けて断面積が収束する方向で通過するため、円錐ロッドレンズ１９の内部で照明光Ｒの反射が多数生じて照明光Ｒの光度が分散され、照明スポット内の照度は均一な分布となる。【選択図】図５
2018060053.tif 000002
【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、
術野で反射された光束を取入れる対物光学系を備えると共に、該対物光学系の後側にミラーを設置し、
顕微鏡本体に差し込まれた光伝送ケーブルの先端部から顕微鏡本体内に照明光を導入し、該導入された照明光をミラーにより下側へ反射して術野に照射する手術顕微鏡の照明構造であって、
前記ミラーと光伝送ケーブルの間の照明光の経路に、大径端面を照明光の導入面とし、小径端面を照明光の出射面とした状態で、円錐ロッドレンズが設けら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】
光伝送ケーブルの先端部を顕微鏡本体の左右いずれかの側面に差し込み、顕微鏡本体の側面から導入した照明光を反射手段により前側へ直角に反射し、該反射手段とミラーとの間に前後方向に沿った円錐ロッドレンズを設けた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。
【請求項３】
円錐ロッドレンズの長さをＬ、小径端面の径をｄ、大径端面の径をＤとした場合に、円錐ロッドレンズがｄ＝Ｄ／２、Ｌ≧４Ｄの条件を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
脳神経外科等において使用される手術顕微鏡は、術野から反射された光束を、手術顕微鏡の底部に形成された光束取入口より内部に取り入れ、対物光学系及び変倍光学系を経て接眼部に導き、接眼部から術野の光学像を立体的に観察できるようになっている。
【０００３】
術野は手術顕微鏡の光束取入口付近から照射される照明光により照らされる。照明光は手術顕微鏡の外部に設置された光源装置から光伝送ケーブルにより手術顕微鏡の内部に導入される。対物光学系の一端側にはミラーが設置されており、このミラーにより手術顕微鏡内に導入された照明光を光束取入口付近から術野へ向けて反射している。
【０００４】
照明光は術野上に所定の照度を有する照明スポットを形成する。術野を照らす照明スポットは中心に最も明るいピークを有する照度分布を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながらこのような関連技術にあっては、照明光の照明スポットが中心にピークを有する照度分布を示すため、高倍率で照明スポットの一部分だけを拡大して観察している場合には問題ないが、低倍率で照明スポット全体を観察する場合は中心と周囲とで明るさの違いが生じてしまう。
【０００７】
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、照明スポットの照度が均一な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】
【０００８】
本発明の第１の側面によれば、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、術野で反射された光束を取入れる対物光学系を備えると共に、該対物光学系の後側にミラーを設置し、顕微鏡本体に差し込まれた光伝送ケーブルの先端部から顕微鏡本体内に照明光を導入し、該導入された照明光をミラーにより下側へ反射して術野に照射する手術顕微鏡の照明構造であって、前記ミラーと光伝送ケーブルの間の照明光の経路に、大径端面を照明光の導入面とし、小径端面を照明光の出射面とした状態で、円錐ロッドレンズが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の側面によれば、光伝送ケーブルの先端部を顕微鏡本体の左右いずれかの側面に差し込み、顕微鏡本体の側面から導入した照明光を反射手段により前側へ直角に反射し、該反射手段とミラーとの間に前後方向に沿った円錐ロッドレンズを設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の側面によれば、円錐ロッドレンズの長さをＬ、小径端面の径をｄ、大径端面の径をＤとした場合に、円錐ロッドレンズがｄ＝Ｄ／２、Ｌ≧４Ｄの条件を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の側面によれば、照明光が円錐ロッドレンズの大径端面端から小径端面へ向けて断面積が収束する方向で通過するため、円錐ロッドレンズの内部で照明光の反射が多数生じて照明光の光度が分散される。従って、照明スポット内の照度は均一な分布となり、照明スポット全体を観察する際も照明スポットの内部で明るさの違いは生じない。
【００１２】
本発明の第２の側面によれば、照明光を光伝送ケーブルが差し込まれた顕微鏡本体の側面から導入し、それを反射手段により前方のミラー側へ向けるため、光伝送ケーブルの差込部と円錐ロッドレンズとが前後方向で並んだ状態とならない。そのためある程度の前後長さを有する円錐ロッドレンズを顕微鏡本体の内部に設置しても、顕微鏡本体の前後寸法を小さく抑えることができる。
【００１３】
本発明の第３の側面によれば、光伝送ケーブルの形状が内部を通過する照明光を十分に分散させる寸法的条件を備えているため、照明スポット内の照度は確実に均一な分布となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】手術顕微鏡を示す斜視図。
【図２】光束取入口付近を示す斜視図。
【図３】手術顕微鏡を示す断面図。
【図４】顕微鏡本体の下部を示す平面図。
【図５】円錐ロッドレンズ及びその周辺部を示す斜視図。
【図６】円錐ロッドレンズを示す側面図。
【図７】照明スポットの照度分布を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好適な実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【００１６】
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３中に示された通りである。
【００１７】
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。
【００１８】
手術顕微鏡１は顕微鏡本体２と接眼部３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。
【００１９】
顕微鏡本体２の前側底面には光束取入口４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４から顕微鏡本体２内に取り入れ、内部の光学構造（例えば後述の対物光学系７や変倍光学系１１など）を経て接眼部３へ導いている。
【００２０】
光束取入口４の上部には２組みのレンズ５、６から構成される対物光学系７が縦方向に沿って設置されている。上側のレンズ５は上下に移動自在で、そのレンズ５の位置に応じて焦点距離を変えることができる。下側のレンズ６は固定されている。
【００２１】
上側のレンズ５は円形だが、下側のレンズ６は円形の後側を直線状に切り欠いた状態で、更にその中央部分を半円状の凹部８として切り欠いている。またレンズ６の後側の側面には凹部８も含めて遮光板９が設けられている。凹部８の下方には照射口２４が形成されている。
【００２２】
対物光学系７の上部には左右一対のプリズム１０が設けられている。対物光学系７を通過した光束Ｌのうち、このプリズム１０で反射された２本の光束Ｌが横方向に設置された左右一対の変倍光学系１１を通過する。変倍光学系１１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。変倍光学系１１を通過した２本の光束Ｌは更に２つのプリズム１２、１３を介して接眼部３側に折り返される。メインドクターはこの接眼部３から術野Ｇの光学像を立体的に観察することができる。術野Ｇの光学像は対物光学系７により焦点距離を変更することができ、変倍光学系１１により倍率を変更することができる。立体観察される術野Ｇには必要な光量の照明光Ｒが照射される。
【００２３】
次に照明光Ｒを照射するための照明構造を説明する。
【００２４】
対物光学系７の下側のレンズ６の凹部８内にはミラー１４が所定の角度で設置されている。このミラー１４は後側が反射面になっている。
【００２５】
顕微鏡本体２の右側面には光伝送ケーブル１５を挿入するための差込部１６が形成されている。光伝送ケーブル１５には別置された照明装置（図示せず）からの照明光Ｒが伝送され、この光伝送ケーブル１５の先端部１７が差込部１６内に差込まれることにより照明光Ｒが顕微鏡本体２の側面から横向きに導入される。
【００２６】
差込部１６の先端にはプリズム１８が上下方向に沿って配されており、差込部１６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１８の前面には前後方向に沿う円錐ロッドレンズ１９が密接状態で組み合わされている。
【００２７】
円錐ロッドレンズ１９の後側は大径端面２０で、プリズム１８で反射された照明光Ｒの入射面となっている。前側は小径端面２１となっていて円錐ロッドレンズ１９を通過した照明光Ｒの出射面となっている。即ち、円錐ロッドレンズ１９は円錐台の光学素子であり、円錐ロッドレンズ１９の光軸を円錐台の回転対称軸に一致させている。従って、円錐ロッドレンズ１９の大径端面２０は円錐台の底面に相当し、円錐ロッドレンズ１９の小径端面２１は円錐台の上面に相当する。円錐ロッドレンズ１９の長さＬは例えば４０ｍｍで、大径端面２０の直径Ｄは例えば５ｍｍ、小径端面２１の直径ｄは例えば２．５ｍｍとなっている。円錐ロッドレンズ１９とミラー１４との間には２つの照明系レンズ２２、２３が設けられている。
【００２８】
光伝送ケーブル１５の先端部１７から導入された照明光Ｒは、プリズム１８で前側に反射され、円錐ロッドレンズ１９と照明系レンズ２２、２３を通過する。その後にミラー１４で下側に反射されて、照射口２４から術野Ｇに向けて照射され、術野Ｇに照明スポットＰを形成する。
【００２９】
円錐ロッドレンズ１９が照明光Ｒの通過方向において大径端面２０から小径端面２１へ断面積が収束する構造で、しかも小径端面２１が大径端面２０に対して十分に小さく（ｄ＝Ｄ／２）、円錐ロッドレンズ１９が十分な長さ（Ｌ≧４Ｄ）を有するため、照明光Ｒが円錐ロッドレンズ１９を通過する際に、円錐ロッドレンズ１９の内部で照明光Ｒの反射が多数生じて照明光Ｒの光度が分散される。即ち、円錐ロッドレンズ１９の内部を進行する光のうち、円錐ロッドレンズ１９の光軸周りの側面（即ち円錐台における錐面）に入射する光は、この側面において全反射する割合が高い。また、この側面から反射した光の進行方向は小径端面２１や大径端面２０に対して傾いており、小径端面２１や大径端面２０における反射率は、光軸と平行に進行する光よりも高い。従って、円錐ロッドレンズ１９内での多数の反射が繰り返され、このような光が小径端面２１の各部に分散する。
【００３０】
そのため、図７に示すように、円錐ロッドレンズ１９が無い場合の照明スポットＰは点線で示すような中心にピークを有する照度分布Ａを示すが、円錐ロッドレンズ１９が有る場合は全体的に均一な照度分布Ｂを示す。従って、低倍率で術野Ｇ全体を照明スポットＰで照らして広い範囲を観察する際も照明スポットＰ内で明るさの違いは生じない。
【００３１】
またこの実施形態では、光伝送ケーブル１５を顕微鏡本体２の側面に差し込むことにより、照明光Ｒを顕微鏡本体２の側面から導入し、それをプリズム１８により前方のミラー１４側へ向けるため、ある程度の前後長さを有する円錐ロッドレンズ１９を設置した場合も、円錐ロッドレンズ１９と光伝送ケーブル１５用の差込部１６が前後方向で並ばないため、顕微鏡本体２の前後寸法を小さく抑えることができる。
【００３２】
尚、この実施形態では横向きの変倍光学系１１を例にしたが、対物光学系７の上部に縦方向に設ける構造にしても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１  手術顕微鏡
２  顕微鏡本体
３  接眼部
４  光束取入口
７  対物光学系
１４  ミラー
１５  光伝送ケーブル
１６  差込部
１７  先端部
１８  プリズム
１９  円錐ロッドレンズ
２０  大径端面
２１  小径端面
Ｇ  術野
Ｌ  光束
Ｒ  照明光
Ｐ  照明スポット
Ａ  円錐ロッドレンズ無しの照度分布
Ｂ  円錐ロッドレンズ有りの照度分布
【図１】
2018060053.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018060053.tif 000006
【図５】
2018060053.tif 000007
【図６】
2018060053.tif 000008
【図７】
2018060053.tif 000009