JP2003149559A - 照明差込入射部を有する顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ビームを可変の角度で対象野に向けることが
でき、これにより従来技術の欠点を回避することのでき
る照明装置を提供する。 【解決手段】照明差込入射部を備える（立体）手術用顕
微鏡。この照明差込入射部では照明ビーム路（５）が偏
向素子（１）を介して顕微鏡の主ビーム路に差込入射さ
れ、この偏光素子の直径は観察ビーム路（３）の間隔を
上回る。照明ビーム路（５）の軸（５ａ）を中心に半径
方向にシフト可能な絞り（８）によって、対象物（１
０）の種々異なる照明角が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明差込入射部
（ミラー）を有する（立体）手術用顕微鏡に関し、即ち
照明ビーム路が偏向素子を介して顕微鏡の主ビーム路に
差込入射（入力結合）される形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】対象野を照明するために差込入射（入力
反射）されたビーム路は種々の適用例において、とりわ
け医用領域で使用される。そこでは通常、照明ビーム路
は偏向ミラーまたは偏光プリズムを介して顕微鏡の主ビ
ーム路に差込入射される。この偏向ミラーまたは偏光プ
リズムは通常、顕微鏡の主ビーム路の光軸に設けられて
いる。これにより対象物表面を、顕微鏡の主ビーム路の
光軸で直接照明することができる。照明が主ビーム路の
光軸の側方に取り付けられると、多くの場合、不所望の
陰影画像が生じる。

【０００３】しかし種々の適用においては、観察軸とは
異なる照明ビーム路が所望される。ＤＥ−Ａ−４０２８
６０５ないしはＤＥ−Ａ−１９７２８０３５から、２つ
のミラーを有する解決手段が公知である。とりわけ眼科
手術のために、いわゆる“０゜”照明（“０゜”は主ビ
ーム路の軸での照明に対するものである）に例えば６゜
の小さな角度が補充され、手術野の視認性を改善してい
る。

【０００４】公知の照明差込入射の別の構成（ＤＥ−Ａ
−１９６５０７７３参照）は、光を観察ビーム路の接続
線に直接導くことを特徴とする。

【０００５】対象野を部分的に暗化するために、照明ビ
ーム路に必要に応じて絞りが使用される。これは例えば
ＵＳ４７１５８７７に示されている。しかしこの絞り
は、対象野に対して共役の照明個所に配置される。この
ような絞りは例えばいわゆる「赤色反射」を低減するた
めに使用することができ、これも眼科手術で使用され
る。他の絞りが、それぞれのミラーを介して偏向された
光を、組織を保護するため意図的に遮断するために使用
される。

【０００６】本発明者は、公知のシステムの以下の欠点
を認識した： ａ）現在のところ照明角を半径方向および軸方向で、顕
微鏡の主ビーム路に対して連続的に適合させることは不
可能である。 ｂ）２つのミラーを介する斜め照明によっては、半径方
向で顕微鏡の主ビーム路に対して所定の照明角しか可能
ではなく、そのためコントラスト選択が制限される。 ｃ）照明ビーム路への差込入射は狭いチャネルの照明に
は適するが、一方ではコントラスト不足が生じ、他方で
は構造的に困難な解決策である。 ｄ）ＤＥ−Ａ−３６２３６１３による構成は、照明差込
入射によって収束ビーム路中に光損失と二重画像を引き
起こす。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第１の
課題は、光ビームを可変の角度で対象野に向けることが
でき、これにより前記欠点を回避することのできる照明
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明の一視
点において、照明ビーム路が偏向素子を介して顕微鏡の
主ビーム路に入力結合（差込入射）され、この偏向素子
の直径は観察ビーム路（複数）の間隔（Abstand）を上
回り、偏向素子は少なくとも１つの開口部を照明ビーム
路に対して有するように構成して解決される。即ち、本
発明の一視点において、照明装置を有する顕微鏡であっ
て、該照明装置では、照明ビーム路が偏向素子を介して
顕微鏡の主ビーム路に入力結合（差込入射）される形式
のものにおいて、照明ビーム路は偏向素子を介して顕微
鏡の主ビーム路に入力結合（差込入射）され、前記偏向
素子の直径は、観察ビーム路間の間隔を上回り、前記偏
向素子は少なくとも１つの開口部を観察ビーム路に対し
て有する、ことを特徴とする顕微鏡が提供される（態様
１）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に実施の形態を示すが、これ
らは従属項の対象でもある。

【００１０】入力結合（差込入射）された照明ビーム路
には取り付け可能および取り外し可能な絞りが設けられ
ており、該絞りは、照明ビーム路の部分領域を覆い、こ
れにより対象物照明角を制御し、前記絞りは有利には照
明ひとみの近傍に配置されており、すなわち対象野に対
して共役でない照明箇所に配置されており、かつ照明ビ
ーム路を軸方向に、および／または照明ビーム路の軸を
中心に半径方向にシフト可能に配置されていること（態
様２）。

【００１１】前記絞りの代わりに、回転クサビ対が照明
ビーム束を照明ビーム路の軸に対して直角にシフトする
ために使用されること（態様３）。

【００１２】照明光学系のレンズ素子をシフトすること
により、および／または絞りの軸方向シフトと組み合わ
せることにより、小さな照明ひとみにより大きな照明対
象野が、または大きな照明ひとみにより小さな照明対象
野が形成されること（態様４）。

【００１３】照明軸全体が半径方向にシフト可能であ
り、絞りの光強度を低減する領域が光波長に依存して透
過性であるように構成されていること（態様５）。

【００１４】照明ビーム路は偏向ミラーを介して顕微鏡
の主ビーム路に入力結合（差込入射）される。この偏向
ミラーの直径は観察ビーム路間の間隔を上回り、かつ照
明ビーム路に対する自由開口部を有する。

【００１５】照明ビーム路の軸を中心に半径方向に調整
可能な絞りにより、対象物を照明する光ビーム路の任意
の入射角が達成される。

【００１６】照明光学系のレンズ素子を照明ビーム路中
でシフトすることにより、照明される対象野が小さな照
明ひとみにより大きく、または大きな照明ひとみにより
小さく形成される。

【００１７】必要な場合には絞りを取り付け可能および
取り外し可能に、例えば出入するよう旋回可能に構成す
る。

【００１８】照明光学系全体、すなわち照明ひとみを、
偏向素子を介してシフト（スライド）することにより、
照明角が同様に変化される。

【００１９】この絞りの特別の構成によれば、絞りはダ
イヤフラム、薄膜、ＬＣＤまたはエレクトロクロミック
層として構成することができる。

【００２０】有利には図１に示されたような照明差込入
射結合体（アセンブリ）は医学的分野に使用される。

【００２１】状況は本発明により次の点で改善される： ・本発明により照明ビーム路を、偏向ミラーを介して差
込入射することにより、また本発明により照明ビーム路
中を半径方向にシフト（スライド）可能な絞りを使用す
ることにより、対象物を照明する光ビームの入射角が半
径方向で、顕微鏡の主ビーム路を基準にして可変とな
る。ここで前記偏向ミラーの直径は観察ビーム路の間隔
を上回るものとする。 ・絞りを照明ビーム路中で照明光学系と共通に使用する
ことにより、対象野照明を変化するためのさらなる変形
手段が達成され、これにより例えばコントラストを強化
したり、対象野を部分的に暗化することができる。

【００２２】上記の説明は手術用顕微鏡を基準にしてい
る。しかし本発明はこれに制限されるものではなく、付
加的照明を有する光学的機器、例えばビデオカメラ、写
真カメラ、導体路基板を検査するための顕微鏡等に使用
することができる。

【００２３】

【実施例】図は関連した形で、概略的に示されている。
同じ参照符号は同じ構成部材を意味し、異なる指数を備
える同じ参照符号は機能的に同じ構成部材を表す。

【００２４】図１は、立体顕微鏡の主ビーム路への照明
差込入射部を有する顕微鏡構造を示す。この照明差込入
射部は、直径において２つの観察ビーム路３ａ，３ｂの
間隔（距離）を上回る偏向素子１と、主対物レンズ４
と、ズーム１１と、照明ビーム路５と、照明光学系６
と、光源７と、オプションとしての電子制御部９を備
え、半径方向にシフト（スライド）可能な絞り８と、さ
らに対象物１０とを有する。付加的に接眼レンズ１３の
構成と観察者１４が示されている。

【００２５】図２は、図１に示された偏向素子１の平面
図を示し、この偏光素子１は顕微鏡の主ビーム路中にあ
って、２つの開口部２ａ，２ｂを観察ビーム路３に対し
て有している。偏向素子１にあって、照明ビーム路２
ａ，２ｂに対する２つの開口部を通る断面Ａ−Ａが図１
に概略的に示されている。図２に示された断面Ｂ−Ｂ
は、偏向素子の断面Ａ−Ａに対して直交する面を示す。

【００２６】図３は、図１と同様に、顕微鏡の観察ビー
ム路３への照明差込入射部を示す。この照明差込入射部
は、偏向素子１，主対物レンズ４，ズーム１１，軸５ａ
を備える照明ビーム路５、軸方向に調整可能な照明光学
系６，照明ビーム路５中を半径方向および軸方向に調整
可能な軸１２，任意の光源７，オプションとしての電子
制御部９を備え、半径方向にシフト可能である絞り８、
並びに対象物１０を有し、それ自体公知の駆動部は図示
されていない。

【００２７】図４，５，６は、照明差込入射部の機能の
詳細を示し、偏向素子１，主対物レンズ４，照明ビーム
路５の軸５ａ、絞り８，並びに照明光学系６を有する。
図４は、絞り８が照明ビーム路５の軸５ａに対して同心
である状態を示す。図５と図６は、偏心した絞り位置を
示し、図５では上方に、図６では下方にシフトされてい
る。

【００２８】図７は、絞り８ないし１２の典型的構成を
示し、それぞれ光強度を低減する領域８ａ，１２ａない
し光強度を低減する領域８ｂ、１２ｂを有している。こ
こで絞り８，１２の形状は任意であり、回転対称でなく
てもよい。

【００２９】以下、本発明の装置の機能を説明する。所
定の適用のために、とりわけ顕微鏡を医用領域で使用す
る際には、対象野照明のために照明ビーム路５が反射入
力される。偏向素子１を本発明により使用する場合、例
えば図１ないし図２のように観察ビーム路３に対して２
つの開口部を有するミラーまたは偏光プリズムを使用す
る場合、光源７から発した照明ビーム路５が顕微鏡の主
ビーム路へ入力結合（差込入射）される。ここで偏向素
子１は、直径が２つの観察ビーム路３の間の間隔（ない
し距離）より大であり、２つの観察ビーム路をカバーす
る寸法であり、各ビーム路に対して開口部を有するよう
に構成されている。この開口部は選択的に部分反射性の
素子によって閉鎖することができる。

【００３０】照明ビーム路５の軸５ａに対して半径方向
にシフト可能な絞り８を使用することによって、対象物
１０を種々異なる角度の下で照明することができる。

【００３１】中央に光強度低減領域を有する絞り８（図
７参照）、例えばグレーフィルタまたはスペクトルフィ
ルタ、またはＬＣＤを使用すれば、対象物１０を陰影画
像なしで円形照明（リング照明）することができる。回
転対称に構成されない絞りを用いれば、特別の照明プロ
フィールが得られる。照明光学系６を軸方向にシフトす
ることによって、小さいな照明ひとみによる大きな対象
野、または大きな照明ひとみによる小さな対象野が形成
される。絞り８の代わりに回転クサビ対（Drehkeilpaa
r）を照明ビーム路のシフトのために使用することがで
き、これにより照明ビーム路の軸がシフトされる。

【００３２】さらに照明光学系全体を軸５ａと共にセン
タリング位置に対して平行にシフトすることも可能であ
り、本発明の構成の１形式である。これによりシフトさ
れた状態でも、照明ひとみ全体は相応の光強度により作
用したままとなる。これに対して絞り８をシフトするこ
とは、照明ひとみの低減、すなわち光強度の低減を意味
する。

【００３３】

【発明の効果】本発明の一視点（請求項１）により、所
定の課題が達成される。即ち、光ビームを可変の角度で
対象野に向けることができる。その結果、従来法の様々
な欠点を回避できる。さらに、本発明の他の視点（従属
請求項の構成）によって、付加的な利点が追加される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏向素子を使用した顕微鏡構造を示
す。

【図２】図１に示された偏向素子が立体手術用顕微鏡の
主ビーム路にある場合の平面図である。

【図３】手術用顕微鏡の観察ビーム路への照明差込入射
部を示す。

【図４】差込入射部の機能を示す一部拡大図である。

【図５】差込入射部の機能を示す一部拡大図である。

【図６】差込入射部の機能を示す一部拡大図である。

【図７】照明ビーム路の光を部分的に低減するための絞
りを示す。

【符号の説明】

１ 偏向素子、 ２；２ａ，ｂ 照明ビーム路に対する開口部 ３；３ａ，ｂ 観察ビーム路 ４ 主対物レンズ ５ 照明ビーム路 ５ａ ５の軸 ６ 照明光学系 ７ 光源 ８ 絞り ８ａ，ｂ 光強度を低減する／光強度を低減しない領域 ９ 電子的絞り制御部 １０ 対象物 １１ ズーム １２ 絞り １２ａ，ｂ 光強度を低減する／光強度を低減しない領
域 １３ 接眼レンズ １４ 観察者 Ａ 断面Ａ−Ａ Ｂ 断面Ｂ−Ｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H052 AA13 AB19 AB21 AC04 AC07 AC09 AC14 AC16 AC27 AC29 AC31 AD34 AD35

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明装置を有する顕微鏡であって、 該照明装置では、照明ビーム路（５）が偏向素子（１）
   を介して顕微鏡の主ビーム路に入力結合される形式のも
   のにおいて、 照明ビーム路（５）は偏向素子（１）を介して顕微鏡の
   主ビーム路に入力結合され、 前記偏向素子の直径は、観察ビーム路（３）間の間隔を
   上回り、 前記偏向素子（１）は少なくとも１つの開口部（２ａ，
   ２ｂ）を観察ビーム路（３）に対して有する、ことを特
   徴とする顕微鏡。
2. 【請求項２】入力結合された照明ビーム路には取り付け
   可能および取り外し可能な絞り（８）が設けられてお
   り、 該絞りは、照明ビーム路（５）の部分領域を覆い、これ
   により対象物照明角を制御し、 前記絞り（８）は照明ビーム路（５）を軸方向に、およ
   び／または照明ビーム路（５）の軸（５ａ）を中心に半
   径方向にシフト可能に配置されている、請求項１記載の
   顕微鏡。
3. 【請求項３】前記絞り（８）の代わりに、回転クサビ対
   が照明ビーム束を照明ビーム路（５）の軸（５ａ）に対
   して直角にシフトするために使用される、請求項１また
   は２記載の顕微鏡。
4. 【請求項４】照明光学系（６）のレンズ素子をシフトす
   ることにより、および／または絞り（１２）の軸方向シ
   フトと組み合わせることにより、小さな照明ひとみによ
   り大きな照明対象野が、または大きな照明ひとみにより
   小さな照明対象野が形成される、請求項１から３までの
   いずれか１項記載の顕微鏡。
5. 【請求項５】照明軸（５ａ）全体が半径方向にシフト可
   能であり、絞り（８）の光強度を低減する領域（８ａ）
   が光波長に依存して透過性であるように構成されてい
   る、請求項１から４までのいずれか１項記載の顕微鏡。