JP2018534951A - 眼科眼内照明システムでの光学フィードバックに関する監視ファイバのサブミクロン位置合わせ - Google Patents
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Abstract
眼科眼内照明システムは、光ビームを生成する光源と、ファイバポートに提供される第１のビーム及び監視ファイバに結合される第２のビームに光ビームを分割するように構成されるビームスプリッタと、監視ファイバを位置合わせする位置合わせシステムとを含む。位置合わせシステムは、可動フェルール筐体であって、その中に固定された監視ファイバを有する可動フェルール筐体、及び筐体を第１の方向に変位させる変位機構を含む。変位機構は、筐体に結合される伝達バネと、ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、ネジアクチュエータの移動は運動伝達ボールを傾斜面に沿って移動させ、運動伝達ボールは伝達バネに接触し、それにより、傾斜面に沿った運動伝達ボールの移動は伝達バネを変位させ、それによって第１の方向に筐体を変位させる、ネジアクチュエータとを含む。
Description
関連出願
本開示は、２０１４年８月２６日に出願された米国特許出願第１４／４６８，６９６号明細書に関連し、この米国特許出願の全内容が参照により本明細書に援用される。
本開示は、２０１４年８月２６日に出願された米国特許出願第１４／４６８，６９６号明細書に関連し、この米国特許出願の全内容が参照により本明細書に援用される。
本開示は、概して眼科照明に関し、より詳細には、眼科眼内照明システムでの光学フィードバックに関する監視ファイバのサブミクロン位置合わせに関する。
眼科眼内照明プローブは、眼科手術において照明を提供するのに使用され得る。特に、眼科眼内照明プローブは、眼内に挿入されて、眼科手術中、眼の内部で照明を提供し得る。眼科眼内照明プローブは、眼科眼内照明システムの光学ポートに接続され得る。眼科眼内照明システムは、光を生成する光源と、眼内照明プローブが光学ポートに接続される場合に眼科眼内照明プローブの光ファイバに光を結合する集光器とを含み得る。
眼科眼内照明システムの組み立て中、集光器からの光ビームの位置及び傾斜は、光学ポートに対して調整されて、光学ポートにおいて接続される眼科眼内照明プローブへの光ビームの所望の結合効率を達成し得る。次に、光学ポートの組み立ては、光学ポートに接続されたとき、眼科眼内照明プローブへの光ビームの結合位置及び結合効率を維持するように固定され得る。組み立て段階での固定にも関わらず、様々な要因がシステムの１つ又は複数の構成要素を移動させ得、ファイバポートで達成される結合効率を低減させ得る。そのような要因としては、出荷及びセットアップ中に光学ポート組立体に与えられる衝撃及び振動、熱誘導膨張、光ビームを配向するのに使用される光機械的マウントの回転及び歪み、光ファイバポートの熱誘導運動、又は回転可能若しくは並進移動可能な可変ビームスプリッタ等のシステム内の調整可能な反射要素の運動に起因するビーム移動を挙げることができる。
本開示は、所望の結合効率を維持し得るような、眼科眼内照明システムのファイバポートでの結合効率の監視に関する。より詳細には、本開示は、眼科眼内照明システムでの監視ファイバのサブミクロン位置合わせに関し、監視ファイバは、光学フィードバックを提供して、眼科眼内照明システムのファイバポートでの所望の結合効率の維持を促進する。
特定の実施形態では、光ビームを生成する光源と、ファイバポートと、ファイバポートに提供される第１のビーム及び監視ファイバに結合される第２のビームに光ビームを分割するように構成されるビームスプリッタとの間に配置される集光器と、監視ファイバを第２のビームに位置合わせする位置合わせシステムとを含む。位置合わせシステムは、可動フェルール筐体であって、その中に固定された監視ファイバを有する可動フェルール筐体、及び可動フェルール筐体を第１の方向に変位させる第１の変位機構を含む。第１の変位機構は、可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、バネアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、ネジアクチュエータの移動は運動伝達ボールを傾斜面に沿って移動させ、運動伝達ボールは伝達バネに接触し、それにより、傾斜面に沿った運動伝達ボールの移動は伝達バネを変位させ、それによって可動フェルール筐体を第１の方向に変位させる、バネアクチュエータとを含む。
本開示及びその利点をより詳細に理解するために、これより、同様の参照番号が同様の特徴を示す添付図面と併せて解釈される以下の説明を参照する。
以下に説明する図面が単なる例示を目的とすることを当業者は理解する。図面は、本願の開示の範囲を限定することを決して意図していない。
本開示の原理の理解を促進するために、これより、図面に示されている実施形態を参照し、特定の言語を使用してこれを説明する。それにも関わらず、本開示の範囲の限定が意図されないことが理解される。通常、本開示が関連する技術分野の当業者が想到するように、記載されるシステム、装置、及び方法に対する任意の変更形態及び更なる修正形態並びに本開示の原理の任意の更なる適用が完全に意図される。特に、一実施形態に関して説明されるシステム、装置、及び／又は方法が、本開示の他の実施形態に関して説明される特徴、構成要素及び／又はステップと組み合わせ可能であることが完全に意図される。しかし、簡潔にするために、これらの組み合わせの多くの繰り返しは別個に記載されない。簡潔にするために、幾つかの場合、同じ参照番号が、同じ又は同様の部分を指すために図面全体を通して使用される。
一般に、本開示は、眼科ファイバプローブへの光ビームの光学結合効率に関するフィードバックを提供する（例えば、監視ファイバに結合される光学センサを使用して、監視ファイバから出力される光の量を検出する）監視ファイバを備える眼科眼内照明システムに関する。眼科眼内照明システムは、眼科眼内照明システムのファイバポートに接続された眼科ファイバプローブの基端部に光ビームを結合するように構成される集光器を含み得る。ビームスプリッタを集光器とファイバポートとの間に提供して、眼科ファイバプローブに結合される第１のビーム及び監視ファイバに結合される第２のビームに光ビームを分割し得る。監視ファイバにより提供されるフィードバックの精度は、集光器及びビームスプリッタに対する監視ファイバの正確な位置合わせに依存し得るため、本開示の特定の実施形態は、監視ファイバのサブミクロン位置合わせを促進する位置合わせシステムを提供し得る。
図１は、本開示の特定の実施形態による、例としての手術システム１００を示す。手術システム１００は、外科処置中、システム動作及び性能に関するデータを表示する、関連する表示画面１１０を有する手術ユーティリティ供給装置１０２を含み得る。手術システム１００は、手術ユーティリティ供給装置１０２のユーティリティポート１０６とインターフェースするように構成される手術ユーティリティコネクタ１０８を介して、手術ユーティリティ供給装置１０２に接続されるように構成される手術器具１０４を更に含み得る。手術ユーティリティ供給装置１０２は、撮像光、照明光、圧縮空気、真空、加圧液体を提供する手術器具１０４又は任意の他の適する手術器具１０４等の様々な手術器具１０４を供給し得る。単なる一例として、ユーティリティポート１０６はファイバポートを含み得、手術器具１０４は眼科眼内照明プローブを含み得、手術ユーティリティ供給装置１０２は、ファイバポートを介して可視光を眼科眼内照明プローブに供給し得る。
特定の実施形態では、手術ユーティリティ供給装置１０２は、それぞれ特定のタイプの手術器具１０４に対応して、特定のタイプのユーティリティを提供する複数のユーティリティポート１０６を含み得る。例えば、手術ユーティリティ供給装置１０２は、（１）眼科ファイバプローブを受けるように構成されたファイバポートに可視光を出力し、（２）手術硝子体茎切除術プローブを受けるように構成された圧縮空気ポートに圧縮空気を出力し得る。特待の実施形態では、複数のユーティリティポート１０６は、いくつかの異なるタイプの手術器具１０４の同時使用をサポートし得る。
特定の実施形態では、ユーティリティポート１０６に結合するように構成される手術ユーティリティコネクタ１０８を、ケーブル１１４を介して手術器具１０４に結合し得、ケーブル１１４は、手術器具１０４へのユーティリティの伝達を促進する。例えば、ケーブル１１４は、光ファイバケーブル（例えば、可視光を手術ユーティリティ供給装置１０２から眼科眼内照明プローブに伝達する）、管（例えば、圧縮空気、真空又は加圧液体のうちの１つ又は複数を手術ユーティリティ供給装置１０２から手術硝子体茎切除術プローブに伝達する）、又は任意の他の適する伝達装置を含み得る。
特定の実施形態では、手術システム１００は、手術ユーティリティ供給装置１０２に接続されて、手術器具１０４を介して特定のユーティリティ（例えば、撮像光、照明光、圧縮空気、真空、加圧液体、又は任意の他の適するユーティリティ）の分注を制御するフットペダル１１２を更に含み得る。例えば、ユーザは、フットペダル１１２を選択的に押下又は解放することにより、ユーティリティの分注を制御し得る。
図２は、本開示の特定の実施形態による、例示的な手術ユーティリティ供給装置１０２の概略図を示す。手術ユーティリティ供給装置１０２は、プロセッサ２０２及びメモリ２０４を含み得る。プロセッサ２０２は、手術ユーティリティ供給装置１０２の様々な動作を制御する計算及び判断を実行するように構成し得る。プロセッサ２０２は、様々な信号入力を受信し、信号入力に基づいて様々な判断を行い得る。例えば、プロセッサ２０２は、監視ファイバから光出力量を検出して、光ファイバへの光ビームの結合効率を特定する（更に詳細に後述するように）ように構成される光学センサから、光学フィードバック信号を受信し得る。プロセッサ２０２は、表示画面１１０を制御して、手術ユーティリティ供給装置１０２の動作に関する様々な情報を表示し、様々な情報をユーザに通知することもできる。メモリ２０４は、手術ユーティリティ供給装置１０２の様々な動作についての情報を永久的又は一時的に記憶するように構成し得る。例えば、メモリ２０４は、プロセッサ２０２により実行されて、手術ユーティリティ供給装置１０２の様々な機能を実行し得るプログラムを記憶し得る。メモリ２０４は、動作履歴、ユーザプロファイル又は選好、様々な動作及び手術設定等に関連する様々なデータを記憶することもできる。メモリ２０４に記憶されるプログラム及び情報は常時更新されて、手術ユーティリティ供給装置１０２の動作におけるカスタム化及び改善を提供し得る。特定の実施形態では、メモリ２０４は、異なるファイバポートでの結合効率に関する動作パラメータに関連するプログラム及び情報を更に含み得る。
特定の実施形態では、手術ユーティリティ供給装置１０２は眼内照明システム２０６を含み得る。眼内照明システム２０６は、手術ユーティリティ供給装置１０２のユーティリティポート（例えば、ファイバポート）において接続される眼科ファイバプローブに光ビームを結合するように構成される光学構成要素を含み得る。更に詳細に以下に説明するように、眼内照明システム２０６は、光源から光を受け取り、光を光ビームにコリメートするように構成されるコリメータと、光ビームを所望のスペクトルにフィルタリングするように構成されるスペクトルフィルタと、眼科ファイバプローブの光ファイバに光ビームを結合するように構成される集光器とを含み得る。
特定の実施形態では、手術ユーティリティ供給装置１０２はユーティリティ生成器２０８を含み得る。ユーティリティ生成器２０８は、モータ、発光装置、ポンプ、又は適切なユーティリティを生成する任意の他の適する装置を含み得る。例えば、ユーティリティ生成器２０８は、照明光、撮像光、加圧液体、圧縮空気等の生成に適する装置を含み得る。特定の実施形態では、ユーティリティ生成器２０８は、外部ユーティリティ源に接続されて、ユーティリティを外部で受け取り得る。例えば、ユーティリティ生成器２０８は、真空源又はエアコンプレッサに接続されて、真空又は圧縮空気をそれぞれ受け取り得る。ユーティリティ生成器２０８は、様々なユーティリティを各ユーティリティポート１０６に供給し得る。
特定の実施形態では、手術ユーティリティ供給装置１０２は通信ユニット２１０を含み得る。通信ユニット２１０は、手術ユーティリティ供給装置が他の装置と情報をやりとりできるようにし得るＥｔｈｅｒｎｅｔカード、Ｗｉ−Ｆｉ通信デバイス、電話装置、デジタルＩ／Ｏ（入力−出力）ポート等の様々な通信デバイスを含み得る。例えば、通信ユニット２１０は、入力を他の手術装置から受信して手術動作を調整し得る。別の例では、通信ユニット２１０は、電子メール、テキスト、又は他のメッセージ又は通知等のメッセージ又は通知をユーザのモバイルデバイスに対して送信及び受信して、特定の情報をユーザに通知し得る。
特定の実施形態では、手術ユーティリティ供給装置１０２はユーザインターフェース２１２を含み得る。ユーザインターフェース２１２は、ユーザが命令を手術ユーティリティ供給装置１０２に入力できるようにするキーボード、タッチスクリーン、フットペダル１１２、マウス、マイクロフォン等のユーザ入力デバイスを含み得る。例えば、ユーザは、ユーティリティについてのパラメータを入力し、フットペダル１１２を操作して、ユーティリティを手術器具１０４に分注し得る。ユーザインターフェース２１２は、表示画面１１０、オーディオスピーカー、ＬＥＤ（発光ダイオード）光、又は情報をユーザに伝達する他の視覚的若しくは触覚的信号等のユーザ出力デバイスを更に含み得る。例えば、オーディオスピーカーは、手術処置中、特定のファイバポートでの結合効率が特定の閾値を下回る場合、アラームを発し得る。したがって、ユーザインターフェース２１２は、手術処置中、ユーザが手術ユーティリティ供給装置１０２と対話できるようにし得る。
図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の特定の実施形態による、例示的な眼科眼内照明システム２０６の概略図を示す。眼科眼内照明システム２０６は、光ビーム３０４を受け取るように構成される集光器３０２を含み得る。特に、光源（図３に示されていない）は光を生成し得、光は、コリメータ（図示せず）により光ビーム３０４にコリメートし得る。集光器３０２は、光ビーム３０４を受け取り、ユーティリティポート１０６（例えば、ファイバポート）に接続される手術器具１０４（例えば、眼科ファイバプローブ）の光ファイバ３０８に結合する凝縮光ビーム３０６を生成し得る。
特定の実施形態では、眼科眼内照明システム２０６は、集光器３０２と光ファイバ３０６との間に配置されるビームスプリッタ３１０を含み得る。ビームスプリッタ３０８は、凝縮光ビーム３０６を第１のビーム３０６ａ及び第２のビーム３０６ｂに分割するように構成し得る。例えば、ビームスプリッタ３０４は、凝縮光ビーム３０６を集光器３０２から受け取り、光ビームの一部（すなわち、第２のビーム３０６ｂ）を反射しながら、光ビームの一部（すなわち、第１のビーム３０６ａ）を伝達し得る。第１のビーム３０６ａは、光ファイバ３０８に結合する経路上を継続し得、一方、第２のビーム３０６ｂは、監視ファイバ３１２に結合し得るように逸らされ得る（例えば、第１のビーム３０６ａに直交する方向において）。
ビームスプリッタ３１０は、光ビームを受け取り、光ビームを２つの異なる光ビームに分割するように構成されるビームスプリッタキューブ又は任意の他の光学デバイスであり得る。一例として、ビームスプリッタ３１０は、凝縮光ビーム３０６を受け取り、光ビームの一部（例えば、ビーム力の０．８％〜１．５％）を第２のビーム３０６ｂとして逸らしながら、残りの部分（例えば、ビーム力の９９．２％〜９７．５％）を第１のビーム３０６ａとして伝達し得る。例示的な実施形態では、光ファイバ３０８は２５μｍコアであり、７μｍ許容差コア直径を有する０．２６ＮＡマルチモード光ファイバである。他の実施形態では、異なる直径又はサイズを有する光ファイバを使用し得る。
第２のビーム３０６ｂは、監視ファイバ３１２に集束し得る。監視ファイバ３１２は、基端部において第２の光ビーム３０６ｂを受け取り得、第２の光ビーム３０６ｂは、監視ファイバ３０６内を伝搬し、監視ファイバ３１２の先端部から出ることができる。監視ファイバ３１２は、監視ファイバ３１２のクラッディングからのあらゆる光モードが実質的になくなるように、数インチの長さを有し得る。特定の実施形態では、監視ファイバ３１２は、光ファイバ３０８よりも小さいコア直径を有し得る。例えば、監視ファイバ３１２の例示的な一実施形態は、４．３μｍコア及び０．１２ＮＡシングルモード光ファイバである。光学センサ３１４を監視ファイバ３１２の先端部に提供して、先端部における第２のビーム３０６ａの電力又は量を検出し得る。
特定の実施形態では、ビームスプリッタ３１０、監視ファイバ３１２、及び光ファイバ３０８（ユーティリティポート１０６に固定して着座する光ファイバ３０８を収容する手術ユーティリティコネクタ１０８により固定し得る）間に特定の固定された配置を維持することが望ましいことがある。特定の固定された配置は、第１のビーム３０６ａ及び第２のビーム３０６ｂが、第２のビーム３０６ｂが折り畳まれることを除き、同一焦点である配置であり得る。換言すれば、折り畳まれた第２のビーム３０６ｂが展開される場合、第２のビーム３０６ｂ及び第１のビーム３０６ａは空間において同一空間を占め得る。更に、特定の固定された配置は、光ファイバ３０８が第１のビーム３０６ａに対して配置されるのと同じ位置で、監視ファイバ３１２が第２のビーム３０６ｂに対して配置される配置であり得る。その結果、光ファイバ３０８の基端部での第１のビーム３０６ａの結合効率は、監視ファイバ３０６の基端部での第２のビーム３０６ｂの結合効率に直接対応し得る。したがって、光学センサ３１４を使用して監視ファイバ３１２を出る第２のビーム３０６ｂの量を監視することにより、光ファイバ３０８での第１のビーム３０６ａの結合効率を特定し得る。
監視ファイバ３０６の基端部での第２のビーム３０６ｂの結合効率と光ファイバ３０８での第１のビーム３０６ａの結合効率との対応性は、監視ファイバ３０６の基端部の適切な位置決めに依存し得るため、監視ファイバ３０６の基端部は、眼科眼内照明システム２０６の他の構成要素に対する監視ファイバ３０６の基端部のサブミクロン位置合わせを促進する可動フェルール筐体３１８内に固定されるフェルール３１６内に収容し得る。
特定の実施形態では、監視ファイバ３０６の基端部のサブミクロン位置合わせは、可動フェルール筐体３１８を特定の方向に変位させるようにそれぞれ動作可能な変位機構３２０の組により達成し得る。例えば、第１の変位機構３２０ａは、Ｘ方向での可動フェルール筐体３１８の移動を促進し得、第２の変位機構３２０ｂは、Ｙ方向での可動フェルール筐体３１８の移動を促進し得、第３の変位機構３２０ｃは、Ｚ方向での可動フェルール筐体３１８の移動を促進し得る。特定の座標系が参照のために図３Ａ及び図３Ｂに適用されているが、本開示は、任意の適する座標系に対するフェルール筐体３１８の移動を意図する。
各変位機構３２０は、可動フェルール筐体３１８の移動方向を除いて略同じであり得るため、簡潔にするために一般的な変位機構３２０について説明する。しかし、この説明が、第１の変位機構３２０ａ、第２の変位機構３２０ｂ、及び第３の変位機構３２０ｃのいずれか１つに適用可能であることを理解されたい。
特定の実施形態では、変位機構３２０は、運動伝達ボール３２６に接触する傾斜面３２４を有するネジアクチュエータ３２２を含む。運動伝達ボール３２６は、任意の適する様式で（例えば、示されるようにリテーナを使用して）、可動フェルール筐体３１８に結合された伝達バネ３２８に接触し得る。一般に、ネジアクチュエータ３２２の移動は、傾斜面３２４に沿って運動伝達ボール３２６を移動させ、それによって伝達バネ３２８を変位させ、その結果、可動フェルール筐体３１８を変位させ得る。
特定の実施形態では、変位機構３２０は、固定位置を有する１つ又は複数の線形ネジナット３３２を通して回転するように構成される線形ネジ３３０を更に備え得る。その結果、線形ネジ３３０の回転は、軸方向での線形ネジ３３０の線形移動を伴い得る。更に、線形ネジ３３０は、傾斜面３２４を備えるネジアクチュエータ３２２に結合し得る。ネジアクチュエータ３２２は線形ネジ３３０に結合されるため、線形ネジ３３０の移動（例えば、線形ネジナット３３２を通した線形ネジ３３０の回転による）は、ネジアクチュエータ３２２対応する移動を生じさせ得る。特定の実施形態では、ネジアクチュエータ３２２は、線形ネジ３３０が線形移動を付与する（例えば、変位機構３２０による可動フェルール筐体３１８の変位に直交する方向において）が、ネジアクチュエータ３２２に回転移動を付与しないように、線形ネジ３３０に結合し得る。ネジアクチュエータ３２２のそのような移動は、運動伝達ボール３２６を傾斜面３２４に沿って移動させ、それによって伝達バネ３２８を変位させ、可動フェルール筐体３１８を変位させ得る（上述したように）。
運動伝達ボール３２６及び伝達バネ３２８の両方の変位は、線形ネジ３３０のピッチ（ピッチＰは、Ｐ＝１／Ｎとして計算し得、式中、Ｎは、線形ネジ３３０の単位長さ当たりの条数である）に直接関連し得る。換言すれば、運動伝達ネジ３３０のピッチ（及び傾斜面３２４の傾斜等の変位機構３２０の他のパラメータ）を選択することにより、運動伝達ボール３２６及び伝達バネ３２８の所望の変位量を達成し得る。
一例として、線形ネジ３３０は、市販の１／４−２５４ ＴＰＩ（１インチ当たりの条数）精密ネジであり得る。そのような線形ネジ３３０を９０度回転させると、線形ネジ３３０は０．０２５ｍｍ（２５μｍ）だけ線形移動することになる。線形ネジ３３０（及び線形ネジ３３０に結合されたネジアクチュエータ３２２）の線形移動量を、傾斜角０．５度の傾斜面３２４を有するネジアクチュエータ３２２と組み合わせることで、傾斜面に接触する運動伝達ボール３２６の線形変位は０．２２μｍになる。別の例として、同じ１／４−２５４線形ネジ３３０が１０度回転する場合、０．５度傾斜面に接触する運動伝達ボール３２６の線形変位は０．０２４μｍになる。
特定の実施形態では、可動フェルール筐体３１８の変位（運動伝達ボール３２６の上述した線形変位の結果として）は、１つ又は複数の支持バネ３３４により対抗し得る。伝達バネ３２８及び支持バネ３３４は、それぞれバネ定数ｋを有する任意の適する圧縮バネ（例えば、線形コイル圧縮バネ、線形屈曲圧縮バネ、又は任意の他の適する圧縮バネ）を含み得る。特定の実施形態では、伝達バネ３２８及び対応する支持バネ３３４は両方とも圧縮解除され得、可動フェルール筐体３１８が安定し、自由活動及び跳ね返りを有さないような特定の負荷係数まで事前負荷を掛け得る。換言すれば、可動フェルール筐体３１８の変位（伝達バネ３２８を介して付与されるような）に対抗する１つ又は複数の支持バネ３３４は、可動フェルール筐体３１８に安定性及び耐衝撃性の増大を提供し得る。
特定の実施形態では、伝達バネ３２８及び対応する支持バネ３３４は、異なるバネ定数ｋ１及びｋ２をそれぞれ有し得る。その結果、伝達バネ３２８及び対応する支持バネ３３４は、同じ事前負荷力で異なる変位を有し得る。フックの法則から、バネの線形変位は、式ｘ＝（１／ｋ）Ｆ［Ｎ／ｍ］を使用して計算することができ、バネ定数は、式ｋ＝Ｆ／ｘ［Ｎ／ｍ］を使用して計算することができる。したがって、伝達バネ３２８及び支持バネ３３４の両方の移動は、力又は変位のいずれかが既知である場合に計算することができ、またその逆も同様である。したがって、線形ネジ３３０の所定量の回転で伝達バネ３２８が量ｘ１だけ変位し（運動伝達ボール３２６を介して）、その伝達バネ３２８がバネ定数ｋ１を有し、その支持バネ３３４がバネ定数ｋ２を有すると仮定される場合、支持バネ３３４の結果として生じる変位ｘ２（可動フェルール筐体３１８の変位に対応する）を計算することができる。換言すれば、伝達バネ３２８及び支持バネ３３４のバネ定数（並びに上述したように傾斜面３２４の傾斜及び線形ネジ３３０のピッチ等の変位機構３２０の他のパラメータ）を選択することにより、線形ネジ３３０の所与の回転での可動フェルール筐体３１８の所望量の変位を達成し得る。上述した例は、単一の伝達バネ３２８に対応する単一の支持バネ３３４のみを仮定するが、同じ分析が任意の適する数の支持バネ３３４及び伝達バネ３２８に当てはまる。
特定の実施形態では、可動フェルール筐体３１８は、１つ又は複数の支持ボール３３６及び１つ又は複数の接触ボール３３８により支持し得る。支持ボール３３６及び接触ボール３３８（上述した運動伝達ボール３２６のような）は、任意の適するサイズであり得、任意の適する材料で構築し得る。上述したように変位機構３２０により供給される変位力に応答して、可動フェルール筐体３１８は、支持ボール３３６の表面にわたって転がり、それにより、摩擦によるわずかな抵抗での可動フェルール筐体３１８の移動を促進し得る。接触ボール３３８は、可動フェルール筐体３１８の周縁に分布し得、対応する接触板３４０に接触し得る。接触ボール３３８及び接触板３４０は、可動フェルール筐体３１８の移動に関係なく、支持バネ３３４により可動フェルール筐体３１８に均等分布の力を適用することが可能になり得る。支持ボール３３６、接触ボール３３８、及び接触板３４０の特定の数及び配置が示されるが、本開示は、支持ボール３３６、接触ボール３３８、及び接触板３４０の任意の適する数及び配置を意図する。
特定の実施形態では、変位機構３２０の線形ネジ３３０の回転は、作動キーを使用して手動で達成し得る。例えば、ユーザ（例えば、監視ファイバ３０６の基端部のサブミクロン位置合わせを担当する人物）は、作動キーを各線形ネジ３３０ａ、３３０ｂ、及び３３０ｃの対応する位置に挿入し得、線形ネジ３３０を手動で回すことにより、監視ファイバ３０６の基端部の適切な位置合わせが達成されるように可動フェルール筐体３１８を移動させ得る。代替的には、各線形ネジ３３０ａ、３３０ｂ、及び３３０ｃは、可動フェルール筐体３１８の自動移動を達成し得るような対応する駆動モータ（例えば、マイクロステップ機能及びギアボックスを有する電気モータ）を有し得る。そのような実施形態では、監視ファイバ３０６の基端部の位置合わせは自動であり得る（例えば、光学センサ３１４により提供されるフィードバックを使用して）。
監視ファイバ３０６の基端部の適切な位置合わせが、上述した位置合わせシステムを使用して達成された後、監視ファイバ３０６の基端部の位置を固定することが望ましいことがある。図４Ａ及び図４Ｂは、本開示の特定の実施形態による監視ファイバ３１２の適切な位置合わせが達成された後、可動フェルール３１８の位置を固定し得る例示的な眼科眼内照明システム２０６の概略図を示す。特に、チャネル４０２は、エポキシ４０４を線形バネ３３０に塗布して、線形バネ３３０の移動を阻止し、それにより、可動フェルール筐体３１８の移動を阻止し得るように眼科眼内照明システム２０６の筐体に形成し得る。有利には、エポキシ４０４を線形ネジ３３０に塗布することにより可動フェルール筐体３１８の位置を固定することにより、可動フェルール筐体３１８を移動させずにエポキシ４０４を熱膨張させ得る。チャネル４０２は、エポキシ４０４が線形ネジ３３０の特定の部分に塗布されるように筐体内の特定の位置に形成されるものとして示されているが、本開示は、エポキシ４０４を線形ネジ３３０の任意の適する部分に塗布し得るように筐体内の任意の適する位置に形成されるチャネル４０２を意図する。
代替的には、各線形ネジ３３０ａ、３３０ｂ、及び３３０ｃが対応する駆動モータを有する実施形態では、可動フェルール筐体３１８の移動は、駆動モータをロックすることにより阻止し得る。有利には、これにより、様々な時点で監視ファイバ３０６の基端部の位置合わせを可能にし得る。
監視ファイバ３０６の位置合わせが達成された後、可動フェルール筐体３１８の移動を阻止する特定の機構が説明されるが、本開示は、監視ファイバ３０６の基端部の位置合わせが達成された後、可動フェルール筐体３１８の移動を阻止する任意の適する機構を意図する。単なる一例として、プラスチックネジ先端部（ナイロンネジ先端部）等のネジ山ロック特徴を線形バネ３３０に組み込み得る。
様々な上記に開示される及び他の特徴及び機能又はそれらの代替物を望ましく結合して、多くの他の異なるシステム又は応用例にし得ることが理解される。現在、予見できない又は予期できない様々な代替形態、修正形態、変更形態、又は改善形態が後に当業者によってなされ得、代替形態、変更形態、及び改善形態も以下の特許請求の範囲により包含されることが意図されることも理解される。
Claims (20)
- 眼科眼内照明システムであって、
光ビームを生成するように構成される光源と、
前記光ビームの少なくとも部分をファイバポートに提供するように構成される集光器であって、前記ファイバポートは、前記光ビームの前記少なくとも部分を照明プローブの光ファイバに結合するように構成される、集光器と、
前記ファイバポートと前記集光器との間に配置されるビームスプリッタであって、前記光ビームを前記集光器から受け取り、且つ前記光ビームを第１のビーム、第２のビームに分割するように構成され、前記第１のビームは前記ファイバポートに提供され、及び前記第２のビームは監視ファイバに結合される、ビームスプリッタと、
前記監視ファイバを前記第２のビームと位置合わせする位置合わせシステムであって、
可動フェルール筐体であって、その中に固定された前記監視ファイバを有する可動フェルール筐体、及び
前記可動フェルール筐体を第１の方向に変位させる第１の変位機構
を備える位置合わせシステムと
を備え、前記第１の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記伝達バネを変位させ、それによって前記第１の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、眼科眼内照明システム。 - 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第１の方向での変位に対抗する第１の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項１に記載の眼科眼内照明システム。
- 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体を第２の方向に変位させる第２の変位機構を更に備え、前記第２の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記運動伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記運動伝達バネを変位させ、それによって前記第２の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、請求項１に記載の眼科眼内照明システム。 - 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第２の方向での変位に対抗する第２の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項３に記載の眼科眼内照明システム。
- 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体を第３の方向に変位させる第３の変位機構を更に備え、前記第２の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記運動伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記運動伝達バネを変位させ、それによって前記第３の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、請求項３に記載の眼科眼内照明システム。 - 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第３の方向での変位に対抗する第３の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項５に記載の眼科眼内照明システム。
- 前記位置合わせシステムは、
前記第１の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第１の作動キーと、
前記第２の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第２の作動キーと、
前記第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第３の作動キーと
を更に備える、請求項５に記載の眼科眼内照明システム。 - 前記位置合わせシステムは、
前記第１の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第１の駆動モータと、
前記第２の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第２の駆動モータと、
前記第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第３の駆動モータと
を更に備える、請求項５に記載の眼科眼内照明システム。 - 前記位置合わせシステムは、
前記第１の変位機構に対応する第１のキャビティであって、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第１の方向での変位を阻止する、第１のキャビティと、
前記第２の変位機構に対応する第２のキャビティであって、前記第１のキャビティは、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第２の方向での変位を阻止する、第２のキャビティと、
前記第３の変位機構に対応する第３のキャビティであって、前記第１のキャビティは、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第３の方向での変位を阻止する、第３のキャビティと
を更に備える、請求項５に記載の眼科眼内照明システム。 - 前記第１、第２、及び第３のキャビティは、それぞれエポキシを受けるように構成され、前記エポキシは、前記第１、第２、及び第３のキャビティ内で硬化されると、前記第１、第２、及び第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を阻止し、それによって前記可動フェルール筐体の前記第１、第２、及び第３の方向での変位を阻止する、請求項９に記載の眼科眼内照明システム。
- 監視ファイバを対応する光ビームと位置合わせする位置合わせシステムであって、
可動フェルール筐体であって、その中に固定された前記監視ファイバを有する可動フェルール筐体と、
前記可動フェルール筐体を第１の方向に変位させる第１の変位機構と
を備え、前記第１の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記伝達バネを変位させ、それによって前記第１の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、位置合わせシステム。 - 前記位置合わせシステムは、前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第１の方向での変位に対抗する第１の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項１１に記載の眼科眼内照明システム。
- 前記可動フェルール筐体を第２の方向に変位させる第２の変位機構を更に備え、前記第２の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記運動伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記運動伝達バネを変位させ、それによって前記第２の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、請求項１１に記載の位置合わせシステム。 - 前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第２の方向での変位に対抗する第２の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項１３に記載の位置合わせシステム。
- 前記可動フェルール筐体を第３の方向に変位させる第３の変位機構を更に備え、前記第２の変位機構は、
前記可動フェルール筐体に結合される伝達バネと、
ネジアクチュエータであって、運動伝達ボールに接触する傾斜面を有し、それにより、前記ネジアクチュエータの移動は前記運動伝達ボールを前記傾斜面に沿って移動させ、前記運動伝達ボールは前記運動伝達バネに接触し、それにより、前記傾斜面に沿った前記運動伝達ボールの移動は前記運動伝達バネを変位させ、それによって前記第３の方向に前記可動フェルール筐体を変位させる、ネジアクチュエータと
を備える、請求項１３に記載の位置合わせシステム。 - 前記可動フェルール筐体に結合され、且つ前記可動フェルール筐体の前記第３の方向での変位に対抗する第３の１つ又は複数の支持バネを更に備える、請求項１５に記載の位置合わせシステム。
- 前記第１の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第１の作動キーと、
前記第２の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第２の作動キーと、
前記第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの手動移動を促進する第３の作動キーと
を更に備える、請求項１５に記載の位置合わせシステム。 - 前記第１の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第１の駆動モータと、
前記第２の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第２の駆動モータと、
前記第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を促進する第３の駆動モータと
を更に備える、請求項１５に記載の位置合わせシステム。 - 前記第１の変位機構に対応する第１のキャビティであって、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第１の方向での変位を阻止する、第１のキャビティと、
前記第２の変位機構に対応する第２のキャビティであって、前記第１のキャビティは、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第２の方向での変位を阻止する、第２のキャビティと、
前記第３の変位機構に対応する第３のキャビティであって、前記第１のキャビティは、前記第１の変位機構の固定を促進して、前記可動フェルール筐体の前記第３の方向での変位を阻止する、第３のキャビティと
を更に備える、請求項１５に記載の位置合わせシステム。 - 前記第１、第２、及び第３のキャビティは、それぞれエポキシを受けるように構成され、前記エポキシは、前記第１、第２、及び第３のキャビティ内で硬化されると、前記第１、第２、及び第３の変位機構の前記ネジアクチュエータの移動を阻止し、それによって前記可動フェルール筐体の前記第１、第２、及び第３の方向での変位を阻止する、請求項１９に記載の位置合わせシステム。
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