JP2024003644A - マイクロスコープ - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2に記載の手術用顕微鏡は、対物の光学系を回転させたときに接眼側の光学系を連動して水平方向に回転させる像方向補正手段を備えている(特許文献2の図8参照)。
次に、図1A及び図1Bを参照して、本発明の実施形態1に係るマイクロスコープ3を説明する。マイクロスコープ3を説明する前に、まず、マイクロスコープ3を取り付けた診療装置1を説明する。
なお、実施形態1では、図1Aに示すマイクロスコープ3において、撮影部42側を上方向、被写体S側を下方向、第1光路変更手段45側を左方向、第2光路変更手段46側を右方向として説明する。また、以下の説明において、同一の構成のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。
図1Aに示す診療装置1は、マイクロスコープ3と、表示装置9(図1B及び図1C参照)と、を備えた医療機器である。この診療装置1は、術者Mが表示装置9で患部を確認しながら診断するための装置である。
なお、診療装置1は、少なくとも、マイクロスコープ3と、表示装置9(図1B及び図1C参照)と、を備えて、医療の診断及び治療を行う装置であればよく、使用用途、設置場所、構造等は特に限定されない。以下、診療装置1の一例として、マイクロスコープ3を取り付けた歯科用治療ユニット2(図1D参照)によって、口腔内の歯牙等を被写体Sとする場合を例に挙げて説明する。
マイクロスコープ3は、患者P(図1D参照)の患部を観察するための観察光学装置である。マイクロスコープ3は、第1観察光学系4と、第2観察光学系5と、観察位置移動手段7と、観察角度制御手段8と、を有する。実施形態1のマイクロスコープ3は、単眼のデジタルマイクロスコープから成る。
つまり、マイクロスコープ3は、歯科用マイクロスコープに限定されず、歯科以外の医療用観察装置として使用できることはもちろん、物体等を立体体観察したり、側方観察したりするものにも利用可能である。
図1Aに示すように、第1観察光学系4は、患者P(図1D参照)の口腔内の被写体Sを上方から観察する立体観察用の硬性鏡である。第1観察光学系4は、筐体41と、撮影部42と、ズーム手段43と、旋回機構44と、第1光路変更手段45と、第2光路変更手段46と、観察アーム47と、を備えて構成されている。
筐体41は、筐体41の上部側から、被写体Sを撮影するための撮影部42、ズーム手段43を順に収容するための金属製の筒体である。筐体41は、スコープ用スタンド(図示省略)に支持されている。その筐体41の下側には、旋回機構44を介在して観察アーム47が設けられている。
撮影部42は、患者Pの口腔内の被写体Sを撮影するための観察用の撮像手段である。撮影部42は、例えば、CMOSカメラあるいはCCDカメラから成る。撮影部42は、CMOSカメラあるいはCCDカメラの前面に被写体Sの映像を映すように構成されている。撮影部42は、制御装置(図示省略)を介して表示装置9(図1B~図1D参照)に電気的に接続されて、撮影部42の映像が表示装置9に表示されるようになっている。撮影部42は、オートフォーカス機能を有している。
図1Dに示すように、ズーム手段43は、観察位置移動手段7によって第2光路変更手段46を略水平方向(矢印b方向)に移動させて側方観察を可能にした場合、観察位置が遠くなって映像が小さくなるため、観察位置に合わせてズーム拡大させるズーム拡大機構である。つまり、観察位置移動手段7によって第2光路変更手段46を略水平方向(矢印b方向)に移動させた場合は、第1光路変更手段45から被写体Sまでの距離L1に対して、第1光路変更手段45から第2光路変更手段46を介して被写体Sまでの距離L2が遠くなる。ズーム手段43は、その距離L2に合わせてズーム拡大させることで、図1Bに示す立体観察用の表示91aと、図1Cに示す側方観察用の表示91bと、を同じ大きさで表示させることができる。
図1Aに示すように、旋回機構44は、観察アーム47の軸心(光軸O1)上に設けた回転リング441を、光軸O1を中心として略水平に旋回させることで、観察アーム47の向きを適宜な方向に向けるための機構である。このため、旋回機構44は、観察アーム47を術者Mの利き腕に対応した観察位置に旋回させることができる。
なお、図1Eに示すように、観察アーム47が傾斜している場合は、筐体41が傾斜した状態を維持したまま撮影部42と被写体Sを結ぶ直線を軸にして第2観察光学系5の側方観察手段50を旋回可能になっている。
第1光路変更手段45は、被写体Sからの光路Pを直接撮影部42に向かうものと、第2光路変更手段46経由で撮影部42向かうものと、を切り換えるための光路変更手段である。第1光路変更手段45は、視野方向切換回転軸6によって上方映像を撮影可能な状態と、側方映像を撮影可能な状態と、に回動するミラー451から成る。第1光路変更手段45は、視野方向切換回転軸6を中心に回動させることによって、ミラー451を軸心(光軸O1)上から退避させることで、被写体Sからの光を、ズーム手段43を介して撮影部42に真っすぐに進むように開放する。
第2光路変更手段46(光路変更手段)は、被写体Sからの光路Pの方向を変換させるための反射部材である。第2光路変更手段46は、被写体Sからの光の進行方向を第1光路変更手段45(光軸O1)方向に変えるミラーまたはプリズム461から成る。
ミラーまたはプリズム461の軸心部は、観察アーム47内に設けられた基台(図示省略)に回動自在に軸支されている。ミラーまたはプリズム461は、観察角度制御手段8によって回動して傾きを調整できると共に、観察位置移動手段7によって観察アーム47の延在する方向に移動可能に配置されている。
かかる構成によれば、マイクロスコープ3は、ミラーまたはプリズム461を設けたことによって、治療用器具10を避けた位置から側方撮影をすることが可能となる。
観察アーム47は、第1光路変更手段45と、第2光路変更手段46と、視野方向切換回転軸6と、観察位置移動手段7と、観察角度制御手段8と、基台(図示省略)と、を収容したハウジングである。観察アーム47は、軸心(光軸O1)を中心として遠心方向に水平方向に延設されている。観察アーム47内には、第2光路変更手段46と、視野方向切換回転軸6と、観察位置移動手段7と、観察角度制御手段8と、を支持する基台(図示省略)が設けられている。
視野方向切換回転軸6は、撮影部42と被写体Sを結ぶ直線(光軸O1)上に設けられた第1光路変更手段45を、図1Bに示す上方映像の撮影を可能な状態と、図1Cに示す側方映像の撮影を可能な状態と、に切り換える回動切換軸である。図1Aに示すように、視野方向切換回転軸6は、第1光路変更手段45の上端部を介在して基台(図示省略)に設置されている。視野方向切換回転軸6は、被写体Sを上方から観察する際に、第1光路変更手段45を図1Aに仮想線で示す上方観察の略垂直な位置状態に回動させると共に、被写体Sを側方から観察する際に、実線で示す斜めの側方観察の位置状態に回動させる。
また、視野方向切換回転軸6は、被写体Sを側方観察する際に、観察位置移動手段7によって水平移動された第2光路変更手段46の位置に応じて、第1光路変更手段45を軸心(光軸O1)上の図1Aに実線で示す所定の角度に傾けることで、被写体Sの側方映像を撮影できるようにする。
その一例を挙げると、第1光路変更手段45は、例えば、ハーフミラー(ビームスプリッターとも言う)を、図1Aに実線で示す第1光路変更手段45と同じ位置に配置し、絞り機構を、被写体S側と第2光路変更手段46側の光路の途中にそれぞれ設けて、絞りの開放動作によって光路Pの切り換えを行うようにしてもよい。
第2観察光学系5は、立体観察用の硬性鏡であって、後記する側方観察手段50(死角観察手段)の機能を有している。第2観察光学系5は、第1観察光学系4と略同様な構成となっている。つまり、第2観察光学系5は、第1観察光学系4の筐体41、撮影部42、ズーム手段43及び第1光路変更手段45を共有している。そして、第2観察光学系5は、第1観察光学系4によって被写体Sを観察する向きが異なる点で、第1観察光学系4とは相違している。また、第2観察光学系5は、旋回機構44と、第2光路変更手段46と、観察アーム47と、観察位置移動手段7と、観察角度制御手段8と、を具備している。第2観察光学系5の第2光軸O2は、光軸角度θ1,θ2を可変可能に構成されている。
側方観察手段50は、被写体Sを異なる視野方向から観察を可能とする死角観察手段である。
観察位置移動手段7は、第2光路変更手段46を、撮影部42と被写体Sを結ぶ直線(光軸O1)に対して異なる方向に交わる直線に沿って移動させるための装置である。観察位置移動手段7は、ミラーまたはプリズム461を、撮影部42と被写体Sを結ぶ直線に対して略直角方向(略水平方向)に移動させる。
観察角度制御手段8は、対物側の第2光路変更手段46を略水平方向に移動させたときに、観察位置移動手段7によって移動した第2光路変更手段46の移動距離に合わせて第2光路変更手段46を回動させて、第2光路変更手段46の傾き角度(視矢角)を調整するための装置である。換言すると、観察角度制御手段8は、ミラーまたはプリズム461を、観察位置移動手段7によって移動した観察位置の移動距離に合わせて回動させて、ミラーまたはプリズム461の傾き角度を調整する。観察角度制御手段8は、ミラーまたはプリズム461の中央部に設けた回動軸を手動的または電動的に回動させる装置から成る。観察角度制御手段8の回動軸は、基台(図示省略)に水平方向に移動可能に設けられている。
図1Aに示す治療用器具10は、例えば、歯科診療に使用する歯科用治療器具であって、その種類等は、特に限定されない。治療用器具10は、例えば、プローブ、スケーラー、シリンジ、バキューム、超音波スケーラー等の歯科用診療器具や、根管治療用ファイル等の手用切削器具や、歯科用タービン、歯科用モータ、歯科用コントラアングル等の機械切削器具である。
図1B及び図1Cに示すように、表示装置9は、例えば、独立表示形態のモニタから成る。表示装置9は、撮影部42によって撮影した図1Bに示す上方映像と、撮影部42によって撮影した図1Cに示す側方映像と、を二つに分けて表示することが可能である。表示装置9は、不図示の歯科用治療ユニットの支柱21(図2B参照)等に回動可能に設置されている。
図1Dに示すように、歯科用治療ユニット2は、例えば、診療椅子23と、診療台(図示省略)と、診療台(図示省略)等に立設された支柱21(図2B参照)と、支柱21(図2B参照)等に取り付けられたアーム22と、支柱21(図2B参照)に設けた表示装置9と、を有する。歯科用治療ユニット2は、アーム22を有するものであればよく、型式、種類等は特に限定されない。
診療椅子23は、患者Pが診療時に着座する医療用椅子である。
支柱21(図2B参照)は、アーム22の基端部を回転可能に支持する柱部材である。支柱21は、例えば、円筒形状の金属製部材によって形成されている。支柱21(図2B参照)の上下方向の中央部には、表示装置9が設置されている。支柱21(図2B参照)の上部には、アーム22の基端部が回動可能に設置されている。
アーム22は、マイクロスコープ3を被写体Sに対して所望の位置に移動保持可能に支持する部材である。アーム22は、支柱21(図2B参照)からマイクロスコープ3に延びて配置されて、所定以上の力(予め設定された回転方向の任意の力)を移動方向に加えることで、マイクロスコープ3を上下前後左右方向に移動可能に弾性支持する支持力を有するバランスアームから成る。アーム22の先端部には、マイクロスコープ3を固定するための取付金具(図示省略)が軸回り方向に回動可能に設けられている。
次に、図1A~図1Dを参照しながら本発明の実施形態1に係るマイクロスコープ3の作用を、患者Pの口腔内の歯牙を被写体Sとして撮影する場合を例に挙げて説明する。
また、本発明は、観察位置移動手段7と観察角度制御手段8と、を具備していることで、治療用器具10に遮られて死角になっていた観察不可能な部位を側方から観察可能することができるマイクロスコープ3を提供することができる。
また、本発明は、観察位置移動手段7と観察角度制御手段8と、を具備していることで、治療用器具10に遮られて死角になっていた観察不可能な部位を側方から観察可能することができるマイクロスコープ3を提供することができる。
なお、本発明は、前記実施形態1に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
術者Mは、裸眼により直接観察光学系を覗いてもよいし、一方側撮影部42Aa及び他方側撮影部42Abの映像を表示装置9の表示画面91に映して、映し出された画像を視てもよいし、それら両方を併用してもよい。
このように、偏光フィルタ吸収軸d,eを互いに直交して重ねた場合、光は遮断される。偏光フィルタ吸収軸d,eが互いに平行な場合、光は透過する。
図3Aは、本発明の実施形態3に係るマイクロスコープ3Bを示す説明図である。図3Bは、本発明の実施形態3に係るマイクロスコープ3Bと表示装置9Bの設置状態を示す説明図である。図3Cは、本発明の実施形態3に係るマイクロスコープ3Bを示す図で、上方観察時及び側方観察時の表示装置9Bの画像の表示状態を示す説明図である。
なお、ズーム手段43Bは、この光学系のズーム手段43Bに変えて、他方側ズーム光学系432Bを、デジタル倍率を変えるようにしてもよい。
かかる構成によれば、マイクロスコープ3Bは、他方側第2光路変更手段462Bを設けたことによって、治療用器具10を避けた位置から側方撮影をすることが可能となる。
なお、複合表示は、例えば、表示装置9Bに2画面を左右に分けて表示する。複合表示の場合は、左右画面に視差の異なる2映像を表示して立体に見る場合と、左右の画面に上方からの映像と側方からの映像を同時に表示して観察する場合とがある。
図4Aは、本発明の実施形態4に係るマイクロスコープ3Cを示す説明図である。図4Bは、本発明の実施形態4に係るマイクロスコープ3Cを示す図で、上方観察時及び側方観察時の表示装置9Cの画像の表示状態を示す説明図である。
図5Aは、本発明の実施形態5に係るマイクロスコープ3Dを示す説明図である。図5Bは、ツマミロック時の図5AのVB-VB拡大概略断面図である。図5Cは、矢視位置設定時の図5AのVB-VB拡大概略断面図である。
観察アーム47Dには、前後の側面中央に形成されて、左右方向に延設された長孔から成る回動軸挿入孔47Da,47Dbと、底面に形成された開口部47Dcと、が形成されている。
なお、観察アーム47Dの回動軸挿入孔47Daの近傍には、回動軸挿入孔47Da沿ってツマミ4D1,4D2の移動距離を示す目盛を付設してもよい。
なお、ツマミ4D1または、ツマミ4D1が対向する観察アーム47Dには、ツマミ4D1の回転角度を示す目盛を付設してもよい。
ばね部材SP1は、ツマミ4D1,4D2、回動軸4D1a,4D2a、及び、他方側第2光路変更手段462Bを後方向に付勢させて、摩擦板4D3を観察アーム47Dの外壁に押し付けで固定させるための弾性体である。ばね部材SP1は、回動軸4D2aに遊嵌されて、座金4D4とツマミ4D2との間に介在された圧縮コイルばねから成る。
図6は、本発明の実施形態6に係るマイクロスコープ3Eを示す説明図である。
ピニオン4E2は、観察アーム47E内に観察アーム47Eの延在する方向(矢印j方向)に移動可能に配置された基台(図示省略)に回転自在に軸支されて、ラック4E1に噛合して回転することで、ラック4E1に沿って移動する。ピニオン4E2には、第1歯車4E3が噛合している。
図7は、本発明の実施形態7に係るマイクロスコープ3Fを示す説明図である。
図8は、本発明の実施形態8に係るマイクロスコープ3Gを示す説明図である。
また、被写体Sからの光路P上の第2光路変更手段46Bの他方側第2光路変更手段462Bと、第1光路変更手段45Bの他方側第1光路変更手段452Bとの間には、光路長L1,L2(図1D参照)の変化に合わせてピントを調節するピント光学系48Gを設ける。
このようにしても、マイクロスコープ3Gは、物体等(被写体S)を立体体観察したり、側方観察したりすることができる。
前記実施形態1では、図1Aに示すように、第2観察光学系5が側方観察手段50(死角観察手段)を具備している場合を説明したが、側方観察手段50は、第1観察光学系4に備えたものであってもよい。
例えば、マイクロスコープ3Aを保持したアーム22は、スタンドに設けたスタンドアームや、歯科診療室の天井面に設置した天井面設置型アームや、歯科診療室の床面に設置した床面設置型アームや、歯科診用テーブル等のテーブル上に配置した卓上設置型アーム等であってもよい。
このように構成しても、撮影部42Bは、一方側第1光路変更手段451Bと、他方側第1光路変更手段452Bとに二分割して構成した分の視差を得ることができるので、奥行のある立体観察をすることが可能となる。
3,3A,3B,3C,3D,3E,3F,3G マイクロスコープ
4,4A,4B,4C,4D,4E,4F,4G 第1観察光学系
4D1 ツマミ
4D1a 回動軸
4D3 摩擦板
4E1 ラック
4E2 ピニオン
4E3 第1歯車(歯車)
4E4 第2歯車(歯車)
4E5 第3歯車(歯車)
5 第2観察光学系
6 視野方向切換回転軸
7,7D,7E,7F 観察位置移動手段
8,8D,8E,8F 観察角度制御手段
9,9B,9C 表示装置
10 治療用器具
42,42A,42B 撮影部
43 ズーム手段
431 ズーム光学系
44 旋回機構
441 回転リング
45 第1光路変更手段
46,46A,46B 第2光路変更手段(光路変更手段)
47,47D,47E 観察アーム
47Da 回動軸挿入孔
461 ミラーまたはプリズム
461B 一方側第2光路変更手段
462B 他方側第2光路変更手段
462Ba 回転軸
L1,L2 光路長
MT1 第1モータ
MT2 第2モータ
O1 光軸(撮影部と被写体を結ぶ直線)
O2 光軸
P 光路
S 被写体
SP1 ばね部材
θ1,θ2 視差光軸角度(光路変更手段の角度)
Claims (12)
- 被写体を観察する第1観察光学系と、
当該第1観察光学系によって前記被写体を観察する向きが異なり、前記第1観察光学系の撮影部を共有する第2観察光学系と、を備えたマイクロスコープであって、
前記第2観察光学系は、
前記被写体からの光路Pの方向を変換させる光路変更手段と、
前記光路変更手段を、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して異なる方向に移動させるための観察位置移動手段と、
前記光路変更手段の移動に伴って、前記光路変更手段の角度を制御する観察角度制御手段と、
を具備する、
マイクロスコープ。 - 被写体を観察する第1観察光学系と、
当該第1観察光学系によって前記被写体を観察する向きが異なり、前記第1観察光学系の撮影部を共有する第2観察光学系と、を備えたマイクロスコープであって、
前記第2観察光学系は、
前記被写体からの光路を第1光路変更手段の方向に変換させる第2光路変更手段と、
前記第2光路変更手段を、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して異なる方向に移動させるための観察位置移動手段と、
前記第2光路変更手段の移動に伴って前記第2光路変更手段の角度を制御する観察角度制御手段と、
を具備する、
マイクロスコープ。 - 前記撮影部を2分割して立体観察を可能にした
請求項1または請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記観察位置移動手段の移動によって得られる前記被写体の映像の大きさを調整するためのズーム手段を具備した、
請求項1または請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記観察位置移動手段は、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線を軸にして水平に旋回可能な旋回機構を具備した、
請求項1または請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記撮影部と前記被写体とを結ぶ直線上に設けられた前記第1光路変更手段を直線方向の撮影の邪魔にならない位置に退避可能な観察位置移動手段を具備した、
請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記異なる方向とは、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して60度から95度の範囲の任意な角度の方向である、
請求項1または請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記第2光路変更手段は、ミラーまたはプリズムから成り、
前記観察位置移動手段は、前記ミラーまたはプリズムを、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して略直角方向に移動させ、
前記観察角度制御手段は、前記ミラーまたはプリズムを、前記観察位置移動手段によって移動した距離に合わせて回動させて傾き角度を調整する、
請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記第2光路変更手段は、ミラーまたはプリズムによって構成され、
前記観察位置移動手段は、前記第2光路変更手段を収容した観察アームと、
前記観察アームの側面に形成されて、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して異なる方向に延設された回動軸挿入孔と、
前記第2光路変更手段に連結された回動軸と、
前記回動軸に設けられて前記回動軸挿入孔に沿って移動可能なツマミと、を備え、
前記観察角度制御手段は、前記ツマミを回動させることで、前記第2光路変更手段を、前記観察位置移動手段によって移動した距離に合わせて回動させて傾き角度を調整する、
請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記観察角度制御手段は、前記ツマミを引いて前記第2光路変更手段を任意の位置に移動して、前記ツマミを回動させて反射角度を決めた際に、前記ツマミをロックするためのばね部材と摩擦板とを有している、
請求項9に記載のマイクロスコープ。 - 前記第2光路変更手段は、ミラーまたはプリズムによって構成され、
前記観察位置移動手段は、前記第2光路変更手段を、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して略直角方向に移動させ、
前記観察角度制御手段は、前記第2光路変更手段を収容した観察アームと、
前記観察アーム内に設けられて、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して異なる方向に延設されたラックと、
前記観察アーム内に、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して略直角方向に移動可能に配置された基台と、
前記基台に回転自在に軸支されて、前記ラックに噛合して回転することで、前記ラックに沿って移動するピニオンと、
前記ピニオンに噛合して、前記第2光路変更手段の回転軸を中心として回転させると共に、前記基台と共に前記ラックに沿って移動可能な歯車を備えた、
請求項2に記載のマイクロスコープ。 - 前記第2光路変更手段は、ミラーまたはプリズムによって構成され、
前記観察位置移動手段は、前記第2光路変更手段を、前記撮影部と前記被写体を結ぶ直線に対して略直角方向に移動させるための第1モータを備え、
前記観察角度制御手段は、前記第2光路変更手段を、前記観察位置移動手段によって移動した距離に合わせて回動させて傾き角度を調整するための第2モータを備えた、
請求項2に記載のマイクロスコープ。
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JP (1) | JP7462337B2 (ja) |
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2022
- 2022-06-27 JP JP2022102927A patent/JP7462337B2/ja active Active
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