JP2002231001A - 視野照明装置の照明機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の発光ダイオードを近接配置した場合に
も十分な放熱効果を得ることができる視野照明装置の照
明機構を提供することを目的とする。 【解決手段】 発光ダイオードアレイ２０を構成する各
発光ダイオード２２は、互いに平行に延びる一対の電極
２５、２６を有する。そして、各発光ダイオード２２
は、これらの一対の電極２５、２６を、互いに離隔して
配置された一対の配線基板２３、２４に形成された支持
孔に挿入することで、所定の位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、頭部に装着可能
なゴーグルまたはゴーグル型の眼鏡に照明機構を備えた
視野照明装置に使用される照明機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、病院の手術室においては、手術
すべき術部を影をつくることなく高い照度で明瞭に照明
するため、いわゆる、無影灯と呼称される照明装置が使
用される。しかしながら、このような照明装置は、照明
装置自体のコストやその冷却機構のコストが高く、ま
た、多数のスタッフが存在する場合や術部が上方を向い
ていない場合等においては術部を確実に照明することが
困難になると言う問題がある。

【０００３】このため、従来の無影灯にかわるものとし
て、レンズフレームとこのレンズフレームにヒンジを介
して接続されたテンプルとを有するゴーグル型の眼鏡に
照明機構を備えた視野照明装置が提案されている（実用
新案登録公報第３０４９４２３号、実開平６−７７０２
号公報等）。これらの視野照明装置を術者の頭部に装着
した場合には、術部を効率的に照明することが可能とな
る。

【０００４】このような視野照明装置に使用する照明機
構としては、高い照度を得ながら消費電力や発熱量が小
さい光源を使用することが要求される。そして、このよ
うな条件に適合する光源として、発光ダイオードを使用
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、発光
ダイオードは従来の白熱ランプ等に比べ、その発熱量を
大幅に低減することができる。しかしながら、術部を十
分に照明し得るだけの高い照度を得るため、この発光ダ
イオードを多数列設して発光ダイオードアレイとした場
合には、発光ダイオードの数に比例して発熱量も大きく
なる。また、照明機構をコンパクトとするため、多数の
発光ダイオードを近接して配置した場合には、十分な放
熱効果を得ることが困難となる。従って、視野照明装置
自体が高温となり、これを術者の頭部に装着することが
困難になると言う問題を生ずる。

【０００６】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、多数の発光ダイオードを近接配置した
場合にも十分な放熱効果を得ることができる視野照明装
置の照明機構を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、頭部に装着可能なゴーグルまたはゴーグル型の眼鏡
に照明機構を備えた視野照明装置に使用される照明機構
であって、互いに離隔して配置された一対の支持板に形
成された支持孔に、発光ダイオードから延びる一対の電
極を挿入することにより、多数の発光ダイオードを列設
した構成を有することを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記支持板は、前記多数の発光ダイオ
ードに電力を供給するための配線基板が使用される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用する視野
照明装置の斜視図であり、図２はその正面図、また、図
３はその平面図である。

【００１０】この視野照明装置は、レンズフレーム１１
と、一対のテンプル（つる）１２と、発光ダイオードア
レイ２０と、シールドレンズ１４とを備える。

【００１１】レンズフレーム１１と一対のテンプル１２
とは、レンズフレーム１１の両端部に配設されたヒンジ
１３を介して接続されている。このため、図３において
仮想線で示すように、一対のテンプル１２はレンズフレ
ーム１１に対して開閉可能となっている。

【００１２】また、一対のテンプル１２には、各々、こ
の発明に係る照明機構としての発光ダイオードアレイ２
０が、ケーシング１８に収納された状態で付設されてい
る。この発光ダイオードアレイ２０の構成については、
後程詳細に説明する。

【００１３】シールドレンズ１４は、レンズフレーム１
１および発光ダイオードアレイ２０の前面を覆う大きさ
を有する。このシールドレンズ１４は、透光性かつ可撓
性を有し、外乱光の反射を防止し、かつ、湾曲されても
画像が歪まない性質を有する樹脂製のレンズから構成さ
れる。このシールドレンズ１４の両端部には、支持用の
切欠部１６が各々２カ所形成されている。この切欠部１
６は、ケーシング１８に各々立設された一対の支持ピン
１５と係合することにより、シールドレンズ１４をレン
ズフレーム１１に保持せしめる機能を有する。

【００１４】すなわち、図４（ａ）に示すように、シー
ルドレンズ１４に形成された切欠部１６の終端部は円形
の形状となっている。このため、各支持ピン１５をシー
ルドレンズ１４に形成された切欠部１６に挿入すること
により、シールドレンズ１４の両端部に形成された切欠
部１６が４本の支持ピン１５と係合して、シールドレン
ズ１４はレンズフレーム１１および発光ダイオードアレ
イ２０の前面に保持される。

【００１５】また、シールドレンズ１４の端部を各支持
ピン１５から離隔する方向に牽引することにより、シー
ルドレンズ１４に形成された切欠部１６と４本の支持ピ
ン１５との係合関係が解除され、図３において仮想線で
示すように、シールドレンズ１４をレンズフレーム１１
の前面から取り外すことができる。

【００１６】すなわち、シールドレンズ１４に形成され
た４個の切欠部１６と４本の支持ピン１５とは、シール
ドレンズ１４を、レンズフレーム１１の前面に着脱可能
に保持するための保持機構として機能する。

【００１７】このため、この視野照明装置を手術に使用
した後には、患者からの血液や分泌物により汚染された
シールドレンズ１４のみを取り外して廃棄することがで
きる。また、シールドレンズ１４を再利用する場合にお
いても、シールドレンズ１４を取り外すことにより、そ
の洗浄処理を容易に実行することが可能となる。

【００１８】図５は上述した発光ダイオードアレイ２０
の概要図であり、図６はその部分拡大図である。

【００１９】この発光ダイオードアレイ２０は、図２に
示すように、白色光を発光する発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ：ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）２２
を、４行７列となるように合計２８個矩形状に列設した
構成を有する。図５および図６に示すように、各発光ダ
イオード２２は、互いに平行に延びる一対の電極２５、
２６を有する。そして、各発光ダイオード２２は、これ
らの一対の電極２５、２６を、互いに離隔して配置され
た一対の配線基板２３、２４に形成された支持孔に挿入
することで、所定の位置に配置される。

【００２０】すなわち、一対の配線基板２３、２４は、
一定の距離だけ離隔した状態で、互いに平行に配置され
ている。一方、各発光ダイオード２２における一対の電
極２５、２６の長さは、これらの配線基板２３、２４間
の距離よりも長くなっている。そして、一対の電極２
５、２６は、一対の配線基板２３、２４に形成された支
持孔内に挿入され、絶縁部材２９を介して支持される。

【００２１】一対の配線基板２３、２４の上面には配線
パターン２７が形成されており、また、その下面には配
線パターン２８が形成されている。各発光ダイオード２
２における一方の電極２５は、一対の配線基板２３、２
４の上面に形成された配線パターン２７と半田３０を介
して電気的に接続されている。また、各発光ダイオード
２２における他方の電極２６は、一対の配線基板２３、
２４の下面に形成された配線パターン２８と半田３０を
介して電気的に接続されている。このため、一対の配線
基板２３、２４の上面に形成された配線パターン２７
と、その下面に形成された配線パターン２８との間に電
圧を印加することにより、２８個の発光ダイオード２２
を一括して点灯することが可能となる。

【００２２】この視野照明装置においては、照明機構と
して上述した構成を有する発光ダイオードアレイ２０を
使用していることから、白熱ランプ等を使用した場合と
比べ、大幅に消費電力を低減することができる。このた
め、電源としてバッテリーを使用した場合においても、
その点灯時間を長時間とすることができる。また、各発
光ダイオード２２は、長寿命で軽量という特徴を有す
る。さらに、各発光ダイオード２２として、特に、白色
光を発光するものを使用していることから、手術の際、
肌の色や血管の色を自然な色彩で認識することが可能と
なる。

【００２３】また、以上のような構成を有する発光ダイ
オードアレイ２０においては、互いに離隔して配置され
た一対の配線基板２３、２４に形成された支持孔に、各
発光ダイオード２２から延びる比較的長尺の一対の電極
２５、２６を挿入することにより、多数の発光ダイオー
ド２２を固定している。このため、各発光ダイオード２
２から発生する熱を、これらの一対の配線基板２３、２
４間の電極２５、２６を利用して放熱することができ
る。

【００２４】さらに、一対の電極２５、２６に伝導した
熱は、一対の配線基板２３、２４を介しても放熱され
る。このため、各発光ダイオード２２から発生する熱に
対する放熱効果をより一層高めることが可能となる。

【００２５】また、各発光ダイオード２２を固定するに
あたり、互いに離隔して配置された一対の配線基板２
３、２４に形成された支持孔に、各発光ダイオード２２
から延びる比較的長尺の一対の電極２５、２６を挿入す
る構成を採用することから、多数の発光ダイオード２２
を、所定の方向に向けて正確に配置することが可能とな
る。

【００２６】すなわち、単一の配線基板上に発光ダイオ
ード２２を配置する場合、支持孔の位置が正確であれば
各発光ダイオード２２を正確に位置決めすることは可能
ではあるが、各発光ダイオード２２が傾斜することによ
り、その方向を一定に維持することは困難となる。しか
しながら、上述した実施形態のように、互いに離隔して
配置された一対の配線基板２３、２４を利用して各発光
ダイオード２２を固定した場合においては、これらの配
線基板２３、２４を正確に配置するのみで、各発光ダイ
オード２２の配置のみならず、その方向をも正確に維持
することが可能となる。

【００２７】再度、図１〜図３を参照して、発光ダイオ
ードアレイ２０は、上述したように、レンズフレーム１
１の両側部分において、ケーシング１８に収納された状
態で一対のテンプル１２に付設されている。より詳細に
は、この発光ダイオードアレイ２０は、図３に示すよう
に、一対のテンプル１２に対し、ヒンジ１３の軸と同一
方向を向く軸２１を中心に揺動自在となっている。

【００２８】すなわち、この発光ダイオードアレイ２０
は、軸２１を中心として、テンプル１２が開閉する際に
テンプル１２の軌跡が含まれる平面の方向に揺動自在と
なっている。そして、軸２１は、図１に示す発光ダイオ
ードアレイ２０の方向変更用摘み１９と連結されてい
る。このため、この摘み１９を回転させることにより、
各発光ダイオードアレイ２０の方向を、図３において実
線で示す位置と仮想線で示す位置との間の任意の角度に
変更することができる。従って、各発光ダイオードアレ
イ２０による光の照射方向を、各テンプル１２の開閉軌
跡を含む平面内において変更することが可能となる。

【００２９】このため、この視野照明装置を装着する者
の頭部の大きさの差違に起因して、各テンプル１２の角
度に誤差が生じたとしても、摘み１９を回転させて各発
光ダイオードアレイ２０による光の照射方向を変更する
ことにより、光の照射方向を適切な角度に維持すること
が可能となる。

【００３０】なお、この視野照明装置においては、一対
の発光ダイオードアレイ２０をレンズフレーム１１の左
右両外側に配置している。このため、できるだけ異なっ
た方向から注視対象物を別々に照明することができ、よ
り無影状態に近づけることが可能となる。

【００３１】図７は、この発明を適用する視野照明装置
の電気的構成を示すブロック図である。

【００３２】この視野照明装置は、バッテリーパック３
３と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３２と、スイッチ３１とを
有する電源部３４を備える。そして、多数の発光ダイオ
ード２２を有する発光ダイオードアレイ２０は、電力供
給線１７を介して、電源部３４のスイッチ３１と電気的
に接続されている。

【００３３】この電源部３１は、視野照明装置を装着す
る者が腰等に装着する。そして、電力供給線１７は、視
野照明装置を装着する者の腰等に装着された電源部３１
と、この者の頭部に装着された視野照明装置の発光ダイ
オードアレイ２０とを接続することになる。

【００３４】このとき、図１および図３に示すように、
電力供給線１７は左右一対のテンプル１２内に内蔵され
ている。また、各発光ダイオードアレイ２０は、上述し
たように、ケーシング１８に収納された状態で一対のテ
ンプル１２に付設されている。このため、テンプル１２
の開閉動作を繰り返し実行した場合においても、電源線
が屈曲することはない。従って、電源線が疲労して断線
を生ずるという問題の発生を有効に防止することが可能
となる。また、視野照明装置を頭部に装着する場合や装
着後において、電源線が邪魔になることもない。

【００３５】以上のような構成を有する視野照明装置の
照明機構においては、発光ダイオードアレイ２０を構成
する各発光ダイオード２２を、これらの発光ダイオード
２２から延びる一対の電極２５、２６と、互いに離隔し
て配置された一対の配線基板２３、２４とを利用して支
持することから、各発光ダイオード２２から発生する熱
を、一対の配線基板２３、２４およびこれらの間の電極
２５、２６を利用して放熱することができ、また、各発
光ダイオード２２を所定の方向に向けて正確に配置する
ことが可能となる。

【００３６】なお、上述した実施形態においては、発光
ダイオードアレイ２０を構成する各発光ダイオード２２
を、一対の配線基板２３、２４により支持しているが、
各発光ダイオード２０を配線基板とは別に配設された一
対の支持板を使用して支持するようにしてもよく、ま
た、各発光ダイオードを１枚の配線基板と１枚の支持板
とを利用して支持するようにしてもよい。

【００３７】また、上述した実施形態においては、ゴー
グル型の眼鏡形状を有する視野照明装置にこの発明を適
用しているが、テンプル１２にかえて頭部装着用ベルト
を使用したゴーグル形状を有する視野照明装置にこの発
明を適用してもよい。

【００３８】さらには、この発明を適用した視野照明装
置を、医療用以外の分野に適用するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、互いに
離隔して配置された一対の支持板に形成された支持孔
に、発光ダイオードから延びる一対の電極を挿入するこ
とにより、多数の発光ダイオードを列設した構成を有す
ることから、各発光ダイオード２２から発生する熱を電
極を利用して放熱することができ、多数の発光ダイオー
ドを近接配置した場合にも十分な放熱効果を得ることが
可能となる。また、互いに離隔して配置された一対の支
持板の作用により、各発光ダイオードを所定の方向に向
けて正確に配置することが可能となる。

【００４０】請求項２に記載の発明によれば、支持板と
して多数の発光ダイオードに電力を供給するための配線
基板を使用することから、特別な支持板を配設する必要
をなくすことができ、また、これらの配線基板を利用し
てより高い放熱効果を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用する視野照明装置の斜視図であ
る。

【図２】この発明を適用する視野照明装置の正面図であ
る。

【図３】この発明を適用する視野照明装置の平面図であ
る。

【図４】シールドレンズ１４の装着状態を示す説明図で
ある。

【図５】発光ダイオードアレイ２０の概要図である。

【図６】発光ダイオードアレイ２０の部分拡大図であ
る。

【図７】この発明を適用する視野照明装置の電気的構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ レンズフレーム １２ テンプル １３ ヒンジ １４ シールドレンズ １５ 支持ピン １６ 切欠部 １７ 電力供給線 ２０ 発光ダイオードアレイ ２２ 発光ダイオード ２３ 配線基板 ２４ 配線基板 ２５ 電極 ２６ 電極 ２７ 配線パターン ２８ 配線パターン ２９ 絶縁部材 ３０ 半田 ３１ スイッチ ３３ バッテリーパック ３４ 電源部

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 9/02 ３５０ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ Ｇ０２Ｃ 11/04 Ｆ２１Ｗ 131:20 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｆ２１Ｙ 101:02 // Ｆ２１Ｗ 131:20 Ｆ２１Ｌ 11/00 Ｘ Ｆ２１Ｙ 101:02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 頭部に装着可能なゴーグルまたはゴーグ
   ル型の眼鏡に照明機構を備えた視野照明装置に使用され
   る照明機構であって、 互いに離隔して配置された一対の支持板に形成された支
   持孔に、発光ダイオードから延びる一対の電極を挿入す
   ることにより、多数の発光ダイオードを列設した構成を
   有することを特徴とする視野照明装置の照明機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の視野照明装置におい
   て、 前記支持板は、前記多数の発光ダイオードに電力を供給
   するための配線基板である視野照明装置の照明機構。