JP2012513289A - 眼科光ファイバ照明システムにおける、回転可能なプレートアレイを使用したビーム強度制御 - Google Patents

Abstract

眼科照明システムが、眼科用光プローブへの光ビームの伝送のために光ファイバ上に集束された、コリメートされた光ビームを含む。光減衰器が、コリメートビーム用の経路内に連続的に位置付けられた一対のアレイを含む。これらのアレイは、平行な状態でこの経路内において、この経路に直交しかつアレイの間にある、回転軸に関して可動である。各アレイは、一定の間隔を空けた複数の平行プレートを含み、一方のアレイの平行プレートは、他方のアレイのプレートと非平行である。

Description

本開示は眼科照明システムに関し、特に、複数の平行プレートアレイをコリメートビーム内で回転させてビーム強度を制御する、眼科照明システムに関する。

本項は本開示に関する背景情報を提供するものであり、必ずしも従来技術を提供するものではない。

眼科手術が行われる際、執刀医が手術部位を視認できるよう患者の眼の内部を照らすため、眼科照明システムが使用されている。典型的な眼科照明システムにおいては、光が、集光され、コリメートされ、そして光照明器すなわち光プローブに接続された光ファイバの入射瞳上に集束される。このプローブの先端が、眼の切開創に挿入される。手術部位での光出力を所望のレベルに制御するために、これまでいくつかの機械的シャッター装置が使用されていた。

本項は、本開示の一般的な概要を提供するものであり、その全ての範囲や全ての特徴の包括的開示ではない。

一形態において、本開示は眼科照明システムに関する。コリメートされた光ビームが、眼科用光プローブへの伝送のために、光ファイバ上に集束され得る。光減衰器が、コリメートビーム用の経路内に連続的に位置付けられた一対のアレイを含む。これらのアレイは、平行な状態でこの経路内において、この経路に直交しかつアレイの間にある、回転軸に関して可動である。各アレイは、一定の間隔を空けた複数の平行プレートを含み、一方のアレイの平行プレートは、他方のアレイのプレートと非平行である。

別の形態において、本開示は眼科照明システムに関し、このシステムは、光源と、この光源からのビームが通過するときに、このビームを、眼科用光プローブへの伝送のためにコリメートかつ集束し得る、集光光学装置とを含む。集光光学装置に含まれる光減衰器が一対の平行アレイを含み、この一対の平行アレイは、コリメートビーム用の経路内に連続的に位置付けられ、かつこの経路内において、この経路に直交しかつアレイの間にある、軸の周りに、共に回転可能である。各アレイは、一定の間隔を空けた複数の平行プレートを含み、一方のアレイの平行プレートは、他方のアレイのプレートと直角である。

さらに別の実施において、本開示は、眼科照明システム内の光減衰器を使用する方法に関する。この方法は、減衰器の一対のアレイを、平行な状態で、コリメートビーム用の経路内で軸周りに回転させるステップを含む。アレイは経路内に連続的に位置付けられ、軸はこの経路に直交している。各アレイに含まれる一定の間隔を空けた複数の平行プレートが、コリメートビーム内で選択的に位置付けられるまで、この回転させるステップが実行され、経路に対し、一方のアレイの平行プレートは他方のアレイのプレートと非平行である。

適用範囲のさらなる領域は、本書において提供される説明から明らかになるであろう。この概要における説明および具体例は説明の目的のみを意図したものであり、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。

本書において説明される図は、選択された実施形態の説明のためのみのものであって、可能性のある全ての実施を示したものではなく、また本開示の範囲を限定することを意図したものではない。

本開示の一実施による眼科照明システムを示す図 本開示の一実施による光減衰器のアレイを示す上面断面図であって、アレイが減衰器に関して完全な開放構造で位置付けられている図 減衰器を通る光経路に対し４５°の角度で位置付けられた、図２Ａに示したアレイの上面断面図 図２Ａに示したように光経路内に位置付けられたアレイを、線２Ｃ−２Ｃに沿って光経路の先端から示す図 図２Ｂに示したように光経路内に位置付けられたアレイを、線２Ｄ−２Ｄに沿って光経路の先端から示す正面図

図面のいくつかの図を通じて、対応する参照符号は対応する部分を示す。

ここで、添付の図面を参照し、実施形態例についてより十分に説明する。

本開示の一実施による眼科照明システムの図が、概して図１に参照番号２０で示されている。光源２４が光を提供し、この光を光ファイバ３２に通して光プローブ３６へと伝送させるために、集光光学装置２８を介して、集光し、コリメートし、そして再集束させる。光源２４は、例えば、キセノンアークランプ、白熱電球、または他の種類の光源でもよい。

概して参照番号１００で示されている光減衰器の一構造が、集光光学装置２８において提供される。減衰器１００は、コリメートビーム用の経路１１２内に位置付けられた、一対の平行アレイ１０４ａおよび１０４ｂを含む。アレイ１０４ａおよび１０４ｂは、ビームの強度を制御するよう回転可能である。より具体的には、これらのアレイは、経路１１２内においてアレイ間の軸１１６周りに共に回転可能である。

減衰器１００については、図２Ａから２Ｄにより詳細に図示されている。アレイ１０４ａおよび１０４ｂは、コリメートビーム用の経路１１２内に連続的に位置付けられている。アレイ１０４ａおよび１０４ｂは平行な状態で、経路１１２内において、この経路１１２に直交する回転軸１１６に関して可動である。アレイ１０４ａおよび１０４ｂは、一定の間隔を空けた複数の平行プレート１２０ａおよび１２０ｂを夫々含み、これについては図２Ｃおよび２Ｄに、より明瞭に横から図示されている。アレイ１０４ａの平行プレート１２０ａは、アレイ１０４ｂのプレート１２０ｂと非平行である。具体的には例えば、アレイ１０４ａのプレート１２０ａは、アレイ１０４ｂのプレート１２０ｂと実質的に直角である。種々の実施において、アレイ１０４ａおよび１０４ｂのうち少なくとも一方の平行プレートは、回転軸１１６に対して４５度の角度を成す。例えば、両アレイ１０４ａおよび１０４ｂのプレート１２０ａおよび１２０ｂが、軸１１６に対して４５度の角度を成す。

各アレイ（１０４ａ、１０４ｂ）は、軸１１６に関する回転の角度に応じて、そのアレイに入射した光のうち、ごくわずかを通過させる。アレイ１０４ａおよび１０４ｂのプレートが実質的に直角である本構造において、これらのアレイを通過する光の総量は、アレイ１０４ａおよび１０４ｂのうちの一方を通過する光の量の二乗に略等しい。例えば、アレイ（１０４ａ、１０４ｂ）夫々がそのアレイへの入射光の２０％を通過させるように位置付けられている場合、総光出力は約４％（すなわち、０．２×０．２＝０．０４）となる。

本開示のいくつかの実施においては、眼科照明システム内の光減衰器を使用する方法が提供される。例えば、減衰器１００を参照すると、ユーザはアレイ１０４ａおよび１０４ｂを平行な状態で、各アレイのプレート（１２０ａ、１２０ｂ）が光経路１１２内で選択的に位置付けられるまで、回転軸１１６周りに回転させる。この手法において、各アレイの各プレートは、プレートの回転軸周りの回転角度に基づく量の、光ビームを遮断する。減衰器１００を実質的に完全に開放位置に置くには、アレイ１０４ａおよび１０４ｂをユーザが回転させて、各プレート（１２０ａ、１２０ｂ）のエッジ１２４を光経路１１２内でビームに向けるようにする。各アレイ（１０４ａ、１０４ｂ）は他方のアレイと共に選択的に位置付けることができ、こうすることで各アレイは選択された割合のビームを通過させ、この選択された割合の二乗に等しい総光出力が得られる。

本開示により構成される減衰器は、従来技術の減衰器構造よりもかなり大きな製造公差を有することができる。平行プレートアレイが使用されているいくつかの従来技術の減衰器では、製造公差を満たしたうえで、さらに低出力レベルで均一な光出力を得ることは困難な可能性がある。しかしながら、本開示による減衰器構造では、より大きい公差が許容できる。これは、減衰器を通して最小の光出力レベルを得るために、各プレートの影が隣接プレートに重なるようにアレイを回転させることに、ある程度起因する。例えば、幅が２．３ｍｍであり、１．５ｍｍの間隙を有するプレートが、アレイ１０４ａの隣接するプレート１２０ａ間、およびアレイ１０４ｂの隣接するプレート１２０ｂ間にも提供される場合、アレイ１０４ａまたは１０４ｂの任意の２つの隣接するプレート間に約３００μｍのすき間が提供されて、５％の低光出力レベルで光を通過させることができる。すなわち従来技術のシステムよりも製造公差を満足するのはかなり容易である。

第１、第２、第３などの用語は、種々の要素、部品、領域、層、および／または区域を表すために本書において使用され得るが、これらの要素、部品、領域、層、および／または区域は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、単にある要素、部品、領域、層、または区域を、別の領域、層、または区域と識別するために使用され得るものである。「第１」、「第２」、および他の数字で表した用語などが本書で使用されるとき、文脈から明らかに指示されている場合を除いて、並びまたは順序の意味を含むものではない。すなわち、以下で論じられる第１の要素、部品、領域、層、または区域は、本実施形態例の教示から逸脱することなく、第２の要素、部品、領域、層、または区域と呼ぶこともできる。

「内側」、「外側」、「下」、「下方」、「より下方」、「上方」、「上部」などの空間関係を表す用語は、図面に図示された１つの要素または特徴と他の要素または特徴との位置関係を示す説明を容易にするために、本書において使用され得るものである。空間関係を表す用語は、図面に描かれた配置に加えて、使用時または操作時の装置の様々な配置を包含すると意図され得る。例えば、図面の装置が逆さまになると、他の要素または特徴の「下方」または「下」と表現されていた要素は、この他の要素または特徴の「上方」に置かれるであろう。すなわち、この用語例「下方」は、上方および下方の両方の配置を含み得る。装置をそれ以外の方向に向け（９０°または他の向きに回転させ）、本書で使用される空間関係の記述子をそれに応じて解釈してもよい。

本実施形態に関する前述の説明は、図示および説明の目的で提供されたものであり、本発明を網羅することや限定することは意図されていない。特定の実施形態の個々の要素や特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されたものではなく、適用可能な場合には、たとえ具体的に図示または説明されていなくても、交換することができるし、そして選択された実施形態で使用することができる。同じものを色々な手法で変化させてもよい。このような変形は、本発明から逸脱したものと見なされるべきではなく、全てのこのような改変は、本発明の範囲内に含まれると意図される。

２０ 眼科照明システム
２４ 光源
２８ 集光光学装置
３２ 光ファイバ
３６ 光プローブ
１００ 光減衰器
１０４ａ、１０４ｂ アレイ
１１２ 経路
１１６ 回転軸
１２０ａ、１２０ｂ 平行プレート

Claims (17)

1. 眼科照明システムにおいて、
   光ファイバであって、眼科用光プローブへの伝送のために、コリメートされた光ビームが該光ファイバ上に集束され得る、該光ファイバ、
   前記コリメートビーム用の経路内に連続的に位置付けられた一対のアレイを含む、光減衰器であって、前記アレイが、平行な状態で前記経路内において、該経路に直交しかつ該アレイの間にある、回転軸に関して可動なものである、該光減衰器、を含み、さらに、
   各アレイが、一定の間隔を空けた複数の平行プレートを含み、一方のアレイの該平行プレートが、他方のアレイの該プレートと非平行であることを特徴とするシステム。
2. 前記一方のアレイの平行プレートが、前記他方のアレイのプレートと直角であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 前記アレイの１つに含まれる前記プレートが、互いに１．５ｍｍ離れており、かつ該プレートの幅が２．３ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のシステム。
4. 前記アレイの前記回転軸周りの回転角度に基づく量の前記ビームを、各アレイが通過させることを特徴とする請求項１記載のシステム。
5. 前記プレートの前記回転軸周りの回転角度に基づく量の前記ビームを、各アレイの前記プレートが遮断することを特徴とする請求項１記載のシステム。
6. 前記アレイの少なくとも１つに含まれる前記平行プレートが、前記回転軸に対して４５°の角度を成していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
7. 眼科照明システムにおいて、
   光源、
   集光光学装置であって、前記光源からのビームが該集光光学装置を通過するときに、眼科用光プローブへの伝送のために、コリメートかつ集束され得る、該集光光学装置、
   前記集光光学装置に含まれる、一対の平行アレイを含む光減衰器であって、該一対の平行アレイが、前記コリメートビーム用の経路内に連続的に位置付けられ、かつ該経路内において、該経路に直交しかつ前記アレイの間にある、軸の周りに、共に回転可能なものである、該光減衰器、を含み、さらに、
   各アレイが、一定の間隔を空けた複数の平行プレートを含み、一方のアレイの該平行プレートが、他方のアレイの該プレートと直角であることを特徴とするシステム。
8. 前記減衰器が実質的に完全に開放位置にあるとき、各プレートのエッジが前記ビームに向けられていることを特徴とする請求項７記載のシステム。
9. 前記アレイの１つに含まれる前記プレートが、互いに約１．５ｍｍ離れており、かつ該プレートの幅が２．３ｍｍであることを特徴とする請求項７記載のシステム。
10. 前記アレイの回転角度に基づく量の前記ビームを、各アレイが通過させることを特徴とする請求項７記載のシステム。
11. 前記プレートの回転角度に基づく量の前記ビームを、各アレイの前記プレートが遮断することを特徴とする請求項７記載のシステム。
12. 前記アレイの前記平行プレートが、前記軸に対して４５°の角度を成していることを特徴とする請求項７記載のシステム。
13. 眼科照明システム内の光減衰器を使用する方法において、
    前記減衰器の一対のアレイを、平行な状態で、コリメートビーム用の経路内で軸周りに回転させるステップであって、前記アレイが前記経路内に連続的に位置付けられたものであり、前記軸が前記経路に直交しているものである、該ステップを含み、さらに、
    各アレイに含まれる一定の間隔を空けた複数の平行プレートが、前記コリメートビーム内で選択的に位置付けられるまで、前記回転させるステップが実行され、前記経路に対し、一方のアレイの前記平行プレートが他方のアレイの前記プレートと非平行であることを特徴とする方法。
14. 各アレイを、選択された割合の前記ビームを通過させて該選択された割合の二乗に等しい総光出力を得るように位置付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 前記アレイを通過する光出力の割合を選択するステップ、および、
    該選択された割合にしたがって前記アレイを回転させるステップ、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
16. 前記減衰器を実質的に完全に開放位置に置くように、各プレートのエッジを前記ビームに対して位置付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
17. 前記減衰器を通して最小の光出力レベルを得るために、各プレートの影が隣接するプレートと重なるように前記アレイを回転させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。

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