JPH06505663A

JPH06505663A - 分離デュアル光線制御システム

Info

Publication number: JPH06505663A
Application number: JP5511778A
Authority: JP
Inventors: ニーガス，　チャールズ　シー; ペレス，　ステファン　エム
Original assignee: レーザー　エンジニアリング　インク
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: CA2104785A1; EP0572625A4; WO1993012727A1; US5219347A; JPH0698149B2; EP0572625A1

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】１アル　シスーム及帆立公肛この発明は外科用レーザシステムの改良マイクロマニブレーク装置に係り、特にレーザ光線移送システム全体に渡って一致状態を保つことなく、外科用光線と照準光線のような２つの光線のアラインメントと焦点を一致させることができる分離デエアル光線制御システムに関する。

及肌旦五五マイクロマニプレータは外科用レーザにおいて外科用レーザ光線の焦点を正確に合わせ位置決めするために用いられる。かかる装置には多くの間層がある。外科用レーザシステムの関節アームを通る長く複雑な光路のためにレーザ光線の移送アラインメントが失われることがしばしばある。さらに、アームを通る光路での偏りによってもまた照準光線と外科用光線間の一致が失われる。一般に照準光線は外科用光線の照射点を示すために用いられる無害の可視光線である。２つの光線が、同じ光路を通って伝播されるけれども、翼なる波長のために翼なつた影響を受けることになるため、アラインメントと一致化の問題が複合化している。

ある盟の外科用レーザシステムでは外科用光線がＣＯ２赤外線光線であり、照準光線は可視赤光線であるＨｅＮｅ光締である。これらの問題は、外科用光線の焦点の小直径化に対する要求が増大するに伴って深刻になってきている。

これらの問題に取り組む一つの試みとして、色消しレンズシステムを用い、２つの異なった波長への光学系の影響の内在的な変動を補正することにより２つの光線を同一の焦点に操作するようにするものがある。Ｃｏ、／ＨｅＮｅレーザには、塩レンズがしばしば用いられる。これらのレンズは高価で湿気に非常に敏感であるので、気密室で操作されなければならない。この方法は波長の差異による不一致を補正できるものの、システム全体のアラインメントの問題を充分には解決していない。さらに、医師は軽微な機械的不一致を調節することができるに過ぎない。より重大な不一致については設備サービス業で処理することが必要であり、再調節がなされるまで外科手術の全システムが失われる。

他のアプローチとして、照準光線の虚像を用いて外科用光線の照射点を示すものがある。ＨｅＮｅ光線や他の照準光線をなんら使用しないので一致化の問題は解消する。しかし、実際の照準光線がないと充分な確かさで焦点面を決定することができず、焦点面はマイクロマニプレータにおいて用いられる顕微鏡の視界の深さ内の精度で決定することができるのみであり、１０ないし２０ｍｍまでの範囲に限られていた。さらに、仮想照準光線は外科用光線の真の大きさを反映しないので、例えば脱焦点化して切断レベルから焼灼レベルまでパワーを低減する間、照射点の正確な指示がない。何れの方法においても、システムは、マイクロマニプレータ装置の顕微鏡の具体的な作動距離に対してのみ作動できるものである。

他の作動距離が要求される場合にはマイクロマニプレータを変えなければならない。

ａ朋ヱ？ＪＪＬ従って、この発明の目的は外科用レーザシステムのための改良マイクロマニプレータ装置を提供することにある。

この発明の更なる目的は、外科用レーザ光線と照準レーザ光線のアラインメントと焦点の一致化を容易かつ正確に行うことを可能にする改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、光線を独立して一致させ焦点合わせを行う改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、異なった波長の光線のアラインメントと焦点を一致させることができる改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、より精確な照準を可能にし、より狭い光線でも良好に機能する改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、患者に照射された照準光線と外科用光線のアラインメントと焦点の一致化が関節レーザ移送アームにおける光学要素のアラインメントに無関係である改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、一方の光線がレーザ移送アームを通して供給され他特表千６−５０５６６３　（４）方の光線が周辺で発生される場合でも、患者に照射された照準光線と外科用光線のアラインメントと焦点を一致させることができる改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、光学軸のアラインメントを乱さないで光線のアラインメントを調整することができる改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる目的は、焦点のセツティングを乱さないで外科用光線の焦点をずらすことができる改良マイクロマニプレータ装置を提供することである。

この発明の更なる、より一般的な目的は、各光線の光路と焦点を独立に制御する分離デュアル光線制御システムを提供することにある。

この発明の更なる目的は、アラインメントと焦点の正確な一致化を達成するために各光線を正確に等しく処理することは必要としない分離デュアル光線制御システム提供することにある。

この発明の更なる目的は、隔たった源からの光線についてでも機能する改良マイクロマニプレータ装置を提供することにある。

本発明は、外科用レーザシステムのマイクロマニブレーク装置のような場合に、異なる波長の２つのレーザ光線について真に正確でかつ信頼性の高いアラインメントと焦点合わせを行うことは、外科用光線のような第１の光線の焦点が焦点調整機構によって焦点面に合わされ、照準光線のような第２の光線が焦点調整機構に入る前に、第１の光線と同じ焦点面上に同時に一致させられて焦点が合わされるように操作される分離デュアル光線制御システムを用いることによって可能となる、という認識に基づ（ものである。

この発明は、第１の波長の外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、第２の波長の照準レーザ光線を焦点調整機構上に向ける制御機構とを有する外科用レーザシステムのコンパクトなマイクロマニブレーク装置を特徴とする。制御機構は、焦点調整機構における照準レーザ光線の直径と波面を変化させ、焦点調整機構が外科用光線と同じ焦点面に照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有する。また制御機構は、照準光線を焦点調整機構に相対して移動させて、焦点調整機構が外科用光線と照準光線の焦点を焦点面に一致して位置させる手段を有する。

好適な実施例では、焦点調整機構は、外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、外科用光線に対して受光して焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する。第１のレンズ手段は正のレンズとでき、第２のレンズ手段は負のレンズとできる。照準光線の直径と波面を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、移動手段は反射手段を有する。反射手段は外科用光線の第１の波長に対しては透過で、焦点調整機構内の外科用光線の経路に位置させられている。第１の波長は赤外線範囲であり、箪２の波長は可視スペクトルにあるものである。焦点調整機構は光線を焦点面に向ける照準装置を有する。照準装置は光線を方向転換する光学要素と、光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する。ジンバル機構は、静止点を通る軸を中心に光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、静止点から離間した軸を中心に光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する。ジンバル機構は、静止点を中心とする静止点枢軸の回転を可能にし、静止軸を横断する長軸に沿う静止点の移動を規制して第１の部材を取り付ける手段を有する。ジンバル機構は、また、第１部材を長軸を中心に回転させ、長軸に沿って静止枢軸から遠い枢軸を横切って第２部材を移動させる、第１．第２部材と連携するアクチェエータ手段を有する。

第１の外科用レーザ光線は焦点調整機構から遠い源から発せられ、照準光線はマイクロマニプレータ装置の焦点調整機構に隣接している源から発せられる。マイクロマニプレータ装置は、照準装置と焦点調整機構の間の距離を変化させて外科用レーザ光線の焦点をずらす手段をさらに存する。マイクロマニプレータ装置ハ、光線を分離して外科用光線を焦点調整機構に向けるとともに照準光線を制御機構に向ける手段をさらに有する。

また、発明は第１の波長の外科用レーザ光線を供給する外科用レーザ光線源と、第２の波長の照準レーザ光線を供給する照準レーザ光線源とを有する外科用レーザシステムを特徴とする。外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構がある。制御機構は照準レーザ光線を焦点調整機構上に向ける。制御機構は焦点調整機構における照準レーザ光線の直径と波面を変化させ、焦点調整機構が外科用光線と同じ焦点面に照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有する。制御機構はまた照準光線を焦点調整機構に相対して移動させて焦点調整機構が外科用光線と照準光線の焦点を焦点面に一致して位置させる手段を有する。

焦点調整機構は、外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、外科用光線に対して受光して焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する。第１のレンズ手段は正のレンズとでき、第２のレンズ手段は負のレンズとできる。照準光線の直径と波面を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、移動手段は反射手段を有する。反射手段は外科用光線の第１の波長に対しては透過で、焦点調整機構内の外科用光線の経路に位置させられている。第１の波長は赤外線範囲であり、第２の波長は可視スペクトルにあるものである。焦点調整機構は光線を焦点面に向ける照準装置を有する。照準装置は光線の方向転換をする光学要素と、光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する。ジンバル機構は、静止点を通る軸を中心に光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、静止点から離間した軸を中心に光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する。ジンバル機構は、静止点を中心とする静止点枢軸の回転を可能にし、静止軸を横断する長軸に沿う静止点の移動を規制して第１の部材を取り付ける手段を有する。ジンバル機構は、また、第１部材を長軸を中心に回転させ、長軸に沿って静止枢軸から遠い枢軸を横切って第２部材を移動させる、第１、第２部材と連携するアクチコエータ手段を宵する。外科用レーザ光線は焦点調整機構から遠い源から発せられ、照準光線源は焦点調整機構に隣接している。

システムは外科用レーザ光線を焦点調整機構に移送する関節アームをさらに有する。照準装置と焦点調整機構の間の距離を変化させて外科用レーザ光線の焦点をずらす手段を設けてもよい。外科用レーザ光線と照準レーザ光線は双方とも関節アームを通って移送してもよく、さらに、光線を分離して外科用光線を焦点調整機構に向けるとともに照準光線を制御機構に向ける手段をさらに設けてもよい。

発明は、より広くは、焦点調整機構と制御機構を有する分離デュアル光線制御システムを特徴とする。焦点調整機構は第１の波長の第１のレーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる。制御機構は、第２の波長の第２のレーザ光線を焦点調整機構上に向ける。制御機構は焦点調整機構における第２の光線の直径と波面を変化させ、焦点調整機構が第１の光線と同じ焦点面に第２の光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有する。制御機構は、箪２の光線を焦点調整機構に相対して移動させて焦点調整機構が第１の光線と第２の光線の焦点を焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する。

焦点調整機構は、第１の光線と第２の光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、第１の光線に対して受光し焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する。第１のレンズ手段は正のレンズであり、第２のレンズ手段は負のレンズである。第２の光線の直径と波面を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、移送手段は反射手段を有する。反射手段は第１の光線の第１の波長に対しては透過で、焦点調整機構内の第１の光線の経路に位置させられている。第１の波長は赤外線範囲であり、第２の波長は可視スペクトルにあるものである。第１の光線は外科用光線であり、第２の光線は外科用光線を位置決めするための照準光線である。焦点調整機構は光線を焦点面に向ける照準装置を有する。照準装置は、光線の方向転換をする光学要素と、光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元て移動させるジンバル機構を有する。ジンバル機構は、静止点を通る軸を中心に光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、静止点から離間した軸を中心に光学要素を回動目在に支承する第２の部材を有する。静止点を中心とする静止点枢軸の回転を可能にし、静止軸を横断する長軸に沿う静止点の移動を規制して第１の部材を取り付ける手段をさらに設けてもよい。第１部材を長軸を中心に回転させ、長軸に沿って静止枢軸から遠い枢軸を横切って第２部材を移動させる、第１゜第２部材と連携するアクチコエータ手段を設けてもよい。第１のレーザ光線は焦点調整機構から遠い源から発せられ、第２の光線は焦点調整機構に隣接した源から発せられる。照準装置と焦点調整機構の間の距離を変化させて第１のレーザ光線の焦点をずらす手段を設けてもよい。第１光線と第２光線は同一の源から移送してもよく、制御システムは光線を分離して第１の光線を焦点調整機構に向けるとともに第２の光線を制御機構に向ける手段をさらに有してもよい。

圧巌鼠！ｈ且二隨丞他の目的、特徴及び効果は次の好適な実施例の説明と添付の図面から当業者ならば把握できるものであろう。図面において、第１図は、この発明に係る分離デュアル光線制御システムを有するマイクロマニプレータ装置を備えた外科用レーザシステムの概略図；第２図は、第１図のマイクロマニプレータ装置の拡大図；第３図は、周辺照準光線源を備えた、第２図のマイクロマニプレータの分離デ１アル光線制御システムの概略平面図：第４図は、第３図の分離デ１アル光線制御システムの側面図；第５図は、第３図と第４図に示すジンバル機構の概略側面図；第６Ａ−Ｄ図は、種々の焦点条件のレーザ光線の側面図；第６Ｅ−Ｆ図は、レーザ光線の種々の一致条件を示す概略端面図；第７図は、遠隔の照準光線源を備えた場合の第３図と同様の図；第８図は、光線の焦点をずらすために部分的に分離されたマイクロマニプレータ装置を備えた第３図と同様の図；第９Ａ−Ｃ図はセレン化亜鉛光学要素を用いた３種の交換可能な焦点長さモジトルを示す側面図である。

この発明は、所定の焦点面に外科用光線等の第１の光線の焦点を合わせる第１機構を持つ分離デュアル光線制御システムによって達成される。この焦点調整機構の典型的なものは、光線を拡大して、所望の焦点面に焦点があう第２レンズ上にそれを当てる第ルンズを備えた複合レンズであり、第２のレンズに衝突するときに適切な大きさになるように第１のレンズで光線の寸法を調節することによって、適切な焦点面での焦点が得られる。分離デュアル光線制御システムは、また照準光線のような第２光線を焦点調整機構の一部分に、典型的には第２レンズに向ける制御機構を有している。該制御機構は、焦点調整機構の第２レンズ上に投じられる照準光線の直径を変化させる集束レンズを備えている。これにより、照準光線の焦点は外科用光線と同じ平面上に正確に合わせられる。加えて、制御機構は第２の光線を焦点調整機構の第２のレンズに相対して移動させ、焦点調整機構が第１、第２の光線の焦点を同時に焦点面に位置させることができるようになっている。この移動手段として典型的なものは、２次元で移動させられて、照準光線の投射を第２レンズ上で外科用光線に適切に一致させて双方を同じ焦点面に集束させるだけでなく、その焦点面での相互の関係で焦点距離と横方向位置が共に一致するようにする（第１の光線に対して透過な）鏡である。

第１の、つまり外科用の光線と第２の、つまり照準光線は、典型的には異なった波長のものである。例えば、外科用光線は１０．６ｍの波長を持つＣＯｔレーザ光線であり、照準光線は０．６３２８ｍの波長を持つヘリウムネオンレーザ光線である。もしくは、照準光線は０．６７０ｍの波長を持つ可視レーザダイオード光線でもよい。種々の光学要素は単要素でも複合要素でもよく、光線の必要な焦点合わせ／焦点ずらし、反射及び方向転換を行うためのレンズ、結合器、鋺またはプリズムを含むものである。最終の照準鋺は、光線が焦点面上を流れても光線のアラインメントが乱されないように、光線が飛び込む静止点を中心として２次元内で回転できるようになったジンバル構造内に設けられている。これは、鏡の第１の枢軸を静止点を通って真っ直ぐに走るように設け、第２の枢軸を該第１の静止枢軸から隔たりかつほぼ平行になるように設けることにより、達成される。

静止枢軸を移動させないで回転させ、第２の枢軸を回転及び／または移動させることにより、鏡が患者の焦点面を越えて光線を流すという機能を行うことを可能にしつつ、静止点の安定化が達成される。外科医が患者の焦点面でより小さな出力密度あるいはより大きな照射点寸法を必要とするときに光線の焦点をずらせるラックとピニオン装置については同じ鏡が用いられる。これは、照準鏡を残りの焦点調整機構から遠ざかるように移動させ、照準光線と外科用光線を一致させるために焦点ｌｌ整機構と制御機構を用いて努力して得た全体の焦点を保持しながら光線の焦点を若干ずらせることによって、なされ得る。

第１図には電源及び制御ハウジング１２、ＣＯ２外科用レーザ１４、及びヘリウムネオン照準レーザ１６を有し、光線が関節アーム１８を過ってマイクロマニプレータ装置２０まで移送される外科用レーザシステムｌＯが示されており、マイクロマニブレーク装置２０には第１図及び第２図の顕微鏡２２が付属している。

第２図に拡大して詳細に示されているように、ジンバル構造とされたジ−イスティック２４が、経路２６に沿って投じられて焦点面２８に当てられる光線を制御するために用いられる。

−の実施例では、マイクロマニプレータ装置２０は、レーザ１４からの波長１００６ｍのＣＯ３外科用レーザ３４を受光して拡大する負のゲルマニウムレンズ３２を備えた焦点調整機構３１を持つ分離デュアル光線制御システム３０を有している。拡大された光線３４は透過率−平ゲルマニウム光線結合器３８を通って移送され、交換可能なセレン化亜鉛レンズ４０上に送られるが、該レンズ４０はこの光線を照準水晶鏡４２に向け、そこから第３図と第４図のように、光線は焦点面２８に方向転換される。負のレンズ３２を用いて光線３４を拡大するので、レンズ４０上に投射される視界が大きくなり、焦点面２８に非常にシャープな焦点４６が投じられ、外科用レーザシステムのよりシャープできめ細かい操作が可能となる。

また、マイクロマニプレータ装置２０は、焦点調整機構３１に隣接してマイクロマニプレータ装置２０に収容された可視レーザダイオード５６からの波長０゜６７０μｍの照準光線５４を受光する、複合レンズの集束レンズ５２を用いている制御機構５０を有する。照準光線５４は固定グラ／ミラー６５．５８から焦点調整機構５２に方向転換され、該焦点調整機構５２は平−平ゲルマニウム光線結合Ｗ３８に至る前に光線の焦点６０を変化させる。光線結合１１３Ｂから、光ｌ１５４が焦点調整機構３１のレンズ４０に向けられる。集束レンズ５２で焦点６０を変化させることにより、レンズ４０を通過後の光線ａ４の投射にほぼ等しくするために、レンズ４０に照射された照準光線６４の波面が変化させられる。これにより、照準光線５４と外科用光＠３４の双方の焦点が焦点面２８上の同一点４６に合わせられる。

集束レンズ５２は実際には複数のレンズを組合せたものか複合レンズ系であるが、負のゲルマニウムレンズ３２とここに記載した他のレンズ及び光学部材についても同様である。

平−平ゲルマニウム光線結合器３８は、照準光線５４をレンズ４０上に適切に位置させるためにｘ１Ｙ調整によって２次元で移動させることができるユニノイーサル調節機構６２内に設けられている。

外科用光線３４と照準光線６４は点７０に中心が置かれている照準鏡４２に当たるが、この点７０は、第３図に示されかつ第５図により詳細に示されるように、ジンバル機構７２によってその周りを照準鋺４２がＸとＹ次元において移動することができる静止点である。鏡４２は第１のヨーク７４に設けられており、該日 −りは鏡４２に静止点７０を通る静止枢軸７６に沿って旋回可能に付設されている。第２のヨーク７８は枢軸７６から遠い第２の枢軸８０によつて鏡４２を取り付けている。ヨーク７４は、静止軸７６を横切る長軸８４に沿う移動を規制するがヨーク７４の長軸８４を中心とする回転は可能にする取付台８２に装着されている。一方、ヨーク７８は長軸８４の方向に沿つて移動自在である。双方のヨーク７８，７４は、アクチェエータ８６の枢軸８ｇ、９Ｇにそれぞれ回動自在に付設されている。ジーイスティク２４の下方部位には２次元で回転自在な状態でハウジング９４内に設けられた球２がある。これにより、アクチェエータ８６が２次元て移動して２次元の光線を得ることができ、ひとたびその位置と焦点が一致させられたら患者の焦点面に外科用光線を容易に当てられるように、球９２の凹所９６がアクチェエータ８６の上端のより小さい球９８を把持するようになっている。

前操作で、外科用光線３４の焦点が焦点面２８にくるように負のゲルマニウムレンズ３２が調節される。集束レンズ５２は、照準光線５４の焦点が同じ焦点面にくるように調節される。照準光線５４の照射がレンズ４０上にくるように光線結合器３８が調節され、２つの光線が一致させられる、つまり２つの光線の焦点と位置が共に一致するように光線が焦点面２８上の同一場所に当たる。

例えば、ＣＯ，レーザ光線３４の焦点が、第６Ａ図のように、焦点面２８をかなり越えた点９９にきているならば、このＣＯ，外科用レーザ光線３４が、第６Ｂ図のように、焦点面２８の焦点４６に（るように、レンズ３２が調節される。最初に照準光線６４の焦点が、第６Ｃ図のように、焦点面２８よりかなり上の点１００に不適切に焦点が合わせられている場合は、第６Ｄ図のように、照準光線の焦点１００がまた焦点面２８の焦点４６にくるように、レンズ５２が調節される。

この時点では、外科用光線３４と照準光線５４は、焦点面については一致するが、横方向の位置に関してはまだ一致しておらず、第６Ｅ図に示されるように、焦点面２８上の外科用光線の照射点１０４と照準光線６４の照射点１０６は僅かに重なり合っているのみである。完全な位置の一致は、第６Ｆ図に示されるように２つの照射点１０６．１０４が完全に符合するように光線結合器３８を調節することによってもたらされる。

照準光線１１５６は第３図では焦点調整機構３１とともにマイクロマニプレータ装置２０内の周辺に設けられいるものとして示されたが、これは発明に必要な限定ではない。例えば、ヘリウムネオンレーザ光線は、第７図に示されるように、外科用レーザ１４からの光線と共に関節アーム１８を伝播されるようにすることもできる。なお、第７図で、ヘリウムネオン光線６４−はＣＯ，レーザ光線８４と多少一致して示されている。光線分離鏡１１０がＣＯ，レーザ光線３４を通過させるがヘリウムネオン照準光線５４ｍを反射し、該ヘリウムネオン照準光線は照準光線５４ａを先のように鏡５５．６８に方向転換する第２の鏡１１２に当たる。

次いで光線５４ｍは焦点調整機構５２から結合器３８に向けられ、レンズ４０に方向転換される。このように、光線かの共に関節アーム１８を移動し、光学的不規則性あるいは波長差のいずれかのために一致性を失っているかも知れないが、光線は分離しているので、つまり同じ焦点と位置を得るべく分離器１１Ｇで分けられ、分離して焦点が合わされて照射されるので、焦点面２８での焦点と位置の一致には影響を与えない。典型的なＨｅＮｅレーザは０．６３２８ｍの波長で作動し、ＣＯ２レーザは１０．６ｍの波長で作動する。

例えば患者に加えるパワーを切断力から焼灼カヘ減少させることができるように外科医が外科用光線の焦点をずらすことがてきるようにするためには外科用光線の焦点を若干ずらすことが出来るようにすることが望ましい。焦点調整機構３１と制御機構５０によって達成される微妙な焦点を乱すことなくこれを可能にするためには、マニプレータハウジング１２０を分割線１２２に沿って分割し、鏡４２がハウジングの部位１２４と共に、集束レンズ４０と焦点調整機構３ｏの残り及び制御機構６０を収容するハウジングの部位１２６から離れるようにする手段が設けられる。これは第８図により詳細に示されているが、ラック１３０とビニオン１３２が、該ピニオンギア１３２にシャフト１３６を介して連結された脱焦点ノブ１３４を単に回すことによって、ジンバル機構７２と鏡４２がある部位あるいは部分１２４を部位１２６から引き離すために用いられるようになっている。低パワー操作の後に、脱焦点ノブ１３４はもう一度操作され、部位１２４゜１２６を合わせ、焦点調整機構３１と制御機構５０を用いて先に得られた正確な焦点を再び得ることができる。レンズ４０は単要素でも複合要素ても構わないが、モジ１ラー装置であり、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍと異なった焦点長さを得るために、第９Ａ％Ｂ、Ｃ図に示されるように類似のモジエール４０＠、４０ｂ、４０ｃに容易に置換できるものである。

発明の特定の特徴を所定の図面に示し、他は示していないが、これは便宜上のものであり、各特徴は発明の他の特徴の何れかまたは全てと組み合わせることができる。

他の実施例も当業者ならば考えつくものであり、次の請求の範囲内のものである。

補正書の翻訳文の提出書く特許法第１８４条の７第１項）平成５年８月２４日１、国際出願番号　ＰＣＴ／ＵＳ　９２／１０９９３２、発明の名称　分離デュアル光線制御システム３、特許出願人住　所　アメリカ合衆国　マサチューセッツ　０１７５７ミルフオード　シダー　ストリート　１１３名　称　レーザー　エンジニアリング　インク代表者　追究国　籍　アメリカ合衆国４、代理人住　所　東京都新宿区高田馬場３丁目２３番３号　ＯＲビル６、添付書類の目録（１）補正書の翻訳文　１通７、前記以外の代理人住　所　東京都新宿区高田馬場３丁目２３番３号　ＯＲビル請求の範囲１．第１の波長の外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、第２の波長の照準レーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構とを具備し、上記焦点調整機構は、上記外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記外科用光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有し、上記制御機構は上記焦点調整機構における上記照準レーザ光線の直径と波面を変化させ、上記焦点調整機構が上記外科用光線と同じ上記焦点面に上記照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記照準光線を上記焦点調整機構に相対して移動させて上記焦点調整機構が上記外科用光線と照準光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する外科用レーザシステム用の小型マイクロマニプレータ装置。

２、上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。

３、上記照準光線の直径を変化させる上記手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第１項のマイクロマニブレーク装置。

４、上記反射手段は上記外科用光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記外科用光線の経路に位置させられている請求の範囲第３項のマイクロマニプレータ装置。

５、上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。

６、上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第１項のマイクロマニプレータａｍ。

７、上記照準装置は上記光線の方向転りをする光学要素と上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する請求の範囲第６項のマイクロマニプレータ装置。

８、上記ジンバル機構は、上記静止点を逼る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する請求の範囲第７項のマイクロマニプレータ装置。

９、上記ジンバル機構は、静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段を有する請求の範囲第８項のマイクロマニプレータ装置。

１０、上記ジンバル機構は、上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動させる、上記第１、第２部材と連携するアクチェエータ手段を有する請求の範囲第９項のマイクロマニブレーク装置。

１１、上記第１の外科用レーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記第２の照準光線は上記マイクロマニブレーク装置の上記焦点調整機構に隣接した源から発せられている請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。

１２、上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化させて上記外科用レーザ光線の焦点をずらす手段を特徴とする請求の範囲第６項のマイクロマニプレータ装置。

１３、上記光線を分離して上記外科用光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記照準光線を上記制御機構に向ける手段を特徴とする請求の範囲第１１項のマイクロマニプレータ装置。

１４、第１の波長の外科用レーザ光線を供給する外科用レーザ光線源と、第２の波長の照準レーザ光線を供給する照準レーザ光線源と、上記外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構であって、上記外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記外科用光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する焦点調整機構と、上記照準レーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構とを具備し、上記制御機構は上記焦点調整機構における上記照準レーザ光線の直径と波面を変化させて、上記焦点調整機構が上記外科用光線と同じ上記焦点面に上記照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記照準光線を上記焦点調整機構に相対して移動させて、上記焦点調整機構が上記外科用光線と照準光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する外科用レーザシステム。

１５、上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

１６、上記照準光線の直径と波面を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

１７、上記反射手段は上記外科用光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記外科用光線の経路に位置させられている請求の範囲第１６項の外科用レーザシステム。

１８、上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第１７項の外科用レーザシステム。

１９、上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

２０、上記照準装置は、上記光線の方向転換をする光学要素と上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する請求の範囲第１９項の外科用レーザシステム。

２１、上記ジンバル機構は、上記静止点を通る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する請求の範囲第２０項の外科用レーザシステム。

２２、上記ジンバル機構は、静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段を有する請求の範囲第２１項の外科用レーザシステム。

２３、上記ジンバル機構は、上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動させる、上記第１、第２部材と連携するアクチェエータ手段を有する請求の範囲第２２項の外科用レーザシステム。

２４、上記外科用レーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記照準光線源は上ぎ８焦点調整機構に隣接し、上記システムは上記外科用レーザ光線を上記焦点調整機構に移送する関節腕を特徴とする請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

２５、上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化させて上記外科用し− ザ光線の焦点をずらす手段を特徴とする請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

２６、レーザ光線を移送する関節アームをさらに有し、上記外科用レーザ光線と照準レーザ光線の双方が上記関節アームを通って移送され、上記システムは上記光線を分離して上記外科用光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記照準光線を上記制御機構に向ける手段を特徴とする請求の範囲第１４項の外科用レーザシステム。

２７、第１の波長の第１のレーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、第２の波長の第２のレーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構を具備し、上記焦点調整機構は、上記第１の光線と第２の光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記第１の光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有し、上記制御機構は上記焦点調整機構における上記第２の光線の直径と波面を変化させ、上記焦点調整機構が上記第１の光線と同じ上記焦点面に上記第２の光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記第２の光線を上記焦点調整機構に相対して移動させて上記焦点調整機構が上記第１の光線と第２の光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する分難デエアル光線制御システム。

２８、上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第２７項の分離デエアル光線制御システム。

２９、上記第２の光線の直径を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第２７項の分離デエアル光線制御システム。

３０、上記反射手段は上記第１の光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記第１の光線の経路に位置させられている請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。

３１、上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

３２、上記第１の光線は外科用光線であり、上記第２の光線は上記外科用光線を位置決めするための照準光線である請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

３３、上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

３４、上記照準装置は、上記光線の方向転換をする光学要素と、上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する請求の範囲第３３項の分離デエアル光線制御システム。

３５、上記ジンバル機構は、上記静止点を通る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する請求の範囲第３４項の分難デュアル光線制御システム。

３６、静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段を特徴とする請求の範囲第３５項の分離デュアル光線制御システム。

３７、上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動させる、上記第１、箪２部材と連携するアクチコエータ手段を特徴とする請求の範囲第３６項の分離デュアル光線制御システム。

３８、上記第１のレーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記第２の光線は上記焦点調整機構に隣接した源から発せられている請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

３９、上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化させて上記第１のレーザ光線の焦点をずらす手段を特徴とする請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

４０、上記第１光線と第２光線は同一の源から移送され、上記制御システムは上記光線を分離して上記第１の光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記第２の光線を上記制御機構に向ける手段を特徴とする請求の範囲第２７項の分離デュアル光線制御システム。

Claims

【特許請求の範囲】

１．第１の波長の外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、第２の波長の照準レーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構とを具備し、該制御機構は上記焦点調整機構における上記照準レーザ光線の直径と波面を変化させ、上記焦点調整機構が上記外科用光線と同じ上記焦点面に上記照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記照準光線を上記焦点調整機構に相対して移動させて上記焦点調整機構が上記外科用光線と照準光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する外科用レーザシステム用の小型マイクロマニブレータ装置。
２．上記焦点調整機構は、上記外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記外科用光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する請求の範囲第１項のマイクロマニブレータ装置。
３．上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第２項のマイクロマニプレータ装置。
４．上記照準光線の直径を変化させる上記手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。
５．上記反射手段は上記外科用光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記外科用光線の経路に位置させられている請求の範囲第４項のマイクロマニプレータ装置。
６．上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。
７．上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。
８．上記照準装置は上記光線の方向転換をする光学要素と上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動きせるジンバル機構を有する請求の範囲第７項のマイクロマニプレータ装置。
９．上記ジンバル機構は、上記静止点を通る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する請求の範囲第８項のマイクロマニプレータ装置。
１０．上記ジンバル機構は、静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段を有する請求の範囲第９項のマイクロマニプレータ装置。
１１．上記ジンバル機構は、上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動させる、上記第１、第２部材と連携するアクチュエータ手段を有する請求の範囲第１０項のマイクロマニプレータ装置。
１２．上記第１の外科用レーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記照準光線源は上記マイクロマニプレータ装置の上記焦点調整機構に隣接している請求の範囲第１項のマイクロマニプレータ装置。
１３．上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化させて上記外科用レーザ光線の焦点をずらす手段をさらに有する請求の範囲第７項のマイクロマニプレータ装置。
１４．上記光線を分離して上記外科用光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記照準光線を上記制御機構に向ける手段をさらに有する請求の範囲第１２項のマイクロマニプレータ装置。
１５．第１の波長の外科用レーザ光線を供給する外科用レーザ光線源と、第２の波長の照準レーザ光線を供給する照準レーザ光線源と、上記外科用レーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、上記照準レーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構とを具備し、該制御機構は上記焦点調整機構における上記照準レーザ光線の直径と波面を変化させて、上記焦点調整機構が上記外科用光線と同じ上記焦点面に上記照準光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記照準光線を上記焦点調整機構に相対して移動きせて、上記焦点調整機構が上記外科用光線と照準光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をきらに有する外科用レーザシステム。
１６．上記焦点調整機構は、上記外科用光線と照準光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記外科用光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
１７．上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第１６項の外科用レーザシステム。
１８．上記照準光線の直径と波面を変化させる手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
１９．上記反射手段は上記外科用光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記外科用光線の経路に位置させられている請求の範囲第１８項の外科用レーザシステム。
２０．上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
２１．上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
２２．上記照準装置は、上記光線の方向転換をする光学要素と上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動きせるジンバル機構を有する請求の範囲第２１項の外科用レーザシステム。
２３．上記ジンバル機構は、上記静止点を通る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承る第２の部材を有する請求の範囲第２２項の外科用レーザシステム。
２４．上記ジンバル機構は、静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段を有する請求の範囲第２３項の外科用レーザシステム。
２５．上記ジンバル機構は、上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動きせる、上記第１、第２部材と連携するアクチュエータ手段を有する請求の範囲第２４項の外科用レーザシステム。
２６．上記外科用レーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記照準光線源は上記焦点調整機構に隣接し、上記システムは上記外科用レーザ光線を上記焦点調整機構に移送する関節腕をさらに有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
２７．上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化きせて上記外科用レーザ光線の焦点をずらす手段をさらに有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
２８．レーザ光線を移送する関節アームをさらに有し、上記外科用レーザ光線と照準レーザ光線の双方が上記関節アームを通って移送きれ、上記システムは上記光線を分離して上記外科用光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記照準光線を上記制御機構に向ける手段をさらに有する請求の範囲第１５項の外科用レーザシステム。
２９．第１の波長の第１のレーザ光線の焦点を所定の焦点面に合わせる焦点調整機構と、第２の波長の第２のレーザ光線を上記焦点調整機構上に向ける制御機構を具備し、上記制御機構は上記焦点調整機構における上記第２の光線の直径と波面を変化させ、上記焦点調整機構が上記第１の光線と同じ上記焦点面に上記第２の光線の焦点を合わせることを可能にする手段を有し、上記制御機構は上記第２の光線を上記焦点調整機構に相対して移動させて上記焦点調整機構が上記第１の光線と第２の光線の焦点を上記焦点面に一致して位置させる手段をさらに有する分離デュアル光線制御システム。
３０．上記焦点調整機構は、上記第１の光線と第２の光線の双方を受光する第１のレンズ手段と、上記第１の光線に対して受光して上記焦点面の位置を変化させる第２のレンズ手段を有する請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
３１．上記第１のレンズ手段は正のレンズであり、上記第２のレンズ手段は負のレンズである請求の範囲第３０項の分離デュアル光線制御システム。
３２．上記第２の光線の直径を変化きせる手段は第３のレンズ手段を有し、上記移動手段は反射手段を有する請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
３３．上記反射手取は上記第１の光線の第１の波長に対しては透過で、上記焦点調整機構内の上記第１の光線の経路に位置させられている請求の範囲第３２項の分離デュアル光線制御システム。
３４．上記第１の波長は赤外線範囲であり、上記第２の波長は可視スペクトルにあるものである請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
３５．上記第１の光線は外科用光線であり、上記第２の光線は上記外科用光線を位置決めするための照準光線である請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
３６．上記焦点調整機構は上記光線を上記焦点面に向ける照準装置を有する請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
３７．上記照準装置は、上記光線の方向転換をする光学要素と、上記光学要素を光線が衝突する静止点の周りに２次元で移動させるジンバル機構を有する請求の範囲第３６項の分離デュアル光線制御システム。
３８．上記ジンバル機構は、上記静止点を通る軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第１の部材と、上記静止点から離間した軸を中心に上記光学要素を回動自在に支承する第２の部材を有する請求の範囲第３７項の分離デュアル光線制御システム。
３９．静止点を中心とする上記静止点枢軸の回転を可能にし、上記静止軸を横断する長軸に沿う上記静止点の移動を規制して上記第１の部材を取り付ける手段をさらに有する請求の範囲第３８項の分離デュアル光線制御システム。
４０．上記第１部材を上記長軸を中心に回転させ、上記長軸に沿って上記静止枢軸から遠い上記枢軸を横切って上記第２部材を移動させる、上記第１、第２部材と連携するアクチュエータ手段をさらに有する請求の範囲第３９項の分離デュアル光線制御システム。
４１．上記第１のレーザ光線は上記焦点調整機構から遠い源から発せられ、上記第２の光線は上記焦点調整機構に隣接した源から発せられている請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
４２．上記照準装置と上記焦点調整機構の間の距離を変化きせて上記第１のレーザ光線の焦点をずらす手段をさらに有する請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。
４３．上記第１光線と第２光線は同一の源から移送され、上記制御システムは上記光線を分離して上記第１の光線を上記焦点調整機構に向けるとともに上記第２の光線を上記制御機構に向ける手段をさらに有する請求の範囲第２９項の分離デュアル光線制御システム。