JP5016256B2 - 双眼拡大鏡 - Google Patents

Description

本発明は、対象物を双眼で拡大して観察するための双眼拡大鏡に関する。

脳外科手術や心臓血管手術等の微細な組織を処置する手術においては、医師は処置部を拡大鏡により拡大して観察しながら手術を行う。このような場合、処置部を立体的に観察するため、双眼の拡大鏡を用いることが望ましい。特許文献１には、眼鏡フレームに固定された左右の眼鏡レンズの中央部にそれぞれ円形の開口を形成し、これらの開口に拡大光学系ユニットを固定して構成される双眼拡大鏡が開示されている。拡大光学系ユニットは、対物レンズ及び接眼レンズから構成される実像式の拡大光学系と、これらの対物レンズと接眼レンズとの間に配置されたダハプリズムとを備えている。ダハプリズムは、対物光学系により形成される像を正立させると共に、装用者が正面を向いた状態で手元の部位を拡大して観察できるように光路を偏向する作用を持つ。

これにより、医師は視線を動かすことで拡大光学系を介した拡大視と、眼鏡レンズを介した等倍視とを切り換えることができ、さらに、拡大視では頭部を前方に傾けることなく処置部を拡大観察することができる。

眼鏡レンズは、使用する医師の眼鏡処方(近視、遠視、乱視等の度合い)に合わせて設計される。また、拡大観察時の立体視を可能とするには、医師の両目の瞳と左右の拡大光学系ユニットのそれぞれの射出瞳とを一致させると共に、処置部の位置で左右の拡大光学系ユニットの光軸を交差させる必要がある。このため、瞳孔間距離(ＰＤ)に合わせて拡大光学系ユニットの取付間隔を決定すると共に、双眼拡大鏡から処置部までの距離(ワーキングディスタンスＷＤ)に合わせて両拡大光学系ユニットの輻輳角を設定する。ＰＤ及びＷＤは、個々の医師毎に異なるため、メーカーでは個々の医師のデータに基づいて拡大光学系ユニットの取付位置を求め、眼鏡レンズに固定している。

特開２００５−１２８３０５号公報 （図２）

なお、一般的な眼鏡レンズに要求される取付精度は、位置精度±５ｍｍ、角度精度±５°程度であるのに対し、拡大光学系ユニットに要求される取付精度はより厳格であり、位置精度±０．３ｍｍ〜±１ｍｍ、角度精度±０．１°〜±１°である。特許文献１に開示された双眼拡大鏡では、眼鏡レンズに拡大光学系ユニットが取り付けられているため、眼鏡レンズに対する拡大光学系ユニットの取付精度と、フレームに対する眼鏡レンズの取付精度とが、両方とも拡大光学系ユニットに要求される厳格な精度となり、組立コストが高くなる。

また、眼鏡レンズに対して拡大光学系ユニットを固定する際には、固定後の誤差が生じないようエポキシ樹脂等で強固に固定されている。このため、拡大光学系ユニットを眼鏡レンズから剥離剤等で容易に分離することができず、完成後に拡大光学系ユニットの取付位置を変更することができない。したがって、製造時に入手したＰＤ及びＷＤが実際の値と異なる場合には、新たな部品を使用して作り直さなければならず、コスト及び時間がかかるという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、眼鏡レンズの取付精度を緩和することにより組立コストを抑えることができ、かつ、製造時に入手した装用者のデータが実際の値と異なる場合にも、容易に作り直すことができる双眼拡大鏡を提供することを目的(課題)とする。

本発明にかかる双眼拡大鏡は、上記の目的を達成させるため、装用者の頭部に固定可能なフレームと、このフレームの移動枠が有するリング状のリムに対して回転調整可能に嵌合する嵌合部を介して取り付けられた、装用者の左右の眼によって夫々覗かれる一対の拡大光学系ユニットと、左右の拡大光学系ユニットにそれぞれ取り付けられた左右の眼鏡レンズとを備えることを特徴とする。

この場合、移動枠は、フレームに対して左右の拡大光学系ユニットを位置調整可能に取り付ける調整機構を備えることが望ましい。移動枠の備える調整機構は、フレームに対して装用時の上下方向に位置調整可能に取り付けられた第１移動枠と、第１移動枠に対して装用時の左右方向に位置調整可能に取り付けられた一対の第２移動枠とを備えることが望ましい。この場合、左右の拡大光学系ユニットは、第２移動枠にそれぞれ取り付けられる。

また、左右の拡大光学系ユニットは、装用者が正面を向いた状態で手元を観察できるよう光路を偏向する偏向素子を含むことが望ましい。

各拡大光学系ユニットは、正のパワーを有する対物レンズと正のパワーを有する接眼レンズとを備える実像式の拡大光学系として構成することができる。この場合、偏向素子は、対物レンズと接眼レンズとの間に配置されて対物レンズにより形成される像を正立させる正立プリズムであることが望ましい。

本発明によれば、フレームに拡大光学系ユニットを取り付け、このユニットに眼鏡レンズを取り付けるようにしたため、拡大光学系ユニットをフレームに対して取り付ける際には厳格な取付精度が要求されるものの、拡大光学系ユニットに対して眼鏡レンズを取り付ける際には、一般の眼鏡レンズに要求される緩和された取付精度で取り付けることができるため、従来よりも組立コストを低くすることができる。

また、取付精度が緩和されるため、眼鏡レンズを拡大光学系ユニットに固定する際に用いる接着剤もエポキシ樹脂より強度の弱いもので足り、剥離剤で容易に剥離できる接着剤を利用すれば、製造時に入手した装用者の眼鏡処方が実際の値と異なる場合にも、眼鏡レンズのみを交換することにより、既存の部品を利用して容易に作り直すことができる。

さらに、フレームに対する拡大光学系ユニットの取付部に調整機構を設けた場合には、製造後の調整が可能となり、製造時に入手した装用者のＰＤ及びＷＤが実際の値と異なる場合にも、作り直すことなく調整するのみで使用することができる。

以下、本発明にかかる双眼拡大鏡の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態にかかる双眼拡大鏡の正面図、図２は実施形態の双眼拡大鏡の斜視図である。

実施形態の双眼拡大鏡１は、図１及び図２に示すように、装用者の頭部に固定可能なフレーム１０と、このフレーム１０に取り付けられ、装用者の左右の眼によって夫々覗かれる一対の拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂと、左右の拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ取り付けられた左右の眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂとを備えている。拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂは、調整機構４０を介してフレーム１０に対して位置調整可能に取り付けられている。

フレーム１０は、図２に示すように、装用時に装用者の額の前面に位置する前面部１１と、この前面部１１の両端から後方に伸びて装用者の側頭部を挟み込んで頭部に固定される側面部１２と、前面部１１の中心から下方に伸びるよう形成された接続部１３とを備える。接続部１３の前面には、調整機構４０が取り付けられ、背面には鼻パッド５０が固定されている。調整機構４０の詳細については後述する。

拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂは、対象物を拡大して観察するための拡大光学系を含む。この拡大光学系について次に説明する。なお、ここでは、左目用の光学系を例にとって説明する。右目用の光学系は、左右が反転するのみで構成は左目用と同一であるため、重複した説明は省略する。

拡大光学系ユニット２０Ａの光学系は、図３に示すように、正のパワーを有する対物レンズ２１と正のパワーを有する接眼レンズ２２とを備えて物体を拡大して観察するための実像式の拡大光学系と、対物レンズ２１と接眼レンズ２２との間に配置されて拡大光学系の光路を一方側に偏向すると共に像を正立させる偏向素子であるダハプリズム２３とから構成されている。

観察対象からの光は、対物レンズ２１に入射し、対物レンズ２１からダハプリズム２３の第１面２３ａを透過し、第２面２３ｂで全反射されてダハ面２３ｃにより反射され、第１面２３ａで全反射され、第２面２３ｂを透過して接眼レンズ２２を介して装用者の左眼ＥＬに届く。これにより、装用者は、正面を向いた状態で手元の対象物を拡大観察することができる。

拡大光学系ユニット２０Ａの対物レンズ２１は、図４に示すように、対物レンズ鏡筒２４に組み込まれ、この対物レンズ鏡筒２４は補助鏡筒２５に螺合し、この補助鏡筒２５は、ダハプリズム２３が組み込まれたハウジング２６に螺合している。また、接眼レンズ２２は、接眼レンズ鏡筒２７内に組み込まれ、この接眼レンズ鏡筒２７はハウジング２６に螺合している。接眼レンズ鏡筒２７の外周には、外周側に突出するフランジ２７ａが形成されており、眼側には押さえリング２７ｂが螺合している。拡大光学系ユニット２０Ａは、対物レンズ鏡筒２４、補助鏡筒２５、ハウジング２６、接眼レンズ鏡筒２７が一体に組み立てられた状態で、接眼レンズ鏡筒２７のフランジ２７ａを調整機構４０により保持することにより、フレーム１０に取り付けられている。

また、眼鏡レンズ３０Ａには、図５に示すように、開口３１が形成されている。図４に示すように、この開口３１に中継リング３２をはめ込み、この中継リング３２に拡大光学系ユニット２０Ａの接眼レンズ眼鏡２７の押さえリング２７ｂを嵌合させて接着剤３３を注入することにより、眼鏡レンズ３０Ａが拡大光学系ユニット２０Ａに固定されている。なお、右目用の眼鏡レンズ３０Ｂも、同様にして拡大光学系ユニット２０Ｂに固定されている。

次に、調整機構４０の構成について説明する。調整機構４０は、図６に分解して示すように、フレーム１０の接続部１３に対して装用時の上下方向に位置調整可能に取り付けられる第１移動枠４１と、この第１移動枠４１に対して装用時の左右方向に位置調整可能に取り付けられる一対の第２移動枠４２Ａ，４２Ｂとを備えている。左右の拡大光学系ユニット２０Ａ、２０Ｂは、第２移動枠４２Ａ，４２Ｂにそれぞれ取り付けられる。

接続部１３には、２列２段で４つのねじ穴１３ａが形成されている。上段の２つのねじ穴に第１移動枠４１がねじ４３により前面から取り付けられ、下段の２つのねじ穴に鼻パッド５０がねじ５１により背面から取り付けられる。

第１移動枠４１は、左右に長いアーム状であり、中央には上下方向に長い長穴４１ａが２本平行に形成され、左右両端には、左右方向に長い長穴４１ｂが片側２本ずつ、一直線上に形成されている。ねじ４３は、上下方向の長穴４１ａを通して接続部１３のねじ穴１３ａに螺合し、図７に示すように第１移動枠４１をフレーム１０に固定する。また、この状態で、ねじ４３を緩めることにより、第１移動枠４１をフレーム１０に対して装用時の上下方向に位置調節することができる。

一方、第２移動枠４２Ａ，４２Ｂは、それぞれ取手状の保持部４２ａと、この保持部の下端に接続されたリング状のリム４２ｂとを有する。保持部４２ａの上側両端には、ねじ穴４２ｃが形成されている。そして、このねじ穴４２ｃに、第１移動枠４１の左右方向の長穴４１ｂを通して挿入されたねじ４４を螺合させることにより、図７に示すように第２移動枠４２を第１移動枠４１に対して固定することができる。また、この状態で、ねじ４４を緩めることにより、第２移動枠４２Ａ、４２Ｂを第１移動枠４１に対して左右方向に位置調節することができる。

第２移動枠４２Ａ，４２Ｂのリム４２ｂは、内周に溝が形成されると共に、リングの耳側となる一箇所で切断されており、切断部が調整ねじ４２ｄにより接続されている。この調整ねじ４２ｄを緩めると、リム４２ｂの径が広がり、締めると径が小さくなる。

拡大光学系ユニット２０Ａは、リム４２ｂに対して回転調整可能に嵌合する嵌合部を有する。具体的には、接眼レンズ鏡筒２７に形成されたフランジ２７ａが、この嵌合部としての機能を有する。図４に示すように、リム４２ｂの内周の溝にフランジ２７ａをはめ込み、調整ねじ４２ｄを締め付けることにより、拡大光学系ユニット２０Ａが第２移動枠４２Ａに固定される。また、この状態で調整ねじ４２ｄを緩めることにより、拡大光学系ユニット２０Ａを接眼レンズ２２の光軸回りに回転調整することができる。

上記の双眼拡大鏡１を特定の装用者に適合するよう調整する際の手順について説明する。まず、装用者の眼鏡処方(近視、遠視、乱視等の度合い)、瞳孔間距離(ＰＤ)及び双眼拡大鏡から処置部までの距離(ワーキングディスタンスＷＤ)を入手する。そして、眼鏡処方に合わせて眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを加工し、中心部に開口３１を形成する。

次に、フレーム１０の接続部１３に第１移動枠４１、鼻パッド５０をねじ止めし、第１移動枠４１に第２移動枠４２Ａ，４２Ｂをねじ止めする。そして、第２移動枠４２Ａ，４２Ｂに左右の拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂを仮組みする。その後、ねじ４３を緩め、装用者のデータに基づいて、第１移動枠４１をフレーム１０に対して上下方向に位置焼成することにより、拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの上下方向の位置を装用者に合わせて設定する。設定後、ねじ４３を締め付けて固定する。

次に、ねじ４４を緩め、装用者のＰＤに基づいて、第２移動枠４２Ａ，４２Ｂを第１移動枠４１に対して位置調整することにより、拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの取付間隔を装用者に合わせて設定する。設定後、ねじ４４を締め付けて固定する。

さらに、調整ねじ４２ｄを緩め、装用者のＷＤに基づいて、処置部の位置で左右の拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの光軸が交差するように、第２移動枠４２Ａ，４２Ｂに対して拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの回転位置を調整することにより、両拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの輻輳角を装用者に合わせて設定する。設定後、調整ねじ４２ｄを締め付けて固定する。

最後に、装用者の眼鏡処方に合わせて製造された眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂの開口３１に中継リング３２をはめ込み、拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの接眼レンズ鏡筒２７の押さえリング２７ｂに嵌合させ、接着剤３３を注入して固着する。拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂに対して眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを取り付ける際には、一般の眼鏡レンズに要求される緩和された取付精度(位置精度±５ｍｍ、角度精度±５°程度)で取り付けることができる。接着には、エポキシ樹脂より強度が弱く、剥離剤で容易に剥離できる接着剤３３を使用する。

上記のようにして製造された双眼拡大鏡１は、フレーム１０を頭部に装着し、鼻パッド５０を鼻にかけて使用される。手術等に実際に使用する時においては、手術中の手元を拡大観察する場合には、正面を向いた状態で拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂを覗く。これにより、頭部を傾けずに手元の術部を拡大観察することができ、頸部の疲労を軽減することができる。等倍視する場合には、視線を下方に向けることにより、眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを介して術部を観察することができる。

なお、装用者の眼鏡処方、ＰＤ，ＷＤが製造時に入手した値とは異なる場合、あるいは、これらの値が装用者の視力等の身体条件の変化により変化した場合には、正しい値に基づいて調整する必要がある。眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂの交換が必要な場合には、メーカーで新たな眼鏡処方に基づいて眼鏡レンズを作り、剥離剤を使用して既存の眼鏡レンズを取り外して新しいレンズに交換する。

また、ＰＤの値が異なる場合には、ねじ４４を緩めて第２移動枠４２Ａ，４２Ｂの位置を再調整する。さらに、ＷＤの値が異なる場合には、調整ねじ４２ｄを緩めて拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの回転位置を再調整する。

このように、実施形態の双眼拡大鏡１は、フレーム１０に拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂを取り付け、このユニットに眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを取り付けているため、拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂをフレーム１０に対して取り付ける際には厳格な取付精度が要求されるものの、拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂに対して眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを取り付ける際には、一般の眼鏡レンズに要求される緩和された取付精度で取り付けることができるため、従来よりも組立コストを低くすることができる。

また、取付精度が緩和されるため、眼鏡レンズ３０Ａ，３０Ｂを拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂに固定する際に用いる接着剤もエポキシ樹脂より強度の弱いもので足り、剥離剤で容易に剥離できる接着剤を利用できる。したがって、製造時に入手した装用者の眼鏡処方が実際の値と異なる場合にも、眼鏡レンズのみを交換することにより、既存の部品を利用して容易に作り直すことができる。

また、フレーム１０に対する拡大光学系ユニット２０Ａ，２０Ｂの取付部に調整機構４０が設けられているため、製造後の調整が可能となり、製造時に入手した装用者のＰＤ及びＷＤが実際の値と異なる場合にも、作り直すことなく調整するのみで使用することができる。

実施形態にかかる双眼拡大鏡の正面図である。 実施形態の双眼拡大鏡の斜視図である。 実施形態の双眼拡大鏡の光学系の構成を示す側面図である。 実施形態の双眼拡大鏡の側面断面図である。 実施形態の双眼拡大鏡の一部を分解して示す分解斜視図である。 実施形態の双眼拡大鏡のフレーム及び調整機構を示す分解斜視図である。 実施形態の双眼拡大鏡のフレーム及び調整機構を示す斜視図である。

符号の説明

１ 双眼拡大鏡
１０ 眼鏡フレーム
２０Ａ、２０Ｂ 拡大光学系ユニット
３０Ａ、３０Ｂ 眼鏡レンズ
２１ 対物レンズ
２２ 接眼レンズ
２３ ダハプリズム
２４ 対物レンズ鏡筒
２５ 補助鏡筒
２６ ハウジング
２７ 接眼レンズ鏡筒
２７ａ フランジ(嵌合部)
４０ 調整機構
４１ 第１移動枠
４２Ａ，４２Ｂ 第２移動枠
４２ｂ リム
４２ｄ 調整ねじ

Claims (5)

1. 装用者の頭部に固定可能なフレームと、
   当該フレームの移動枠が有するリング状のリムに対して回転調整可能に嵌合する嵌合部を介して取り付けられた、装用者の左右の眼によって夫々覗かれる一対の拡大光学系ユニットと、
   前記左右の拡大光学系ユニットにそれぞれ取り付けられた左右の眼鏡レンズとを備えることを特徴とする双眼拡大鏡。
2. 前記移動枠は、前記フレームに対して前記左右の拡大光学系ユニットを位置調整可能に取り付ける調整機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の双眼拡大鏡。
3. 前記移動枠の備える前記調整機構は、前記フレームに対して装用時の上下方向に位置調整可能に取り付けられた第１移動枠と、該第１移動枠に対して装用時の左右方向に位置調整可能に取り付けられた一対の第２移動枠とを備え、前記左右の拡大光学系ユニットは、前記第２移動枠にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の双眼拡大鏡。
4. 前記左右の拡大光学系ユニットは、装用者が正面を向いた状態で手元を観察できるよう光路を偏向する偏向素子を含むことを特徴とする請求項３に記載の双眼拡大鏡。
5. 前記各拡大光学系ユニットは、正のパワーを有する対物レンズと正のパワーを有する接眼レンズとを備える実像式の拡大光学系であり、前記偏向素子は、前記対物レンズと接眼レンズとの間に配置されて前記対物レンズにより形成される像を正立させる正立プリズムであることを備えることを特徴とする請求項４に記載の双眼拡大鏡。