JPH04126301A - 外科手術講堂など用の改良された照明システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、照明システム、特に外科手術講堂などに用い
る照明システムに関する。

〔従来の技術〕

外科手術講堂などにおける比較的広い作業領域を均等に
照明しようとするいくつかの照明器具が開発されている
。そのいくつかの例がデジョンク（Ｄｅｊｏｎｃ）の米
国特許第４，１５９，５１１号（凹面反射面を用いる）
、ラウデンシュラーガー（Ｌａｕｄｅｎｓｃｈｌａｒｇ
ｅｒ）の米国特許第４，１５３，９２９号（多表面反射
体（ｍｕｌｔｉ−ｆａｃｅｔｅｄ　ｒｅｆ’１ｅｃｔｏ
ｒ）を用いる）、フィッシャー（Ｆｉｓｈｅｒ）の米国
特許第４．１３５．２３１号（複数の同軸湾曲反射体と
１つの可動光源を用いる）、ノードキスト（Ｎｏｒｄｑ
ｕｉｓｔ）の米国特許第３．７３２．４１７号（慣用の
円形反射体／プリズムレンズ系を用いる）、ザイツら（
Ｓｅｊｔｚ　ｅｔ　ａｔ、）の米国特許第３．３８０，
６４０号（個々のガラス繊維からなる伝光束からの多重
個別光源を用いる）、ライバー（Ｒｅｉｂｅｒ）の米国
特許第３，２２５，１８４号（フィールドに向けた複数
の個別照明器具を用いる）、ガンサーら（Ｇｕｎｔｈｅ
ｒ　ｅｔ　ａｌ、）の米国特許第２．８２７．５５４号
（フィールドに向けた複数の個別照明器具を用いる）、
フランク（Ｆｒａｎｃｋ）の米国特許第２．４９５．３
２０号（各々に水平正方形２部材構成屈折器が備えられ
ている複数の個別光源を用いる）に開示されている。

これらの特許はすべて本明細書中に引用加入する。これ
らの特許に開示されている照明器具はすべて、照度に悪
影響を及ぼすことなく作業面（ｔａｓｋ　５ｕｒｆａｃ
ｅ）を中心にして光源を移動させることができる十分な
被写界深度（ｄｅｐｔｈ　ｏｒｒｉｅｌｄ）を確保しつ
つ所望の均等照度の照明を行うことができないという難
点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記の諸特許に開示されている照明器具とは
異なるタイプの照明器具の改良型を提供しようとするも
のである。このタイプの初期の照明器具の１つがプラン
（Ｂｌｉｎ）のフランス特許節１．４９５，００７号に
開示されている。この特許に開示されている照明器具は
、光源が複数の同心円形プリズムのフィールドの上方に
位置している。光源から発した光は、トロイダルレンズ
（ｔｏｒｏｌｄａｌ　１ｅｎｓ　）　　（フレネル型レ
ンズ）を通過し、トロイダルレンズによって実質的に柱
状光線に変換された後、プリズムフィールドに照射され
、該プリズムフィールドにおいて柱状光線が内反対によ
って方向転換され、（プリズムの曲率の作用によって）
プリズム面の下のターゲットフィールド（ｔａｒｇｅｔ
　ｒｉｅｌｄ）に収斂照射される。

最近のヒユーパート（Ｈｕｂｅｒｔ）の米国特許第３゜
９４１．９３３号に開示されている照明器具は、平坦プ
リズムフィールドの放射状セクター（ｒａｄｉａｌｓｅ
ｃｔｏｒｓ）に渡して直プリズム（ｓｔｒａｉｇｈｔ　
ｐｒｉｓｍ）を設け、スパイダ　ウェブ　システム（ｓ
ｐｉｄｅｒｗｅｂ　ｄｅｓｉｇｎ）に似たプリズムフィ
ールドを形成することによって、プランの照明器具に改
良を加えたものである。この構成においては、トロイダ
ルレンズ系から発した柱状光線が直プリズムに当り、直
プリズムが光線の柱状を維持し、反射によってプリズム
のすべての放射状セクターから柱状光線を照射ターゲッ
トフィールド内ヘオーバラップさせる。その結果、プラ
ンの同心内向き湾曲プリズムの場合の非常に強化された
照射（ホット　スポット　ｈｏｔ　５ｐｏｔ）を生じる
ことなく、幅の大きい照射ターゲットフィールドが確保
される。

ヒユーバートの照明器具に残されている問題点の１つと
して、生成される交差柱状光線によって確保される均等
な照度の被写界深度が非常に狭い。この照明器具の最良
照射部は、極めて小さく、かつ各プリズムセクターから
出る光のすべてのパッチ（ｐａｔｃｈ）がオーバラップ
する点ニオイテ達成される作業距離（ｗｏｒｋｉｎｇ　
ｄｉｓｔａｎｃｅ）　（すなわち照明器具からターゲッ
トフィールドまでの距離）の部分である。これを第１Ａ
図の照度曲線によって理解することができる。−ヒユー
バートの照明器具の照度曲線を第１Ａ図の点線で示し、
本発明の照明器具の照度曲線を実線で示す。第１Ａ図か
ら、ヒユーバートの照明器具はプリズム面から約４０イ
ンチから約５４インチの間の距離で照度が均等になるこ
とか分かる（照度曲線のプラトー参照）。プリズム面か
ら５４インチ以上の距離では、ヒユーバートの照明器具
の照度曲線は、交差柱状光線か交点から発散し始めるの
に伴ってフィールドの中心部で下がる。実際には、この
効果は中心部の暗いドーナツ形！Ｉａ明として現れる。

個々のプリズムの各々の特定の放射状セクターから出た
光の発散角度を調節すること・によって被写界深度を改
善することができるということは、これまでまだ知られ
ていない。

このような現状において、非収斂光線の交差によって均
等照度を確保することかでき、被写界深度が非常に大き
く、照明器具と照明すべき物体あるいは面との間の極め
て大きい距離範囲にわたって均等照明を確保することが
できる照明器具を開発することが望ましい。外科手術講
堂においては、作業面が一般に三次元面であり、影が生
じやすいために、照度が均等であると言うことが非常に
重要な条件になる。−群の放射状セクターから均等な光
を供給することによってこの影をなくすことができる。

照明器具を可動にし、様々な距離から照射することが望
ましい故、被写界深度を大きくすることも重要な条件で
ある。

従来、プリズムのフィールドを透光板体の上に置くこと
も行われている。このシステムの難点は、透光板体が汚
れたり、傷がついたりすればクリーニングしたり交換し
なければならないことである。その際、透光板体を取り
外すとすべてのプリズムが照明器具内の正規位置からず
れる。

このことに鑑みて、プリズムセクターが自己支持構造に
なっており、かつ照明器具外部の環境によって汚された
り傷つけられたりすることから保護されている照明器具
を開発することが望ましい。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、プラスチック製円錐形フレネルレンズ
を用いたトロイダルレンズ系を使用することか有利であ
ることか見い出された。さらに、赤外線フィルタを、赤
外線を透過するように加工処理した下側部分と、赤外線
を透過しない上側部分との２つの部分で構成し、光線を
透過部分にたた１回たけ通過させるようにすることが望
ましい。プリズムフィールドに干渉することなく平坦円
形プリズムフィールドの下の防護透光板体を取り外し、
り゛リーニングあるいは交換を行うことができる。照明
器具に垂設し、プリズムフィールドに対して同心に設け
た照明器具のハンドルを通して通気し、光源の周囲に空
気を流通させて光源を冷却する。光源自体は、光源保持
装置、に取り付ける。好適には、光源保持装置は使い捨
て式とし、光源を交換する時に交換する。

前記の目的及び利点は、本発明による外科手術講堂など
に用いるのに適した照明器具によって達成される。本発
明の最も基本的な形態における照明器具の構成要素は、
（ａ）光源、（ｂ）複数の外向き湾曲プリズムから成っ
ている放射状セクターとしての平坦フィールド、（ｃ）
光源から発した光の発散を調節して略柱状光に変換した
後、平坦フィールドに照射する、プラスチック製円錐形
フレネルレンズを用いたトロイダルレンズ系からなる。

横方向、外向き湾曲プリズムの曲率は一定ではなく、該
平坦円形プリズムフィールドの中心側のプリズムの曲率
が該平坦円形プリズムフィールドの外周側のプリズムの
曲率よりも大きい。好適には、所定のセクターの内側か
ら外側に向かう順序における各プリズムの曲率を、セク
ターの内側から外側に向かう順序における前のプリズム
の曲率よりも小さくする。さらに好適には、所定のセク
ターの内側から外側に向かう順序における各プリズムの
曲率を同順序における直前のプリズムの曲率よりも小さ
くする。理想的には、光線追跡式（「ａｙ　ｔｒａｃｅ
　ｅｑｕａｔｉｏｎ）に従ってプリズムの曲率を設定す
る。

本発明の照明器具の放射状セクターは、任意の方法によ
って所定の機能を発揮するように構成することかできる
。１つの方法としては、各セクターを突起部と溝が交番
する構造（さねはぎ構造もしくは目違い継ぎ）とし、１
つの一体の平坦プリズムフィールドが形成されるように
全体のプリズム集合体を取り付ける。

放射状セクターを一体式に取り付ける本発明の照明器具
は、プリズムフィールドと照明部との間に透光板体もし
くはフィルムが設けられている。プリズムセクターをプ
リズムフィールド内の組付は位置からずらすことなくこ
の板体もしくはフィルムを取り外し、クリーニング、補
修あるいは交換を行うことができる。

本発明の照明器具には、円形平坦プリズムフィールドに
対して同心の、垂下するハンドルが備えられている。ハ
ンドルに設けられている複数の溝穴を通して空気を取り
込み、光源の周囲に流通させて光源を冷却する。

光源は、光源と共に使い捨てる光源保持装置に取り付け
られている。

円錐形フレネルレンズ内に設けられている赤外線フィル
タが光源を包囲している。フィルタは下側透光部分と上
側非透光部分とから成っており、光源から発した光線は
透光部分をただ１回だけ通過する。

〔実施例及び作用・効果〕

以下、添付図面に示す本発明の好適な実施例を説明しつ
つ、本発明について具体的に説明する。なお、図面にお
いて同種部材は同一番号を付しである。

添付図面に示す本発明の１つの好適な実施例の説明にお
いて、記述を明快にすべく専門用語を用いることとする
。ただし、本発明はここに選択した専門用語のみに限定
されることはなく、各専門用語は、本明細書に開示せる
発明と同等の成果を達成せしめる技術的に等価のすべて
の用語を含むものとする。

第１図を参照して、平坦プリズムフィールド１０は、放
射状プリズムセクターから成る複数の個々の放射状セク
ター１１から成っている。

プリズムセクターの素材は、当技術分野で周知のガラス
、ポリマーなどの適切な光学用透光材とすることができ
る。−例として、プリズムセクターはプレキシガラスな
どの材料の好ましくは成形品とすることができる。

各放射状セクター１１は、半径方向縦軸線１４に沿って
区画されている一連の外向き湾曲プリズムで構成されて
いる。プリズムの曲率は一定ではなく、円形フィールド
の中心１５側のプリズムの曲率が円形フィールドの外周
１６側のプリズムの曲率よりも大きい。また好適には、
最内側プリズムから始めて、セクターの内側からセクタ
ーの外側に向かう順序において、各プリズムの曲率を１
つ前のプリズムの曲率よりも順々に小さくすることも考
えられる。

このような構成のプリズムは第２図に示されており、放
射状セクター１１は複数のプリズム２１．２２．２３で
構成されている。前記のブリズム順序は、最内側プリズ
ム２４から始まり、平坦フィールドの外周１６に向って
最外側プリズム２５で終わる。このプリズム配列の立面
図を第３図に示す。

所定の放射状セクター内のプリズムは当該セクターの半
径方向軸線に対して垂直であり、平坦フィールドの外側
が凹状になっている。所定の放射状セクター内のプリズ
ムの曲率は、プリズムから出た光が角度方向に発散する
ように設定されている。本実施例においては、平坦フィ
ールドの中心側のプリズムの曲率が平坦フィールドの外
周側のプリズムの曲率よりも大きい。

前述のごとく、好適には、最内側プリズムから始まり、
放射状セクターの内側から外側に向かう順序における各
プリズムの曲率は、該順序における直前のプリズムの曲
率半径よりも小さくする。

前述のごとく、本発明においては、所定の放射状セクタ
ーのプリズムから出た光の発散を角度方向において調節
する。

第１Ｂ図に示すごとく、従来の直プリズム（すなわち、
ヒユーバートの照明器具）は、すべてのプリズムがある
程度の自然発散を可能にするが、角度方向（すなわち横
軸線Ｘ方向）の光の発散調節は行わない。この制御機能
かないために、生成される光のパッチ（光の一区画）が
台形になる（はぼ放射状セクター自体の形状に従う；第
１Ｂ図参照）。光の発散調節の効果を第１Ｃ図に示す：
第１Ｂ図の線Ａ’　ａ’Ｂ’　ｂ’　　Ｃ’　　ｃ’　
　Ｄ’　ｄ’　と比べて線Ａ′ａ’　　Ｂ’　ｂ’　　
Ｃ’　ｃ’　、Ｄ’　ｄ’がＸ軸に沿って角度方向ｅ′
に発散している。同様に、第１Ｂ図の対応光線Ａａ、Ｂ
ｂ、Ｃｃ、Ｄｄと比べて光線Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃ、Ｄｄは
Ｘ軸に沿って角度方向ｅに発散している。角度方向にお
ける発散調節により、横方向に広い光バッチ（すなわち
光バッチａ’　ｄ’　ｄａ）の辺（すなわち辺ａ′　ｄ
′及びａｄ）が設定されるように緑光線（すなわち、Ａ
’　ａ’　、Ｂ’　ｂ’　、Ｃ’ｃ／　、ｐ／　　ｄ／
　ならびにＡａ、Ｂｂ、Ｃｃ、Ｄｄ）が定置される。こ
の効果は、平坦プリズムフィールドの特定の放射状セク
ター内のプリズムの曲率を変えることによって確保する
ことができる。

光の半径方向における発散調節の方法としては、プリズ
ムの反射面の傾斜角度を変え（例えば反射面４５の角度
４５ａを変える、第４図参照）、光を半径方向に発散さ
せるか、または屈折面の角度（例えば屈折面４３の角度
４１、第４図参照）を変え、屈折によって光を半径方向
に発散させるか、またはこの２つを組み合わせた方法と
する。各プリズムから出る光の半径方向における発散を
調節することにより、所定のプリズムからの光パッチを
半径方向軸線（子午軸線）に沿って移動させることがで
きる（すなわちプリズムＣ’　Ｂ’　ＢＣからの光パッ
チをＹ軸に沿って移動させることができる）。好適には
、屈折面の角度を変えることによって光の半径方向にお
ける発散を調節する。なぜならば、屈折面の角度誤差は
、反射面の角度の誤差に起因して生じる程さほど大きく
ならないからである。

各々頂角４１．４２を有するセクター１１の２つの隣接
するプリズム２１．２２の部分拡大立面図を第４図に示
す。プリズム２１の屈折面４３と反射面４５が相俟って
光線４７をターゲツト面へ送る。同様に、プリズム２２
の屈折面４４と反射面４６が相俟って光線４８をターゲ
ツト面へ送る。

第２図の放射状プリズムセクター１１の部分端面図を第
５図に示す。第５図は、個々のプリズムセクターが互い
に保持し合って１つの平坦プリズムフィールドを形成し
ている“さねはぎ。

構造を示す。

第５図の放射状セクター１１は、その−辺２Ｂに溝５１
が設けられており、この溝５１に隣接している放射状セ
クターに設けられている突起部が嵌まる。辺２６の反対
側の辺５２に誕けられている突起部５３が、辺５２に隣
接している放射状セクターの溝に嵌まる。放射状セクタ
ーをあり溝型さねはぎシステムで相互保持することも考
えられる。いずれのさねはぎシステムにも、適切な機械
的支持手段あるいは接着手段を補うことができる。

２５のプリズムの頂角、半径ならびに半径許容差の表を
第６図に示す。同表において、プリズムＮｃｉ、　１は
最内側プリズム（第３図のプリズム２４）であり、プリ
ズムＮｏ、２５は最外側プリズム（第３図のプリズム２
５）である。プリズムの曲率は一組の光線追跡式で計算
する。各プリズムは連続的に湾曲している故、屈折の法
則を適用する前に局部表面法線（ｌｏｃａｌ　５ｕｒｆ
’ａｃｅ　ｎｏｒｍａｔ）によって光線の入射角の位置
をチエツクしなければならない。そのために、レンズか
ら個々のプリズムに達する光線の方向余弦（ｄｉｒｃＮ
。

ｎ　ｃｏｓｉｎｅ）が、光線がプリズムに当たる点の局
部法線の方向余弦と共に決められる。このスキュー光線
追跡式は、ハーツバーガー、エム（Ｈｅｒｚｂｅｒｇｅ
ｒ　、　Ｍ、　）現代幾何光学（Ｍｏｄｅｒｎ　Ｇｅｏ
ｍｅｔｒｉｃａｌ　０ｐｔｉｃｓ）　、インターサイエ
ンス社（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ）、ニューヨーク（
１９８５）、あるいはまた軍事規格便覧（ｍｉｌｉｔａ
ｒｙ　５ｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　ｈａｎｄｂｏ
ｏｋ）オプチカル・デザイン（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｓ
ｉｇｎ）、（ＭＩＬ−ＨＤＢＫ−１４１）　、アメリカ
合衆国国防総省、政府印刷局（１９Ｂ２）に掲載されて
いる。この両文献は本明細書中に引用加入する。この式
によって、湾曲プリズムの正面（たとえば４３．４４）
における光線の屈折、内側後面（たとえば４５゜４６）
の反射、ならびにプリズム列の底（たとえば面４９の点
４９　ａ、　４９　ｂ）における反射光線の屈折を計算
した。各プリズムの曲率は、プリズム曲率の値を個別に
設定し、光線をプリズム曲線に対して垂直にプリズムの
１つの縁（縁２６）へ送り、光線が当たるターゲツト面
の位置を求めることによって計算した。この方法の前提
になっているものは、縁光線と中心光線（たとえば光線
３０）との間の放射状セクターの縁の光線（たとえば光
線２７、他のすべての光線、たとえば光線２８．２９）
の位置は」二記両光線の間にあるということを見い出す
ことである。適切なスキニー光線追跡式か入っている標
準スプレッドシート　５ｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ”コンピ
ュータプログラムを用いれば、特定のプリズムの曲率を
変えることによってタープ・ソト面内の光線位置の新た
な値を即座に求めることかできる。−例として、各プリ
′ズムの縁光線が中心光線（たとえば第１Ｃ図の光線（
Ｍｏ’））から一定数のインチ分だけ隔たっている位置
に来るように設定することができ、各光束が該一定数の
インチの２倍の総パッチ幅を与える。

本発明のトロイダル光学系にもちいるトロイダルレンズ
の一例を第７図及び第８図に示す。

第７図は、断面７１（第８図にも示す）を有する円錐形
フレネルレンズを示す。同レンズには複数の屈折面７２
．７３，７４，７５．７６があり、この屈折面が協働し
、光源８０から発した光線７７．７８．７９を略柱状光
線に変換する。本発明のフレネルレンズは、本明細書に
引用せるオッシア、デイ（０°５ｈｅａ、Ｄ、）　、現
代光学設計の要点（Ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ’　Ｍｏｄ
ｅｒｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ）　、ワイリー
・アンド・サン社（Ｗｙｌｊｅ　＆　５ｏｎＳ）、ニュ
ーヨーク（１９８５）その他の参考書に掲載されている
標準子午光線追跡式に従って設計した。好適には、トロ
イダルレンズは、すべてのプリズムに当たる均等発散扇
形光線を生成するレンズとする。レンズに球面収差があ
ることと、１つの表面（すなわち表面８１）をフラット
にしたことから、面７２〜７６に対応する各セクション
のセグメントは、個別セクションを「ステッチング」も
しくは「縫合」することによって理想的発散を近似する
ように設計した。レンズの中心部においては光線はわず
かに必要以上に発散し、レンズの縁部においては、光線
は十分に発散しないことが確認された。この設計結果（
すなわち各光線の入射角がプリズムごとに異なるという
事実）を補償するための１つの方法として、プリズム面
の入射面角度（例えば各々光線４７．４８に対するプリ
ズム面４３．４４の角度４１ａ、４２ａ）を調節し、同
じ角度で（すなわち角度４５ａと角度４６ａが等しい）
光線を面の中心を通ってプリズムの後面（すなわち各々
４５．４６）へ送るようにする。プリズム列の底辺（す
なわち面４９）と個々のプリズム反射面（すなわち４５
．４６）の間のすべてのプリズム角を同じ角度に設定し
た故、プリズム列の底から出る各光束の中心光線は隣接
する中心光線に対して平行になった（すなわち光線４７
ａ、４８ａが平行）。

本発明の円錐形フレネルレンズ７０にはいろいろな利点
がある。レンズ７０は、比較的厚みの小さいプラスチッ
ク成形品とすることができる。そのためレンズ７０は軽
量であり、製造費が安い。光源から発する光に関しては
、フレネルレンズ７０は立体角の大部分を捕集し、それ
を平坦プリズムフィールド１０のプリズムへ照射するの
に優れている。レンズ７０は光源から隔てることができ
るように、内径を比較的大きくし、プラスチックレンズ
を使用することができる。また、内径を大きくすれば、
赤外線を透過する手段をレンズ７０内に位置させること
ができる。

本発明において用いる光源は、１つあるいは複数のフィ
ラメントを備えている、任意の様々な光度の光源とする
ことができる。好適には、複数のフィラメントを用いる
光源を適正に計算できるように、トロイダルレンズ系に
適切な改造を加える。−例として、平坦プリズムフィー
ルド全体に光を適正に分布させるために複数のトロイダ
ルレンズを用いる。複数フィラメントの場合は、複数の
トロイダルレンズを上下に重ね合わせ、各フィラメント
から発する光を適正に捕集し、柱状化し、プリズムフィ
ールド全体に再分布させる。

本発明の別の特徴としては、プリズムフィールドと照明
部との間に透光板体もしくは透光フィルムを設ける。こ
の透光板体もしくは透光フィルムの位置を第３図及び第
４図に符号５５で示す（第９図も参照）。透光板体もし
くはフィルムの素材は、当技術分野で周知の、好適には
光学用の、ガラス、プレキシガラスなどの任意の適切な
透光材とすることができる。

透光板体もしくはフィルム５５はホコリ、異物、スクラ
ッチなどから平坦プリズムフィールド１０を防護する働
きをする。プリズムセクターは、機械的支持手段あるい
は接着手段を補うことができる“さねはぎ”システムで
相互結合されている故に、透光板体もしくはフィルム５
５はプリズムセクターを支持する必要はない。したがっ
て平坦プリズムフィールド１０を分解することなく透光
板体もしくはフィルム５５を取り外し、交換あるいはク
リーニングを行うことができる。また、照明器具の組立
て工程中に光学系の検査を行うことができる。普通は、
照明器具の組立てを完了した後でなければ光学系の検査
を行うことはできない。また、透光板体もしくはフィル
ム５５は、色補正体（ｃｏｌｏｒ　ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ
）としての働きをさせることもできる。そのためには、
好適には透光板体もしくはフィルム５５は、平坦プリズ
ムフィールド１０を支持する働きをさせず、したがって
支持体としての働きをさせる場合に比べて薄くすること
ができる。

本発明の照明器具１００の断面立面図を第９図に示す。

第９図は、平坦プリズムフィールド１０と防護透光板体
もしくはフィルム５５の位置を示す。上部はキューポラ
（ｃｕｐｏｌａ）　１０１によって防護され、内部構造
支持体１０２で支持されている。全体は引張りケーブル
集合体（ｔｅｎｓｉｏｎ　ｃａｂｌｅ　ａｓｓｅｍｂｌ
ｙ）１４６て保持されており、整流器１０４の枢着部１
１５を中心にして揺動できる。ハンドル１５４がフレネ
ルレンズ７０ならびに平坦プリズムフィールド１０の内
側部分を支持している。光源１８０に備えられている赤
外線遮蔽体１４３がフレネルレンズ７０を防護している
。光源１８０は、電球保持装置１５５で保持されている
。ボルト１３８，１３８ａによってキューポラ１０１、
内部構造支持体１０２ならびにフレネルレンズ支持体１
１７が第９図に示す位置に固定されている。フレネルレ
ンズ支持体１１７の凹面反射面１１７ａが光源１８０の
上方に発散する光をフレネルレンズ７０へ再照射する。

照明器具１００は、無菌のハンドルカバー１５１あるい
は周囲ハンドル（図示せず）で平坦プリズムフィールド
１０の外周に沿って保持することができる。平坦プリズ
ムフィールド１０の外縁は、外側支持体１１０とハンド
ル１５４との協働によって保持されている。防護透光板
体もしくはフィルム５５は、第９図に示すごとく外側支
持体１１０とハンドル１５４との協働によって保持する
こともできる。

第９図の中心部の拡大図を第１０図に示す。

第１０図において、同種部材は同種番号で示す。

第１０図と第９図の相違点は１つだけである。

第９図においては、照明器具に備えられている赤外線遮
蔽体もしくは赤外線フィルタ１４３は、加工処理ガラス
製の一体ワンピース品である。

フレネルレンズ７０と支持体１１７との接合部の上方の
光源１８０から発した光線はフィルタ１４３を通って反
射面１１７ａに達する。光線は、反射面からそれらの光
路上のフィルタ１４３の直径方向に対向する画部分を通
り、フレネルレンズ７０に達する。かくして光線はフィ
ルタ１４３を３回通過する。

第１０図においては、フィルタは２つの部分１４３ａ、
１４３ｂから成っている。フィルタの下側部分１４３ａ
は加工処理ずみガラス製であり、赤外線フィルタとして
の働きをする。上側部分は無加工処理ガラス製である。

第１１図においては、光源１８０から発した上側光線は
無加工処理フィルタ部分１４３ｂを２回通過し、加工処
理ずみフィルタ部分１４３ａを１回だけ通過する。その
ため光の強さが高められる。

第１０図においては、ハンドル１５４の上側中央部分に
複数の溝穴１８１が設けられている。

無菌のハンドルカバー１５１を装着し、ラッチ１８２で
着脱自在に固定すれば、照明器具の底と無菌のハンドル
カバーとの間に一定の空間が確保される。空気が照明器
具の底と着脱自在／％ンドルカバー１５１との間の円環
状空間を通り、ハンドル１５４の溝穴１８１を通って赤
外線フィルタ１４３ａ／１４３ｂ内の光源１８０の周囲
を通過し、電球保持装置１５５の周囲を流通して照明器
具の上端から出ていく。この空気の流れを第１１図の矢
印Ａで示す。この気流が、照明器具の光源１８０を冷却
し、赤外線フィルタ１４３　ａ　／　１４３　ｂの煙道
効果によって増強される。

光源（電球）１８０は電球保持装置１５５で支持されて
いる。電球保持装置１５５の本体部分１５５ａは絶縁材
製である。横方向に、逆方向に延びている一対の安定化
アーム（ｓｔａｂｉ　ｌ　Ｉｚｉｎｇ　ａｒｍ）　１８
３　、　１８４が本体部分１５５ａに設けられている。

また、横方向に、逆方向に延びている一対のコンタクト
が本体部分１５５ａに設けられている（一方のコンタク
ト１８５を図示する）。該コンタクトは、安定化アーム
１８３゜１８４に対して９０度の角度を成している。

絶縁材製本体部分１５５の上に円板形の絶縁材製上側部
分１８６が載置されている。上側部分１８６に嵌合され
ている直立部分１８７が電球保持装置を操作するハンド
ルとしての働きをする。

第１０図において、円環形絶縁材製部材１８８かボルト
１３８ａにより構造支持体１０２の下面に取り付けられ
ている。部材１８８の中心には開口１８９が設けられて
いる。部材１８８は、フィルタ部分１４３ｂの上端と、
フレネルレンズ支持体１１７の上端を支持する働きをす
る。

構造支持体１０２の上に、各々に中央開口１９３．１９
４が設けられている一対の絶縁材製円環形部材１９０，
１９１が載置されている。

内部構造支持体１０２にも中央開口１９５が設けられて
いる。開口１８９，１９３，１９４゜１９５は同軸であ
る。

第１１図は、円環形部材１９０，１９１の平面図である
。円環形部材１９１には、開口１９４から半径方向に向
かっており、かつその直径を挾んで両側に位置している
一対の溝穴１９６゜１９７があり、また、開口１９４か
ら半径方向に向かっており、かつその直径を挾んで両側
に位置している一対の溝穴１９８，１９９がある。

溝穴１９８，１９９は溝穴１９６，１９７に対して９０
度の角度を成している。

各々溝穴１９６，１９７の下に位置している一対の溝２
００，２０１が円環形部材１９０に設けられている。溝
２００，２０１の延在部分２００ａ、２０１ａは円環形
部材１９１の下に位置しており、各々バネ押し電気コン
タクト２０２．２０３が延在部分２００ａ、２０１ａに
設けられている。コンタクト２０２，２０３に設けられ
ている電線２０４，２０５が円環形部材１９０の溝に嵌
まっている。

また、各々溝穴１９８．１９９に対応して一対の溝２０
６，２０７が円環形部材１９０に設けられている。溝２
０６，２０７には各々延在部分２０６ａ、２０７ａがあ
る。

前記のシステムにより、電球保持装置１５５を照明器具
１００にしっかり装着することができる。装着方法とし
ては、電球保持装置のコンタクト（その１つ１８５を第
１１図に示す）を溝２００．２０１に差し込み、安定化
アーム１８３．１８４を溝２０６，２０７に差し込む。

その後、電球保持装置１５５を時計方向に部分回転させ
、バネ押しコンタクト２０２，２０３を接触させ、安定
化アーム１８３，１８４を各々溝延在部分２０６ａ、２
０７ａの端部へ移動させ、電球保持装置１５５と電球を
しっかり固定する。電球保持装置１５５と電球１８０を
照明器具から取り外すには、電球保持装置１５５を反時
計方向に回転させ、電球保持装置のコンタクトと安定化
アームを対応溝穴１９６〜１９Ｂに合わせ、電球保持装
置１５５と電球１８０を引っ張って照明器具から切り離
すだけでよい。

好適には、電球保持装置１５５と電球１８０は一体使い
捨て組立体とする。さすれば電球に触れる必要がなく、
電球保持装置１５５を傷める恐れがなくなる。また、電
球が切れればその場で電球１８０及び電球保持装置１５
５を容易に交換することができる。

本発明は、その特許請求の範囲内において様々な変形例
が可能である。−例として、本明細書においては１つの
好適な実施例としてのプリズムセクターを紹介したが、
プリズムの曲率の設計変更により、照明すべき面に応じ
て特殊なパターンのプリズムを設計することができる。

フレネルレンズ７０の内面８１は湾曲させなければなら
ない。面８１の形状を利用してフレネルレンズの総発散
度を調節することかできる。

身体の各部は各々相異なる照明を必要とする。

各々が相異なる色補正特性を備えている一連の透光板体
５５を備えている照明器具を提供することも、本発明の
範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１つの実施態様としての平坦円形プ
リズムフィールドの平面図である。 第１Ａ図は、照度曲線であり、Ｘ軸はプリズムフィール
ドを用いる２つの照明器具のプリズムフィールドから下
の距離である。 第１Ｂ図は、ヒユーバートによる従来の照明器具の１つ
の放射状プリズムセクターによるターゲツト面への光の
再配向及び分布を示す光線追跡パターンである。 第１Ｃ図は、本発明の照明器具の１つの放射状プリズム
セクターによるターゲツト面への光の再配向及び分布を
示す光線追跡パターンである。 第２図は、第１図の平坦円形フィールドの１つの放射状
セクターの平面図である。 第３図は、第２図の放射状セクターの立面図である。 第４図は、第３図の放射状セクターの２つのプリズムの
部分拡大断面図である。 第５図は、第２図の５−５矢視部分断面図である。 第６図は、本発明の１つの実施例の所定の放射状セクタ
ーにおける一連のプリズムの番号、頂角、半径、半径許
容差の表である。 第７図は、本発明の１つの実施例としてのトロイダルレ
ンズシステムの立面図である。 第８図は、第７図のトロイダルレンズの一方の側の縦断
面図である。 第９図は、本発明の１つの実施例としての、組付けを完
了した状態の照明器具の縦断面図である。 第１０図は、第９図の照明器具のヘッド集合体の部分拡
大断面図である。 第１１図は、本発明の照明器具のヘッド集合体の上端の
中心部の、電球保持装置を取り外した状態の、第１０図
の１２−１２矢視部分平面図である。 １０は平坦プリズムフィールド、１１は放射状プリズム
セクター　１５．１６は円形フィールド、２１，２２．
２３はプリズム、２４は最内側プリズム、２５は最外側
プリズム、２７゜２８．２９，４７，４８，７７．７８
．７９は光線、４６は反射面、４３．４４は湾曲プリズ
ムの正面、４５．４６は湾曲プリズムの後面、５１は溝
、５３は突起部、５５は透光板体もしくはフィルム、７
０は円錐形フレネルレンズ、８０は光源、１００は照明
器具、１０２は内部構造支持体、１０４は整流器、１０
６は引張りケーブル集合体、１１７はフレネルレンズ支
持体、１４３は赤外線遮蔽体もしくはフィルタ、１５１
はハンドルカバー　１５４はハンドル、１５５は電球保
持装置、１８０は光源、１８５はコンタクト、１０２，
１０３は電気コンタクト。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と、複数の横方向、外向き湾曲プリズムから
   成っている多数の放射状セクターで構成されている平坦
   円形プリズムフィールドであって、上記セクターの上記
   プリズムの曲率が一定ではなく、該平坦円形プリズムフ
   ィールドの中心側のプリズムの曲率が該平坦円形プリズ
   ムフィールドの外周側のプリズムの曲率よりも大きく、
   該平坦円形プリズムフィールドの上記放射状セクターが
   互いに取り付けられることによって互いに保持されてい
   るところの平坦円形プリズムフィールドと、上記光源が
   発する光を略柱状光に変換し、該光を上記平坦円形プリ
   ズムフィールドに照射するトロイダルレンズ系を備えて
   成るところの、外科手術講堂などの照明すべき場所に均
   等な照度の光を供給する照明器具において、上記トロイ
   ダルレンズ系のレンズ部分がプラスチック成形の円錐形
   フレネルレンズであることを特徴とする照明器具。
2. （２）上記光源の周囲に、かつ上記フレネルレンズの内
   側に配置されている略円筒形の赤外線フィルタを含む請
   求項１記載の照明器具。
3. （３）上記赤外線フィルタが略円筒形の下側部分と上側
   部分とから成っており、上記下側部分が赤外線を透過す
   るように加工処理されたガラスであり、上記上側部分が
   無加工処理ガラスであり、上記フレネルレンズを通過す
   るすべての光線がただ１度だけフィルタを通過する請求
   項２記載の照明器具。
4. （４）ホコリ、異物及び引掻きから平坦円形プリズムフ
   ィールドを保護するように透光板体が平坦円形プリズム
   フィールドの真下に設けられており、上記透光板体が、
   平坦円形プリズムフィールドのセクターに干渉すること
   なくクリーニング及び再装着のために取り外し自在であ
   る請求項１記載の照明器具。
5. （５）照明器具から垂下しており、かつ上記平坦円形プ
   リズムフィールドと同心であるハンドル装置が備えられ
   ており、上記光源の周囲に空気を流通させて該光源を冷
   却させるための複数の空気取込み溝穴が上記ハンドル装
   置に設けられている請求項１記載の照明器具。
6. （６）照明器具から垂下しており、かつ上記平坦円形プ
   リズムフィールドと同心であるハンドル装置が備えられ
   ており、上記赤外線フィルタを通過させて光源の周囲に
   空気を流通させ、該空気を照明器具の上端部から流出さ
   せることにより上記光源を冷却させるための複数の空気
   取込み溝穴が上記ハンドル装置に設けられている請求項
   ３記載の照明器具。
7. （７）上記光源が、電球と、該電球を支持する電球保持
   体とから成っており、該電球保持体が照明器具に対して
   着脱自在であり、かつ、電球保持体に照明器具のコンタ
   クトに接触し、該電球に給電するコンタクトが備えられ
   ており、該電球が切れたときに電球保持体と電球を使い
   捨て可能である請求項１記載の照明器具。