JP6125937B2

JP6125937B2 - 額帯灯型無影灯

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Publication number: JP6125937B2
Application number: JP2013151135A
Authority: JP
Inventors: 林　秀朗; 秀朗林; 小山　勇; 勇小山
Original assignee: Japan Medical Creative LLC
Current assignee: Japan Medical Creative LLC
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: JP2015019886A

Description

この発明は術野に光を照射する額帯灯型無影灯に関し、特に従来の無影灯や補助灯を用いずに手術を可能とした額帯灯型無影灯に関する。

従来、発光部と、発光部を術者の頭部に固定するための固定部とからなる照明装置が知られている（下記特許文献１参照）。

発光部は、複数の白色発光ダイオードと、複数の白色発光ダイオードが実装される複数の白色発光ダイオード実装基板と、複数の赤色発光ダイオードと、複数の赤色発光ダイオードが実装される複数の赤色発光ダイオード実装基板と、これらの実装基板が着脱自在に取り付けられる取付基板と、取付基板が固定される基板固定板と、基板固定板の裏側に配置される冷却ファンと、前述の実装基板と取付基板と基板固定板と冷却ファンとを収容するケースとを備えている。

固定部は、頭の周囲を囲むヘッドバンドと、ヘッドバンドの一方の側部から頭頂部を経由してヘッドバンドの他方の側部に達するサポートバンドとを備えている。

ＷＯ２０１０／００７７８５号公報（段落００４３〜段落００４７、段落００６７、段落００６８、図１、図２、図３等参照）

上述の照明装置では、冷却ファンの働きにより、発光ダイオード等に空気が送られ、暖かくなった空気はケースの排気孔から排出される。

また、基板固定板に発光ダイオードを冷却するための冷却用の通風孔が形成されているので、冷却ファンから冷却用の空気が通風孔を介して発光ダイオードに送られる。

更に、ケースの材料としてアルミニュウム合金を採用したことが、ケース内の温度上昇の抑制に寄与する。

しかし、上述の照明装置で採用した冷却構造では、発光ダイオードが実装された実装基板の温度上昇を十分抑制できなかったために、発光ダイオードの光強度が低下するおそれがあった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は発光部の温度上昇を抑制することできる額帯灯型無影灯を提供することである。

上述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、発光部と、この発光部を人の頭部に装着するための装着部とを備える額帯灯型無影灯において、前記発光部は、複数の発光素子と、前記発光素子が実装される回路基板と、前記回路基板の前記発光素子が実装される面と反対の面に固定されるヒートシンクと、前記ヒートシンクの後方に配置される放熱用のファンと、前記発光素子の前方に配置されるレンズと、前記発光素子、前記回路基板、前記ヒートシンク、前記ファン及び前記レンズを収容するケースとを備え、前記ケース外の空気を前記ケース内に吸入する吸気孔が前記ケースに形成され、前記吸気孔から吸入された空気を通すための通気孔が、前記ヒートシンク及び前記回路基板に形成され、前記ケース内の空気を前記ケース外へ排出する排気孔が前記ケースに形成され、前記レンズの前面が、前記ケースの前面部に形成された窓を通じて前記ケース外へ露出していることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の額帯灯型無影灯において、前記レンズは、前記発光素子に相対するように配置されるレンズ部と、レンズ部同士を結合するトレイ状のレンズ部結合部とで構成され、前記レンズは、前記回路基板の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置され、前記トレイ状のレンズ部結合部の外周部からそのレンズ部結合部の外へ空気を逃がすための切欠きが、前記レンズ部結合部に形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の額帯灯型無影灯において、前記排気孔から排出された空気を所定方向へガイドするガイド部が、前記ケースに設けられていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の額帯灯型無影灯において、前記回路基板の左右方向の中央部が後方へ突き出すように前記回路基板が２つに折れ曲がり、前記回路基板の右半分と左半分とのなす角度が約１７０度であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の額帯灯型無影灯において、前記ファンが、前記回路基板の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置され、前記複数の発光素子の半分が前記回路基板の右側部分に配置され、前記複数の発光素子の残りの半分が前記回路基板の左側部分に配置され、前記吸気孔が前記ケースの背面部に配置され、前記排気孔が前記ケースの側部から前記背面部にかけて配置され、前記回路基板の左右方向の中央部分に前記通気孔が多く配置されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の額帯灯型無影灯において、互いに隣接する２つの前記ファンは、それぞれ羽根とこの羽根を収容するケースとを有し、２つの前記ファンのうちの一方のファンのケースの外周面の一部と、２つの前記ファンのうちの他方のファンのケースの外周面の一部とが、隙間を介して隣接配置され、前記一方のファンのケースの外周面の一部と前記ファンのケースの外周面の一部とに、前記吸気孔から吸入した空気を前記回路基板の中央部に集中的に供給する切欠きが形成されている

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の額帯灯型無影灯において、前記装着部は、前記頭部の周囲を囲むヘッドバンドと、前記ヘッドバンドの一方の側部から前記頭部の頂部を経由して前記ヘッドバンドの他方の側部に達するサポートバンドと、前記サポートバンドの中間部に装着され、前記発光部とこの発光部から離して配置された電源部とを電気的に接続する電源コードを保持する第１のコード保持部材と、前記ヘッドバンドの後部に装着され、前記電源コードを保持する第２のコード保持部材とを有することを特徴とする。

この発明によれば、発光部の温度上昇を抑制することができる。

図１はこの発明の一実施形態に係る発明の額帯灯型無影灯の斜視図である。図２は図１に示す額帯灯型無影灯の分解斜視図である。図３は図１に示す額帯灯型無影灯の発光ダイオードが実装された回路基板の正面図である。図４は図３に示す発光ダイオードが実装された回路基板の平面図である。図５は図１に示す額帯灯型無影灯の回路基板の正面図である。図６は図１に示す額帯灯型無影灯のレンズの正面図である。図７は図６に示すレンズの左側面図である。図８は図６に示すレンズの背面図である。図９は図１に示す額帯灯型無影灯のケースのケース本体の正面図である。図１０は図９に示すケース本体の背面図である。図１１は図９に示すケース本体の左側面図である。図１２は図９に示すケース本体の右側面図である。図１３は図９のXIII-XIII線に沿う断面図である。図１４は図１に示す額帯灯型無影灯のケースのカバーの正面図である。図１５は図１４に示すカバーの背面図である。図１６は図１４に示すカバーの底面図である。図１７は図１に示す額帯灯型無影灯のシール部材の正面図である。図１８は図１７に示すシール部材の側面図である。図１９は図１に示す額帯灯型無影灯のコード保持部材の正面図である。図２０は図１９に示すコード保持部材の側面図である。図２１は図２０に示すXXI-XXI線に沿う断面図である。図２２は図１に示す額帯灯型無影灯の連結部材の斜視図である。図２３は図２２に示す連結部材を装着部に固定する前の状態を示す斜視図である。図２４は図１に示す額帯灯型無影灯の連結補強部材の斜視図である。図２５はケース本体と連結部材とをボルト、ナット及び連結補強部材で連結する前の状態の断面図である。図２６は発光部の光の照射範囲及び明るさを説明する図である。図２７は図１に示す額帯灯型無影灯の使用状態を説明する概念図である。図２８は図１に示す額帯灯型無影灯を使用して手術が行われる患者の概念図である。図２９は図１に示す額帯灯型無影灯の電源部の斜視図である。図３０は図１に示す額帯灯型無影灯の電源部の他の例の斜視図である。図３１は図３０に示す電源部の電池ケースの拡大図である。図３２は患者の腹腔部の断面図である。図３３は図１に示す額帯灯型無影灯の第１変形例の斜視図である。図３４は図３３に示す額帯灯型無影灯の背面図である。図３５は図１に示す額帯灯型無影灯の第２変形例の斜視図である。図３６は図３５に示す額帯灯型無影灯を後方から見たときの斜視図である。図３７は図１に示す額帯灯型無影灯の第３変形例の斜視図である。図３８は図３７に示す額帯灯型無影灯を後方から見たときの斜視図である。図３９は図１に示す額帯灯型無影灯の第４変形例の斜視図である。図４０は図３９に示す額帯灯型無影灯を後方から見たときの斜視図である。図４１は電源部として図３０に示す電源部を用いた図１に示すヘッドマウント型照明装置の使用状態を説明する概念図である。図４２は図１に示す額帯灯型無影灯の第５変形例のケース本体の正面図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

この実施形態の額帯灯型無影灯１は、従来の無影灯や従来の額帯灯を用いずに医師Ａが手術をすることができる照明装置である。額帯灯型無影灯１は、発光部３と、発光部３を医師Ａの頭部に装着するための装着部５と、発光部３に電力を供給する電源部１０７とを備えている。

図２に示すように、発光部３は、複数の発光ダイオード（発光素子）３１（図３参照）と、発光ダイオード３１が実装される回路基板３２と、回路基板３２の発光ダイオード３１が実装される面と反対の面に固定されるヒートシンク３３と、ヒートシンク３３の後方に配置される放熱用の電動ファン（ファン）３４と、発光ダイオード３１の前方に配置されるレンズ３５と、発光ダイオード３１、回路基板３２、ヒートシンク３３、電動ファン３４及びレンズ３５を収容するケース３６（図１参照）とを備えている。この実施形態では、１つの回路基板３２と、２つのヒートシンク３３と、２つの電動ファン３４、２つのレンズ３５とが用いられている。変形例として、電動ファン３４を２つ用いず、１つだけ用いるようにしてもよい。

図３〜図５に示すように、複数の発光ダイオード３１の半分が回路基板３２の右側部分に配置され、複数の発光ダイオード３１の残りの半分が回路基板３２の左側部分に配置されている。発光ダイオード３１としては例えば３２個の白色発光ダイオードが使用される。なお、発光素子として、発光ダイオードの代わりに有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ
Ｌｕｍｉｎｅｃｅｎｃｅ）を使用してもよい。

回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部が後方へ突き出すように回路基板３２は２つに折れ曲がるように設計されている。回路基板３２の右半分と左半分とのなす角度θは約１７０度である（図４参照）。

図５に示すように、回路基板３２は導体パターン３２ａを有する。導体パターン３２ａのパッド３２ｂを除いて、導体パターン３２ａは白色の絶縁膜３２ｃによって覆われている。回路基板３２には複数の通し孔３２ｄが形成されている。通し孔３２ｄはヒートシンク３３を回路基板３２に固定するためのネジ（図示せず）を通すための孔である。また、回路基板３２には複数の通し孔３２ｅが形成されている。通し孔３２ｅはレンズ３５を回路基板３２の前面に固定するためのボルト（図示せず）を通すための孔である。更に、回路基板３２には複数の通気孔３２ｆが形成されている。通気孔３２ｆは後述するケース３６の吸気孔３６１ａから吸入された空気を通すための孔である。通気孔３２ｆは回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部分に多く配置されている。回路基板３２の左右方向ＬＲ両端には取付片３２ｇが形成されている。取付片３２ｇは通し孔３２ｈを有する。通気孔３２ｆは図５に示す丸孔でもよいし、例えば図示しない長孔でもよい。長孔にすれば通路面積が広くなるので、通気孔３２ｆの数を減らすこともできる。

図２に示すように、ヒートシンク３３は回路基板３２の後面の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置されている。ヒートシンク３３には雌ねじ３３ａと通気孔３３ｆとが形成されている。雌ねじ３３ａには回路基板３２の通し孔３２ｄに通されたネジがねじ込まれる。これにより、ヒートシンク３３は回路基板３２に固定される。通気孔３３ｆはケース３６の吸気孔３６１ａから吸入された空気を通すための孔である。ヒートシンク３３はアルミニュウム製であるが、熱伝導率のよい炭素複合材製のヒートシンク（例えば、阿波製紙株式会社製の放熱フィン）を用いるようにしてもよい。炭素複合材製のヒートシンクを用いれば、額帯灯型無影灯をより軽量化することができる。

電動ファン３４は２つのヒートシンク３３の後方にそれぞれ配置されている。互いに隣接する２つの電動ファン３４は羽根とこの羽根を収容するケースとを有する。２つの電動ファン３４のうちの一方の電動ファン３４ファンのケースの外周面の一部と、他方の電動ファン３４のケースの外周面の一部とが、隙間を介して隣接配置されている。隣接配置されていた両方の電動ファン３４のケースの外周面の一部にはそれぞれ、吸気孔３６１ａから吸入した空気を回路基板３２中央部に集中的に供給する切欠き３４ｃが形成されている（図１参照）。但し、図１には一方の切欠き３４ｃだけが見えている。

図６〜図８に示すように、レンズ３５は、回路基板３２の前面の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置されている。レンズ３５は、発光ダイオード３１に相対するようにマトリックス状に配置される複数のほぼ半球状のレンズ部３５ａと、レンズ部３５ａ同士を結合する矩形のトレイ状のレンズ部結合部３５ｂとで構成されている。トレイ状のレンズ部結合部３５ｂの外周部からそのレンズ部結合部３５ｂの外へ空気を逃がすための切欠き３５ｃが、レンズ部結合部３５ｂに形成されている。レンズ部結合部３５ｂの角部には通し孔３５ｄが形成されている。レンズ３５の前方から通し孔３５ｄにボルト（図示せず）が通され、通し孔３５ｄに通されたボルトは更に回路基板３２の通し孔３２ｅに通され、通し孔３２ｅ（図１参照）に通されたボルトの先端にはナット（図示せず）が装着される。これにより、各レンズ３５は回路基板３２の前面に固定される。レンズ３５の材料としては、無色透明な耐薬剤性のプラスチック（例えばポリカーボネート、ＰＸＴ（登録商標））が望ましい。また、レンズ３５の材料としてガラスを用いてもよい。

図１に示すように、ケース３６はケース本体３６１とカバー３６２とで構成されている。

図９〜図１３に示すように、ケース本体３６１の背面には吸気孔３６１ａが形成されている。吸気孔３６１ａはケース３６外の空気をケース３６内に吸入するための孔である。また、ケース本体３６１の側面から背面に掛けて複数の排気孔３６１ｂが形成されている。排気孔３６１ｂはケース３６内の空気をケース３６外へ排出するための孔である。なお、排気孔３６１ｂの代わりに、後方へ（顔面へ）熱風が排出されない形状の排気孔３３６１ｂ（図４２参照）を採用してもよい。

ケース本体３６１の内壁面には複数の位置決め片３６１ｃが形成されている。位置決め片３６１ｃは電動ファン３４のフレーム部３４ａに接触し、ケース３６の左右方向ＬＲ及び上下方向ＵＤにおける電動ファン３４の位置決め及び固定をする。

ケース本体３６１の左右方向ＬＲの両端部の内壁面には支柱３６１ｄが形成されている。支柱３６１ｄは雌ネジ３６１ｅを有する。雌ネジ３６１ｅには、回路基板３２の取付片３２ｇの通し孔３２ｈに通されたネジ（図示せず）がねじ込まれる。これにより、回路基板３２はケース本体３６１に固定される。ケース本体３６１の左右方向ＬＲの中央部の内壁面には、凹部３６１ｆが形成されている。凹部３６１ｆには孔３６１ｇが形成されている。凹部３６１ｆにはコネクタ（図示せず）が収容される。このコネクタの一部は孔３６１ｇを通じてケース３６外に突出する。このコネクタには回路基板３２に半田付された電線３２ｉや電動ファン３４から延びた電線３４ｂ（図２参照）が接続されている。このコネクタには、相手側コネクタ１２０が接続される。相手側コネクタ１２０には後述する電源部１０７に接続された電源コード１２１が接続されている（図２９参照）。

図１３、図２５に示すように、ケース本体３６１の背面部の外壁面にはケース３６の後方に向かって突出した一対の連結片３６１ｊが形成されている。一対の連結片３６１ｊの外側面にはそれぞれ凹部３６１ｋが形成されている。また、連結片３６１ｊの先端部には孔３６１ｍが形成されている。更に、ケース本体３６１の背面部には一対の通し孔３６１ｎが形成されている。通し孔３６１ｎは凹部３６１ｋに通じている。また、ケース本体３６１の内壁面には８つの凹部３６１ｐが設けられている。

ケース本体３６１の内周面には断熱用の塗料（図示せず）が塗布されている。これにより、発光ダイオード３１の熱がケース３６に伝達されにくくなり、医師Ａの使用感が向上する。

この実施形態では、放熱性を有する熱可塑性エラストマでケース本体３６１やカバー３６２を形成するが、熱伝導性の高い、軽量の金属のアルミニウムの板材を絞り加工することによってケース本体３６１やカバー３６２を形成するようにしてもよい。絞り加工によって形成されたケース３６は軽量であり、放熱性に優れている。ケース３６の材料としては、アルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性の高い軽量の金属であればよい。

カバー３６２は眼鏡のような形状であり、ケース本体３６１の前面を覆う。カバー３６２の前面部には２つの窓３６２ａが形成されている。窓３６２ａを通じてレンズ３５の前面がケース３６外へ露出する。カバー３６２の背面部には矩形の環状溝３６２ｂが形成されている。環状溝３６２ｂには図１７、図１８に示すシール部材３７が配置される。カバー３６２の背面部とカバー３６２の後端部の周縁部には８つのロック片３６２ｃが形成されている。ロック片３６２ｃはその厚さ方向へ弾性変形可能である。各ロック片３６２ｃの先端部には爪３６２ｄ（図１６参照）が形成されている。各爪３６２ｄはケース本体３６１の凹部３６１ｐ（図１３参照）に引っ掛かる。カバー３６２をケース本体３６１の前面に装着すると、カバー３６２のロック片３６２ｃがケース本体３６１の凹部３６１ｐに挿入され、ロック片３６２ｃの爪３６２ｄがケース本体３６１の凹部３６１ｐに引っ掛かり、これにより、カバー３６２はケース本体３６１に固定される。

図１に示すように、装着部５はほぼ環状のヘッドバンド５１と円弧状のサポートバンド５２とで構成されている。ヘッドバンド５１の前部は使用者Ａの額の辺りに配置される。ヘッドバンド５１の前部及び後部には使用者の装着感を良くするために皮製のクッション材５３が巻き付けられている。クッション材５３は断熱機能をも有する。ヘッドバンド５１には、ヘッドバンド５１の頭部の周方向の長さを調整する、のこぎり状又はラック状の長さ調節機構が設けられているが、その大部分はクッション材５３によって覆われ、長さ調節機構の調節つまみ５１１ａだけが見えている。調節つまみ５１１ａにはコード保持部材（第１のコード保持部材）５４が回転可能に取り付けられている。

サポートバンド５２はヘッドバンド５１に一体に形成されている。サポートバンド５２はヘッドバンド５１の一方の側部から延び、使用者Ａの頭部の頂部を通り、ヘッドバンド５１の他方の側部に達する。サポートバンド５２の中間部には皮製のクッション材５３が巻き付けられている。サポートバンド５２には、サポートバンド５２の中央部からヘッドバンド５１の中心位置までの長さ（装着部５の深さ）を調整するための長さ調節機構が設けられているが、その大部分はサポートバンド５２上のクッション材５３によって覆われ、長さ調節機構の調節つまみ５１１ａだけが見えている。調節つまみ５２１ａにはコード保持部材（第２のコード保持部材）５４が回転可能に取り付けられている。

図１９〜図２１に示すように、コード保持部材５４はキャップ状本体５４ａと一対の保持アーム５４ｂとを有する。コード保持部材５４はテフロン（登録商標）樹脂製である。キャップ状本体５４ａはほぼキャップ状である。キャップ状本体５４ａの中央部には筒状部５４ｃが形成されている。筒状部５４ｃにはネジ（図示せず）が挿入される。このネジによってコード保持部材５４は調節つまみ５１１ａ及び調節つまみ５２１ａにそれぞれ固定される。一対の保持アーム５４ｂはキャップ状本体５４ａの上面に形成されている。一対の保持アーム５４ｂの先端間の間隔は電源コード１２１の直径よりも小さい。一方の保持アーム５４ｂには雌ネジ５４ｄが形成されている。図２１に示すように、雌ネジ５４ｄにネジ５５を捩じ込み、ネジ５５で電源コード１２１をコード保持部材５４に固定することができる。これにより、発光部３の上下方向ＵＤの回転を阻止する、発光部３を所望の傾斜角度に保持できる。その結果、術者である医師は手術に専念できる。
ことができる。

図２２、図２３に示すように、連結部材６は固定部６１と軸受部６２と有する。固定部６１はほぼ板状である。軸受部６２は固定部６１の一面に結合されている。軸受部６２は孔６２ａを有する。連結部材６は固定部６１を装着部５のヘッドバンド５１の前部に接着することにより装着部５に固定されている。

図２４に示すように、連結補強部材９は一対の突出片９１と結合片９２と有する。各突出片９１の先端部には孔９１ａが形成されている。結合片９２は一対の突出片９１を結合する。連結補強部材９の材料としてはステンレス等の金属が望ましい。

次に、発光部３の組立作業について説明する。

まず、回路基板３２の前方から通し孔３２ｄにネジ（図示せず）を通し、通し孔３２ｄから突出したネジの先端部をヒートシンク３３の雌ねじ３３ａにねじ込み、ヒートシンク３３を回路基板３２に固定する（図２、図３参照）。

次に、レンズ３５の前方からボルト（図示せず）をレンズ３５の通し孔３５ｄと回路基板３２の通し孔３２ｅとに通し、通し孔３２ｅから突出したボルトの先端部にナット（図示せず）を装着する。これにより、レンズ３５が回路基板３２に固定される（図２、図３、図６参照）。

その後、複数の位置決め片３６１ｃで囲まれた所定位置に２つの電動ファン３４をそれぞれ配置する。これにより、電動ファン３４のフレーム部３４ａが位置決め片３６１ｃに接触し、ケース３６に対して電動ファン３４が位置決め（上下方向ＵＤ及び左右方向ＬＲの位置決め）される。

次に、回路基板３２の前方から通し孔３２ｈにネジ（図示せず）を通し、通し孔３２ｈから突出したネジをケース本体３６１の支柱３６１ｄの雌ネジ３６１ｅにねじ込む。これにより、回路基板３２がケース本体３６１に固定されるとともに、電動ファン３４がケース本体３６１とヒートシンク３３とで挟まれ、固定される（図２、図９参照）。

最後に、カバー３６２の環状溝３６２ｂにシール部材３７を配置し、カバー３６２をケース本体３６１に装着する。このとき、カバー３６２のロック片３６２ｃをケース本体３６１の凹部３６１ｐに挿入する。その結果、ロック片３６２ｃの爪３６２ｄが凹部３６１ｐに引っ掛かり、カバー３６２がケース本体３６１に固定される。以上の作業により、発光部３の組立が完了する。

次に、発光部３の装着部５への連結作業について説明する。

図２５に示すように、予めケース本体３６１の前方から連結補強部材９の突出片９１をケース本体３６１の通し孔３６１ｎに通し、突出片９１を連結片３６１ｊの凹部３６１ｋに配置しておく。

まず、連結部材６の軸受部６２を一対の連結片３６１ｊの間に挿入する。

次に、ケース本体３６１の左側からボルト７を、一方の突出片９１の孔９１ａ、一方の連結片３６１ｊの孔３６１ｍ、連結部材６の孔６２ａ、他方の連結片３６１ｊの孔３６１ｍ、及び他方の突出片９１の孔９１ａに挿入する。

最後に、突出片９１の孔９１ａから突出したボルト７の先端部にナット８を装着する。以上の作業により、発光部３が装着部５に連結される。

発光部３から発する光の強さは、発光ダイオード３１の数、発光ダイオード３１の種類、供給電圧等によって変更することが可能である。また、光の照射範囲はレンズ３５の設計及び発光ダイオード３１の配置により任意に設定することが可能である。この実施形態では、図２６に示すように、発光部３の前面から前方へ６００ｍｍ離れたところで、長径２５０ｍｍ、短径２００ｍｍの略楕円内の照度が３００００〜６００００ルクス(lux)となるように設定されている。具体的には、同図に示すように、上記楕円の中央部に位置する破線で囲まれた領域の照度が６００００ルクスである。破線で囲まれた領域は、長径約１５０ｍｍ、短径約１００ｍｍの略楕円形である。破線で囲まれた領域以外の領域の照度は、最低で３００００ルクスである。なお、破線で囲まれた領域の照度は４００００ルクス以上が好ましい。

長径２５０ｍｍ、短径２００ｍｍの略楕円形というのは、図２７及び図２８に示す患者Ｃの胸部や腹部を手術する際に形成される切開部Ｔの形状及び範囲に対応する。よって、上記略楕円形の領域の照度を３００００〜６００００ルクスとすることで、胸部及び腹部の手術の大部分に対応できる。

また、照度を上記のように設定することで、手術時に無影灯が無くとも、術野（手術野）の範囲を十分な明るさで照らすことが可能となり、手術に支障をきたすことはない。

図２９に示すように、電源部１０７は、充電式の図示しない電池（例えば、リチウム電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンバッテリ）を収容する電池ケース１４０を備えている。電池ケース１４０には、発光部３を点灯させるためのスイッチ１４１が設けられている。また、電池ケース１４０には、電気残量を表示する表示部１４３も設けられているとともに、明るさ調整スイッチ１４４も設けられている。明るさ調整スイッチ１４４を操作することにより、発光ダイオード３１から発する光の強さを調整することができる。

電源部１０７には予備電池１０８が接続され、電源部１０７の電池が消耗した場合、予備電池１０８から電力が供給される。

次に、額帯灯型無影灯１の使用について説明する。

まず、ヘッドバンド５１の径及びサポートバンド５２の長さを医療従事者である医師Ａの頭に合うように調節し、装着部５を医師Ａの頭部に装着する。このとき、発光部３を医師Ａの額に配置し、発光部３の角度を調整する。また、電源部１０７及び予備電池１０８をベルト１１００を用いて医師Ａの腰に装着する。スイッチ１４１を操作して発光部３の発光ダイオード３１を点灯させ、医師Ａが術野の方に顔を向けると、発光部３からの光が術野に照射される。このとき、発光部３の前面から６００ｍｍ離れていても、照射部位の照度が３０００〜６００００ルクスになるので、従来の無影灯を用いずに手術を行うことができる。また、医師Ａが自分の見たい方向へ首をひねったり、顔を近づけたりすることにより微調整が可能となる。更に上述のように広い範囲が明るく照らされるので、例えば、手技を行っている部分以外のところから急な出血が起こった場合でも、医師Ａはその出血に即座に対応できる。

また、患者Ｃの体格によっては、皮下脂肪層や筋肉層が厚く、胸腔や腹腔が深くなる（深さが２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度）ことがあるが、発光部３から６００ｍｍ離れたところの照度を６００００ルクスにできるので、胸腔や腹腔Ｓの深い部位の照度を３００００ルクス以上にでき、手技に支障をきたすことはない。

更に、患者Ｃが例えば肥満体型であり、胸腔や腹腔Ｓが深い場合、明るさ調整スイッチ１４４を操作して発光ダイオード３１から発する光の強さを強くし、胸腔や腹腔Ｓの奥側における照度を４００００ルクス〜６００００ルクスにしてもよい。

次に、図３０、図３１、図４１に額帯灯型無影灯１の電源部の他の例を示す。図３０、図３１、図４１に示す電源部２１０７は充電式の大容量リチウム電池（図示せず）を収容する電池ケース２１４０を有する。

充電器内蔵の電池ケース２１４０は充電スイッチ２１４０ａとライトスイッチ２１４０ｂと調光スイッチ２１４０ｃと傾斜スイッチ２１４０ｄと表示パネル２１４０ｅとを有する。充電スイッチ２１４０ａはリチウム電池を充電するときに操作される。リチウム電池の充電中、発光部３に電力を供給しないように設定されている。ライトスイッチ２１４０ｂは発光部３を点灯、消灯するときに操作される。調光スイッチ２１４０ｃは後述する調光を必要とするときに操作される。傾斜スイッチ２１４０ｄは発光部３に設けられた傾斜センサ（図示せず）を作動・停止するときに操作される。傾斜スイッチが作動しているとき、医師Ａが下を向くと発光部３が点灯し、医師Ａが顔を上げると発光部３が消灯する。これにより、メスをとる医師Ａの前方に立っている医師Ｂの目に発光部３の光が直接入射するのを防ぐことができる。表示パネル２１４０ｅは各スイッチ２１４０ａ〜２１４０ｄの操作状態を表示する。

調光スイッチ２１４０ｃを操作して発光部３の調光を３段階に調整することができる。調光とは、図２６に示すように、発光部３から一平面に照射された光の明るさを中心部とその周辺とで異なるようにするために、特定の発光ダイオード３１（発光部３の中心部に位置する８個の発光ダイオード３１）の明るさとその周辺の発光ダイオード３１の明るさとを調整することである。

例えば、図３２に示すように、発光部３から患者Ｃの体表面Ｃａまでの距離が４５０ｍｍで患部（手術箇所）Ｃｂが更に１５０ｍｍ先にあるとする。この場合、調光機能がなく患部Ｃｂを３００００ルクスで照らした場合、体表面Ｃａの明るさは約６００００ルクスになり、医師Ａは体表面Ｃａ上のものや体表面Ｃａよりも手前にあるものを明るすぎて見ることができない。そこで、調光して、光の中心部とそのまわりの部分とで明るさを違えることによって、患部Ｃｂを３００００ルクスで照らし、体表面上も約３００００ルクスで照らすことができる。体表面Ｃａから患部Ｃｂまでの距離はまちまちであるので、この実施形態では、体表面Ｃａから患部Ｃｂまでの距離に応じて３段階に調光スイッチ２１４０ｃによって調光できるようにした。なお、発光部３（厳密に言うと発光部３ではなく医師Ａの目）から患部Ｃｂまでの距離を６００ｍｍとするのは、その距離が医師Ａが最も作業をしやすいと一般的に感じる距離であるためである。この距離を保つために手術台Ｂの患者Ｃを載せる寝台部分を上下方向ＵＤへ移動させることができる。なお、医師Ａの顔が患者Ｃに近づきすぎると手術しずらくなるが、上記調光機能はこの不便さを解消することができる。

電源部２１０７はポータブルであるが、図２７に示す電源部１０７のように医師Ａの腰に装着するのではなく、手術台Ｂの近傍の床等に置いて使用される。そのため、電池ケース２１４０内に大型の電池と充電器を収容できる。電源部２１０７のリチウム電池の電圧は１２Ｖであり、リチウム電池の充電時間は約１０時間である。１回の充電で約７時間使用できる。

この実施形態によれば、回路基板３２及びヒートシンク３３にそれぞれ通気孔３２ｆ，３３ｆを形成することによって電動ファン３４からの空気が、回路基板３２及びヒートシンク３３を通過するので、回路基板３２及び発光ダイオード３１を効率よく冷却することができる。

その結果、通気孔３２ｆ，３３ｆが無いものに比べ（通気孔３２ｆ，３３ｆがない点を除き、他の部分はこの実施形態と同じで、電源部の電圧値、電流値も同じにしたもの）、発光ダイオード３１の６００ｍｍ離れたところの照度が約１０〜２０パーセント高くなった。
この照度の幅は通気孔３２ｆ，３３ｆの数や開口面積の違いによって生じる。

また、この実施形態では、レンズ３５のレンズ部結合部３５ｂの外周部に切欠き３５ｃが形成されているので、レンズ３５に到達した電動ファン３４からの空気をレンズ部結合部３５ｂ外へ逃がすことができ、レンズ３５の曇りを抑止することができる。

更に、レンズ３５がレンズ部３５ａとトレイ状のレンズ部結合部３５ｂとで構成されているので、例えば、レンズ３５に血液が付着したとしても、その血液を簡単に拭き取ることができる。

更に、回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部が後方へ突き出すように回路基板３２が２つに折れ曲がり、回路基板３２の右半分と左半分とがなす角度θが約１７０度であるので、発光ダイオード３１から照射された光が約６００ｍｍ離れたところに適度な範囲で集中し、その部分を明るく照らすことができる。

このように、回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部が後方へ突き出すように回路基板３２が２つに折れ曲がっていると、回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部が他の部分より熱くなるが、回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部に通気孔３２ｆが多く配置されているので、回路基板３２の左右方向ＬＲの中央部を効率よく、冷却することができる。

また、電動ファン３４のフレーム部３４ａをケース本体３６１の位置決め片３６１ｃで電動ファン３４の上下左右方向の位置決めをし、そして、ケース本体３６１とヒートシンク３３とで電動ファン３４を挟むことによって電動ファン３４を固定するようにしたので、電動ファン３４をボルト、ナット（図示せず）でケース３６に固定する必要が無く、生理食塩水による洗浄によってボルト、ナットが腐食することも無くなり、また、ボルト、ナットを不要にして発光部３の軽量化、組立の簡素化を実現することができる。また、ボルト、ナットが外れて術野に落下するおそれもなくなる。

更に、この実施形態の額帯灯型無影灯１は連結補強部材９（図２４参照）を備えているので、発光部３と連結部材６との連結部分の強度が高く、発光部３に外力が加わっても、発光部３と連結部材６との連結部分が破断しにくい。

また、この実施形態では、１枚の回路基板３２を用いているので、複数の回路基板を用いる従来例と比べ、ハーネスの数が少なくなり、発光部３を軽量化することができるし、費用も削減できる。なお、この額帯灯型無影灯１はポータブルでありながらも手術に必要な明かりを長時間確保できるので、停電や災害により無影灯や補助灯が使えない状況下において、手術や処置を可能にした。

次に、この発明の図１に示す実施形態の第１変形例を図３３、図３４に基づいて説明する。

図１に示す実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、図１に示す実施形態との主な相違部分についてだけ説明する。

図３３、図３４に示すように、この変形例の額帯灯型無影灯１では、ケース本体３６１の両側部にフード（ガイド部）１１が設けられている。フード１１は排気孔３６１ｂから排出される空気をケース３６の前方へガイドするので、医師Ａの顔側に熱風が吹き付けないようにすることができる。フード１１はケース本体３６１の背面から側面までの部分を覆っている。

この第１変形例では、排気孔３６１ｂから排出された空気をフード１１によって前方にガイドするので、排気孔３６１ｂから排出された空気が医師Ａの頭部に直接当たらないようにすることができるとともに、医師Ａの脇に立っているスタッフに排気孔３６１ｂから排出された空気が直接当たらないようにすることができる。

次に、この発明の図１に示す実施形態の第２変形例を図３５、図３６に基づいて説明する。

図３５、図３６に示すように、この変形例の額帯灯型無影灯１では、ケース本体３６１の両側部にフード（ガイド部）１２が設けられている。フード１２は排気孔３６１ｂから排出される空気をケース３６の後方へガイドする。フード１２は湾曲した板状であり、ケース本体３６１の側面を覆っている。

この第２変形例では、排気孔３６１ｂから排出された空気をフード１２によって後方にガイドするので、医師Ａの脇に立っているスタッフに排気孔３６１ｂから排出された空気が直接当たらないようにすることができる。

次に、この発明の図１に示す実施形態の第３変形例を図３７、図３８に基づいて説明する。

図３７、図３８に示すように、この変形例の額帯灯型無影灯１では、ケース本体３６１の両側部にフード（ガイド部）１３が設けられている。フード１３は、湾曲した板状のフード本体１３１と、フード本体１３１の下端に結合された遮蔽板１３２とを有する。フード本体１３１は湾曲した板状であり、ケース本体３６１の側面を覆っている。遮蔽板１３２はフード本体１３１の下端に結合され、排気孔３６１ｂから排出された空気が下方（医師Ａの顔の方）に行かないように排気孔３６１ｂから排出されて下方へ向かう空気を遮る。

この第３変形例では、排気孔３６１ｂから排出された空気をフード１２によって後方へガイドするので、医師Ａの脇に立っているスタッフに排気孔３６１ｂから排出された空気が直接当たらないようにすることができるとともに、排気孔３６１ｂから排出された空気が顔の方へ行かないようにすることができる。

次に、この発明の図１に示す実施形態の第４変形例を図３９、図４０に基づいて説明する。

図３９、図４０に示すように、この変形例の額帯灯型無影灯４０１では、ケース本体４３６１の上面に排気孔３６１ｑが形成され、ケース本体４３６１の上面に２つのフード（ガイド部）１４が設けられている。フード１４はほぼ塵取状であり、排気孔３６１ｑから排出された空気をケース４３６の前方へガイドする。

この第４変形例では、ケース４３６から排出された空気の一部をフード１４によって前方へガイドするので、ケース４３６から排出されて医師Ａの頭部に直接当たる空気の量を減らすことができる。

１：額帯灯型無影灯、３：発光部、３１：発光ダイオード（発光素子）、３２：回路基板、３２ａ：導体パターン、３２ｂ：パッド、３２ｃ：絶縁膜、３２ｄ：通し孔、３２ｅ：通し孔、３２ｆ：通気孔、３２ｇ：取付片、３２ｈ：通し孔、３２ｉ：電線，３３：ヒートシンク、３３ａ：雌ねじ、３３ｆ：通気孔、３４：電動ファン（ファン）、３４ａ：フレーム部、３４ｂ：電線、３５：レンズ、３５ａ：レンズ部、３５ｂ：レンズ部結合部、３５ｃ：切欠き、３５ｄ：通し孔、３６：ケース、３６１：ケース本体、３６１ａ：吸気孔、３６１ｂ：排気孔、３６１ｃ：位置決め片、３６１ｄ：支柱、３６１ｅ：雌ネジ、３６１ｆ：凹部、３６１ｇ：孔、３６１ｊ：連結片、３６１ｋ：凹部、３６１ｍ：孔、３６１ｎ：通し孔、３６１ｐ：凹部、３６１ｑ：排気孔、３６２：カバー、３６２ａ：窓、３６２ｂ：環状溝、３６２ｃ：ロック片、３６２ｄ：爪、３７：シール部材、５：装着部、５１：ヘッドバンド、５１１ａ：調節つまみ、５２：サポートバンド、５２１ａ：調節つまみ、５３：クッション材、５４：コード保持部材、５４ａ：キャップ状本体、５４ｂ：保持アーム、５４ｃ：筒状部、５４ｄ：雌ネジ、６：連結部材、６１：固定部、６２：軸受部、６２ａ：孔、７：ボルト、８：ナット、９：連結補強部材、９１：突出片、９１ａ：孔、９２：結合片、１１，１２，１３，１４：フード（ガイド部）、１０７：電源部、２１０７：電源部、１０８：予備電池、１２１：電源コード、１４０：電池ケース、２１４０：電池ケース、２１４０ａ：電源スイッチ、２１４０ｂ：ライトスイッチ、２１４０ｃ：調光スイッチ、２１４０ｄ：傾斜スイッチ、２１４０ｅ：表示パネル、１４１：スイッチ、１１００：ベルト、Ａ：医師、Ｂ：手術台、Ｃ：患者、Ｃａ：体表面、Ｃｂ：患部、Ｓ：腹腔、ＬＲ：左右方向、ＵＤ：上下方向。

Claims

発光部と、この発光部を人の頭部に装着するための装着部とを備える額帯灯型無影灯において、
前記発光部は、
複数の発光素子と、
前記発光素子が実装される回路基板と、
前記回路基板の前記発光素子が実装される面と反対の面に固定されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの後方に配置される放熱用のファンと、
前記発光素子の前方に配置されるレンズと、
前記発光素子、前記回路基板、前記ヒートシンク、前記ファン及び前記レンズを収容するケースとを備え、
前記ケース外の空気を前記ケース内に吸入する吸気孔が前記ケースに形成され、
前記吸気孔から吸入された空気を通すための通気孔が、前記ヒートシンク及び前記回路基板に形成され、
前記ケース内の空気を前記ケース外へ排出する排気孔が前記ケースに形成され、
前記レンズの前面が、前記ケースの前面部に形成された窓を通じて前記ケース外へ露出している
ことを特徴とする額帯灯型無影灯。
前記レンズは、前記発光素子に相対するように配置されるレンズ部と、レンズ部同士を結合するトレイ状のレンズ部結合部とで構成され、
前記レンズは、前記回路基板の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置され、
前記トレイ状のレンズ部結合部の外周部からそのレンズ部結合部の外へ空気を逃がすための切欠きが、前記レンズ部結合部に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の額帯灯型無影灯。
前記排気孔から排出された空気を所定方向へガイドするガイド部が、前記ケースに設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の額帯灯型無影灯。
前記回路基板の左右方向の中央部が後方へ突き出すように前記回路基板が２つに折れ曲がり、前記回路基板の右半分と左半分とのなす角度が約１７０度である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の額帯灯型無影灯。
前記ファンが、前記回路基板の右側部分と左側部分とにそれぞれ相対するように配置され、
前記複数の発光素子の半分が前記回路基板の右側部分に配置され、前記複数の発光素子の残りの半分が前記回路基板の左側部分に配置され、
前記吸気孔が前記ケースの背面部に配置され、
前記排気孔が前記ケースの側部から前記背面部にかけて配置され、
前記回路基板の左右方向の中央部分に前記通気孔が多く配置されている
ことを特徴とする請求項４記載の額帯灯型無影灯。
互いに隣接する２つの前記ファンは、それぞれ羽根とこの羽根を収容するケースとを有し、
２つの前記ファンのうちの一方のファンのケースの外周面の一部と、２つの前記ファンのうちの他方のファンのケースの外周面の一部とが、隙間を介して隣接配置され、
前記一方のファンのケースの外周面の一部と前記ファンのケースの外周面の一部とに、
前記吸気孔から吸入した空気を前記回路基板の中央部に集中的に供給する切欠きが形成されている
ことを特徴とする請求項５記載の額帯灯型無影灯。
前記装着部は、
前記頭部の周囲を囲むヘッドバンドと、
前記ヘッドバンドの一方の側部から前記頭部の頂部を経由して前記ヘッドバンドの他方の側部に達するサポートバンドと、
前記サポートバンドの中間部に装着され、前記発光部とこの発光部から離して配置された電源部とを電気的に接続する電源コードを保持する第１のコード保持部材と、
前記ヘッドバンドの後部に装着され、前記電源コードを保持する第２のコード保持部材とを有する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の額帯灯型無影灯。