(57)【要約】【課題】照明の照度分布を変化させることができ、手術の様々な状況に対応することができる医療用照明装置を提供する。【解決手段】対象物に対して光を照射可能な複数種類の照明部１０、２０と、該複数種類の照明部１０、２０のそれぞれの照光状態及び非照光状態の切り替えを可能とする切り替え手段とを備え、複数種類の照明部１０、２０は、それぞれ照度分布が異なる光を照射するように構成され、切り替え手段により、照射される光の照度分布が変更されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対して光を照射可能な複数種類の照明部と、
該複数種類の照明部のそれぞれの照光状態及び非照光状態の切り替えを行なう切り替え手段とを備え、
前記複数種類の照明部は、それぞれ照度分布が異なる光を照射するように構成され、
前記切り替え手段により、照射される光の照度分布が変更されるように構成されていることを特徴とする医療用照明装置。
【請求項２】
対象物に対して光を照射可能な複数種類の照明部と、
該複数種類の照明部による照光の照度をそれぞれ調節可能な照度調節手段とを備え、
前記複数種類の照明部は、それぞれ照度分布が異なる光を照射するように構成され、
前記照度調節手段により、照射される光の照度分布が変更されるように構成されていることを特徴とする医療用照明装置。
【請求項３】
前記複数種類の照明部は、光源と、該光源の照射方向に対向して設けられ、光源に向かって凹状の曲面を有する反射鏡とを有する照明セルをそれぞれ備え、
少なくとも前記複数種類の照明部のそれぞれの照明セルの反射鏡の面形状を異ならせることにより、前記複数種類の照明部から照射される光の照度分布を異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用照明装置。
【請求項４】
前記複数種類の照明部は、光源と、該光源の照射方向に対向して設けられ、光源に向かって凹状の曲面を有する反射鏡とを有する照明セルをそれぞれ備え、
少なくとも前記複数種類の照明部のそれぞれの照明セルの光源と反射鏡との間隔を異ならせることにより、前記複数種類の照明部から照射される光の照度分布を異ならせることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用照明装置。
【請求項５】
前記複数種類の照明部の各照明セルの反射鏡は、双曲面状に形成されている
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の医療用照明装置。
【請求項６】
前記照明部は、照射する光がそれぞれ異なる照度分布を形成するように構成された第１照明部及び第２照明部の２種類からなり、第１照明部により照射される光の中心照度と第２照明部により照射される光の中心照度との比が１：Ｘ（Ｘは、任意の数）であり、第２照明部の数と第１照明部の数との比が１：Ｘである
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の医療用照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば病院の手術室などに設置され、患者の施術する患部を照明する医療用照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、病院の手術室などに設置され、患者の施術する患部を照明する医療用照明装置として、複数の照明による照光を施術する患部において重ね合わせることにより、施術する患部に施術者やその助手の影が生じないようにする多灯式医療用無影照明灯が用いられている（引用文献１参照）。また、近年の医療用照明装置には、その光源として、ハロゲンランプなどの白熱電球に代わり、比較的に発熱量が小さく高輝度な発光ダイオードが用いられている。さらに最近では、演色性の高い発光ダイオードを用いた医療用照明装置も現れてきている。
【０００３】
一方、手術の現場では、施術する患部の違いや術式の多様化などにより、面積の大きな患部の場合や狭くて深い患部の場合など様々であり、このような施術する患部の違いや多様な術式に対応できる医療用照明装置が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１５４８５２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、引用文献１の多灯式医療用無影照明灯による照明は、照度分布が一定であり、施術する患部の違いや多様な術式に対応などに対応することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、照明の照度分布を変化させることができ、手術の様々な状況に対応することができる医療用照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明に係る医療用照明装置は、対象物に対して光を照射可能な複数種類の照明部と、該複数種類の照明部のそれぞれの照光状態及び非照光状態の切り替えを行なう切り替え手段とを備え、前記複数種類の照明部は、それぞれ照度分布が異なる光を照射するように構成され、前記切り替え手段により、照射される光の照度分布が変更されるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る他の医療用照明装置は、対象物に対して光を照射可能な複数種類の照明部と、該複数種類の照明部による照光の照度をそれぞれ調節可能な照度調節手段とを備え、前記複数種類の照明部は、それぞれ照度分布が異なる光を照射するように構成され、前記照度調節手段により、照射される光の照度分布が変更されるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る医療用照明装置おいて、前記複数種類の照明部は、光源と、該光源の照射方向に対向して設けられ、光源に向かって凹状の曲面を有する反射鏡とを有する照明セルをそれぞれ備え、少なくとも前記複数種類の照明部のそれぞれの照明セルの反射鏡の面形状を異ならせることにより、前記複数種類の照明部から照射される光の照度分布を異ならせるとしても良いし、少なくとも前記複数種類の照明部のそれぞれの照明セルの光源と反射鏡との間隔を異ならせることにより、前記複数種類の照明部から照射される光の照度分布を異ならせるとしても良い。
【００１０】
また、本発明に係る医療用照明装置おいて、前記複数種類の照明部の各照明セルの反射鏡は、双曲面状に形成されていることが好ましく、このように、各照明セルの反射鏡が双曲面状に形成されていることにより、照明の光野の中心から周辺に向かって照度が徐々に低下する照度分布となり、ムラの無い良好な照明光を得ることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る医療用照明装置において、前記照明部は、照射する光がそれぞれ異なる照度分布を形成するように構成された第１照明部及び第２照明部の２種類からなり、第１照明部により照射される光の中心照度と第２照明部により照射される光の中心照度との比が１：Ｘ（Ｘは、任意の数）であり、第２照明部の数と第１照明部の数との比が１：Ｘであることが好ましく、これにより、照明の照度分布の変更を行なった場合であっても、施術する患部に対して照射される光の照度を一定とすることができ、施術者やその助手などに不快感を与えることなく使用可能な医療用照明装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、照明の照度分布を変化させることができ、手術の様々な状況に対応することができる医療用照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用照明装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】第１実施形態に係る医療用照明装置の照明ユニットの概略構成を示す正面図である。
【図３】第１実施形態に係る医療用照明装置の照明セルの概略構成を示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。
【図５】第１実施形態に係る医療用照明装置の第１照明セルの概略構成を示す断面図及び照明の照度分布を示す模式図である。
【図６】第１実施形態に係る医療用照明装置の第２照明セルの概略構成を示す断面図及び照明の照度分布を示す模式図である。
【図７】図７（ａ）は、第１照明セルのみを照光状態にした場合における照明ユニットの照明を示す模式図であり、図７（ｂ）は、第２照明セルのみを照光状態にした場合における照明ユニットの照明を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）は、第１照明セルのみを照光状態にした場合における医療用照明装置の照明を示す模式図であり、図８（ｂ）は、第２照明セルのみを照光状態にした場合における医療用照明装置の照明を示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る医療用照明装置の第１照明セルの概略構成を示す断面図及び照明の照度分布を示す模式図である。
【図１０】第２実施形態に係る医療用照明装置の第２照明セルの概略構成を示す断面図及び照明の照度分布を示す模式図である。
【図１１】第２実施形態に係る医療用照明装置の第１照明セルのみを照光状態にした場合の照度分布を示すグラフである。
【図１２】第２実施形態に係る医療用照明装置の第２照明セルのみを照光状態にした場合の照度分布を示すグラフである。
【図１３】図１３（ａ）は、第１照明セルのみを照光状態にした場合の照度分布を示すグラフであり、図１３（ｂ）は、第１照明セル及び第２照明セルをそれぞれ半分の光束で照光状態にした場合の照度分布を示すグラフであり、図１３（ｃ）は、第２照明セルのみを照光状態にした場合の照度分布を示すグラフである。
【図１４】照明セルを結像光学系で表現した模式図である。
【図１５】図１４における反射鏡を放物面とした場合における評価像面での横収差図である。
【図１６】図１４における反射鏡を楕円面とした場合における評価像面での横収差図である。
【図１７】図１４における反射鏡を双曲面（Ｋ＝−２．０、−１．２）とした場合における評価像面での横収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態に係る医療用照明装置について、図面に基づいて説明する。第１実施形態に係る医療用照明装置１は、図１に示すように、対象物（施術する患部）に対して光を照射可能な７個の照明ユニット２と、これら照明ユニット２を支持する円盤状のハウジング４と、各照明ユニット２を制御可能に構成された制御部（図示省略）とを備えている。この制御部は、例えば、後述する第１照明セル１０及び第２照明セル２０の照光状態及び非照光状態を切り替える切り替え制御を実行し、第１照明セル１０及び第２照明セル２０のいずれか一方を照光状態とした場合に、他方を非照光状態に切り替えるように構成されている。
【００１５】
第１実施形態に係る医療用照明装置１において、各照明ユニット２は、図２に示すように、施術する患部に対して光を照射可能に構成された１２個の第１照明セル１０と、第１照明セル１０と異なる形状の照度分布の光を施術する患部に対して照射可能に構成された６個の第２照明セル２０（図１及び２においてドット状に塗りつぶされて表示）と、これら第１照明セル１０及び第２照明セル２０を支持する円盤状のハウジング３０とを備えている。
【００１６】
第１照明セル１０は、図３及び図４に示すように、円筒状のケース部材１８と、ケース部材１８の底面側（図４中、左側）の開口を閉塞するように設けられた反射鏡１４と、ケース部材１８の上面側（図４中、右側）の開口に設けられた基盤１６と、基盤１６の反射鏡１４と対向する面の中心に設けられた発光ダイオード１２とを備えている。また、第２照明セル２０は、第１照明セル１０と同様に、ケース部材１８と、反射鏡２４と、基盤１６と、発光ダイオード１２とを備えている。これら第１照明セル１０及び第２照明セル２０の発光ダイオード１２は、反射鏡１４、２４の焦点位置に位置するように配置されており、基盤１６は、反射鏡１４により反射された光が通過可能な開口を有する三又状に形成されている。
【００１７】
第１照明セル１０及び第２照明セル２０の反射鏡１４、２４は、発光ダイオード１２に向かって凹状の円錐曲面を有し、発光ダイオード１２から放射された光を取り込んで反射させ、施術する患部側（図４中、右側）に光を照射し、施術する患部に照明の光野を形成するように構成されている。第２照明セル２０の反射鏡２４の曲面は、図５及び図６に示すように、第１照明セル１０の反射鏡１４の面よりも深い面形状に形成されており、第２照明セル２０による照明の中心照度が第１照明セル１０による照明の中心照度のおおよそ２倍となるように設定されている。このように、第１照明セル１０は、反射鏡１４が比較的浅い面形状に形成され、反射鏡１４により取り込み反射させる光の射出角が比較的広くなるため、図５に示すように、施術する患部に比較的広い光野径αを形成することができる。これに対し、第２照明セル２０は、反射鏡２４が比較的深い面形状に形成され、反射鏡２４により取り込み反射させる光の射出角が比較的狭くなるため、図６に示すように、施術する患部に比較的狭い光野径βを形成することができる。
【００１８】
以上のような第１照明セル１０の反射鏡１４の曲面は、光軸（回転対称軸）をＸ軸、光軸と直行する軸をＹ軸、曲面の面頂点を原点(０，０)とする円錐曲面の関係式（１）により定義され、例えば、中心曲率半径ｒ＝４０［ｍｍ］、円錐係数Ｋ＝−２．０、口径φ４０［ｍｍ］からなる双曲面形状に形成されている。また、第２照明セル２０の反射鏡２４の曲面は、同様の関係式（１）により定義され、例えば、中心曲率半径ｒ＝４０［ｍｍ］、円錐係数Ｋ＝−１．２、口径φ４０［ｍｍ］からなる双曲面形状に形成されている。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
第１照明セル１０及び第２照明セル２０の反射鏡１４、２４が以上のような双曲面状に形成されていることにより、第１照明セル１０及び第２照明セル２０の発光ダイオード１２（エミッター１［ｍｍ］大）を反射鏡１４、２４の焦点位置（反射鏡の焦点距離２０［ｍｍ］）に置いた場合に、第１照明セル１０は、施術する患部（照明距離１２００［ｍｍ］）の位置に光野径α（φ２００［ｍｍ］）を形成する光を照射させ、第２照明セル２０は、施術する患部（照明距離１２００［ｍｍ］）の位置に光野径β（φ１２０［ｍｍ］）を形成する光を照射させることができる。図５及び図６において、照度を示す軸（図５及び図６中、横軸）は、第１照明セル１０及び第２照明セル２０による照明の照度の比を表しており、第２照明セル２０による照明の中心照度を基準（１００％）としている。また、例えば、図５及び図６において、照度を示す軸と、光野径を示す軸（図５及び図６中、縦軸）とにより表される曲線の形状が、照度分布である。光野径は、ＩＥＣ−６０６０１−２−４１に基づいて定義されている。
【００２１】
第１実施形態に係る医療用照明装置１において、第１照明セル１０及び第２照明セル２０は、図２及び図７に示すように、ハウジング３０内においてバランスの良い対称性を有する配置で、かつそれぞれの中心軸とハウジング３０の中心軸とが施術する患部において一点に収束するように、それぞれハウジング３０の中心に向かって傾斜して配置されている。このように第１照明セル１０及び第２照明セル２０を配置することにより、第１照明セル１０のみを照光状態とすると、１２個の第１照明セル１０による照明の光野を施術する患部の位置で重ね合わせて、施術する患部上に一つの光野を形成することができ（図７（ａ）参照）、第２照明セル２０のみを照光状態とすると、６個の第２照明セル２０による照明の光野を施術する患部の位置で重ね合わせて、施術する患部上に一つの光野を形成することができる（図７（ｂ）参照）。
【００２２】
また、７つの照明ユニット２は、図１及び図８に示すように、ハウジング４内においてバランスの良い対称性を有する配置で、かつそれぞれの中心軸とハウジング４の中心軸とが施術する患部において一点に収束するように、それぞれハウジング４の中心に向かって傾斜して配置されている。このように７つの照明ユニット２を配置することにより、７つの照明ユニット２が形成する光野を施術する患部の位置で重ね合わせて、施術する患部に一つの光野を形成することができる（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）。
【００２３】
以上のように、第１実施形態に係る医療用照明装置１は、照明ユニット２内の１２個の第１照明セル１０及び６個の第２照明セル２０が形成する照明の光野をそれぞれ施術する患部の位置で重ね合わせ、かつ７つの照明ユニット２が形成する光野を施術する患部の位置で重ね合わせることにより、医療用照明装置１内の全第１照明セル１０及び全第２照明セル２０がそれぞれ形成する照明の光野を施術する患部の位置で重ね合わせることができ、これにより、施術者やその助手などの影が生じない高い無影性を実現することができる。
【００２４】
そして、第１実施形態に係る医療用照明装置１は、第１照明セル１０による照明と、第２照明セル２０による照明とを手術の状況に応じて適宜切り替えることにより、施術する患部に照射される光の照度分布を変化させることができる。すなわち、第１実施形態に係る医療用照明装置１は、例えば施術する患部が比較的広い場合には、図８（ａ）に示すように、制御部によって各照明ユニット２の第１照明セル１０のみを照光状態にさせることにより、施術する患部に比較的広い光野径αを形成することができ、例えば施術する患部が比較的狭い場合には、図８（ｂ）に示すように、制御部によって各照明ユニット２の第２照明セル２０のみを照光状態にさせることにより、施術する患部に比較的狭い光野径βを形成することができる。
【００２５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る医療用照明装置について、図面に基づいて説明する。第２実施形態に係る医療用照明装置は、第１照明セル及び第２照明セルの反射鏡の面形状を異ならせることによって照射される光の照度分布を異ならせる第１実施形態に係る医療用照明装置と異なり、第１照明セル及び第２照明セルの反射鏡の面形状を同一とし、第１照明セル及び第２照明セルの発光ダイオードと反射鏡との間隔を異ならせることにより、第１照明セル及び第２照明セルから照射される光の照度分布を異ならせるものである。以下、第２実施形態に係る医療用照明装置において、第１実施形態に係る医療用照明装置１と同様の構成については、その説明を省略し、異なる構成、すなわち第１照明セル及び第２照明セルの構成についてのみ説明する。
【００２６】
第２実施形態に係る医療用照明装置において、第１照明セル１０´及び第２照明セル２０´は、第１実施形態に係る医療用照明装置１の第１照明セル１０及び第２照明セル２０と同様に、ケース部材１８と、反射鏡１４´、２４´と、基盤１６と、発光ダイオード１２とを備えている（図９及び図１０参照）。これら第１照明セル１０´及び第２照明セル２０´の反射鏡１４´、２４´の面形状は、第１実施形態に係る医療用照明装置１と同様に上記（１）式で定義され、いずれも、中心曲率半径ｒ＝４０［ｍｍ］、円錐係数Ｋ＝−２．０、口径φ４０［ｍｍ］からなる双曲面状に形成されている。
【００２７】
この第２照明セル２０´の発光ダイオード１２と反射鏡２４´との間隔Ｂは、第１照明セル１０´の発光ダイオード１２と反射鏡１４´との間隔Ａよりも広くなるように構成されており、第２照明セル２０´による照明の中心照度が第１照明セル１０´による照明の中心照度のおおよそ２倍となるように設定されている。具体的には、第１照明セル１０´の発光ダイオード１２と反射鏡１４´との間隔Ａは、２０［ｍｍ］に設定され、第２照明セル２０´の発光ダイオード１２と反射鏡２４´との間隔Ｂは、２１．０５［ｍｍ］に設定されている。
【００２８】
このように第１照明セル１０´は、発光ダイオード１２と反射鏡１４´との間隔が比較的狭く構成され、反射鏡１４´により取り込み反射させる光の射出角が比較的広くなるため、図９に示すように、施術する患部に比較的広い光野径α´を形成することができる。これに対し、第２照明セル２０´は、発光ダイオード１２と反射鏡２４´との間隔が比較的広く構成され、反射鏡２４´により取り込み反射させる光の射出角が比較的狭くなるため、図１０に示すように、施術する患部に比較的狭い光野径β´を形成することができる。
【００２９】
図１１及び図１２は、このような第１照明セル１０´及び第２照明セル２０´による照明を光学設計ソフトによりシミュレートした結果を示すものである。このシミュレート結果から、発光ダイオード１２と反射鏡１４´との間隔Ａが２０［ｍｍ］に設定された第１照明セル１０´は、施術する患部（照明距離１２００［ｍｍ］）の位置に比較的広い光野径α´（φ２００［ｍｍ］）を形成し（図１１参照）、発光ダイオード１２と反射鏡２４´との間隔Ｂが２１．０５［ｍｍ］に設定された第２照明セル２０´は、施術する患部（照明距離１２００［ｍｍ］）の位置に比較的狭い光野径β´（φ１２６［ｍｍ］）を形成することがわかる（図１２参照）。図１１及び図１２において、グラフスケールは、同一で、縦軸は、照度［ｌｘ］を表し、横軸は、照射距離１２００［ｍｍ］の位置での面上での長さ（−１５０［ｍｍ］乃至＋１５０［ｍｍ］）を表している。また、各照明ユニットの照明は、第１照明セル１０´または第２照明セル２０´の照明がそれぞれ重なり合って形成され、医療用照明装置の照明は、各照明ユニットの照明が重なり合って形成されるため、それぞれ図１１及び図１２に示した照明ユニット内のシミュレート結果と同様となる。
【００３０】
このように構成された第２実施形態に係る医療用照明装置は、第１実施形態に係る医療用照明装置１と同様に、第１照明セル１０´による照明と、第２照明セル２０´による照明とを手術の状況に応じて適宜切り替えることにより、施術する患部に照射される光の照度分布を変化させることができる。
【００３１】
［第１実施形態及び第２実施形態の変形例］
第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、制御部は、第１照明セル及び第２照明セルの一方を照光状態とした場合に、他方を非照光状態に切り替えるように構成されているとしたが、これに限定されず、第１照明セル及び第２照明セルの照光状態及び非照光状態の切り替えをそれぞれ独立して制御可能に構成しても良い。また、制御部は、第１照明セル及び第２照明セルにより照射される光の照度をそれぞれ調節する照度調節制御を実行可能に構成されても良く、この場合において、制御部による照度調節制御は、第１照明セル及び第２照明セルの一方の照度を上昇させた場合に、それに伴って他方の照度を低下させるように構成されても良いし、第１照明セル及び第２照明セルの照度の調節をそれぞれ独立して制御可能に構成しても良い。
【００３２】
第１実施形態及び第２実施形態の変形例に係る医療用照明装置において、制御部が、第１照明セル及び第２照明セルにより照射される光の照度をそれぞれ調節する照度調節制御を実行可能に構成される場合には、例えば図１３（ｂ）に示すように、施術する患部上に照射される光の光野径を、比較的範囲の広い光野径αと比較的範囲の狭い光野径βとの中間の範囲の光野径γに変更させることができる。図１３（ａ）乃至（ｃ）は、照明ユニット内で第１照明セル及び第２照明セルを調光した際の照度分布を光学設計ソフトでシミュレ−トし、その照度分布を示したものである。なお、図１３（ａ）乃至（ｃ）において、左列は、第１照明セルにより照射される光の照度分布を示し、中列は、第２照明セルにより照射される光の照度分布を示し、右列は、施術する患部上に照射される光の照度分布を示している。図１３（ａ）乃至（ｃ）において、グラフスケールは、全て同一で、縦軸は、照度［ｌｘ］を表し、横軸は、照射距離１２００［ｍｍ］の位置での面上での長さ（−１５０［ｍｍ］乃至＋１５０［ｍｍ］）を表している。また、このシミュレートは、第１実施形態に係る医療用照明装置１の第１照明セル１０及び第２照明セル２０の構成をシミュレート条件として行なったものであるが、第２実施形態に係る医療用照明装置の第１照明セル１０´及び第２照明セル２０´の構成であっても、同様の照度分布を得ることができる。
【００３３】
図１３（ａ）は、第１照明セルの光束を８０［ｌｍ］、第２照明セルの光束を０［ｌｍ］と設定した場合のシミュレート結果を示しており、図１３（ｂ）は、第１照明セルの光束を４０［ｌｍ］、第２照明セルの光束を４０［ｌｍ］と設定した場合のシミュレート結果を示しており、図１３（ｃ）は、第１照明セルの光束を０［ｌｍ］、第２照明セルの光束を８０［ｌｍ］と設定した場合のシミュレート結果を示している。このシミュレートの結果、照明ユニットの照明の中心照度は、概ね一定で、照明ユニットにより形成される光野径、すなわち施術する患部上に照射される光の光野径は、第１照明セルの光束が８０［ｌｍ］、第２照明セルの光束が０［ｌｍ］の場合には、比較的範囲の広い光野径α（φ２００［ｍｍ］）となり、第１照明セルの光束が４０［ｌｍ］、第２照明セルの光束が４０［ｌｍ］の場合には、中間の光野径γ（φ１７２［ｍｍ］）となり、第１照明セルの光束が０［ｌｍ］、第２照明セルの光束が８０［ｌｍ］の場合には、比較的範囲の狭い光野径β（φ１２０［ｍｍ］）となった。なお、医療用照明装置全体として形成する光野径は、各照明ユニットが形成する光野が施術する患部の位置で重なり合い、７つの照明ユニットによって一つの光野が形成されるように構成されているため、図１３（ａ）乃至（ｃ）に示した照明ユニット内のシミュレート結果と同様となる。
【００３４】
［第１実施形態及び第２実施形態の他の変形例］
第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、照明ユニットは、７つ設けられるとしたが、これに限定されず、少なくとも１つ設けられていれば良い。また、照明ユニットには、第１照明セル及び第２照明セルの２種類が設けられるとしたが、これに限定されず、３種類以上の照明セルを設ける構成としても良い。このように、照明ユニットに設けられる照明セルを３種類以上とした場合には、照明の照度分布の組み合わせが増え、照明の光野径を変化させるだけではなく、照度分布の形状を調整することも可能となる。さらに、第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、光源は、発光ダイオードであるとしたが、これに限定されず、種々のものを採用することができる。
【００３５】
また、第２実施形態に係る医療用照明装置おいて、第１照明セル１０´及び第２照明セル２０´の反射鏡１４´、２４´の面形状は、同一としたが、異なる面形状としても良い。
【００３６】
［双曲面の効果］
次に、第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、反射鏡の面形状を双曲面状に形成する場合の効果について、反射鏡の面形状を双曲面状に形成する場合と、放物面状又は楕円面状に形成する場合との照明距離の位置での光の集まり具合を比較することにより説明する。
【００３７】
図１４は、照明セルを結像光学系（シ−ケンシャル系）として設定したものであり、発光ダイオード３０１（点光源）を被写体として反射鏡３０２の焦点位置（反射鏡の焦点距離２０［ｍｍ］）に置き、反射鏡３０２（中心曲率半径ｒ＝４０［ｍｍ］）をレンズとして、照明距離の位置に評価像面３０３を設定したものである。なお、この反射鏡の面形状の関係式は、上記（１）式で定義される。また、図１４中において、照明セルの中心軸線より上方側の光線が上光線であり、照明セルの中心軸線より下方側の光線が下光線である。
【００３８】
図１５乃至図１７は、評価像面３０３での横収差を表している。なお、横軸は、反射鏡上の光線の座標であり、縦軸（−１００［ｍｍ］乃至＋１００［ｍｍ］)は、横収差、すなわち光線が到達した座標である。
【００３９】
まず、反射鏡３０２を放物面（円錐係数Ｋ＝−１．０）とした場合について、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２の焦点距離に置いた場合における、評価像面３０３での横収差を示している。反射鏡３０２を放物面とした場合には、図１５（ａ）から明らかなように、横収差は、直線（勾配が一定）である。これは、反射鏡３０２から平行光が射出されていることを意味している。しかしながら、この場合、照明の光野径が開口径に近い値となり小さいため、光野径をφ２００［ｍｍ］程度になるように、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２に近づく方向に動かし、照明の光野径の拡大を行う必要がある。ここで、光野径をφ２００［ｍｍ］程度になるように発光ダイオード３０１を反射鏡３０２に近づけた場合の横収差を図１５（ｂ）に示す。このように照明の光野径の拡大を行った場合、図１５（ｂ）から明らかなように、反射鏡３０２の開口周辺部分の横収差の勾配が低減するように曲がっている。これは、照明の光野の周辺方向へ向かう光が中心方向へ変位していることを意味し、周辺の照度がその中心側近傍より高くなり、照明ムラが発生していることを示している。
【００４０】
次に、反射鏡３０２を楕円面（円錐係数Ｋ＝−０．９４）とした場合について、図１６を用いて説明する。図１６（ａ）は、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２の焦点距離に置いた場合における、評価像面３０３での横収差を示している。図１６（ａ）から明らかなように、反射鏡３０２を楕円面とした場合についても、照明の光野径が小さいため、反射鏡３０２を放物面とした場合と同様に、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２に近づく方向に動かし、照明の光野径の拡大を行う必要がある。また、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２に近づけた場合においても、図１６（ｂ）及び図１６（ｂ）から明らかなように、反射鏡３０２を放物面とした場合と同様な横収差であり、照明ムラが発生していることを示している。
【００４１】
次に、反射鏡３０２を双曲面（円錐係数Ｋ＝−２．０、−１．２）とした場合について、図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、反射鏡３０２をＫ＝−２．０の双曲面とし、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２の焦点距離に置いた場合における評価像面３０３での横収差を示しており、図１７（ｂ）は、反射鏡３０２をＫ＝−１．２の双曲面とし、発光ダイオード３０１を反射鏡３０２の焦点距離に置いた場合における評価像面３０３での横収差を示している。反射鏡３０２を双曲面とした場合には、Ｋ＝−２．０及びＫ＝−１．２のいずれの双曲面においても、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）から明らかなように、横収差の勾配が低減することがなく、中心から周辺に向かって光の密度が高まる変化をせずに、ムラのない良好な照明光が得られることがわかる。また、照明の光野径についても、φ２００［ｍｍ］に近い値を示しており、良好であることがわかる。
【００４２】
このように、反射鏡の面形状を双曲面状に形成することによって、照明の光野の中心から周辺に向かって照度が低下する照度分布となり、ムラの無い良好な照明を実現することができる。
【００４３】
［第１実施形態及び第２実施形態の他の効果］
第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、第１照明セル１０及び第２照明セル２０の反射鏡１４、２４の面形状、並びに第１照明セル１０´の間隔Ａ及び第２照明セル２０´の間隔Ｂは、第１照明セル１０、１０´の数が第２照明セル２０、２０´の数のＸ倍（Ｘは、任意の数）である場合には、第２照明セル２０、２０´による照明の中心照度が第１照明セル１０、１０´による照明の中心照度のＸ倍になるように設定されることが好ましく、これにより、第１照明セル１０、１０´及び第２照明セル２０、２０´の照光状態及び非照光状態を切り替えて、照明の光野径の変更を行なった場合であっても、施術する患部に対して照射される光の照度を一定とすることができ、施術者やその助手などに不快感を与えることなく使用可能な医療用照明装置とすることができる。
【００４４】
また、第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置は、照明の照度分布の変更に発光ダイオードなどの光学部品の機械的な可動を伴わないため、高い機械的耐久性及び耐衝撃性を得ることができ、また、これにより、光学系の位置ずれによる照明性能の劣化を防止し、安定した照明を維持することができる。
【００４５】
さらに、第１実施形態及び第２実施形態に係る医療用照明装置において、発光ダイオード１２の数は、計１２６個と数は多くなるが、全体として発光ダイオード１個当たりに必要とされる光束は低くなるため、それほど高出力な発光ダイオードを選択する必要もなく、むしろ照度的に余裕がある場合には、低電圧駆動が可能となり、発光ダイオードの発熱を低減でき、照度劣化の少ない安定した照明を得ることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  医療用照明装置、２  照明ユニット、４  ハウジング、１０、１０´  第１照明セル、１２  発光ダイオード、１４、２４´  反射鏡、１６  基盤、１８  ケース部材、２０、２０´  第２照明セル、３０  ハウジング
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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