JP6432897B1 - 頭部装着型照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る照明装置は、装着者の頭部の額の前方に配設される支持部（３）と、支持部（３）に設けられ、対象物に対して光を照射する光源を備えるとともに、光源から射出された光を集光する集光レンズ（１３）を具備した光源ユニット（１０）と、支持部（３）に設けられて装着者の眼前に配設され、対象物からの反射光を透過して装着者に視認させる透過部材（３０）と、を有し、光源ユニット（１０）は、光源から射出される射出光を直線偏光にする第１偏光素子を備えており、透過部材（３０）は、第１偏光素子の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子を備えている。

Description

本発明は、主として、手術、施術、診療、処置などの各種の医療行為に使用可能な頭部装着型照明装置に関し、詳細には、そのような医療行為を支障なく行える頭部装着型照明装置に関する。

従来、歯科治療や医療手術・施術・診療・処置（これらを総称して処理とも称する）などの医療現場では、患者の患部を照らす照明装置が用いられている。この照明装置は、医者などの医療従事者の手元や頭などの影が生じないように特殊な構造となっており、無影灯とも称されている。また、このような無影灯以外にも、例えば、特許文献１に開示されているような、医療従事者の頭部に装着（耳に掛けるように装着）して患部を照射する頭部装着型（眼鏡型）の照明装置も知られている。

前記特許文献１に開示されている頭部装着型照明装置は、耳に掛けられる一対のテンプルの各前端側に、発光ダイオード（ＬＥＤ）を組み込んだ発光ユニットを装着した構造となっており、医療従事者の耳に掛けて装着した状態で患者の患部を照射することから、医療従事者の頭部の影が生じることはなく、無影状態で患部を照射することが可能となる。

特許２００２−２２４１５６号

上記したような頭部装着型照明装置では、装着者は、目の両外側に位置している発光部（光源）から射出された光を患部に照射し、その反射光を視認することで患部の状態を把握しながら患部に対して処理を施している。ところが、このような頭部装着型照明装置には、以下のような様々な課題がある。

発光部から人体の体内や口腔内に照射される光は、その患部でグレア（ぎらつき）を発生させ、これが装着者の目に眩しさとなり、患部を見づらくさせている。装着者は、患部の状況を把握しながら適切な処理を施す必要があることから、このようなグレアが生じていると、装着者は、頭部を動かして角度を変えて患部を視認し直す等、適切な処理に手間がかかってしまう。これは、短時間で適切な処理ができないことを意味しており、装着者にとっても患者にとっても大きな負担となっている。

例えば、癌などの開腹手術では、病巣を取り除いた後、神経叢を剥離することが行われるが、境界部分で生じるグレアが邪魔となってしまい、神経を損傷しないように処理するには細心な注意が必要となる。また、血管の縫合処置をする際にも、グレアが邪魔となってしまい、作業に手間と時間がかかってしまう。更には、口腔内の治療では、例えば、冷却のため、水を吐出しながらバキュームをかけることが行われるが、吐出される水分がグレアの要因となってしまい、適切な処理をする上で時間がかかってしまう。特に、インプラントに関する処理では、ゲージを診ながら適切な深さを把握する必要があり、水分が付着することでグレアが生じていると、ゲージが見難くなってしまい、処理時間が長くなったり、勘に頼った処理を行なう可能性もある。

また、頭部装着型照明装置は、軽量で操作性や取扱性が良く、長時間の装着にも耐えることができ、更には、装着者にとって目が疲れない構成であることが好ましい。すなわち、医療に関連した治療などの繊細な処理をするに際しては、長時間使用しても装着感が良好で、しかも適切な距離で適切な照度・光野径となる光スポットが得られる構造となっていることが好ましい。さらに、装着者は、繊細な処理をしている間は、できるだけ疲れないように、殆ど首を動かすことなく視線のみを動かすようにしているが、従来のように、発光部がテンプルに固定されていると、視線のみを動かした際、照射範囲が追従しないことから、結果として、首を動かす必要性が生じてしまい、疲れ易くなってしまう。

本発明は、上記した問題に基づいてなされたものであり、対象物に光を照射し、対象物からの反射光を視認しながら各種の処理作業を行なうに際して、短時間で適切な処理作業を行うことを可能にした頭部装着型照明装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明に係る頭部装着型照明装置は、装着者の頭部の額の前方に配設される支持部と、前記支持部に設けられ、対象物に対して光を照射する光源を備えるとともに、光源から射出された光を集光する集光レンズを具備した光源ユニットと、前記支持部に設けられて装着者の眼前に配設され、前記対象物からの反射光を透過して装着者に視認させる透過部材と、を有し、前記光源ユニットは、光源から射出される射出光を直線偏光にする第１偏光素子と第１偏光素子の透過光を円偏光又は楕円偏光にする第１波長板とを備えており、前記透過部材は、前記第１波長板と同じ位相差の第２波長板と第２波長板の透過光を前記第１偏光素子の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子とを備えている、ことを特徴とする。

上記した構成の頭部装着型照明装置では、光源ユニットの光源から射出された光は、集光レンズによって集光されるとともに、直線偏光に変換されて対象物に照射される。対象物からの反射光は、直線偏光となるが、その表面に凹凸等が存在する等、表面が鏡面状態でない場合は、反射光は拡散反射（乱反射）する。すなわち、対象物からの反射光が拡散反射する場合は、入射光が直線偏光であったとしても、その反射光は非偏光状態となる。この非偏光状態の光の中には、正反射光の成分（これは直線偏光となる）が含まれており、この正反射光の成分が、いわゆる光源が写り込んだ光沢（ぎらつき；グレア）となって視認され、これが対象物を視認しながら各種の処理をする上で妨げとなってしまう。前記反射光を透過して装着者に視認させる透過部材は、第１の偏光素子の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子を備えているため、光沢の原因となる反射成分を除くことができ、グレアのない拡散反射光のみを視認することができる。この場合、対象物に対して、直線偏光を、円偏光又は楕円偏光に変換して照射し、光の透過にかかる時間や強度の変化を観測することによって、分子の立体的配置の差異であるキラリティの情報を得ることが可能となる。例えば、動的な状態にある水の分子は、波長によって光を反射したり吸収したりする。すなわち、対象物の表面を流れる水の表面は凸凹状態と同じこととなり、光を正反射することができずに乱反射を起こし、光の色情報が失われてしまう。動的な水分を対象物に当てながら、その反射光を見た際に曇って見える（白く濁る状態）のは、この光の色情報が失われて見えにくくなるのが原因である。光が水面などに反射すると、横方向の振動の大きな光に変化する特性を持っているので、ここに円偏光をかけると、縦方向への振動が極端に減少して、横方向の振動のみの振動に近い光に変化する。したがって、反射した光を円偏光後に直線偏光へ変えると、対象物に水などの動的な物質が状態でもグレアを軽減することが可能となる。

本発明の頭部装着型照明装置によれば、対象物に光を照射し、対象物からの反射光を視認しながら各種の処理作業を行なうに際して、短時間で適切な処理作業を行うことが可能となる。

本発明に係る頭部装着型照明装置の第１の実施形態を示す正面図。 図１に示す頭部装着型照明装置の平面図。 図１に示す頭部装着型照明装置の側面図。 図１に示す頭部装着型照明装置の背面図。 （ａ）は、透過部材を跳ね上げた状態を示す斜視図、（ｂ）は、透過部材を下した状態を示す斜視図。 図１に示す頭部装着型照明装置を頭部に装着した状態を示す斜視図。 光源ユニットに組み込まれる複数の集光レンズによる光の経路と光野径の概略図。 光源ユニットを回動した際の光野が変位する状態を示す概略図。 光源ユニットから射出された光が眼に届くまでの概略経路を示す図であり、静的な対象物に光を照射してグレアを除去する構成を示す図。 従来の照明装置によって得られるグレアが除去さていない口腔内を示した写真（写真コピー）。 図９に示す構成の光学素子を備えた照明装置によって得られるグレアが除去された状態の口腔内を示した写真（写真のコピー）。 光源ユニットから射出された光が眼に届くまでの概略経路を示す図であり、動的な対象物に光を照射してグレアを除去する構成を示す図。 従来の照明装置によって得られるグレアが除去さていない口腔内を示した写真（写真コピー）。 図１２に示す構成の光学素子を備えた照明装置によって得られるグレアが除去された状態の口腔内を示した写真（写真のコピー）。 本発明に係る頭部装着型照明装置の第２の実施形態を示す図。

以下、本発明に係る頭部装着型照明装置（以下、照明装置と称する）の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態で説明する照明装置は、装着者の耳に掛けられる眼鏡型のタイプを例示し、医療従事者が装着して各種の治療行為をするに際し、患者の患部（対象物）を照射しながら患部を視認するものとして説明する。

最初に、図１から図８を参照して、第１の実施形態に係る照明装置の全体的な構成について説明する。
照明装置１は、眼鏡型に構成されており、医療従事者（装着者とも称する）Ｐの耳に掛けられる一対のテンプル２，２、及び、各テンプルの前端側を連結する連結部（以下、この連結部を支持部と称する）３を備えている。支持部３は、一般的な眼鏡と同様、装着者Ｐの額の前方で左右方向に延びており、装着時では、装着者Ｐの目よりも上側となるような位置関係となっている。この場合、照明装置１は、眼鏡をかけてない状態は勿論、眼鏡を掛けていても装着できる大きさに構成されている。

前記テンプル２及び支持部３は、軽量で可撓性を有する素材で形成されるのが好ましく、例えば、ポリプロピレン等の合成樹脂によって一体形成されている。また、各テンプル２の先端側には、ヒンジ２ａが設けられており、各テンプルの後端側を折り畳むことができるように構成されている。さらに、本実施形態では、テンプル２の内側面に凹溝２ｂを形成しており、この凹溝２ｂ内に、後述する光源ユニット１０に電力を供給する電源コードを埋め込んで電源コードを露出させないようにしている。これにより、治療行為の邪魔になる電源コードが目に移りこんだり、誤って引っ掛けてしまうことを極力排除している。

前記支持部３には、その上に光源ユニット１０が配設され、その下側に、光源ユニット１０の光源から、患部に対して照射された光の反射光を透過して装着者Ｐに視認させる透過部材３０が配設されている。また、前記支持部３の中央部の下面には、下方に向けて略Ｙ字形状の鼻当部５が設けられている。すなわち、光源ユニット１０及び透過部材３０は、額の前方領域で左右方向（顔の幅方向）に延びた支持部３の上下方向に配設された状態となっている。

本実施形態の透過部材３０は、視線を妨げないように、周囲にフレームがない状態の板状部材で構成されており、その中央上部がフラップ３１に挟持されている。このフラップ３１は、前記鼻当部５の基部に設けられて前方に突出する凸部５ａに対してビス止め等することで上下方向に回動可能に支持されている。これにより、透過部材３０は、支持部３に対して、図５（ａ）（ｂ）に示すように、装着者Ｐの目を開放する水平位置と、装着者Ｐの目を覆う垂直位置との間で上下方向に回動可能となっている。すなわち、透過部材３０を垂直位置に回動することで、後述するように、患部からの反射光をグレアのない状況で視認できると共に、水平位置に回動することで、実際の患部の状態を直接視認できるようになっている。

前記支持部３の上方に配設される光源ユニット１０は、支持部３に沿うように棒状に形成された筐体１１を備えており、この筐体１１内に、例えばＬＥＤ等の発光素子を備えた光源が配設されている。前記筐体１１は、照射側が平坦となった略円筒形状を成しており、装着時に視界に入り込まないように、できるだけ小型化されたもの（支持部３と略同一形状で一体化されたもの）が用いられている。
具体的には、本実施形態の照明装置は、照射位置（光源の発光部）から患部までの距離（処理距離とも称する）Ｌが２００〜４００ｍｍで、光野径（有効光野直径）φが８０〜１２０ｍｍ程度の光スポットを形成し、その範囲内での最高照度が１５０００〜４００００ルクス（あまり明るすぎると、装着者によっては目が疲れることが指摘されているため、２００００〜３００００ルクス程度が好ましい）が確保できる仕様になっていれば良い。また、ＬＥＤによる光源を採用した場合、後述するような光学系の配置態様によって、筐体１１を小型化することが可能となっている。

具体的に、上記した略円筒形状の筐体１１は、左右方向の長さが支持部３の左右方向の長さよりも短く、その高さＨについては、透過部材３０の高さＨ１よりも低く、更に、支持部３の前端縁３ａから前方への突出量Ｌ１を２５ｍｍ以内に設定されており、このような筐体１１の大きさでも上記した仕様を満足することが可能である。この場合、光源ユニット１０は、支持部３の上端面にネジ６等によって固定され、前方側に向けて突出する一対の板状の突出片７間に支持されている。このため、一対の突出片７，７間に支持されている筐体１１は、装着者Ｐの額とは十分に離間した状態となり、発光部からの発熱を感じることもない。なお、筐体１１の背面側に、放熱用のフィン１１ａを一体形成しておいても良い。

前記筐体１１は、突出片７に対して上下方向に回動可能に支持されているのが好ましく、これにより、光野を上下方向に移動することが可能となる。回動機構の詳細な構造については一般的な構造のものを適用できるため、詳細な説明については省略するが、装着者以外の補助者が容易に操作できるように、操作レバー（図示せず）を設けて上下方向に回動できるように構成することが好ましい。

次に、筐体１１に配設される光源の配置態様、及び、光源から射出される光の経路について説明する。
本実施形態の光源１２は、筐体内に配設され、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板（図示せず）、及び、ＬＥＤ素子から放射されるＬＥＤ光を所定の位置（患者の患部）に照射させるための集光レンズ１３を備えて構成されている。

前記集光レンズは、ＬＥＤ素子で発光された光を集光して患部を照らす機能を果たすものであり、１つの集光レンズによって光を集光するものであっても良いが、上記したように、一定の処理距離の位置で、光を一定の光野径の範囲で高照度に集光させる、という特殊性を考慮すると、複数のＬＥＤ素子から放射される各ＬＥＤ光を集光するようにし、各ＬＥＤ素子に対応して集光レンズを複数個配設し、各集光レンズからの光を集光させることが望ましい。

具体的に、上記した略円筒形状の筐体１１であれば、集光レンズは、その長手方向に沿って複数個、個別に配設することで、一定の処理距離の位置で光を効率的に集光することが可能である。特に、図１に示すように、集光レンズを支持部３の中心Ｘに対して左右対称位置に配設することで、目の中心位置の前方側の延長線上（視認した際、正面となる位置）に光を効率的に集めやすくなる。本実施形態では、中心Ｘの左側に２個（集光レンズ１３ａ，１３ｂ）、右側に２個（集光レンズ１３ｃ，１３ｄ）配設しており、更に、中心Ｘの位置にも１個の集光レンズ１３ｅを配設している。この場合、配設される集光レンズは、左右対称位置のそれぞれに少なくとも１個以上、合計２個以上設けられていれば良く、本実施形態のように、奇数個配設するのであれば、中心Ｘの位置に配設すれば良い。

図１に示す集光レンズ１３ａ〜１３ｅは、同一の構成であり、例えば、アクロマートレンズによって構成することが可能である。各集光レンズには、１つ以上のＬＥＤ素子が対応付けして配設されており、各集光レンズは、それぞれから放射された光が、図７に示すように、照射位置から患部までの距離（処理距離）Ｌが４００ｍｍで、光野径（有効光野直径）φが１００ｍｍ程度の光スポットを形成し、その範囲内での最高照度が４００００ルクスとなるように構成されている。具体的には、一定の光野径（直径が１００ｍｍ）の中心位置Ｃで最高照度４００００ルクス、中心位置Ｃから光野径が５０％の位置で最高照度の５０％、中心位置Ｃから光野径１００％の位置で最高照度の１０％が確保できるように構成されている。

また、本実施形態の照明装置１は、患者の患部に照射して治療など各種の処理作業を行なうことを考慮して、上記した処理距離Ｌで、光スポットを生じさせるに際しては、各集光レンズ１３ａ〜１３ｅの各光軸（実線で示す）が、処理距離よりも短い位置で一点に収束するように構成されている（本実施形態では処理距離Ｌの略半分の中間点２００ｍｍの位置で、各集光レンズの光軸が収束する収束点とされている）。

この場合、各集光レンズの光軸の収束点については、処理距離Ｌよりも長い位置に設定しても、処理距離Ｌの位置において高照度の光野径の光スポットが得られるが、収束点が処理距離Ｌよりも長いと、治療作業時において、光源と処理位置との間に手等の他物が入り込んだ際、その陰の影響が大きく出てしまう（陰影が生じやすい）。本実施形態のように、各光軸の収束点を処理距離Ｌよりも短い位置に設定しておくことにより、光源と処理位置との間に最も明るくなる領域が存在することとなり、これにより影の影響を低減することが可能となる。

なお、上記した各集光レンズ１３ａ〜１３ｅの光軸の一点の収束については、各光軸が正確に一点で交差するのは勿論、ある程度の径の中で収束するような態様も含まれる。また、このような収束点の光源からの距離については、使用する目的（外科処置用、口腔処置用など）に応じて最適な位置に設定される。さらに、各集光レンズについては、その焦点距離が、上記した光源から収束点までの距離よりも短いものを用いることが好ましい。このような焦点距離の集光レンズでは、光を収束させる度合いが高くなり、図７の点線で示す各集光レンズからの放出光を径方向外方に広く拡散させることはなく、効率的に光スポットを形成することが可能となる。

上記した集光レンズの構成、及び、配置態様によれば、各集光レンズから射出される光は、一定の処理距離Ｌの位置において重なった状態となり、これにより明るい照射光の領域（５つの集光レンズからの光の重なりの中心Ｃが最も明るい４００００ルクス、直径が光野径の５０％の範囲内では２００００ルクス以上、直径が光野径の１００％の範囲内では４０００ルクス以上となる光スポット領域（光野径）Ｒ）が得られるようになる。この場合、中心Ｃから径方向外側に移行するに連れて、各集光レンズからの照射径が重なる領域が減るため、外側に移行するに連れて照度が急激に変化するのではなく、徐々に変化（次第にぼやける）するようになる。このため、照射したい患部と、その周辺の照度ギャップが低減し、治療行為をするにあたって患部が視認し易くなる。

また、上記したような光源（光源ユニット１０）及び透過部材３０は、支持部３の上下方向に配設されており、特に、各光源（集光レンズ）は、目の上にある支持部３に対して横方向に沿って配設されているため、図８で示すように、光源ユニット１０からの照射光と、患部からの反射光との間の仰角αを小さくすることができる。このように、仰角αが小さいことで、後述するようにグレアを除去するに際しては、偏光状態で反射する反射光をカットし易くなり、グレア除去効果を高めることが可能となる。また、光源ユニット１０は、支持部３に対して上下方向に回動可能に支持されているため、装着者が首を動かくことなく視線のみを前後方向に動かしても、光源ユニット１０を回動させることで、その視線の範囲に光野を移動させることができる（図８の位置Ａ，位置Ｂ，位置Ｃ参照）。

また、上記した本実施形態の照明装置１は、眼鏡型として構成されているため、例えば、頭部の周囲に巻回された装着バンドに光源を支持した照明装置と比較すると、容易に装着、取り外しができ、取扱性や操作性が良くなる。

上記した光源ユニット１０に対して電力を供給するのは、光源ユニットの側端面から導出し、前記テンプル２の内側面に形成された凹溝２ｂに収容した電源コード１６を介して成される。電源コード１６の端部には、接続端子１６ａが設けられており、この部分に外部バッテリ（図示せず）からのラインを接続して光源ユニット１０に電力供給が成される。この場合、接続端子１６ａの形態、配設位置、及び、光源ユニット１０に対する電力の供給方法等については特に限定されることはない。また、電力の供給に関しては、例えば、携行可能な直流型のバッテリーから行なう方式であっても良いし、室内に設置された電源（交流電源）から行なう方式であっても良い。

上記したように構成される照明装置１は、光源から患部に照射した光をグレア（ぎらつき）を生じさせることなく、視認できるように構成されている。
以下、照射光を患部に照射した光を、グレアを生じさせることなく視認させるための具体的な構成（グレアを除去する具体的な構成）について説明する。

本実施形態では、図９の概略図で示すように、光源ユニット１０の各集光レンズ１３ａ〜１３ｅの前面側を覆うように、光源から射出される射出光を直線偏光にする板状の第１偏光素子２０を筐体１１の前面開口部分に取着している。このように、筐体１１の前面開口部分に横長の板状の第１偏光素子２０を取着することで、筐体内に個別に配設された各レンズを透過した光は、一体的に直線偏光状態に変更することができる。すなわち、この第１偏光素子２０によって、集光レンズ１３ａ〜１３ｅから射出される光（非偏光状態の光）は、電場（および磁場）の振動方向が一定となる直線偏光となって患部１００に照射される。

また、前記装着者の目の前を覆う透過部材３０は、第１偏光素子２０の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子２２を備えている。
照射対象物である患部１００が鏡面状態であれば、その反射光は、そのまま直線偏光となるが、実際には凹凸があるため、反射光は、直線偏光成分を含んだ拡散光（非偏光状態）となる。すなわち、患部１００からの反射光が拡散反射する場合は、入射光が直線偏光であったとしても、その反射光は非偏光状態となるのであり、この非偏光状態の光の中には、正反射光（入射した直線偏光がそのまま直線偏光となって反射される）の成分が含まれている。この正反射光の成分が、光源の写り込み、いわゆる光沢（グレア）となって視認されるのであり、これが患部に対して各種の処理をする上で妨げとなってしまう。

患部１００からの反射光を透過し、この透過光を装着者に視認させる透過部材３０は、上記のように、第１偏光素子２０の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子２２を備えているため、グレアの原因となる反射成分（光源の写り込み）が除かれ、装着者はグレアのない拡散反射光のみを視認することができる。

なお、上記した第１偏光素子２０及び第２偏光素子２２は、例えば、リニア偏光フィルタ、フィルム偏光子、ナノワイヤーグリッド偏光板・無機偏光板（ガラスウエハ上にアルミ薄膜を形成し、微細なスリットを形成したもの）等によって構成することができる。また、第２偏光素子２２については、透過部材３０そのものが偏光機能を備えたフィルタとして構成されていても良いし、そのような機能を有する薄膜を被着した構成であっても良い。

そして、上記した構成では、光源からの射出光に対して、外部信号により電気的に周波数変調（パルス変調）をかけて位相、振幅、偏波面を変化させて光の電場の振動方向を正確に揃え（整列状態にする）、これを透過率の高い第１偏光素子であるワイヤーグリッド偏光板をとおして患部に照射することにより、より効果的にグレアを除去することが可能となる。

図１０は、従来の照明装置によって得られるグレアが除去さていない口腔内を示した写真（写真コピー）であり、図１１は、図９に示した構成の光学素子を備えた照明装置１によって得られるグレアが除去された状態の口腔内を示した写真（写真のコピー）である。

この比較写真で明らかなように、光源ユニット１０及び透過部材３０に、上記したような第１偏光素子２０及び第２偏光素子２２を設けることで、装着者はグレアのない患部を視認することが可能となる。このため、各種の施術、診療、処置作業等において、正しい所見を取ることができ、患者及び装着者（医療従事者）のリスク低減と、処理時間、診療時間が短縮化され、装着者及び患者の負担が軽減される。特に、人体の水分、体液、唾液、油分等に反射するグレアが効果的に除去できるため、外科手術や口腔内の治療に有効であり、例えば、腸間膜血管走行の確認、血管出血部位の処置、神経叢の剥離、インプラント処置など、各種の医療に関する処理作業を迅速かつ、適切に行うことが可能となる。

図１２は、グレアの除去方法の別の実施例を示す概略図である。
図９に示した構成は、静的な患部１００を視認する上でグレアを除去する手法を示したが、上記した構成において、波長板（１／２波長板、１／４波長板、１／８波長板など）を重ねることで動的な対象物、具体的には、患部に対して水を吐出した際に、その水分からの反射光によるグレアを除去することも可能である。例えば、インプラントなどの口腔内の治療においては、冷却水を吐出しながら歯を削る等の処置がなされるが、吐出される水分からの反射光によるグレアについても除去することが可能である。
以下、この原理について説明する。

一般的に、光を物質に照射して見るとき、光の電場の振動方向が正確にそろった偏光を活用すれば被写体からも正確にそろった偏光が帰ってくる。この場合、患部に円偏光（楕円偏光も含む）を照射して、光の透過にかかる時間や強度の変化を観測することによって、分子の立体的配置の差異であるキラリティの情報を得ることが可能となる。

通常、水の分子は波長によって光を反射したり吸収したりする。患部の表面を流れる水１２０の分子が患部の表面に付着又は流れる（ジェット水流等々）ことによって、その表面は凸凹状態と同じこととなり、患部の表面は光を正反射することができずに、乱反射を起こしてしまう。そして、この乱反射によって、光の色情報が失われてしまうのであり、曇って見える（白く濁る状態）のは、この光の色情報が失われて見えにくくなるのが原因である。光が水面などに反射すると、横方向の振動の大きな光に変化する特性を持っているので、ここに円偏光をかけると、縦方向への振動が極端に減少して、横方向の振動のみの振動に近い光に変化する。したがって、反射した光を円偏光後に直線偏光へ変えると、動的な状態でもグレアを軽減することが可能と考えられる。

図１２に示すように、図９に示した光学素子の配設状態において、第１偏光素子２０に第１波長板２４を重ねておき、第１偏光素子２０を透過した光（直線偏光状態）を第１波長板２４によって円偏光にして患部に照射する（実際には、患部の表面に動的に流れている水分１２０に対して円偏光の光を照射する）。そして、その反射光（円偏光状態）を同じ構成の第２波長板２６が重ねられた第２偏光素子２２に入射させることで、視認した際には、その水分１２０から正反射光を確実にカットして水分が除去された状態の患部を視認することが可能となる。

図１３は、従来の照明装置によって得られるグレアが除去さていない口腔内を示した写真（写真コピー）であり、図１４は、図１２に示した構成の偏光素子及び波長板を備えた照明装置１によって得られる動的な水分などによるグレアが除去された状態の口腔内を示した写真（写真のコピー）である。

この比較写真で明らかなように、光源ユニット１０及び透過部材３０に、上記したような第１波長板２４を重ねた第１偏光素子２０及び第２波長板２６を重ねた第２偏光素子２２を設けることで、装着者は、動的な水分が除去された状態の患部を視認することが可能となる。このため、図９に示した構成と同様、各種の施術、診療、処置作業等において、正しい所見を取ることができ、患者及び装着者（医療従事者）のリスク低減と、処理時間、診療時間が短縮化され、装着者及び患者の負担が軽減される。なお、患部に向けて吐出される冷却水以外にも、人体の水分、体液、唾液、油分などの液状体に反射するグレアが除去されるため、口腔内の処理以外にも外科手術等においても有効であり、実際の処理において、従来の処理時間を１／２以下にすることも可能となる。

以上のように、光源から射出される光に偏光（直線偏光・円偏光・楕円偏光）をかけ、患部から戻ってくる光に対して、装着者の目の前で照射される光の偏光照射と反対の偏光処理を施すことにより、装着者はグレアが除去ないしは低減された対象物を視認できるようになる。したがって、光源ユニット１０側、及び、透過部材３０側において、このような偏光作用が得られれば、具体的な光学素子の構成や、配設態様については、適宜変形することが可能である。

図１５は、本発明に係る照明装置の別の実施形態を示す図である。
この実施形態の照明装置１Ａは、上記した実施形態と同様、眼鏡型に構成されており、支持部３の中央部分の前方に光源ユニット１０Ａを配設し、かつ透過部材３０の前方に双眼ルーペ６０を配設している。

光源ユニット１０Ａの光源（集光レンズ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）は、支持部３の中央部分で、上下方向に沿って３か所配設されており、上記した実施形態と同様、その光軸が一点で収束するように配設されている。また、双眼ルーペ６０は、手元の局所的な患部（例えば、血管縫合する際の血管など）を拡大して視認することを可能にするものであり、上記した実施形態の照明装置１にも、図に示すような双眼ルーペ６０を配設することが可能である。

このような構成の照明装置１Ａにおいても、光源ユニット１０Ａに上記した第１光学素子２０（及び第１波長板２４）を配設し、透過部材３０に上記した第２光学素子２２（及び第２波長板２６）を配設することで、患部をグレアなく拡大して視認することが可能となる。

以上、本発明に係る照明装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、種々変形することが可能である。
上記した実施形態の照明装置は、装着者の耳に掛けられる眼鏡型のタイプを例示したが、頭部の額周りに装着されるベルトやヘルメットなどによって光源ユニットを支持する構成であっても良い。また、光源ユニットについては、棒状（円筒状）に形成された筐体以外にも、例えば箱型の筐体で構成しても良く、光源の配列についても適宜変形することが可能である。また、光源は、ＬＥＤ素子以外でも良く、例えば、有機ＥＬや半導体レーザ発光素子などによって構成しても良い。特に、光源を有機ＥＬで構成すると、工業製品のような対象物を視認した際に、傷があるか否かを容易に鑑別することが可能となる。
また、光源による照度、光野径については、光源ユニット１０，１０Ａの仕様、発光素子の数、配置態様、及び、集光レンズの屈折率や配設個数等に応じて適宜変形することが可能である。

さらに、本発明に係る照明装置は、医療分野以外にも、各種の工業分野においても適用することが可能である。例えば、製品の表面に付着した異物、汚れ、傷などは、グレアが生じていると見落としてしまう可能性があるが、上記したようなグレアを除去できる照明装置を装着することで、不良品の発生や不良個所の見落としなどを排除することが可能である。さらに、各種の精密工作作業、宝石製品の鑑定や加工など、様々な工業分野に用いることも可能である。

１，１Ａ 照明装置
３ 支持部
１０，１０Ａ 光源ユニット
１２ 光源
１３（１３ａ〜１３ｅ） 集光レンズ
１３Ａ〜１３Ｃ 集光レンズ
２０ 第１偏光素子
２２ 第２偏光素子
２４ 第１波長板
２６ 第２波長板
３０ 透過部材
６０ 双眼ルーペ

Claims (8)

1. 装着者の頭部の額の前方に配設される支持部と、
   前記支持部に設けられ、対象物に対して光を照射する光源を備えるとともに、光源から射出された光を集光する集光レンズを具備した光源ユニットと、
   前記支持部に設けられて装着者の眼前に配設され、前記対象物からの反射光を透過して装着者に視認させる透過部材と、
   を有する頭部装着型照明装置において、
   前記光源ユニットは、光源から射出される射出光を直線偏光にする第１偏光素子と第１偏光素子の透過光を円偏光又は楕円偏光にする第１波長板とを備えており、
   前記透過部材は、前記第１波長板と同じ位相差の第２波長板と第２波長板の透過光を前記第１偏光素子の偏光軸に対して９０°直交するように配設される第２偏光素子とを備えている、
   ことを特徴とする頭部装着型照明装置。
2. 前記光源からの射出光に対して電気的に周波数変調をかけ、前記第１偏光素子はワイヤーグリッド偏光板であることを特徴とする、
   請求項１に記載の頭部装着型照明装置。
3. 前記支持部は、装着者の耳に掛けられる一対のテンプルの先端部同士を連結しており、
   前記光源ユニット及び透過部材は、前記支持部の上下方向に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の頭部装着型照明装置。
4. 前記光源ユニット及び透過部材は、前記支持部に対して、それぞれ上下方向に回動可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の頭部装着型照明装置。
5. 前記光源ユニットは、前記支持部に沿うように棒状に形成された筐体を有しており、
   前記筐体内には、前記集光レンズが２個以上、個別に配設されている、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の頭部装着型照明装置。
6. 前記第１偏光素子は、前記２個以上の集光レンズの前方を覆う板状の部材で構成されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の頭部装着型照明装置。
7. 前記２個以上の集光レンズは、各集光レンズの光軸が一点で収束するように前記筐体に支持されている、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の頭部装着型照明装置。
8. 前記透過部材の前方に双眼ルーペを配設した、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の頭部装着型照明装置。