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Die
Erfindung betrifft ein Operations-Mikroskop in der Ophthalmologie.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Operations-Mikroskop, das
versehen ist mit: einer Frontlinse zur Beobachtung eines Hintergrunds
eines zu operierenden Auges und einem Beobachtungsprisma, das nahe
der Frontlinse angeordnet ist, um den Hintergrund und die Hintergrundumgebung
des zu operierenden Auges während
einer Glaskörperoperation
oder dergleichen zu beobachten.
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Eine
Operation in der Ophthalmologie ist im allgemeinen mit einer Mikroskopbeobachtung
verbunden. Ein Beispiel eines Operations-Mikroskops, das in der
Ophthalmologie verwendet wird, ist in JP 2003–062003 A offenbart. Das dort
offenbarte Operations-Mikroskop ist so konstruiert, daß die Frontlinse
zwischen (der vorderen Fokuslage) einer Objektivlinse und dem zu
operierenden Auge entfernbar eingefügt ist. Die Frontlinse hat
eine Brechkraft von etwa 30 Dioptrien (D) bis 50 Dioptrien (D) und
ist angeordnet, um Ausleuchtlicht zu konzentrieren, wobei sie das
Ausleuchtlicht in das Innere des zu operierenden Auges führt. Die
Verwendung der Frontlinse ermöglicht
eine Operation in einem Zustand, wo Operationsinstrumente mit beiden
Händen
gehalten werden.
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Ein
Beobachtungsprisma zur Beobachtung des Hintergrunds und der Hintergrundumgebung
des zu operierenden Auges ist nahe der Frontlinse des in JP 2003–062003
A beschriebenen Operations-Mikroskops drehbar vorgesehen. Eine Grundfläche und eine
Schrägfläche des
Beobachtungsprismas sind jeweils eben ausgebildet.
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8, 9A und 9B sind
schematische Ansichten, die einen Teil eines optischen Systems zeigen, das
in dem oben genannten herkömmlichen
Operations-Mikroskop vorhanden ist. 8 ist eine
Seitenansicht, die einen Bilderzeugungszustand einer Eintrittspupille
eines optischen Beobachtungssystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund
und die Hintergrundumgebung des zu operierenden Auges unter Verwendung
des oben genannten Beobachtungsprismas beobachtet werden. 9A ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht,
die die Frontlinse und das Beobachtungsprisma zeigt, die in 8 gezeigt sind. 9B ist eine Schnittansicht, die die Frontlinse
und das Beobachtungsprisma in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche in 9A zeigt.
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Wie
in 8 gezeigt, ist das herkömmliche Operations-Mikroskop so konstruiert,
daß es
den Hintergrund und die Hintergrundumgebung Er' eines zu operierenden Auges E in einem
Zustand beobachtet, wo ein Beobachtungsprisma 102 zwischen
einem vorderen Brennpunkt F einer Objektivlinse 101 und einer
Frontlinse 103 angeordnet ist. Man beachte, daß der Hintergrund
und die Hintergrundumgebung Er' Umgebungsbereiche
eines Hintergrunds Er des zu operierenden Auges E anzeigen. Das
Bezugszeichen F' in 8 zeigt
eine Zwischenbildebene, auf der eine Abbildung des Hintergrunds
Er ausgebildet ist.
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Wie
in 9A und 9B gezeigt,
werden Lichtstrahlen an zwei Brechungsflächen 102a und 102b des
Beobachtungsprismas 102 gebrochen, um deren Ausbreitungsrichtungen
zu ändern.
Die beiden Brechungsflächen 102a und 102b sind
jeweils eben ausgebildet (d. h., die Krümmung ist 0). Das Beobachtungsprisma 102 ist
so konstruiert, daß die
Brechungsfläche
(Schrägfläche) 102a einen
vorbestimmten schiefen Winkel mit Bezug auf die Brechungsfläche 102b hat.
Man beachte, daß der
vorbestimmte schiefe Winkel der Winkel an einer Überschneidung (Prismenspitze) 102c der
beiden Brechungsflächen 102a und 102b ist.
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In 8, 9A und 9B sind
Hauptstrahlen R1, R2 und R3 gezeigt, die Beobachtungspunkten des
zu operierenden Auges E entsprechen. Wenn die Lichtstrahlen durch
das Beobachtungsprisma 102 durchgelassen werden, werden
die Lichtstrahlen deutlich an der Schrägfläche 102a gebrochen
und dann an der Brechungsfläche 102b gebrochen,
wie in 9A vergrößert gezeigt. Danach fallen
die Lichtstrahlen in die Frontlinse 103 in einem großen Winkel
mit Bezug auf die Richtung der optischen Achse der Frontlinse 103 ein.
Daher wird eine große Aberration
in der Brechungsrichtung bewirkt, so daß die Eintrittspupille des
optischen Beobachtungssystems, die über der Objektivlinse 101 angeordnet
ist, nicht deutlich auf der Hornhaut des zu operierenden Auges E
abgebildet wird und unscharf ist. Obwohl hier nicht gezeigt, ist
eine Abbildung der Austrittspupille eines Ausleuchtsystems zur Emission
des Ausleuchtlichts ähnlich
unscharf.
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Wie
in 9B gezeigt, wird andererseits keine
Aberration in einer Richtung senkrecht zur Schrägrichtung bewirkt, so daß die Hauptstrahlen
R4, R5 und R6 an einem Punkt H konzentriert werden.
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Wenn
eine Beobachtung in einem blendungsärmeren Zustand durchgeführt wird,
ist es notwendig, einen Ausleuchtlichtstrom von der Hornhaut weg
und einen Ausleuchtlichtstrom zur Hornhaut des zu operierenden Auges
E zu trennen. Das heißt,
es ist notwendig, Abbildungen A der Eintrittspupillen des Beobachtungssystems
von einer Abbildung B der Austrittspupille des Ausleuchtsystems
auf einer Hornhaut C deutlich zu trennen, wie in 10A gezeigt.
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Bei
dem oben beschriebenen herkömmlichen
Operations-Mikroskop
sind jedoch die Bilderzeugungszustände der Eintrittspupillen des
Beobachtungssystems und ein Bilderzeugungszustand der Austrittspupille
des Ausleuchtsystems schwach. Das heißt, die Abbildungen A' der Eintrittspupillen und
eine bildung B' der
Austrittspupille werden, wie in 10B gezeigt,
unscharf auf der Hornhaut C abgebildet. Daher überlappen die Abbildungen A' und die Abbildung
B' einander, so
daß die
Abbildungen A' und
die Abbildung B' nicht
deutlich voneinander getrennt sind. Daher wird das Beobachtungslicht
mit einem Blendlicht gemischt, und es kann keine Beobachtung mit
guter Sicht erfolgen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Operations-Mikroskop zur Korrektur einer Aberration
bereitzustellen, die bei Verwendung eines Beobachtungsprismas bewirkt
wird, bei dem ein Bilderzeugungszustand einer Eintrittspupille eines
Beobachtungssystems und ein Bilderzeugungszustand einer Austrittspupille
eines Ausleuchtsystems verbessert sind, so daß eine Beobachtung mit guter
Sicht mit weniger Blendlicht erfolgen kann.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, wird
unter einem ersten Aspekt der Erfindung ein Operations-Mikroskop
bereitgestellt mit: einer Objektivlinse, die gegenüber einem
zu operierenden Auge angeordnet ist; einer Frontlinse zum Konzentrieren von
Ausleuchtlicht, um ein Inneres des zu operierenden Auges auszuleuchten,
die zwischen dem zu operierenden Auge und einem vorderen Brennpunkt
der Objektivlinse vorgesehen ist; und einem Beobachtungsprisma zum
Brechen des Ausleuchtlichts an zwei Brechungsflächen, um den Hintergrund und
die Hintergrundumgebung des zu operierenden Auges auszuleuchten,
das zwischen dem vorderen Brennpunkt der Objektivlinse und der Frontlinse
entfernbar eingefügt
ist, wobei das Operations-Mikroskop
dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest
eine der beiden Brechungsflächen
des Beobachtungsprismas in einer gekrümmten Form ausgebildet ist,
wobei die gekrümmte
Form eine bestimmte negative Krümmung
in einer Richtung einer Überschneidung
der beiden Brechungsflächen
zeigt.
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Um
einen zweiten Aspekt der Erfindung bei dem Operations-Mikroskop
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung zu erreichen, ist das Operations-Mikroskop
auch dadurch gekennzeichnet, daß die
bestimmte negative Krümmung
eine variable Krümmung
ist.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, ist
gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung bei dem Operations-Mikroskop gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung das Operations-Mikroskop auch dadurch gekennzeichnet,
daß eine
der beiden Brechungsflächen
des Beobachtungsprismas in der gekrümmten Form ausgebildet ist,
wobei eine Krümmung
entlang einer Richtung senkrecht zur Richtung der Überschneidung
0 darstellt.
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Um
die oben genannten Aufgaben zu lösen, ist
gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung bei dem Operations-Mikroskop gemäß dem ersten
oder zweiten Aspekt der Erfindung das Operations-Mikroskop auch
dadurch gekennzeichnet, daß eine
der beiden Brechungsflächen
des Beobachtungsprismas in der gekrümmten Form ausgebildet ist,
wobei die gekrümmte
Form eine negative Krümmung
mit einer konstanten Rate in Richtung der Überschneidung darstellt.
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Ein
Beobachtungsprisma ist zwischen einem vorderen Brennpunkt einer
Objektivlinse und einer Frontlinse eines Operations-Mikroskops angeordnet, das
die Frontlinse zum Konzentrieren von Ausleuchtlicht einschließt, um ein
Inneres eines zu operierenden Auges auszuleuchten, wobei die Frontlinse
zwischen dem zu operierenden Auge und dem vorderen Brennpunkt der
Objektivlinse vorgesehen ist und zum Brechen des Ausleuchtlichts
an zwei Brechungsflächen
verwendet wird, um den Hintergrund und die Hintergrundumgebung des
zu operierenden Auges auszuleuchten, wobei das Beobachtungsprisma
dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest
eine der beiden Brechungsflächen
in einer gekrümmten Form
ausgebildet ist, wobei die gekrümmte
Form eine bestimmte negative Krümmung
in einer Richtung einer Überschneidung
der beiden Brechungsflächen
zeigt.
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In
den beigefügten
Zeichnungen ist folgendes gezeigt:
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1 ist
eine Außenansicht,
die eine gesamte schematische Struktur eines Operations-Mikroskops
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2A ist eine vergrößerte Außenseitenansicht, die eine
schematische Struktur eines Chirurgenmikroskops des Operations-Mikroskops
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt, 2B ist eine äußere Vorderansicht
von 2A, und 2C ist
eine perspektivische Seitenansicht, die einen Aufbewahrungszustand
einer Frontlinse aus 2A zeigt;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die einen Teil eines optischen Systems
zeigt, das im Operations-Mikroskop gemäß der Ausführungsform der Erfindung vorhanden
ist;
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4 ist
eine schematische Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand einer
Eintrittspupille eines Beobachtungssystems in dem Fall zeigt, wo
der Hintergrund und die Hintergrundumgebung eines zu operierenden
Auges in einem Zustand beobachtet werden, wo ein Beobachtungsprisma
angeordnet ist;
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5A ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht,
die die Frontlinse und das Beobachtungsprisma aus 4 zeigt,
und 5B ist eine Schnittansicht in
einer Richtung senkrecht zur Papierfläche in 5A;
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand einer Austrittspupille
eines Ausleuchtsystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund und
die Hintergrundumgebung des zu operierenden Auges in dem Zustand
beobachtet werden, wo das Beobachtungsprisma angeordnet ist;
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7A ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht,
die ein modifiziertes Beispiel des Operations-Mikroskops gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und 7B ist eine
Schnittansicht in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche in 7A;
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8 ist
eine schematische Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand der Eintrittspupille
des Beobachtungssystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund und
die Hintergrundumgebung des zu operierenden Auges in einem Zustand
beobachtet werden, wo ein herkömmliches
Beobachtungsprisma angeordnet ist;
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9A ist eine teilweise vergrößerte Seitenansicht,
die die Frontlinse und das herkömmliche
Beobachtungsprisma aus 8 zeigt, und 9B ist eine
Schnittansicht in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche in 9A; und
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10A ist eine schematische Ansicht, die die
Bilderzeugungszustände
von Abbildungen, die sich auf die Eintrittspupillen des Beobachtungssystems
beziehen, und einen Bilderzeugungszustand einer Abbildung, die sich
auf die Austrittspupille des Ausleuchtsystems bezieht, auf einer
Hornhaut des zu operierenden Auges zeigt und die einen Zustand zeigt,
in dem diese Abbildungen durch das erfindungsgemäße Operations-Mikroskop voneinander getrennt
sind, und 10B zeigt einen herkömmlichen
Fall, wo die Abbildungen einander überlappen.
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Nachstehend
wird ein Beispiel eines Operations-Mikroskops gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Gesamtstruktur des Operations-Mikroskops
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1 zeigt
eine Gesamtstruktur eines Operations-Mikroskops 1 gemäß dieser
Ausführungsform.
Das Operations-Mikroskop 1 weist
auf: ein Stativ 2 zum Tragen des gesamten Operations-Mikroskops 1;
einen ersten Arm 3, dessen eines Ende mit einem oberen
Ende des Stativs 2 verbunden ist; einen zweiten Arm 4,
dessen eines Ende mit dem anderen Ende des ersten Arms 3 verbunden
ist; eine Antriebsvorrichtung 5, die mit dem anderen Ende
des zweiten Arms 4 verbunden ist; ein Chirurgenmikroskop 6,
das an der Antriebsvorrichtung 5 hängt; ein Assistentenmikroskop 7,
das gegenüber
dem Chirurgenmikroskop 6 vorgesehen ist; und einen Fußschalter 8 zur
Durchführung
verschiedener Bedienungen mit einem Fuß. Das Chirurgenmikroskop 6 und
das Assistentenmikroskop 7 werden dreidimensional in einer
seitlichen Richtung und einer horizontalen Richtung durch die Antriebsvorrichtung 5 angetrieben.
Das Bezugszeichen E bezeichnet ein Auge eines Patienten, der sich
einer Operation unterzieht (zu operierendes Auge). Das Bezugszeichen 40 bezeichnet
eine Frontlinse, die zwischen einer Objektivlinse (später beschrieben)
des Chirurgenmikroskops 6 und dem zu operierenden Auge
E angeordnet ist.
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Aufbau des
Chirurgenmikroskops
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2A, 2B und 2C sind vergrößerte erläuternde Ansichten, die einen
Aufbau des Chirurgenmikroskops 6 zeigen, wobei 2A eine Außenseitenansicht ist, 2B eine äußere Vorderansicht ist, und 2C ist eine perspektivische Seitenansicht, die
einen Aufbewahrungszustand der Frontlinse 40 zeigt. Wie
in 2A und 2B gezeigt,
weist das Chirurgenmikroskop 6 ein Hauptkörperteil 6a,
ein Objektivtubusteil 10, einen Bildumkehrabschnitt 20 und
ein Paar linker und rechter Okulare 30 (30L und 30R in 1)
auf. In 2B sind die Okulare 30 nicht
dargestellt. Die Frontlinse 40 ist mit dem Hauptkörperteil 6a über einen
Haltearm 41 und dergleichen verbunden und vorgesehen, zwischen
die oben genannte Objektivlinse und das zu operierende Auge E einfügbar zu
sein (Details der Frontlinse 40 werden später beschrieben).
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Obwohl
nicht gezeigt, weist das Hauptkörperteil 6a auf:
eine
Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs des Chirurgenmikroskops 6,
eine Mikrobewegungsantriebsvorrichtung zum Bewegen des Objektivtubusteils 10 durch
die Steuerschaltung nach oben und nach unten und dergleichen. Das
Objektivtubusteil 10 weist auf: eine Objektivlinse 11,
die gegenüber dem
zu operierenden Auge E angeordnet ist, ein bekanntes Ausleuchtsystem
zum Ausleuchten des zu operierenden Auges E mit Ausleuchtlicht und
ein bekanntes Beobachtungssystem zum Beobachten des zu operierenden
Auges E, das durch das Ausleuchtsystem ausgeleuchtet ist. Der Bildumkehrabschnitt 20 weist
eine bekannte optische Einheit zum Umwandeln eines als umgekehrtes
Bild beobachteten Bildes in ein aufrechtes Bild auf.
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Der Aufbau
der Frontlinse und der die Frontlinse umgebenden Teilstücke
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Ein
Aufbau der Frontlinse 40 und der die Frontlinse umgebenden
Teilstücke
wird nachstehend beschrieben. Wie oben beschrieben, ist die Frontlinse 40 mit
dem Chirurgenmikroskop 6 über den Haltearm 41 und
dergleichen verbunden. Die Frontlinse 40 ist an einer Halteplatte 41a befestigt,
die am Ende des Haltearms 41 ausgebildet ist.
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Der
Haltearm 41 und die Halteplatte 41a sind so miteinander
verbunden, daß sie
auf einem Zapfen 41b drehbar sind. Ein schräger Abschnitt 41c ist
an der Halteplatte 41a vorgesehen. Ein Frontlinsenbedienknopf 42 zum
Schwenken des Haltearms 41 ist im Haltearm 41 vorgesehen.
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Das
Chirurgenmikroskop 6 weist ferner auf: einen Hubarm 71 mit
einem Randabschnitt 71a auf seiner oberen Seite; ein Verbindungsteil 71b,
das mit einem unteren Abschnitt des Hubarms 71 verbunden ist;
ein Hubregulierungsteil 72, das mit dem Verbindungsteil 71b verbunden
ist; einen Verbindungsknopf 73, der sich durch das Verbindungsteil 71b erstreckt; und
ein Aufbewahrungsteil 74, das vorgesehen ist, um am Hubregulierungsteil 72 befestigt
werden zu können
und das die Frontlinse 40 und den Haltearm 41 aufbewahrt.
Es ist vorgesehen, daß der
Haltearm 41 in dem Aufbewahrungsteil 74 auf einem
Zapfen 74a drehbar ist. Eine Spiralfeder 54 ist
wie in 2A an einem oberen Abschnitt
des Haltearms 41 angeordnet. Man beachte, daß das Aufbewahrungsteil 74 so
vorgesehen ist, daß es
am Hubregulierungsteil 72 anbringbar ist, da es beispielsweise
notwendig ist, die Frontlinse 40 und den Haltearm 41 abzunehmen, um
die Sterilisierung nach der Operation und dergleichen durchzufüh ren. Das
Operations-Mikroskop, bei dem die Frontlinse 40 und dergleichen
entfernt sind, kann als ein allgemeines Operations-Mikroskop verwendet
werden. Nachstehend werden die jeweiligen Teile, die in diesem Absatz
beschrieben sind, in einigen Fällen
gemeinsam als ein Frontlinsenträgerteil bezeichnet.
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Ein
Antriebsteilstück 75 zum
Antreiben eines Hubarmhalterteils 76, das den Hubarm 71 aufwärts und
abwärts
hält, ist
an dem Hauptkörperteil 6a des Chirurgenmikroskops 6 vorgesehen.
Der Hubarm 71 erstreckt sich durch das Hubarmhalterteil 76.
Der Hubarm 71 wird vom Randabschnitt 71a daran
gehindert, sich vom Hubarmhalterteil 76 zu trennen. Infolgedessen
wird die Frontlinse 40 aufwärts und abwärts bewegt entsprechend der
Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
des Hubarmhalterteils 76, die durch den Antriebsabschnitt 75 bewirkt
wird. Daher wird ein Abstand zwischen der Frontlinse und der Objektivlinse 11 relativ
verändert.
Bei einem solchen Aufbau ist es möglich, nur die Frontlinse 40 aufwärts und
abwärts
zu bewegen, ohne daß ein
Zusammenhang mit der Aufwärts-
und Abwärtsmikrobewegung
des Objektivtubusteils 10 besteht.
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Ein
Hubregulierungsteil 77 zum Regulieren eines Aufwärtsbewegungsbereichs
des Frontlinsenträgerteils
mit dem Hubregulierungsteil 72 ist auf einem unteren Abschnitt
des Hauptkörperteils 6a angeordnet.
Ein Verbindungsloch 77a zum starren Verbinden des Frontlinsenträgerteils
mit dem Hauptkörperteil 6a durch
Bedienen des Verbindungsknopfs 73 ist in dem Hubregulierungsteil 77 ausgebildet.
Man beachte, daß das
Frontlinsenträgerteil
mit dem Hauptkörperteil 6a auf
die folgende Weise verbunden ist. Das Frontlinsenträgerteil
wird bis zu der obersten Position durch den Antriebsabschnitt 75 angehoben (zu
dieser Zeit ist ein konvexer Abschnitt 73a des Verbindungsknopfs 73 mit
dem Verbindungsloch 77a ausgerichtet). Danach wird der
konvexe Abschnitt 73a durch Drehen des Verbindungsknopfs 73 in
einer vorbestimmten Richtung in das Verbindungsloch 77a eingefügt.
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2A und 2B zeigen
einen Zustand, bei dem die Frontlinse 40 des Chirurgenmikroskops 6 zwischen
das zu operierende Auge E und die Objektivlinse 11 eingefügt ist (ein
Zustand, bei dem das Operations-Mikroskop verwendet wird). Wenn
ein Chirurg die Verwendung der Frontlinse 40 beendet und
die Frontlinse aus einem Lichtweg entfernt, ergreift der Chirurg
den Frontlinsenbedienknopf 42 und dreht den Haltearm 41 auf
dem Zapfen 74a nach oben, um die Frontlinse 40 und
den Haltearm 41 in das Aufbewahrungsteil 74 aufzunehmen.
Wenn dagegen die in dem Aufbewahrungsteil 74 aufbewahrte Frontlinse 40 verwendet
werden soll, ergreift der Chirurg den Frontlinsenbedienknopf 42,
und der Haltearm 41 wird auf dem Zapfen 74a abwärts geschwenkt.
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2C zeigt einen Zustand, bei dem die Frontlinse 40 im
Aufbewahrungsteil 74 aufbewahrt ist (Aufbewahrungsposition).
Wie in 2C gezeigt, sind die Frontlinse 40 und
der Haltearm 41, die auf dem Zapfen 74a aufwärts geschwenkt
sind, in dem Aufbewahrungsteil 74 entlang seiner Längsrichtung aufbewahrt.
Die Halteplatte 41a wird durch Schwenken auf dem Zapfen 41b in
einem geneigten Zustand aufbewahrt. Dies ergibt sich aus der Wirkung
zwischen dem schrägen
Abschnitt 41c der Halteplatte 41a und einem Kontaktteil 74b,
das an einem Endabschnitt des Aufbewahrungsteils 74 angeordnet ist.
Das heißt,
wenn der Haltearm 41 aufwärts geschwenkt wird, ist der
schräge
Abschnitt 41c in Kontakt mit dem Kontaktteil 74b,
und die Halteplatte 41a wird entlang des schrägen Abschnitts 41c geführt, um
auf dem Zapfen 41b zu schwenken, so daß die Halteplatte 41a automatisch
geneigt und aufgenommen wird.
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Aufbau des
optischen Systems des Chirurgenmikroskops
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Als
nächstes
wird ein optisches System, das in dem Chirurgenmikroskop vorhanden
ist, mit Bezug auf eine schematische Seitenansicht des optischen Systems
aus 3 beschrieben. Das Objektivtubusteil 10 weist
die Objektivlinse 11 gegenüber dem zu operierenden Auge
E, eine Zoomlinse 12 und ein Ausleuchtprisma 13 auf.
Die Frontlinse 40 ist zwischen das zu operierende Auge
E und einen vorderen Brennpunkt F der Objektivlinse 11 eingefügt. Hier ist
ein hinterer Brennpunkt der Frontlinse 40 identisch mit
dem vorderen Brennpunkt F der Objektivlinse 11.
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Die
Zoomlinse 12 ist ein optisches Element, das einen Teil
des Beobachtungssystems bildet, das zur Änderung einer Vergrößerung eines
Beobachtungsbildes verwendet wird. Obwohl nicht gezeigt, besteht
das Beobachtungssystem mit der Zoomlinse 12 aus einem linken
Beobachtungssystem zum Führen
eines Beobachtungslichtstroms zum Okular 30L und einem
rechten Beobachtungssystem zum Führen
eines Beobachtungslichtstroms zum Okular 30R. Eine Eintrittspupille
des Beobachtungssystems ist an einer Position zwischen der Objektivlinse 11 und
der Zoomlinse 12 ausgebildet.
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Das
Ausleuchtprisma 13 ist ein Prismenteil, das an einer Position
exzentrisch zu einer optischen Achse (Beobachtungsachse) O der Objektivlinse 11 angeordnet
ist und das verwendet wird, um Ausleuchtlicht vom Ausleuchtsystem,
das nicht gezeigt ist, zu brechen, um das zu operierende Auge E
auszuleuchten. Die Austrittspupille des Ausleuchtsystems wird auf
der Brechungsfläche
des Ausleuchtprismas 13 gebildet.
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Der Aufbau
des Beobachtungsprismas und sein Betrieb
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Nachfolgend
werden eine Struktur und ein Betrieb des Beobachtungsprismas, das
in dem Fall verwendet wird, wo eine Glaskörperoperation an dem zu operierenden
Auge E unter Verwendung des Operations-Mikroskops 1 durchgeführt wird,
mit Bezug auf 4, 5A, 5B und 6 beschrieben. 4 ist
eine schematische Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand der Eintrittspupille
des Beobachtungssystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund und
die Hintergrundumgebung Er' des
zu operierenden Auges E in einem Zustand beobachtet werden, wo das Beobachtungsprisma 50 gemäß dieser
Ausführungsform
zur Verfügung
steht. In 4 bezeichnet das Bezugszeichen
P einen Punkt auf einer Hornhaut des zu operierenden Auges E, der
der Eintrittspupille des Beobachtungssystems zugeordnet ist. 5A und 5B sind
teilweise vergrößerte Ansichten,
die die Frontlinse 40 und das Beobachtungsprisma 50 zeigen,
die in 4 gezeigt sind. 5A ist
eine Seitenansicht und 5B ist eine
Schnittansicht in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche in 5A. 6 ist eine
erläuternde
Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand der Austrittspupille des
Ausleuchtsystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund und die Hintergrundumgebung
Er' des zu operierenden
Auges E in einem Zustand beobachtet werden, wo das Beobachtungsprisma 50 angeordnet
ist.
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Das
Beobachtungsprisma 50 ist zwischen dem vorderen Brennpunkt
F der Objektivlinse 11 und der Frontlinse 40 angeordnet.
Hier bezeichnet das Bezugszeichen F' eine Zwischenbildebene, auf der eine
Abbildung des Hintergrunds Er (oder des Hintergrunds und der Hintergrundumgebung
Er') des zu operierenden
Auges E abgebildet ist. Obwohl nicht gezeigt, wird das Beobachtungsprisma 50 in
einem vorbestimmten Gehäuse
aufgenommen und in der oben genannten Position angeordnet, indem
der untere Abschnitt des vorbestimmten Gehäuses in den oberen Abschnitt
der Halteplatte 41a der Frontlinse 40 eingefügt wird.
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Wie
in 5A gezeigt, werden im Beobachtungsprisma 50,
das in dem Operations-Mikroskop 1 gemäß dieser Ausführungsform
vorgesehen ist, das Ausleuchtlicht und das Beobachtungslicht an
zwei Brechungsflächen 51 und 52 gebrochen,
die an einer Überschneidung
(Prismenspitze) 53 einander schneiden. Die Brechungsfläche 52 ist
eben ausgebildet.
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Die
Brechungsfläche
(auch als Schrägfläche bezeichnet) 51 hat
eine gekrümmte
Form, in der ein Neigungswinkel der Tangente der gekrümmten Fläche zu der
Brechungsfläche 52 in
einer Richtung der Überschneidung 53 allmählich kleiner
wird, d. h., eine konkave Form. (Oder die Schrägfläche 51 zeigt eine bestimmte
negative Krümmung
in Richtung der Überschneidung 53.)
Um hier den Aufbau des Beobachtungsprismas deutlich zu zeigen, ist
die Krümmung der
Brechungsfläche 51 in 4 und 5A übertrieben dargestellt.
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Wie
in 5B gezeigt, ist die Krümmung der Schrägfläche 51 entlang
einer Richtung senkrecht zur Schrägrichtung (Richtung senkrecht
zur Papierfläche
in 5A) gleich 0. Das heißt, die
Schrägfläche 51 bildet
eine Zylinderfläche
(bzw. ein Teilstück davon),
in der die Krümmung
entlang der Schrägrichtung
einen vorbestimmten (negativen) Wert annimmt und die Krümmung entlang
der Richtung senkrecht zur Schrägrichtung
0 ist. Obwohl später
ein modifiziertes Beispiel beschrieben wird, ist der Aufbau des Beobachtungsprismas 50 nicht
darauf beschränkt.
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Die
Krümmung
der Brechungsfläche 51 des Beobachtungsprismas 50 kann
insofern als geeignet bestimmt werden, als ein Ergebnis, das durch
Berechnung der Aberrationsgröße ermittelt
wird, die bewirkt wird, wenn angenommen wird, daß die Schrägfläche eben ist.
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Ein
Problem des in 8 und 9A gezeigten herkömmlichen
Operations-Mikroskops wird nachstehend beschrieben. Hier hat die
Frontlinse 103 eine Brechungslinse 103a auf der
Seite des Beobachtungsprismas 102 und eine Brechungsfläche 103b auf
der Seite des zu operierenden Auges E. Beim herkömmlichen Operations-Mikroskop
fällt insbesondere
der Hauptstrahl R3, der die Umgebung der Prismenspitze 102c durchdringt,
auf die Brechungsfläche 103b (auf
der Seite des zu operierenden Auges E) der Frontlinse 103 von
einer extremen Schrägrichtung,
so daß eine
starke Aberration bewirkt wird.
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Andererseits
ist im Operations-Mikroskop gemäß dieser
Ausführungsform
die negative Krümmung
in der gekrümmten
Richtung (Richtung, wo die Aberration bewirkt wird) der Brechungsfläche 51 des Beobachtungsprismas 50 vorgesehen.
Daher fällt der
Hauptstrahl R3, der die Umgebung der Prismenspitze 53 durchdringt,
in das Beobachtungsprisma 50 mit einem großen Winkel θ im Vergleich
mit einem herkömmlichen
Fall ein, so daß weniger
Aberration als im herkömmlichen
Fall bewirkt wird. Eine Aberration entgegengesetzt zu den Aberrationen,
die an Einfallspunkten der Hauptstrahlen R1 und R2 bewirkt werden,
wird an einem Einfallspunkt P1 des Hauptstrahls R3 bewirkt.
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Daher
werden die Aberrationen korrigiert, die bewirkt werden, wenn die
Frontlinse 40 und das Beobachtungsprisma 50 verwendet
werden, um die entsprechenden Hauptstrahlen R1 bis R3 an einem Punkt
F1 angemessen zu konzentrieren. Hier wird angenommen, daß das Chirurgenmikroskop 6 durch die
Antriebsvorrichtung 5 vorzeitig angetrieben wird, um eine
Ausrichtung mit dem zu operierenden Auge E zu erreichen, wodurch
der Konzentrationspunkt F1 der Hauptstrahlen R1 bis R3 mit dem Punkt
P auf der Hornhaut (Punkt, der der Eintrittspupille des Beobachtungssystems
entspricht) ausgerichtet wird. Daher kann, wie in 4 gezeigt,
ein bevorzugter Bilderzeugungszustand erreicht werden, in dem eine geringere
Aberration auftritt. Wenn ein solcher Bilderzeugungszustand erreicht
ist, wie in 10A gezeigt, sind die
Abbildungen A' der
Eintrittspupillen der rechten und linken Beobachtungssysteme auf
der Hornhaut C des zu operierenden Auges E ausreichend voneinander
getrennt, so daß die
Blendung bei der Beobachtung verhindert werden kann. Man beachte,
daß die
Aberration nicht in der Richtung senkrecht zur gekrümmten Richtung
der Brechungsfläche 51 bewirkt
wird, da die Krümmung
entlang der gekrümmten
Richtung der Brechungsfläche 51 0
ist (siehe 5B).
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Bilderzeugungszustand der Austrittspupille des
Ausleuchtsystems in dem Fall zeigt, wo der Hintergrund und die Hintergrundumgebung
Er' des zu operierenden
Auges E in dem Zustand beobachtet werden, in dem das Beobachtungsprisma 50 wie
oben beschrieben angeordnet ist, und die eine Seitenansicht ist,
die die Frontlinse 40 und das Beobachtungsprisma 50 (entspricht 5A) zeigt.
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Wie
in 3 gezeigt, wird das Ausleuchtlicht, das vom Ausleuchtsystem
(nicht gezeigt) durch das Ausleuchtprisma 13 und die Objektivlinse 11 geführt wird,
auf das zu operierende Auge E aus einer vorbestimmten Winkelrichtung
mit Bezug auf die Beobachtungsachse O projiziert. Wenn hier das
herkömmliche
Beobachtungsprisma 102 verwendet wird, fällt das
Ausleuchtlicht (insbesondere ein Lichtstrahl auf der Seite der Prismenspitze 53,
die weit vom Ausleuchtprisma 13 entfernt ist) aus einer
extremen Schrägrichtung
auf die Frontlinse 40. Daher wird eine starke Aberration
bewirkt, so daß die
Abbildung der Austrittspupille des Ausleuchtsystems auf der Hornhaut
des zu operierenden Auges E wie die Abbildung B' abgebildet wird, die in 10B in einem unscharfen Zustand mit der
hohen Aberrationsgröße gezeigt
ist.
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Wenn
andererseits das Beobachtungsprisma 50 mit der Brechungsfläche 51 zur
Verfügung steht,
die als die zylindrisch gekrümmte
Fläche
gemäß dieser
Ausführungsform
dient, entstehen die Lichtwege der Hauptstrahlen S1 bis S3 des Ausleuchtlichts,
wie in 6 gezeigt. Insbesondere der Hauptstrahl S3 fällt auf
das Beobachtungsprisma 50 in einem Winkel, der mit Bezug
auf die Brechungsfläche 51 größer ist
als in ei nem herkömmlichen
Fall, so daß die
Aberrationsgröße, die
an der Brechungsfläche 51 bewirkt
wird, sich reduziert, und eine Aberration bewirkt wird, die den
Aberrationen entgegengesetzt ist, die an Einfallspunkten der Hauptstrahlen
S1 und S2 bewirkt werden, wodurch die Aberration insgesamt korrigiert
wird. Dadurch wird die Abbildung der Austrittspupille des Ausleuchtsystems
wie die in 10A gezeigte Abbildung
B auf der Hornhaut des zu operierenden Auges E deutlich abgebildet.
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Wie
oben beschrieben, wird das Beobachtungsprisma 50 mit der
konkaven Brechungsfläche 51 zum
Erzeugen einer negativen Brechkraft in der gekrümmten Richtung (Richtung, wo
die Aberration bewirkt wird) wie in dieser Ausführungsform verwendet. Daher
werden die Abbildungen A der Eintrittspupillen des Beobachtungssystems
und die Abbildung B der Austrittspupille des Ausleuchtsystems bevorzugt
auf der Hornhaut des zu operierenden Auges E in einem Zustand abgebildet,
wo die Aberrationen korrigiert sind. Dadurch werden, wie in 10A gezeigt, die Abbildungen A der Eintrittspupillen
des Beobachtungssystems und die Abbildung B der Austrittspupille
des Ausleuchtsystems ausreichend voneinander getrennt, so daß ein geeigneter
Beobachtungszustand mit weniger Blendung erreicht werden kann.
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Modifiziertes
Beispiel
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Das
Beobachtungsprisma, das für
das Operations-Mikroskop 1 verwendet
wird, ist nicht auf eine Struktur mit der zylindrisch gekrümmten Schrägfläche wie
oben beschrieben beschränkt
und kann ein Prisma mit beispielsweise einer torisch gekrümmten Schrägfläche sein.
Wie in 7A gezeigt, weist ein Beobachtungsprisma 50' eine torisch
gekrümmte Schrägfläche 51' mit einer Krümmung zum
Erzeugen einer negativen Brechkraft in einer Schrägrichtung und
einer Krümmung
zum Erzeugen negativer Brechkraft in einer Richtung senkrecht zur
Schrägrichtung
auf. Mit Bezug auf das Beobachtungsprisma 50' kann die Aberration, die in der
Schrägrichtung
bewirkt wird, korrigiert werden. Zusätzlich hat das Beobachtungsprisma 50' eine Funktion
als eine vergrößerungsändernde
Linse. Man beachte, daß die Krümmung entlang
der Richtung senkrecht zur Schrägrichtung
eine Krümmung
zum Erzeugen positiver Brechkraft sein kann. Das heißt, in dem
Fall eines Beobachtungsprismas mit einer Schrägfläche mit negativer Brechkraft
zur Korrektur der Aberration in der Schrägrichtung kann die Krümmung entlang der
Richtung senkrecht zu der Schrägfläche zweckentsprechend
beliebig festgesetzt werden.
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Der
Aufbau, der oben detailliert beschrieben ist, ist als ein Beispiel
zur Konkretisierung der Erfindung dargestellt, und daher sind verschiedene
strukturelle Modifikationen, Änderungen
und Ergänzungen
möglich,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise
kann ein Beobachtungsprisma, bei dem eine Brechungsfläche auf
einer unteren Oberflächenseite
(Frontlinsenseite) in einer konkaven Form ausgebildet ist, oder
ein Beobachtungsprisma, bei dem jede der beiden Brechungsflächen in
einer konkaven Form ausgebildet ist, verwendet werden. Solche Beobachtungsprismen
können bei
einer Beobachtung angewendet werden, die einen anderen gewünschten
Beobachtungsapparat als das Operations-Mikroskop verwendet. Wenn
beispielsweise das erfindungsgemäße Beobachtungsprisma
verwendet wird, um einen Ausleuchtbereich eines zu beobachtenden
Objekts zu ändern,
ist es möglich,
die Aberrationen zu korrigieren, die bewirkt werden, wenn das Ausleuchtlicht
und das Beobachtungslicht gebrochen werden.
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Bei
einem Operations-Mikroskop gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird die Aberration korrigiert, die
bewirkt wird, wenn der Hintergrund und die Hintergrundumgebung unter
Verwendung des Beobachtungsprismas beobachtet werden. Daher werden
die Bilderzeugungszustände
der Abbildungen der Eintrittspupillen des Beobachtungssystems und
der Bilderzeugungszustand der Abbildung der Austrittspupille des
Ausleuchtsystems verbessert, so daß eine Beobachtung bei guter
Sicht mit weniger Blendung durchgeführt werden kann.
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Bei
einem Beobachtungsprisma gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung, wo das Beobachtungsprisma für ein Operations-Mikroskop in der Ophthalmologie
verwendet wird, wird auch die Aberration korrigiert, die bewirkt
wird, wenn der Hintergrund und die Hintergrundumgebung beobachtet werden.
Daher werden die Bilderzeugungszustände der Abbildungen der Eintrittspupil len
des Beobachtungssystems und der Bilderzeugungszustand der Abbildung
der Austrittspupille des Ausleuchtsystems verbessert, so daß eine Beobachtung
bei guter Sicht mit weniger Blendung durchgeführt werden kann.