特開 2022-72660 手術顕微鏡用光学構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022072660

(43)【公開日】2022-05-17

(54)【発明の名称】手術顕微鏡用光学構造

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/20 20060101AFI20220510BHJP

   G02B 25/00 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

G02B21/20

G02B25/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020182224

(22)【出願日】2020-10-30

(71)【出願人】

【識別番号】390013033

【氏名又は名称】三鷹光器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】中村 勝重

【テーマコード（参考）】

2H052

2H087

【Ｆターム（参考）】

2H052AB18

2H052AB19

2H052AB20

2H052AB21

2H052AB24

2H052AD06

2H087KA09

2H087LA11

(57)【要約】

【課題】変倍光学系の有効径を拡大してもステレオベースが大きくなり過ぎない手術顕微鏡用光学構造を提供する。
【解決手段】プリズム８を左右方向に連続した一体型としたため、その一体型のプリズム８は左右両側を支持するだけで済み、従来のような必須間隔を左右中央に設ける必要がない。そのため変倍光学系９の有効径を３０ｍｍにしても、そのステレオベースＳは必要以上に大きくならず、ステレオベースＳに応じた自然な立体感で術部Ｇを観察することができる。一体型のプリズム８は変倍光学系９に導入される最大径の光束Ａを反射可能なサイズを有しているため、２本の光束Ａを確実に変倍光学系９側へ向けて反射することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接眼部が前側に位置する手術顕微鏡の内部に設けられるもので、上下方向に沿う１つの対物光学系と、それぞれ前後方向に沿う左右一対の変倍光学系と、対物光学系を通過した左右一対の光束を直角に反射して変倍光学系に導く断面直角二等辺三角形のプリズムとを備え、
前記変倍光学系の有効径がそれぞれ３０ｍｍであり、プリズムがその変倍光学系に導入される最大径の光束を反射可能なサイズで且つ左右方向に連続した一体型であることを特徴とする手術顕微鏡用光学構造。

【請求項2】

左右一対の変倍光学系を通過する光束の中心点間の距離であるステレオベースが３５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の手術顕微鏡用光学構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は手術顕微鏡用光学構造に関する。

【背景技術】

【0002】

手術顕微鏡は１つの対物光学系と２つの変倍光学系を内蔵しており、術部で反射された上向きの光束を対物光学系に通した後、左右２個のプリズムにより直角に反射して、前後方向に沿う左右一対の変倍光学系に導いている。変倍光学系を通過後の２本の光束はその他の光学要素により前側へ折り返され、前側に設けられた接眼部に至る。ドクターはこの接眼部から左右２本の光束を瞳に導いて術部を立体的に観察することができる。対物光学系を通過することにより焦点調整でき、変倍光学系を通過することにより倍率調整できる。

【0003】

対物光学系を通過する１本の大きな光束のうち、変倍光学系に導入される２本の光束だけが接眼部まで導かれるが、変倍光学系に導入される光束の径は変倍光学系の倍率により変化する。倍率を上げると径が小さくなり、倍率を下げると径が大きくなる。最低倍率の時に最大径（変倍光学系の有効径）となり、そこから倍率を上げると光束の径は小さくなる。

【0004】

変倍光学系の直前に設けられている２個のプリズムは最大径の光束も反射可能なサイズを有し、左右の変倍光学系に対応した位置に左右それぞれ同一形状のものが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６７１４９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような関連技術にあっては、変倍光学系に導入される光量を増加するために変倍光学系の有効径を大きくしたいという要請がある。具体的には一般的な変倍光学系の有効径は１５ｍｍ程度であるが、それを３０ｍｍにして導入光量を４倍に増やしたいという要請がある。そうすることで、より鮮明で明るい視野が得られるようになる。

【0007】

しかし変倍光学系の有効径を大きくするためには、直前の２個のプリズムもそれぞれ大きくする必要があるが、そうするとプリズムで反射される光束の中心点間の距離であるステレオベースが必要以上に大きくなってしまうという別の課題が生じる。

【0008】

すなわち変倍光学系の有効径を大きくしたこと自体によりステレオベースは拡大されるが、それに加えて、２個のプリズムの間に機械的支持構造のための必須間隔が必要となり、この必須間隔の分だけステレオベースが必要以上に大きくなり過ぎる。ステレオベースは立体的な観察をするために必要であるが、これがあまり大きくなり過ぎると、不自然な立体感となり、手術顕微鏡の視認性に影響を与える。

【0009】

本発明はこのような関連技術に着目してなされたものであり、変倍光学系の有効径を拡大してもステレオベースが大きくなり過ぎない手術顕微鏡用光学構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の技術的側面によれば、接眼部が前側に位置する手術顕微鏡の内部に設けられるもので、上下方向に沿う１つの対物光学系と、それぞれ前後方向に沿う左右一対の変倍光学系と、対物光学系を通過した左右一対の光束を直角に反射して変倍光学系に導く断面直角二等辺三角形のプリズムと、を備えた手術顕微鏡用光学構造であって、前記変倍光学系の有効径がそれぞれ３０ｍｍであり、プリズムがその変倍光学系に導入される最大径の光束を反射可能なサイズで且つ左右方向に連続した一体型であることを特徴とする。

【0011】

本発明の第２の技術的側面によれば、左右一対の変倍光学系を通過する光束の中心点間の距離であるステレオベースが３５ｍｍであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の第１の技術的側面によれば、プリズムを左右方向に連続した一体型としたため、その一体型のプリズムは左右両側を支持するだけで済み、従来のような必須間隔を左右中央に設ける必要がない。そのため変倍光学系の有効径を３０ｍｍにしても、そのステレオベースは必要以上に大きくならず、ステレオベースに応じた自然な立体感で術部を観察することができる。一体型のプリズムは変倍光学系に導入される最大径の光束を反射可能なサイズを有し、対物光学系を通過した光束のうち、変倍光学系に対応する２本の光束を確実に変倍光学系側へ向けて反射することができる。

【0013】

本発明の第２の技術的側面によれば、ステレオベースが３５ｍｍで、左右の変倍光学系を通過する光束が最大径（３０ｍｍ）の場合も、その間には必要最小限の間隔５ｍｍが存在するだけである。このように光束（変倍光学系）を左右方向で接近させることにより、ステレオベースの過度な拡大を防止することができ、変倍光学系の有効径を拡大しつつも、自然な立体感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】手術顕微鏡を示す斜視図。

【図2】手術顕微鏡の内部構造を示す断面図。

【図3】手術顕微鏡の内部構造を示す斜視図。

【図4】一体型のプリズムを示す斜視図。

【図5】プリズムと光束との関係を比較図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１～図５は本発明の好適な実施形態を示す図である。以上及び以下の説明において前後左右の方向性は図１及び図３中に示された通りである。

【0016】

手術顕微鏡１は図示せぬスタンド装置のアームの先端に支持され、そのアームの範囲内において位置を自由に変更できると共に、変更後の位置において向きを自由に変えることができる。

【0017】

手術顕微鏡１の前側には接眼部２が設けられている。手術顕微鏡１の下部には光束取入口３が形成され、そこから術部Ｇで反射された光束Ａを取り入れることができる。光束取入口６の上部には上下方向に沿う対物光学系４が設置されている。対物光学系４は上下２つの固定レンズ５、６と、その間に位置する可動レンズ７の３枚から構成される。可動レンズ７は上下方向に移動自在で、その可動レンズ７の位置に応じて焦点距離を変えることができる。具体的には可動レンズ７が上昇すると焦点距離が短くなり、下降すると長くなる。

【0018】

対物光学系４の真上には、断面直角二等辺三角形で左右方向に延びる一体型のプリズム８が設けられている。このプリズム８は対物光学系４を通過した光束Ａを後方に向けて直角に反射するためのものである。

【0019】

プリズム８の後方には前後方向に沿う左右一対の変倍光学系９が設けられている。この変倍光学系９も複数のレンズ群から構成され、構成レンズの一部を移動させることにより倍率を変化させることができる。変倍光学系９の有効径は３０ｍｍで、対物光学系４を通過してプリズム８により後方へ反射された光束Ａのうち、左右の変倍光学系９に対応する２本の光束Ａだけが、変倍光学系９を通過する。変倍光学系９を通過する光束Ａは、その光束Ａの中心点間の距離であるステレオベースＳだけ離れているため、互いに立体視が可能な両眼視差を有する。

【0020】

この両眼視差を有する２本の光束Ａは変倍光学系９の後方に設けられたプリズム１０、１１により、いったん上方に向けられた後、変倍光学系９の上方で前方へ向けて折り返される。前側へ折り返された光束Ａは結像レンズ１２を経て接眼レンズ１３等を含む接眼部２へ導かれる。そしてドクターは接眼部２から術部Ｇを立体的に観察することができる。

【0021】

この実施形態に係る変倍光学系９は有効径が３０ｍｍであるため、そこに導入される光束Ａの径も低倍率時には最大３０ｍｍとなり、倍率を上げると光束Ａの径も小さくなる。導入される光束Ａは変倍光学系９の有効径に応じて大きくなるが、変倍光学系９を通過した光束Ａはそれほど大きくならないので、変倍光学系９以降のプリズム１０、１１等は従来の大きさで且つ左右に２個設けた構造である。

【0022】

変倍光学系９の有効径が３０ｍｍに拡大されているため、プリズム８のサイズもそれに応じて大きくなっている。従来に比べて４倍の光量を反射して変倍光学系９に導くため、従来よりも鮮明で明るい視野が得られる。

【0023】

本実施形態のプリズム８の利点を図５に基づいて説明する。

【0024】

図５は上側に本実施形態のプリズム８を示し、その下方に比較例としての従来の分離形のプリズム１４を示す。

【0025】

本実施形態のプリズム８は左右方向に連続した一体型のため、その左右両側を手術顕微鏡１の内部構造に対して支持するだけで済み、２個に分離されていた従来のように左右中央に機械的支持構造のための必須間隔Ｄを設ける必要がない。そのため左右の光束Ａ（変倍光学系９）の間には必要最小限の間隔ｄ（５ｍｍ）を設けるだけで済み、変倍光学系９の有効径を３０ｍｍに拡大しながら、そのステレオベースＳは３５ｍｍで済む。

【0026】

従来のプリズム１４はその間に必須間隔Ｄを設ける必要があるため、同じ３５ｍｍのステレオベースＳを維持すると、プリズム１４のサイズがどうしても小さくなり、大きな径を有する光束Ａの全てを反射できなくなる。

【0027】

本実施形態では変倍光学系９の有効径を３０ｍｍに拡大しても、ステレオベースＳは３５ｍｍに抑えることができ、自然な立体感で術部Ｇの観察を行うことができる。

【符号の説明】

【0028】

１ 手術顕微鏡
２ 接眼部
４ 対物光学系
８ プリズム
９ 変倍光学系
Ａ 光束
Ｇ 術部
Ｓ ステレオベース
Ｄ 必須間隔
ｄ 最小限間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】