JPH0698149B2 - 分離デュアル光線制御システム - Google Patents

分離デュアル光線制御システム

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JPH0698149B2
JPH0698149B2 JP5511778A JP51177893A JPH0698149B2 JP H0698149 B2 JPH0698149 B2 JP H0698149B2 JP 5511778 A JP5511778 A JP 5511778A JP 51177893 A JP51177893 A JP 51177893A JP H0698149 B2 JPH0698149 B2 JP H0698149B2
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ray
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light
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チャールズ シー ニーガス，
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は外科用レーザシステムの改良マイクロマニプ
レータ装置に係り、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ュアル光線制御システムに関す
る。
発明の背景 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状態決めするために用い
られる。かかる装置には多くの問題がある。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、異なる波長のために異なった
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。ある型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
可視赤外線であるHeNe光線である。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。CO2/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。
発明の概要 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、焦点のセッティングを乱さな
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プレー
タ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
基づくものである。
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
プレータ装置を特徴とする。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、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ュエータ手段を有
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
段をさらに有する。マイクロマニプレータ装置は、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
ーザ光線を焦点調製機構上に向ける。制御機構は焦点調
製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
携するアクチュエータ手段を有する。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、第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、移動手段は反射手
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。焦点調製機構は光線を焦
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。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ュ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。
好適な実施例の開示 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ュアル光線制御システムの概略平
面図； 第４図は、第３図の分離デュ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ュー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１レンズを備えた複合
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整する
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CO2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、鏡またはプリズムを含むものである。最終の照準鏡
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
せるために焦点調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を通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10が示されており、マ
イクロマニプレータ装置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ョイスティック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。
一の実施例では、マイクロマニプレータ装置20は、レー
ザ14からの波長10.6mのCO2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は透過平−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5
4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は固定プラノミラー5
5、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器38に至る前に光
線の焦点60を変化させる。光線結合器38から、光線54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34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54の波面が変化させられる。これによ
り、照準光線54と外科用光線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Ｘ、Ｙ調整によって２
次元で移動させることができるユニバーサル調整機構62
内に設けられている。
外科用光線34と照準光線54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鏡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、該ヨークは鏡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によって鏡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の方向に沿って移動自在である。双方のヨー
ク78、74は、アクチュエータ86の枢軸88、90にそれぞれ
回動自在に付設されている。ジョイスティク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、アクチュエータ86が２
次元で移動して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
チュエータ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、CO2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
2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にくるように、レンズ32が調節される。最初に照
準光線54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2
8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54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
号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。
照準光線源56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ているもの
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54aはCO2レーザ光線34と多少一
致して示されている。光線分離鏡110がCO2レーザ光線34
を通過させるがヘリウムネオン照準光線54a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、58に方向転換する第２の鏡112に当たる。次いで
光線54a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、光線がの共に関
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110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力へ減少さ
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
らすことがで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30の残り及び制御機構50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とピ
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でも構わない
が、モジュラー装置であり、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ュール40a、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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4597380（ＵＳ，Ａ) 米国特許4289378（ＵＳ，Ａ) 米国特許4526447（ＵＳ，Ａ) 米国特許3710798（ＵＳ，Ａ)

Claims (40)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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項のマイクロマニプレータ装置。
  4. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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
    マニプレータ装置。
  7. 【請求項７】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６項のマイクロマニプレータ装置。
  8. 【請求項８】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７
    項のマイクロマニプレータ装置。
  9. 【請求項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. 【請求項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ュエータ手段
    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. 【請求項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プレータ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. 【請求項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
    手段をさらに有する請求の範囲第６項のマイクロマニプ
    レータ装置。
  13. 【請求項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さらに有する請求の範囲第11項の
    マイクロマニプレータ装置。
  14. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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ュエータ手段
    を有する請求の範囲第22項の外科用レーザシステム。
  24. 【請求項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14項の外科用レーザシステム。
  25. 【請求項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14項の外科用レーザシ
    ステム。
  26. 【請求項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
    段をさらに有する請求の範囲第14項の外科用レーザシス
    テム。
  27. 【請求項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離デュアル光線制御システム。
  28. 【請求項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項の分離デュアル光線制御システム。
  29. 【請求項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項の分離デュアル光線制御システ
    ム。
  30. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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項の分離デュアル光線制御システム。
  35. 【請求項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項の分離デュアル光線制御システム。
  36. 【請求項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
    をさらに有する請求の範囲第35項の分離デュアル光線制
    御システム。
  37. 【請求項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、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36項の分離デュアル光線制御システム。
  38. 【請求項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. 【請求項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
    手段をさらに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。
  40. 【請求項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さらに有する請
    求の範囲第27項の分離デュアル光線制御システム。 発明の分野
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