JPH05344997A - 医用実体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、肉眼では観察できないような波長
（例えば赤外光）を用いた場合や可視光等の波長を用い
た場合でも、各波長に合わせて観察部位を電子的に観察
できるようにした医用実体顕微鏡を提供すること。 【構成】波長感度を異にする複数のエリアCCDが設けら
れていると共に、この各エリアCCDに対応する波長の被
観察像を前記各エリアCCDに案内させる波長分離案内手
段が電子撮像光学系に設けられた医用実体顕微鏡。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、観察部位を電子的に
撮像する電子撮像素子を有する医用実体顕微鏡に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の医用実体顕微鏡においては、照
明光源からの照明光を観察部位に照明光学系を介して投
影して、この観察部位からの反射光による被観察像をメ
インの観察光学系の２つのメイン光路を介して接眼レン
ズまで案内することにより、術者が観察部位（例えば手
術部位等）を双眼で観察できるようにしている。

【０００３】しかも、手術助手は術者と共同して手術を
行うので、術者と同じ様に観察部位を観察できる必要が
ある。このため、医用実体顕微鏡では、一方のメイン光
路の途中から分岐するサブ観察光学系を設けて、手術の
為の助手にも観察部位を観察し得るようにしている。

【０００４】また、最近の治療法としては、赤外光ある
いは波長４００ｎｍ付近や７００ｎｍ付近等の人間の眼
の感度が低かったりあるいは感度がない波長域の光（以
下、これらを総称して不可視光と呼ぶ）を利用すること
が増えている。例えば、脳外科においては、蛍光物質が
ガン細胞に選択的に残留する性質を利用して、悪性腫瘍
の摘出手術を行ったり、眼科においては網膜剥離の進行
を押えるために、赤外レーザー光を用いて網膜深層の光
凝固手術を行ったりすることが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、不可視光に対
して人間の眼の感度は低いため、この光を用いた手術を
肉眼で直接観察しようとしても、通常の観察が困難であ
る。

【０００６】このため、この様な不可視光を用いた手術
を観察するために、観察部位からの反射光の一部をメイ
ン観察光学系の他方の光路から取り出して例えば紫外光
に感度のあるTVカメラや赤外光に感度のあるTVカメラに
導いて、観察部位をTVカメラで撮影しモニターテレビに
映し出させるようにすることが考えられる。

【０００７】この場合、可視光と不可視光による観察部
位の撮影を同時にできることが望ましい。また、波長を
異にする複数の不可視光による撮影を同時にできること
が望ましい場合もある。

【０００８】そこで、この発明は、この要望に沿うもの
で、波長感度を異にする複数の電子撮像手段を設けるこ
とにより、肉眼では観察できないような波長（例えば赤
外光）を用いた場合や可視光等の波長を用いた場合で
も、各波長に合わせて観察部位を電子的に観察できるよ
うにした医用実体顕微鏡を提供することを目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、照明光源からの照明光を観察部位に投
影する照明光学系と、前記観察部位から反射された反射
光による被観察像を導く２つのメイン光路が設けられた
メイン観察光学系と、前記メイン光路の途中から分岐す
る電子撮像光学系と、前記電子撮像光学系により導かれ
る被観察像を結像させる電子撮像手段を備える医用実体
顕微鏡において、前記電子撮像手段は波長感度を異にす
る複数の電子撮像素子からなる医用実体顕微鏡としたこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１１】[第１実施例]図１，２において、ＯＰは例
えば被検眼眼底や他の手術部等の観察部位、Ｋは観察部
位を観察するための医用実体顕微鏡である。この医用実
体顕微鏡Ｋは、ハウジングＨに設けられた照明光学系１
（図２参照），メイン観察光学系２，サブ観察光学系３
（図１参照），電子撮像光学系４を有する。

【００１２】照明光学系１は、観察撮影用の照明系１ａ
と撮影用の照明系１ｂを有する。この照明系１ａは、ハ
ロゲンランプ１０，照明用レンズ１１，プリズム１２，
対物レンズ１３をこの順に有する。このハロゲンランプ
１０からの照明光は照明用レンズ１１，プリズム１２，
対物レンズ１３を介して観察部位ＯＰを照明する。この
ハロゲンランプ１０は、ＣＣＵ（コントロール サーキ
ット ユニット）即ち制御回路６６により発光制御され
る。

【００１３】また、照明系１ｂは、水銀キセノンランプ
２０，ライトガイド２１，６５０ｎｍの励起光のみを透
過させるエキサイタフィルター２２，集光レンズ２３，
クイックリターンミラー２４，プリズム１２，対物レン
ズ１３をこの順に有する。このエキサイタフィルター２
２は、赤外光を透過させるようになっている。しかも、
ボタン(図示せず)を押すと制御回路６６は、ソレノイド
Ｓを作動させて、クイックリターンミラー２４を照明系
１ａの光路途中に挿入させると共に、ハロゲンランプ１
０を消灯させて水銀キセノンランプ２０を発光制御させ
るようになっている。

【００１４】そして、ソレノイド２４を作動させてクイ
ックリターンミラー２４を実線のごとく照明系１ａの光
路途中に挿入し、この状態で水銀キセノンランプ２０を
発光させると、この水銀キセノンランプ２０からの照明
光がライトガイド２１を介してエキサイタフィルター２
２に導かれて、このエキサイタフィルター２２を６５０
ｎｍの光のみが透過すると共に、この光が集光レンズ２
３，クイックリターンミラー２４，プリズム１２，対物
レンズ１３を介して観察部位ＯＰに照射される。そし
て、この照射により、観察部位に存在する蛍光物質を励
起し、６５０ｎｍより長い蛍光を発する。

【００１５】メイン観察光学系２は、双眼にするための
左右２つのメイン光路即ち光学系２ａ，２ｂを有する。
光学系２ａは、対物レンズ１３，変倍レンズ３０，ビー
ムスプリッタ３１，結像レンズ３２，正立プリズム３
３，眼幅調整用の菱型プリズム３４，接眼レンズ３５を
この順に有する。光学系２ｂは、光学系２ａと同様に対
物レンズ１３，変倍レンズ４０，ビームスプリッタ４
１，結像レンズ４２，正立プリズム４３，眼幅調整用の
プリズム４４，接眼レンズ４５をこの順に有する。

【００１６】そして、観察部位ＯＰからの反射光による
被観察像は、左右の光学系２ａ，２ｂを介して術者の両
眼により観察される。

【００１７】また、ハウジングＨにはビームスプリッタ
３１，４１に対応して小径の鏡筒部ｈ１，ｈ２が側方に
向けて夫々突設され、鏡筒部ｈ１にはサブ観察光学系３
が設けられ、鏡筒部ｈ２内には電子撮像光学系４が設け
られている。

【００１８】サブ観察光学系３は、ビームスプリッタ３
１，結像レンズ５０，反射ミラー５１，図示を省略した
光学部材，接眼レンズ５２を有する。そして、観察部位
ＯＰからの反射光による被観察像は、対物レンズ１３，
変倍レンズ３０，ビームスプリッタ３１，結像レンズ５
０，反射ミラー５１，図示を省略した光学部材，接眼レ
ンズ５２等を介して、手術助手に観察される。

【００１９】電子撮像光学系４は、ビームスプリッタ４
１，結像レンズ６０，波長分離プリズム６１をこの順に
有する。この波長分離プリズム６１は、ダハプリズム６
２，楔型プリズム６３，台形状のプリズム６４を貼り合
わせたものである。

【００２０】しかも、ダハプリズム６２と楔型プリズム
６３の貼り合わせ部にはダイクロイック面６３ａが形成
されている。このダイクロイック面６３ａは、図３に特
性曲線Ｗで示した様に、略６５０ｎｍ以下の波長域の光
を反射し、これを越える波長域の光を透過する様になっ
ている。そして、波長分離プリズム６１に入射してダイ
クロイック面６３ａで反射した光はカラーTVカメラ６４
に入射して、カラーTVカメラ６４のエリアCCD６４ａに
被観察像を結像させる。また、波長分離プリズム６１に
入射してダイクロイック面６３ａを透過した光は、赤外
TVカメラ６５に入射して赤外TVカメラ６５のエリアCCD
６５ａに被観察像を結像させるようになっている。

【００２１】尚、TVカメラ６４，６５は鏡筒部ｈ２に固
定されている。また、上述したような波長分離プリズム
６１に用いたのは、この波長分離プリズム６１への入射
光を奇数回反射させる目的と、TVカメラ６４，６５同士
を干渉しないように鏡筒部ｈ２に近接して取り付けるた
めである。

【００２２】この TVカメラ６４，６５からの画像信号
はＣＣＵ（コントロール サーキット ユニット）即ち
制御回路６６を介してモニターテレビ６７に入力され、
モニターテレビ６７に観察部位の像が映し出される。

【００２３】次に、この様な構成の医用実体顕微鏡の作
用を説明する。

【００２４】（照明系１ａによる照明時の観察）通常の
観察時には制御回路６６は、クイックリターンミラー２
４を図２の破線の如く照明系１ａの光路から外してお
き、この状態でハロゲンランプ１０を点灯させる。この
ハロゲンランプ１０からの照明光は、照明用レンズ１
１，プリズム１２，対物レンズ１３を介して観察部位Ｏ
Ｐを照明する。この観察部位ＯＰからの反射光による被
観察像は、左右の光学系２ａ，２ｂを介して術者の両眼
により観察される。

【００２５】一方、観察部位ＯＰからの反射光は、対物
レンズ１３，変倍レンズ４０，ビームスプリッタ４１，
結像レンズ６０を介して波長分離プリズム６１に入射す
る。この波長分離プリズム６１に反射光のうちの可視光
は、ダイクロイック面６３ａで反射してカラーTVカメラ
６４に入射して、カラーTVカメラ６４のエリアCCD６４
ａに被観察像を結像させる。

【００２６】（照明系１ａによる照明時の撮影）また、
撮影時には例えば６５０ｎｍの波長を吸収して６５０ｎ
ｍを超える波長の励起光を発す蛍光剤を患者に静注す
る。

【００２７】この状態で、図示しない撮影スイッチをON
させると制御回路６６は、ソレノイド２４を作動させて
クイックリターンミラー２４を実線のごとく照明系１ａ
の光路途中に挿入した後、水銀キセノンランプ２０を発
光させる。

【００２８】この水銀キセノンランプ２０からの照明光
は、ライトガイド２１を介してエキサイタフィルター２
２に導かれて、このエキサイタフィルター２２を６５０
ｎｍの光のみが透過すると共に、この光が集光レンズ２
３，クイックリターンミラー２４，プリズム１２，対物
レンズ１３を介して観察部位ＯＰに照射される。そし
て、この照射により、患者の観察部位に存在する蛍光物
質を励起し、６５０ｎｍより長い蛍光を発する。

【００２９】そして、観察部位ＯＰからの反射光（励起
光）及び蛍光は、対物レンズ１３，変倍レンズ４０，ビ
ームスプリッタ４１，結像レンズ６０を介して波長分離
プリズム６１に入射する。この波長分離プリズム６１に
入射した６５０ｎｍ波長の光は、ダイクロイック面６３
ａで反射して可視TVカメラ６４に入射する。

【００３０】一方、波長分離プリズム６１に入射した６
５０ｎｍを超える波長の光は、ダイクロイック面６３ａ
を透過して赤外TVカメラ６５に入射して、赤外TVカメラ
６５のエリアCCD６５ａに被観察像を結像させるように
なっている。この TVカメラ６５からの画像信号はＣＣ
Ｕ（コントロール サーキット ユニット）即ち制御回
路６６を介してモニターテレビ６７に入力され、モニタ
ーテレビ６７に観察部位の蛍光による像が映し出され
る。

【００３１】尚、可視TVカメラ６４のエリアＣＣＤ６４
ａに６５０ｎｍ以下の波長に感度のあるものを使用し、
エキサイターフィルター２２に６５０ｎｍ以下の波長を
透過するものを用いれば、観察部位ＯＰからの反射光は
波長分離プリズム６１に入射した６５０ｎｍ以下の波長
の光は、ダイクロイック面６３ａで反射して可視TVカメ
ラ６４に入射し、可視TVカメラ６４のエリアCCD６４ａ
に被観察像を結像させるようになっている。この TVカ
メラ６４からの画像信号はＣＣＵ（コントロール サー
キット ユニット）即ち制御回路６６を介してモニター
テレビ６７に入力され、モニターテレビ６７に観察部位
の反射励起光による全体像が映し出される。

【００３２】従って、このTVカメラ６４による全体像と
TVカメラ６５による蛍光像とを合成することで、蛍光像
の位置を知ることができる。

【００３３】また、撮影時に、エキサイターフィルター
２２を省略すれば、可視TVカメラ６４によるカラー撮影
と、赤外TVカメラ６５による赤外光像の撮影ができる。

【００３４】[第２実施例]以上説明した実施例では、波
長分離プリズム６１を用いてTVカメラ６４，６５に可視
光と赤外光を分離案内させるようにしたが、必ずしもこ
れに限定されるものではなく、例えば、図４，図５に示
した様に構成してもよい。

【００３５】本実施例では、カラーTVカメラ６４と赤外
TVカメラ６５の光軸Ｏ１，Ｏ２及び結像レンズ６０の光
軸Ｏを互いに直交させた状態で、このカラーTVカメラ６
４と赤外TVカメラ６５を鏡筒部ｈ２に取り付けている。
また、鏡筒部ｈ２内の光軸Ｏ，Ｏ１，Ｏ２が交差する部
分には、波長分離プリズム６１に代わる光束案内手段す
なわち斜設ミラー６８が光軸Ｏを中心に回動操作可能に
配設されている。この斜設ミラー６８は、制御回路６６
により駆動制御されるパルスモータ６９の出力軸６９ａ
に固定されている。この斜設ミラー６８と赤外TVカメラ
６５との間には、図６に特性曲線ＢＷで示した様に６５
０ｎｍ以上の波長域の光を透過可能なバリヤフィルター
７０が配設されている。

【００３６】しかも、制御回路６６は、第１実施例のボ
タン(図示せず)を押して、クイックリターンミラー２３
を照明系１ａの光路途中に挿入させると共に、ハロゲン
ランプ１０を消灯させて水銀キセノンランプ２０を発光
制御させると、パルスモータ６９を作動させて、反射光
を赤外TVカメラ６５側に案内可能に斜設ミラー６８を赤
外TVカメラ６５側に向けさせるようになっている。

【００３７】また、制御回路６６は、クイックリターン
ミラー２３を照明系１ａの光路途中から破線のごとく外
すと、水銀キセノンランプ２０を消灯させてハロゲンラ
ンプ１０を発光制御させ、パルスモータ６９を作動させ
て、反射光をカラーTVカメラ６４側に案内可能に斜設ミ
ラー６８をカラーTVカメラ６４側に向けさせるようにな
っている。

【００３８】[その他の実施例]以上説明した実施例で
は、観察部から反射する６５０ｎｍの励起光像とこの励
起光により観察部から発する蛍光像をTVカメラ６４，６
５により撮影して、この２つの像による合成画像をモニ
ターテレビ６７に映し出すか、あるいは、可視光による
観察部像と上記蛍光像をTVカメラ６４，６５により撮影
して、この２つの像による合成画像をモニターテレビ６
７に映し出す様にした例を説明したが、必ずしもこの組
み合せに限定されるものではない。

【００３９】例えば、第１実施例において、可視光によ
るカラー像と紫外光による紫外光像を２つのTVカメラ６
４，６５でそれぞれ撮影可能にダイクロイック面６３ａ
に干渉膜を設けてもよいし、赤外光による赤外光像と紫
外光による紫外光像を２つのTVカメラ６４，６５でそれ
ぞれ撮影可能にダイクロイック面６３ａに干渉膜を設け
てもよい。

【００４０】また、図７に示した様に、菱型プリズム３
４の上部に張り合わせた直角プリズム７０と、結像レン
ズ７１と，カラー液晶ディスプレー７２からなる内部表
示系を設けて、制御回路６６によりモニターテレビ６７
と同一の画像をカラー液晶ディスプレー７２に表示させ
ることができるようにしてもよい。この場合の表示のON
・OFFは観察者がスイッチ操作で任意に行い得るように
してもよい。

【００４１】

【効果】以上説明したように、この発明は、照明光源か
らの照明光を観察部位に投影する照明光学系と、前記観
察部位から反射された反射光による被観察像を導く２つ
のメイン光路が設けられたメイン観察光学系と、前記メ
イン光路の途中から分岐する電子撮像光学系と、前記電
子撮像光学系により導かれる被観察像を結像させる電子
撮像手段を備える医用実体顕微鏡において、前記電子撮
像手段は波長感度を異にする複数の電子撮像素子からな
る構成としたので、肉眼では観察できないような波長
（例えば赤外光）を用いた場合や可視光等の波長を用い
た場合でも、各波長に合わせて観察部位を電子的に観察
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の医用実体顕微鏡の光学系の一例を示
す概略説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う段面の概略説明図であ
る。

【図３】図１に示したダイクロイック面の光学特性を示
す説明図である。

【図４】この発明の医用実体顕微鏡の光学系の他の例を
示す概略説明図である。

【図５】図４のTVカメラの部分の右側面図である。

【図６】図５のバリヤフィルターの光学特性曲線図であ
る。

【図７】この発明の医用実体顕微鏡の光学系の他の例を
示す概略説明図である。

【符号の説明】

１…照明光学系 ２…メイン観察光学系 ３…サブ観察光学系 ４…電子撮像光学系 １０…ハロゲンランプ（照明光源） ２０…水銀キセノンランプ（照明光源） ６４ａ，６５ａ…撮像素子（電子撮像手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明光源からの照明光を観察部位に投影
   する照明光学系と、 前記観察部位から反射された反射光による被観察像を導
   く２つのメイン光路が設けられたメイン観察光学系と、 前記メイン光路の途中から分岐する電子撮像光学系と、 前記電子撮像光学系により導かれる被観察像を結像させ
   る電子撮像手段を備える医用実体顕微鏡において、 前記電子撮像手段は波長感度を異にする複数の電子撮像
   素子からなることを特徴とする医用実体顕微鏡。