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JP2007053065A - 医用照明装置 - Google Patents

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JP2007053065A
JP2007053065A JP2005239172A JP2005239172A JP2007053065A JP 2007053065 A JP2007053065 A JP 2007053065A JP 2005239172 A JP2005239172 A JP 2005239172A JP 2005239172 A JP2005239172 A JP 2005239172A JP 2007053065 A JP2007053065 A JP 2007053065A
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focus
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Akio Nachi
昭夫 那智
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Daiichi Shomei Kk
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Daiichi Shomei Kk
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Abstract

【課題】 光源としてＬＥＤを用い、なおかつ演色性が良好で、影を生じにくく、ＬＥＤの光出力を効率よく利用できる医用照明装置を提供する。
【解決手段】 単数または複数のＬＥＤユニット１０を有し、各ＬＥＤユニット１０は、それぞれ、複数の凹面状反射面１６と、これらの反射面１６に向かって光を放射するようにそれぞれ設けられたＬＥＤ素子２６とを有する。各ＬＥＤユニット１０において、各ＬＥＤ素子２６から放射された光は各凹面状反射面１６によって反射されて、外部に射出され、互いに重ね合わされて照射対象部を照射する。各ＬＥＤユニット１０の複数のＬＥＤ素子２６は、演色性が高まるように発光色が異なる組み合わせとされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、医療分野において、患者の手術対象部等を照明する医用照明装置に関する。
従来、この種の医用照明装置においては、光源としてハロゲンランプ等の白熱電球が用いられていた(例えば、特許文献１参照)。
特開平４−３１２４５７号公報
前記従来の白熱電球を用いた医用照明装置においては、光源から発生する熱量が非常が大きく、患者の患部を乾燥させたり、低温やけどを生じさせたりする虞があるとともに、術者の後頭部、首部、肩部付近に熱を放射して術者に不快感を与える等の問題があった。
他方、近年、高輝度ＬＥＤ（発光ダイオード）が開発されており、これらの高輝度ＬＥＤは白熱電球に比較し発熱量がはるかに小さい。したがって、白熱電球に代えてこれらの高輝度ＬＥＤを使用することにより、前記従来の問題点を解消できると期待される。
しかしながら、現在得られているＬＥＤは、医用照明装置に用いるには演色性が悪いという問題がある。
また、ＬＥＤの発光をレンズを用いて集光すると、光の分布が均一でなくなり、影が出やすくなるとともに、ＬＥＤの発光部から該ＬＥＤの軸線方向より遠く外れた周辺部に向かって発せられる光が利用できず、効率が悪くなるという問題がある。
さらに、ＬＥＤは白熱電球に比較すれば、発熱量は非常に小さいので、その発熱が患者や術者へ悪影響を与えることはないが、それでも適切に放熱を行わないと、ＬＥＤ自体の寿命が非常に短くなってしまうという問題がある。
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、光源としてＬＥＤを用い、なおかつ演色性の良好な医用照明装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、光源としてＬＥＤを用い、なおかつ影を生じにくい医用照明装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＬＥＤの光出力を効率よく利用することができる医用照明装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＬＥＤの放熱を良好に行うことができ、ＬＥＤの寿命を長くすることができる医用照明装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。
本発明による医用照明装置は、単数または複数のＬＥＤユニットを有してなり、
各前記ＬＥＤユニットは、それぞれ、複数の凹面状反射面と、これらの反射面の前方に、該反射面に向かって光を放射するようにそれぞれ設けられたＬＥＤ素子とを有し、
各前記ＬＥＤユニットにおいて、各前記ＬＥＤ素子から放射された光は各前記凹面状反射面によって反射されて、外部に射出されるとともに互いに重ね合わされて照射対象部を照射するようになっており、
各前記ＬＥＤユニットの前記複数のＬＥＤ素子は、演色性が高まることとなるように発光色が異なる組み合わせとされているものである。
本発明においては、単一の発光色のＬＥＤ素子を使用するのではなく、ＬＥＤユニット毎に、発光色が異なる複数のＬＥＤ素子を組み合わせて用いるので、全体として演色性を高めることができる。
また、凹面状反射面によりＬＥＤ素子の発光を集光して、射出するので、光の分布を均一にし、影が出にくくすることができるとともに、ＬＥＤ素子の発光部から該ＬＥＤ素子の軸線方向より遠く外れた周辺部に向かって発せられる光も利用でき、ＬＥＤの光出力を効率よく利用することができる。
さらに、ＬＥＤ素子を支持するＬＥＤ支持体から放射状に延びる放熱板を設け、当該放熱板は大略凹面状反射面の光軸と平行な平面内に広がるようにすれば(すなわち、反射面の光軸と平行方向に見ると、放熱板の板厚が見えることとなるようにすれば)、ＬＥＤ素子の発熱を適切に放熱し、ＬＥＤ素子の寿命を長くすることができ、なおかつ放熱板の存在が光の照射を実質的に妨げないようにすることができる。
本発明の医用照明装置は、
（イ）光源としてＬＥＤを用い、なおかつ演色性を良好にすることができる、
（ロ）光源としてＬＥＤを用い、なおかつ影を生じにくくすることができる、
（ハ）ＬＥＤの光出力を効率よく利用することができる、
（ニ）ＬＥＤ素子を支持するＬＥＤ支持体から放射状に延びる放熱板を設け、当該放熱板は大略凹面状反射面の光軸と平行な平面内に広がるようにすれば、ＬＥＤ素子の発熱を適切に放熱し、ＬＥＤ素子の寿命を長くすることができ、なおかつ放熱板の存在が光の照射を実質的に妨げないようにすることができる、
等の優れた効果を得られるものである。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１〜７は本発明の一実施例を示している。 図１に示されるように、本実施例の医用照明装置１は、手術室等の天井２等にアーム３を介して、位置および姿勢を自在に変化できるように取り付けられる。
この医用照明装置１は、図１〜３に示されるように、大略円盤状をなす照明装置本体４を有しており、この照明装置本体４の中心下部には、該本体４から外部下方に突出するようにして、カプラ５が取り付けられている。このカプラ５には、センター焦点調節ハンドル６が取り外し可能に取り付けられている。図１および３に示されるように、前記照明装置本体４の外周部には、焦点調節ノブ７が回転可能に支持されている。ここで、前記センター焦点調節ハンドル６および焦点調節ノブ７は、本実施例においてそれぞれ焦点操作体を構成するものである。
図２および４に示されるように、前記照明装置本体４の内部には、回転体８が、該照明装置本体４の中心軸線を中心として回転可能に支持されている。前記センター焦点調節ハンドル６および焦点調節ノブ７は、歯車等からなる動力伝達機構９を介して回転体８に連係されており、センター焦点調節ハンドル６または焦点調節ノブ７を回転すると、回転体８が回転するようになっている。なお、前記動力伝達機構９のうち、センター焦点調節ハンドル６から回転体８に至る部分と、焦点調節ノブ７から回転体８に至る部分とは、一部共通し、一部異なっている。
図２および３に示されるように、前記照明装置本体４の内部において、前記回転体８の周りには、等角度間隔で５つのＬＥＤユニット１０が設けられている。次に、各ＬＥＤユニット１０の詳細を説明する。
各ＬＥＤユニット１０は、多数の小穴（図示せず）を明けられた金属製のパンチプレートからなる平板状のユニット基板１１を有している。各ユニット基板１１は、照明装置本体４に、照明装置本体４に取り付けられたユニット支持具１２(図２および５参照)およびユニット基板１１に取り付けられたユニット支持具１３を介して、矢印Ａで示されるように回動軸１４を中心として回動可能に支持されることにより、照明装置本体４の中心軸線に対する傾きを可変とされている。これにより、ＬＥＤユニット１０全体が照明装置本体４に、矢印Ａで示されるように該照明装置本体４の中心軸線に対する傾きを可変に支持されている。各ユニット基板１１には、それぞれ３つの反射体１５が支持されている。各反射体１５は放物面またはそれに近い形状の凹面状反射面１６を有しており、該凹面状反射面１６の中心部を小ねじ１７およびナット１８により緩くねじ止めされている。これにより、各反射体１５はユニット基板１１に対して若干あらゆる方向に傾くことができるようになっている。各反射体１５の凹面状反射面１６の中心部付近の背面とユニット基板１１との間には発泡ウレタン等のゴム弾性を有する発泡材１９が介在されている。前記ユニット基板１１には、図２，５および７に示されるように、１２０度間隔で３本の反射角調整ねじ２０が螺合されており、これらの反射角調整ねじ２０の先端は反射体１５の背面に押圧されるようになっている。したがって、各反射角調整ねじ２０を回転することにより、ユニット基板１１に対する反射体１５の傾きを調整できる。
各反射体１５は大略短い筒状をなす金属からなる反射体ケース２１内に収容されている。各反射体ケース２１は、ユニット基板１１および反射体１５に対してユニット基板１１と垂直方向（大略反射体１５の光軸方向）に移動可能とされている。図２，５および７に示されるように、各反射体ケース２１に１２０度間隔で一体的に設けられた突出折り曲げ部２１ａには、ユニット基板１１に挿通された３本のＬＥＤ位置調整ねじ２２が螺合されている。ユニット基板１１と突出折り曲げ部２１ａとの間には、各ＬＥＤ位置調整ねじ２２に貫通された状態で、圧縮コイルばね２３が介装されており、各ばね２３は、ＬＥＤ位置調整ねじ２２部分において、反射体ケース２１とユニット基板１１との間の間隔を広げる方向に付勢している。
各反射体ケース２１には、銅合金、アルミニウム合金等の金属からなる３枚の帯状の放熱板２４を介して銅合金、アルミニウム合金等の金属からなるＬＥＤ支持体２５が取り付けられている。このＬＥＤ支持体２５は、各反射体１５の凹面状反射面１６の前方、かつ該反射面１６の光軸上に位置されている。ここで、図２，３，５および６に示されるように、前記放熱板２４は、大略凹面状反射面１６の光軸と平行な平面内に広がるようにして(すなわち、反射面１６の光軸と平行方向に見ると、放熱板２４の板厚が見えることとなるように)、ＬＥＤ支持体２５から反射体ケース２１へ放射状に延びている。各ＬＥＤ支持体２５には、反射面１６の前方、かつ反射面１６の光軸上に位置し、該反射面１６に向かって光を放射するようにＬＥＤ素子２６が取り付けられている。
ここにおいて、各ＬＥＤユニット１０に合計３つ設けられているＬＥＤ素子２６は、それらの発光色(発光スペクトル)を同一ではなく、それぞれ白、青、赤と互いに異なる発光色とされており、それらの異なる発光色の組み合わせにより全体として演色性が高まるようにされている。
図２および４に示されるように、前記回転体８の外周部付近には５本の焦点連結棒２７の一端部がそれぞれ相対的に回転可能に結合されている。図２および５に示されるように、各焦点連結棒２７の他端部は各ＬＥＤユニット１０のユニット基板１１に、接続具３１および自在継手機構２８を介して、相対的にあらゆる方向に回転可能に結合されている。ここにおいて、前記動力伝達機構９、回転体８、焦点連結棒２７および自在継手機構２８等は、本実施例における焦点調節連係機構を構成しており、前記回転体８が回転されると、図２，４および５の矢印Ｂで示されるように焦点連結棒２７が押し引きされることにより、図２および５の矢印Ａで示されるように、各ユニット基板１１ひいては各ＬＥＤユニット１０が同時に連動して、それぞれ回動軸１４を中心として回動し、照明装置本体４の中心軸線に対する傾きを変化するようになっている。
図２および３に示されるように、前記照明装置本体４の一部をなしていて該本体４の下部を覆う下部カバー４ａのうちの各ＬＥＤユニット１０に対応する位置には、５つの窓部２９が設けられている。これらの窓部２９には透明ないしは透光性のランプカバー３０が設けられている(ただし、図３は、ランプカバー３０を取り外して示している)。
次に、本実施例の作動を説明する。各ＬＥＤ素子２６から放射された光は各凹面状反射面１６によって反射されて、大略平行光線とされて、窓部２９およびランプカバー３０(図２および３参照)を通して外部に射出される。ここで、各凹面状反射面１６から射出される光束の状態は、ＬＥＤ位置調整ねじ２２を回転して反射体ケース２１とユニット基板１１との間の間隔、ひいては凹面状反射面１６とＬＥＤ素子２６との間の間隔を調整することにより、調整できる。基本的にはＬＥＤ素子２６の発光部を凹面状反射面１６の焦点位置に位置させることになるが、上述のように凹面状反射面１６とＬＥＤ素子２６との間の間隔を調整することにより、照明部位に形成される光のスポットの大きさを調整することができる。
また、各ＬＥＤユニット１０毎の凹面状反射面１６の角度調整は、反射角調整ねじ２０を回転し、各ねじ２０が反射体１５の背面を押す距離を変化することによって行うことができる。この角度調整により、想定される照明部位(例えば、照明装置１から１ｍの位置)において各ＬＥＤユニット１０毎の３つの凹面状反射面１６から射出される光のスポットが１点に重なり合うようにする。なお、本実施例では、１つのＬＥＤユニット１０毎における複数の凹面状反射面１６を互いに別部材としているので、製造上、各凹面状反射面１６の角度を当初から正確に設定することが困難なため、上述のように各凹面状反射面１６の傾き調整可能としているが、例えば、１つのＬＥＤユニット１０毎における複数の凹面状反射面１６を一体成形するようにすれば、各凹面状反射面１６の傾き調整機構は不要となる。
次に、照明装置１全体の光の焦点の調節は次のようにして行う。センター焦点調節ハンドル６または焦点調節ノブ７を回転し、動力伝達機構９を介して回転体８を回転させることにより、焦点連結棒２７が押し引きし、図２および５の矢印Ａで示されるように、各ＬＥＤユニット１０を同時に回転軸１４を中心として回動させ、照明装置本体４の中心軸線に対する傾きを変化させる。これにより、照明装置１全体から射出される光の焦点の調節することができる。
このように調整された状態で、各ＬＥＤ素子２６から放射された光は、各凹面状反射面１６によって反射されて、外部に射出され、互いに重ね合わされて照射対象部を照射する。ここで、この医用照明装置１においては、単一の発光色のＬＥＤ素子２６を使用するのではなく、ＬＥＤユニット１０毎に、発光色が異なる複数のＬＥＤ素子２６を組み合わせて用いるので、全体として演色性を高めることができる。
また、凹面状反射面１６によりＬＥＤ素子２６の発光を集光して、射出するので、光の分布を均一にし、影が出にくくすることができるとともに、ＬＥＤ素子２６の発光部から該ＬＥＤ素子２６の軸線方向よりう遠く外れた周辺部に向かって発せられる光も利用でき、ＬＥＤ素子２６の光出力を効率よく利用することができる。
さらに、本実施例では、ＬＥＤ素子２６を支持するＬＥＤ支持体２５から放射状に延びる放熱板２４を設け、当該放熱板２４は大略凹面状反射面１６の光軸と平行な平面内に広がるようにされているので、ＬＥＤ素子２６の発熱を適切に放熱し、ＬＥＤ素子２６の寿命を長くすることができるとともに、放熱板２４の存在が光の照射を実質的に妨げないようにすることができる。
なお、前記実施例では、各ＬＥＤユニット毎における複数のＬＥＤ素子２６の発光色の組み合わせを白、青、赤としているが、このＬＥＤ素子の発光色の組み合わせは他の色の組み合わせとしてもよい。
また、前記実施例では、ＬＥＤユニット１０の数を５つとしているが、ＬＥＤユニットの数は任意数とできる。
また、前記実施例では、１つのＬＥＤユニット１０毎のＬＥＤ素子２６の数を３つとしているが、ＬＥＤユニット１つ当たりのＬＥＤ素子の数は２以上の任意数とすることができる。
以上のように本発明による医用照明装置は、各医療分野において、患者の手術対象部等を照明する医用照明装置として有用である。
本発明による医用照明装置の一実施例を、アームを介して手術室等の天井に取り付けた状態で示す側面図である。 前記実施例を示す断面図である。 前記実施例を示す底面図である(ランプカバーは取り外して示している)。 前記実施例における回転体と焦点連結棒の結合状態を示す平面図である。 前記実施例におけるＬＥＤユニットの一つを部分的に示す拡大断面図である。 前記実施例における１つの反射体部分を示す底面図である。 前記実施例におけるユニット基板に対する反射体の取付状態を示す平面図である。
符号の説明
１ 医用照明装置
４ 照明装置本体
６ センター焦点調節ハンドル(焦点操作体)
７ 焦点調節ノブ(焦点操作体)
８ 回転体(焦点調節連係機構)
９ 動力伝達機構(焦点調節連係機構)
１０ ＬＥＤユニット
１６ 凹面状反射面
２４ 放熱板
２５ ＬＥＤ支持体
２６ ＬＥＤ素子
２７ 焦点連結棒(焦点調節連係機構)
２８ 自在継手機構(焦点調節連係機構)

Claims (3)

  1. 単数または複数のＬＥＤユニットを有してなり、
    各前記ＬＥＤユニットは、それぞれ、複数の凹面状反射面と、これらの反射面の前方に、該反射面に向かって光を放射するようにそれぞれ設けられたＬＥＤ素子とを有し、
    各前記ＬＥＤユニットにおいて、各前記ＬＥＤ素子から放射された光は各前記凹面状反射面によって反射されて、外部に射出され、重ね合わされて照射対象部を照射するようになっており、
    各前記ＬＥＤユニットの前記複数のＬＥＤ素子は、演色性が高まることとなるように発光色が異なる組み合わせとされている医用照明装置。
  2. 照明装置本体と、この照明装置本体の中心軸線の周りに、該中心軸線に対する傾きを可変に支持された複数のＬＥＤユニットと、前記照明装置本体に取り付けられた焦点操作体と、前記複数のＬＥＤユニットと前記焦点操作体との間に介在され、前記焦点操作体が操作されたとき、前記複数のＬＥＤユニットから外部に射出される光の焦点の位置が変化されるように、前記中心軸線に対する前記複数のＬＥＤユニットの傾きを連動して変化させる焦点調節連係機構とを有してなり、
    各前記ＬＥＤユニットは、それぞれ、複数の凹面状反射面と、これらの反射面の前方に、該反射面に向かって光を放射するようにそれぞれ設けられたＬＥＤ素子とを有し、
    各前記ＬＥＤユニットにおいて、各前記ＬＥＤ素子から放射された光は各前記凹面状反射面によって反射されて、外部に射出され、互いに重ね合わされて照射対象部を照射するようになっており、
    各前記ＬＥＤユニットの前記複数のＬＥＤ素子は、演色性が高まることとなるように発光色が異なる組み合わせとされている医用照明装置。
  3. 前記ＬＥＤ素子を支持するＬＥＤ支持体と、このＬＥＤ支持体から放射状に延びる板状の放熱板を有し、前記放熱板は大略前記凹面状反射面の光軸と平行な平面内に広がるように配設されている請求項１または２記載の医用照明装置。
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