JP3597896B2 - 手術顕微鏡用の切替可能な照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置に関し、特に少なくとも１つの光源と、集光レンズ系と、照明視野絞りと、光学的転向要素と、別のレンズと主対物レンズとを有し、照明視野絞りが転向要素とレンズを介して対象面に結像される形式の照明装置に関する。「手術」の語は診断・検査も当然含む。
【０００２】
【従来の技術】
眼外科で手術顕微鏡を使用する際、とくに白内障摘出の際には、照明軸と顕微鏡の観察軸との角度をできるだけ小さく保持すべきである。この照明形式の利点は、眼にたいして垂直に注ぐ光線が網膜により分散して反射され、これにより眼の水晶体嚢（Ｌｉｎｓｅｎｋａｐｓｅｌ）が赤い透過光に現れるという利点がある。この作用は「赤色反射」とも称される。この赤色反射の質が、白内障摘出では重要な意味を持つ。この手術の際には、水晶体の除去の後に眼の全組織残余物を除去しなければならない。このことは、この組織残余物を光学的に十分にコントラストを強くして示すことによって初めて達成される。
【０００３】
しかし手術の経過中には赤色反射表示だけが必要なのではなく、もちろん従来の照明、有利にはケーラー法による照明も、手術域を照明するために保証されなければならない。
【０００４】
ドイツ連邦共和国実用新案第ＤＥ９２１７５１７Ｕ１号明細書には、照明装置を有する手術顕微鏡が記載されており、この照明装置によって水晶体嚢の赤色反射表示を行うことができる。場合により存在する患者の異常視ないし失透度（Ｆｅｈｌｓｉｃｈｔｉｇｋｅｉｔ）に依存してコントラストを増大するために、患者に適合された付加的レンズが主対物レンズと患者の眼の近傍との間で光路に挿入旋回される。この刊行物に記載された照明装置には次のような欠点がある。すなわち、付加的なレンズを手術箇所と主対物レンズとの間に挿入旋回することによって手術空間が小さくなり、ひいては術者の運動自由性が阻害されるのである。また複雑な機械的構造のため、手術域の照明と赤色反射を最適に形成するための照明とを迅速かつ簡単に切替ることができない。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許公開第ＤＥ４０２８６０５Ａ１号公報から、手術顕微鏡用の赤色反射照明装置が公知である。ここで赤色反射は次のようにして得られる。すなわち、特別に構成された転向要素を介して照明ビーム束から所定の軸近傍の照明ビームだけが主対物レンズ方向へ反射されるようにして得られる。照明ビームをこのように絞ることによってこの装置では大きな照明損失の生じることを覚悟しなければならない。
【０００６】
米国特許第４６５７３５７号明細書から、手術顕微鏡用の照明装置が公知である。この照明装置では、照明ビームがプリズムを介して軸近傍において主対物レンズを通るように案内される。しかしそのためには主対物レンズに面倒でコストのかかる切欠部を設けなければならない。
【０００７】
眼外科用の公知の手術顕微鏡では、照明ビーム束と観察ビーム束とが交叉する場合、瞳孔が観察ビーム路に赤く現れる。しかし赤色反射の観察は、一面で瞳孔以外での対象（Ｏｂｊｅｋｔ）の明るさと、他面で患者網膜におけるランプフィラメント像の妨害となる反射とによって困難になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、手術顕微鏡の照明装置において簡単な手段により、ケーラー法による照明も最適な赤色反射照明も、または２つの照明の組合せも実現できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、切替手段が照明ビーム路に設けられており、当該切替手段は光源のランプフィラメントを観察すべき患者眼の対象面に結像するように構成して解決される。即ち、
本発明の第１の視点において、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置であって、少なくとも１つの光源と、集光レンズ系と、照明視野絞りと、光学的転向要素と、別のレンズと主対物レンズとを有し、照明視野絞りが転向要素と別のレンズと主対物レンズを介して観察対象眼の対象面に結像される形式の照明装置が提供される。この照明装置において、切替手段が照明ビーム路に設けられており、当該切替手段は光源のランプフィラメントを主対物レンズを介して観察対象眼の対象面に結像する、ことを特徴とする（基本構成１）。
更に、本発明の第２の視点において、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置であって、光源と、付加的光源と、集光レンズ系と、照明視野絞りと、光学的転向要素と、別のレンズと主対物レンズとを有し、照明視野絞りが転向要素と別のレンズと主対物レンズを介して観察対象眼の対象面に結像される形式の照明装置が提供される。この照明装置において、光学的転向要素の１つはビームスプリッタとして構成されており、付加的光源は、照明視野絞りにたいして共役の面に配置されており、切替手段が照明ビーム路に設けられており、当該切替手段は付加的光源のランプフィラメントを主対物レンズを介して観察対象眼の対象面に結像し、切替の際、電気的手段により付加的光源が作動され、光源が非作動とされるか、又は付加的光源も光源も同時に作動されるよう構成されていることを特徴とする（基本構成２）。
【００１０】
なお、請求の範囲に付記した図面参照符号は理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図はしない。
【００１１】
本発明の有利な展開態様は従属請求項に記載されている。
【００１２】
【作用】
実験によって、照明視野絞りないしその共役面を観察すべき対象面（Ｏｂｊｅｋｔｉｖｅｂｅｎｅ）に結像するのではなく、光源のランプフィラメント像を結像すると最適の赤色反射が得られることが判明した。
【００１３】
さらにこの固有の構成によって、ランプフィラメントの像が眼の網膜に形成されず、したがってこの種の手術の際の網膜の特有の負荷が最小になる。
【００１４】
【展開態様】
以下に本発明の展開態様を概説する。
【００１５】
（態様１）
切替手段はスライダを有し、該スライダには集光レンズ系と、照明視野絞りと、付加的光源とが配置されており、切替の際、集光レンズ系と照明視野絞りが照明ビーム路から外され、付加的光源が照明視野絞りの領域に挿入される構成により、機械的に簡単な切替が達成される。
【００１６】
（態様２、３）
態様１に代り、光学的切替機構を用いることもでき、そのため切替手段は、集光レンズ系と凹又は凸レンズが配置されたスライダを有し、切替の際、集光レンズ系が凹又は凸レンズと交換されるよう構成してもよい。
【００１７】
（態様４）
光学的転向要素の１つはビームスプリッタとして構成されており、付加的光源（２２）は、照明視野絞りにたいして共役の面に配置されており、切替の際、電気的手段（２５）により付加的光源（２２）が作動され、光源が非作動とされるよう構成することにより、機械的ないし光学的切替機構を用いずに切替を行うことができる。
【００１８】
（態様５）
光学的転向要素の１つはビームスプリッタとして構成されており、前記照明ビーム路には、集光レンズ系を基準にして光源に対向する側に付加的集光器が設けられており、当該付加的集光器に光導波体の一端が後置されており、光導波体の他端部は、照明視野絞りにたいして共役の面に配置されており、切替のために集光レンズ系と該付加的集光器との間に、それぞれ照明ビーム路に挿入可能な（例えば乳白色ないし半透明の）光ストッパを設ける構成としてもよい。
【００１９】
（態様６）
光学的転向要素の１つはビームスプリッタとして構成されており、光源は顕微鏡外の別個のケーシングに配置されており、照明ビーム路には、光源にそれぞれ対向してそれぞれ１つの光導波体が設けられており、当該光導波体の一方は前記集光レンズ系を照明し、他方の光導波体は照明視野絞りにたいして共役な面に終端し、切替のために、前記照明ビーム路に挿入可能なそれぞれ１つの光ストッパを設けるよう構成することもできる。
【００２０】
（態様７）
切替手段は、照明視野絞りも光源のランプフィラメントも、転向要素と前記レンズを介し主対物レンズによって観察者眼の対象面（８）に結像されるように構成することもできる。
【００２１】
（態様８）
態様７において、照明ビーム路には集光レンズ系とビームスプリッタとの間に、通過する光強度を低減するフィルタを配置することも所定の照明のコントラストを与えるため好ましい。
【００２２】
（態様９）
光源の電気回路にはポテンシオメータが設けられており、該ポテンシオメータを介してランプ電圧および所属の光源の明るさが相互に依存しないで調整されるようにすることが各別の照明方式の明るさを各別に調節できるので有利である。
【００２３】
【実施例】
本発明の手術顕微鏡用切替可能照明装置の実施例について、以下図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】
図１は、公知の顕微鏡の照明ビーム路１９を通る断面図である。この顕微鏡では、光源１の光が集光レンズ系２、照明視野絞り３、反転プリズム（転向要素）６、別のレンズ５および主対物レンズ７を有する光学系を介して対象面８に導かれる。図示のビーム路１９はケーラーの照明ビーム路として構成されている。ここで照明視野絞り３は、後置された光学系５、７により対象面８に結像される。観察ビーム路１３を介し対象物ないし対象面を詳細には図示しない顕微鏡を用いて明るい像として観察することができる。
【００２５】
観察ビームは対象面８を通って眼の網膜にも達し、散乱および反射によって通常は比較的弱く、しばしば不均質に発光する赤色反射を形成する。
【００２６】
すでに述べたように、観察ビーム路１３と照明ビーム路１９との角度（α）によって赤色反射の強さが制御される。
【００２７】
図２は、図１の照明ビーム路１９の概念的平面図である。照明視野絞り３は立体照明を形成するため、ビームスプリッタ９、照明ビーム路１９に配置されたフィルタ４、金属酸化物蒸着ミラー１０、レンズ５および反転プリズム６を介して主対物レンズ７により対象面８に結像される。これによりフィラメント像２０’が眼の網膜に発生し、これの反射が立体観察ビーム路１３と１４で可視となって現れる。この反射および前記の欠点を回避するため、この実施例では集光レンズ系２と照明視野絞り３がスライダ２１に配置されている。このスライダの第２の切替位置には別の光源２２が設けられている。この光源２２は照明ビーム路１９へ照明視野絞り３の箇所で切替挿入することができ、光源１はスイッチオフされる。この構成では次いで光源２２のランプフィラメントが対象面８に結像される。これによりシャープな反射像が網膜に発生することがない。均質な照明が得られるので網膜の特有の妨害は低減される。光源１のランプフィラメント２０の対象面８への結像によってさらに、瞳孔外の対象が照明されなくなる。これにより赤色反射のコントラストが高まる。
【００２８】
図３は、スライダ２１に集光レンズ系２と、別の切替位置に凹レンズ２３が配置された実施例を示す。光源１と照明視野絞り３が固定されている場合にはランプフィラメントの結像位置は図２についての場合と変わらない。
【００２９】
図４は図２と同様な照明構成を示すが、但し、ここでは集光レンズ系２に、スライダ２１に配置された、フィラメント像を移動するための凸レンズ２４を補充して切替をすることができる。
【００３０】
図５では、付加的な光源２２が照明視野絞り３に対して共役の面１７に配置されている。この付加的光源２２の光はビームスプリッタ（転向要素）９を介して照明ビーム路１９に挿入される。切替のため光源１と２２はスイッチ２５と電気的に接続している。これにより選択的に光源１ないし２２を作動することができる。このスイッチ２５はもちろん、光源１と２２が両方とも作動されるように構成することもできる。この形式の混合照明には、赤色反射が改善される他に眼の瞳孔周辺の照明が行われるという利点がある。この混合照明形式の場合は、光源１の照明強度を低減すると有利であり、これは例えば、グレーフィルタ１８を照明ビーム路１９のこの部分に挿入することによって行われる。
【００３１】
電気切替回路にはポテンシオメータ１１、１２を設けることもできる。このポテンシオメータは夫々相応してランプ電圧、ひいては光源の明るさを調整する。
【００３２】
付加的光源２２を有するこの構成の利点は、切替のために機械的ないし光学的変更を行わないことである。ランプフィラメント２０を対象面８に結像することによって、照明軸と観察軸との角度を赤色反射照明の際にできるだけ小さくすることができ、ケーラー法による照明の際には対象をさらに良好に立体知覚するために比較的に大きな角度が実現される。
【００３３】
図６は、光源１に後置された別の集光器１５と光導波体１６を有する本発明の実施例を示す。光導波体１６の光入射面（一端）は集光器１５に向いており、光出射面（他端）は照明視野絞り３に対してビームスプリッタに関し共役の面１７に配置されている。照明条件を選択的に切替るため、照明ビーム路１９にスライド可能な２つの光ストッパ２６が設けられている。光導波体１６を使用する場合には、適切な直径ないし光出射面構造を選択することによって光点の大きさを眼に相応に適合することができる。
【００３４】
図７は図６と同様の実施例を示すが、この実施例では外部の別個のケーシング２７中央に光源１が配置されている。ケーシング２７のそれぞれ対向する側には各別の光導波体１６が配置されている。ランプケーシング２７と各光導波体１６の光入射面との間には、光ストッパ２６が照明環境の切替または組合わせのために設けられている。
【００３５】
赤色反射照明もケーラー法による照明も同時に実現する（混合照明とする）ために、図５および図６の実施例ですでに説明したように、光ストッパ２６を部分的にビーム路に挿入することができ（これは乳白色ないし半透明の光ストッパとすることでも達成される）、これにより両方の照明環境の強度を相応に調整することができる。
【００３６】
本発明はもちろん、前記の実施例に制限されるものではない。明細書に記載された切替装置に電動手段を設けることも本発明の枠内である。電気スイッチを、選択的切替の他に２つの光源の同時駆動を可能にするように構成することも考えられる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の基本構成（請求項１）により、手術顕微鏡の照明装置に簡単な切替手段を設け、勘案すべき対象面に光源のランプフィラメント像を結像するよう切替ることによってケーラー法による照明も最適な赤色反射照明も実現できる。また、切替手段の選択により２つの照明の組合せも容易に実現できる（請求項６、７）。
【００３８】
本発明の有利な展開態様を示す各従属請求項に対し、本発明の基本構成は、その実現のための前提条件を与える点でも大きな意義がある。各従属項の付加的効果・利点は、実施例を含めた詳細な説明から明らかであり、再述は省く。
【図面の簡単な説明】
【図１】照明ビーム路の断面図である。
【図２】スライダに配置された付加的光源を有する実施例の照明ビーム路の概念図（略平面図）である。
【図３】光源の代わりに凹レンズを有する図２の実施例の概略図である。
【図４】スライダに配置された凸レンズを有する別の実施例の概略図である。
【図５】付加的な光源を有する実施例の概略図である。
【図６】光導波体と共通の光源を有する実施例の概略図である。
【図７】外部に配置された光源を有する実施例の概略図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 集光レンズ系
３ 照明視野絞り
４ フィルタ
５ レンズ
６ 反転プリズム
７ 主対物レンズ
８ 対象面
９ ビームスプリッタ
１０ 金属酸化物蒸着ミラー
１１、１２ ポテンシオメータ
１３、１４ 観察ビーム路
１５ 集光器
１６ 光導波体
１７ ３に対する共役面
１８ フィルタ
１９ 照明ビーム路
２０ ランプフィラメント
２０’ フィラメント像
２１ スライダ
２２ 付加的光源
２３ 凹レンズ
２４ 凸レンズ
２５ スイッチ
２６ 光ストッパ
２７ 別個のランプケーシング

Claims (12)

1. 眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置であって、
   少なくとも１つの光源（１）と、集光レンズ系（２）と、照明視野絞り（３）と、光学的転向要素（６、９、１０）と、別のレンズ（５）と主対物レンズ（７）とを有し、
   照明視野絞り（３）が転向要素（６、９、１０）と別のレンズ（５）と主対物レンズ（７）を介して観察対象眼の対象面（８）に結像される形式の照明装置において、
   切替手段が照明ビーム路（１９）に設けられており、
   当該切替手段は光源（１；２２）のランプフィラメントを主対物レンズ（７）を介して観察対象眼の対象面（８）に結像する、
   ことを特徴とする、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
2. 前記切替手段はスライダ（２１）を有し、
   該スライダには集光レンズ系（２）と、照明視野絞り（３）と、付加的光源（２２）とが配置されており、
   切替の際、集光レンズ系（２）と照明視野絞り（３）が照明ビーム路（１９）から外され、付加的光源（２２）が照明視野絞り（３）の領域に挿入される、請求項１記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
3. 前記切替手段は、集光レンズ系（２）と凹レンズ（２３）が配置されたスライダ（２１）を有し、
   切替の際、集光レンズ系（２）が凹レンズ（２３）と交換される、請求項１記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
4. 前記切替可能な手段は、凸レンズ（２４）の配置されたスライダ（２１）を有し、
   切替の際、前記凸レンズ（２４）は集光レンズ系（２）と照明視野絞り（３）との間で照明ビーム路（１９）に挿入される、請求項１記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
5. 光学的転向要素の１つはビームスプリッタ（９）として構成されており、
   付加的光源（２２）は、照明視野絞り（３）にたいして共役の面（１７）に配置されており、
   切替の際、電気的手段（２５）により付加的光源（２２）が作動され、光源（１）が非作動とされる、請求項１から４までのいずれか１項記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
6. 光学的転向要素の１つはビームスプリッタ（９）として構成されており、
   前記照明ビーム路（１９）には、集光レンズ系（２）を基準にして光源（１）に対向する側に付加的集光器（１５）が設けられており、
   当該付加的集光器（１５）に光導波体（１６）の一端が後置されており、
   光導波体（１６）の他端部は、照明視野絞り（３）にたいして共役の面（１７）に配置されており、
   切替のために集光レンズ系（２）と該付加的集光器（１５）との間に、それぞれ照明ビーム路（１９）に挿入可能な光ストッパ（２６）が設けられている、請求項１記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
7. 前記光学的転向要素の１つはビームスプリッタ（９）として構成されており、
   光源（１）は顕微鏡外の別個のケーシング（２７）に配置されており、
   照明ビーム路（１９）には、光源（１）にそれぞれ対向してそれぞれ１つの光導波体（１６）が設けられており、
   当該光導波体の一方は前記集光レンズ系（２）を照明し、他方の光導波体（１６）は照明視野絞り（３）にたいして共役な面（１７）に終端し、
   切替のために、前記照明ビーム路（１９）に挿入可能なそれぞれ１つの光ストッパ（２６）が設けられている、請求項１記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
8. 前記切替手段は、照明視野絞り（３）も光源（１；２２）のランプフィラメントも、前記転向要素（６、９、１０）と前記レンズ（５）を介し主対物レンズ（７）によって観察対象眼の対象面（８）に結像されるように構成されている、請求項１に記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
9. 照明ビーム路（１９）には集光レンズ系（２）とビームスプリッタ（９）との間に、通過する光強度を低減するフィルタ（１８）が配置されている、請求項８記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
10. 眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置であって、
    光源（１）と、付加的光源（２２）と、集光レンズ系（２）と、照明視野絞り（３）と、光学的転向要素（６、９、１０）と、別のレンズ（５）と主対物レンズ（７）とを有し、
    照明視野絞り（３）が転向要素（６、９、１０）と別のレンズ（５）と主対物レンズ（７）を介して観察対象眼の対象面（８）に結像される形式の照明装置において、
    光学的転向要素の１つはビームスプリッタ（９）として構成されており、
    付加的光源（２２）は、照明視野絞り（３）にたいして共役の面（１７）に配置されており、
    切替手段が照明ビーム路（１９）に設けられており、
    当該切替手段は付加的光源（２２）のランプフィラメントを主対物レンズ（７）を介して観察対象眼の対象面（８）に結像し、
    切替の際、電気的手段（２５）により付加的光源（２２）が作動され、光源（１）が非作動とされるか、又は付加的光源（２２）も光源（１）も同時に作動されるよう構成されている、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
11. 照明ビーム路（１９）には集光レンズ系（２）とビームスプリッタ（９）との間に、通過する光強度を低減するフィルタ（１８）が配置されている、請求項１０記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。
12. 光源（１；２２）の電気回路にはポテンシオメータ（１１；１２）が設けられており、該ポテンシオメータを介してランプ電圧および所属の光源（１；２２）の明るさが相互に依存しないで調整される、請求項１０記載の、眼外科での手術顕微鏡用の切替可能な照明装置。

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