JP4225802B2 - 光学観察装置用の照明差込入射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主観察者光路と補助観察者光路とを有するとりわけステレオ手術用顕微鏡等の光学観察装置（特にそのための照明差込入射装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２つ乃至４つの観察者チャネル（ポート）を有する手術用顕微鏡に対する公知の照明装置（ＥＰ−Ａ１−６６１０２０、ＤＥ−Ａ１−４３３１６３５及びＤＥ−Ａ１−１９６５０７７３参照）では、照明光ビームを観察者光路へ差込入射する２つの偏向素子が使用されている。これらの偏向素子は、主観察者光路に対して対称に配置されており、これにより補助観察者光路に非対称性が発生する（例えばＤＥ−Ａ１−４３３１６３５の図２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
ＥＰ−Ａ１−６６１０２０
【特許文献２】
ＤＥ−Ａ１−４３３１６３５
【特許文献３】
ＤＥ−Ａ１−１９６５０７７３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の照明装置は、実用上、赤色反射に関し以下の欠点を有する：
ａ） 本来的に同じものを見るべき主観察者と補助観察者とが、異なる赤色反射を観察してしまう。
ｂ） 照明ミラーが片側にだけ配設されているため、患者眼が眼窩内で「回転（Verrollen）」した場合、上記二人の観察者が見る赤色反射は、変化してしまう。
【０００５】
それゆえ、本発明の課題は、補助観察者が常に主観察者と同じ赤色反射を見ることができるように、（複数の）観察者光路へ差込入射する照明差込入射装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の一視点によれば、対物レンズの主光軸の周りに配された主観察者光路（一対）と補助観察者光路（一対）を有する光学観察装置が提供される。この光学観察装置は、
作動状態において、第１の軸を有する少なくとも１つの照明光ビームが形成されると共に、該照明光ビームは、主対物レンズの光軸への直交方向に延在する対称軸に対して対称的に及び／又は主対物レンズの光軸に対して対称的に配される偏向素子によって、対応する軸を有する２つの差込入射照明光ビームに分割され、
前記第１の軸を有する照明光ビームは、主観察者光路と補助観察者光路とに同時に差込入射され、
前記第１の軸を有する照明光ビームの進行方向で見て最初（第１）の偏向素子は、部分透過性及び／又は部分的に完全反射性の偏向素子として構成され、かつ
前記第１の軸を有する照明光ビームの進行方向で見て前記最初（第１）の偏向素子に後続する他方（第２）の偏向素子は、完全反射性の偏向素子として構成されること
を特徴とする。
本発明の一形態において、主観察者光路と補助観察者光路とを有する、とりわけステレオ手術用顕微鏡等の光学観察装置のための照明差込入射装置が提供される。この照明差込入射装置においては、作動状態において、対応する軸を有する２つの照明光ビームが形成されると共に、該２つの照明光ビームは、それぞれ、主対物レンズの光軸に対して対称的に配される偏向素子によって、対応する軸を有する２つの照明差込入射光ビームに更に分割され、照明光は、主観察者光路と補助観察者光路とに同時に差込入射され、前記４つの偏向素子は、前記主対物レンズの光軸に対し十字状（kreuzweise）に配置され、最初の（前置の）２つの偏向素子は、部分透過性及び／又は部分的に完全反射性の偏向素子として構成され、光推移に関し前記最初の（前置の）２つの偏向素子にそれぞれ後続する他方の（後置の）２つ偏向素子は、完全反射性の偏向素子として構成される（形態１）。
さらに、本発明の第２の視点において、第２の軸を有する第２の照明光ビーム並びに第３の偏向素子及び第４の偏向素子が配設され、
前記第１〜第４の偏向素子は、前記主対物レンズの光軸に対し十字状に配置され、
前記第３の偏向素子は、前記第２の軸を有する照明光ビームの進行方向で見て第４の偏向素子に前置され
前記第３の偏向素子は部分透過性及び／又は部分的に完全反射性の偏向素子として構成され、
前記第４の偏向素子は、完全反射性の偏向素子として構成される、
ことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を示すが、それらは従属請求項の対象でもあり得る。
（２） 上記の照明差込入射装置において、前記照明光ビームの２つの軸は、前記主対物レンズの光軸上の一点において交わる（交差する）こと（前記照明光ビームの２つの軸の交点は、前記主対物レンズの光軸上に位置すること）ができる（形態２）。
（３） 上記の照明差込入射装置において、照明光の差込入射は、前記照明光ビームの２つの軸の一方を介してのみ行われることができる（形態３）。
（４） 上記の照明差込入射装置において、照明光の差込入射は、照明光ビームの平行な２つの軸を介して行われると共に、２つの偏向素子は、完全反射性に構成されることができる（形態４）。
（５） 上記の照明差込入射装置において、前記照明光ビームの前記最初の２つの偏向素子は、部分透過性の偏向ミラー又は偏向プリズムとして構成され、前記他方の２つの偏向素子は、完全反射性の偏向ミラー又は偏向プリズムとして構成され、及び前記各偏向素子を選択的に遮光するよう、シャッタが装填可能に構成されることができる（形態５）。
（６） 上記の照明差込入射装置において、前記各偏向素子の外側形状は、前記各観察者光路の光ビーム横断面の輪郭にそれぞれ適合されることができる（形態６）。
（７） 上記の照明差込入射装置において、前記各偏向素子は、１つの水平面内に配されることができる（形態７）。
（８） 上記の照明差込入射装置において、前記各偏向素子は、偏向ミラー又は偏向プリズムとして構成されることができる（形態８）。
（９） 上記の照明差込入射装置において、前記各照明光ビームの（２つの）軸の交点は、前記主対物レンズの光軸の外部に位置することができる（形態９）。
（１０） 上記の照明差込入射装置において、前記最初の２つの偏向素子は、異なる反射率ないし透過率を有する複数のゾーン（領域）を有することができる（形態１０）。
（１１） 上記の照明差込入射装置において、前記他方の２つの偏向素子は、完全に、スイング（旋回）ないし揺動して（光路から）離脱可能に（ausklappbar）又は摺動して（光路から）離脱可能に（ausschiebbar）構成されることができる（形態１１）。
（１２） 上記の照明差込入射装置において、前記他方の２つの偏向素子は、物体（観察対象）領域を種々異なる角度で照明できるよう、摺動可能に配設されることができる（形態１２）。
（１３） 上記の照明差込入射装置において、前記他方の２つの偏向素子は、ただ１つの構造要素の形態で構成されることができる（形態１３）。
（１４） とりわけステレオ手術顕微鏡等の光学観察装置は、上記各照明差込入射装置が組込まれていることができる（形態１４）。
【０００８】
上述の２つの偏向素子に加えて、主対物レンズの光軸に対して対称的に、かつ（該２つの偏向素子との組み合わせにおいてその幾何学的配置が）十字状に配置される２つの偏向素子が、照明光ビームの軸にそれぞれ配設される。ＥＰ−Ａ１−６６１０２０から既知の偏向素子は、部分的に透過性及び／又は−発展形態によれば−所定の複数のゾーン（領域）で完全反射性に構成される。本発明による付加的偏向素子は、完全反射性である。これにより、主観察者（例えば外科医）及び補助観察者（例えば助手）のための観察者光路に関し、照明差込入射の完全な対称性が達成される。このため、補助観察者は、補助観察者光路において、主観察者が観察するのと同等の赤色反射を観察することができ、観察者は冒頭に述べた患者眼の「回転」が生じた場合でも同様に良好な赤色反射を観察することができる。従って、上述の（従来技術の）欠点は、本発明により、（対応する偏向素子間を結ぶ線分の幾何学的配置が）十字状かつ対称的に（複数の）偏向素子を配置することによって補償される。
【０００９】
この構造をさらに改善するために、本発明による２つの付加的偏向素子は、スイング（旋回）ないし揺動可能（ausklappbar）及び／又は半径方向に摺動可能に配設すること、及び／又はシャッタ（絞り）を設けることができる。このことにより、最初に述べた本発明の装置で患者眼を観察する際４つの反射像が角膜上に現れるとき、場合によって妨害的に作用し得る欠点が回避される。
【００１０】
対称的に配置される２つの付加的偏向素子を有する本発明の照明差込入射装置によって次の改善が達成される：
・ 補助観察者は、差込入射される照明光ビームの対称的構成（配置）によって、主観察者と同じ赤色反射を観察することができる。
・ 患者眼が「回転」する場合でも、主観察者も補助観察者も、依然として同じ赤色反射を観察することができる。
・ 照明瞳は、幾何学的に分割されるのではなく、部分透過性の偏向素子を介して物理的に光が分割されるという態様で、第２の偏向素子対に導かれる。このことにより物体（観察対象）領域での光分布が均一ないし一様となる。
・ 本システム（照明差込入射装置ないし該装置を組込んだ光学観察装置）の構造高さ（大きさ）は、（照明瞳の幾何学的分割ではなく）物理的光分割（Aufteilung）という構成をとることにより格段に小型化される。
【００１１】
本発明の好ましい発展形態によって次の改善が達成される：
・ シャッタ（絞り）を配設するか、又は偏向素子をスイング（旋回ないし揺動）離脱可能な構成にすることにより、不所望の反射を回避できる。
・ 偏向素子が半径方向に摺動可能であることによって、観察者は、望みどおりに結像された赤色反射を観察することができる。
【００１２】
以上では、手術用顕微鏡について述べたが、本発明はこれに制限されるものではない。本発明は、赤色反射は問題にならないが、光を差込入射する際に（赤色反射と）比肩する問題が発生し得るような、照明差込入射装置を有する他の光学機器、例えばプロジェクタ、並びにビデオカメラ及び写真カメラに対する照明装置にも使用可能である。
【００１３】
以下の記載において、「光ビームの軸」について言及するとき、この用語は、該「光ビームの軸」に所属する関連の照明（差込入射）光ビームをも意味する。この点に関しては、特許請求の範囲についても同様である。
【００１４】
【実施例】
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、特許請求の範囲に付した図面参照符号は、発明の理解の容易化ためであって、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。また、以下の実施例も発明の理解の容易化のためであり、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な修正・変更等を排除することも意図しない。この点に関しては、補正・訂正後においても同様である。
【００１５】
図１は、主対物レンズ６の光軸５、接眼レンズ１０、鏡筒１１、ズーム（光学系）１２、（主）観察者光路３ａ、３ｂ、及び光源１３を有するステレオ手術用顕微鏡の側面図である。光源１３から放射され、軸１ａを有する光ビームは、部分透過性の偏向素子７ａにおいて、部分的に（分割され）偏向されて軸２ａへ向う。照明光ビームの（偏向素子７ａを）通過した光は、完全反射性の偏向素子８ａ（例えばミラーまたはプリズム）において偏向されて別の軸２ｂに対して平行に進行する。
【００１６】
２つの軸２ａ、２ｂに関連する（差込入射）光ビーム（これらは、光ビーム１ａの偏向素子７ａ及び８ａにおける分割・偏向から生じる）は、主対物レンズ６を介して物体（観察対象）領域９を照明する。半径方向に摺動可能なこの２つの偏向素子７ａ及び８ａ（摺動方向は、二方向矢印１４によって示した）は、１つの平面に存在する。
【００１７】
図２は、既に図１に側面図で示したものと同じ、照明光ビームの軸１ａを有する照明差込入射装置の構造を示す平面図である。軸１ｂ並びに偏向素子７ｂ及び８ｂは、軸１ａ並びに偏向素子７ａ及び８ａに対し、それぞれ、（図示上下方向の一点鎖線１５に関し）鏡像的に配置される。（主）観察者光路３ａ、３ｂと補助観察者光路４ａ、４ｂは、平面図に見出される。
【００１８】
照明光ビームの軸１ａないし１ｂは、この実施例では、主対物レンズ６の光軸５と交差する（交わる）。
【００１９】
更に、（この実施例では、）偏向素子７ａ、８ａないし７ｂ、８ｂは、光軸５に関し回転対称に配置される。
【００２０】
軸１ａ、１ｂを有する照明光ビームは、部分透過性の偏向素子７ａ、７ｂにおいて観察者光路３ａ、３ｂ及び（第一の）補助観察者光路４ａに差込入射される。偏向素子７ａ、７ｂを通過した軸１ａ、１ｂを有する照明光ビームは、完全反射性の偏向素子８ａ、８ｂにおいて観察者光路３ａ、３ｂ及び第二の補助観察者光路４ｂへ差込入射される。偏向素子７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂを主対物レンズ６の光軸に対し対称的かつ（それらの幾何学的配置が）十字状になるよう配置することによって、物体領域９は、観察者光路３ａ、３ｂに対しても、補助観察者光路４ａ、４ｂに対しても、均一ないし一様に照明されるようになる。
【００２１】
図３は、図２の構造に対する変形実施例を示した。この実施例の構造では、照明光路の軸１ａ、１ｂ間の交点は、主対物レンズ６の光軸５から外れており（の外部に位置しており）、偏向素子７ａ、７ｂは、それぞれ、分割（区分）された複数のゾーンないし領域（これらはハッチングによって示した）を有する。これらのゾーンは、透過性及び／又は部分透過性及び／又は完全反射性に構成される。このため、所定のゾーン（複数）において阻止されず透過した軸１ａ、１ｂを有する照明光ビームは、本発明の付加的偏向素子８ａ、８ｂへ到達することができる。これにより、同様に物体領域９上での十分に均一ないし一様な照明が達成される。
【００２２】
図４は、図２の構造に対する更なる変形実施例を示した。この実施例の構造では、ただ１つの照明光ビーム１ａだけが使用される。これにより、照明光ビームが１つしか使用されないにもかかわらず、観察者光路３ａ、３ｂ及び補助観察者光路４ａ、４ｂが均一ないし一様に照明される上、角膜反射（赤色反射）を低減することが可能となり、しかも、構造自体も更に簡素化することが可能となる。
【００２３】
図５は、図２及び図に示した構造に対する更なる変形実施例を示した。この実施例の構造では、軸１ａ、１ｂを有する平行な２つの照明光ビームが使用される。これらの照明光ビームは、この変形実施例では完全反射性に構成された偏向素子７ａ、８ａにおいて偏向される。これにより同様に物体領域９上に均一ないし一様な照明が得られ、構造も簡単になる。
【００２４】
２つの照明軸が使用される場合、光源としては、２つの別個の光源を使用すること、又は、例えばＥＰ−Ａ１−６６１０２０に記載されたもののように、ただ１つ光源と対応する付加的な光分割素子を使用すること、が可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の独立請求項１（基本構成）により、所定の課題として掲げた効果が上述の通り達成される。即ち、本発明の照明差込入射装置により、照明光ビームを分割し、（複数の）観察者光路へ差込入射することによって、補助観察者が常に主観察者と同じ赤色反射を見ることが可能となる。
更に、各従属請求項により、付加的な効果が上述の通りそれぞれ達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】顕微鏡用の本発明の照明差込入射装置の構造の断面図。
【図２】照明光ビームの軸と照明差込入射装置の構造を示す平面図。
【図３】部分透過性ないし完全反射性の偏向素子を有する、図２の構造の一変形実施例。
【図４】ただ１つの照明光ビームが使用される、図２の構造の他の一変形実施例。
【図５】平行な２つの照明光ビームが使用される、図２及び図４の構造の更に他の一変形実施例。
【符号の説明】
１ 照明光ビームの軸（ａ、ｂ）
２ 偏向された照明差込入射光ビームの軸（ａ、ｂ）
３ 主観察者光路（ａ、ｂ）
４ 補助観察者光路（ａ、ｂ）
５ 主対物レンズの光軸
６ 主対物レンズ
７ 部分透過性の偏向素子（ａ、ｂ）
８ 完全反射性の偏向素子（ａ、ｂ）
９ 物体（観察対象）領域
１０ 接眼レンズ
１１ 鏡筒
１２ ズーム（光学系）
１３ 光源
１４ 二方向矢印（偏向素子（７ａ、７ｂ；８ａ、８ｂ）の摺動方向）

Claims (9)

1. 主対物レンズの主光軸の周りに配設された主観察者光路（一対）と補助観察者光路(一対)とを有する光学観察装置において、
   作動状態において、第１の軸（１ａ）を有する少なくとも１つの照明光ビームが形成されると共に、該照明光ビームは、主対物レンズ（６）の光軸（５）への直交方向に延在する対称軸（１５）に対して対称的に及び／又は主対物レンズ（６）の光軸（５）に対して対称的に配される偏向素子（７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂ）によって、対応する軸（２ａ、２ｂ）を有する２つの差込入射照明光ビームに分割され、
   前記第１の軸（１ａ）を有する照明光ビームは、主観察者光路（３ａ、３ｂ）と補助観察者光路（４ａ、４ｂ）とに同時に差込入射され、
   前記第１の軸（１ａ）を有する照明光ビームの進行方向で見て最初（第１）の偏向素子（７ａ）は、部分透過性及び／又は部分的に完全反射性の偏向素子として構成され、かつ
   前記第１の軸（１ａ）を有する照明光ビームの進行方向で見て前記最初（第１）の偏向素子（７ａ）に後続する他方（第２）の偏向素子（８ａ）は、完全反射性の偏向素子として構成されること
   を特徴とする光学観察装置。
2. 第２の軸（１ｂ）を有する第２の照明光ビーム並びに照明光ビームの進行方向で見て最初（第３）の偏向素子（７ｂ）及び後続（第４）の偏向素子（８ｂ）が配設され、
   前記第１〜第４の偏向素子は、前記主対物レンズ（６）の光軸（５）に対し十字状に配置され、
   前記第３の偏向素子（７ｂ）は部分透過性及び／又は部分的に完全反射性の偏向素子として構成され、
   前記第４の偏向素子（８ｂ）は、完全反射性の偏向素子として構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学観察装置。
3. 前記照明光ビームの前記第１及び第２の２つの軸（１ａ、１ｂ）は、前記主対物レンズ（６）の光軸（５）上の一点において交わること
   を特徴とする請求項２に記載の光学観察装置。
4. 照明光ビームの差込入射は、前記照明光ビームの第１及び第２の２つの軸の一方（１ａ又は１ｂ）を介してのみ行われること
   を特徴とする請求項１〜３の一に記載の光学観察装置。
5. 照明光ビームの差込入射は、照明光ビームの平行な第１及び第２の２つの軸（１ａ、１ｂ）を介して行われると共に、第１及び第２の２つの偏向素子（７ａ、８ａ）は、完全反射性に構成されること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の光学観察装置。
6. 前記照明光ビームの最初（第１及び第３）の２つの偏向素子（７ａ、７ｂ）は、部分透過性の偏向ミラー又は偏向プリズムとして構成され、
   他方（第２及び第４）の２つの偏向素子（８ａ、８ｂ）は、完全反射性の偏向ミラー又は偏向プリズムとして構成され、及び
   前記偏向素子（７ａ、７ｂ；８ａ、８ｂ）を選択的に遮光するよう、シャッタが装填可能に構成されること
   を特徴とする請求項１〜４の一に記載の光学観察装置。
7. 前記偏向素子（７ａ、７ｂ及び８ａ、８ｂ）の外側形状は、前記各観察者光路（３ａ、３ｂ）及び（４ａ、４ｂ）の光ビーム横断面の輪郭にそれぞれ適合されること
   を特徴とする請求項１〜６の一に記載の光学観察装置。
8. 前記偏向素子（７ａ、７ｂ；８ａ、８ｂ）は、一つの水平面内に配設されることを特徴とする請求項１〜７の一に記載の光学観察装置。
9. 前記光学観察装置はステレオ手術用顕微鏡であることを特徴とする請求項１〜８の一に記載の光学観察装置。

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