KR20050009693A - 수술용 현미경 및 관찰 프리즘 - Google Patents

Abstract

표면 반사가 적으면서 시인성이 좋은 관찰을 하는 것이 가능한 수술용 현미경및 관찰 프리즘을 제공한다. 피수술안에 대향하여 배치되는 대물렌즈와, 피수술안과 대물렌즈의 앞쪽 초점의 사이에 설정되며, 조명광을 수렴시켜 피수술안의 내부를 조명하기 위한 전치렌즈와, 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰하기 위해서 전치렌즈의 근방에 장착되는 관찰 프리즘을 구비한다. 관찰 프리즘의 경사면(굴절면)은 굴절면의 교차선의 방향을 향하여 음의 곡율을 갖는 곡면형상이다. 따라서, 관찰계의 입사동공의 상 및 조명계의 사출동공의 상에 생기는 수차를 보정할 수가 있다. 상입사동공의 상 및 사출동공의 상들은 피수술안의 각막상에서 충분히 분리되기 때문에, 표면 반사가 적은 관찰을 할 수 있다.

Description

수술용 현미경 및 관찰 프리즘{OPERATION MICROSCOPE AND OBSERVATION PRISM}

본 발명은, 안과분야에서의 수술용 현미경및 관찰 프리즘에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 피수술안의 안구기저부를 관찰하기 위한 전치렌즈를 구비함과 동시에, 유리체의 수술시 등에 피수술안의 안구기저부 및 그 주변부를 관찰하기 위해서 전치렌즈의 근방에 장착되는 관찰 프리즘을 구비한 수술용 현미경 및 이러한 수술용 현미경에 사용되는 관찰 프리즘에 관한 것이다.

안과분야의 수술은, 통상 현미경관찰하에서 행하여진다. 일본국 특허공개 2003-062003A호 공보에는, 안과분야에서 사용되는 수술용 현미경의 일례가 개시되어 있다. 해당 문헌에 나타낸 수술용 현미경은, 대물렌즈와 피수술안과의 사이(대물렌즈의 앞쪽 초점위치)에 전치렌즈를 끼우고 떼기가 가능하도록 구성되어 있다. 이 전치렌즈는 약 30디옵터(diopters)(D)내지 50 디옵터(D) 정도의 굴절력을 갖는 렌즈로서, 그에 의하여 조명광을 수렴시켜 피수술안의 내부에 도입하도록 배치되어 있다. 이러한 전치렌즈를 사용함으로써, 양손에 수술기구를 가진 상태로 수술을 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 일본 특허공개 2003-062003A호 공보에 기재된 수술용 현미경의 전치렌즈의 근방에는, 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰하기 위한 관찰 프리즘이 회전가능하게 설치된다. 이 관찰 프리즘의 저면 및 경사면은 공히 평면형상으로 형성되어 있다.

도 8, 도 9A 및 도 9B는, 상술한 종래의 수술용 현미경내에 포함되는 광학계의 일부를 나타내는 개략도이다. 도 8은 상술한 관찰 프리즘을 사용하여 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰하고 있을 때의 관찰 광학계의 입사동공의 결상상태를 나타낸 측면도이다. 또한, 도 9A는 도 8에 나타낸 전치렌즈 및 관찰 프리즘의 부분확대 측면도이고, 도 9B는 도 9A에서 지면에 직교하는 방향에서의 전치렌즈 및 관찰프리즘을 나타내는 단면도이다.

종래의 수술용 현미경은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 대물렌즈(101)의 앞쪽 초점 F와 전치렌즈(103)와의 사이에 관찰 프리즘(102)을 배치한 상태에서 피수술안 E의 안구기저부 및 주변부 Er'를 관찰하도록 구성되어 있다. 안구기저부 및 그의 주변부 Er' 라 함은, 피수술안 E의 안구기저부 Er의 주변영역을 의미한다. 또한, 도 8내의 부호 F'는 안구기저부 Er의 상이 형성되는 중간상면을 나타낸다.

도 9A 및 도 9B에 나타낸 바와 같이, 광선은 관찰 프리즘(102)의 2개의 굴절면(102a) 및 (102b)에 의해서 굴절되어 그 진행방향을 바꾸도록 하고 있다. 이들 2개의 굴절면(102a) 및 (102b)은 평면형상으로 되어 있다(즉, 곡률이 0). 또한, 관찰 프리즘(102)은, 굴절면(경사면:102a)이 굴절면(102b)에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 구성되어 있다. 또한, 그 경사각도는 2개의 굴절면(102a) 및 (102b)의 교차선(프리즘의 정점)(102c)에서의 교차각도이다.

도 8,도 9A 및 도 9B 에는, 피수술안 E의 관찰점에 대응하는 주광선 R1, R2 및 R3가 표시되어 있다. 도 9A에 확대하여 나타낸 바와 같이, 관찰 프리즘(102)을 통과할 때에 광선은 경사면(102a)에 의해 크게 굴절됨과 동시에 굴절면(102b)에 의해서도 굴절된다. 그 후에, 광선은 전치렌즈(103)의 광축방향에 대하여 큰 각도를 가지고 전치렌즈(103)로 입사된다. 그 때문에, 굴절방향으로 큰 수차(收差)가 발생하게 되고, 대물렌즈(101)의 윗쪽에 위치하는 관찰 광학계의 입사동공이 피수술안 E의 각막상에 선명히 결상되지 않고, 희미해진 상태로 되고 만다. 또한, 도시는 생략하지만, 조명광을 조사하는 조명계의 사출동공의 상에 관해서도, 같이 희미해진 상태로 되어 버린다.

한편, 도 9B에 도시한 바와 같이, 상기 경사방향에 직교하는 방향으로는 수차가 발생하지 않고, 주광선 R4, R5 및 R6가 점 H에서 수렴된다.

그런데, 표면반사가 적은 상태로 관찰이 행해질 때는, 피수술안 E의 각막상에 있어 조명광속(光束)과 관찰광속을 분리할 필요가 있다. 즉, 도 10A에 도시한 바와 같이, 관찰계의 입사동공의 상 A와 조명계의 사출동공의 상 B가 각막 C 상에서 명료히 분리되어 있지 않으면 안된다.

그렇지만, 종래의 수술용 현미경에서는 상술한 바와 같이 관찰계의 입사동공의 결상상태 및 조명계의 사출동공의 결상상태가 빈약하다. 즉, 도 10B에 도시한 바와 같이, 입사동공의 상 A'및 사출동공의 상 B'가 공히 희미하게 각막 C 상에 형성되어 버린다. 따라서, 상 A' 및 B'은 서로 중첩되어 명료하게 분리되지 않는다. 이에 따라, 관찰광에는 반사광이 혼입하여, 높은 시인성의 관찰을 할 수 없었다.

본 발명은, 상술한 사정에 비추어 이행된 것이다. 본 발명의 목적은, 관찰 프리즘을 사용할 때에 발생하는 수차를 보정하기 위한 수술용 현미경을 제공하는것으로서, 관찰계의 입사동공의 결상상태 및 조명계의 사출동공의 결상상태가 개선됨으로써, 반사가 적은 높은 시인성의 관찰이 가능해진다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 수술용 현미경에 사용될 때, 반사가 적은 상태로 안구기저부 및 그의 주변부의 관찰이 가능한 관찰 프리즘을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 수술용 현미경의 전체 구성을 나타내는 외관도;

도 2A는 본 발명의 일실시예에 관한 수술용 현미경의 시술자용 현미경의 개략구성을 나타내는 확대된 외관측면도이며,

도 2B는 도 2A의 외관정면도,

도 2C는 도 2A에 있어서의 전치렌즈의 수납상태를 나타내는 투시측면도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 현미경에 포함된 광학계의 일부를 도시한 개략도;

도 4는 관찰 프리즘을 장착한 상태에서 피수술안의 안구기저부 및 그 주변부를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 관찰계의 입사동공의 결상상태를 도시한 개략도;

도 5A는 도 4에 나타낸 전치렌즈및 관찰 프리즘의 부분확대 측면도, 도 5B는 도 5A에서 지면에 직교하는 방향에서의 단면도;

도 6은 관찰 프리즘을 장착한 상태에서 피수술안의 안구기저부 및 그 주변부를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 조명계의 사출동공의 결상상태를 설명하기 위한도면;

도 7A는 본 발명의 일실시예에 따른 수술용 현미경의 변형예의 일례를 나타낸 부분확대 측면도, 도 7B는 도 7A에서 지면에 직교하는 방향에서의 단면도;

도 8은 종래의 관찰 프리즘을 장착한 상태에서 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 관찰계의 입사동공의 결상상태를 도시한 개략도;

도 9A는 도 8의 전치렌즈및 종래의 관찰 프리즘을 나타낸 부분확대측면도, 도 9B는 도 9A에서 지면에 직교하는 방향에서의 단면도;

도 10A는, 피수술안의 각막상에 놓을 수 있는 관찰계의 입사동공의 상및 조명계의 사출동공의 상의 결상상태를 나타낸 모식도로서, 본 발명의 수술용현미경에 의해 이들의 상이 상호간에 분리되는 상태를 나타내며, 도 10B는 이들 상이 중첩되는 종래의 경우를 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 :현미경 2 : 지주

3 : 제 1 아암 4 : 제 2 아암

5 : 구동장치 6 : 수술자용 현미경

6a : 본체부 7 : 조수용 현미경

8 : 풋 스위치 10 : 경통부

11, 101 : 대물렌즈 12 : 줌렌즈

13 : 조명 프리즘 20 : 인버터부

30, 30L, 30R : 접안렌즈 40 : 전치렌즈

41 : 유지아암 41a : 유지판

41b : 피버트 41c : 경사부

42 : 전치렌즈 조작노브 50, 50', 102 : 관찰프리즘

51' : 토릭곡면 형상의 경사면

51, 52b, 102a, 102b : 굴절면

53, 102c : 교차선(프리즘의 정점)

54 : 코일스프링 71 : 승강아암

71a : 프린지부 71b : 접속부

72 : 상승규제부재 73 : 연결노브

73a : 볼록부 74 : 수납부

75 : 구동부 76 : 승강아암 지지부재

77 : 상승규제부재 77a : 연결구멍

103 : 전치렌즈 E : 피수술안

Er : 피수술안의 안구기저부

Er' : 안구기저부 및 그의 주변부

F : 대물렌즈의 앞쪽 초점

F' : 안구기저부의 상이 형성되는 중간상면

R1 내지 R3 : 주광선

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 실시형태에 따르면: 피수술안에 대향하는 대물렌즈와; 상기 피수술안과 상기 대물렌즈의 앞쪽 초점과의 사이에 마련되고, 조명광을 수렴시켜 상기 피수술안의 내부를 조명하기 위한 전치렌즈와; 상기 대물렌즈의 상기 앞쪽 초점과 상기 전치렌즈와의 사이에서 끼우고 떼기가 가능하게 삽입되며, 상기 조명광을 2개의 굴절면에서 굴절시켜 상기 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 조명하기 위한 관찰 프리즘을 구비하는 수술용 현미경으로서, 상기 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 적어도 한편의 굴절면은, 상기 2개의 굴절면의 교차선의 방향을 향하여 일정한 음(陰)의 곡율을 나타내는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 현미경이 제공된다.

또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발명은, 제 1 실시형태에 따른 수술용 현미경에 있어서, 상기 일정한 음의 곡율이 가변곡율인 것을 특징으로 한다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 수술용 현미경에 있어서, 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 한편의 굴절면은, 상기 교차선에 향하는 방향과 직교하는 방향의 곡율이 0인 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 제 1 또는 제 2의 실시형태에 따른 수술용 현미경으로서, 상기 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 한편의 굴절면은, 상기 교차선의 방향에서 일정한 비율의 음의 곡율을 갖는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 5 의 실시형태에 따르면, 피수술안과 대물렌즈의 앞쪽 초점과의 사이에 마련되어, 조명광을 수렴시켜 상기 피수술안의 내부를 조명하기 위한 전치렌즈를 구비한 수술용 현미경의 상기 앞쪽 초점과 상기 전치렌즈와의 사이에 배치되어, 상기 조명광을 2개의 굴절면에서 굴절시켜 상기 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 조명하기 위해서 사용되는 관찰 프리즘으로서, 상기 2개의 굴절면의 적어도 한편의 굴절면은, 상기 2개의 굴절면의 교차선의 방향을 향하여 일정한 음의 곡율을 갖는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

[발명의 실시의 형태]

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 수술용 현미경의 일례에 관해서, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

〔수술용 현미경의 전체구성〕

도 1은 본 실시예에 따른 수술용 현미경(1)의 전체구성을 나타내고 있다. 이 수술용 현미경(1)은: 전체 수술용 현미경(1)을 지지하기 위한 지주(2)와; 그 지주(2)의 상단에 그 일단이 접속된 제1 아암(3)과; 제1 아암(3)의 다른 끝단에 그 일단이 접속된 제2 아암(4)과; 제2 아암(4)의 다른 끝단에 접속된 구동장치(5)와; 구동장치(5)로부터 현가된 수술자용 현미경(6)과; 수술자용 현미경(6)에 인접하여 마련된 조수용 현미경(7)과; 각종조작을 발로 하기 위한 풋스위치(8)를 구비하고 있다. 수술자용 현미경(6) 및 조수용 현미경(7)은 구동장치(5)에 의해서 상하방향 및 수평방향으로 3차원적으로 구동된다. 참조부호 E는 수술을 받는 환자의 눈(피수술안)이다. 또한, 참조부호 40은, 수술자용 현미경(6)의 대물렌즈(후술함)와 피수술안 E과의 사이에 배치된 전치렌즈를 나타낸다.

〔수술자용 현미경의 구성〕

도 2A, 도 2B 및 도 2C 는 수술자용 현미경(6)의 구성을 설명하기 위한 확대도로서, 도 2A는 그의 외관 측면도를, 도 2B는 외관정면도를, 도 2C는 전치렌즈(40)의 수납상태를 나타낸 투시측면도를 각각 나타낸다. 도 2A 및 2B에 나타낸 바와 같이, 수술자용 현미경(6)은 본체부(6a)와, 경통부(10)와, 인버터부(20)와, 좌우 한 쌍의 접안렌즈(30)(도 1 에서는 30L 과 30R)를 구비하고 있다. 또, 도 2B에서는 접안렌즈(30)의 도시는 생략되어 있다. 전치렌즈(40)는, 유지아암(41)등을 통해 본체부(6a)에 접속되고, 상술한 대물렌즈와 피수술안 E와의 사이에 끼우고 떼기가 가능하게 설치된다 (상세에 있어서는 후술한다).

도시는 생략하였으나, 본체부(6a)에는 수술자용 현미경(6)의 동작제어를 하는 제어회로나, 이 제어회로에 의해서 경통부(10)를 상하로 미동시키는 구동장치등이 격납되어 있다. 경통부(10)는, 피수술안 E에 대향하는 대물렌즈(11)와, 피수술안 E에 조명광을 조사하기 위한 공지의 조명계와, 이 조명계에 의해 조명된 피수술안 E를 관찰하기 위한 공지의 관찰계를 포함한다. 인버터부(20)는, 역전상으로 관찰되는 상을 정입상으로 전환하기 위한 공지의 광학유니트가 격납되어 있다.

〔전치렌즈및 그의 주변부의 구성〕

전치렌즈(40)및 그 주변부의 구성에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 전치렌즈(40)는 유지아암(41)등을 통해 수술자용 현미경(6)에 접속되어 있다. 전치렌즈(40)는, 유지아암(41)의 첨단부에 형성된 유지판(41a)에 장착된다.

유지아암(41)과 유지판(41a)은, 피버트(41b)에 의해 회동가능하게 접속되어 있다. 또한, 유지판(41a)에는 경사부(41c)가 설치된다. 또한, 유지아암(41)을 선회시키기 위하여 유지아암(41)내에 전치렌즈 조작노브(42)가 설치된다.

또한, 수술자용 현미경(6)에는: 그의 상부에 프린지부(71a)를 구비한 승강아암(71)과; 승강아암(71)의 하부에 접속된 접속부(71b)와; 이 접속부(71b)에 접속된 상승규제부재(72)와; 접속부(71b)에 끼워통하도록 설정된 연결노브(73) 및; 상승규제부재(72)에 착탈가능하게 마련되며, 전치렌즈(40)및 유지아암(41)을 수납하기 위한 수납부(74)를 포함하고 있다. 유지아암(41)은 피버트(74a)에 의해 선회가능하도록 수납부(74)에 피버트지지 되어 있다. 또한, 유지아암(41)의 상부에는, 도 2A에 나타낸 바와 같이, 코일스프링(54)이 장착된다.

또한, 수납부(74)가 상승규제부재(72)에 대하여 착탈가능하게 되고 있는 것은, 예를 들어 수술후등에 전치렌즈(40)나 유지아암(41)을 멸균처리할때 등에 떼어낼 필요가 있기 때문이다. 전치렌즈(40)등을 떼어낸 상태라도, 통상의 수술용 현미경으로서 이용하는 것이 가능하다. 이하, 본 단락에 기술된 각 부재에 의한 구성을정리하여 전치렌즈 지지부라 칭하는 경우도 있다.

수술자용 현미경(6)의 본체부(6a)에는 승강아암(71)을 지지하는 승강아암 지지부재(76)를 상하방향으로 구동하기 위한 구동부(75)가 설치된다. 승강아암(71)은 승강아암 지지부재(76)를 관통하여 설치된다. 또한, 승강아암(71)은 프린지부(71a)에 의해 승강아암 지지부재(76)로 부터의 낙하가 방지되어 있다. 결국, 구동부(75)에 의한 승강아암 지지부재(76)의 상하이동에 따라서 전치렌즈(40)가 상하로 이동되어, 대물렌즈(11)와의 거리가 상대적으로 변위하는 것이 된다. 이러한 구성에 의해, 경통부(10)의 상하미동과는 독립하여, 전치렌즈(40)만을 상하로 이동시키는 것이 가능해진다.

또한, 본체부(6a)의 하부에는, 상승규제부재(72)와 함께 전치렌즈 지지부의 상방으로의 이동범위를 규제하는 상승규제부재(77)가 장착된다. 상승규제부재(77)내에는, 연결노브(73)를 조작하여 전치렌즈 지지부를 본체부(6a)에 고정적으로 연결하기 위한 연결구멍(77a)가 형성되어 있다. 또, 전치렌즈 지지부의 본체부(6a)로의 연결은 이하의 방식으로 이루어진다. 구동부(75)에 의해 전치렌즈 지지부를 최상의 위치까지 상승시킨 후[이때, 연결 노브(73)의 볼록부(73a)와 연결구멍(77a)의 위치가 정렬되어 있다], 연결 노브(73)를 소정의 방향으로 회전조작하여 볼록부(73a)를 연결구멍(77a)에 삽입함에 의해 행하여진다.

도 2A및 도 2B에서는, 수술자용 현미경(6)의 전치렌즈(40)가 피수술안 E와 대물렌즈(11)와의 사이에 삽입된 상태(수술용 현미경이 사용될 때의 상태)를 나타내고 있다. 수술자가 전치렌즈(40)의 사용을 멈추고 이것을 광경로상에서 퇴피시키는 때에는, 전치렌즈 조작노브(42)를 꽉 쥐고 피버트(74a)를 축으로 유지아암(41)을 윗쪽으로 선회시킴으로써, 전치렌즈(40) 및 유지아암(41)을 수납부(74)에 수납한다. 한편, 수납부(74)에 수납된 전치렌즈(40)를 사용상태로 하기위해서는, 수술자는 전치렌즈 조작노브(42)를 꽉 쥐고 유지아암(41)을 피버트(74a)상에서 아래쪽으로 선회시킨다.

도 2C는, 전치렌즈(40)가 수납부(74)(수납위치)내에 수납된 상태를 표시하고 있다. 도 2C에 나타낸 바와 같이, 피버트(74a)를 축으로 하여 윗쪽으로 선회된 전치렌즈(40) 및 유지아암(41)은 수납부(74)의 길이방향에 따라 수납되고 있다. 또한, 유지판(41a)는, 피버트(41b)를 축으로 회동되어, 구부려진 상태로 수납된다. 이것은, 유지판(41a)의 경사부(41c)와 수납부(74)의 끝단부에 장착된 접점부재(74b)와의 작용에 의한 것이다. 즉, 유지아암(41)이 윗쪽으로 선회하였을 때, 경사부(41c)가 접점부재(74b)와 접촉하고, 경사부(41c)를 따라 안내되어 유지판(41a)가 피버트(41b)를 축으로 회동함으로써 자동적으로 구부려져서 수납되도록 구성되어 있는 것이다.

〔수술자용 현미경의 광학계의 구성〕

다음에, 수술자용 현미경(6)에 포함된 광학계에 관해서, 도 3에 나타낸 해당 광학계의 개략측면도를 참조하여 설명한다. 대물렌즈 경통부(10)에는, 피수술안 E에 대향되는 대물렌즈(11)와, 줌렌즈(12) 및 조명 프리즘(13)을 포함하고 있다. 또한, 피수술안 E와 대물렌즈(11)의 앞쪽 초점 F와의 사이에 전치렌즈(40)가 삽입되어 있다. 여기서, 전치렌즈(40)의 뒤쪽 초점위치는, 대물렌즈(11)의 앞쪽 초점 F와일치되어 있다.

줌렌즈(12)는 관찰계의 일부를 구성하는 광학소자로서, 관찰상의 배율을 변경하기 위해서 사용된다. 또, 도시는 생략하지만, 줌렌즈(12)를 포함하는 상기 관찰계는, 접안렌즈(30L)로 관찰광속을 인입하기 위한 왼쪽 관찰계와, 접안렌즈(30R)로 관찰광속을 인입하기 위한 오른쪽 관찰계로 구성되어 있다. 또한, 관찰계의 입사동공은, 대물렌즈(11)와 줌렌즈(12)와의 사이의 위치에 형성된다.

조명 프리즘(13)은 대물렌즈(11)의 광축(관찰축) O 로부터 편심된 위치에 배치된 프리즘부재로서, 도시하지 않은 상기 조명계부터의 조명광을 편향시켜 피수술안 E로 조사하기 위한 것이다. 또한, 조명계의 사출동공은, 조명 프리즘(13)의 굴절면상에 형성된다.

〔관찰 프리즘의 구성및 그 작용〕

다음에, 수술용 현미경(1)을 사용하여 피수술안 E의 유리체수술을 하는 경우등에 사용되는 관찰 프리즘의 구성및 그 작용에 관해서, 도 4, 도 5A, 도 5B 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 4는, 본 실시형태의 관찰 프리즘(50)을 장착한 상태에서 피수술안 E의 안구기저부 및 그의 주변부 Er'를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 관찰계의 입사동공의 결상상태를 도시한 개략도이다. 또, 도 4중의 부호 P는, 관찰계의 입사동공과 공역(共役)인 피수술안 E의 각막상의 점을 보이고 있다. 또한, 도 5A 및 도 5B 는, 도 4에 나타낸 전치렌즈(40)및 관찰 프리즘(50)의 부분확대도로서, 도 5A는 그의 측면도이고, 도 5B는 도 5A에서 지면에 직교하는 방향에서의 단면도이다. 도 6은 관찰프리즘(50)을 장착하여 피수술안 E의 안구기저부 및 그의 주변부 Er' 를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 조명계의 사출동공의 결상상태를 설명하기 위한 도면이다.

관찰 프리즘(50)은, 대물렌즈(11)의 앞쪽 초점 F와 전치렌즈(40)와의 사이에 배치된다. 여기서, 부호 F'는, 피수술안 E의 안구기저부 Er(또는 안구기저부 및 그의 주변부 Er')의 상이 형성되는 중간상면을 나타내고 있다. 또한, 도시는 생략하였지만, 관찰 프리즘(50)은 소정의 상자체내에 격납되어 있고, 해당 상자체의 하부를 전치렌즈(40)의 유지판(41a)의 상부에 끼움으로써 상기의 위치에 배치되게 하고 있다.

본 실시형태의 수술용 현미경(1)에 마련되는 관찰 프리즘(50)은, 도 5A에 도시한 바와 같이, 교차선(프리즘의 정점: 53)에서 교차하는 2개의 굴절면(51) 및 (52)에 의해서 조명광이나 관찰광을 굴절시키도록 하고 있다. 굴절면(52)는 평평하게 형성되어 있다.

굴절면(경사면이라고도 한다)(51)은 교차선(53)의 방향을 향하여 굴절면(52)에 대한 접선의 경사각이 점차적으로 작아지도록, 즉 오목한 형상의 요면형상을 가진다[또는, 경사면(51)은 교차선(53)의 방향으로 일정한 음의 곡율을 나타낸다]. 여기에서, 도 4및 도 5A에서는, 관찰 프리즘의 구성을 명확히 나타내기 위해서, 굴절면(51)의 곡율이 과장되어 있다.

또한, 도 5B에 도시한 바와 같이, 경사방향에 직교하는 방향[도 5A의 지면에 직교하는 방향]에 따른 경사면(51)의 곡율은 0 이다. 즉, 경사면(51)은 경사방향을 따라서 일정한 음의 곡율을 가지며 그와 직교하는 방향의 곡율이 0인 실린더면의 일부로서 형성되어 있다. 또, 변형예로서 후술하지만, 관찰 프리즘(50)의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다.

이 관찰 프리즘(50)의 굴절면(51)의 곡율은, 해당 경사면이 평면형상이라고 가정한 때에 발생하는 수차의 량을 산출한 결과에 따라서 적절히 결정될 수 있다.

도 8및 도 9A에 나타낸 종래의 수술용 현미경의 문제점에 관해서 기술한다. 여기에서, 전치렌즈(103)는, 관찰프리즘(102)측의 굴절면(103a)과, 피수술안 E 측의 굴절면(103b)을 가진다. 특히, 종래의 수술용 현미경에서는, 프리즘의 정점(102c)에 가까운 주광선 R3는, 전치렌즈(103b)의 굴절면(103b)(피수술안 E 측의)에 극도로 경사진 방향으로부터 입사하기 때문에, 큰 수차가 발생하여 버린다.

한편, 본 실시형태의 수술용 현미경에서는, 관찰 프리즘(50)의 굴절면(5l)의 만곡방향(수차가 발생하는 방향)에 음의 곡율을 갖도록 함에 의해, 프리즘의 정점(53)에 가까운 주광선 R3가 종래의 경우와 비교할 때 큰 각도 θ를 이루면서 관찰 프리즘(50)에 입사하기 때문에 종래의 경우보다 수차가 적게 발생한다. 주광선 R3의 입사점 P1 에서는, 주광선 R1 및 R2의 입사점에서 생기는 수차와는 반대의 수차가 발생된다.

따라서, 전치렌즈(40)및 관찰 프리즘(50)을 사용할 때에 생기는 수차가 보정되어, 각 주광선 R1 내지 R3는 점 F1 에서 적절하게 수렴된다. 이 때, 미리 구동장치(5)에 의해 수술자용 현미경(6)을 구동하여 피수술안 E 에 대한 정렬을 하고, 주광선 R1 내지 R3의 수렴점 F1을 각막상의 점 P(관찰계의 입사동공에 공역인 점)에 일치시켜 놓는다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이, 수차가 적은 바람직한 결상상태를 얻을 수 있다. 이러한 결상상태가 얻어질 때는, 도 10A에 나타낸 바와 같이, 좌우의 관찰계의 입사동공의 상 A'들이 피수술안 E의 각막 C상에서 상호간에 충분히 분리되어, 표면 반사의 발생을 억제할 수가 있다. 또, 굴절면(51)의 만곡방향에 직교하는 방향에 있어서는, 굴절면(51)의 해당 방향의 곡율이 0인 것으로부터 수차는 발생하지 않는다(도 5B 참조).

도 6은, 상술한 바와 같이 관찰 프리즘(50)이 장착된 상태에서 피수술안 E의 안구기저부 및 그의 주변부 Er'를 관찰하고 있는 경우에 있어서의 조명계의 사출동공의 결상상태를 설명하기 위한 도면으로, 전치렌즈(40) 및 관찰 프리즘(50)을 나타내는 측면도이다 (도 5A에 대응).

도 3에서 나타낸 바와 같이, 조명계(도시않됨)로부터 조명 프리즘(13) 및 대물렌즈(11)를 통해 안내되는 조명광은, 관찰축 O 에 대하여 소정의 각도방향에서 피수술안 E로 투사된다. 여기서, 종래의 관찰 프리즘(102)을 사용하면, 조명광[특히, 조명 프리즘(13)으로부터 먼 프리즘의 정점(53)측의 광]은, 전치렌즈(40)에 대하여 크게 경사진 방향으로부터 입사된다. 따라서, 큰 수차가 발생하게 되며, 피수술안 E의 각막상에 놓이는 조명계의 사출동공의 상은, 도 10B에 나타낸 상 B' 와 같이 수차량이 큰 희미해진 상태로 결상된다.

한편, 실린더곡면으로 이루어지는 굴절면(51)을 구비한 본 실시형태의 관찰 프리즘(50)을 장착한 경우에는, 조명광의 주광선 S1 내지 S3의 광로가 도 6에 도시한 바와 같이 형성된다. 특히, 주광선 S3는 굴절면(51)에 대하여 종래의 경우에서보다 큰 각도를 가지고 관찰 프리즘(50)에 입사되기 때문에, 굴절면(51)에서 발생되는 수차량이 작아짐과 동시에, 주광선 S1 및 S2의 입사점에서의 수차와는 반대인 수차가 생기기 때문에 전체적으로 수차가 보정된다. 따라서, 조명계의 사출동공의 상은, 도 10A의 상 B와 같이 피수술안 E의 각막상에서 명료히 결상되는 것으로 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에서와 같이 만곡방향(수차가 발생하는 방향)으로 음의 굴절력을 발생시키는 오목한 형상의 굴절면(51)을 구비한 관찰 프리즘(50)이 사용된다. 따라서, 관찰계의 입사동공의 상 A 및 조명계의 사출동공의 상 B는, 수차량이 보정된 상태에서 피수술안 E의 각막상에서 양호하게 결상한다. 따라서, 관찰계의 입사동공의 상 A 및 조명계의 사출동공의 상 B는 도 10A에 도시한 바와 같이 상호간에 충분히 분리되어, 표면 반사가 적은 바람직한 관찰상태를 얻는 것이 가능해진다.

〔변형예〕

수술용 현미경(1)에 사용되는 관찰 프리즘은 상기와 같은 실린더곡면 형상의 경사면을 갖는 구성에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 토릭(Toric)곡면 형상의 경사면을 갖는 것이라도 좋다. 도 7A에 나타낸 관찰 프리즘(50')은, 경사방향으로 음의 굴절력을 발생시키기 위한 곡율을 가짐과 함께, 그것과 직교하는 방향으로도 음의 굴절력을 발생시키기 위한 곡율을 갖는 토릭곡면 형상의 경사면(51')을 구비하고 있다. 이 관찰 프리즘(50')에 의하면, 경사방향으로 발생하는 수차를 보정할 수가 있다. 부가적으로, 관찰 프리즘(50')은 배율변환렌즈로서의 기능도 가진다. 또한, 경사방향에 직교하는 방향의 곡율은, 양의 굴절력을 발생시키도록 하는 것이라도 좋다. 즉, 수차를 보정하기 위한 음의 굴절력을 경사방향으로 가지는 경사면을 구비한 관찰 프리즘의 경우에는, 경사방향과 직교하는 방향의 굴절력은 목적에 따라서 임의로 설정할 수가 있다.

이상에서 상세히 설명한 구성은, 본 발명을 실시하기 위한 일례에 지나지 않으며, 본 발명의 범위내에서의 각종의 구성의 변형이나 변경, 추가를 행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 하면측(전치렌즈측)의 굴절면이 오목면 형상으로 형성된 관찰 프리즘이나, 2개의 굴절면의 쌍방이 오목면 형상으로 형성된 관찰 프리즘을 사용한 구성으로 하여도 좋다. 또한, 이러한 관찰 프리즘은, 수술용 현미경이외의 원하는 관찰장치에 의한 관찰에도 적용하는 것이 가능하다. 예컨대, 본 발명의 관찰 프리즘을 피관찰물의 조명영역을 변경하기 위해서 사용하면, 조명광이나 관찰광이 굴절될 때에 생기는 수차를 보정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 1의 실시형태에 따른 수술용 현미경에 의하면, 관찰 프리즘을 사용하여 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰할 때에 발생하는 수차가 보정된다. 따라서 관찰계의 입사동공의 상 및 조명계의 사출동공의 상의 결상상태가 양호해져서, 표면반사가 적은 시인성이 좋은 관찰을 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 제 4의 실시형태에 따른 관찰 프리즘에 의하면, 이것을 안과분야의 수술용 현미경에 사용하면 안구기저부 및 그의 주변부를 관찰할 때에 발생하는 수차가 보정되어, 관찰계의 입사동공의 상및 조명계의 사출동공의 상의 결상상태가 양호해져서, 표면반사가 적은 시인성이 좋은 관찰을 하는 것이 가능해진다.

Claims (5)

1. 피수술안에 대향하는 대물렌즈와;

   상기 피수술안과 상기 대물렌즈의 앞쪽 초점과의 사이에 삽입되고, 조명광을 수렴하여 상기 피수술안의 내부를 조명하기 위한 전치렌즈; 및

   상기 대물렌즈의 상기 앞쪽 초점과 상기 전치렌즈와의 사이에서 끼우고 떼기가 가능하게 삽입되며, 상기 조명광을 2개의 굴절면에서 굴절시켜 상기 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 조명하기 위한 관찰 프리즘을 구비하는 수술용 현미경으로서,

   상기 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 적어도 한편의 굴절면은, 상기 2개의 굴절면의 교차선의 방향으로 특정한 음(陰)의 곡율을 나타내는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 현미경.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 일정한 음의 곡율이 가변곡율인 것을 특징으로 하는 수술용 현미경.
3. 청구항 1에 있어서, 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 한편의 굴절면은, 상기 교차선을 향하는 방향과 직교하는 방향의 곡율이 0인 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 현미경.
4. 청구항 1 에 있어서, 상기 관찰 프리즘의 상기 2개의 굴절면중의 한편의 굴절면은, 상기 교차선의 방향으로 일정한 비율의 음의 곡율을 나타내는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수술용 현미경.
5. 피수술안과 대물렌즈의 앞쪽 초점과의 사이에 마련되고, 조명광을 수렴하여 상기 피수술안의 내부를 조명하기 위한 전치렌즈를 포함하는 수술용 현미경의 상기 앞쪽 초점과 상기 전치렌즈와의 사이에 배치되어, 상기 조명광을 2개의 굴절면에서 굴절시켜 상기 피수술안의 안구기저부 및 그의 주변부를 조명하기 위해서 사용되는 관찰 프리즘으로서,

   상기 2개의 굴절면중의 적어도 한편의 굴절면은, 상기 2개의 굴절면의 교차선의 방향으로 특정한 음의 곡율을 나타내는 곡면형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관찰프리즘.