JP4154148B2 - 眼を観察する広角顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に眼科手術のために、対物レンズと治療すべき眼との間に配置され、左右逆の画像を投影する眼底観察用の光学素子を有しており、顕微鏡の光路に配置され、有利には挿入可能または旋回可能な画像反転および画像配向装置を有している、眼を観察する広角顕微鏡であって、画像反転および画像配向装置は小さな高さで構成された反射系、例えばプリズム系から成り、該プリズム系は顕微鏡に固定されたホルダによって支承されており、かつ顕微鏡の光路の対物レンズと治療すべき眼との間へ挿入可能または旋回可能であり、前記プリズム系は対物レンズの直接前方に眼から所定の距離を置いて存在しており、しかも、プリズム系と対物レンズとの間でプリズム系が顕微鏡の光路へ挿入または旋回された後、対物レンズに直接に隣接して光路適合化用の結像光学素子が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
広角で簡単に眼を観察するには、眼に直接装着されるコンタクトレンズを通して行うことができる。これに代えて、眼から所定の距離を置いた特殊な光学素子を顕微鏡に取り付けることもできる。このために単独で充分な広角観察を保証する非球面レンズが使用される場合、コンタクトレンズによる場合と同様に、顕微鏡内に左右逆かつ倒立の画像が形成され、この画像を診断に取り入れることができる。有利には少なくとも一時的に広角観察と同様に立体観察をも行わなくてはならない眼科手術では、反転した立体視がこれに加わり、熟達した執刀医にさえこうした監視技術を期待するのが困難なことがある。
【０００３】
この種の顕微鏡にドイツ連邦共和国特許第３８２６０６９号明細書に示されているような画像反転および画像配向装置を設けることも既に周知である。ここで特に重要なのは、付加的なモジュールによって顕微鏡の構造高さが過度に拡大されないようにすることである。なぜなら執刀医は同時に手術を実行しながら顕微鏡を見なければならないので、顕微鏡の接眼レンズと患者の眼との間の距離は任意には拡大できないからである。しかも画像反転および画像配向装置はできる限り迅速に顕微鏡の光路内へ持ち込んだりそこから外したりできなければならない。これは眼の前部においても眼底においても顕微鏡を交換することなく作業できるようにするためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、冒頭に言及した形式の顕微鏡において、選択的に画像反転および画像配向装置を駆動できるようにし、その際にも構造高さが過度に拡大されないようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、眼底観察用の光学素子とプリズム系との間の光路で該光路に沿ってプリズム系に対して相対的に可動の、中間結像を適合化するための光学素子が設けられており、これにより、前記眼底観察用の光学素子が、動かされることなくフォーカシング可能であることにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の装置は対物レンズと治療すべき眼との間に存在するスペースを利用している。このため対物レンズ内に左右正かつ正立の画像を形成する構成を採用しても、全体で顕微鏡の構造高さは元のままにとどまる。その場合、どのように広角観察手段が形成されるかは重要ではない。つまり、眼底観察用の光学素子はプリズム系に対するホルダに取り付けられていてもよいし、眼に直接装着できるように構成されていてもよい。このようにして装置を挿入または旋回させた直後に左右正かつ正立の画像が形成され、この画像を形成するために別の操作を行わなくてよくなる。したがってこれに必要な手操作または足操作を省略することができ、このことによりまさに眼科手術の際に大きな利点が得られる。
【０００７】
画像反転および画像配向装置は対物レンズと眼との間の領域で挿入可能である。またホルダを顕微鏡の下面に配置されている旋回軸を中心として旋回可能に構成すると特に簡単である。これによりこの装置を駆動準備位置から顕微鏡の光路内へ旋回させるにも僅かな構成要素しか必要とならない。この場合、プリズム系は閉鎖されたケーシング内に配置されており、このケーシングには光路のための開口部が設けられている。プリズム系と対物レンズとの間でプリズム系が顕微鏡の光路へ挿入または旋回された後、対物レンズに直接に隣接して光路適合化用の結像光学素子が設けられ、最良の場合にはこれは対物レンズに隣接するケーシングの開口部内に位置する。通常はホルダに対する旋回軸を顕微鏡に対してほぼ水平に設けると有利である。
【０００８】
眼底観察用の（広角の）光学素子は光路に沿って可動に配置されたレンズ系から成る。このレンズ系と眼との距離は、フォーカシングのために眼底観察用の光学素子とプリズム系との間の光路において、この光路に沿ってプリズム系に対して相対的に可動の光学素子を設ける場合、執刀医の作業中にも不変のままとすることができる。これについてはフォーカシング可能な個々の光学レンズを設ければ充分である。
【０００９】
有利には、フォーカシングのために、広角観察用の光学素子および／または中間結像の適合化用の光学素子が手動または電気モータによって駆動されるウォームギヤによって操作可能である。したがって眼底観察用の光学素子をホルダに取り付けられた第１のウォームギヤを介して光路に沿って運動させることができる。最も簡単なケースでは、この光学素子はトラバースに支承されており、またホルダに取り付けられ第１のウォームギヤに対して平行に延在するガイドピン上を可動に案内されており、ここでガイドピンでは第１のウォームギヤに対する第１の回転ノブが支承されている。光学素子に対する調節機構全体はこのようにホルダ、ひいてはプリズム系に結合されており、常に正確に位置調整される。
【００１０】
同様に中間結像を適合化する光学素子も移動可能である。これはこの光学素子がガイドピンに固定された第２のウォームギヤを介して光路に沿って運動可能であり、このために第２の回転ノブが用いられる場合にそうである。
【００１１】
プリズム系は例えばUppendahlまたはSchmidt-Pechanによる反射プリズムとして構成することができる。
【００１２】
ウォームギヤに対する回転ノブは手動で操作可能である。また有利には回転ノブは電気駆動装置により操作可能である。この種の駆動装置は例えば有利にはホルダに配置された電気モータを有しており、このモータの出力側は可撓性の軸を介して回転ノブに回転的に結合可能である。このため切り換えは場合によりフットスイッチにより行われ、執刀医は後でフォーカシングする場合にも手を開けたままにしておくことができる。
【００１３】
したがって本発明による画像反転および画像配向装置の構成はきわめて多岐にわたる構造形態の種々の顕微鏡で広く使用することができる。既存の顕微鏡を大きな手間なく相応にシステムアップすることができ、これにより手術上の供給中の要求への良好な適応が達成される。しかもこの装置はきわめて迅速に顕微鏡の光路内へ持ち込んだりそこから再び外したりすることができ、その際にも執刀医の患者の眼に対する作業を中断したり、そのための補助を求めたりする必要はない。
【００１４】
【実施例】
本発明を以下に図示の実施例に則して詳細に説明する。全体として概略的で簡単な図である。
【００１５】
本発明の顕微鏡ではまず相応の図１〜図１０によれば軸２を中心として旋回可能な接眼レンズ１が設けられており、例えば眼科の手術で執刀医がこの接眼レンズ１を手術時の姿勢に最適に適合させることができる。さらに顕微鏡には拡大のスケールを変更するための調節部材３が設けられている。対物レンズ４によりとりあえず眼６の前部５を観察することができる。
【００１６】
対物レンズ４の近傍の顕微鏡のアタッチメント部７には眼底９を観察する光学素子８が支承されており、これは顕微鏡の光路１０内へ旋回して入り、第１のウォームギヤ１１を介して光路１０の方向で運動可能である。この光学素子８はここでは簡単な観察レンズであり、ホルダ１２に取り付けられ、アタッチメント部７に定置された旋回軸１３を中心として旋回可能である。光学素子８は第１のトラバース１４に固定されており、このトラバースはガイドピン１５上で光路１０に対して平行に対物レンズ４の下方で運動可能に案内されている。トラバース１４はウォームギヤスピンドル１７に嵌合した図示しない連行子により運動する。ガイドピン１５およびウォームギヤスピンドル１７は一方では共通のホルダ１２に係止された支承部材１８に固定されており、他方では第１の接続舌片１９に固定されている。ウォームギヤスピンドル１７はその軸線を中心として回転可能に支承されている。ウォームギヤスピンドル１７に結合した状態で第１の回転ノブ２０が設けられており、このノブによりウォームギヤ１１を動かすことができ、光学素子８は光路１０に沿って運動可能となる。光学素子８は締付ボルト２２に固定されており、この締付ボルトはばね力によってガイド部２１に支承されている。ウォームギヤ全体を支承部材１８によってホルダ１２から取り外すことができ、このホルダを殺菌することができる。
【００１７】
共通のホルダ１２によって光学素子８に結合された画像反転および画像配向装置２３は第２のタイプのポロプリズムのプリズム系２４とこのプリズム系を収容するケーシング２５とから成る。ケーシング２５はホルダ１２および支承部材１８と一体に構成することができる。有利には支承部材１８はホルダ１２から取り外し可能に構成されている。
【００１８】
ケーシング２５の各開口部２６、２７により光路１０をプリズム系２４を通して通過させることができる。光路１０をプリズム系２４内に入射させる前方で、対物レンズ４に隣接する開口部２６に、プリズム系２４のために大きく延長される光路１０を適合化する結像光学素子２８が設けられる。
【００１９】
図２では使用されているSchmidt-Pechanによるプリズム系２４に相応してケーシング２５は幾分異なって構成されているが、その他の点では図１の装置と同様である。
【００２０】
図３、図４ではウォームギヤ１１に電気駆動装置が設けられている。このためにアタッチメント部７には電気モータ２９が設けられ、このモータの駆動から適切なカップリング部材３０により接続された可撓性の軸３１とベルトドライブ３２とを介してウォームギヤスピンドル１７が回転される。電気モータはシステムの他の位置へ取り付けることもできる。相応に電気モータ２９をフットスイッチによって切り換え、光学素子８を光路１０に沿って運動させてもよい。例えば執刀医は相応にフォーカシングを行うことができ、その際にも手術器具を手から離して進行中の手術を中断しなくて済む。
【００２１】
本発明は光学素子８を用いた図１〜図４の装置での非接触観察に代えて、図５、図６に相応に直接に眼６に装着される非球面型の光学素子３３が使用されている場合にも適用できる。この非球面型の光学素子は光学素子８と同様にさしあたっては左右逆かつ倒立の眼底９の結像を形成し、これをプリズム系２４によって利用できるようにする。
【００２２】
光学素子８そのものを動かさずにフォーカシングする手段は、光路１０に沿って挿入可能な中間結像を適合化する光学素子３４によって図７〜図１０に相応に得られる。眼底観察用の光学素子８と同様に、光学素子３４（ここでは簡単なレンズから成る）に対しても第２のウォームギヤ３５が組み込まれている。ここで別のガイドピン３６およびウォームギヤスピンドル３７が第１のウォームギヤ１１とは反対の側の第１の接続舌片１９に固定され、第２の接続舌片３８の他方の端部でともに支承される。光学素子３４は第２のトラバース３９に支承されており、このトラバースは第１のトラバース１４と全く同様に連行子を有している。この光学素子は、ウォームギヤスピンドル３７に支承されている相応の第２の回転ノブ４０が操作される際に（図７、図８）、回転するウォームギヤスピンドル３７によって光路１０の方向で運動する。ウォームギヤ３５は図９、図１０に相応してウォームギヤ１１と同様に電気駆動装置２９〜３２によって操作される。
【００２３】
図１４の実施例には顕微鏡下方の光路が示されている。ここでは４つのプリズムを使用することにより、図１５、図１６に示されているように、光路が改善されている。特にこれにより立体視ベースの拡大が達成され、同時に収差が排除される。この装置の利点は影が発生しないことであり、良好な立体視が保証される。使用されるプリズムは同じ強度で構成されており、下方に位置するプリズム４０、４１は底を内側にして相互に反対向きとなっており、対物レンズ４に隣接するプリズム４２、４３は底を外側にして相互に向き合っている。矢印Ｂによって示される立体視の幅はこれにより格段に改善される。プリズムは例えば対物焦点距離２００ｍｍで有利には５ｐｄｐｔ（プリズムディオプトリ）を有する。
【００２４】
図１６の実施例では同じプリズム４０〜４３がプリズム系２４の下方または上方に配置されており、さらにプリズム４０、４２の間には凸レンズ４４および凹レンズ４６が配置されており、プリズム４１、４３の間には凸レンズ４５および凹レンズ４７が配置されている。これによって結像が完全となり、開放光の平行な光特性がプリズム系内でも維持される。入射面からの作業距離は維持され、大レンズ４の焦点距離に相応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】広角観察用の光学素子とUppendahlによるプリズム系とを備えた本発明の顕微鏡の側面図である。
【図２】 Schmidt-Pechanによるプリズム系を備えた図１に相応する顕微鏡を示す図である。
【図３】図１に相応する顕微鏡で、広角観察用の光学素子に対する電気駆動装置を示す図である。
【図４】図２に相応する顕微鏡で、広角観察用の光学素子に対する電気駆動装置を示す図である。
【図５】図１に相応する顕微鏡で、図３の状態から変更された広角観察用の光学素子を示す図である。
【図６】図２に相応する顕微鏡で、図４の状態から変更された広角観察用の光学素子を示す図である。
【図７】図１に相応する顕微鏡で、中間結像を適合化する光学素子を手動で駆動する様子を示す図である。
【図８】図２に相応する顕微鏡で、中間結像を適合化する光学素子を手動で駆動する様子を示す図である。
【図９】図７に相応する顕微鏡で、中間結像を適合化する光学素子を電気的に駆動する様子を示す図である。
【図１０】図８に相応する顕微鏡で、中間結像を適合化する光学素子を電気的に駆動する様子を示す図である。
【図１１】第２のタイプのポロプリズムを備えた図１〜図５に相応する顕微鏡を示す図である。
【図１２】第２のタイプのポロプリズムを備えた図６に相応する顕微鏡を示す図である。
【図１３】第２のタイプのポロプリズムを備えた図１０に相応する顕微鏡を示す図である。
【図１４】図１〜図１３に相応する顕微鏡の光路を示す図である。
【図１５】別の４つのプリズム系を使用した場合の図１４と同じ光路を示す図である。
【図１６】付加的な凹レンズおよび凸レンズを使用した場合の図１５と同じ光路を示す図である。
【符号の説明】
１ 接眼レンズ
２ 軸
３ 調節部材
４ 対物レンズ
５ 眼の前部
６ 眼
７ アタッチメント部
８ 眼底観察用の光学素子
９ 眼底（眼の後部）
１０ ビーム路
１１ 第１のウォームギヤ
１２ ホルダ
１３ 旋回軸
１４ 第１のトラバース
１５ ガイドピン
１６ 連行子
１７ ウォームギヤスピンドル
１８ 支承部材
１９ 第１のつなぎリンク
２０ 第１の回転ノブ
２１ ガイド部材
２２ 締付ボルト
２３ 画像反転および画像配向装置
２４ プリズム系
２５ ケーシング
２６、２７ 開口部
２８ 結像光学素子
２９ 電気モータ
３０ カップリング部材
３１ 可撓性の軸
３２ ベルトドライブ
３３ 眼に接触する光学素子
３４ 中間結像を適合化する光学素子
３５ 第２のウォームギヤ
３６ 第２のガイドピン
３７ 第２のウォームギヤスピンドル
３８ 接続舌片
３９ 第２のトラバース
４０ 第２の回転ノブ
４０〜４３ プリズム
４４、４５ 凸レンズ
４６、４７ 凹レンズ

Claims (18)

1. 特に眼科手術のために、対物レンズ（４）と治療すべき眼（６）との間に配置され、左右逆の画像を投影する眼底（９）観察用の光学素子（８、３３）を有しており、
   顕微鏡の光路（１０）に配置され、有利には挿入可能または旋回可能な画像反転および画像配向装置（２３）を有している、
   眼（６）を観察する広角顕微鏡であって、
   画像反転および画像配向装置（２３）は小さな高さで構成された反射系、例えばプリズム系（２４）から成り、
   該プリズム系は顕微鏡に固定されたホルダ（１２）によって支承されており、かつ顕微鏡の光路（１０）の対物レンズ（４）と治療すべき眼（６）との間へ挿入可能または旋回可能であり、
   前記プリズム系（２４）は対物レンズ（４）の直接前方に眼（６）から所定の距離を置いて存在しており、
   しかも、プリズム系（２４）と対物レンズ（４）との間でプリズム系（２４）が顕微鏡の光路（１０）へ挿入または旋回された後、対物レンズ（４）に直接に隣接して光路（１０）適合化用の結像光学素子（２８）が設けられている形式のものにおいて、
   眼底（９）観察用の光学素子（８）とプリズム系（２４）との間の光路（１０）で該光路（２４）に沿ってプリズム系（２４）に対して相対的に可動の、中間結像を適合化するための光学素子（３４）が設けられており、これにより、前記眼底観察用の光学素子（８）が、動かされることなくフォーカシング可能であることを特徴とする、眼を観察する広角顕微鏡。
2. 眼底（９）観察用の光学素子（８）はホルダ（１２）に取り付けられている、請求項１記載の顕微鏡。
3. ホルダ（１２）は顕微鏡の下面に配置されている旋回軸（１３）を中心として旋回可能であるか、またはガイド部によりオフセット可能である、請求項１又は２記載の顕微鏡。
4. プリズム系（２４）は閉じたケーシング（２５）内に配置されており、該ケーシングには光路（１０）のための開口部（２６、２７）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載の顕微鏡。
5. 旋回軸（１３）は顕微鏡に対してほぼ水平または垂直に設けられている、請求項３記載の顕微鏡。
6. 眼底（９）観察用の光学素子（８）は光路（１０）に沿って可動に配置されたレンズ系から成る、請求項１から５までのいずれか１項記載の顕微鏡。
7. 広角観察用の光学素子および／または中間結像を適合化するための光学素子（８、３４）は手動または電気モータによって駆動されるウォームギヤ（１１、３５；２９〜３２）によって操作可能である、請求項１から６までのいずれか 1 項記載の顕微鏡。
8. プリズム系（２４）として第２のタイプのポロプリズムまたはUppendahlによる反射プリズムが用いられる、請求項１から７までのいずれか１項記載の顕微鏡。
9. プリズム系（２４）としてSchmidt-Pechanによる反射プリズムが用いられる、請求項１から７までのいずれか１項記載の顕微鏡。
10. ホルダ（１２）はウォームギヤ（１１）により光路（１０）に沿って運動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の顕微鏡。
11. 光学素子（８）はトラバース（１４）に支承されており、前記光学素子はホルダ（１２）に取り付けられかつ第１のウォームギヤ（１１）に対して平行に延在するガイドピン（１５）に沿って可動に案内されており、ウォームギヤスピンドル（１７）には第１のウォームギヤ（１１）に対する第１の回転ノブ（２０）が支承されている、請求項１０記載の顕微鏡。
12. 中間結像を適合化する光学素子（３４）はガイドピン（１５）に固定された第２のウォームギヤ（３５）を介して光路（１０）に沿って運動可能であり、第１のガイドピン（１５）は接続舌片（１９）を介して第２のガイドピン（３６）に結合されており、第２の回転ノブ（４０）は第２のウォームギヤ（３５）を駆動するために設けられている、請求項１１記載の顕微鏡。
13. 回転ノブ（２０、４０）は手動で操作可能である、請求項１１または１２記載の顕微鏡。
14. 少なくとも１つの回転ノブ（２０、４０）は電気駆動装置（２９〜３２）を介して操作可能である、請求項１１または１２記載の顕微鏡。
15. 電気駆動装置（２９〜３２）は有利にはホルダ（１２）に配置された電気モータ（２９）を有しており、該モータの出力側は可撓性の軸（３１）を介して回転ノブ（２０、４０）に回転的に結合可能である、請求項１４記載の顕微鏡。
16. プリズム系（２４）は２つの画像反転および画像配向ユニットから成る、請求項１から１５までのいずれか１項記載の顕微鏡。
17. 各プリズム系（２４）の前方および後方に主として１つのレベルに位置して光路をカバーするそれぞれ２つのプリズム（４０〜４３）が配置されており、ほぼ１つのレベルに位置する各プリズム（４０〜４３）のプリズム底は対向して配置されており、対物レンズに近いほうのプリズム（４２、４３）はプリズム底が相互に離れた状態で配置され、他方のプリズムはプリズム底（４０、４１）が相互に接近した状態で配置されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の顕微鏡。
18. 各プリズム（４０〜４３）とプリズム系（２４）との間には凸レンズまたは凹レンズ（４４〜４７）が配置されており、凹レンズ（４６、４７）は顕微鏡の対物レンズ（４）に隣接している、請求項１７記載の顕微鏡。

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