JP4514899B2 - 医療用光学機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来技術としては、米国特許第４，９５８，９１３号において知られる簡易型の拡大鏡がある。これは、被写体の拡大観察を行なう支持用アーム付きのルーペである。
【０００３】
また、医療分野においても、ベッドサイドに固定したアームに、レンズを支持し、このレンズで彼写体を観察しながら手術することが考えられるが、この場合には、アームからレンズを取り外せるように構成することが望まれる。さらに、アームからレンズを取り外せるように構成すれば、ベッドサイドに固定されたアームに滅菌ドレープをかけてリユースとし、レンズは安価なプラスチック製のフレネルレンズで構成して滅菌済みのディスポにすることが可能である。このようにレンズをディスポにすることが可能な場合では、手術後の滅菌に要する人手と時間が省けるというメリットがある。
【０００４】
アームに対し、レンズを着脱可能とすることによって得られる他のメリットとしては、適切なサイズのレンズや、矩形のレンズの向きを変えてアームに取付可能とすることで、彼写体の大きさが変わっても必要最小限の占有スペースで良好な観察性能を実現できることがある。
【０００５】
さらに、外科手術では、観察に加え、撮影も重要である。ＣＣＤカメラ等の撮影手段を付加して、術者の見た画像をＶＴＲで記録することが考えられる。上述したレンズの着脱を考えると、その撮影手段はアーム側に設けることが望ましい。
【０００６】
ここで、観察光軸は、一般に、レンズ面の中心を通る垂直線上に位置する。また、撮影手段による撮影光軸は、撮影手段が設けられたアームの設置位置により決まる。
【０００７】
しかしながら、手術用ルーペでの観察光軸と撮影光軸を同軸にすると、構造が複雑となり、ルーペの大型化を招く。このため、観察光軸と撮影光軸の間には一定の角度を設け、焦点距離だけ離れた被写体上で略一致する構成を採ることの方が現実的である。
【０００８】
ところで、アームに対し、ルーペ（拡大観察手段）が着脱可能である場合、レンズの大きさ（あるいは矩形レンズである場合の取付け向き）を変えると、ルーペのアーム取付部からレンズ中心までの距離が変わってしまう。特に、ルーペのレンズが大きくなれば、この距離は伸びるし、矩形レンズである場合はそのルーペの取付向きを変えても同様に上記距離は伸びる。
【０００９】
ここで、術者の観察光軸はルーペのレンズ面の中心近傍を通る垂直線上であるが、ＣＣＤカメラ（撮影手段）の撮影光軸はアームに対する設置位置により決まる。つまり、ＣＣＤカメラの撮影光軸は常に一定であるにも拘わらず、観察光軸はレンズの大きさや取付け向きにより変わってしまう。
【００１０】
このため、レンズの大きさや矩形レンズの場合の取付向きを変えると、撮影光軸が一定であるのに対して観察光軸のみ変わってしまい、撮影光軸と観察光軸との間にずれが生じる。この結果、術者が被写体を観察し易い位置にレンズユニットを配置したとき、ＣＣＤカメラは術者が観察している位置よりもずれた位置を撮影することになってしまう。
【００１１】
これを防止するにはレンズとアームの取付部近傍に、両者の角度を微調整できる機構を設け、レンズを付け替える度に撮影画像を表示するモニター等を見ながら角度調整する作業を行なう必要があるが、この場合にはその調整作業が非常に煩雑になり、手術時間の延長の原因となる。
【００１２】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは大きさの異なるレンズヘの着脱もしくはレンズの装着方向を変更した場合においても全く調整をすることなしに術者の観察部位と撮影手段の撮影部位が略一致する簡便な医療用光学機器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応した発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記光学的拡大観察手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段の撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致させるとともに、上記光学的拡大観察手段の観察光軸と上記撮影手段の撮影光軸が少なくとも２種類以上の角度にて上記光学的拡大観察手段に上記撮影手段を装着可能な着脱手段を有することを特徴とする医療用光学機器である。
【００１４】
請求項２に対応する発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段との撮影光軸とが両者の焦点位置近傍において略一致しているとともに、上記保持手段には上記撮影光軸が上記観察光軸に交差する位置を常に上記光学的拡大観察手段の焦点位置近傍に位置するように上記光学的拡大観察手段と上記保持手段との取付角度を追従して傾けるべく角度調整手段を備えたことを特徴とする医療用光学機器である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１〜図２に基づいて本発明の第１実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。
図１は本実施形態に係る簡易型医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は光学ユニットの光学的位置関係の説明図である。
【００１６】
この医療用光学機器は手術台レール１に取り付けられる自在式の支持アーム（保持手段）２を備えてなり、この支持アーム２の先端に光学ユニット３を装着するようになっている。
【００１７】
支持アーム２は手術台レール１に取り付けられる基台４とリンクアーム機構部５を有してなる。リンクアーム機構部５は、複数のアーム５ａを移動自在に連結して、光学ユニット３を支持する先端ジョイント６の位置を３次元的に選択して任意の空間位置に移動／固定できる６自由度を有する自在アームを構成するものである。リンクアーム機構部５には平行リンク機構７と錘８を設けたバランス装置が組み込まれている。
【００１８】
支持アーム２の先端ジョイント６に取着される光学ユニット３は、観察部位を複数人数で拡大観察するために長方形状にレンズ部を構成したルーペ（光学的拡大観察手段）１０と、このルーペ１０と一体に構成され、上記先端ジョイント６と着脱可能な２つのルーペ接続部（ボールジョイント）１１ａ，１１ｂが設けられている。第１のルーペ接続部１１ａはルーペ１０の長手方向が支持アーム２に直交する横向きの位置で使用する場合において支持アーム２の先端ジョイント６に対して着脱可能に接続するものである。また、第２のルーペ接続部１１ｂはルーペ１０の長手方向が支持アーム２に平行な向きで使用する場合において支持アーム２の先端ジョイント６に対して着脱可能に接続するものである。
【００１９】
そして、この光学的拡大観察手段としてのルーペ１０には撮影手段を装着可能な着脱手段が設けられている。すなわち、図２（ａ）で示すように、直交方向観察時において観察部位を撮像するときの撮影手段であるＴＶカメラ１２を接続するための直交方向ＴＶ接続部１３ａと、図２（ｂ）で示すように、平行方向観察時において観察部位を撮像するときの撮像手段であるＴＶカメラ１２を接続するための平行方向ＴＶ接続部１３ｂとが設けられている。
【００２０】
直交方向ＴＶ接続部１３ａと平行方向ＴＶ接続部１３ｂはいずれもがルーペ１０の同一面側縁部に配設される。直交方向ＴＶ接続部１３ａはルーペ１０の長手方向縁部中央に配置されており、平行方向ＴＶ接続部１３ｂはルーペ１０の短幅方向縁部中央に配置されている。
【００２１】
そして、第１のルーペ接続部１１ａが先端ジョイント６に接続されるときには、直交方向ＴＶ接続部１３ａが使用される。また、第２のルーペ接続部１１ｂが先端ジョイント６に接続されるときには、平行方向ＴＶ接続部１３ｂが使用される。
【００２２】
直交方向ＴＶ接続部１３ａと平行方向ＴＶ接続部１３ｂのいずれもが上記ＴＶカメラ１２を突き当て接合して位置決めする取付け面１４ａ,１４ｂを有しており、これらの取付け面１４ａ,１４ｂに接合されたＴＶカメラ１２は固定ネジ１５ａ，１５ｂにより着脱自在に固定されるようになっている。直交方向ＴＶ接続部１３ａに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌａ’の固定焦点対物レンズ１６ａが装着されている。また、平行方向ＴＶ接続部１３ｂに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌｂ’の固定焦点対物レンズ１６ｂが装着されている。
【００２３】
これらの取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線は図２で示すようにルーペ１０の観察光軸Ｘに対して異なった角度で斜めに配置される。
【００２４】
また、取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線はいずれもルーペ１０の観察光軸Ｘと焦点位置Ｏの近傍で略一致すべく構成されている。すなわち、取付け面１４ａ,１４ｂにＴＶカメラ１２を取り付けると、ＴＶカメラ１２の観察方向がその対応する取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線に一致してルーペ１０の観察光軸上の焦点位置近傍に向くように構成されている。
【００２５】
次に、医療用光学機器の作用について説明する。図１で示すように、支持アーム２に対して直交する方向でルーペ１０を使用する場合には直交方向ルーペ接続部１１ａを先端ジョイント６に接続する。この使用形態では複数の術者が支持アーム２の左右に向かい合う状態で使用する場合に適するセッティング形式である。ＴＶカメラ１２は直交方向ＴＶ接続部１３ａに対して固定ネジ１５ａにより固定されている。
【００２６】
そして、観察部位を拡大観察する場合、術者はまず所望の術部を観察するために支持アーム２もしくはルーペ１０を手に保持して押し、三次元空間の所望の位置に移動させる。支持アーム２にロック機構が組み込まれている場合にはその移動中、ロック機構を解除しておく。
【００２７】
次に、術者は自身の眼をルーペ１０の観察光軸Ｘ上へと移動させることにより、術者は図２（ａ）で示す如く、ルーペ１０の焦点距離ｌだけ離れた部位を拡大観察することが可能となる。
【００２８】
ところで、直交方向ＴＶ接続部１３ａに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌａ’の固定焦点対物レンズ１６ａが装着されており、直交方向ＴＶ接続部１３ａにはＴＶカメラ１２がルーペ１０の観察光軸Ｘとは角度αだけ傾いて取り付けられるように構成されているので、ルーペ１０の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｌ、ｌａ’にて交差する。このため、ＴＶカメラ１２には常に術者がルーペ１０を通して観察している観察部位Ｏと同じ位置が撮像されることになる。
【００２９】
一方、手術スタイルや手術機器などの制限により、術者が自在式支持アーム２の延長線上に並ぶスタイルで使用する場合には平行方向ＴＶ接続部１３ｂを先端ジョイント６に接続する。ＴＶカメラ１２は平行方向ＴＶ接続部１３ｂに固定ネジ１５ｂにより固定する。この場合においてもＴＶカメラ１２には固定焦点対物レンズ１６ｂが装着されているため、図２（ｂ）の如く、ルーペ１０から焦点距離ｌだけ離れた観察部位Ｏを撮像することが出来る。
【００３０】
平行方向ＴＶ接続部１３ｂにはＴＶカメラ１２がルーペ１０の観察光軸と角度βだけ傾斜して取り付けられるが、ルーペ１２の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｌ、ｌｂ’にて直交するため、ＴＶカメラ１２に接続された固定焦点対物レンズ１６ｂにより焦点距離ｌｂ’だけ離れた観察部位Ｏを同じく撮影出来ることになる。
【００３１】
本実施形態では手術の症例や手術機器等の制限によりルーペ１０の観察方向を変更した場合においても常に術者の観察部位とＴＶカメラ１２の撮像部位が一致しており、ＴＶカメラ１２の方向調整や焦準調整などが一切不要となる。このため、今迄多大な時間を要していた機器のセッティングの簡素化、ひいては時間短縮に寄与する効果がある。
【００３２】
（第２の実施形態）
図３〜図５に基づいて本発明の第２実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。また、上記第１の実施形態と同様の構成の部分については同一符号を記し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図３は本実施形態に係る簡易型医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図であり、図４は光学ユニットの斜視図である。
【００３４】
この医療用光学機器は手術台レール１に取り付けられた、３次元的な自由度を有するフレキシブルアーム（保持手段）２１と、このフレキシブルアーム２１の先端に支持された光学ユニット２２を備えて構成されている。光学ユニット２２はフレキシブルアーム２１の先端に設けた先端ジョイント２５に対して着脱可能に接続される。
【００３５】
本実施形態の保持手段は上記フレキシブルアーム２１自身が３次元的に変形することにより、支持した光学ユニット２２を３次元的空間にて任意に移動させ、その任意の位置にて固定することができる。
【００３６】
光学ユニット２２は観察部位を複数人数で拡大観察するために楕円形状のレンズにて構成されたルーペ（光学的拡大観察手段）２３と、このルーペ２３を保持し、ルーペ２３の使用方向を変更するときにガイドとなるルーペ枠２４と、このルーペ枠２４内に配設され、上記フレキシブルアーム２１の先端ジョイント２５の支持ピン２６に接続可能に構成された接続用コマ２７を備える。
【００３７】
上記接続用コマ２７は例えば矩形状に構成されたブロック部材からなり、ルーペ枠２４に設けられたガイド２８のカム面２９に沿ってガイドされて移動可能であるが、接続用コマ２７自身は回転することなく、カム面２９に沿って摺動して移動するのみである。
【００３８】
上記ガイド２８はルーペ２３の短径端から長径端にわたる９０度の領域に曲線状の細長い溝状に構成されている。また、上記ガイド２８はいわゆるカム曲線形状であって、そのガイド２８のカム面２９は上記ルーペ枠２４の中心まわりで螺旋状に捩れており、この螺旋状のカム面２９で上記接続用コマ２７を支える。
【００３９】
そして、上記コマ２７は上記ガイド２８の中に嵌め込み係合するが、各係合位置それぞれでルーペ枠２４の向きを定める。つまり、ガイド２８におけるコマ２７の係合位置を変更することにより、ルーペ２３の傾き角度を連続的に変える角度調整手段を構成している。この手段により、コマ２７とルーペ枠２４との相対角度はその位置により再現性を持った上で連続的に変更可能である。
【００４０】
また、先端ジョイント２５には観察部位を撮像するための撮像手段であるＴＶカメラ１２が一定の角度をもって接続されている。ＴＶカメラ１２は先端ジョイント２５に着脱自在に取り付けられる。また、ＴＶカメラ１２には上記実施形態同様に固定焦点対物レンズ１６が装着される。
【００４１】
次に、図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。術者がルーペ２３をフレキシブルアーム２１に対して直交する方向に向けて使用する場合には図５（ａ）で示す如く、ルーペ２３の観察光軸Ｘと先端ジョイント２５の相対距離が近くなっている。このとき、ガイド２８内に位置するコマ２７はルーペ２３の短径端側に位置する。この態勢は複数の術者がフレキシブルアーム２１の左右に向かい合う状態で使用する場合に適するセッティング状態である。
【００４２】
また、術者が観察部位を拡大観察する場合、術者はまず所望の術部Ｏを観察するために、フレキシブルアーム２１もしくはルーペ２３を保持し、フレキシブルアーム２１を変形して所望の位置へと移動させる。
【００４３】
次に、術者は自身の眼をルーペ２３の観察光軸Ｘ上へと移動させることによりルーペ２３の焦点距離ｆだけ離れた部位を拡大観察することが可能となる。
【００４４】
先端ジョイント２５に取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｆ’の固定焦点対物レンズ１６が装着されており、また、図５（ａ）で示す如く、ＴＶカメラ１２の撮像光軸は先端ジョイント２５に接続されたルーペ２３の観察光軸Ｘとは角度θだけ傾いて配置されるが、このとき、ルーペ２３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｆ、ｆ’にて、観察部位Ｏで直交する。このため、ＴＶカメラ１２では術者が観察している観察部位Ｏと同じ位置のものを撮像できるようになる。
【００４５】
一方、手術スタイルや手術機器などの制限により、術者がフレキシブルアーム２１の延長線上に並ぶスタイルで使用する場合にはルーペ枠２４を上記位置から時計方向へ９０度回転させる。このとき、先端ジョイント２５にはコマ２７が接続されているため、ルーペ枠２４に設けられたガイド２８に沿ってコマ２７が移動することになる。
【００４６】
ガイド２８は曲線カムであるため、ルーペ枠２４の回転に従ってコマ２７は先端ジョイント２５に対してなすべき角度が変化することになる。例えば、図５（ｂ）で示す如く、９０度まで回転し、ルーペ２３の長径端に対応した位置の時にはＴＶカメラ１２の撮像光軸とルーペ２３の観察光軸Ｘとは角度γだけ傾いて配置される。
【００４７】
フレキシブルアーム２１のルーペ１０は固定焦点レンズのため、図５（ｂ）の如く、回転後も術者は焦点距離ｆだけ離れた観察部位Ｏを観察することが出来る。そのときの観察光軸の先端はＴＶカメラ１２の焦点距離ｆ’と一致する。これはガイド２８がカム曲線で構成されているため、ガイド２８に係合するコマ２７及び先端ジョイント２５を介して、常にルーペ２３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮像光軸とが追従して観察部位Ｏに一致する。
【００４８】
本実施形態では前述した第１の実施形態の効果に加え、セッティング変更時においてもＴＶカメラ１２やルーペ２３の本体を着脱する必要がなくなる。このため、手術中においてもポジションの変更が容易である。
【００４９】
（第３の実施形態）
図６〜図９に基づいて本発明の第３実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。また、上述した第１及び第２の実施形態と同様の構成については同一符号を記し、詳細な説明は省略する。
【００５０】
この医療用光学機器は先端に光学ユニット３１を支持する保持手段が、手術台レール１に取り付けられて光学ユニット３１を３次元的空間において任意の位置に移動／固定できる３次元的な自由度を有するダブルパンタアーム３２を構成する。
【００５１】
光学ユニット３１のルーペ３３の部分は観察部位を複数人数で拡大観察するために長方形状または楕円形状のものである。
【００５２】
ダブルパンタアーム３２の先端ジョイント３４には光学的拡大観察手段としての上記光学ユニット３１が着脱自在に接続される。さらに、先端ジョイント３４には観察部位を撮像するための撮影手段であるＴＶカメラ１２と固定焦点対物レンズ１６が設けられている。
【００５３】
上記光学ユニット３１のルーペ３３は図７で示すように、レンズ部３５ａと首部３５ｂより構成されている。レンズ部３５ａは上下レンズ表面の曲率が異なって構成されており、図９で示すように、前側焦点距離ｍ及び後側焦点距離ｎが異なるように構成されている（ｍ＜ｎ）。
【００５４】
また、図７で示すように、ルーペ３３の首部３５ｂの軸心はレンズ部３５ａの主平面に対し、角度γだけ傾いて構成され、その先端部分には大きく突き出した突当部３６とこれより短い逃げ部３７が段差状に形成されている。
【００５５】
一方、先端ジョイント（係合手段）３４には図８で示すように、取付穴４１が設けられ、この取付穴４１にはルーペ３３の首部３５ｂが差込み嵌合するようになっている。取付穴４１の奥には第１の突当部４２と第２の突当部４３とが上下に位置して段差を有して設けられている。また、第１の突当部４２は奥深く位置して配置され、第２の突当部４３は浅く位置して配置されている。
【００５６】
上記先端ジョイント３４の取付穴４１には上記ルーペ３３の首部３５ｂが挿入可能であるだけでなく、ルーペ３３の上下位置を入れ替えても挿入可能である。そして、図９（ａ）で示すように、曲率が小さいレンズ面を下に向けて上記取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだ場合はレンズ部３５ａの主平面が下側に傾き、そのレンズ部３５ａの中心軸Ｘも片傾く。また、図９（ｂ）で示すように、曲率が小さいレンズ面を上に向けて、上記取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだ場合は、レンズ部３５ａの主平面が水平に配置され、そのレンズ部３５ａの中心軸Ｘは鉛直になる。
【００５７】
上記先端ジョイント３４にルーペ３３を取付け固定する場合には、取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだところで、固定ネジ４６により先端ジョイント３４に首部３５ｂを締め付けて固定する。
【００５８】
また、先端ジョイント（係合手段）３４にはＴＶカメラ（撮影手段）１２が一定の角度をもって接続されている。この先端ジョイント３４に固定されたＴＶカメラ１２の撮像光軸上の焦点位置Ｏと、上記先端ジョイント３４に着脱されるルーペ３３の観察光軸Ｘの延長線上にある焦点位置Ｏは一致する構成になっている。これはルーペ３３のレンズ上下面を入れ替えても同様であり、上記角度γの傾き方向と第１の突当部４２と第２の突当部４３の切り替わりにより上記関係が維持される構成となっている。
【００５９】
光学的拡大観察手段としてのルーペ３３を接続する先端ジョイント３４からダブルパンタアーム３２にわたる領域は保護手段としての透明なドレープ５０によって覆われ、それらの領域を清潔領域に保つ。このドレープ５０は粘着シート５２によりルーペ３３の首部３５ｂ側端面に固定されるようになっている。
【００６０】
次に、図９に従い、本実施形態の作用について説明する。まず、術前セットアップを行う。ルーペ３３と一体化したドレープ５０を先端ジョイント３４からダブルパンタアーム３２の部分にわたり被せ、完全に覆う。これによって、これらが清潔領域となる。
【００６１】
次に、図９（ｂ）で示す如く、曲率が大きい方のレンズ面を下に向けて、ルーペ３３の首部３５ｂを先端ジョイント３４の取付穴４１に挿入する。これは、比較的広範囲な観察部位や手術開始直後などにしばしば用いるセッティングであり、焦点距離ｎが長いため、低倍での観察が可能である。この場合、ルーペ３３の突当部３６は先端ジョイント３４の第１の突当部４２に突き当たると共に、先端ジョイント３４の取付穴４１の中心軸に対し、ルーペ３３のレンズ部３５ａの主平面が角度γ分上方向に傾いて取り付けられている。レンズ部３５ａの主平面は水平である。
【００６２】
そして、所望の術部を観察するためにダブルパンタアーム３２もしくはルーペ３３を保持し、所望の位置へと移動させる。術者は自身の眼をルーペ３３の観察光軸Ｘ上へと移動させることにより、ルーペ３３の焦点距離ｎだけ離れた部位の拡大観察を行う。
【００６３】
ここで、先端ジョイント３４に取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｍ’の固定焦点対物レンズ１６が装着されている。先端ジョイント３４はルーペ３３の観察光軸Ｘとは角度θだけ傾いているが、ルーペ３３の観察光軸Ｘと組み合わせた場合において、ルーペ３３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｎ，ｍ’にて直交する構成であるため、ＴＶカメラ１２では術者が観察している観察部位Ｏと同じ部位が撮像される。
【００６４】
一方、手術の症例や観察部位の変更などにより、術者が高倍での観察を行いたい場合には固定ネジ４６を一旦緩め、ルーペ３３の首部３５ｂを抜いた後、ルーペ３３を上下反転させ、図９（ａ）の如く、ルーペ３３の曲率が小さい方を下にした状態で挿入し直し、固定ネジ４６で再び固定する。この状態では焦点距離ｎが短いため高倍での観察が可能となる。
【００６５】
この場合、ルーペ３３の突当部３６は先端ジョイント３４の第２の突当部４３の方に突き当たると共に、先端ジョイント３４の取付穴４１に対し、ルーペ３３のレンズ部３５ａの主平面が角度γ分、下方向に傾いて取り付けられる。
【００６６】
突当部３６が突き当たる位置が変わることと角度γの傾き方向が変わることで、先の低倍観察時と同様にルーペ３３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｍ，ｍ’にて直交し、ＴＶカメラ１２には術者が観察している観察部位Ｏと同じ位置の部分が撮像できる。
【００６７】
以上のように、ルーペ３３は向きを変えて取り付けることで焦点距離がｍと短くなるが、角度γの傾き方向と取り付け位置が変わることで補正を行うため、低／高倍のいずれの観察時においてもルーペ３３の観察光軸とＴＶカメラ１２の観察光軸Ｘが一致する。
【００６８】
本実施形態では、ルーペ３３による拡大観察の倍率を手術途中で変更することが可能となるため、さまざまな症例に対応することができる。また、ルーペ３３とドレープ５０を一体としているため、装着がスムーズとなり、術前のセットアップ時間の短縮にも効果を奏するものである。
【００６９】
尚、本実施形態においてはルーペ３３とドレープ５０を別部材の接着により一体とするようにしたが、ルーペ３３とドレープ５０を同一部材の厚さを変えることにより一体成形を行っても同様の効果を発揮するものである。
【００７０】
〔付記〕
（１）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記光学的拡大観察手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段の撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致させるとともに、上記光学的拡大観察手段の観察光軸と上記撮影手段の撮影光軸が少なくとも２種類以上の角度にて上記光学的拡大観察手段に上記撮影手段を装着可能な着脱手段を有することを特徴とする医療用光学機器。
【００７１】
（２）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段との撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致しているとともに、上記保持手段には上記撮影光軸が上記観察光軸に交差する位置を常に上記光学的拡大観察手段の焦点位置近傍に位置するように上記光学的拡大観察手段と上記保持手段との取付角度を追従して傾けるべく角度調整手段を備えたことを特徴とする医療用光学機器。
【００７２】
（３）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段に上記保持手段を滅菌状態に保つための保護手段が一体に構成されていると共に、上記保持手段と光学的拡大観察手段との接続部が保護手段の内側に回動自在に構成されていることを特徴とする医療用光学機器。
【００７３】
（４）上記光学的拡大観察手段の観察光軸と撮影手段の撮影光軸とは光学的拡大観察手段の焦点深度範囲内で略一致していることを特徴とする付記１に記載の医療用光学機器。
【００７４】
（５）上記光学的拡大観察手段は、上記保持手段に、ボールジョイントを介して保持されることを特徴とする、付記１に記載の医療用光学機器。
【００７５】
（６）上記着脱手段は、光学的拡大観察手段の観察光軸に対して少なくとも複数の異なった装着面角度を有するとともに、装着面の垂直延長線と光学的拡大観察手段の観察光軸が焦点位置近傍で略一致すべく構成したことを特徴とする、付記１に記載の医療用光学機器。
【００７６】
（７）上記角度調整手段はカム機構であることを特徴とする、付記２に記載の医療用光学機器。
【００７７】
（８）上記保護手段はドレープであることを特徴とする、付記３に記載の医療用光学機器。
【００７８】
（９）上記保護手段は光学的拡大観察手段へ接着されて一体に構成されていることを特徴とする、付記３に記載の医療用光学機器。
【００７９】
（付記項２〜９の従来例の問題点と課題）
ディスポーサブルのレンズを使用することで、手術後の滅菌に要する人手と時間は省ける。しかしながら、レンズを保持するアーム（保持手段）自体は繰り返し使用するため、アームにドレープをかけて清潔を確保し、その後でアームにディスポーサブルのレンズを取り付けるという手順を踏む必要があり、準備に時間がかかっていた。
【００８０】
付記項２〜９の本発明の目的は、準備の時間を短縮できる簡易型医療用光学機器を提供することにある。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、手術の症例や手術機器等の制限により観察方向を変更した場合においても、常に術者の観察部位と撮像部位が一致し、撮影手段の方向調整や焦準調整などが不要となる。このため、今迄多大な時間を要していた機器のセッティングの簡素化、ひいては時間短縮に効果を有するものである。また、複雑な調整機構がないため、撮影のセッティング時に失敗してしまうということがなく、確実な記録を残すことが可能となる。さらに、拡大観察の倍率を手術途中で変更することが可能となるため、さまざまな症例に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの光学的位置関係の説明図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの取り付ける際の光学的位置関係の説明図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの側面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器においての光学ユニットの取付け部の断面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの取り付ける際の光学的位置関係の説明図。
【符号の説明】
１…手術台レール、２…支持アーム（保持手段）、
３…光学ユニット、６…先端ジョイント、
１０…ルーペ（光学的拡大観察手段）、
１１ａ，１１ｂ…ルーペ接続部、１２…ＴＶカメラ（撮影手段）、
１３ａ…直交方向ＴＶ接続部、１３ｂ…平行方向ＴＶ接続部、
Ｏ…焦点位置、Ｘ…観察光軸。
【発明に属する技術分野】
本発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来技術としては、米国特許第４，９５８，９１３号において知られる簡易型の拡大鏡がある。これは、被写体の拡大観察を行なう支持用アーム付きのルーペである。
【０００３】
また、医療分野においても、ベッドサイドに固定したアームに、レンズを支持し、このレンズで彼写体を観察しながら手術することが考えられるが、この場合には、アームからレンズを取り外せるように構成することが望まれる。さらに、アームからレンズを取り外せるように構成すれば、ベッドサイドに固定されたアームに滅菌ドレープをかけてリユースとし、レンズは安価なプラスチック製のフレネルレンズで構成して滅菌済みのディスポにすることが可能である。このようにレンズをディスポにすることが可能な場合では、手術後の滅菌に要する人手と時間が省けるというメリットがある。
【０００４】
アームに対し、レンズを着脱可能とすることによって得られる他のメリットとしては、適切なサイズのレンズや、矩形のレンズの向きを変えてアームに取付可能とすることで、彼写体の大きさが変わっても必要最小限の占有スペースで良好な観察性能を実現できることがある。
【０００５】
さらに、外科手術では、観察に加え、撮影も重要である。ＣＣＤカメラ等の撮影手段を付加して、術者の見た画像をＶＴＲで記録することが考えられる。上述したレンズの着脱を考えると、その撮影手段はアーム側に設けることが望ましい。
【０００６】
ここで、観察光軸は、一般に、レンズ面の中心を通る垂直線上に位置する。また、撮影手段による撮影光軸は、撮影手段が設けられたアームの設置位置により決まる。
【０００７】
しかしながら、手術用ルーペでの観察光軸と撮影光軸を同軸にすると、構造が複雑となり、ルーペの大型化を招く。このため、観察光軸と撮影光軸の間には一定の角度を設け、焦点距離だけ離れた被写体上で略一致する構成を採ることの方が現実的である。
【０００８】
ところで、アームに対し、ルーペ（拡大観察手段）が着脱可能である場合、レンズの大きさ（あるいは矩形レンズである場合の取付け向き）を変えると、ルーペのアーム取付部からレンズ中心までの距離が変わってしまう。特に、ルーペのレンズが大きくなれば、この距離は伸びるし、矩形レンズである場合はそのルーペの取付向きを変えても同様に上記距離は伸びる。
【０００９】
ここで、術者の観察光軸はルーペのレンズ面の中心近傍を通る垂直線上であるが、ＣＣＤカメラ（撮影手段）の撮影光軸はアームに対する設置位置により決まる。つまり、ＣＣＤカメラの撮影光軸は常に一定であるにも拘わらず、観察光軸はレンズの大きさや取付け向きにより変わってしまう。
【００１０】
このため、レンズの大きさや矩形レンズの場合の取付向きを変えると、撮影光軸が一定であるのに対して観察光軸のみ変わってしまい、撮影光軸と観察光軸との間にずれが生じる。この結果、術者が被写体を観察し易い位置にレンズユニットを配置したとき、ＣＣＤカメラは術者が観察している位置よりもずれた位置を撮影することになってしまう。
【００１１】
これを防止するにはレンズとアームの取付部近傍に、両者の角度を微調整できる機構を設け、レンズを付け替える度に撮影画像を表示するモニター等を見ながら角度調整する作業を行なう必要があるが、この場合にはその調整作業が非常に煩雑になり、手術時間の延長の原因となる。
【００１２】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは大きさの異なるレンズヘの着脱もしくはレンズの装着方向を変更した場合においても全く調整をすることなしに術者の観察部位と撮影手段の撮影部位が略一致する簡便な医療用光学機器を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応した発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記光学的拡大観察手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段の撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致させるとともに、上記光学的拡大観察手段の観察光軸と上記撮影手段の撮影光軸が少なくとも２種類以上の角度にて上記光学的拡大観察手段に上記撮影手段を装着可能な着脱手段を有することを特徴とする医療用光学機器である。
【００１４】
請求項２に対応する発明は、術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段との撮影光軸とが両者の焦点位置近傍において略一致しているとともに、上記保持手段には上記撮影光軸が上記観察光軸に交差する位置を常に上記光学的拡大観察手段の焦点位置近傍に位置するように上記光学的拡大観察手段と上記保持手段との取付角度を追従して傾けるべく角度調整手段を備えたことを特徴とする医療用光学機器である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１〜図２に基づいて本発明の第１実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。
図１は本実施形態に係る簡易型医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は光学ユニットの光学的位置関係の説明図である。
【００１６】
この医療用光学機器は手術台レール１に取り付けられる自在式の支持アーム（保持手段）２を備えてなり、この支持アーム２の先端に光学ユニット３を装着するようになっている。
【００１７】
支持アーム２は手術台レール１に取り付けられる基台４とリンクアーム機構部５を有してなる。リンクアーム機構部５は、複数のアーム５ａを移動自在に連結して、光学ユニット３を支持する先端ジョイント６の位置を３次元的に選択して任意の空間位置に移動／固定できる６自由度を有する自在アームを構成するものである。リンクアーム機構部５には平行リンク機構７と錘８を設けたバランス装置が組み込まれている。
【００１８】
支持アーム２の先端ジョイント６に取着される光学ユニット３は、観察部位を複数人数で拡大観察するために長方形状にレンズ部を構成したルーペ（光学的拡大観察手段）１０と、このルーペ１０と一体に構成され、上記先端ジョイント６と着脱可能な２つのルーペ接続部（ボールジョイント）１１ａ，１１ｂが設けられている。第１のルーペ接続部１１ａはルーペ１０の長手方向が支持アーム２に直交する横向きの位置で使用する場合において支持アーム２の先端ジョイント６に対して着脱可能に接続するものである。また、第２のルーペ接続部１１ｂはルーペ１０の長手方向が支持アーム２に平行な向きで使用する場合において支持アーム２の先端ジョイント６に対して着脱可能に接続するものである。
【００１９】
そして、この光学的拡大観察手段としてのルーペ１０には撮影手段を装着可能な着脱手段が設けられている。すなわち、図２（ａ）で示すように、直交方向観察時において観察部位を撮像するときの撮影手段であるＴＶカメラ１２を接続するための直交方向ＴＶ接続部１３ａと、図２（ｂ）で示すように、平行方向観察時において観察部位を撮像するときの撮像手段であるＴＶカメラ１２を接続するための平行方向ＴＶ接続部１３ｂとが設けられている。
【００２０】
直交方向ＴＶ接続部１３ａと平行方向ＴＶ接続部１３ｂはいずれもがルーペ１０の同一面側縁部に配設される。直交方向ＴＶ接続部１３ａはルーペ１０の長手方向縁部中央に配置されており、平行方向ＴＶ接続部１３ｂはルーペ１０の短幅方向縁部中央に配置されている。
【００２１】
そして、第１のルーペ接続部１１ａが先端ジョイント６に接続されるときには、直交方向ＴＶ接続部１３ａが使用される。また、第２のルーペ接続部１１ｂが先端ジョイント６に接続されるときには、平行方向ＴＶ接続部１３ｂが使用される。
【００２２】
直交方向ＴＶ接続部１３ａと平行方向ＴＶ接続部１３ｂのいずれもが上記ＴＶカメラ１２を突き当て接合して位置決めする取付け面１４ａ,１４ｂを有しており、これらの取付け面１４ａ,１４ｂに接合されたＴＶカメラ１２は固定ネジ１５ａ，１５ｂにより着脱自在に固定されるようになっている。直交方向ＴＶ接続部１３ａに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌａ’の固定焦点対物レンズ１６ａが装着されている。また、平行方向ＴＶ接続部１３ｂに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌｂ’の固定焦点対物レンズ１６ｂが装着されている。
【００２３】
これらの取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線は図２で示すようにルーペ１０の観察光軸Ｘに対して異なった角度で斜めに配置される。
【００２４】
また、取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線はいずれもルーペ１０の観察光軸Ｘと焦点位置Ｏの近傍で略一致すべく構成されている。すなわち、取付け面１４ａ,１４ｂにＴＶカメラ１２を取り付けると、ＴＶカメラ１２の観察方向がその対応する取付け面１４ａ,１４ｂから出された垂直線に一致してルーペ１０の観察光軸上の焦点位置近傍に向くように構成されている。
【００２５】
次に、医療用光学機器の作用について説明する。図１で示すように、支持アーム２に対して直交する方向でルーペ１０を使用する場合には直交方向ルーペ接続部１１ａを先端ジョイント６に接続する。この使用形態では複数の術者が支持アーム２の左右に向かい合う状態で使用する場合に適するセッティング形式である。ＴＶカメラ１２は直交方向ＴＶ接続部１３ａに対して固定ネジ１５ａにより固定されている。
【００２６】
そして、観察部位を拡大観察する場合、術者はまず所望の術部を観察するために支持アーム２もしくはルーペ１０を手に保持して押し、三次元空間の所望の位置に移動させる。支持アーム２にロック機構が組み込まれている場合にはその移動中、ロック機構を解除しておく。
【００２７】
次に、術者は自身の眼をルーペ１０の観察光軸Ｘ上へと移動させることにより、術者は図２（ａ）で示す如く、ルーペ１０の焦点距離ｌだけ離れた部位を拡大観察することが可能となる。
【００２８】
ところで、直交方向ＴＶ接続部１３ａに取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｌａ’の固定焦点対物レンズ１６ａが装着されており、直交方向ＴＶ接続部１３ａにはＴＶカメラ１２がルーペ１０の観察光軸Ｘとは角度αだけ傾いて取り付けられるように構成されているので、ルーペ１０の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｌ、ｌａ’にて交差する。このため、ＴＶカメラ１２には常に術者がルーペ１０を通して観察している観察部位Ｏと同じ位置が撮像されることになる。
【００２９】
一方、手術スタイルや手術機器などの制限により、術者が自在式支持アーム２の延長線上に並ぶスタイルで使用する場合には平行方向ＴＶ接続部１３ｂを先端ジョイント６に接続する。ＴＶカメラ１２は平行方向ＴＶ接続部１３ｂに固定ネジ１５ｂにより固定する。この場合においてもＴＶカメラ１２には固定焦点対物レンズ１６ｂが装着されているため、図２（ｂ）の如く、ルーペ１０から焦点距離ｌだけ離れた観察部位Ｏを撮像することが出来る。
【００３０】
平行方向ＴＶ接続部１３ｂにはＴＶカメラ１２がルーペ１０の観察光軸と角度βだけ傾斜して取り付けられるが、ルーペ１２の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｌ、ｌｂ’にて直交するため、ＴＶカメラ１２に接続された固定焦点対物レンズ１６ｂにより焦点距離ｌｂ’だけ離れた観察部位Ｏを同じく撮影出来ることになる。
【００３１】
本実施形態では手術の症例や手術機器等の制限によりルーペ１０の観察方向を変更した場合においても常に術者の観察部位とＴＶカメラ１２の撮像部位が一致しており、ＴＶカメラ１２の方向調整や焦準調整などが一切不要となる。このため、今迄多大な時間を要していた機器のセッティングの簡素化、ひいては時間短縮に寄与する効果がある。
【００３２】
（第２の実施形態）
図３〜図５に基づいて本発明の第２実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。また、上記第１の実施形態と同様の構成の部分については同一符号を記し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図３は本実施形態に係る簡易型医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図であり、図４は光学ユニットの斜視図である。
【００３４】
この医療用光学機器は手術台レール１に取り付けられた、３次元的な自由度を有するフレキシブルアーム（保持手段）２１と、このフレキシブルアーム２１の先端に支持された光学ユニット２２を備えて構成されている。光学ユニット２２はフレキシブルアーム２１の先端に設けた先端ジョイント２５に対して着脱可能に接続される。
【００３５】
本実施形態の保持手段は上記フレキシブルアーム２１自身が３次元的に変形することにより、支持した光学ユニット２２を３次元的空間にて任意に移動させ、その任意の位置にて固定することができる。
【００３６】
光学ユニット２２は観察部位を複数人数で拡大観察するために楕円形状のレンズにて構成されたルーペ（光学的拡大観察手段）２３と、このルーペ２３を保持し、ルーペ２３の使用方向を変更するときにガイドとなるルーペ枠２４と、このルーペ枠２４内に配設され、上記フレキシブルアーム２１の先端ジョイント２５の支持ピン２６に接続可能に構成された接続用コマ２７を備える。
【００３７】
上記接続用コマ２７は例えば矩形状に構成されたブロック部材からなり、ルーペ枠２４に設けられたガイド２８のカム面２９に沿ってガイドされて移動可能であるが、接続用コマ２７自身は回転することなく、カム面２９に沿って摺動して移動するのみである。
【００３８】
上記ガイド２８はルーペ２３の短径端から長径端にわたる９０度の領域に曲線状の細長い溝状に構成されている。また、上記ガイド２８はいわゆるカム曲線形状であって、そのガイド２８のカム面２９は上記ルーペ枠２４の中心まわりで螺旋状に捩れており、この螺旋状のカム面２９で上記接続用コマ２７を支える。
【００３９】
そして、上記コマ２７は上記ガイド２８の中に嵌め込み係合するが、各係合位置それぞれでルーペ枠２４の向きを定める。つまり、ガイド２８におけるコマ２７の係合位置を変更することにより、ルーペ２３の傾き角度を連続的に変える角度調整手段を構成している。この手段により、コマ２７とルーペ枠２４との相対角度はその位置により再現性を持った上で連続的に変更可能である。
【００４０】
また、先端ジョイント２５には観察部位を撮像するための撮像手段であるＴＶカメラ１２が一定の角度をもって接続されている。ＴＶカメラ１２は先端ジョイント２５に着脱自在に取り付けられる。また、ＴＶカメラ１２には上記実施形態同様に固定焦点対物レンズ１６が装着される。
【００４１】
次に、図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。術者がルーペ２３をフレキシブルアーム２１に対して直交する方向に向けて使用する場合には図５（ａ）で示す如く、ルーペ２３の観察光軸Ｘと先端ジョイント２５の相対距離が近くなっている。このとき、ガイド２８内に位置するコマ２７はルーペ２３の短径端側に位置する。この態勢は複数の術者がフレキシブルアーム２１の左右に向かい合う状態で使用する場合に適するセッティング状態である。
【００４２】
また、術者が観察部位を拡大観察する場合、術者はまず所望の術部Ｏを観察するために、フレキシブルアーム２１もしくはルーペ２３を保持し、フレキシブルアーム２１を変形して所望の位置へと移動させる。
【００４３】
次に、術者は自身の眼をルーペ２３の観察光軸Ｘ上へと移動させることによりルーペ２３の焦点距離ｆだけ離れた部位を拡大観察することが可能となる。
【００４４】
先端ジョイント２５に取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｆ’の固定焦点対物レンズ１６が装着されており、また、図５（ａ）で示す如く、ＴＶカメラ１２の撮像光軸は先端ジョイント２５に接続されたルーペ２３の観察光軸Ｘとは角度θだけ傾いて配置されるが、このとき、ルーペ２３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｆ、ｆ’にて、観察部位Ｏで直交する。このため、ＴＶカメラ１２では術者が観察している観察部位Ｏと同じ位置のものを撮像できるようになる。
【００４５】
一方、手術スタイルや手術機器などの制限により、術者がフレキシブルアーム２１の延長線上に並ぶスタイルで使用する場合にはルーペ枠２４を上記位置から時計方向へ９０度回転させる。このとき、先端ジョイント２５にはコマ２７が接続されているため、ルーペ枠２４に設けられたガイド２８に沿ってコマ２７が移動することになる。
【００４６】
ガイド２８は曲線カムであるため、ルーペ枠２４の回転に従ってコマ２７は先端ジョイント２５に対してなすべき角度が変化することになる。例えば、図５（ｂ）で示す如く、９０度まで回転し、ルーペ２３の長径端に対応した位置の時にはＴＶカメラ１２の撮像光軸とルーペ２３の観察光軸Ｘとは角度γだけ傾いて配置される。
【００４７】
フレキシブルアーム２１のルーペ１０は固定焦点レンズのため、図５（ｂ）の如く、回転後も術者は焦点距離ｆだけ離れた観察部位Ｏを観察することが出来る。そのときの観察光軸の先端はＴＶカメラ１２の焦点距離ｆ’と一致する。これはガイド２８がカム曲線で構成されているため、ガイド２８に係合するコマ２７及び先端ジョイント２５を介して、常にルーペ２３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮像光軸とが追従して観察部位Ｏに一致する。
【００４８】
本実施形態では前述した第１の実施形態の効果に加え、セッティング変更時においてもＴＶカメラ１２やルーペ２３の本体を着脱する必要がなくなる。このため、手術中においてもポジションの変更が容易である。
【００４９】
（第３の実施形態）
図６〜図９に基づいて本発明の第３実施形態に係る簡易型医療用光学機器について説明する。また、上述した第１及び第２の実施形態と同様の構成については同一符号を記し、詳細な説明は省略する。
【００５０】
この医療用光学機器は先端に光学ユニット３１を支持する保持手段が、手術台レール１に取り付けられて光学ユニット３１を３次元的空間において任意の位置に移動／固定できる３次元的な自由度を有するダブルパンタアーム３２を構成する。
【００５１】
光学ユニット３１のルーペ３３の部分は観察部位を複数人数で拡大観察するために長方形状または楕円形状のものである。
【００５２】
ダブルパンタアーム３２の先端ジョイント３４には光学的拡大観察手段としての上記光学ユニット３１が着脱自在に接続される。さらに、先端ジョイント３４には観察部位を撮像するための撮影手段であるＴＶカメラ１２と固定焦点対物レンズ１６が設けられている。
【００５３】
上記光学ユニット３１のルーペ３３は図７で示すように、レンズ部３５ａと首部３５ｂより構成されている。レンズ部３５ａは上下レンズ表面の曲率が異なって構成されており、図９で示すように、前側焦点距離ｍ及び後側焦点距離ｎが異なるように構成されている（ｍ＜ｎ）。
【００５４】
また、図７で示すように、ルーペ３３の首部３５ｂの軸心はレンズ部３５ａの主平面に対し、角度γだけ傾いて構成され、その先端部分には大きく突き出した突当部３６とこれより短い逃げ部３７が段差状に形成されている。
【００５５】
一方、先端ジョイント（係合手段）３４には図８で示すように、取付穴４１が設けられ、この取付穴４１にはルーペ３３の首部３５ｂが差込み嵌合するようになっている。取付穴４１の奥には第１の突当部４２と第２の突当部４３とが上下に位置して段差を有して設けられている。また、第１の突当部４２は奥深く位置して配置され、第２の突当部４３は浅く位置して配置されている。
【００５６】
上記先端ジョイント３４の取付穴４１には上記ルーペ３３の首部３５ｂが挿入可能であるだけでなく、ルーペ３３の上下位置を入れ替えても挿入可能である。そして、図９（ａ）で示すように、曲率が小さいレンズ面を下に向けて上記取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだ場合はレンズ部３５ａの主平面が下側に傾き、そのレンズ部３５ａの中心軸Ｘも片傾く。また、図９（ｂ）で示すように、曲率が小さいレンズ面を上に向けて、上記取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだ場合は、レンズ部３５ａの主平面が水平に配置され、そのレンズ部３５ａの中心軸Ｘは鉛直になる。
【００５７】
上記先端ジョイント３４にルーペ３３を取付け固定する場合には、取付穴４１にルーペ３３の首部３５ｂを差し込んだところで、固定ネジ４６により先端ジョイント３４に首部３５ｂを締め付けて固定する。
【００５８】
また、先端ジョイント（係合手段）３４にはＴＶカメラ（撮影手段）１２が一定の角度をもって接続されている。この先端ジョイント３４に固定されたＴＶカメラ１２の撮像光軸上の焦点位置Ｏと、上記先端ジョイント３４に着脱されるルーペ３３の観察光軸Ｘの延長線上にある焦点位置Ｏは一致する構成になっている。これはルーペ３３のレンズ上下面を入れ替えても同様であり、上記角度γの傾き方向と第１の突当部４２と第２の突当部４３の切り替わりにより上記関係が維持される構成となっている。
【００５９】
光学的拡大観察手段としてのルーペ３３を接続する先端ジョイント３４からダブルパンタアーム３２にわたる領域は保護手段としての透明なドレープ５０によって覆われ、それらの領域を清潔領域に保つ。このドレープ５０は粘着シート５２によりルーペ３３の首部３５ｂ側端面に固定されるようになっている。
【００６０】
次に、図９に従い、本実施形態の作用について説明する。まず、術前セットアップを行う。ルーペ３３と一体化したドレープ５０を先端ジョイント３４からダブルパンタアーム３２の部分にわたり被せ、完全に覆う。これによって、これらが清潔領域となる。
【００６１】
次に、図９（ｂ）で示す如く、曲率が大きい方のレンズ面を下に向けて、ルーペ３３の首部３５ｂを先端ジョイント３４の取付穴４１に挿入する。これは、比較的広範囲な観察部位や手術開始直後などにしばしば用いるセッティングであり、焦点距離ｎが長いため、低倍での観察が可能である。この場合、ルーペ３３の突当部３６は先端ジョイント３４の第１の突当部４２に突き当たると共に、先端ジョイント３４の取付穴４１の中心軸に対し、ルーペ３３のレンズ部３５ａの主平面が角度γ分上方向に傾いて取り付けられている。レンズ部３５ａの主平面は水平である。
【００６２】
そして、所望の術部を観察するためにダブルパンタアーム３２もしくはルーペ３３を保持し、所望の位置へと移動させる。術者は自身の眼をルーペ３３の観察光軸Ｘ上へと移動させることにより、ルーペ３３の焦点距離ｎだけ離れた部位の拡大観察を行う。
【００６３】
ここで、先端ジョイント３４に取り付けられたＴＶカメラ１２には焦点距離ｍ’の固定焦点対物レンズ１６が装着されている。先端ジョイント３４はルーペ３３の観察光軸Ｘとは角度θだけ傾いているが、ルーペ３３の観察光軸Ｘと組み合わせた場合において、ルーペ３３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｎ，ｍ’にて直交する構成であるため、ＴＶカメラ１２では術者が観察している観察部位Ｏと同じ部位が撮像される。
【００６４】
一方、手術の症例や観察部位の変更などにより、術者が高倍での観察を行いたい場合には固定ネジ４６を一旦緩め、ルーペ３３の首部３５ｂを抜いた後、ルーペ３３を上下反転させ、図９（ａ）の如く、ルーペ３３の曲率が小さい方を下にした状態で挿入し直し、固定ネジ４６で再び固定する。この状態では焦点距離ｎが短いため高倍での観察が可能となる。
【００６５】
この場合、ルーペ３３の突当部３６は先端ジョイント３４の第２の突当部４３の方に突き当たると共に、先端ジョイント３４の取付穴４１に対し、ルーペ３３のレンズ部３５ａの主平面が角度γ分、下方向に傾いて取り付けられる。
【００６６】
突当部３６が突き当たる位置が変わることと角度γの傾き方向が変わることで、先の低倍観察時と同様にルーペ３３の観察光軸ＸとＴＶカメラ１２の撮影光軸はお互いの焦点距離ｍ，ｍ’にて直交し、ＴＶカメラ１２には術者が観察している観察部位Ｏと同じ位置の部分が撮像できる。
【００６７】
以上のように、ルーペ３３は向きを変えて取り付けることで焦点距離がｍと短くなるが、角度γの傾き方向と取り付け位置が変わることで補正を行うため、低／高倍のいずれの観察時においてもルーペ３３の観察光軸とＴＶカメラ１２の観察光軸Ｘが一致する。
【００６８】
本実施形態では、ルーペ３３による拡大観察の倍率を手術途中で変更することが可能となるため、さまざまな症例に対応することができる。また、ルーペ３３とドレープ５０を一体としているため、装着がスムーズとなり、術前のセットアップ時間の短縮にも効果を奏するものである。
【００６９】
尚、本実施形態においてはルーペ３３とドレープ５０を別部材の接着により一体とするようにしたが、ルーペ３３とドレープ５０を同一部材の厚さを変えることにより一体成形を行っても同様の効果を発揮するものである。
【００７０】
〔付記〕
（１）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記光学的拡大観察手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段の撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致させるとともに、上記光学的拡大観察手段の観察光軸と上記撮影手段の撮影光軸が少なくとも２種類以上の角度にて上記光学的拡大観察手段に上記撮影手段を装着可能な着脱手段を有することを特徴とする医療用光学機器。
【００７１】
（２）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段との撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致しているとともに、上記保持手段には上記撮影光軸が上記観察光軸に交差する位置を常に上記光学的拡大観察手段の焦点位置近傍に位置するように上記光学的拡大観察手段と上記保持手段との取付角度を追従して傾けるべく角度調整手段を備えたことを特徴とする医療用光学機器。
【００７２】
（３）術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段に上記保持手段を滅菌状態に保つための保護手段が一体に構成されていると共に、上記保持手段と光学的拡大観察手段との接続部が保護手段の内側に回動自在に構成されていることを特徴とする医療用光学機器。
【００７３】
（４）上記光学的拡大観察手段の観察光軸と撮影手段の撮影光軸とは光学的拡大観察手段の焦点深度範囲内で略一致していることを特徴とする付記１に記載の医療用光学機器。
【００７４】
（５）上記光学的拡大観察手段は、上記保持手段に、ボールジョイントを介して保持されることを特徴とする、付記１に記載の医療用光学機器。
【００７５】
（６）上記着脱手段は、光学的拡大観察手段の観察光軸に対して少なくとも複数の異なった装着面角度を有するとともに、装着面の垂直延長線と光学的拡大観察手段の観察光軸が焦点位置近傍で略一致すべく構成したことを特徴とする、付記１に記載の医療用光学機器。
【００７６】
（７）上記角度調整手段はカム機構であることを特徴とする、付記２に記載の医療用光学機器。
【００７７】
（８）上記保護手段はドレープであることを特徴とする、付記３に記載の医療用光学機器。
【００７８】
（９）上記保護手段は光学的拡大観察手段へ接着されて一体に構成されていることを特徴とする、付記３に記載の医療用光学機器。
【００７９】
（付記項２〜９の従来例の問題点と課題）
ディスポーサブルのレンズを使用することで、手術後の滅菌に要する人手と時間は省ける。しかしながら、レンズを保持するアーム（保持手段）自体は繰り返し使用するため、アームにドレープをかけて清潔を確保し、その後でアームにディスポーサブルのレンズを取り付けるという手順を踏む必要があり、準備に時間がかかっていた。
【００８０】
付記項２〜９の本発明の目的は、準備の時間を短縮できる簡易型医療用光学機器を提供することにある。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、手術の症例や手術機器等の制限により観察方向を変更した場合においても、常に術者の観察部位と撮像部位が一致し、撮影手段の方向調整や焦準調整などが不要となる。このため、今迄多大な時間を要していた機器のセッティングの簡素化、ひいては時間短縮に効果を有するものである。また、複雑な調整機構がないため、撮影のセッティング時に失敗してしまうということがなく、確実な記録を残すことが可能となる。さらに、拡大観察の倍率を手術途中で変更することが可能となるため、さまざまな症例に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの光学的位置関係の説明図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの取り付ける際の光学的位置関係の説明図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器全体の構成を概略的に示す斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの側面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係る医療用光学機器においての光学ユニットの取付け部の断面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る医療用光学機器の光学ユニットの取り付ける際の光学的位置関係の説明図。
【符号の説明】
１…手術台レール、２…支持アーム（保持手段）、
３…光学ユニット、６…先端ジョイント、
１０…ルーペ（光学的拡大観察手段）、
１１ａ，１１ｂ…ルーペ接続部、１２…ＴＶカメラ（撮影手段）、
１３ａ…直交方向ＴＶ接続部、１３ｂ…平行方向ＴＶ接続部、
Ｏ…焦点位置、Ｘ…観察光軸。
Claims (2)
- 術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記光学的拡大観察手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段の撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致させるとともに、上記光学的拡大観察手段の観察光軸と上記撮影手段の撮影光軸が少なくとも２種類以上の角度にて上記光学的拡大観察手段に上記撮影手段を装着可能な着脱手段を有することを特徴とする医療用光学機器。 - 術部を拡大観察する光学的拡大観察手段と、上記光学的拡大観察手段を３次元空間で移動してその位置に固定するための保持手段と、上記保持手段に備えられた、上記術部を撮影する撮影手段を有する医療用光学機器において、
上記光学的拡大観察手段の観察光軸と、上記撮影手段との撮影光軸とを両者の焦点位置近傍において略一致しているとともに、上記保持手段には上記撮影光軸が上記観察光軸に交差する位置を常に上記光学的拡大観察手段の焦点位置近傍に位置するように上記光学的拡大観察手段と上記保持手段との取付角度を追従して傾けるべく角度調整手段を備えたことを特徴とする医療用光学機器。
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