JP2002150803A - 視線照明装置及び手術照明システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視線方向を検知するシステムを備え、その視
線方向に向けて照明する照明システムを提供する。 【解決手段】 視線照明装置をゴーグル１として構成
し、左右の目の視線方向を検出し、ハウジング５に内蔵
したＬＥＤパネルを制御して照射窓５ａから視線方向に
対応した方向に照明を行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な用途に広汎
に使用できる視線照明装置、更には、視線方向に応じて
照明方向を変化させることのできる視線照明装置、及び
それを用いた手術照明システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】病院の手術室で用いられる照明は、手術
すべき術部を高い照度で照明し、且つ、手術対象部位に
おいて影を作ることなく明瞭に照明する必要があるた
め、いわゆる無影灯が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】無影灯は、手術室の天
井から吊るされた大きな凹面基体上に多数の電球を配列
したものであるため、その設置には大きな空間を必要と
し、これを釣り下げるための手術室の天井は十分な高さ
が必要となる。また、その重量も非常に大きいものであ
り、天井、ひいては手術室全体として大きな強度を必要
とする。このため、手術室の建築コストは、このような
照明装置の点からも大幅に増加してしまうことになる。

【０００４】更に、無影灯は多くの熱を発生する。一
方、心臓手術等では、患者の体温を下げて手術を行う必
要がある。従って、手術室においては、照明による熱を
克服して一気に温度を下げるための強力なクーリングシ
ステムを装備しなければならず、その分、コストが更に
増大することになる。

【０００５】また、手術の際には一般的に図１１に示さ
れるように、術者、助手等の複数人のスタッフが立ち会
って行うのであるが、手術のいわゆる山場では、複数人
が術部を注視しようとして無意識に身を乗り出すため
に、天井の無影灯３０と術部との間に周囲スタッフの頭
部が入り込んで影を生じて術部の照度が低下する場合が
ある。

【０００６】更に、手術の種類によっては図１１のよう
に上方から術部を注視して行う場合だけでなく、例えば
大腸腫瘍等の手術では横方向から患者の術部（肛門部）
を注視して行う必要がある。このような場合には、天井
の無影灯とは別のサイドビームを用いて横方向から照明
することになる。しかし、サイドビームには天井の無影
灯ほどの大規模なものを使用することができないため、
術者は術部に自分の影を作らないように、不自然な姿勢
をとらざるを得ない場合がある。

【０００７】そこで、術者の頭部に照明用ランプを装着
したり、或いは、光源からの光を光ファイバーで伝送し
て術者の頭部に装着した出射端から照射するようにした
装置も考えられている。しかし、これらの装置では発光
点が１点又は狭い領域となっているため、等斜行と装着
者の両眼の視線との間には視差があり、無影とはならな
いという問題がある。

【０００８】以上のような手術の場合に限らず、例え
ば、介護医療等の在宅医療においても、処置する部位に
合わせて照明方向を自由に変化させることができれば便
利であり、特に在宅医療では、処置に必要な照明機材の
搬送が大変であることから、携帯性に優れた視線照明装
置が望まれる。

【０００９】本発明は、上述のような点に鑑みて成され
たものであって、所望の方向を容易に照明することので
きる視線照明装置を提供することを主たる目的とし、
又、不自然な姿勢をとることなく、影の生じない照明を
行えるようにし、更には、携帯性に優れた視線照明装置
及びそれを用いた手術照明システムを提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では次のような構成を有する視線照明装置を
提案する。

【００１１】すなわち、本発明の視線照明装置は、光源
と、該光源の照明方向を変化させる変更手段と、使用者
の視線方向を検出する検出手段と、前記変更手段を用い
て、検出された視線方向に対応する方向に照明方向を変
化させる制御手段とを備えている。

【００１２】本発明によると、使用者の視線方向を検出
し、検出した視線方向に対応した方向に照明方向を変化
させるので、自動的に注視方向が照明されることにな
る。従って、例えば手術用の視線照明装置として用いた
場合には、従来のように術者が不自然な姿勢をとりなが
ら手術を行う必要がなく、安全確実に術部を照明するこ
とができる。また、介護医療等の在宅医療の視線照明装
置として用いた場合には、医師の視線方向に応じて処置
すべき患部を照明することができることになる。

【００１３】本発明の一実施態様においては、前記光源
をＥＬパネルとしている。ＥＬパネルとは、薄膜エレク
トロルミネッセント素子を用いた薄型照明装置であり、
マンガン添加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｍｎ）、テルビウム添
加硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｔｂ）、セリウム添加硫化ストロ
ンチウム（ＳｒＳ：Ｃｅ）、ストロンチウムチオガレー
ト（ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ）等を用いた無機ＥＬ素子型、
或いはテトラフェニルジアミン誘導体（ＴＰＤ）、ポリ
Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、アルミキノリノー
ル錯体（Ａｌｑ₃）、ジスチリルビフェニル誘導体（Ｄ
ＰＶＢｉ）等を用いた有機ＥＬ素子型がある。ＥＬパネ
ルは平面であってもよいし、照明方向に向けて凹面とし
てもよい。凹面とした場合には、ＥＬパネル全体からの
光が所定の点又は領域に集光するようにして、照明の効
率を上げることができる。

【００１４】本発明の一実施態様においては、前記光源
を、発光ダイオードの集合体としている。ここで集合体
とは、所要の明るさを得ることができる複数の発光ダイ
オードの集まりをいい、１枚の基板上に複数の発光ダイ
オードを１次元的（直線的又は曲線的）又は２次元的に
配列したものをいう。なお、上記同様、基板は平面であ
ってもよいし、照明方向に向けて凹面としてもよい。

【００１５】本発明ではエネルギ変換効率が高い発光ダ
イオードの集合体を光源としているため、従来の白熱ラ
ンプによる光源と比べて、大幅に消費電力を低減し、省
エネルギを図ることができる。また、熱の発生量が大幅
に低減されるため、術部を冷却しなければならない手術
の場合も、強力なクーリングシステムを装備することな
く行うことができる。

【００１６】発光ダイオードは更に、長寿命であること
及び軽量であることという大きな特長も有する。このた
め、その集合体を利用した本発明の照明装置は、従来の
装置と比較すると、それらの特長をより大きく生かした
ものとなっている。従って、手術用の視線照明装置とし
て用いた場合には、手術室の建築コストやクーリングシ
ステムにコストがかかる従来の無影灯に比べて、大幅な
コストの低減を図ることができる。

【００１７】本発明の他の実施態様においては、発光ダ
イオードを、白色発光ダイオードとしている。これによ
り、本発明の照明装置は従来の白熱電球や白色蛍光灯に
代わる、省エネルギ・軽量・長寿命型白色光源として用
いることができる。

【００１８】本発明の更に他の実施態様においては、前
記光源が、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及
び赤色発光ダイオードから成る発光ダイオードの組の集
合体である。この青色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｂ）
３原色の組み合わせ及び各色の発光強度を予め設定して
おくことにより任意の発光色での照明が可能となる。こ
れを手術用の視線照明装置や在宅医療の視線照明装置と
して用いた場合には、肌の色や血液の色等が自然な色合
いとなるように調整して照明することができる。

【００１９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記光源が、複数の紫外発光ダイオードを備えている。こ
れによると、紫外線によって蛍光標識を励起することが
できるので、手術用の紫外照明装置として用いた場合
に、蛍光標識した腫瘍等の病変部のみを可視化すること
ができるようになる。この紫外発光ダイオードは、それ
のみで用いてもよいし、上記白色、可視多色ダイオード
と一緒に組み合わせて用いてもよい。このように組み合
わせて用いる場合は、同時に発光させるようにしてもよ
いし、切り替えスイッチにより、場合に応じて発光色を
切り替えるようにしてもよい。

【００２０】本発明の他の実施態様においては、前記発
光ダイオードが、集積されて表面実装できるチップ型で
ある。発光ダイオードのチップ自体は0.5mm以下の小さ
なものであるが、一般には取扱の便のために、１個ずつ
数mm程度の大きさの砲弾型の透明プラスチックにリード
線とともに埋め込まれ、パッケージされている。本発明
に係る視線照明装置は、そのような個別にパッケージさ
れたものを用いてもよいが、発光ダイオードチップを直
接基板上に配列・形成し、集合体としたものを用いても
よい。「集積されて表面実装できるチップ型である」と
はこのことを述べたものである。これにより、同じ発光
強度を得るための発光ダイオード集合体の実装面積をパ
ッケージ型よりも遙かに小さくすることができることに
なり、光源、従って、当該視線照明装置自体の大幅な小
型化を図ることができる。

【００２１】本発明の好ましい実施態様においては、発
光ダイオードの発光強度を調節することのできる調光手
段を備えている。これにより、注視対象を任意の照度で
照射することができる。また、異なった色（紫外線も含
む）の発光ダイオードを備える場合には、各色毎に強度
を調節できるようにしておくことが望ましい。例えば上
記Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の発光ダイオードを用いる場合は、各
色の発光強度を個別に制御する調光手段を備えることに
より、使用時に発光色を任意に調整することができるよ
うになる。例えば、手術用の視線照明装置や在宅医療の
視線照明装置として用いた場合には、照度や照明光の色
合いを、術者等の年齢や好み等に応じて容易に変更調整
することができることになる。また、手術時に、視線照
明装置の発光色を変化させることにより、色差の小さい
２つの部位の色差を拡大し、両者を明瞭に識別できるよ
うにすることも可能となる。

【００２２】この発光ダイオードの強度調節は、別途設
けたつまみ等により行ってもよいが、使用者が発する
「オン」「オフ」「ライトアップ」「ライトダウン」等
の言葉を認識する音声認識装置を設け、それに基いて調
節するようにしてもよい。

【００２３】本発明の更に他の実施態様においては、前
記検出手段は、使用者の眼球を照射する光の反射光を検
出して眼球の視線方向を検出するものである。これは、
眼球に光を照射し、眼球の表面から反射されるその光の
強度分布に基づいて眼球の向きを検出し、視線方向を検
出するものである。また、ビーム状の光を眼球に照射
し、眼球表面から反射されてくるビームの方向を検出す
ることにより視線方向を検出する方法もある。

【００２４】本発明の好ましい実施態様においては、前
記変更手段は、前記光源を垂直方向及び水平方向の各軸
回りに回転（傾動）駆動して照明方向を変化させるもの
である。これにより、照明方向を、視線の方向に対応す
る方向に向けることができる。

【００２５】本発明の他の実施態様においては、前記変
更手段は、前記光源からの光を屈折させるレンズを備
え、このレンズを垂直方向及び水平方向の各軸回りに回
転（傾動）駆動して照明方向を変化させる。上記同様、
照明方向を、視線の方向に対応する方向に向けることが
できる。

【００２６】これまで説明した視線照明装置は、例えば
使用者の胸部や腹部、或いは室内の特定の箇所等に設置
することを想定しているが、本発明の更に他の実施態様
においては、上記の各照明装置を、頭部に装着可能なゴ
ーグル又はゴーグル型の眼鏡に備えたものとした。これ
により、照明装置付のゴーグル或いは眼鏡として頭部に
装着できるので、使用者自身の影が注視点に生じること
がない。従って、例えば手術の際に術者や周囲のスタッ
フが医療用のゴーグルとして本発明に係る照明装置を装
着することにより、手術時に飛散した血液が術者等の角
膜に付着してウイルス感染することを有効に防止できる
とともに、術者等の影が術部に生じることがなくなり、
従来のように術者が不自然な姿勢をとって手術を行うと
いった必要がなくなる。また、術者及び周囲スタッフの
複数人が術部を注視するので、各人の視線照明装置から
の照明光が複数の異なった方向から同一の術部を照明す
ることになり、より効率的かつ無影の照明となる。更
に、頭部に装着可能なゴーグル又はゴーグル型の眼鏡に
備えられるので、携帯性に優れ、介護医療等の在宅医療
の視線照明装置として用いた場合には、従来の照明機材
の搬送に比べて簡単に持ち運びができて非常に便利であ
る。

【００２７】本発明の他の実施態様においては、前記光
源が、左右の眼球に個別的に対応して少なくとも二つ備
えられるとともに、前記検出手段が左右の眼球の視線方
向をそれぞれ検出し、前記制御手段が、前記変更手段を
用いて、検出された左右の眼球の視線方向に対応する方
向に各光源の照明方向をそれぞれ変化させるものであ
る。これにより、少なくとも二つの光源からの照明方向
を、左右の眼球の視線方向にそれぞれ応じた方向に向け
ることができる。通常は、左右の眼球の視線は注視対象
で交差するため、注視対象においてより高い照度と無影
効果が得られる。例えば、手術用の視線照明装置や在宅
医療の視線照明装置として用いた場合には、術者や周囲
のスタッフ等の左右の眼球の視線方向に応じた方向に照
明方向がそれぞれ向けられて術部や患部が照明されるこ
とになる。

【００２８】本発明の更に他の実施態様においては、前
記二つの光源が、ゴーグル部（ゴーグルの前面部）の左
右両端部に配置される。これにより、ゴーグル部の左右
両端部の空間を有効に利用して光源等を配置できること
になる。

【００２９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記検出手段は、前記ゴーグル部のゴーグル面（眼前透明
シールド面）上における注視点をそれぞれ検出すること
により、視線方向を検出する。上記同様、この方法によ
ってもゴーグル面上における座標として注視点、すなわ
ち、視線方向を検出できる。

【００３０】本発明の更に好ましい実施態様において
は、前記検出手段は、前記ゴーグル面上の予め分割され
た複数の領域の中のいずれの領域に前記注視点が存在す
るかを検出し、前記制御手段は、前記各領域に個別的に
対応して予め設定されている複数の方向の内、前記検出
手段で注視点の存在が検出された領域に対応する方向に
前記照明方向を変化させる。これは、ゴーグル面を複数
の領域に予め分割し、領域単位で注視点、すなわち、視
線方向を検出する一方、領域単位で照明方向を変化させ
るように制御するものであり、比較的簡単な処理で視線
方向に対応した方向に照明方向を合わせることができ
る。

【００３１】本発明の手術照明システムは、上記のよう
な視線照明装置を備えた手術システムであって、その視
線照明装置が、術者の視線方向を検出して対応する方向
へ光源の照明方向を向けるものである。これにより、手
術中、術者が不自然な姿勢をとる必要がなく、楽な姿勢
で手術を行いながら、照明は常に注視点に向かって自動
的に照射されるため、手術の正確性が各段に向上する。

【００３２】以上説明した視線照明装置はいずれも使用
者の視線の方向を検出して、照明の方向をそれに向ける
ことにより視線方向を効率的に照射するというものであ
ったが、照明装置をゴーグル又はゴーグル型眼鏡に設け
た場合には、特に視線を正面方向からそらすという特殊
な動作を行った場合以外は、照明方向はほぼ視線方向に
合っていることが多い。

【００３３】そこで、同様の考えの下、ゴーグル又は眼
鏡に照明を設けるという提案は従来より数多くなされて
きた。例えば、実開昭５６−１５６０２２号及び実開昭
５７−２２７２０号ではフレームの上縁中央に１個のラ
イトを組み込んだ眼鏡を開示している。実開平６−７７
０２号ではフレーム上縁の眉部に普通のランプ（同公報
[0021]）を組み込んだ診察用眼鏡を開示している。実用
新案公報第３０４９４２３号に記載の耳鼻咽喉科診察用
ゴーグルはフレームの上縁中央の他、フレームの左下に
もランプを設けている、また、特開２０００−３９５９
５号では両側のツルにライトを取り付けた眼鏡を開示し
ている。

【００３４】しかし、これらがいずれも実用化に結びつ
かなかったのは、いずれも光源の選択及びその配置に十
分な配慮がなされなかったのが原因である。

【００３５】本発明では、光源として非常に小型・軽量
である発光ダイオードパネル又はＥＬパネルを使用する
こととしている。発光ダイオードパネルの場合は、１個
又は複数個のＬＥＤを１次元的（直線状又は曲線状）或
いは２次元的に配列したものを使用する。パネルは平面
である場合の他、曲面とすることができる。特に、照射
方向に向かって凹面とすることにより、照射点の照度を
上げることができる。ＬＥＤとしては、いわゆるパッケ
ージ型（１個のＬＥＤチップが砲弾型の透明の樹脂に封
入されたもの）を用いてもよいし、ＬＥＤチップを１枚
のボード上に直接配列したもの（チップ型）を用いても
よい。

【００３６】ＥＬパネルの場合は、ゴーグル又は眼鏡の
周囲形状に合わせて適宜の形状に切り出す。本発明では
これらの小型・軽量照明素子を用いることにより、照明
装置を付けても普通のゴーグルと大差ない重さを実現
し、長時間装着しても疲れることのない実用的な視線照
明装置を作成することができた。特に発光ダイオードパ
ネルを使用した場合は、これらに加えて、非常に明るい
光を発する強力な照明装置とすることができ、なおかつ
長寿命であるという高性能タイプとすることができる。

【００３７】発光ダイオードパネル又はＥＬパネルから
成る照明装置は、例えば、フレームの上側（眉部）や下
側に設けることも可能であるが、できるだけ異なった方
向から注視対象物を別々に照射することにより、より無
影照明に近づけることができるという点で、ゴーグル部
（前面）の左右両端に配置するのが好ましい実施形態で
ある。更に、その発光ダイオードパネル又はＥＬパネル
の角度を手動又は自動で可変とするようにしておくこと
が望ましい。使用目的により、照射目的点の距離が異な
るため、発光ダイオードパネルやＥＬパネルの角度を変
えることにより、照射目的点をより正しく照明すること
ができるようになる。また、発光ダイオードパネルやＥ
Ｌパネルの表面にレンズや光拡散板を設けてもよい。そ
の他、視線検出手段付のゴーグル型視線照明装置に関し
て先に述べたことは、ほとんど本発明形態に対しても適
用可能である。

【００３８】本発明によると、変換効率が高い発光ダイ
オードを光源としているので、熱の発生を大幅に低減し
て省エネを図ることができ、手術室の建築コストやクー
リングシステムにコストがかかる従来の無影灯を不要と
し、大幅なコストの削減を図ることができる。また、電
源として、携帯型（ベルトに装着したり、首からぶら下
げる）のバッテリー（一次電池又は二次電池）を使用す
ることも可能であり、更に高密度のバッテリーが開発さ
れた場合には、ゴーグル又は眼鏡自体に電源を取り付け
ることが可能となる。

【００３９】更に、ＬＥＤパネルの場合は、通常の用途
には白色ＬＥＤが好適に利用できる。白色ＬＥＤとして
は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３原色の
ＬＥＤを密に実装する方法の他、青色ＬＥＤ（例えばIn
GaN系LED）を、その青色を励起光として黄色蛍光を発す
る蛍光体（例えばＹＡＧ蛍光体）で覆い、全体として白
色光とするものを利用することができる。

【００４０】また、特殊な用途で、照明光の色を変化さ
せる必要がある場合には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び
青色（Ｂ）の３原色の発光ダイオードの組み合わせでＬ
ＥＤパネルを構成し、各色のＬＥＤの発光強度を可変と
するようにすればよい。更には、対象物の色の見え方が
問題となる場合（例えば、手術の際には、各血管及び臓
器の色の微妙な差異を明瞭に識別することが必要とされ
る）、対象物の反射スペクトル特性に留意して所望の発
光色のＬＥＤ又は蛍光体を付加してもよい。本発明に係
る視線照明装置では、ＬＥＤパネルを使用しているた
め、このような演色性に対する配慮及び制御を容易に行
うことができ、手術用として使用した場合には肌の色や
血液の色等を自然な色合いとなるように照明することが
できる。

【００４１】もちろん、白色ＬＥＤを使用する場合も、
その発光強度が可変となるように、強度調節手段を設け
てもよい。この場合、発光強度の調節は、ゴーグル又は
眼鏡や電源に設けたつまみ等で行ってもよいし、音声認
識回路を用いて「光度アップ」「光度ダウン」等の音声
命令により制御するようにしてもよい。なお、前記の発
光ダイオードパネルやＥＬパネルの傾動にも音声認識回
路を用いるようにしてもよい。

【００４２】紫外発光ダイオードを用いることにより、
本発明の応用は非常に広範囲に広がる。例えば、腫瘍等
の病変部を予め蛍光標識しておくことにより、手術の
際、病変部を明瞭に視認することができるようになる。
また、道路標識には蛍光塗料が使用されたものが多く存
在するが、夜間に歩行したり自転車等で走行する際に紫
外発光ダイオードを使用したゴーグルを使用することに
より、これらの標識がより明瞭に視認されるようにな
り、交通安全に大きく寄与する。更に、夜間の釣りの
際、浮きの動きは一般に非常に視認しづらいものである
が、蛍光物質で浮きを作製したり浮きに蛍光塗料を塗っ
たりしておき、紫外発光ダイオードを使用することによ
り、遠くからでも浮きの動きを明瞭に視認できるように
なる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。

【００４４】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る視線照明装置の斜視図であり、図２
は、その概略構成を示すブロック図である。

【００４５】この実施の形態の視線照明装置は、手術の
際に、術者及び周囲スタッフが、頭部に装着する医療用
のゴーグル１に適用されたものである。

【００４６】この実施の形態のゴーグル１は、装着者の
頭のサイズに合わせて調節する調節部２を有するヘッド
バンド３と、左右の目に対応するゴーグル部（レンズ
部）４とを備えており、更に、ゴーグル部４の左右の両
端部には、後述する光源等を内蔵したハウジング５が設
けられており、各ハウジング５の前面には、光源からの
照明光を照射するための例えば、矩形の照射窓５ａが形
成されている。更に、左右の各ゴーグル部４の上下のフ
レーム部６には、左右の眼球の視線を検出するための図
２に示される視線センサ７がそれぞれ装備されている。
また、一方のハウジング５からは、図示しないバッテリ
ーパックや操作スイッチ等と接続するためのコード８が
引き出されて前記バッテリーパック等を、例えば装着者
の衣服等に設けることができるように構成されている。

【００４７】なお、バッテリーパックは、ゴーグル１自
体に設ける構成としてコードを省略してもよい。また、
バッテリーパックに代えて交流電源を直流電源に変換し
てゴーグル１に電源を供給する構成としてもよい。ま
た、ゴーグル部４には光源からの光を拡散させる拡散板
等を適宜設けてもよい。照射窓５ａは矩形に限らず、円
形その他の形状であってもよいのは勿論である。

【００４８】この実施の形態のゴーグル１は左右の眼球
の視線方向をそれぞれ検出し、検出した視線方向に対応
した方向に左右のハウジング５に内蔵された光源からの
照明方向を自動的に合わせるものである。

【００４９】視線を検出する視線検出装置は従来より多
数提案されており、この実施の形態における視線検出も
従来公知の手法を用いることができるものであり、例え
ば特開平８−４６８３３号公報の従来の技術の欄に開示
されているように、赤外発光ダイオード等の光源からの
光を観察者の眼球へ投射し、角膜からの反射光による角
膜反射像と瞳孔との結像位置に基づいて視線方向を検出
する。

【００５０】このため、この実施の形態のゴーグル１は
図２に示されるように左右の眼球に個別的に対応する視
線センサ７を備えており、各視線センサ７は眼球に対し
て赤外光を照射する赤外発光ダイオード９と、可視光を
透過して赤外光を反射するダイクロイックミラー１０
と、このダイクロイックミラー１０で反射された赤外光
を集光する集光レンズ１１と、この集光レンズ１１で集
光された赤外光を電気信号に変換する撮像素子１２とを
備えている。更にゴーグル１は、これら視線センサ７か
らの出力、すなわち撮像素子１２上の装着者の眼球の像
に基づいて、ゴーグル面上における注視点を検出する注
視点検出手段１３を左右の目に個別的に対応して備えて
いる。

【００５１】すなわち、上述の特開平８−４６８３３号
公報ではカメラのファインダー面上における注視点を求
めているのに対して、この実施の形態ではゴーグル面上
における注視点を求めるものであり、その他の構成は上
記公開公報と同様であるのでその詳細説明は省略する。

【００５２】この実施の形態では、照明光を発光する光
源は図３に示されるように多数の白色発光ダイオード１
４が縦横に配設されたＬＥＤパネル１５であり、このＬ
ＥＤパネル１５を上述の図１の左右のハウジング５内に
それぞれ備えており、このＬＥＤパネル１５からの照明
光を照射窓５ａからそれぞれ照射できるように配置され
ている。

【００５３】白色発光ダイオード１４は既に光度３カン
デラといった明るいものが提供されており、かかる白色
発光ダイオード１４を集めることにより、50cm程度離れ
た術部の所要の領域、例えば直径50cm程度の領域を均一
に照射することができる。この白色発光ダイオード１４
は所要の指向特性のものを用いればよい。或いは、ＬＥ
Ｄパネル１５をやや凹面として照射方向を絞るようにし
てもよい。

【００５４】このＬＥＤパネル１５を、ゴーグル１の左
右の各ハウジング５内において図３に示されるように水
平方向の軸回りにモータ１６で矢符Ａで示されるように
回転駆動することにより上下方向の照明方向を変化さ
せ、ＬＥＤパネル１５を支持する支持板１７を垂直方向
の軸回りにモータ１８で矢符Ｂに示されるように回転駆
動することにより左右方向の照明方向を変化させるもの
である。このモータ１６，１８としては超音波モータや
ステッピングモータを用いることができ、これら各モー
タ１６，１８は図２に示される上下方向用或いは左右方
向用の左右の目に個別的に対応する駆動回路１９，２０
を介してそれぞれ駆動される。なお、モータ１６，１８
に限らず、圧電素子等の他のアクチュエータを利用して
ＬＥＤパネル１５を駆動してもよい。

【００５５】これらモータ１６，１８の駆動を制御して
左右の各ＬＥＤパネル１５の照明方向を変更制御する照
明方向制御手段２１は、図２に示されるように視線方向
すなわち注視点を検出する注視点検出手段１３の検出出
力に基づいて照明方向を制御する。注視点検出手段１３
及び照明方向制御手段２１はマイクロコンピュータ２３
によって構成されている。

【００５６】この照明方向制御手段２１は次のようにし
て照明方向を制御する。図４はゴーグル面上の注視点に
対応するＬＥＤパネル１５による照明方向を示す平面図
であり、一方の目２２のみについて示している。

【００５７】この実施の形態では、図１のゴーグル部４
のゴーグル面を図５に示されるように予め複数、この実
施の形態では水平方向及び垂直方向の３つずつ計９つの
領域４１〜４９に分割しており、この複数の領域４１〜
４９のいずれの領域に注視点が存在するかを注視点検出
手段１３で検出することによって視線方向を検出するも
のである

【００５８】照明方向制御手段２１には各領域４１〜４
９に個別的に対応する９つの照明方向が予め設定されて
おり、注視点の存在が検出された領域に対応する方向に
ＬＥＤパネル１５の照明方向を合わせるものである。

【００５９】この予め設定されている照明方向につい
て、図４に示される水平方向の場合について説明する。
この図４では、簡略化のため垂直方向については、ゴー
グル面の中央寄りにあって図５の領域４４，４５，４６
のいずれかに注視点が存在するとして説明する。

【００６０】この実施の形態では、ゴーグル面からＬだ
け離れた面Ｓにおける注視点の部分を照明するように照
明方向が予め設定されているものであり、このＬとして
は、通常の手術において術部までの距離が、一般的に立
っているときは46cm、座っているときは34cmとされるこ
とから、この実施の形態では50cm程度としている。

【００６１】図４（ａ）に示されるように、ゴーグル面
の中央の領域４５に注視点がある場合には、その領域４
５の中央を通る視線が前記面Ｓと交わる点Ｓａを注視点
としてＬＥＤパネル１５が照明できるように照明方向が
設定される。図４（ｂ）に示されるように、ゴーグル面
の右よりの領域４６に注視点がある場合には、その領域
４６の中央を通る視線が前記面Ｓと交わる点Ｓｂを注視
点としてＬＥＤパネル１５が照明できるように照明方向
が設定される。図４（ｃ）に示されるように、ゴーグル
面の左寄りの領域４４に注視点がある場合には、その領
域４４の中央を通る視線が前記面Ｓと交わる点Ｓｃを注
視点としてＬＥＤパネル１５が照明できるように照明方
向が設定される。以上のようにして、図５のゴーグル面
４の各領域４１〜４９に対応する９つの照明方向が予め
設定されるのであり、これは右目と左目とについてそれ
ぞれ設定されるものである。

【００６２】このように予め左右の目に対応してそれぞ
れ９つの照明方向が設定されている照明方向制御手段２
１は、図２に示される各注視点検出手段１３から検出出
力に基づいて、注視点が存在するゴーグル面上の領域に
対応する照明方向となるように上下方向駆動回路１９及
び左右方向駆動回路２０を制御して、左目及び右目の各
ＬＥＤパネル１５をそれぞれ対応する方向へ向けて照明
するのである。

【００６３】これによって、術者や周囲スタッフの頭部
にそれぞれ装着された各ゴーグル１は、その装着者の左
右の目の視線方向に対応する方向に左右のＬＥＤパネル
１５からの照明光を向けて照明することになる。

【００６４】なお、この実施の形態ではゴーグル面を９
つの領域４１〜４９に分割して、各領域４１〜４９に対
応する方向にＬＥＤパネル１５の照明方向を合わせるよ
うにしたが、本発明は９つに限るものでなく、それより
も少なくても或いは多くてもよい。更には、ゴーグル面
上の注視点の座標に応じて照明方向を細かく変化させる
ようにしてもよい。この実施の形態では、ゴーグル面か
らＬ＝50cm程度離れた面Ｓにおける注視点の部分を照明
するようにしたが、本発明は50cmに限るものではなく、
操作に応じて、或いは距離検出手段を用いて距離Ｌを変
化させるようにしてもよい。

【００６５】この実施の形態の視線照明装置はゴーグル
１として頭部に装着できるので、自らの影が注視点であ
る術部に生じることがない。また、術者や周囲スタッフ
の視線方向に応じて注視点を照明するので、頭を不自然
に傾けるといった必要もなく、首や肩の疲労もない。

【００６６】更に、術者及び周囲スタッフの複数人が術
部を注視するので、複数のゴーグル１からの照明光が同
一の術部を照明することになり、より効率的な照明とな
る。

【００６７】しかも、手術室の建築コストやクーリング
システムにコストがかかる従来の無影灯が不要となり、
更に、変換効率が高い発光ダイオードを光源としている
ので、熱の発生を大幅に低減して省エネを図ることがで
きるとともに、長寿命化を図ることができ、大幅なコス
トの削減を図ることができる。

【００６８】（実施の形態２）図６は、本発明の他の実
施の形態の概略構成を示すブロック図であり、上述の図
２に対応する部分には同一の参照符号を付す。

【００６９】この実施の形態では、ＬＥＤパネル１５の
白色発光ダイオード１４の駆動電流を操作部２４の操作
に応じて変更制御する調光手段２５を備えており、操作
部２４の操作によって照度を調節できるようになってい
る。

【００７０】これによって、ゴーグル１を装着する術者
或いは周囲スタッフは、年齢等に応じて所望の照度に調
節することができる。

【００７１】（その他の実施の形態）上述の実施の形態
では、光源として白色発光ダイオードを用いたが、本発
明の他の実施の形態として、赤色発光ダイオード、緑色
発光ダイオード及び青色発光ダイオードからなる発光ダ
イオードの組の集合体を光源とし、各色の発光ダイオー
ドの駆動電流を調光手段で制御して各色の発光強度比を
変化させて任意の発光色に調光して照明するようにして
もよい。

【００７２】この場合には、ゴーグル１を装着した術者
及び周囲スタッフが操作部を操作して発光色を調整し、
肌色や血液の色等をより自然な色合いで照明することが
できることになる。更に、発光色の照度を調節できるよ
うにしてもよいのは勿論である。

【００７３】また、白色発光ダイオードの光源或いは前
記３色の発光ダイオードの光源に所要数の紫外発光ダイ
オードを追加し、紫外線によって蛍光標識を励起するこ
とにより蛍光標識した腫瘍等の病変部のみを可視化でき
るようにしてもよい。

【００７４】本発明の他の実施の形態として、発光ダイ
オードを表面実装型チップＬＥＤとし、実装面積を小さ
く集積化してＬＥＤパネルの小型化を図ってもよく、必
要に応じて、図７に示されるようにチップＬＥＤ２６の
集合体に対してレンズ２７や拡散板を設けてＬＥＤパネ
ル２８を構成してもよい。

【００７５】上述の実施の形態では、ゴーグル１に適用
して説明したが、本発明の他の実施の形態として、図１
に対応する図８に示されるゴーグル型の眼鏡２９に適用
してもよい。

【００７６】また、本発明の他の実施の形態として、視
線照明装置にズーム機構を設けて、操作に応じてズーム
レンズを移動させて術部を拡大或いは縮小できるように
してもよい。更には、視線照明装置にフォーカス機構を
設けて術部に焦点を合わせて照明するようにしてもよ
い。この場合には、例えば赤外線又は超音波を視線照明
装置から術部等の対象物へ発射し、その反射波を視線照
明装置に設けたセンサで受けて対象物までの距離を計測
し、それに基づいて、光源の前に設けたレンズをフォー
カスモータで駆動して光源からの照明光を術部に集光さ
せるものである。

【００７７】上述の実施の形態では、左右の目に個別的
に対応する二つの光源を設けたが、本発明の他の実施の
形態として、ゴーグル部４の上下等の空間を利用して光
源を更に追加してもよい。或いは逆に、一つの光源を、
例えば額の中央部分に設け、両目の視線のほぼ交点とな
る注視点を照明するようにしてもよい。

【００７８】上述の各実施の形態では、左右の目の視線
方向をそれぞれ検出したが、基本的には、両目で注視す
るので、片目のみの視線方向を検出してその視線方向に
対応する方向を照明するようにしてもよい。

【００７９】上述の実施の形態では、光源を駆動して照
明方向を変化させたが、本発明の他の実施の形態とし
て、光源は固定し、光源からの照明光を集光屈折させる
レンズ群を設け、このレンズ群を駆動して光源からの照
明方向を変化させるようにしてもよい。

【００８０】上述の各実施の形態では、光源は、術者や
周囲スタッフ等の人が装着する構成であったが、本発明
の他の実施の形態として、光源を人が装着するのではな
く、所要位置に配置する構成としてもよい。この場合、
視線検出センサのみを装着し、光源、光源の照明方向を
変化させる変更手段や変更手段を制御する制御手段等
は、所要位置に配置するようにしてもよい。

【００８１】上述の実施の形態では、手術照明システム
に適用して説明したが、本発明は、手術照明システムに
限らず、介護医療等の在宅医療における視線照明装置に
利用できるのは勿論であり、ゴーグルのように携帯性に
優れたものであるので、従来の在宅医療のように大掛か
りな照明機材を搬送するといった必要がなく、しかも、
処置すべき患部を、医師及び看護婦等が装着したゴーグ
ル型の視線照明装置によって十分に照明できることにな
る。

【００８２】更に、本発明は例えば警備員の視線方向を
照明する夜間の警備照明システム、暗視システム、更に
はスポット照明が必要な特殊作業、釣りや夜間スキーの
ゴーグル、スキューバダイビングの視線照明装置、或い
は博物館や劇場等の展示のための視線照明装置、更には
娯楽、ファッション、アート等の視線照明装置としても
適用できる。

【００８３】上述の各実施の形態では、光源として発光
ダイオードを用いたが、発光ダイオード以外のランプや
半導体レーザ等を光源としてもよい。

【００８４】上述の各実施の形態はいずれも視線検出装
置を含むものであったが、光源として発光ダイオードの
集合体を使用し、それを使用者の頭部に装着するゴーグ
ル又はゴーグル型眼鏡に設置する場合には、視線検出装
置を含まないものであっても、多くの場合に有用な視線
照明装置となる。すなわち、人は多くの場合、視線を正
面に向けて作業をするものであるため、視線を正面から
そらすという特殊な動作を行う場合を除いては、殆どの
場合、頭部に装着して正面を照明するようにした照明装
置は視線照明装置となり得る。従って、本発明に係る照
明装置付ゴーグルは、視線制御装置を外した形態でも視
線照明装置として使用することが可能である。この場
合、図９に示すように、発光ダイオードの集合体（パネ
ル）５２をゴーグル部５１の左右両端部に設ける形態が
望ましい。

【００８５】また、使用時にその発光ダイオードの発光
強度の強弱を調節できるようにしておくことが望まし
い。その調節手段としては、ツルの部分につまみ等を設
けて手で調節するようにしておく態様の他、図１０に示
すように、ゴーグルにマイク５３を設け、使用者の特定
の言葉（例えば「オン」／「オフ」、「アップ」／「ダ
ウン」等）に応じて音声認識回路によりその命令を実行
するようにしてもよい。

【００８６】上記発光ダイオードの集合体の代わりに、
ＥＬパネルを用いてもよい。いずれにせよ、それらの照
明装置を備えたゴーグル又はゴーグル型眼鏡は、それら
を備えない普通のゴーグル等とあまり変わらない重量に
抑えることができるため、長時間装着することのできる
実用的な視線照明装置として使用することができる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の形態によれ
ば、視線方向を検出し、検出した視線方向に対応した方
向に照明方向を変化させるので、注視点に向かって自動
的に照明方向が合わされて照明されることになる。

【００８８】また、光源として発光ダイオードを用いて
いるので、熱の発生を低減して省エネを図ることができ
るとともに、軽量化、長寿命化を図ることができる。

【００８９】更に、赤色、緑色及び青色の３色の発光ダ
イオードの発光強度を制御することによって、任意の発
光色を得ることができる。

【００９０】また、本発明の手術照明システムによれ
ば、術者が不自然な姿勢をとることなく、注視点に向か
って自動的に照明方向が合わされて照明されることにな
り、手術室の建築コストやクーリングシステムにコスト
がかかる従来の無影灯を不要とし、大幅なコストの低減
を図ることができる。

【００９１】また、肌の色や血液の色等を自然な色合い
で照明することができ、更に、蛍光標識した腫瘍等の病
変部のみを可視化することができる。

【００９２】更に、術者や周囲のスタッフが医療用のゴ
ーグルとして頭部に装着できるので、手術時に飛散した
血液が術者等の角膜に付着してウイルス感染するのを有
効に防止できるとともに、術者等の影が術部に生じるこ
とがなく、術者が不自然な姿勢をとって手術を行うとい
った必要がない。また、術者及び周囲スタッフの複数人
が術部を注視するので、複数の視線照明装置からの照明
光が同一の術部を照明することになり、より効率的な照
明となる。

【００９３】また、医療用のゴーグルとして頭部に装着
できるので、携帯性に優れ、介護医療等の在宅医療の視
線照明装置として用いた場合には、従来の在宅医療のよ
うに大掛かりな照明機材を搬送するといった必要がな
い。

【００９４】以上の各効果は、視線検出手段を備えない
本発明の第２の形態においてもほぼそのまま得られるも
のであり、この形態の場合には更に、軽量・小型化が容
易となり、且つ低コストで無影の視線照明装置を実現す
ることができるという利点が生じる。これは、手術時の
照明装置として特に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態にかかるゴーグルの
斜視図である。

【図２】図１のゴーグルの概略構成を示すブロック図で
ある。

【図３】光源であるＬＥＤパネルの駆動機構を示す図で
ある。

【図４】検出された注視点と照明方向との関係を示す平
面図である。

【図５】ゴーグル面上の分割領域を示す図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図７】本発明の他の実施の形態のＬＥＤパネルを示す
図である。

【図８】本発明の他の実施の形態のゴーグル型の眼鏡を
示す図である。

【図９】本発明の更に他の実施の形態のゴーグル型眼鏡
の正面図である。

【図１０】音声制御式視線照明付ゴーグル型眼鏡の側面
図である。

【図１１】従来例の手術照明システムを示す図である。

【符号の説明】

１ …ゴーグル ７ …視線センサ １３…注視点検出手段 １４…白色発光ダイオード １５…ＬＥＤパネル １６，１８…モータ ２１…照明方向制御手段 ２５…調光手段 ５１…発光ダイオード集合体照明付ゴーグル ５２…発光ダイオード集合体 ５３…音声制御用マイク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｆ 9/02 ３７０ Ｆ２１Ｗ 131:202 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｆ２１Ｙ 101:02 // Ｆ２１Ｗ 121:06 105:00 131:202 Ｆ２１Ｌ 11/00 Ｘ Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｖ 105:00

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、該光源の照明方向を変化させる
   変更手段と、使用者の視線方向を検出する検出手段と、
   前記変更手段を用いて、検出された視線方向に対応する
   方向に照明方向を変化させる制御手段と、 を備えることを特徴とする視線照明装置。
2. 【請求項２】 前記光源が発光ダイオードの集合体であ
   る請求項１に記載の視線照明装置。
3. 【請求項３】 頭部に装着可能なゴーグル又はゴーグル
   型の眼鏡に発光ダイオードの集合体から成る照明装置が
   備えられたことを特徴とする視線照明装置。
4. 【請求項４】 上記照明装置が照射角度可変となってい
   ることを特徴とする請求項３に記載の視線照明装置。
5. 【請求項５】 上記照明装置が、ゴーグル又はゴーグル
   型の眼鏡の左右両端に設けられていることを特徴とする
   請求項３又は４に記載の視線照明装置。
6. 【請求項６】 上記照明装置に、３原色ＬＥＤが含まれ
   ていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載
   の視線照明装置。
7. 【請求項７】 上記照明装置に、紫外線ＬＥＤが含まれ
   ていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載
   の視線照明装置。
8. 【請求項８】 上記照明装置に、チップ型ＬＥＤが含ま
   れていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記
   載の視線照明装置。
9. 【請求項９】 上記照明装置に、ＬＥＤの発光強度を調
   節する手段が含まれていることを特徴とする請求項３〜
   ８のいずれかに記載の視線照明装置。
10. 【請求項１０】 頭部に装着可能なゴーグル又はゴーグ
    ル型の眼鏡にＥＬパネルから成る照明装置が備えられた
    ことを特徴とする視線照明装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の視
    線照明装置を備え、該視線照明装置により、照明方向が
    術者の視線方向に向けられるようになっていることを特
    徴とする手術照明システム。