(57)【要約】  ＣＣＤを備えている可変視野関節鏡であって、管状ハウジングと入力レンズとＣＣＤとを含んでおり、管状ハウジングが、長手方向軸と入力端とを有しており、入力レンズとＣＣＤとは、ハウジングの入力端内にあり、画像オブジェクトをキャプチャし、中継するためのものである。いくつかの実施例において、第１端ビューイング位置と第２端ビューイング位置の間のビューイング範囲に複数のビューイング位置を備えている可変視野関節鏡は、管状ハウジングと、入力レンズ、ミラーと、プリズム、フォーカスレンズ、ＣＣＤと、を含んでおり、管状ハウジングが、長手方向軸と入力端とを有しており、入力レンズとミラーとは、ハウジング内にあり、画像オブジェクトを得るためのものであり、プリズムとフォーカスレンズとＣＣＤとは、ハウジング内にあり、画像オブジェクトをキャプチャし、中継するためのものである。入力レンズとミラーが、関節鏡の視野を変えるため軸周りに動かすことができるようになっている。ある実施例において、管状ハウジングが、長手方向軸と入力端とを有し、且つ、入力レンズとＣＣＤとが、ハウジングの入力端の入力レンズホルダーに取り付けられている。入力レンズとＣＣＤとが、関節鏡の視野を変えるために動かすことができるようになっている。ＣＣＤは、画像イメージを、ＴＶやＣＲＴスクリーンで見ることができるディジタル画像に変換する。ＣＣＤは、フィールド・中継システム、又は、特別なフォーカスレンズやミラーの代わりに用いることができ、これによって、可変視野関節鏡のコストと複雑さとを減少するものである。
2007509710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端ビューイング位置と第２端ビューイング位置との間のビューイング範囲内において、複数のビューイング位置を有している可変視野関節鏡であって、
管状ハウジングと、入力レンズと、ミラーと、ＣＣＤと、を含んでおり、
上記管状ハウジングが、長手方向軸と、入力端とを有しており、
上記入力レンズが、ハウジングの入力端内にあり、ハウジングに対して第１軸周りに回転可能であり、
上記ミラーが、ハウジングの入力端内にあり、ハウジングに対して第１軸周りに回転可能であり、
上記ＣＣＤが、ハウジング内にあり、受光面を有しているものであって、
光路が、入力端で受けたオブジェクト光を、入力レンズを通し、ミラーで反射し、受光面に当てるように定められており、且つ、入力レンズと第１ミラーとの動きが関節鏡の視野を変えるようになっている、可変視野関節鏡。
【請求項２】
更に、上記ミラーと上記受光面との間の光路に設けられたプリズムを含んでいる、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項３】
上記プリズムが固定されている、請求項２に記載の可変視野関節鏡。
【請求項４】
更に、上記ミラーと上記受光面との間の光路に設けられたフォーカスレンズを含んでいる、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項５】
上記フォーカスレンズと上記ＣＣＤとが、オブジェクト光がフォーカスレンズからＣＣＤの受光面上に合焦するように並べられている、請求項４に記載の可変視野関節鏡。
【請求項６】
上記フォーカスレンズの光軸が、ハウジングチューブの長手方向軸に平行になっている、請求項５に記載の可変視野関節鏡。
【請求項７】
更に、上記ミラーと上記受光面との間の光路に設けられたプリズムを含んでいる請求項４に記載の可変視野関節鏡。
【請求項８】
上記プリズムと上記フォーカスレンズとが、オブジェクト光がプリズムからフォーカスレンズに反射するように並べられている、請求項７に記載の可変視野関節鏡。
【請求項９】
上記フォーカスレンズが、上記プリズムと同軸になっている、請求項８に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１０】
上記入力レンズから上記ＣＣＤへのリムオブジェクト光の長さが、複数のビューイング位置で同じになっている、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１１】
上記入力レンズから上記ＣＣＤへの２つのリムオブジェクト光の長さが、複数のビューイング位置で同じになっている、請求項１０に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１２】
上記２本のリムオブジェクト光の長さが、複数のビューイング位置で互いに同じになっている、請求項１１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１３】
上記第１ミラーは、第１端ビューイング位置と第２端ビューイング位置との間で略３０度回転することができる、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１４】
上記ビューイング範囲内の中心のビューイング位置が、長手方向軸から約４５度である、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１５】
上記ビューイング範囲が１００度よりも大きい、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１６】
上記入力レンズが、第１ビューイング位置と第２ビューイング位置との間の第１角度変化を有しており、上記第１ミラーが、第１ビューイング位置と第２ビューイング位置との間の第２角度変化を有しており、第２角度変化が第１角度変化の半分になっている、請求項１に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１７】
上記第１端ビューイング位置と上記第２端ビューイング位置との間のビューイング範囲内において、複数のビューイング位置を有している可変視野関節鏡であって、
管状ハウジングと、入力レンズと、ＣＣＤとを含んでおり、
上記管状ハウジングが、長手方向軸と入力端とを有しており、
上記入力レンズが、上記ハウジングの入力端内にあり、焦点面を有しており、ハウジングに対して回転できるようになっており、
上記ＣＣＤが、上記ハウジング内の入力端内にあり、入力レンズの焦点面に設けられた受光面を有しており、ハウジングに対して回転できるようになっているものであって、
光路が、入力端で受けたオブジェクト光を、入力レンズを通し、受光面に当てるように定められており、且つ、入力レンズとＣＣＤとの動きが関節鏡の視野を変えるようになっている、可変視野関節鏡。
【請求項１８】
関節鏡の視野が変えられた時に、上記入力レンズと上記ＣＣＤとの間の距離と角度とが変わらない、請求項１７に記載の可変視野関節鏡。
【請求項１９】
上記入力レンズと上記ＣＣＤとが、入力レンズフレームに取り付けられており、入力レンズフレームが、関節鏡の視野を変えるために第１軸周りに枢動する、請求項１７に記載の可変視野関節鏡。
【請求項２０】
上記入力レンズが、第１ビューイング位置と第２ビューイング位置との間の第１角度変化を有しており、上記ＣＣＤが、第１ビューイング位置と第２ビューイング位置との間の第２角度変化を有しており、第１角度変化と第２角度変化とが同じである、請求項１７に記載の可変視野関節鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関係する出願
本願は、“William E. Durell”によって発明され、２０００年８月３０日に出願された、発明の名称“Variable View Arthroscope”、米国特許出願No.09/650,621の一部継続出願であり、該出願は、この引用によって、以下に取り込まれるものである。
【０００２】
発明の技術分野
本発明は、一般に、可変視野である、関節鏡、内視鏡、同様の光学機器に関するものであり、特に、荷電結合素子（ＣＣＤ)を用いる、可変視野関節鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
関節鏡、内視鏡のような他の同様の光学機器が、非医療的利用の場合と同様に、外科手術や検査等の医療的利用に用いられている。本発明の実施例は、本願において、外科手術用関節鏡として記述されているが、本発明の実施例は、他の利用に供するものでも良く、本発明は、あらゆる変形例を包含しようとするものである。
【０００４】
１５年以上前、手術のあり方が、侵襲的手術を最小限にすることを基準とするものに、実質変化した。整形外科の分野において、特に、関節鏡や同様の技術が、最も一般的な外科治療になった。このような技術を用いる外科手術では、患者の痛みを少なくし、ほとんどの場合、患者の身体をより侵襲することを必要とする技術に比べて、より迅速且つ完全に実行することができるものである。更に、関節鏡の使用に付随して行われる麻酔と、同様の外科治療とが、より簡単になり、費用効率が良く、外来患者として扱うことができるようになる。患者は、より迅速に通常の生活に戻り、入院期間は、短くすることができ、場合によっては、無くすことができるようになる。しかしながら、これらの利益の全ては、最小限の侵襲外科手術が、診断能力を改善し、外科手術技術を向上し、医原性疾患を減少することができるという限りにおいて、利用することができるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの最小限の侵襲技術の欠点の一つは、使用する、関節鏡、内視鏡、その他の光学機器の技術上の制限に由来するものである。特に、ある重要な制限は、利用できる市販の機器の最高のものによって視野が限定されてしまうことであり、幾つかの点において、この機器と技術とが１９８０年から実質変化していないことである。関節鏡や機器により定められる視野の改良は、上記装置の利用可能性を改善するものである。
【０００６】
関節鏡や内視鏡によって与えられる視界を広げるための幾つかの技術が提案されている。概ね、上記提案は、機器の入力端に、複数の可動レンズやプリズムのパッケージを入れることを必要とするものであり、多数のデザインの変形例が提案されているが、多くの場合、構造精度、関連する動きの精度、スペース上の要件、光学歪み、所望しない“周辺”光の除去といった、種々の問題を生じていた。
【０００７】
使用者が広げられた有効視野を利用することができ、且つ、その視野を変えるのに関節鏡全体を動かすような機能を必要としない、改良された関節鏡が求められている。また、オブジェクトをキャプチャし、中継するための改良されたデザインの関節鏡が求められている。本願明細書と請求の範囲とにおいて、“関節鏡”という語は、関節鏡、又は、外科手術用或いはその他に使用するものであるのかを問わず、その他の同様の光学機器を含むものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１端ビューイング（viewing）位置と第２端ビューイング位置との間のビューイング範囲内において、複数のビューイング位置を有している可変視野関節鏡についてのものである。ある実施例において、可変視野関節鏡は、管状ハウジングと、入力レンズ、ミラーと、プリズム、フォーカスレンズ、ＣＣＤと、を含んでおり、上記管状ハウジングは、長手方向軸と、入力端とを有しており、上記入力レンズと上記ミラーとは、ハウジング内にあり、画像オブジェクトを得るためのものであり、上記プリズムと上記フォーカスレンズと上記ＣＣＤとは、ハウジング内にあり、画像オブジェクトをキャプチャし、中継するためのものである。上記入力レンズと上記ミラーとは、関節鏡の視野を変えるために軸周りに動かすことができる。
【０００９】
いくつかの実施例において、可変視野関節鏡は、管状ハウジングと、入力レンズ、ＣＣＤと、を含んでおり、上記管状ハウジングは、長手方向軸と、入力端とを有しており、上記入力レンズと上記ＣＣＤとは、ハウジング内にあり、画像オブジェクトをキャプチャし、中継するためのものである。ある実施例において、上記管状ハウジングは、長手方向軸と、入力端とを含んでおり、上記入力レンズと上記ＣＣＤとは、ハウジングの入力端の入力レンズホルダーに取り付けられている。
【００１０】
ＣＣＤは、オブジェクト画像を、例えば、ＴＶやＣＲＴスクリーン上で見ることができるディジタル画像に変換する。ＣＣＤは、フィールド・中継システム、又は、特別なフォーカスレンズやミラーの代わりに用いることができ、これによって、可変視野関節鏡のコストと複雑さとを軽減するものである。関節鏡の視野を変えるために、光学要素を動かす種々の機構が、提供されている。上記光学要素は、いくつかの実施例においてＣＣＤを含んでいるものである。
【００１１】
図面の簡単な説明
本発明を完全に理解するため、添付の図面と共に詳細な説明を参照する。図面は、原寸通りではない。図中、同じ参照番号は、同じ又は同様の部品を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の種々の実施例が中に取り込まれている、可変視野関節鏡が、図１、図２に示されている。ここに示され、且つ、記載されている関節鏡は、上下に可変な視野を提供するものであるが、同様の構成を有している関節鏡は、左右に可変な視野を提供するものや、ある軸に沿って可変な視野を提供するように方向づけることもできる。ここで述べられるように、オブジェクトは、オブジェクト光の形で表されている。オブジェクト光は、オブジェクト画像の外縁又はリムのオブジェクトリム光線の光学中心の軸光を含むものである。概ね参照番号３０で表されている、可変視野関節鏡は、細長いハウジンングチューブ３１を含んでいる。チューブ３１は、中心長手方向軸に沿って伸びている、オブジェクト入力端３２と制御端３３と、を備えている。関節鏡３０は、外部制御部分３５を含んでいる。ハウジングチューブ３１、特にその制御端３３は、関節鏡３０の外部制御部分３５へと伸びている。概ね、オブジェクトは、ハウジングチューブ３１のオブジェクト入力端３２においてキャプチャされ、制御端３３を中継し、関節鏡３０のソケット３８に接続されている装置に記録され、且つ、表示される。いくつかの実施例において、ソケット３８は、標準のオートクレーブ可能な複数のピンを備えている医療型電気コネクタである。複数のピンは、消毒中に錆ないように金又は金メッキされているものであり、且つ、関節鏡３０の制御端３３内に密封されているものである。
【００１３】
制御端３３は、外部制御部分３５に接続されている。外部制御部分３５は、関節鏡３０の視野を調節するため、摺動させる等を行う制御と、関節鏡３０の焦点を調節するためのフォーカスレンズアッセンブリ（図示せず）と、を含んでいる。フォーカスレンズアッセンブリは、例えば、フォーカスレンズと、ズームレンズと、それらの制御と、を含んでいる。フォーカスレンズアッセンブリは、オブジェクト光を関節鏡３０の入力端３２に設けられているＣＣＤ上に合焦させる。ある実施例において、関節鏡３０の外部制御部分３５は、また、照明アッセンブリ４２の部分を含んでいる。照明アッセンブリ４２は、光中継アッセンブリ４３に接続されている光源４１で形成されている。照明アッセンブリ４２は、ハウジングチューブ３１のオブジェクト入力端３２の向こう側にある、ビューイング領域を照射する。示された実施例において、ビューイング領域は、関節鏡のオブジェクト入力端３２の正面の領域であり、関節鏡チューブ３１の長手方向軸下から、関節鏡チューブ３１の長手方向軸上にかけての約１５度の領域である。
【００１４】
図３、図４を参照すると、オブジェクト入力端３２は、オブジェクト入力アッセンブリ５０を含んでいる。オブジェクトアッセンブリ５０は、入力窓５２と、入力レンズ５４と、第１ミラー５６と、フォーカスレンズ６０と、プリズム５９と、ＣＣＤ６１と、を含んでいる。ハウジングチューブ３１の入力端３２は、好ましくは、入力窓５２によって、斜めに傾斜が付けられており、且つ、閉じられている。入力窓５２は、好ましくは、同心の球状のメニスカスレンズであり、内外面の曲率が、略共通の中心点に互いに集まるように形成されている。入力窓５２は、ガラスや他の適切な材料で形成されている。入力窓５２は、接着剤等によって固定されており、また、ハウジングチューブ３１の端用に、密閉閉鎖部分を形成するように密閉されている。好ましくは、ハウジングチューブ３１の入力端３２は、ハウジングチューブ３１のエッジ部分が入力窓５２の断面形状と同様の形状を有するように、形成されており、且つ、関節鏡３０の操作中に入力オブジェクト光に干渉することなく、入力窓５２を最も良く保護できるように、入力窓５２の面を越えた位置にまで伸びている。
【００１５】
入力画面５２の中心点は、好ましくは、心棒９０の中心線上に設けられている。心棒９０は、第１ミラー５６の表の反射面上に設けられている。また、心棒９０は、好ましくは、入力レンズ５４の光軸上に設けられている。もし、入力窓５２の中心点が、入力レンズ光軸上に位置しているならば、入力レンズ５４がある位置から別の位置へと移動すると同時に、入力オブジェクト光の屈折角同士の間に一定関係が保たれることになる。結果として、入力窓５２を通る入力オブジェクト光の屈折は、入力レンズ５４に関し一定であり、歪みが減少されている。入力窓５２の大きさは、好ましくは、オブジェクト入力アッセンブリの他の要素と協働し、関節鏡３０の視野範囲を最大にするように選択されている。
【００１６】
入力レンズ５４と第１ミラー５６とは、ハウジングチューブ３１内で移動できるようになっており、且つ、関節鏡３０の視界を変えるための手段として協働し、キャプチャされたオブジェクト光をプリズム５９に向ける。入力レンズ５４と第１ミラー５６との双方の近くにある心棒９０の動作は、入力レンズ５４と第１ミラー５６との好ましい位置合わせによって定められている。オブジェクト入力アッセンブリ５０の入力レンズ５４は、ハウジングチューブ３１の入力端３２の内側であって、入力窓５２の隣接位置に設けられている。図３、図４に示されている実施例には、２枚の球面レンズを重ね合わせたものとして示されているが、入力レンズ５４は、どのような構成のレンズであっても良い。入力レンズ５４は、最も上方の視野位置と最も下方の視野位置との間、即ち、入力窓５２によって与えられる視野に略相当し、且つ、制限される範囲で回転する。図３、図４は、ビューイング位置のこの範囲内の中心位置にあるオブジェクト入力アッセンブリ５０を示している。示されている実施例において、入力レンズ５４は、入力レンズフレーム８０に取り付けられている。入力レンズフレーム８０は、心棒周りに枢動する揺動アームである。入力レンズフレーム８０は、一端で入力レンズ５４を支持し、且つ、他端で心棒９０周りに枢動するものであり、制御機構によって動作されるものである。入力レンズ５４が、入力レンズフレーム８０に取り付けられており、これによって、入力レンズ５４の光学中心線又は軸が、心棒９０の中心線に位置合わせされている。
【００１７】
第１ミラー５６は、入力レンズ５４から受け取ったオブジェクト光を、固定されているプリズム５９に、反射するように位置決めされている。第１ミラー５６は、入力レンズ５４の軸回転を動作補完するように、心棒９０周りに枢動する。心棒９０の中心線は、第１ミラー５６の表の反射面と同一面上にある。入力レンズ５４が動作すると同時に、第１ミラーは、オブジェクト光の所望の方向を保つように変化しなければならない。ミラーの外形によって、ミラーが第１位置から第２位置へと回転した時のように、ミラーから反射された光の角度変化は、ミラーの反射面の角度変化の２倍になる。その結果、第１ミラー５６は、入力レンズ５４が心棒９０周りに回転するときの角度変化の半分の割合で心棒９０の周りを回転する。故に、入力レンズ５４が第１回転角だけ心棒９０周りを回転すると同時に、第１ミラー５６は、第１回転角の半分の第２回転角だけ心棒９０周りを枢動する。
【００１８】
第１ミラー５６は、最も上方の視野位置と最も下方の視野位置との間で相応の回転を行う。入力レンズ５４の動作に伴うミラー５６の回転は、関節鏡３０の視野を変える。他の実施例において、入力レンズ５４と第１ミラー５６とは、一連の予め定めた位置の間を動作し、又は、関節鏡３０の範囲内の何れかの位置へと移動するものであっても良い。示された実施例において、第１ミラー５６は、第１ミラーフレーム８６上に好ましく取り付けられ、且つ、制御は、第１ミラー５６の位置を調節するのに用いられる。示されている実施例において、オブジェクト入力アッセンブリ５０が中心視野にある時、第１ミラー５６の反射面が、チューブ３１の長手方向に水平で、且つ、入力レンズ５４が、入力レンズ５４の光学軸がミラー５６の平面から仰角４５度になるように、設けられている。図３、図４に示されているように、例えば、中心視野の中心は、水平、即ち、チューブ３１の長手方向軸から仰角４５度である。
【００１９】
入力レンズ５４と第１ミラー５６とプリズム５９とを通って得られるオブジェクト光は、フォーカスレンズ６０とＣＣＤ６１とを介して、関節鏡３０の外部制御部分３５に、好ましくは、中継されている。ＣＣＤ６１は、例えば、中継レンズアッセンブリの代わりに用いることができる。光は、画質を損なうことなく、且つ、光収差が最小限となるように、中継されることが好ましい。プリズム５９は、キャプチャしたオブジェクト光を、フォーカスレンズ６０の光軸に平行な向きに、フォーカスレンズ６０へと反射するように、好ましくは、固定されている。フォーカスレンズ６０の光軸は、同様に、ハウジングチューブ３１の長手方向軸にたいして、好ましくは、平行になっている。フォーカスレンズ６０は、プリズム５９から反射された軸光と、好ましくは、同軸になっている。ＣＣＤ６１は、受光面(receptor face)６１Ａを有している。受光面６１Ａは、その上のオブジェクト光をキャプチャする。ＣＣＤ６１は、フォーカスレンズ６０の像平面上に設けられており、これによって、オブジェクト光が、ＣＣＤ６１の受光面６１Ａ上に合焦するようになっている。ＣＣＤ６１より、キャプチャした画像は、その後、表示するため、制御端３３に中継される。入力レンズ５４とミラー５６とは、ＣＣＤ６１の正面に設けられており、且つ、共に働くように設けられているため、フォーカス画像は、最も上方と最も下方との位置によって定められる全ビューイング範囲に渡って、ＣＣＤ６１上に維持される。
【００２０】
本発明の他の実施例において、プリズム５９の代わりに第２ミラーを用いても良い。ある実施例では、第２ミラーよりもプリズム５９を使用した方が、入力レンズシステムの焦点距離を短くし、且つ、画質を改善することができる。ＣＣＤ画像を得る際、オブジェクト光は、ビューイング領域から入力窓５２へと通過し、入力レンズ５４を通り、そして、第１ミラー５６からプリズム５９へと反射される。
【００２１】
入力レンズ５４と第１ミラー５６の動作機構は、関節鏡３０のビューイング位置と、これによって関節鏡３０内でキャプチャされる個々のオブジェクトとを、変えることができるようにする。入力レンズ５４と第１ミラー５６とを調節する制御は、それらを同時に調節し、所望の位置合わせを維持するものである。示されている実施例において、プッシュロッド７０は、入力レンズ５４と第１ミラー５６との動作を指揮する。入力レンズ５４の位置は、入力レンズ接続ロッド７４を通り、入力レンズフレーム８０に係合しているプッシュロッド７０によって調節される。入力レンズ接続ロッド７４は、入力レンズフレームピン７８を通って入力レンズフレーム８０に接続されている。プッシュロッド７０のハウジングチューブ３１の長手方向軸に沿う往復運動に伴い、接続ロッド７４は、入力レンズフレーム８０の位置、即ち、入力レンズ５４の位置を変える。第１ミラー５６の位置は、第１ミラー接続ロッド８２を通って、第１ミラーフレーム８６に係合しているプッシュロッド７０によって調節される。第１ミラー接続ロッド８２は、ヨークピン７７によって、プッシュロッドヨーク７２で、プッシュロッド７０に接続されている。ヨークピン７６、７７は、プッシュロッドヨーク７２の反対側に設けられており、且つ、同軸になっている。第１ミラー接続ロッド８２は、第１ミラーフレームピン８４を通って、第１ミラーフレーム８６に接続されている。プッシュロッド７０の往復運動に伴い、第１ミラー接続ロッド８２は、第１ミラー５６の角度を調節する。
【００２２】
この実施例において、第１ミラー接続ロッド８２は、ヨークピン７７でプッシュロッドヨーク７２に留められており、且つ、入力レンズ接続ロッド７４は、ヨークピン７６でヨークに接続されている。ヨークピン７７、７６は、同軸であり、且つ、接続ロッド７４、８２は、同期動作する。好ましくは、心棒９０から入力レンズフレームピン７８までの距離は、心棒９０から第１ミラーフレームピン８４までの距離の半分である。入力レンズ円弧の半径が、第１ミラーの半径の半分である時、入力レンズ５４の角度変化は、好ましくは、第１ミラー５６の角度変化の２倍である。プッシュロッド７０は、使用者用の回転制御ノブに接続されているカム心棒アッセンブリによって摺動駆動されるような何れかの適切な機構によって操作することができる。接続ロッド７４、８２と、心棒９０と、入力レンズフレームピン７８と、第１ミラーフレームピン８４と、の示されている位置決めと相対的比率とは、相対角度変化時のあらゆるエラーを、好ましくは、最小限に抑えるものである。１以上のミラーと、１以上のプリズムと、１以上の入力レンズとの所望の形状を保つ任意の機械装置が適切なものであるということ、例えば、２以上のプッシュロッドを有効な制御に用いることができるということが理解される。
【００２３】
記録された画像の歪みを最小限にするため、好ましくは、オブジェクト光路長は、関節鏡の視野が変わっても依然として一定である。オブジェクト軸光６２は、入力レンズ５４の光学中心を通って、第１ミラー５６の中心を通る。この距離は、固定されている、というのは、第１ミラー５６の中心が、入力レンズ５４が一定の半径で回転する心棒９０の周りの中心線上に固定されているからである。オブジェクト光６２は、その後、第１ミラー５６の中心からプリズム５９に反射される。プリズム５９は、第１ミラー５６に対して固定されている。軸光は、その後、フォーカスレンズ６０の光軸に沿って、プリズム５９から反射される。フォーカスレンズ６０から、オブジェクト軸光は、ＣＣＤへと通る。オブジェクト軸光６２の各セグメントが固定長を有しているため、入力レンズ５４からフォーカスレンズ６０へのオブジェクト軸光６２の長さは、関節鏡３０の視野が変わっても依然として一定である。オブジェクトリム光６４は、入力レンズ５４を通って、第１ミラー５６へと通る。軸光６２が入力レンズ５４の光軸と同軸であるため、全てのオブジェクトリム光６４は、軸光６２に関し左右対象である。全てのオブジェクト光が軸光６２に垂直な面、例えば、フォーカスレンズ６０の第１レンズに、反射又は左右対称に反射される限りにおいて、オブジェクト光の長さは、依然として一定である。いくつかの実施例において、この特徴は、歪みや画質を変えることなく、視野を変えることを可能にするものである。
【００２４】
図５、図６を参照すると、他の実施例において、ＣＣＤ９２は、入力レンズフレーム８０に取り付けられている。ＣＣＤ９２は、受光面９２Ａを有している。図３、図４の実施例と比べると、ミラー５６と、ミラーホルダー８６と、プリズム５９と、フォーカスレンズ６０とが、削除されている。ＣＣＤ９２の配置は、それらの要素の幾つかの代わりにＣＣＤ９２を用いる原因となるものであり、且つ、それらの要素の必要を減少又は無くすものである。ＣＣＤ受光面９２Ａは、入力レンズ５４の焦点面に設けられている。この実施例において、入力レンズ５４は、関節鏡３０によってキャプチャされた画像オブジェクト用の入力レンズとフォーカスレンズとの双方のレンズである。入力レンズ５４とＣＣＤ受光面９２Ａとは、それらの間の距離と角度を含め、互いの相対位置、に固定されているため、位置が変化することはない。入力レンズ８０に取り付けられた時、入力レンズ５４とＣＣＤ受光面９２Ａとは、動かすことができ、且つ、ユニットとして動くものである。入力レンズフレーム８０は、心棒９０周りに回転し、且つ、最も上方の視野位置と最も下方の視野位置との間、即ち、入力窓５２によって与えられる視野に略相当し、且つ、制限される範囲で回転する。入力レンズフレーム８０の動きは、関節鏡３０のビューイング位置、そして、関節鏡３０にキャプチャされる個々の入力画像を、変えることができるようにするものである。入力レンズ５４とＣＣＤ９２とが、共に同期して動かすことができるものであるため、合焦画像は、最も上方の位置と最も下方の位置とによって定められる、全ビューイング範囲にわたりＣＣＤ上に保たれる。
【００２５】
この実施例において、オブジェクト光は、入力窓５２を通り、入力レンズ５４を屈折しながら通り、且つ、ＣＣＤ受光面９２Ａ上に画像面を形成する。オブジェクト光に相当する画像は、その後、制御端３３に中継される。示されている実施例では、入力レンズフレーム８０は、プッシュロッドヨーク７２に固定されている。入力レンズ５４の位置は、プッシュロッド７０によって調節される。プッシュロッド７０は、入力レンズ接続ロッド７４を通って入力レンズフレーム８０に係合している。入力レンズ接続ロッド７４は、ヨークピン７６によってプッシュロッド７０に接続されている。入力レンズ接続ロッド７４は、入力レンズフレームピン７８を通って入力レンズフレーム８０に接続されている。プッシュロッド８０のハウジングチューブ３１の長手方向軸に沿う往復運動に伴い、接続ロッド７４は、入力レンズフレーム８０と入力レンズ５４との位置を変える。
【００２６】
照明アッセンブリ４２は、図２に示されているように、外部光ファイバー光導体を備えている光源４１を含んでいる。外部光ファイバー光導体は、関節鏡３０に伸びている光中継アッセンブリ４３に、光を伝えるためのものである。任意の従来の外部光源と、光導体とを用いることができる。典型的には、外部光源４１は、ハウジングチューブ３１の軸に傾斜接続されている。照明アッセンブリ４２は、外部光源４１から光中継アッセンブリ４３の入力端上に光を合焦させる、コンデンサレンズを含んでいる。光中継アッセンブリ４３は、１以上の光ファイバー・バンドルを含んでいる。幾つかの実施例において、光中継アッセンブリ４３は、関節鏡３０の入力端３２にまで伸びている、光ファイバー・バンドルである。他の実施例において、光中継アッセンブリ４３は、光ファイバー・バンドル以外の構造物を含んでも良い。
【００２７】
ＣＣＤ６１は、オブジェクト画像を、例えば、ＴＶやＣＲＴスクリーン上で見ることができるディジタル画像に変換する。ＣＣＤ６１は、フィールド・中継システム、又は、特別なフォーカスレンズやミラーの代わりに用いることができ、これによって、可変視野関節鏡のコストと複雑さを軽減するものである。関節鏡の入力端の管状ハウジングに合う寸法の、任意の適切なＣＣＤを用いることができる。ＣＣＤ６１は、高解像度で、良好なカラー受信性を有しているものが好ましい。ある実施例において、ＣＣＤ６１は、オートクレーブ、即ち、医療機器を消毒する作業に耐えることができるものである。ある実施例において、ワイヤは、図示されてないが、ＣＣＤ６１からの画像を外部制御部分３５に伝搬するものである。ある実施例において、外部制御部分３５のコネクタは、信号を信号処理ケーブルに搬送する。他の実施例において、ＣＣＤ６１から、外部制御部分３５又は適切な表示装置にデータを伝搬するのに、無線通信技術を用いても良い。
【００２８】
ここで用いた用語は、参照のために用いたものであり、限定するものではない。本発明は、好ましい実施例を参照して詳しく示され、且つ、記載されたが、当業者が、本発明の精神と範囲とを逸脱することなく、本発明の装置の種々の変形例や代替物を形成しうることは自明なことである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例の可変視野関節鏡の平面図である。
【図２】図１の可変視野関節鏡の断面図である。
【図３】図１の関節鏡のオブジェクト入力端の断面図であり、本発明の実施例による構成のオブジェクト入力アッセンブリの部分であって、中心視野に調節したものを示している図である。
【図４】図３の関節鏡のオブジェクト入力端の断面図であり、中心視野に調節した、本発明の実施例による構成のオブジェクト入力レンズ制御とミラー制御とについて示している図である。
【図５】図１の関節鏡のオブジェクト入力端のもう一つの断面図であり、本発明のもう一つの実施例による構成のオブジェクト入力アッセンブリの部分であって、中心視野に調節したものを示している図である。
【図６】図５の関節鏡のオブジェクト入力端の断面図であり、中心視野に調節した、本発明の実施例による構成の入力レンズと、ＣＣＤ制御とを示している。
【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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