CN107613900A - 手术显微镜装置和手术显微镜系统 - Google Patents

手术显微镜装置和手术显微镜系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，在手术部位的视频图像不能正常显示的情况下能够更容易地对手术部位进行观察。提供一种手术显微镜装置，其配备有：显微镜单元，用于对观察目标成像并输出视频信号；支撑单元，用于支撑显微镜单元，所述支撑单元被构造为平衡臂；以及辅助观察装置，可拆卸地附接到显微镜单元或支撑单元，并且被构造成使得能够观察显微镜单元的观察范围。

Description

手术显微镜装置和手术显微镜系统
技术领域
本公开涉及手术显微镜装置和手术显微镜系统。
背景技术
在相关技术中，例如，在以细小区域为目标的手术操作(诸如神经外科)中，使用用于放大观察操作部位的显微镜装置。显微镜装置由显微镜单元构成，该显微镜单元由臂单元(支撑单元)支撑(例如，参见专利文献1和2)。
由于操作部位可以是极其小的区域，因此需要显微镜装置来能够精确地调节显微镜单元的位置，以观察外科医生所期望的位置。因此，如由专利文献1和2中描述的显微镜装置所例示的，支撑显微镜单元的支撑单元在许多情况下被构造为包括配重(平衡块)的平衡臂。通过将支撑单元构造为平衡臂，外科医生能够以仿佛在无重量的环境中操作显微镜单元的感觉来移动显微镜单元，并且可以提高外科医生的可操作性。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP H8-266555A
专利文献2：JP 2005-6960A
发明内容
技术问题
在这里，在专利文献1和2中描述的显微镜装置中的显微镜单元是光学的，并且外科医生通过直接凝视设置在显微镜单元上的目镜来观察操作部位。在下文中，为了方便起见，将设置有光学显微镜单元的显微镜装置也称为光学显微镜装置。
同时，近年来，已经开发了设置有电子成像显微镜单元的显微镜装置，该电子成像显微镜单元配备有图像传感器并能够电子地对操作部位成像。利用设置有电子成像显微镜单元的显微镜装置(在下文中，为了方便起见，也称为电子成像显微镜装置)，由显微镜单元成像的操作部位的图像显示在安装于手术室中的显示装置上，并且外科医生在观察显示装置上示出的操作部位的图像的同时执行手术。
利用这种电子成像显微镜装置，为了进一步提高患者的安全性，期望准备替代的观察手段，以便即使在由于某些原因操作部位的图像不再正常显示在显示装置上的情况下也能够继续手术。作为替代的观察手段，可以想到例如除电子成像显微镜装置之外还可以准备单独的光学显微镜装置。
然而，提供替代显微镜装置导致成本增加。此外，由于除了首先使用的电子成像显微镜装置之外，还需要对替代显微镜装置进行准备，所以工作量增加，医务人员的负担变大。此外，由于需要确保安装替代显微镜装置的空间，因此手术室的内部变得拥挤。
因此，本公开提出新的且改进的手术显微镜装置和手术显微镜系统，其能够在操作部位的图像不再正常显示的情况下更容易地继续观察操作部位。
问题的解决方案
根据本公开，提供了一种手术显微镜装置，其包括：显微镜单元，对观察目标成像，输出图像信号；支撑单元，支撑显微镜单元并被构造为平衡臂；以及辅助观察装置，可附接到显微镜单元或支撑单元并被构造成能够观察由显微镜单元提供的观察范围。
此外，根据本公开，提供了一种手术显微镜系统，其包括：显微镜装置，包括对观察目标成像并输出图像信号的显微镜单元、支撑显微镜单元并被构造为平衡臂的支撑单元、以及可附接到显微镜单元或支撑单元并被构造成能够观察由显微镜单元提供的观察范围的辅助观察装置；以及显示装置，其基于图像信号来显示图像。
根据本公开，在手术显微镜装置中，设置有辅助观察装置，该辅助观察装置可附接到显微镜单元或支撑单元，并且被构造能够观察由显微镜单元提供的观察范围。因此，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，辅助观察装置可以用于在直接观察观察目标(操作部位)的同时能够继续进行手术。
发明的有益效果
根据如上所述的本公开，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，可以更容易地继续观察操作部位。注意到，上述效果不一定是限制性的。利用或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的效果或可从本说明书中掌握的其它效果中的任一个。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的显微镜系统的示例性构造的图。
图2是示出了根据第一实施例的辅助观察装置的构造的立体图。
图3是示出了将根据第一实施例的辅助观察装置附接到显微镜单元的方法的图。
图4是示出了如何将根据第一实施例的辅助观察装置附接到显微镜单元的轮廓图。
图5是示出了如何将根据第二实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元的轮廓图。
图6是示出了将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元的方法的图。
图7是示出了如何将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元的图。
图8是示出了如何将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元的轮廓图。
图9是示出了如何将根据第四实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元的轮廓图。
具体实施例
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在本说明书和附图中，利用相同的附图标记指代具有基本相同功能和结构的结构元件，并且省略这些结构元件的重复说明。
在下文中，将按照以下顺序进行说明。
1.第一实施例
1-1.显微镜装置的整体构造
1-2.辅助观察装置的构造
2.第二实施例
2-1.辅助观察装置的构造
3.第三实施例
3-1.辅助观察装置的构造
4.第四实施例
4-1.辅助观察装置的构造
5.补充说明
注意，以下为了方便起见，将对根据本公开的各个实施例的显微镜装置执行各种操作的用户指定为外科医生。然而，这种指定不限制使用显微镜装置的用户，并且对显微镜装置的各种操作也可以由任何用户(诸如医疗人员的其他成员等)来执行。
(1.第一实施例)
(1-1.显微镜装置的整体构造)
参照图1，将描述根据本公开的第一实施例的显微镜系统的构造，另外，将描述构成这种显微镜系统的显微镜装置的整体构造。图1是示出了根据第一实施例的显微镜系统的示例性构造的图。
参照图1，根据第一实施例的显微镜系统1由显微镜装置10和显示装置20构成，该显微镜装置支撑显微镜单元110并利用显微镜单元110对患者的操作部位进行成像，该显示装置显示由显微镜装置10成像的操作部位的图像。在手术期间，外科医生在参照由显微镜装置10成像并显示在显示装置20上的图像的同时观察操作部位，并对该操作部位执行各种处理。
(显示装置)
如上所述，显示装置20显示由显微镜装置10成像的患者的操作部位的图像。例如，显示装置20安装在对外科医生可见的位置，诸如在手术室的墙壁上。显示装置20的类型没有具体限制，可以使用各种已知类型显示装置中的任一种作为显示装置20，诸如阴极射线管(CRT)显示装置、液晶显示装置、等离子体显示装置或电致发光(EL)显示装置。此外，显示装置20不一定需要安装在手术室内，也可以安装在通过佩戴在外科医生身体上使用的装置(诸如头戴式显示器(HMD)或眼镜型可佩戴装置)中。
(显微镜装置)
显微镜装置10设置有：显微镜单元110，用于执行患者的操作部位的放大观察；支撑单元120(臂单元120)，保持显微镜单元110；基座单元130，与支撑单元120的一端连接并支撑显微镜单元110和支撑单元120；以及控制装置140，控制显微镜装置10的操作。显微镜装置10是用于在手术期间执行患者的操作部位的放大观察的手术显微镜装置。
(基座单元130)
基座单元130支撑显微镜单元110和支撑单元12。基座单元130包括具有平面形状的平台131和设置在平台131的底面上的多个脚轮132。支撑单元120的一端连接到平台131的顶面，而显微镜单元110连接到从平台131延伸的支撑单元120的另一端(前端)。此外，显微镜装置10通过脚轮132与地面接触，并被构造成可通过脚轮132在地面上移动。
此外，平台131可以设置有用于存储稍后描述的辅助观察装置310的存储单元133。在操作部位的图像不再正常显示的情况下，外科医生能够从存储单元133取回辅助观察装置310，将辅助观察装置310适当地附接到显微镜单元110或支撑单元120，使用辅助观察装置310观察操作部位，并继续手术。注意到，下面(1-2.辅助观察装置的构造)将进一步详细地说明辅助观察装置310。
注意到，在下面的说明中，将相对于安装有显微镜装置10的地面的竖直方向定义为z轴方向。z轴方向也称为上下方向或竖直方向。另外，将与z轴方向相互正交的两个方向定义为x轴方向和y轴方向。将平行于x-y平面的方向也称为水平方向。
(显微镜单元110)
显微镜单元110由用于执行患者的操作部位的放大观察的显微镜主体构成。在所示示例中，显微镜单元110的光轴方向与z轴方向大致对准。显微镜单元110具有与电子成像显微镜相对应的构造，并且由具有大致中空的圆柱形状的筒状单元112和设置在筒状单元112内的成像单元111构成。另外，成像单元111由光学系统(诸如物镜和变焦镜头)和图像传感器构成，该图像传感器利用行进通过光学系统的光捕获物体(即，操作部位)的图像。
筒状单元112的底端上的光圈(aperture)设置有用于保护成像单元111的盖玻璃。光源还设置在筒状单元112的内部，并且在成像期间，利用通过盖玻璃从光源发出的照明光来照射物体。在该照明光中，从物体反射回来的光经由盖玻璃入射到成像单元111上，并因此通过成像单元111获取对应于操作部位(图像信号)的图像。
对于显微镜单元110，应用与各种已知类型的电子成像显微镜单元中的任一种相对应的构造是足够的，并为此，在这里将减少或省略其详细说明。例如，可以将各种已知类型的图像传感器中的任一种应用为成像单元111的图像传感器，诸如电荷耦合器件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。此外，成像单元111也可以被构造为配备有一对图像传感器的立体照相机。此外，各种已知类型的构造中的任一种可以应用于成像单元111的光学系统。另外，通常设置在电子成像显微镜单元中的各种类型的功能(诸如自动对焦(AF)功能和光学变焦功能)中的任一种可以设置在成像单元111中。
由显微镜单元110获取的图像信号被传输到控制装置140。在控制装置140中，例如，执行各种类型的图像处理，诸如伽马校正和白平衡调节。此外，在控制装置140中，也可以执行与电子变焦功能相关的图像处理，诸如放大和像素插补。已经经受图像处理的图像信号被传输到设置在手术室中的显示装置20，并且手术部位的图像例如通过光学变焦功能和/或电子变焦功能以期望的放大倍率适当地放大显示在显示装置20上。注意到，在控制装置140与显示装置20之间的通信可以通过各种已知的有线或无线方法中的任一种来实现。
注意到，用于执行上述图像处理的处理电路可以设置在显微镜单元110中，并且上述图像处理可以由显微镜单元110的处理电路执行，而不由控制装置140执行。在这种情况下，在设置在显微镜单元110中的处理电路中已执行合适的图像处理之后的图像信息可以从显微镜单元110传输到设置在手术室中的显示装置20。此外，在这种情况下，在显微镜单元110与显示装置20之间的通信可以通过各种已知的有线或无线方法中的任一种来实现。
显微镜单元110设置有用于控制显微镜单元110的操作的各种类型的开关。例如，显微镜单元110设置有用于调节显微镜单元110的成像参数的变焦开关151(变焦SW 151)和对焦开关152(对焦SW 152)，以及用于切换支撑单元120的操作模式的操作模式切换开关153(操作模式切换SW 153)。注意到，为了方便起见，图1示出了布置在筒状单元112的外侧面上的变焦SW151和对焦SW152，但在第一实施例中，如在图3所示以及在后文描述的，这些开关也可以设置在构成第一旋转轴单元210的大致中空圆柱形壳体的外侧面上。
外科医生能够通过操作变焦SW151和对焦SW152来分别调节显微镜单元110的放大倍率和焦距。此外，通过操作操作模式切换SW 153，外科医生能够在锁定模式与自由模式之间切换支撑单元120的操作模式。
在这里，锁定模式是这样一种操作模式，其中，通过使用制动器限制显微镜单元110围绕设置在支撑单元120中的每个旋转轴的旋转，来锁定显微镜单元110的位置和姿态。自由模式是这样一种操作模式，其中，释放制动器，从而允许显微镜单元110围绕设置在支撑单元120中的每个旋转轴的自由旋转，并且使外科医生能够通过直接操作来调节显微镜单元110的位置和姿态。在这里，直接操作是指外科医生例如用他或她的手抓持显微镜单元110并直接移动显微镜单元110的操作。例如，当外科医生按压操作模式切换SW 153时，支撑单元120的操作模式变为自由模式，而当外科医生将他或她的手从操作模式切换SW 153释放时，支撑单元120的操作模式变为锁定模式。
注意到，这些开关不一定需要设置在显微镜单元110上。在第一实施例中，显微镜装置10设置有具有与这些开关类似功能的用于接受操作输入的机构是足够的，并且这种机构的具体构造不受限制。例如，这些开关也可以设置在显微镜装置10的另一部分上。作为另一示例，可以使用诸如遥控器的输入装置，并且可以将与这些开关相对应的命令远程地输入到显微镜装置10中。
此外，为了简单起见，虽然在图1中将显微镜单元110的筒状单元112示出为简单的中空圆柱形构件，但实际上，筒状单元112也可以被创新地成形为由外科医生更容易地抓持。例如，当处于自由模式时，可以预期到在外科医生直接用手抓持筒状单元112的情况下移动显微镜单元110的操作。此时，由于外科医生在按压操作模式切换SW 153的同时执行移动显微镜单元110的操作，所以可以通过考虑在处于自由模式时的外科医生的操作性，来适当地决定筒状单元112的形状和操作模式切换SW 153的放置。此外，可以通过对外科医生的操作性的相似考虑，来适当地决定变焦SW 151和对焦SW 152的放置。
(控制装置140)
控制装置140例如由诸如中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)的处理器，或这些处理器与诸如存储器的部件一起安装在其上的控制板构成。通过执行根据一定程序的计算处理，控制装置140控制显微镜装置10的操作。
例如，控制装置140包括通过响应于由外科医生经由上述操作模式切换SW 153执行的操作输入，控制设置在支撑单元120的每个接合单元中的制动器的驱动，来切换上述支撑单元120的操作模式的功能。作为另一示例，控制装置140包括响应于由外科医生经由上述变焦SW 151和对焦SW 152执行的操作输入，适当地驱动显微镜单元110的成像单元111中的光学系统，以调节显微镜单元110的放大倍率和焦距的功能。此外，控制装置140包括对由显微镜单元110成像的图像信号执行各种类型的图像处理并将处理后的图像信号传输到设置在手术室中的显示装置20。
注意到，在所示示例中，控制装置140被设置为与显微镜单元110、支撑单元120和基座单元130不同的构造，并且通过电缆连接到基座单元130。然而，第一实施例不限于此示例。例如，实现类似于控制装置140的功能的处理器、控制板等也可以设置在基座单元130的内部。此外，通过将实现类似于控制装置140的功能的处理器、控制板等内部地结合到显微镜单元110中，可以以一体的方式构造控制装置140和显微镜单元110。(支撑单元120)
支撑单元120保持显微镜单元110，并三维地移动显微镜单元110同时还在移动之后锁定显微镜单元110的位置和姿态。在第一实施例中，支撑单元120被构造为具有六个自由度的平衡臂。然而，第一实施例不限于此示例，并且支撑单元120还可以被构造成具有不同数量的自由度。通过将支撑单元120构造为平衡臂并对显微镜单元110和支撑单元120整体采取具有力矩平衡的构造，变得可以以较小的外力移动显微镜单元110，并且可以进一步改进外科医生的操作性。
支撑单元120设置有对应于六个自由度的六个旋转轴(第一轴线O1、第二轴线O2、第三轴线O3、第四轴线O4、第五轴线O5和第六轴线O6)。在下面的描述中，为了方便起见，构成每个旋转轴的构件将共同称为旋转轴单元。例如，旋转轴单元可以由诸如轴承、可旋转地插入该轴承中的轴和限制围绕旋转轴旋转的制动器的部件构成。稍后描述的四联杆机构240也可以被认为是旋转轴单元中的一个。
支撑单元120由对应于每个旋转轴的第一旋转轴单元210、第二旋转轴单元220、第三旋转轴单元230、第四旋转轴单元240、第五旋转轴单元250和第六旋转轴单元260，通过第一旋转轴单元210至第六旋转轴单元260彼此可旋转连接的第一臂单元271、第二臂单元272、第三臂单元273和第四臂单元274，以及用于维持显微镜单元110和支撑单元120整体的力矩平衡的配重280构成。注意到，第四旋转轴单元240对应于四联杆机构240。
注意到，在下面的描述中，当描述支撑单元120的构造时，设置有显微镜单元110的一侧也可以称为前端侧或前端单元，而靠近基座单元130的一侧可以也可以称为基端侧或基端单元。
第一旋转轴单元210具有大致中空的圆柱形形状，并且连接到显微镜单元110的筒状单元112的基端单元，使得中心轴线大致与显微镜单元110的筒状单元112的中心轴线对准。第一旋转轴单元210可旋转地支撑显微镜单元110，其旋转轴方向(第一轴线O1方向)是与显微镜单元110的光轴大致对准的方向。在图1所示的示例中，第一轴线O1被设置为大致平行于z轴的旋转轴。通过第一旋转轴单元210使显微镜单元110围绕第一轴线O1旋转，来调节由显微镜单元110捕获的图像的方向。
注意到，在所示示例中，显微镜单元110的成像单元111的一部分被储存在构成第一旋转轴单元210的中空圆柱形壳体内。换句话说，显微镜单元110和第一旋转轴单元210被构造为一体式构件。然而，第一实施例不限于此示例，并且第一旋转轴单元210和显微镜单元110也可以被构造为相互独立的构件。
沿与第一轴线O1大致垂直的方向延伸的第一臂单元271的前端连接到第一旋转轴单元210。此外，在第一臂单元271的基端处设置有可旋转地支撑第一臂单元271的第二旋转轴单元220，其旋转轴方向(第二轴线O2方向)是大致平行于第一臂单元271的延伸方向的方向。第二轴线O2是大致垂直于第一轴线O1的旋转轴，并且在图1所示的示例中，第二轴线O2被设置为大致平行于y轴的旋转轴。通过第二旋转轴单元220使显微镜单元110和第一臂单元271围绕作为旋转轴的第二轴线O2旋转，来调节显微镜单元110在x轴方向上的位置。
沿大致垂直于第一轴线O1和第二轴线O2两者的方向延伸的第二臂单元272的前端连接到第二旋转轴单元220。另外，第二臂单元272的基端侧弯曲成L形，并且在与弯曲短边对应的位置处设置有可旋转地支撑第二臂单元272的第三旋转轴单元230，其旋转轴方向(第三轴线O3方向)为大致平行于与第二臂单元272的长边对应的部分的延伸方向的方向。第三轴线O3是大致垂直于第一轴线O1和第二轴线O2的旋转轴，并且在图1所示的示例中设置为大致平行于x轴的旋转轴。通过第三旋转轴单元230使显微镜单元110、第一臂单元271和第二臂单元272围绕作为旋转轴的第三轴线O3旋转，来调节显微镜单元110在y轴方向上的位置。
以这种方式，支撑单元120被构造成使得由于分别控制围绕第二轴线O2和第三轴线O3的旋转，因此控制显微镜单元110的姿态。换句话说，第二旋转轴单元220和第三旋转轴单元230可以是规定显微镜单元110的姿态的旋转轴单元。
四联杆机构240的顶侧的前端连接到第三旋转轴单元230的基端侧。四联杆机构240由布置成平行四边形的四个臂(臂241、臂242、臂243和臂244)，以及分别设置在与平行四边形的近似顶点对应的位置处的四个接合单元(接合单元245、接合单元246、接合单元247和接合单元248)构成。
沿大致平行于第三轴线O3的方向延伸的臂241的前端连接到第三旋转轴单元230。接合单元245设置在臂241的前端附近，而接合单元246设置在臂241的基端附近。臂242和243的前端分别连接到接合单元245和246，以允许围绕大致垂直于臂241的延伸方向的且大致彼此平行的相应旋转轴(第四轴线O4)的旋转。此外，接合单元247和248分别设置在臂242和243的基端上。臂244的前端和基端分别连接到这些接合单元247和248，以允许围绕第四轴线O4的旋转并还大致平行于臂241。
以这种方式，构成四联杆机构240的四个接合单元包括彼此大致平行且大致在相同方向上的旋转轴(第四轴线O4)，并围绕该第四轴线O4相互配合地操作。在图1所示的示例中，第四轴线O4设置为大致平行于y轴的旋转轴。换句话说，四联杆机构240包括多个接合单元，该多个接合单元围绕设置在相互不同的位置中但在相同方向上的旋转轴相互配合地旋转，并且起到将一端上的操作传输到另一端的传动机构的作用。通过设置四联杆机构240，经过四联杆机构240的前端侧的构造(即，显微镜单元110、第一旋转轴单元210、第二旋转轴单元220、第三旋转轴单元230、第一臂单元271和第二臂单元272)的运动被传输到四联杆机构240的基端侧。
在与基端隔开一定距离的臂242的一部分上，设置有可旋转地支撑四联杆机构240的第五旋转轴单元250，其旋转轴方向(第五轴线O5方向)是垂直于臂242的延伸方向的方向。第五轴线O5是大致平行于第四轴线O4的旋转轴，并且在图1所示的示例中设置为大致平行于y轴的旋转轴。沿z轴方向延伸的第三臂单元273的前端连接到第五旋转轴单元250，并且允许显微镜单元110、第一臂单元271、第二臂单元272和四联杆机构240经由第五旋转轴单元250围绕作为旋转轴的第五轴线O5相对于第三臂单元273旋转。
第三臂单元273为大致L形，其基端侧弯曲成大致平行于地面。允许第三臂单元273围绕正交于第五轴线O5的旋转轴(第六轴线O6)旋转的第六旋转轴单元260连接到第三臂单元273上的大致平行于地面的面。在图1所示的示例中，第六轴线O6设置为大致平行于z轴的旋转轴。
在所示示例中，第六旋转轴单元260与沿竖直方向延伸的第四臂单元274成一体。换句话说，第四臂单元274的前端连接到第三臂单元273的基端上的大致平行于地面的面。另外，第四臂单元274的基端连接到基座单元130的平台131的顶面。通过这种构造，显微镜单元110、第一臂单元271、第二臂单元272、四联杆机构240和第三臂单元273经由第六旋转轴单元260围绕作为旋转轴的第六轴O6相对于基座单元130旋转。
构成四联杆机构240的底侧的臂244形成为比构成顶侧的臂241更长，并且臂242的端部(该端部与第三旋转轴单元230连接在四联杆机构240上的部分相对对角地定位)延伸到四联杆机构240的外侧。在臂244的延伸端部上设置有配重280。调节配重280的质量和放置，使得围绕第四轴线O4产生的旋转力矩和围绕第五轴线O5产生的旋转力矩可以通过经过配重280本身的前端侧布置的构造(即，显微镜单元110、第一旋转轴单元210、第二旋转轴单元220、第三旋转轴单元230、第一臂单元271、第二臂单元272和四联杆机构240)的质量来抵消。
此外，调整第五旋转轴单元250的放置，使得比第五旋转轴单元250离前端侧更远布置的构造的重心定位在第五轴线O5上。此外，调整第六旋转轴单元260的放置，使得比第六旋转轴单元260离前端侧更远布置的构造的重心定位在第六轴线O6上。
通过以这种方式构造配重280的质量和放置、第五旋转轴单元250的放置和第六旋转轴单元260的放置，支撑单元120可以被构造为平衡臂，该平衡臂维持用于显微镜单元110和支撑单元120整体的力矩平衡。通过将支撑单元120构造为平衡臂，在外科医生试图通过直接操作来移动显微镜单元110的情况下，外科医生变得能够以较小的外力(几乎像无重量的状态)移动显微镜单元110。因此，可以改进用户操作性。
支撑单元120的第一旋转轴单元210至第六旋转轴单元260中的每个设置有制动器，该制动器分别限制第一旋转轴单元210至第六旋转轴单元260的旋转。注意到，对于四联杆机构240，由于四个接合单元(接合单元245至248)相互配合地旋转，因此在这些四个接合单元中的至少一个上设置用于四联杆机构240的制动器是足够的。这些制动器的驱动由控制装置140控制。通过在控制装置140的控制下同时释放所有这些制动器，支撑单元120的操作模式切换到自由模式。此外，通过在控制装置140的控制下类似地同时驱动所有这些制动器，支撑单元120的操作模式切换到锁定模式。
注意到，对于设置在第一旋转轴单元210至第六旋转轴单元260中的制动器，可以应用在典型的平衡臂中使用的各种类型的制动器中的任一种，并且具体机构不受限制。例如，这些制动器可以是机械驱动的，或者也可以是电驱动的电磁制动器。
(1-2.辅助观察装置的构造)
如上所述，在显微镜系统1中，由显微镜单元110成像的操作部位的图像显示在显示装置20上。然而，例如，在诸如电源故障的紧急情况期间，或者在构成显微镜系统1的装置中的一个中发生故障的情况下，可以预期到在显示装置20上不再正常显示操作部位的图像的情形。
在显微镜系统1中，为了进一步增加患者的安全性，期望的是即使在因为某些原因而不再正常显示操作部位的图像的情况下也能够继续手术。注意到，操作部位的图像不再正常显示的可想到的原因包括显微镜单元110的图像传感器的故障、显示装置20的故障、和/或显微镜装置10与显示装置20之间的通信故障。
因此，在本公开中，作为在操作部位的图像不再正常显示的情况下的替代的观察手段，提供可附接到显微镜单元110或支撑单元120的辅助观察装置。辅助观察装置例如是放大镜，并且在操作部位的图像不再正常显示的情况下，可以将辅助观察装置附接到显微镜单元110或支撑单元120，从而使外科医生能够在直接凝视辅助观察装置的同时继续手术。
注意到，在下面，将根据本公开的每个实施例的辅助观察装置是放大镜的情况作为示例进行描述。然而，在本公开中，辅助观察装置不限于放大镜。辅助观察装置设置有通过使外科医生直接凝视装置而能够进行操作部位的扩大观察的光学系统是足够的，并且具体的构造可以是任意的。
将参照图2至图4描述根据第一实施例的辅助观察装置的构造。图2是示出了根据第一实施例的辅助观察装置的构造的立体图。图3是示出了将根据第一实施例的辅助观察装置附接到显微镜单元110的方法的图。图4是示出了如何将根据第一实施例的辅助观察装置附接到显微镜单元110的轮廓图。注意到，图3和图4示出了从图1所示的显微镜装置10仅提取显微镜单元110和第一旋转轴单元210。然而，在图3和图4中，比图1更详细地示出显微镜单元110和第一旋转轴单元210的构造。
参照图2，根据第一实施例的辅助观察装置310由镜筒单元311、附接机构单元313、连接镜筒单元311和附接机构单元313的连接单元315以及用于将辅助观察装置310固定到显微镜单元110的固定构件317构成。
镜筒单元311由一对镜筒构成，镜筒单元的内部设置有用于执行操作部位的放大观察的光学系统，诸如透镜。通过从设置在顶端上的目镜凝视镜筒单元311，外科医生能够观察由设置在镜筒单元311内部的光学系统适当地放大的操作部位的状态。注意到，为了简单起见，从图示中省略了具体的构造，但镜筒单元311优选地设置有瞳孔间调节机构，瞳孔间调节机构能够根据外科医生的瞳孔间距来调节镜筒之间的距离。当使用辅助观察装置310时，通过利用瞳孔间调节机构适当地调节镜筒之间的距离，外科医生能够更清楚地观察操作部位。
连接单元315是杆状构件，其一端连接到镜筒单元311，而另一端连接到附接机构单元313。
附接机构单元313是用于将辅助观察装置310附接到显微镜单元110的机构。附接机构单元313具有与显微镜单元110的中空圆柱形的筒状单元112的外周对应的圆弧形状。当将辅助观察装置310附接到显微镜单元110时，如图3和图4所示，将辅助观察装置310安装在显微镜单元110上，使得沿显微镜单元110的筒状单元112的外周的部分区域由附接机构单元313的圆弧形状覆盖。
固定构件317例如是螺栓，并且是用于将辅助观察装置310固定到显微镜单元110的构件。具体地，在与显微镜单元110的筒状单元112的侧壁相对的附接机构单元313的面的部分区域中设置有开口，并且将螺纹切入该开口的内壁中。如图3和图4所示，在将辅助观察装置310安装在显微镜单元110的筒状单元112上的状态下，通过将固定构件317插入并拧紧到附接机构单元313的开口中直到尖端邻接筒状单元112的侧壁，来将辅助观察装置310固定到显微镜单元110。
当辅助观察装置310附接到显微镜单元110时，调整辅助观察装置310的镜筒单元311相对于连接单元315的连接角度(即，相对于显微镜单元110的光轴的倾斜角度)、镜筒单元311内部的光学系统等，允许用镜筒单元311观察由显微镜单元110提供的观察范围的至少一部分。
具体地，如图4所示，当辅助观察装置310附接到显微镜单元110时，可以调节相对于连接单元315的布置角度等，使得辅助观察装置310的镜筒单元311的光轴在大致对应于观察目标401(即，操作部位)的位置处与显微镜单元110的光轴相交。此外，可以通过考虑由显微镜单元110提供的观察范围，来调节设置在镜筒单元311内部的光学系统的放大倍率、焦距等。
在这里，在第一实施例中，镜筒单元311的光学系统也可以不设置有放大倍率调节功能和焦距调节功能，并且放大倍率和焦距可以是固定的。通过以这种方式构造镜筒单元311，可以简化辅助观察装置310的构造。然而，显微镜单元110的成像单元111可以设置有放大倍率调节功能和焦距调节功能。因此，在镜筒单元311的放大倍率和焦距固定的情况下，难以将镜筒单元311的光学系统构造成使得用镜筒单元311可观察到显微镜单元110的整个观察范围。因此，当实际设计镜筒单元311的光学系统时，例如，光学系统可被设计成具有适当的放大倍率和焦距，使得能够继续手术。在这种情况下，对于用镜筒单元311可观察到显微镜单元110的整个观察范围并不是完全必要的，并且可观察到观察范围的至少一部分是足够的。
以这种方式，通过将辅助观察装置310构造成能够观察到由显微镜单元110提供的观察范围的至少一部分，当在操作部位的图像不再正常显示的情况下外科医生附接辅助观察装置310并凝视镜筒单元311时，外科医生能够观察与直到那时为止已由显微镜单元110成像的范围对应的范围，并且能够顺利地继续手术。
注意到，在第一实施例中，在即使操作部位的图像不再正常显示，显微镜单元110的光源仍然正常运行的情况下，也可以在使用光源用来自显微镜单元110的照明光照射观察目标401的状态下，通过辅助观察装置310进行观察目标的观察。图4示出由照明光照射的照射范围403的模拟。
在这里，将参照图3和图4更详细地描述显微镜单元110和第一旋转轴单元210的构造。如上所述(1-1.显微镜装置的整体构造)，显微镜单元110由具有大致中空圆柱形形状的筒状单元112和设置在筒状单元112内部的成像单元构成。第一旋转轴单元210连接到显微镜单元110的筒状单元112的基端单元。此时，显微镜单元110的成像单元的一部分被储存在构成第一旋转轴单元210的中空圆柱形壳体211内部。换句话说，显微镜单元110和第一旋转轴单元210被构造为一体式构件。注意到，由于成像单元以这种方式设置在显微镜单元110和第一旋转轴单元210的壳体的内部，所以在图3和图4中省略了成像单元的图示，以防止附图变得复杂。
第一旋转轴单元210围绕第一轴线O1可旋转地支撑显微镜单元110，并且在这种情况下，构成第一旋转轴单元210的壳体211被构造成使得从其底端的一定长度的部分(在下文中指定为旋转单元212)与显微镜单元110一起旋转，而旋转单元212上方的部分是围绕第一轴线O1可旋转地支撑显微镜单元110和旋转单元212的部分(在下文中指定为固定单元213)。图1所示的第一臂单元271(在图2中未示出)连接到第一旋转轴单元210的固定单元213。另外，显微镜单元110的成像单元的一部分可以被储存在第一旋转轴单元210的旋转单元212内。
如上所述，根据第一实施例的辅助观察装置310附接到筒状单元112，并因此能够围绕第一轴线O1与显微镜单元110一起旋转。因此，在将辅助观察装置310附接到显微镜单元110之后，通过使显微镜单元110和辅助观察装置310围绕第一轴线O1旋转，可以容易地调节由辅助观察装置310提供的观察范围，使得可以更顺利地继续手术。
以上，参照图2至图4对根据第一实施例的辅助观察装置310的构造进行描述。如上所述，根据第一实施例，提供了在操作部位的图像不再正常显示的情况下附接到显微镜单元110的辅助观察装置310。在操作部位的图像不再正常显示的情况下，外科医生能够使用辅助观察装置310继续手术。此后，在解决操作部位的图像不正常显示的状态的情况下(例如，在准备对具有故障的装置的更换或者解决电源故障等的情况下)，使用恢复的显微镜系统1继续手术是足够的。以这种方式，根据第一实施例，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，可以尽可能多地继续手术直到状态得到解决，并且可以进一步改进手术期间的患者安全性。
此时，作为在操作部位的图像不再正常显示的情况下的替代的观察手段，例如，可想到除辅助观察装置310以外的装置，诸如佩戴在外科医生头上的头戴式放大镜或其他光学显微镜装置。然而，在用头戴式放大镜观察操作部位的情况下，为了从固定位置继续观察操作部位，有必要保持外科医生头部相对于操作部位的相对位置的恒定。由于放大镜的视野有限，一旦头部的位置被移动，在观察领域中再次捕获操作部位就不容易，并且对于不特别习惯于使用头戴式放大镜的外科医生而言，这样的头戴式放大镜不被认为是容易使用的。
另一方面，使用替代光学显微镜装置的情况导致增加的成本等于使这种替代显微镜装置可用的成本。另外，由于还需要在手术前准备替代显微镜装置，所以医务人员的工作量增加。此外，由于需要确保安装替代显微镜装置的空间，因此手术室的内部变得拥挤。
相反，根据第一实施例，如上所述，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，辅助观察装置310被设置为替代的观察手段。辅助观察装置310可以通过简单的操作而附接到显微镜装置10的显微镜单元110，并且外科医生能够使用辅助观察装置310立即继续观察操作部位。
此时，在使用辅助观察装置310的情况下，一旦已设定显微镜单元110的位置，操作部位和辅助观察装置310的相对位置关系就可以被锁定，并因此即使外科医生将他或她的头部短暂地从辅助观察装置310移动，外科医生也能够通过凝视辅助观察装置310立即再次观察操作部位。因此，不存在像上述头戴式放大镜那样的烦扰。此外，与替代显微镜装置相比，辅助观察装置310可以以低成本可用，而且不需要预先准备等。此外，辅助观察装置310可以被紧凑地构造，并且较小的空间足以作为储存位置，并因此也可以避免手术室内部变得拥挤的情况。
以这种方式，通过使用辅助观察装置310作为替代的观察手段，与使用头戴式放大镜或其他光学显微镜装置的情况相比，变得能够更容易地继续操作部位的观察。
注意到，在现有技术中，存在已知的内窥镜装置，其中，替代显微镜单元110，内窥镜由如图1所示的支撑单元120支撑。同样地，在这样的内窥镜装置中，与显微镜装置10类似地，期望的是即使在操作部位的图像不再正常显示的情况下也能够继续手术。然而，虽然依赖于用于手术的目标部位以及手术技术，但在内窥镜装置中，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，存在可以通过例如进行腹部或颅手术来继续手术的可能性。换句话说，对于内窥镜装置，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，存在可以继续手术而不需要使用辅助观察装置310的可能性。
另一方面，对于显微镜装置10，由于不存在诸如用于内窥镜装置的腹部或颅手术的替代手段，所以在操作部位的图像不再正常显示的情况下，不能继续手术除非通过某种方法执行操作部位的放大观察。以这种方式，辅助观察装置310被认为通过用于预设腹部或颅手术的显微镜装置10来表现出特别有益的效果。
注意到，例如如图1所示，辅助观察装置310被保持在设置于显微镜装置10中的储存单元133内。以这种方式，通过将辅助观察装置310保持靠近外科医生，在操作部位的图像不再正常显示的情况下，外科医生能够将辅助观察装置310取回并立即附接到显微镜装置110。然而，辅助观察装置310的储存位置不限于这样的示例，例如，辅助观察装置310也可以被储存于在紧急情况期间容易地取回的任意位置，诸如手术室内的某个位置。
注意到，在储存单元133内，描述诸如如何附接和如何使用辅助观察装置310的信息的手册也可以与辅助观察装置310保持在一起。由于辅助观察装置310是在操作部位的图像不再正常显示的情况下仅在紧急情况期间可以使用的装置，因此通常可以预期到外科医生将未牢固掌握如何使用辅助观察装置310。以这种方式，将手册保持在外科医生容易参考的位置被认为对外科医生是非常有用的。
(2.第二实施例)
现在将描述本公开的第二实施例。注意到，第二实施例对应于相对于上述第一实施例的辅助观察装置的附接位置的更改，并且其他特征(例如，诸如显微镜系统1的构造和显微镜装置10的整体构造)与第一实施例类似。因此，在第二实施例的以下描述中，将主要描述与第一实施例不同的特征，而将减少并省略与第一实施例重复的特征的详细描述。
(2-1.辅助观察装置的构造)
将参照图5描述根据第二实施例的辅助观察装置的构造。图5是示出了如何将根据第二实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元210的轮廓图。注意到，类似于图3和图4，图5示出从图1所示的显微镜装置10仅提取显微镜单元110和第一旋转轴单元210。由于显微镜单元110和第一旋转轴单元210的构造与上面参照图3和图4描述的内容(1-2.辅助观察装置的构造)相似，这里将减少或省略详细描述。另外，类似于图3，图4示出了观察目标401以及通过来自显微镜单元110的照明光照射的照射范围403。
参照图5，根据第二实施例的辅助观察装置320附接到构成第一旋转轴单元210的壳体211。更具体地，在第二实施例中，辅助观察装置320附接到构成第一旋转轴单元210的壳体211的旋转单元212。
注意到，辅助观察装置320的构造与根据第一实施例的辅助观察装置310的构造大致相似。具体地，辅助观察装置320由镜筒单元321、附接机构单元323、连接镜筒单元321和附接机构单元323的连接单元325以及用于将辅助观察装置320固定到第一旋转轴单元210的固定构件327构成。镜筒单元321、附接机构单元323、连接单元325和固定构件327的构造和功能类似于在根据第一实施例的辅助观察装置310中的这些构件的构造和功能，并因此这里将减少或省略详细描述。然而，附接机构单元323的圆弧形状形成为与第一旋转轴单元210的壳体211的外周对应的形状。
在这里，在第一实施例中，辅助观察装置310附接到显微镜单元110的筒状单元112上。如上所述(1-1.显微镜装置的整体构造)，筒状单元112可以是当外科医生通过直接操作来移动显微镜单元110时由外科医生抓持的部分。因此，在附接辅助观察装置310之后试图移动显微镜单元110的情况下，存在辅助观察装置310变为外科医生操作的障碍的可能性。
另一方面，根据第二实施例，辅助观察装置320未附接到筒状单元112，而是附接到构成第一旋转轴单元210的壳体211。因此，在附接辅助观察装置320之后，在外科医生试图通过直接操作来移动显微镜单元110的情况下，辅助观察装置320不会成为外科医生操作的障碍，并且可以进一步改进外科医生的操作性。
此外，由于辅助观察装置320附接到壳体211的旋转单元212，因此类似于第一实施例，可以使辅助观察装置320围绕第一轴线O1与显微镜单元110一起旋转。因此，可以通过旋转辅助观察装置320来容易地调节由辅助观察装置320提供的观察范围。
以上，参照图5对根据第二实施例的辅助观察装置320的构造进行描述。根据辅助观察装置320，除了与根据第一实施例的辅助观察装置310的类似的有益效果之外，还可以获得以下有益的效果。
即，辅助观察装置320附接到第一旋转轴单元210的壳体211，该壳体不是当外科医生试图通过直接操作来移动显微镜单元110时由外科医生抓持的部分。因此，即使在已附接辅助观察装置320的情况下，辅助观察装置320也不会成为直接操作的障碍，并且外科医生能够抓持筒状单元112以使显微镜单元110正常移动。因此，可以改进外科医生的操作性。以这种方式，根据第二实施例，可以提供能够进一步改进外科医生的操作性的辅助观察装置320。
(3.第三实施例)
现在将描述本公开的第三实施例。注意到，第三实施例对应于相对于上述第一实施例的辅助观察装置的附接机构单元的构造和辅助观察装置的附接位置的更改，并且其他特征(诸如显微镜系统1的构造和显微镜装置10的整体构造)与第一实施例相似。因此，在第三实施例的以下描述中，将主要描述与第一实施例不同的特征，而将减少或省略与第一实施例重复的特征的详细描述。
(3-1.辅助观察装置的构造)
将参照图6至图8对根据第三实施例的辅助观察装置的构造进行描述。图6是示出了将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元210的方法的图。图7是示出了如何将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元210的立体图。图8是示出了如何将根据第三实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元210的轮廓图。
注意到，类似于图3和图4，图6至图8示出了从图1所示的显微镜装置10仅提取显微镜单元110和第一旋转轴单元210。由于显微镜单元110和第一旋转轴单元210的构造与上面参照图3和图4所述的内容(1-2.辅助观察装置的构造)相似，因此这里将减少或省略详细描述。另外，类似于图4，图8示出了观察目标401以及通过来自显微镜单元110的照明光照射的照射范围403。
参照图6和图7，根据第三实施例的辅助观察装置330由镜筒单元331、附接机构单元333、连接镜筒单元331和附接机构单元333的连接单元335以及用于将辅助观察装置330固定到第一旋转轴单元210的固定构件337构成。镜筒单元331、连接单元335和固定构件337的构造和功能类似于在根据第一实施例的辅助观察装置310中的这些构件的构造和功能，并因此这里将减少或省略详细描述。然而，稍后描述的旋转机构设置在连接单元335与附接机构单元333之间的连接部位处。
在第三实施例中，附接机构单元333的构造与第一实施例不同。附接机构单元333是用于将辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210的机构。附接机构单元333包括第一部分和第二部分，第一部分具有与第一旋转轴单元210的壳体211的顶面的形状对应的大致半圆形状，第二部分从第一部分的圆弧形状的边缘沿大致竖直方向延伸一定长度。
当将辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210时，辅助观察装置330安装在第一旋转轴单元210上，使得附接机构单元333的第一部分放置在第一旋转轴单元210的壳体211的顶面上，而附接机构单元333的第二部分覆盖与壳体211的侧面上的顶面相距一定距离的区域。此时，壳体211的上部是可旋转地支撑显微镜单元110和旋转单元212的固定单元213。以这种方式，在第三实施例中，辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210的固定单元213。
这里，在第一实施例中，辅助观察装置310附接到显微镜单元110的筒状单元112。另外，在第二实施例中，辅助观察装置320附接到第一旋转轴单元210的旋转单元212。如图4和图5所示，利用这些构造，辅助观察装置310或320(即，目镜)的镜筒单元311或321的顶端可以紧挨显微镜单元110和第一旋转轴单元210定位。因此，当外科医生凝视镜筒单元311或312时，存在显微镜单元110和第一旋转轴单元210干扰外科医生头部并损害外科医生的用户体验的风险。
另一方面，根据第三实施例，辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210的壳体211的顶面(即，固定单元213的顶面)。因此，如图8所示，辅助观察装置330的镜筒单元331的目镜可以定位在比显微镜单元110和第一旋转轴单元210更高的位置处。因此，当外科医生凝视镜筒单元331时，显微镜单元110和第一旋转轴单元210不会成为外科医生的障碍，并且可以进一步改进外科医生的用户体验。
在这里，在辅助观察装置330中，旋转机构设置在连接单元335与附接机构单元333之间的连接部位处，从而允许镜筒单元331和连接单元335相对于附接机构单元333旋转。如图6所示，例如，通过设置穿透连接单元335和附接机构单元333的开口并通过这些开口插入诸如螺栓的连接构件来实现该旋转机构。在这种情况下，旋转机构可以被构造成使得镜筒单元331和连接单元335的旋转轴与第一旋转轴单元210中的旋转轴(第一轴线O1)大致同轴。换句话说，在辅助观察装置330中，镜筒单元331可以被构造成能围绕第一轴线O1旋转。
如上所述，由于辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210的固定单元213，因此辅助观察装置330不能像根据第一和第二实施例的辅助观察装置310和320那样与显微镜单元110一起旋转。然而，通过提供如上所述的旋转机构，可以使镜筒单元331相对于附接机构单元333(或者换句话说，相对于第一旋转轴单元210的固定单元213)围绕第一轴线O1旋转。因此，类似于第一和第二实施例，可以通过旋转辅助观察装置330来容易地调节由辅助观察装置330提供的观察范围。
以上，参照图6至图8对根据第三实施例的辅助观察装置330的构造进行描述。根据辅助观察装置330，除了与根据第一实施例的辅助观察装置310相似的有益效果之外，还可以获得以下有益效果。
即，辅助观察装置330附接到第一旋转轴单元210的壳体211的顶面。因此，辅助观察装置330的镜筒单元331的目镜布置在比显微镜单元110和第一旋转轴单元210更高的位置处，并且当外科医生凝视镜筒单元331时，显微镜单元110和第一旋转轴单元210不会成为外科医生的障碍。以这种方式，根据第三实施例，可以提供能够进一步改进外科医生的用户体验的辅助观察装置330。
(4.第四实施例)
现在将描述本公开的第四实施例。注意到，第四实施例对应于在根据上述第一至第三实施例的辅助观察装置310、320或330的镜筒单元311、321或331上设置稍后描述的角度调节机构。其他特征(例如，诸如显微镜系统1的构造和显微镜装置10的整体构造)与第一至第三实施例相似。因此，在以下的第四实施例的描述中，将主要描述与第一至第三实施例不同的特征，而减少或省略与第一至第三实施例重复的特征的详细描述。
注意到，在以下的第四实施例的描述中，作为一个示例，对角度调节机构设置在根据第三实施例的辅助观察装置330的镜筒单元331上的构造进行描述。然而，第四实施例不限于这样的示例，并且根据第四实施例的辅助观察装置还可以通过在根据第一和第二实施例的辅助观察装置310或320的镜筒单元311或321上设置角度调节机构来构造。
(4-1.辅助观察装置的构造)
将参照图9对根据第四实施例的辅助观察装置的构造进行描述。图9是示出如何将根据第四实施例的辅助观察装置附接到第一旋转轴单元210的轮廓图。注意到，类似于图6至图8，图9示出了从图1所示的显微镜装置10仅提取显微镜单元110和第一旋转轴单元210。由于显微镜单元110和第一旋转轴单元210的构造与上面参照图3和图4描述的构造(1-2.辅助观察装置的构造)相似，因此这里将减少或省略详细描述。另外，类似于图8，图9示出了观察目标401以及通过来自显微镜单元110的照明光照射的照射范围403。
参照图9，根据第三实施例的辅助观察装置340由镜筒单元341、附接机构单元343、连接镜筒单元341和附接机构单元343的连接单元345以及用于将辅助观察装置340固定到第一旋转轴单元210的固定构件347构成。这里，辅助观察装置340的各个部件构件(即，镜筒单元341、附接机构单元343、连接单元345和固定构件347)的构造和功能类似于在根据第三实施例的辅助观察装置330中的这些构件的构造和功能，因此这里将减少或省略详细描述。
然而，在第四实施例中，在镜筒单元341与连接单元345之间的连接部位处设置有角度调节机构345，该角度调节机构能够调节镜筒单元341相对于连接单元345的连接角度，或者换句话说，相对于显微镜单元110的光轴的倾斜角度。换句话说，辅助观察装置340被构造成能够调节镜筒单元341相对于显微镜单元110的光轴的倾斜角度。通过这种角度调节机构，如图9所示，可以调节镜筒单元341的光轴的方向，或者换句话说，由镜筒单元341提供的观察方向。
在这里，当在手术期间使用显微镜单元110观察操作部位时，预期将在适当地更改诸如显微镜单元110的焦距和放大倍率的因数的同时从各种距离和角度来观察操作部位。因此，当操作部位的图像不再正常显示并且辅助观察装置340附接到显微镜单元110时，显微镜单元110与操作部位之间的距离不一定总是相同的。
图9示出了如何根据显微镜单元110与观察目标401之间的距离通过角度调节机构来调节镜筒单元341的光轴的方向以指向观察目标401。以这种方式，通过根据显微镜单元110与观察目标401之间的距离适当地调节镜筒单元341的光轴的方向，可以通过镜筒单元341观察观察目标401的更清晰的图像。
注意到，设置在镜筒单元341内部的光学系统也可以设置有放大倍率调节功能和/或焦距调节功能。通过设置放大倍率调节功能和/或焦距调节功能，在调节镜筒单元341的角度的情况下，可以根据镜筒单元341与观察目标401之间的距离适当地调节镜筒单元341的放大倍率和/或焦距，使得可以观察观察目标401的更清晰的图像。
以上，参照图9对根据第四实施例的辅助观察装置340的构造进行描述。根据辅助观察装置340，除了与根据第三实施例的辅助观察装置330类似的有益效果之外，还可以获得以下有益效果。
换句话说，在辅助观察装置340中，设置有角度调节机构，该角度调节机构能够调节镜筒单元341相对于显微镜单元110光轴的倾斜角度。因此，利用这种角度调节机构，通过根据显微镜单元110与观察目标401之间的距离适当地调节镜筒单元341的光轴的方向，可以通过镜筒单元341观察观察目标401的更清晰的图像。
(5.补充说明)
以上已经参照附图描述了本公开的优选实施例，而本公开不限于上述示例。本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内发现各种改变和更改，并且应当理解，它们将自然地落入本公开的技术范围内。
例如，上面在第一至第四实施例中描述的特征也可以在可能的情况下彼此组合。例如，第四实施例中描述的放大倍率调节功能和/或焦距调节功能也可以设置在根据第一至第三实施例的镜筒单元311、321或331或辅助观察装置310、320或330的光学系统中。
此外，根据第二至第四实施例的辅助观察装置320、330或340的储存位置也可以类似于第一实施例。换句话说，辅助观察装置320、330或340的储存位置没有特别限制，并且辅助观察装置320、330或340例如也可以与手册一起储存在设置于显微镜装置10中的专用的储存单元133中，或者储存在紧急情况下可易于取回的任意位置，诸如手术室内部。
进一步地，本说明书中描述的效果仅是说明性或示例性的效果，并不是限制性的。也就是说，利用或替代上述效果，根据本公开的技术可以实现本领域技术人员从本说明书的描述中清楚的其他效果。
另外，本技术也可以如下构造。
(1)一种手术显微镜装置，包括：显微镜单元，其对观察目标成像并输出图像信号；支撑单元，其支撑显微镜单元并被构造为平衡臂；以及辅助观察装置，其可附接到显微镜单元或支撑单元并被构造成能够观察由显微镜单元提供的观察范围。
(2)根据(1)的手术显微镜装置，其中支撑单元围绕大致平行于显微镜单元的光轴的第一旋转轴可旋转地支撑显微镜单元，并且辅助观察装置附接到显微镜单元并能够围绕第一旋转轴与显微镜单元一起旋转。
(3)根据(1)或(2)的手术显微镜装置，其中辅助观察装置附接到除由外科医生抓持的部分以外的部分，该部分设置在显微镜单元上。
(4)根据(1)的手术显微镜装置，其中显微镜单元具有在底端上设置有物镜的筒状单元，支撑单元在筒状单元的顶端上支撑显微镜单元，并且辅助观察装置附接到支撑显微镜单元的支撑单元的部分的顶面。
(5)根据(1)至(4)中任一项的手术显微镜装置，其中辅助观察装置包括镜筒单元和附接机构单元，镜筒单元在内部设置有用于执行观察目标的放大观察的光学系统，附接机构单元用于将辅助观察装置附接到显微镜单元或支撑单元，并且镜筒单元被构造成能够围绕大致平行于显微镜单元的光轴的第一旋转轴旋转。
(6)根据(1)至(5)中任一项的手术显微镜装置，其中辅助观察装置包括镜筒单元和附接机构单元，镜筒单元在内部设置有用于执行观察目标的放大观察的光学系统，附接机构单元用于将辅助观察装置附接到显微镜单元或支撑单元，并且镜筒单元被构造成能够调节相对于显微镜单元的光轴的倾斜角度。
(7)根据(1)至(6)中任一项的手术显微镜装置，其中设置在辅助观察装置中的光学系统被构造成能够调节放大倍率和焦距中的至少一个。
(8)根据(1)至(7)中任一项的手术显微镜装置，其中手术显微镜单元包括用于储存辅助观察装置的储存单元。
(9)一种手术显微镜系统，包括：显微镜装置，其包括对观察目标成像并输出图像信号的显微镜单元、支撑显微镜单元并被构造为平衡臂的支撑单元以及可附接到显微镜单元或支撑单元并被构造能够观察由显微镜单元提供的观察范围的辅助观察装置；以及显示装置，其基于图像信号来显示图像。
附图标记列表
1：显微镜系统
10：显微镜装置
20：显示装置
110：显微镜单元
120：支撑单元(臂单元)
130：基座单元
131：平台
132：脚轮
133：储存单元
140：控制装置
210：第一旋转轴单元
220：第二旋转轴单元
230：第三旋转轴单元
240：第四旋转轴单元(四联杆机构)
250：第五旋转轴单元
260：第六旋转轴单元
241、242、243、244：臂
245、246、247、248：接合单元
271：第一臂单元
272：第二臂单元
273：第三臂单元
274：第四臂单元
310、320、330、340：辅助观察装置
311、321、331、341：镜筒单元
313、323、333、343：附接机构单元
315、325、335、345：连接单元
317、327、337、347：固定构件

Claims (9)

1.一种手术显微镜装置，包括：
显微镜单元，对观察目标成像并输出图像信号；
支撑单元，支撑所述显微镜单元并被构造为平衡臂；以及
辅助观察装置，能附接到所述显微镜单元或所述支撑单元并被构造成能够观察由所述显微镜单元提供的观察范围。
2.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
所述支撑单元围绕与所述显微镜单元的光轴大致平行的第一旋转轴能旋转地支撑所述显微镜单元，并且
所述辅助观察装置附接到所述显微镜单元并能够围绕所述第一旋转轴与所述显微镜单元一起旋转。
3.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
所述辅助观察装置附接到除设置在所述显微镜单元上的由外科医生抓持的部分以外的部分。
4.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
所述显微镜单元具有在底端上设置有物镜的筒状单元，
所述支撑单元在所述筒状单元的顶端上支撑所述显微镜单元，
并且
所述辅助观察装置附接到支撑所述显微镜单元的所述支撑单元的一部分的顶面。
5.根据权利要求4所述的手术显微镜装置，其中，
所述辅助观察装置包括镜筒单元和附接机构单元，所述镜筒单元在内部设置有用于执行所述观察目标的放大观察的光学系统，所述附接机构单元用于将所述辅助观察装置附接到所述显微镜单元或所述支撑单元，并且
所述镜筒单元被构造成能够围绕与所述显微镜单元的光轴大致平行的第一旋转轴旋转。
6.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
所述辅助观察装置包括镜筒单元和附接机构单元，所述镜筒单元在内部设置有用于执行所述观察目标的放大观察的光学系统，所述附接机构单元用于将所述辅助观察装置附接到所述显微镜单元或所述支撑单元，并且
所述镜筒单元被构造成能够调节相对于所述显微镜单元的光轴的倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
设置在所述辅助观察装置中的光学系统被构造成能够调节放大倍率和焦距中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，
所述手术显微镜装置包括用于储存所述辅助观察装置的储存单元。
9.一种手术显微镜系统，包括：
显微镜装置，包括显微镜单元、支撑单元和辅助观察装置，所述显微镜单元对观察目标成像并输出图像信号，所述支撑单元支撑所述显微镜单元并被构造为平衡臂，所述辅助观察装置能附接到所述显微镜单元或所述支撑单元并被构造成能够观察由所述显微镜单元提供的观察范围；以及
显示装置，基于所述图像信号来显示图像。
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