JPH0493912A - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、立体視するための二つの光軸を有する手術用
顕微鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、手術手法１手術用具の発達に伴い微細な手術所謂
マイクロサージエリ−が頻繁に行なわれるようになって
きた。マイクロサージエリ−には、例えば眼科や脳神経
外科に例を見るように、術部を拡大観察するために手術
用顕微鏡が用いられる。

一般に手術用顕微鏡は、第９図に示すように、実体顕微
鏡である鏡体１と鏡体ｌを所望の位置、角度に移動し保
持するための架台２とで構成されている。

又、鏡体１の実体光学系は、第１Ｏ図に示した如き構成
を有しており、図中、３は対物レンズ、４は変倍光学系
、５はビームスプリッタ、６は接眼レンズである。そし
て、術部７から発せられた光は、対物レンズ３．変倍光
学系４，４を介してビームスプリッタ５，５により分割
されつつ結像せしめられ、その像が接眼レンズ６．６を
介して術者の目により立体観察される。又、一方のビー
ムスプリッタ５により反射されて一旦結像した光は、リ
レーレンズ８．偏向プリズム９．接眼レンズ■０から構
成される側視鏡１１に入射・結像し、衝接教育の目的な
どで第三者により観察され、他方のビームスプリッタ５
で反射されて一旦結像せしめられた光は、結像レンズ１
２．撮像素子１３から構成されるビデオカメラ１４に入
射・結像し、同じく衝接教育用にビデオ録画される。

しかし、このような構成では、側視鏡１１．ビデオカメ
ラ１４は実体光学系の二つの光路のうち一つの光路のみ
を用いて観察或いはビデオ撮影しているため、第三者は
術者のように立体観察はできない。

又、第三者が立体視観察するためには、従来から実体光
学系の一つの光路を瞳分割する手段がとられているが、
手術用顕微鏡は手術をするための作業スペースを広くと
っている。即ち焦点距離を長くしているために、そのよ
うな手段で得られる立体感は二つの光路を使って立体観
察する術者の立体感と比較すると極度に劣る。

又、術部を立体観察するために術者の観察光学系とは別
の第２の観察光学系を有する手術用顕微鏡として、例え
ば特開昭６１−１６７３６号公報に記載のものがある。

これは第１１図に示した如き構成を有しており、１６は
対物レンズ、１７は変倍光学系、１８は接眼レンズ、１
９は第２の変倍光学系、２０は偏向ミラー　２１は第２
の接眼レンズである。そして、術部１５から発せられた
光は、対物レンズ１６．変倍光学系１７．１７により結
像せしめられ、接眼レンズ１８．１８を介して術者の目
により立体観察される。又、第２の観察光学系では、対
物レンズ１６．変倍光学系１９ｔ　１９により結像せし
められ、偏向ミラー２０゜２０、第２の接眼レンズ２１
．２１を介して第三者の目により立体観察される。第１
２図は、変倍光学系１７．１７及び第２の変倍光学系１
９，１９を対物レンズ１６の方向から見た図である。こ
の構成によれば、第三者による良好な立体観察が可能と
なる。

ところで、ここまでは第三者による立体観察について述
べたが、次にビデオカメラによる立体撮影について簡単
に説明する。従来から手術用顕微鏡の観察像を立体撮影
するためには、第１０図に示した二つのビームスプリッ
タ５，５の反射光を二つのビデオカメラに夫々入射・結
像させ、何らかの記録媒体に記録する方法がとられてい
る。そして、記録された観察像は、ＴＶモニターに写し
出され、例えば偏光板等を利用して、手術用顕微鏡の左
の観察像はモニター観察者の左眼へ且つ右の観察像は右
眼へ夫々入射させることにより立体観察されるようにな
っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記側視鏡は、立体観察ができないから、微細
且つ複雑なマイクロサージエリ−の衝接を修得する目的
においては充分満足して使用することはできないという
欠点があった。又、上記瞳分割により得た立体像も術者
の立体感に較べて極度に劣るため、実用的ではないとい
う問題があった。更に、特開昭６１−１６７３６号公報
に記載の手術用顕微鏡においては、良好な立体観察が可
能となるものの、鏡体内に二つの立体観察光学系を有す
るために、機構が複雑になるばかりか、大型化するため
手術をするための作業スペースが著しく狭められるとい
う重大な欠点がある。又、高価になることは云うまでも
ない。

又、立体撮影においては、上記従来例の場合２台のビデ
オカメラを鏡体の周囲に配置しなければならず、−層作
業スペースが狭められるばかりか鏡体部の重量を著しく
増加させるので、通常このような高重量に対応できる架
台を有さない手術用顕微鏡においては、もはや鏡体部を
所望の位置。

角度に移動することすら困難となるという問題がある。

又、立体撮影をするために必ず２台のビデオカメラを使
用するので、立体撮影でない撮影に比較して飛躍的に高
価なものになるという問題もある。

本発明は、以上の問題点に鑑み、手術をするための作業
スペースを狭めることなく、衝接を修得する目的に対応
すべき充分な立体感が得られる観察像を第三者或いはビ
デオカメラに供給でき、小型軽量にして構造が簡単で安
価である手術用顕微鏡を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による手術用顕微鏡は、 立体視するための二つの光軸を有する手術用顕微鏡にお
いて、 前記二つの光軸上に夫々少なくとも一つ以上の光路分割
手段を配置して前記二つの光軸上の各光束の少なくとも
一部ずつを術者用の立体視観察系と異なる一方向に指向
せしめると共に、前記一方向に指向せしめられた二つの
光束が互いに異なる振動方向の偏光成分となるようにす
る偏光手段を備えていることを特徴としている。

〔作　用〕

上記構成によれば、再び偏光成分を二つに分離。

結像させる光学系を備えた側視鏡と組み合わせるだけで
、十分な立体感のある立体観察像を術者以外の観察者に
供給できる。又、ネマティック液晶により偏光成分を選
択して透過させて結像させるビデオカメラと組み合わせ
るだけで十分な立体感のある立体観察像をビデオカメラ
に供給できる。

従って、従来と同じ作業スペースを確保できると共に、
十分な立体感のある立体観察或いは立体撮影が可能にな
り、更に手術用顕微鏡自体も小型軽量にして構造が簡単
で安価で済む。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明による手術用顕微鏡の第１実施例の通常
使用状態での光学系を示す図、第２図は上記第１実施例
の側視鏡使用状態での光学系を示す図である。

第１図において、２３は対物レンズ、２４は変倍光学系
、２５は入射面に平行な振動方向の偏光成分の大半を透
過し且つ入射面に垂直な振動方向の偏光成分の大半を反
射する偏光ビームスプリッタ、２６は接眼レンズである
。第２図において、２７は偏光面を前記偏光ビームスプ
リッタ２５の入射面と４５°をなすように配置しＢｋ波
長板、２８は反射鏡であって、これらが偏光面を９０゜
回転させる偏光部材２９を構成している。偏光部材２９
は、第２図においては紙面に向かって右側に取り付けて
あり、一方の偏光ビームスプリッタ２５の反射光軸に対
して反射鏡２Ｂが垂直になるように鏡体に着脱自在とな
っている。

３０はリレーレンズ、３１は前記偏光ビームスプリッタ
２５の入射面に平行な振動方向の偏光成分の大半を透過
し且つ入射面に垂直な振動方向の偏光成分の大半を反射
する偏光ビームスプリッタ、３２は偏向プリズム３４．
３４は接眼レンズであって、これらが側視鏡３３を構成
している。

本実施例は上述の如く構成されているから、第１図に示
した状態においては、術部２２より発せられた光は、対
物レンズ２３．変倍光学系２４゜２４を介して偏光ビー
ムスプリッタ２５．２５により入射面に平行な振動方向
の偏光成分と入射面に垂直な振動方向の偏光成分に分割
されつつ結像せしめられる。偏光ビームスプリッタ２５
．２５を透過した入射面に平行な振動方向の偏光成分に
よる像は、接眼レンズ２６．２６を介して術者の目によ
り立体観察される。

一方、偏光ビームスプリッタ２５．２５により反射され
て一旦結像した入射面に垂直な振動方向の偏光成分は、
図示しない側視鏡やビデオカメラに入射して再結像する
。

従って、通常は従来の手術用顕微鏡と同様に観察された
り、非立体的に第三者により観察されたりビデオ録画さ
れたりする。

又、第２図に示した状態においては、術部２２より発せ
られた光は、対物レンズ２３．変倍光学系２４．２４を
介して偏光ビームスプリッタ２５゜２５により入射面に
平行な振動方向の偏光成分と入射面に垂直な振動方向の
偏光成分に分割されつつ結像せしめられる。偏光ビーム
スプリッタ２５゜２５を透過した入射面に平行な振動方
向の偏光成分による像は、接眼レンズ２６．２６を介し
て術者の左右眼により立体観察される。紙面に向って右
側の偏光ビームスプリッタ２５で反射された右眼の観察
像を形成すべき入射面に垂直な振動方向の偏光成分は、
ス波長板２７を介し反射鏡２８で反射され再び区波長板
２７を介する即ちＡ波長板を２回透過することにより偏
光面が９０°回転して入射面に平行な振動方向の偏光成
分になり、初めに反射した紙面に向って右側の偏光ビー
ムスプリッタ２５更には紙面に向って左側の偏光ビーム
左側の偏光ビームスプリッタ２５で反射された左眼観察
像を形成すべき入射面に垂直な振動方向の偏光成分と重
なり、鏡体から出射される。鏡体から出射された両側光
成分は、側視鏡３３に入射しリレーレンズ３０を介して
偏光ビームスプリッタ３１により入射面に平行な振動方
向の偏光成分と入射面に垂直な振動方向の偏光成分に再
び分割される。そして、右眼観察像を形成すべき入射面
に平行な振動方向の偏光成分は、偏光ビームスプリッタ
３１を透過して結像し、接眼レンズ３４を介して第三者
の右眼により観察される。一方、左眼観察像を形成すべ
き入射面に垂直な振動方向の偏光成分は、偏光ビームス
プリッタ３１で反射され、更に衰微を得るために配置さ
れている２回反射型の偏向プリズム３２で反射されて結
像し、接眼レンズ３４を介して第三者の左眼により観察
される。

従って、側視鏡と組み合わせるだけで術者と同じ立体感
のある観察像を第三者に提供することができる。その上
、従来と同じ作業スペースを確保できる。又、側視鏡３
３にイメージローチーターを内蔵させれば、第三者の観
察姿勢を楽にできることは云うまでもない。又、本実施
例は、従来手術用顕微鏡においてビームスプリッタを偏
光ビームスプリッタに変え且つ偏光部材を取付けるだけ
で簡単に構成できる。従って、手術用顕微鏡自体も小型
軽量で安価になる。又、通常は従来の手術用顕微鏡と同
じ機能を持つことから、用途に合わせた使い分けができ
、便利である。

第３図は第２実施例の通常使用状態での光学系を示す図
、第４図は上記第２実施例のビデオ撮影状態での光学系
を示す図である。

第３図において、３６は対物レンズ、３７は変倍光学系
、３８は紙面に向って右側のもののみ術部３５からの観
察光軸に対し１８０°回動自在なビームスプリッタ、３
９は第１の偏光板、４０は偏光面か偏光板３９の偏光面
と平行な第２の偏光板、４１は接眼レンズ、４２は偏光
面が偏光板３９と垂直な第３の偏光板である。

第４図において、４３はリレーレンズ、４４は像反転プ
リズム、４５はネマティック液晶板、４６は偏光面が偏
光板３９と平行な第４の偏光板、４７は結像レンズ、４
８は撮像素子であって、これらがビデオカメラ４９を構
成している。この場合、ビームスプリッタ３８は、第３
図の場合と比べて、術部３５からの観察光軸に対し１８
０°回動させた状態にある。

本実施例は上述の如く構成されているから、第３図に示
した状態においては、術部３５より発せられた光は、対
物レンズ３６．変倍光学系３７゜３７を介してビームス
プリッタ３８．３８により分割されつつ結像せしめられ
る。そして、この像が接眼レンズ４１．４１により立体
観察される。

ここで、紙面に向って左側の光は、ビームスプリッタ３
８の直前に配置された第１の偏光板３９を介して一つの
偏光成分となる。そして、ビームスプリッタ３８を透過
した偏光成分は一旦結像し、それが接眼レンズ４１を介
して術者の目により観察される。又、この偏光成分は、
接眼レンズ４１の直前に配置された第２の偏光板４０を
介することになる。一方、ビームスプリッタ３８により
反射された光は図示しない側視鏡やビデオカメラに入射
して再結像する。

従って、通常は従来の手術用顕微鏡と同様に観察された
り、非立体的に第三者により観察されたりビデオ録画さ
れたりする。

又、第４図に示した状態においては、術部３５より発せ
られた光は、対物レンズ３６．変倍光学系３７．３７を
介してビームスプリッタ３８，３８により分割されつつ
結像せしめられる。ビームスプリッタ３８．３８を透過
した光は一旦結像し、それが接眼レンズ４１．４１を介
して術者の目により立体観察される。紙面に向って右側
のビームスプリッタ３８で反射された光は、第３の偏光
板４２を介すことにより偏光面が偏光板３９と垂直な偏
光成分に限定され、紙面に向って左側のビームスプリッ
タ３８により分割される。この左側のビームスプリッタ
３８で分割された偏光面が偏光板３９と垂直な偏光成分
のうち透過した成分は、術部３５から発せられた偏光板
３９を介することにより偏光面が偏光板３９と平行にな
った偏光成分のうち左側のビームスプリッタ３８により
反射された成分と重なり、鏡体から出射される。尚、前
記左側のビームスプリッタ３８で分割された偏光面が偏
光板３９と垂直な偏光成分のうち反射された成分は、第
２の偏光板４０と偏光面が直交するための、該第２の偏
光板４０により遮られる。

次に、鏡体から出射された光はビデオカメラ４９に入射
し、そのリレーレンズ４３を介し、衰微を得るために像
反転プリズム４４を介し、更にネマティック液晶板４５
．第４の偏光板４６．結像レンズ４７を介して撮像素子
４８の撮像面に結像する。ネマティック液晶板４５に電
圧を印加しない状態においては、立体観察光のうち紙面
に向って右側の観察光である偏光面が偏光板３９と垂直
な偏光成分のみがネマティック液晶板４５を透過するこ
とにより偏光面が９０°回転し、従って、偏光面が第４
の偏光板４６と平行となるため第４の偏光板４６を透過
し、結像レンズ４７を介して撮像素子４８上に結像する
。又、ネマティック液晶板４５に電圧を印加した状態に
おいては、立体観察光のうち紙面に向って左側の観察光
である偏光面が偏光板３９と平行な偏光成分がそのまま
ネマティック液晶板４５．第４の偏光板４６を透過し、
結像レンズ４７を介して撮像素子４８上に結像する。尚
、偏光面が偏光板３９と垂直な偏光成分は第４の偏光板
４６で遮られる。

従って、ネマティック液晶板４５への電圧の無印加と印
加を交互に切り換えることにより、一つの撮像素子４８
で術者と同じ観察像を立体観察できる。尚、観察像を画
面に表示するときには、ビデオカメラ４９内のネマティ
ック液晶板４５の切換え信号と通常画面とその観察眼と
の間に配置されるネマティック液晶板の切換え信号とを
同期させることは云うまでもない。又、本実施例は、つ
の撮像素子から構成される立体撮影用のビデオカメラを
直接鏡体に取付けるだけで、従来と同等の作業スペース
を確保しつつ立体撮影を行なうことができるという利点
がある。又、第１実施例で示した偏光ビームスプリッタ
は二つの偏光成分の分離が悪い上高価なものであるが、
本実施例は通常のビームスプリッタを用いているので、
消光比が高く且つ安価に構成できるという利点もある。

更に、第１実施例の如く鏡体と別体の偏光部材を取付け
る手間を省くことができ、鏡体内部で立体撮影用の光学
系に変換できることも利点としてあげられる。

第５図は第３実施例の通常使用状態での光学系を示す図
、第６図はその要部平面図、第７図は上記第３実施例の
側視鏡使用状態・ビデオ使用状態での光学系を示す図で
ある。

第５図において、５１は対物レンズ、５２は変倍光学系
、５３は第１のビームスプリッタ、５４は接眼レンズ、
５５は互いの偏光面が垂直な一対の第１の偏光板、５６
は第２のビームスプリッタ、５７は同一光路上の偏光板
５５と偏光面が平行になるように配置した第２の偏光板
、５８は第１ビームスプリッタ５３．第２のビームスプ
リッタ５６、偏光板５５．第２の偏光板５７（図面上は
保持状態にないが）を保持するための保持部材である。

ここで、保持部材５８を接眼レンズ５４の方向から見た
第６図を用いて、保持部材５８に保持されている第１の
ビームスプリッタ５３．第２のビームスプリッタ５６．
偏光板５５．第２の偏光板５７の位置関係について説明
する。保持部材５８に第１のビームスプリッタ５３が保
持される位置に対し９０″′回転させた位置に第２のビ
ームスプリッタ５６が配置され、各第２のビームスプリ
ッタ５６の直前に第１の偏光板５５が配置され、更に紙
面上上側に位置する第２のビームスプリッタ５６の直後
には図示しないが第２の偏光板５７が配置されている。

尚、両第２のビームスプリッタ５６の反射方向は紙面上
上側である。又、保持部材５８は、第５図における左右
の光軸の中心を回転中心として回動自在であり、９０６
回動させた場合にビームスプリッタ５３と第２のビーム
スプリッタ５６の位置が入れ替わるように構成されてい
る。

第７図は、第５図の構成から保持部材５８を第６図にお
いて反時計まわりに９０°回動させて得られる構成を示
している。

本実施例は上述の如く構成されているから、第５図に示
した状態においては、術部５０より発せられた光は、対
物レンズ５１．変倍光学系５２゜５２を介して第１のビ
ームスプリッタ５３．５３により分割されつつ結像せし
められる。ビームスプリッタ５３を透過した光は一旦結
像し、それが接眼レンズ５４．５４を介して術者の目に
より立体観察される。一方、第１のビームスプリッタ５
３．５３により反射された光は図示しない側視鏡やビデ
オカメラに入射し再結像する。

従って、通常は従来の手術用顕微鏡と同様に観察された
り、非立体的に第三者により観察されたりビデオ録画さ
れたりする。

又、第７図に示した状態においては、術部５０より発せ
られた光は、対物レンズ５１．変倍光学系５２，５２．
偏光板５５．５５を介して第２のビームスプリッタ５６
．５６により分割されつつ結像せしめられる。尚、夫々
の偏光板５５を透過した光は、夫々の偏光面と同じ偏光
面の偏光成分のみに限定される。第２のビームスプリッ
タ５６を透過した光は一旦結像し、それが接眼レンズ５
４．５４を介して術者の目により立体観察される。

紙面に向って右側の第２のビームスプリッタ５６で反射
された例えば偏光面が紙面と平行な偏光成分は紙面に向
って左側の第２のビームスプリッタ５６により再び分割
される。この左側の第２のビームスプリッタ５６で分割
された紙面に向って右側の第２のビームスプリッタ５６
から入射した偏光成分のうち透過した成分は、術部５０
から発せられ紙面に向って左側の第２のビームスプリッ
タ５６により反射された例えば偏光面が紙面と垂直な偏
光成分と重なり、鏡体から出射される。

尚、前記左側の第２のビームスプリッタ５６で分割され
た、紙面に向って右側の第２のビームスプリッタ５６か
ら入射した偏光成分のうち反射された成分は、第２の偏
光板５７と偏光面が直交するため該第２の偏光板５７に
より遮られる。

そして、鏡体から出射された光は、図示しないが第１実
施例に示した如き側視鏡や第２実施例に示した如きビデ
オカメラに入射し再結像する。

従って、本実施例は、第１実施例や第２実施例と同様の
効果が得られる。又、本実施例は、第２実施例の第１の
偏光板３９．第２の偏光板４０を省略できるので、通常
使用状態においては特に像の明るさについて従来と全く
同じ性能が得られるという利点がある。

第８図は第４実施例の光学系を示しており、これは第１
実施例中の偏光部材２９の構成部材である反射鏡２８を
ハーフミラ−５９に置き換えたものである。

ハーフミラ−５９は、反射鏡２８としての作用をもたら
すほかに、その透過光を側視鏡１１に入射せしめる。

従って、立体撮影と第三者による単眼観察即ち非立体的
観察が同時に行なえる。又、同様の構成にして通常の撮
影即ち非立体的な撮影と第三者による立体観察が同時に
行えることは云うまでもない。

本実施例は、第１実施例と同じく簡単に構成できるとい
う利点がある。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による手術用顕微鏡は、手術をする
ための作業スペースを狭めることな（、術部を修得する
目的に対応すべき十分な立体感が得られる観察像を第三
者或いはビデオカメラに供給でき、小型軽量にして構造
が簡単で安価であるという実用上重要な利点を有してい
る。

又、本発明手術用顕微鏡は、立体観察を必要としない場
合に左右の観察光を夫々別方向に鏡体から出射°できる
ので、従来の手術用顕微鏡としての機能を損なうことは
ないという利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による手術用顕微鏡の第１実施例の通常
使用状態での光学系を示す図、第２図は上記第１実施例
の側視鏡使用状態での光学系を示す図、第３図は第２実
施例の通常使用状態での光学系を示す図、第４図は上記
第２実施例のビデオ撮影状態での光学系を示す図、第５
図は第３実施例の通常使用状態での光学系を示す図、第
６図はその要部平面図、第７図は上記第３実施例の側視
鏡使用状態・ビデオ使用状態での光学系を示す図、第８
図は第４実施例の光学系を示す図、第９図は手術用顕微
鏡全体の概略図、第１０図は一従来例の光学系を示す図
、第１１図は他の従来例の光学系を示す図、第１２図は
その要部平面図である。 ２３．３６．５１・・・・対物レンズ、２４，３７゜５
２・・・・変倍光学系、２５．３１・・・・偏光ビーム
スプリッタ、２６．３４，４１．５４・・・・接眼レン
ズ、２７・・・・ス波長板、２８・・・・反射鏡、２９
・・・・偏光部材、３２・・・・偏向プリズム、３３・
・・・側視鏡、３８・・・・ビームスプリッタ、３９．
５５・・・・第１の偏光板、４０．５７・・・・第２の
偏光板、４２・・・・第３の偏光板、４３・・・・リレ
ーレンズ、４４・・・・像反転プリズム、４５・・・・
ネマティック液晶板、４６・・・・第４の偏光板、４７
・・・・結像レンズ、４８・・・・撮像素子、４９・・
・・ビデオカメラ、５３・・・・第１のビームスプリッ
タ、５６・・・・第２のビームスプリッタ、５８・・・
・保持部材、５９・・・・ハーフミラ− 左眼 方眼 左眼 右眼 左眼 右眼 左眼 右口艮 左眼 方眼 左眼 右＠良 左眼 右眼 左眼 右眼 オ９ 図 左眼 右鳳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 立体視するための二つの光軸を有する手術用顕微鏡にお
   いて、 前記二つの光軸上に夫々少なくとも一つ以上の光路分割
   手段を配置して前記二つの光軸上の各光束の少なくとも
   一部ずつを術者用の立体視観察系と異なる一方向に指向
   せしめると共に、前記一方向に指向せしめられた二つの
   光束が互いに異なる振動方向の偏光成分となるようにす
   る偏光手段を備えていることを特徴とする手術用顕微鏡
   。