JPH06250091A

JPH06250091A - 手術用顕微鏡

Info

Publication number: JPH06250091A
Application number: JP5037797A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukaya; 孝深谷; Hitoshi Tanai; 均棚井; Hiroshi Fujiwara; 宏藤原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】観察像の劣化が少なく、十分な対物レンズの移
動量を有している手術用顕微鏡を提供する。【構成】観察光学系は、対物レンズ１２、変倍光学系１
４、結像レンズ１６、接眼レンズ１８を有している。こ
の観察光学系は立体像を得るために一対の観察光路を有
しており、変倍光学系１４と結像レンズ１６と接眼レン
ズ１８は紙面の垂直な方向においてそれぞれ対になっ
て、固定鏡体４６の内部に収容固定されている。一方、
照明光学系は、光源ユニット２０、ライトガイド３８、
照明レンズ系４０、照明プリズム４２、対物レンズ１２
を有している。対物レンズ１２と照明レンズ系４０と照
明プリズム４２は移動鏡体４４の内部に収容固定されて
いる。移動鏡体４４は、対物レンズ１２が観察光学系の
光軸ａに沿って移動できるように、固定鏡体４６に対し
て移動可能に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手術用顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に手術用顕微鏡は、術部を拡大観察
するための観察光学系と術部を照明するための照明光学
系とを有している。その一般的な構成を図７に示す。観
察光学系は、対物レンズ２１２、変倍光学系２１４、結
像レンズ２１６、接眼レンズ２１８を有している。この
観察光学系は立体像を得るために一対の観察光路を有し
ており、変倍光学系２１４と結像レンズ２１６と接眼レ
ンズ２１８は紙面の垂直な方向においてそれぞれ対にな
っている。いっぽう照明光学系は、照明光源２２２と集
光レンズ２２４を含む光源ユニット２２０、ライトガイ
ド２２６、照明レンズ系２２８、照明レンズ系２２８か
らの照明光を偏向する照明プリズム２３０、対物レンズ
２１２を有している。変倍光学系２１４、結像レンズ２
１６、接眼レンズ２１８、照明レンズ系２２８、照明プ
リズム２３０は鏡体２３２の内部に収容固定されてお
り、対物レンズ２１２は観察光学系の光軸ａに沿って移
動できるように鏡体２３２に取り付けられている。観察
光学系の焦点位置ｆにある術部を的確に照明するには、
照明プリズム２３０以後の照明光学系の光軸ｇは観察光
学系の光軸ａに近いほど好ましく、このため照明プリズ
ム２３０は観察光学系に近づけて配置されている。

【０００３】光源２２２から射出された照明光は集光レ
ンズ２２４を介してライトガイド２２６に入射し、ライ
トガイド２２６を出た光は照明レンズ系２２８を通過し
照明プリズム２３０に入射する。照明プリズム２３０に
入射した光はそこで対物レンズ２１２に向けて反射され
る。対物レンズ２１２を通過した光は、観察光学系の焦
点位置ｆに集光され、術部を照明する。術部（焦点位置
ｆ）からの光は、対物レンズ２１２に入射して平行光束
となり、変倍光学系２１４を通過した後、結像レンズ２
１６により結像され、接眼レンズ２１８により術者によ
り観察される。

【０００４】観察光学系の焦点位置ｆの調整、すなわち
術部に焦点を合わせる作業は、対物レンズ２１２を観察
光学系の光軸ａに沿って移動させて行なう。これとは異
なる手法で術部に焦点を合わせる手術用顕微鏡として、
鏡体全体を観察光学系の光軸に沿って移動させるものが
あるが、鏡体全体を支持する機構が大型になるため、最
近ではあまり使用されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示した構成の手
術用顕微鏡においては、焦点位置を変えるために対物レ
ンズ２１２を実線位置から破線位置に移動させた場合、
図８に示すように、対物レンズ２１２の表面２１２ａお
よび２１２ｂで反射した光（破斜線部で示す）が変倍光
学系２１４に入射し易くなり、結果的に観察像の劣化を
招いてしまう。このような劣化を避けるため、対物レン
ズ２１２の移動量が制限されている。このため、鏡体全
体を観察光学系の光軸方向に移動させるものに比べて十
分な移動量が得られないという不都合がある。本発明
は、観察像の劣化が少なく、十分な対物レンズの移動量
を有している手術用顕微鏡を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は観察光学系と照
明光学系を備えた手術用顕微鏡で、観察光学系と照明光
学系が、観察光学系の光軸に沿って移動可能な対物レン
ズを共有し、照明光学系が、光源からの照明光を対物レ
ンズに導入するための導入光学素子を有している手術用
顕微鏡において、導入光学素子が、対物レンズの移動に
関わらず、その相対位置が変わらぬように設けられてい
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明では、プリズム等の照明光学系の導入光
学素子と対物レンズは、一定の相対的な位置関係を維持
したまま一緒に移動するように設けられている。これに
より両者の相対的な位置関係は、対物レンズの移動に関
係なく、不変に保たれる。従って、対物レンズの表面で
反射して観察光学系に入射する光が、対物レンズの移動
量に応じて増えるようなことはなくなる。最適な設計で
は、対物レンズの表面での反射光が観察光学系にほとん
ど入射しないようにすることもできる。従って、観察像
の劣化を招くことなく、十分な対物レンズの移動量が得
られる。

【０００８】

【実施例】次に図１と図２を参照しながら本発明の第一
実施例について説明しよう。本実施例の手術用顕微鏡で
は、図１に示すように、観察光学系は、対物レンズ１
２、変倍光学系１４、結像レンズ１６、接眼レンズ１８
を有している。この観察光学系は立体像を得るために一
対の観察光路を有しており、変倍光学系１４と結像レン
ズ１６と接眼レンズ１８は紙面の垂直な方向においてそ
れぞれ対になっている。一方、照明光学系は、光源ユニ
ット２０、ライトガイド３８、照明レンズ系４０、照明
プリズム４２、対物レンズ１２を有している。変倍光学
系１４と結像レンズ１６と接眼レンズ１８は、固定鏡体
４６の内部に収容固定されている。また、対物レンズ１
２と照明レンズ系４０と照明プリズム４２は移動鏡体４
４の内部に収容固定されている。移動鏡体４４は、対物
レンズ１２が観察光学系の光軸ａに沿って移動できるよ
うに、固定鏡体４６に対して移動可能に設けられてい
る。光源ユニット２０は、二つの照明用ランプ２２と２
４と、照明用ランプ２２と２４からの光をライトガイド
３８に入射させる集光レンズ系３０とを有している。集
光レンズ系３０は、各照明用ランプ２２と２４からの光
を平行光束にする二枚の集光レンズ３２と３４と、それ
ぞれのレンズ３２と３４からの平行光束をライトガイド
３８の入射端に向けて偏向する一枚のレンズ３６とで構
成されている。また、光源ユニット２０は各照明用ラン
プ２２と２４の点灯・消灯を検知する光センサー２６と
２８を有している。

【０００９】光源ユニット２０から射出された照明光
は、ライトガイド３８を通って照明レンズ系４０に入射
し、照明プリズム４２で反射され、対物レンズ１２で偏
向されると共に観察光学系の焦点位置ｆに集光され、術
部を照明する。術部からの光は対物レンズ１２に入射
し、変倍光学系１４を通って結像レンズ１６に入射し結
像され、その像は接眼レンズ１８により術者に観察され
る。観察光学系の焦点合わせは、固定鏡体４６に対して
移動鏡体４４を移動させることにより行なわれる。対物
レンズ１２と照明プリズム４２は共に移動鏡体４４に固
定されているので、この移動によって両者の位置関係が
変わるようなことはない。つまり、対物レンズ１２の移
動量とは関係なく、対物レンズ１２の表面からの反射光
が観察光学系に入射しない状態が維持される。従って、
観察像の劣化防止のために要求される対物レンズ１２の
移動量の制限がなくなり、十分な移動量が得られるよう
になる。

【００１０】ここで、図２を参照しながら光源ユニット
２０の制御方法について説明する。照明用ランプ２２と
２４は、それぞれ電圧セレクタ５０と５２を介して電源
４８に接続されている。電圧セレクタ５０と５２は制御
回路５６からの信号に従って、定格電圧または照明用ラ
ンプ２２と２４の明るさが定格電圧時の半分になる電圧
を選択し、その電圧をそれぞれ照明用ランプ２２と２４
に供給する。

【００１１】通常の使用状態では、電圧セレクタ５０と
５２は、照明用ランプ２２と２４の明るさが定格電圧時
の半分になる電圧を選択して、その電圧を照明用ランプ
２２と２４に供給する。

【００１２】照明用ランプ２２と２４の一方、例えば照
明用ランプ２２が切れたとき、検出回路５４は光センサ
ー２６の出力から照明用ランプ２２が消灯していること
を検知し、これに応じた信号を制御回路５６に出力す
る。制御回路５６は、電圧セレクタ５２に定格電圧を選
択する信号を出力するとともに、照明用ランプ２２が切
れたことを表示装置５８に表示させる信号を出力する。
これにより照明用ランプ２４には定格電圧が供給され、
照明光の明るさは、照明用ランプ２２が切れた場合で
も、それ以前の明るさに維持される。術者は表示装置５
８の表示から照明用ランプ２２のランプ切れを検知し、
照明用ランプ２２の交換を行なう。

【００１３】照明用ランプ２２の交換後、検出回路５４
が、光センサー２６と２８の出力に基づいて照明用ラン
プ２２と２４が共に点灯していることを検知すると、こ
れに応じた信号を制御回路５６に出力する。制御回路５
６は電圧セレクタ５０と５２に、照明用ランプ２２と２
４の明るさが定格電圧時の半分になる電圧を選択する信
号を出力し、電圧セレクタ５０と５２はその電圧を照明
用ランプ２２と２４に供給する。なお、照明用ランプ２
４が切れた場合にも同様に作用する。

【００１４】従来の光源ユニットでは照明用ランプが切
れた場合にランプ交換をしているあいだ手術が行なえな
かったが、上述の構成によれば、一方の照明用ランプが
切れても一定の明るさの照明光が供給され、ランプ交換
の間も手術が行なえる。なお、実施例では照明用ランプ
２２と２４が同じ明るさになるように電圧を供給してい
るが、照明用ランプ２２と２４が同時に切れるのを防止
するために照明用ランプ２２と２４に印加する電圧の比
を適当に変えてもよい。

【００１５】次に図３と図４を参照しながら本発明の第
二実施例について説明しよう。本実施例では、図３に示
すように、観察光学系は、対物レンズ系６０、変倍光学
系７０、結像レンズ７２、接眼レンズ７４を有してい
る。変倍光学系７０と結像レンズ７２と接眼レンズ７４
は、立体像を得るために紙面の垂直な方向にそれぞれ対
になって、固定鏡体６８の内部に収容固定されている。
対物レンズ系６０は、固定鏡体６８に固定された第二対
物レンズ６２と、固定鏡体６８に対して光軸方向に移動
可能な移動鏡体６６に固定された第一対物レンズ６４と
を有している。この対物レンズ系６０は、第一対物レン
ズ６４と第二対物レンズ６２の間隔が変更でき、これに
より焦点距離を変えられるようになっている。

【００１６】一方、照明光学系は、光源ユニット８４、
ライトガイド８２、照明レンズ系７６、第一対物レンズ
６４を有している。照明レンズ系７６は、固定鏡体６８
に固定された固定レンズ系７７と、移動鏡体６６に固定
された先端レンズ７８とを有している。固定レンズ系７
７と先端レンズ７８の間の光束は、例えばアフォーカル
光束となっており、これらの間の距離が変化しても照明
光質には影響しないように構成されている。光源ユニッ
ト８４は、二つのランプユニット９０と１００、それぞ
れのランプユニット９０と１００の点灯・消灯を検知す
る光センサー１１０と１１２、各ランプユニット９０と
１００からの光をライトガイド８２の二本の入力端にそ
れぞれ入射させる集光レンズ８６と８８を有している。
ランプユニット９０は、照明用ランプ９２と予備ランプ
９４、これらを取り付けた回転台９６、この回転台９６
を回転させるためのモーター９８を有している。同様に
ランプユニット１００は、照明用ランプ１０２と予備ラ
ンプ１０４、これらを取り付けた回転台１０６、この回
転台１０６を回転させるためのモーター１０８を有して
いる。

【００１７】光源ユニット８４から射出された照明光
は、ライトガイド８２を通って照明レンズ系７６に入射
し、第一対物レンズ６４で偏向されると共に観察光学系
の焦点位置ｆに集光され、術部を照明する。術部からの
光は対物レンズ系６０（第一対物レンズ６４と第二対物
レンズ６２）に入射し、変倍光学系７０を通って結像レ
ンズ７２で結像され、接眼レンズ７４により術者に観察
される。観察光学系の焦点合わせは、固定鏡体６８に対
して移動鏡体６６を光軸に沿って移動させることにより
行なわれる。

【００１８】上述したように、第一対物レンズ６４と先
端レンズ７８は共に移動鏡体６６に固定されているの
で、両者の位置関係が不変に保たれ、第一対物レンズ６
４の表面からの反射光が観察光学系に入射しない状態に
維持される。従って、観察像を劣化させることなく、第
一対物レンズ６４を十分に移動させることができるよう
になる。続いて、図４を参照しながら光源ユニット８４
の制御について説明する。図中、図２の部材と同等の部
材は同一符号で示し、その詳しい説明は省略する。

【００１９】通常の使用状態では、電圧セレクタ５０と
５２は、照明用ランプ９２と１０２の明るさが定格電圧
時の半分になる電圧を選択して、その電圧を照明用ラン
プ９２と１０２に供給する。

【００２０】一方の照明用ランプ９２（または１０２）
が切れたとき、検出回路５４は光センサー１１０（また
は１１２）の出力から照明用ランプ９２（または１０
２）が消灯していることを検知し、これに応じた信号を
制御回路５６に出力する。制御回路５６は、電圧セレク
タ５２（または５０）に定格電圧を選択する信号を出力
する。これにより照明用ランプ１０２（または９２）に
定格電圧が供給され、光源ユニット８４の出力する照明
光は、照明用ランプ９２（または１０２）が切れる前の
明るさに維持される。これと同時に制御回路５６は、モ
ーター駆動回路１１４（または１１６）に駆動信号を出
力する。モーター駆動回路１１４（または１１６）は駆
動信号を受けてモーター９８（または１０８）を駆動さ
せて回転台９６（または１０６）を回転させ、照明用ラ
ンプ９２（または１０２）を予備ランプ９４（または１
０４）に切り換える。

【００２１】照明用ランプの切換後、検出回路５４が、
光センサー１１０と１１２の出力からランプユニット９
０と１００が共に点灯していることを検知すると、これ
に応じた信号を制御回路５６に出力し、制御回路５６は
電圧セレクタ５０と５２に、照明用ランプの明るさが定
格電圧時の半分になる電圧を選択する信号を出力する。

【００２２】この構成によれば、照明用ランプが切れた
とき、自動的に予備ランプに切り換えられ、照明光は一
定の明るさに維持される。これにより、術者の手を煩わ
せることなく、手術が行なえる。

【００２３】次に本発明の第三実施例について説明す
る。本実施例では、図５と図６に示すように、観察光学
系は、対物レンズ１２２、変倍光学系１２４、結像レン
ズ１２６、接眼レンズ１２８を有している。この観察光
学系は立体像を得るために一対の観察光路を有してお
り、変倍光学系１２４と結像レンズ１２６と接眼レンズ
１２８は紙面の垂直な方向に対になっており、固定鏡体
１３２の内部に固定されている。対物レンズ１２２は、
固定鏡体１３２に対して光軸方向に移動可能に設けられ
た移動鏡体１３０に固定されている。

【００２４】一方、照明光学系は、照明光を光源（図示
せず）から導くライトガイド１３４、照明レンズ系１３
６、照明光を偏向するプリズム１３８、対物レンズ１２
２を有している。プリズム１３８は、照明レンズ系１３
６からの入射光を反射する底部反射面１３８ａと、底部
反射面１３８ａからの反射光の半分を反射し半分を透過
する半反射半透過面１３８ｂを有している。照明レンズ
系１３６は、半反射半透過面１３８ｂで反射された照明
光の主光線が観察光学系の光軸ａに一致する位置関係に
配置されている。また、プリズム１３８の側面１３８ｃ
には光吸収部材１４０が設けられている。照明レンズ系
１３６とプリズム１３８は移動鏡体１３０の内部に収容
固定されており、また照明光を照明レンズ系１３６へ導
くためのライトガイド１３４の出力端部が移動鏡体１３
０に取り付けられている。

【００２５】光源（図示せず）からの照明光はライトガ
イド１３４を介して照明レンズ系１３６に導かれ、照明
レンズ系１３６を通過した後、プリズム１３８に入射
し、底部反射面１３８ａで反射される。底部反射面１３
８ａで反射された照明光は半反射半透過面１３８ｂに入
射し、その半分が反射されて対物レンズ１２２に入射
し、観察光学系の焦点位置ｆに集光され、術部を照明す
る。術部（焦点位置ｆ）からの光は対物レンズ１２２に
入射し、平行光束となり、プリズム１３８を透過し、変
倍光学系１２４を通過した後、結像レンズ１２６により
結像され、その像が接眼レンズ１２８を介して術者によ
り観察される。

【００２６】なお、プリズム１３８の半反射半透過面１
３８ｂを透過した照明光は、プリズム１３８の上面１３
８ｄで反射された後、半反射半透過面１３８ｂで再度反
射され、光吸収体１４０に入射し一部が吸収される。光
吸収体１４０を透過した光は移動鏡体１３０の内側面１
３０ａで反射し、再び光吸収体１４０に入射し、そこで
一部が吸収される。さらに光吸収体１４０を透過した光
は、半反射半透過面１３８ｂで反射された後、プリズム
上面１３８ｄから射出する。プリズム上面１３８ｄから
射出した光は、図８に示すようにプリズム１３８が固定
鏡体１３２に非常に接近している状態では変倍光学系１
２４に入射することもあるが、光吸収体１４０を二回通
過しているので非常に弱くなっており、光学観察には影
響がない。

【００２７】本実施例によれば、プリズム１３８と対物
レンズ１２２が移動鏡体１３０の内部に固定されてお
り、対物レンズ１２２の移動により観察像の劣化が生じ
ることもないので、対物レンズ１２２の十分な移動量を
得ることができる。

【００２８】ところで、本発明とは別の手法により、上
述した従来例の欠点を解決した手術用顕微鏡として図９
に示す構成のものがある。図９において、図７と同等の
部材は同一符号で示し、その詳しい説明は省略する。こ
の装置では、ハーフミラー２３４が変倍光学系２１４と
対物レンズ２１２の間に観察光学系の光軸に４５度傾け
て配置されており、照明光学系２２８はライトガイド２
２６からの射出された照明光を平行光束にしてハーフミ
ラー２３４に向けて射出する。ハーフミラー２３４で反
射された照明光は対物レンズ２１２に入射し、観察光学
系の焦点位置ｆすなわち術部に集光される。ハーフミラ
ー２３４を透過した照明光は、鏡体２３２の内側に設け
た傾斜面２３６によりハーフミラー２３４に戻らない方
向に反射される。この構成では、照明光を偏向する光学
素子にハーフミラー２３４を使用しており、ハーフミラ
ー２３４は観察光学系の光軸ａに対して４５度傾けて配
置しなければならないため、このハーフミラー２３４が
光軸方向に関する小型化の障害になっている。

【００２９】上述した第三実施例の手術用顕微鏡は、照
明光を偏向する光学素子にプリズム１３８を使用してい
るので、図９に示した顕微鏡と比較して、装置をさらに
小型に構成することができるという利点がある。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、対物レンズの移動によ
って観察像の劣化が生じないので、十分な対物レンズの
移動量を有する手術用顕微鏡が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の手術用顕微鏡の第一実施例の構成を示
す図である。

【図２】図１中の光源ユニットの制御を説明するための
ブロック図である。

【図３】本発明の手術用顕微鏡の第二実施例の構成を示
す図である。

【図４】図３中の光源ユニットの制御を説明するための
ブロック図である。

【図５】本発明の手術用顕微鏡の第三実施例の構成を示
す図である。

【図６】図５中のプリズムの近傍を拡大して示す図であ
る。

【図７】従来例の手術用顕微鏡の構成を示す図である。

【図８】図７中の円Ｃの中を拡大して示す図である。

【図９】本発明とは異なる手法で従来の欠点を解消した
手術用顕微鏡の構成を示す図である。

【符号の説明】

１２…対物レンズ、２０…光源ユニット、４２…照明プ
リズム。

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】なお、プリズム１３８の半反射半透過面１
３８ｂを透過した照明光は、プリズム１３８の上面１３
８ｄで反射された後、半反射半透過面１３８ｂで再度反
射され、光吸収体１４０に入射し一部が吸収される。光
吸収体１４０を透過した光は移動鏡体１３０の内側面１
３０ａで反射し、再び光吸収体１４０に入射し、そこで
一部が吸収される。さらに光吸収体１４０を透過した光
は、半反射半透過面１３８ｂで反射された後、プリズム
上面１３８ｄから射出する。プリズム上面１３８ｄから
射出した光は、図６に示すようにプリズム１３８が固定
鏡体１３２に非常に接近している状態では変倍光学系１
２４に入射することもあるが、光吸収体１４０を二回通
過しているので非常に弱くなっており、光学観察には影
響がない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察光学系と照明光学系とを備えた手術
用顕微鏡であって、観察光学系と照明光学系は、観察光
学系の光軸に沿って移動可能な対物レンズを共有し、照
明光学系は、光源からの照明光を対物レンズに導入する
ための導入光学素子を有している手術用顕微鏡におい
て、導入光学素子が、対物レンズの移動に関わらず、その相
対位置が変わらぬように設けられていることを特徴とす
る手術用顕微鏡。