CN107735046A - 手术用显微镜装置和手术用显微镜系统 - Google Patents

Abstract

手术用显微镜装置(10)具有显微镜单元(110)和支撑显微镜单元(110)的支撑单元(120)。显微镜单元(110)拍摄手术台(340)上的患者(330)的手术部位，并输出视频信号。支撑单元(120)具有支撑柱(290c)。支撑柱(290c)围绕轴线(O5)可枢转地支撑第二臂(290b)。第二臂(290b)围绕轴线(O4)可枢转地支撑第一臂(290a)。第一臂(290a)支撑显微镜单元(110)。第二臂(290b)围绕轴线(O5)枢转，同时第一臂(290a)保持基本上水平，从而可以改变显微镜单元(110)的高度。第二臂(290b)的长度(V)大于第一臂(290a)的长度(H)，因此，显微镜单元(110)在垂直方向上的可移动范围相当大。因此，可以适应由外科医生站着进行手术以及由外科医生坐着进行手术。

Description

手术用显微镜装置和手术用显微镜系统

技术领域

本公开涉及一种手术显微镜装置以及一种手术显微镜系统。

背景技术

显微镜装置传统上用于放大和观察手术中的手术部位，诸如，针对微小区域的神经手术。显微镜装置具有由臂单元(支撑单元)支撑的显微镜单元(例如，参见专利文献1和2)。

手术部位可以是非常小的区域，使得显微镜装置需要能够高精度地调节显微镜单元的位置，以允许外科医生观察期望位置。因此，支撑显微镜单元的支撑单元被配置为在许多情况下包括配重(平衡力)的平衡臂，如专利文献1和2中描述的显微镜装置所例示的。配置为平衡臂的支撑单元允许外科医生移动显微镜单元，就像外科医生在零重力下操作显微镜单元一样，这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

此处是包含在专利文献1和2所描述的显微镜装置中的光学显微镜单元。外科医生直接通过设置在显微镜单元上的目镜观看，以观察手术部位。此时，在大多数情况下，外科医生在支撑单元下方进行观察(以下将称为架空型)(例如，参见专利文献2的图1)。因此，在许多情况下，假设包括光学显微镜单元的显微镜装置(为了方便起见，也称为光学显微镜装置)以架空型使用来设计支撑单元的结构。因此，整个装置的尺寸趋于增加。

同时，近来已经开发出包括图像传感器和可以对手术部位进行电子成像的电子成像显微镜单元的显微镜装置。包括电子成像显微镜单元的显微镜装置(为了方便起见，也将称为电子成像显微镜装置)将由显微镜单元捕获的手术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手术部位的图像的同时进行手术。

电子成像显微镜单元不需要诸如目镜的任何部件，并且因此，比光学显微镜单元更小且更轻。此外，光学显微镜单元需要将目镜单元设置在外科医生可以接触的位置，使得显微镜单元所需的可移动范围大致受限。相反，电子成像显微镜单元需要更宽的可移动范围，以允许电子成像显微镜单元从任何方向对手术部位进行成像。此外，相对于电子成像显微镜装置，外科医生在观看显示装置的同时进行手术。电子成像显微镜装置需要将支撑单元和显微镜单元设置成使得观察显示装置的外科医生的视野尽可能少地被阻碍。

以这种方式，电子成像显微镜装置的显微镜单元的配置、支撑单元所需的可移动范围、使用模式等与光学显微镜装置的那些都不同。因此，即使将假设以架空型使用而设计的光学显微镜装置中的支撑单元的配置直接应用于电子成像显微镜装置，该配置也并非始终适合于电子成像显微镜装置。

本公开然后提出了一种新颖的和改进的手术显微镜装置和手术显微镜系统，其中的每一项包括更适合于电子成像显微镜装置的支撑单元，并且由此可以进一步提高外科医生的便利性。

问题的解决方案

根据本公开，提供了一种手术显微镜装置，包括：显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及支撑单元，被配置为在前端支撑显微镜单元。在假设支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑第一臂的基端，支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与垂直方向和前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑第二臂的基端的情况下，支撑单元被配置为使得作为在第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的长度的第二臂的长度大于作为在第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的显微镜单元的光轴之间的长度的第一臂的长度。

此外，根据本公开，提供了一种手术显微镜系统，包括：显微镜装置，该显微镜装置包括：显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及支撑单元，被配置为在前端支撑显微镜单元，以及显示装置，被配置为基于图像信号显示图像。在假设支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑第一臂的基端，支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与垂直方向和前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑第二臂的基端的情况下，支撑单元被配置为使得作为在第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的长度的第二臂的长度大于作为第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的显微镜单元的光轴之间的长度的第一臂的长度。

根据本公开，外科显微镜装置的支撑单元被配置为使得第二臂的长度大于第一臂的长度。因此，当显微镜单元在手术中对手术部位成像时，可以在垂直方向上将显微镜单元固定到更宽的可移动范围，而同时保持第一臂大致水平。由显微镜单元捕获的手术部位的图像显示在安装于手术室中的显示装置上，并且外科医生使用手术显微镜装置在手术中观察显示装置上示出的手术部位的图像的同时进行手术。保持第一臂大致水平，因此确保外科医生的工作空间和视野，这可以进一步提高外科医生的便利性。此外，如果显微镜单元在垂直方向上固定到更宽的可移动范围，则可以覆盖在站立位置的手术和在就座位置的手术，在站立位置和就座位置中，显微镜单元具有不同的使用区域高度。换言之，根据本公开的手术显微镜装置使得在站立位置的手术和就座位置的手术中的任一种情况下，可以在保持第一臂大致水平的同时进行手术。

发明的有益效果

如上所述，根据本公开，包括更适合于电子成像显微镜装置的支撑单元，从而使得可以进一步提高外科医生的便利性。注意，上述效果不必是限制性的。具有或代替上述效果，可以实现本说明书中描述的任一种效果或可以从本说明书中掌握的其他效果。

附图说明

[图1]是示出使用现有光学显微镜装置的手术的示图。

[图2]是示出使用电子成像显微镜装置的手术的示图。

[图3]是示出显微镜单元的可移动范围的示意图。

[图4]是用于描述由使用模式要求的条件的说明图。

[图5]是用于描述图4所示的第二臂相对于支柱单元的旋转角度r₂的最大值r_2max的范围的说明图。

[图6]是用于描述电子成像显微镜装置中的水平所需到达距离(WH)的说明图。

[图7]是用于描述电子成像显微镜装置中的垂直所需到达距离(WV)的说明图。

[图8]是用于说明光学显微镜装置中的水平所需到达距离(WH)的说明图。

[图9]是示出根据本实施方式的显微镜系统的配置示例的示图。

[图10]是示出在站立位置使用根据本实施方式的显微镜装置的手术的示图。

[图11]是示出在就座位置使用根据本实施方式的显微镜装置的手术的示图。

[图12]是示出根据本实施方式的存储的显微镜装置的状态的示例的示图。

[图13]是示出根据将旋转轴添加到支撑单元的变形的显微镜装置的配置示例的示图。

[图14]是示出根据将电气单元添加到基座单元的变形的显微镜装置的配置示例的示图。

[图15]是示出根据将支柱单元配置为具有较大长度(T)的变形的显微镜装置的配置示例的示图。

[图16]是示出在就座位置使用根据本变形的显微镜装置的手术的示图。

[图17]是示出可以设置到每个旋转轴的机械减振机构的配置示例的示图。

[图18]是示出可以设置到每个旋转轴的减振机构的另一配置示例的示图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。在本说明书和附图中，具有大致相同的功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示，并且省略对这些结构元件的重复说明。

现在将按照以下顺序进行描述。

1.设想本公开的背景

1-1.现有光学显微镜装置的考虑

1-2.电子成像显微镜装置的研究

2.根据本实施方式的显微镜装置的支撑单元的设计理念

2-1.使用模式要求的条件

2-2.可移动范围和小型化要求的条件

2-3.安装位置要求的条件

2-4.条件的概述

2-5.支撑单元的具体设计示例

3.显微镜装置的配置示例

4.显微镜装置的使用示例

4-1.在站立位置手术时的使用示例

4-2.在就坐位置手术时的使用示例

5.变形

5-1.其中旋转轴添加到支撑单元的变形

5-2.其中电气单元添加到基座单元的变形

5-3.其中支柱单元被配置成具有更大长度(T)的变形

5-3-1.显微镜装置的概述

5-3-2.显微镜装置的示意性配置

5-3-3.支撑单元的设计理念

5-3-4.支撑单元的具体设计示例

5-3-5.显微镜装置的使用示例

5-4.包括图像减振机构的变形

6.补充信息

此处，显微镜装置主要包括显微镜单元、在前端支撑显微镜单元的支撑单元、以及支撑该支撑单元的基端的基座单元。方向将如下定义以描述显微镜装置的配置。即，下面的描述定义了垂直于显微镜装置安装在其上的地板的方向，作为z轴方向。z轴方向也将被称为上下方向或垂直方向。此外，与z轴方向正交的并且从基座单元观察时支撑单元延伸的方向(从基座单元观察时显微镜单元位于的方向)被定义为x轴方向。x轴方向也将被称为前后方向。此外，与x轴方向和z轴方向正交的方向被定义为y轴方向。y轴方向可以说是与垂直方向和前后方向正交的方向。此外，平行于x-y平面的方向也将被称为水平方向。

此外，当描述显微镜装置的支撑单元的配置时，下面的描述还将显微镜单元设置在其上的一侧称为前端侧、前端部等，并且将更靠近基座单元的一侧称为基端侧、基端部等。

此外，为了描述支撑单元的配置，为了方便起见，以下描述假设支撑单元被分为第一臂、第二臂和支柱单元这三个部分(也参见下面描述的图1和图9等)。

在三个部分中，第一臂被定位成最靠近前端。显微镜单元设置在第一臂的前端侧上。第一臂的基端由围绕平行于y轴的第一旋转轴线(即，垂直于垂直方向和前后方向)的第二臂的前端可旋转地支撑。具体地，当将显微镜单元设置成使得光轴大致垂直时，第一臂位于显微镜单元的光轴与第一旋转轴线之间。

支柱单元被定位成最靠近支撑单元的基端侧。支柱单元大致在垂直方向上从地板延伸，并且围绕平行于y轴的第二旋转轴线(即，垂直于垂直方向和前后方向)在前端可旋转地支撑第二臂的基端。

第二臂定位在第一臂与支柱单元之间。也可以说是第二臂定位在第一旋转轴线与第二旋转轴线之间。

支柱单元与第二臂之间的第二旋转轴线以及第二臂与第一臂之间的第一旋转轴线都与y轴方向(即垂直方向和前后方向)正交。因此，如果控制第二臂相对于支柱单元围绕第二旋转轴线的旋转角度以及第一臂相对于第二臂围绕第一旋转轴线的旋转角度，则确定显微镜单元在垂直平面(在x-z平面)中的位置。此外，第一臂的长度(H)(即，当显微镜单元被设置为使得光轴大致垂直时，显微镜单元的光轴与第一旋转轴线之间的距离(H))、第二臂的长度(V)(即，显微镜单元在垂直平面中的可移动范围基于第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的距离(V)以及支柱单元的长度(T)来确定。

以这种方式，第一臂的长度(H)、第二臂的长度(V)和支柱单元的长度(T)是指示支撑单元的结构和显微镜单元的可移动范围的重要参数。因此，以下假设支撑单元包括第一臂、第二臂和支柱单元。将描述支撑单元的配置，特别集中在这三个部分的长度。此外，为了方便起见，下面的描述使用措辞“支柱单元的长度(T)”，但是长度(T)实际上是指从地板到第二旋转轴线的长度，即，包括直到基座单元的支柱单元的长度。

此外，为了方便起见，将根据本公开的实施方式在显微镜装置上执行各种操作的用户描述为外科医生。然而，该描述不限制使用显微镜装置的用户。显微镜装置上的各种操作可以由诸如另一医务人员的任何用户执行。

(1.设想本公开的背景)

在描述本公开的优选实施方式之前，将描述本发明人为本公开设想的背景，以阐明本公开的目的和有益效果。

(1-1.现有光学显微镜装置的考虑)

将参考图1描述本发明人关于现有光学显微镜装置的考虑。图1是示出使用现有光学显微镜装置的手术的示图。图1示出了外科医生820使用显微镜装置810对躺在手术台840上的患者830进行手术。

显微镜装置810是光学显微镜装置，并且包括用于放大观察患者的手术部位(所示的示例中的头部)的光学显微镜单元801、在前端支撑显微镜单元801的支撑单元803以及支撑该支撑单元803的基端的基座单元805。此外，支撑单元803被配置为包括配重的平衡臂。

在手术中，显微镜装置810的显微镜单元801指向患者830的手术部位。外科医生820通过显微镜单元801的目镜单元查看，并且在直接观察由显微镜单元801以适当的倍率放大的手术部位的图像的同时进行手术。

此处，光学显微镜单元801包括诸如目镜单元的部件，并且比下面描述的电子成像显微镜单元更大且更重。支撑单元803因此更大且更重，以支撑显微镜单元801。配重的重量被设计成允许支撑单元803在整体上平衡。在支撑单元803较大的情况下，配重也较大以用于平衡。结果，整个装置更大。

如果在手术台840附近设置大型装置，则该大型装置干扰外科医生或另一医务人员工作。显微镜装置810被有利地设置成使得基座单元805的位置离手术台840更远。支撑单元803可以被配置为从更远的位置在外科医生820上方延伸到手术台840附近的区域。即，如图所示，外科医生820处于显微镜装置810的支撑单元803下方以在大多数情况下观察手术部位，这即被称为架空型。

假设以架空型使用而设计的支撑单元803具有第一臂807a，第一臂被配置为相对长以允许外科医生820处于支撑单元803下方。当第一臂807a越长时，第一臂807a更加重。因此，配重进一步更大，且整个装置也进一步更大。

以这种方式，光学显微镜装置810的支撑单元803的配置必须更大，以支撑光学显微镜单元801，并且使能够以架空型使用。结果，配重也更大。因此，整个装置的配置也趋于更大。

同时，显微镜单元801的可移动范围(显微镜单元801可到达的范围)取决于第一臂807a的长度、第二臂807b的长度和支柱单元807c的长度。如果第二臂807b延长以确保可移动范围，则支撑单元803的配置仍然较大。因此，配重非常大。为了确保显微镜单元801的可移动范围并使配重小型化，显微镜装置810的第二臂807b因此被配置为相对短。为了确保高度方向(z轴方向)上的移动范围，支柱单元807c被配置为相对长。

总之，在第一臂807a的长度表示为H、第二臂807b的长度表示为V、并且支柱单元807c的长度表示为T的情况下，现有光学显微镜装置810的支撑单元803被配置为使得在显微镜单元801的配置、使用模式等的要求下，满足“H>V并且T>V”或“H>T>V”。

以上已经参考图1描述了本发明人关于现有光学显微镜装置810的考虑。

(1-2.电子成像显微镜装置的研究)

近年来，已经很容易获得小而高分辨率的图像传感器。开发了不包括上述光学显微镜单元801而是包括可以用图像传感器对手术部位进行电子成像的电子成像显微镜单元的显微镜装置。

外科医生通过设置到光学显微镜单元801的目镜单元查看，以观察手术部位，并且观察中的外科医生的姿势受到目镜单元的位置(即显微镜单元801的姿势)的限制。在外科医生想要以各个角度观察手术部位的情况下，外科医生还必须根据显微镜单元801的姿势的变化来改变他或她的姿势，这是不方便的。此外，不可能从目镜单元所位于的外科医生不能观看的位置的方向来观察手术部位。因此，外科医生可以观察到的范围大致受限。显微镜单元所需的可移动范围也受限。

同时，包括电子成像显微镜单元的电子成像显微镜装置在安装于手术室中的显示装置上显示由显微镜单元捕获的手术部位的图像，并且外科医生在观察显示装置上示出的手术部位的图像的同时进行手术。因此，外科医生与显微镜单元之间的相对位置关系没有限制。可以从各个角度观察手术部位，并且外科医生可以以更舒适的姿势观察手术部位。以这种方式，电子成像显微镜装置可以进一步提高外科医生的便利性。

此处，适合于电子成像显微镜装置的支撑单元的结构可以不必与上述光学显微镜装置810的支撑单元803的结构相同。

例如，不需要向电子成像显微镜单元提供诸如目镜单元的部件，并且因此可以使电子成像显微镜单元远小于光学显微镜单元801。因此，可以进一步使电子成像显微镜装置中的支撑显微镜单元的支撑单元和配重的配置小型化，并且整个装置的配置也可能小型化。即使基座单元安装在更靠近手术台的位置，小型化装置也不干扰外科医生或另一医务人员工作。因此假设其中电子成像显微镜装置安装得更靠近手术台并使用的模式。以架空型使用不必是前提。

此外，如上所述，由于目镜单元与外科医生之间的位置关系，光学显微镜装置810的显微镜单元801所需的可移动范围大致限于局部区域。然而，可以从电子成像显微镜装置中的任何角度观察手术部位，并且因此其显微镜单元需要更宽的可移动范围。

此外，相对于电子成像显微镜装置，外科医生在观看显示装置的同时进行手术。电子成像显微镜装置需要将支撑单元和显微镜单元设置为使得观察显示装置的外科医生的视野尽可能少地受到阻碍。如果与架空型兼容的配置应用于电子成像显微镜装置，则支撑单元的前端部分和显微镜单元悬挂在外科医生上方并且位于外科医生的眼睛前方。因此，即使显微镜单元小，支撑单元和显微镜单元也可能阻碍外科医生的视野。因此，以其中显微镜单元位于外科医生的眼睛前方的架空型使用电子成像显微镜装置不是最佳使用方法。

以这种方式，电子成像显微镜装置的显微镜单元的配置、显微镜单元所需的可移动范围、使用模式等与光学显微镜装置的那些不同。因此，在参考图1所描述的光学显微镜装置中的支撑单元的配置直接应用于电子成像显微镜装置的情况下，该配置并不总是适合于电子成像显微镜装置。相反，该配置可能降低外科医生的便利性。

鉴于上述情况，需要考虑到电子成像显微镜装置的特征、使用模式等来配置电子成像显微镜装置的支撑单元，以进一步提高外科医生的便利性。本发明人然后已经积极地研究了更适合于电子成像显微镜装置并且可以进一步提高外科医生的便利性的配置，并且因此设想了本公开。下面详细描述本发明人设想的本公开的优选实施方式。

(2.根据本实施方式的显微镜装置的支撑单元的设计理念)

在描述根据本公开的优选实施方式的显微镜装置的具体配置之前，将参考图2至图8描述根据本实施方式的显微镜装置的支撑单元的设计理念。下面将在(3.显微镜装置的配置示例)中再次描述根据本实施方式的显微镜装置的具体配置示例。另外，下面的图2至图8在示出显微镜装置的支撑单元时为了简单起见简化了支撑单元，并且仅示意性地示出了支撑单元的第一臂、第二臂和支柱单元。

(2-1.使用方式要求的条件)

图2是示出使用电子成像显微镜装置的手术的示图。图2示出了外科医生(未示出)使用显微镜装置710对躺在手术台740上的患者730进行手术。

显微镜装置710是电子成像显微镜装置，包括用于放大观察患者的手术部位(所示示例中为胃)的电子成像显微镜装置701、在前端支撑电子成像显微镜装置701的支撑单元703、以及支撑该支撑单元703的基端的基座单元705。此外，图2没有示出，但是支撑单元703包括配重并且被配置为平衡臂。

图2还示出了显示由显微镜单元701捕获的手术部位的图像的显示装置760。外科医生在观看显示装置760上显示的手术部位的图像的同时进行手术。另外，本实施方式假定显示装置760安装为使得当在站立位置进行手术时，显示装置760可以大致位于外科医生的正前方。

考虑到这种使用模式，优选地是将显微镜单元701如图所示定位在显示装置760下方(更靠近手术部位的一侧)，以确保观看显示装置760的外科医生的视野。同时，显微镜单元701与手术部位之间的空间需要宽到一定程度，以确保允许外科医生将各种治疗应用于手术部位的工作空间。

此处，例如，在第一臂707a从显微镜单元701向下延伸(与图中虚线所示的第一臂707d的姿势相同的姿势)同时显微镜单元701定位在显示装置760下方以确保视野的情况下，第一臂707a限制了工作空间。

此外，例如，在第一臂707a从显微镜单元701向上延伸(与图中虚线所示的第一臂707e的姿势相同)同时显微镜单元701定位在显示装置760下方以确保视野的情况下，第一臂707a阻碍了外科医生观看显示装置760的视野。

为了同时确保外科医生的视野和外科医生的工作空间，因此，优选地如图所示配置支撑单元703，使得当显微镜单元701对手术部位成像时，第一臂707a大致是水平的。

此处，将参考图3考虑显微镜单元701的可移动范围。图3是示出显微镜单元的可移动范围的示意图。图3用虚线示出显微镜单元701的可移动范围750。然而，显微镜单元701不详细示出，而是简单地表示为圆形。

如图3所示，显微镜单元701的可移动范围750可以是由具有不同半径的两个弧包围的区域。这些弧的半径(即显微镜单元701的可移动范围750的大小)取决于第一臂707a的长度(H)和第二臂707b的长度(V)。

此处，将考虑显微镜单元701在垂直方向上的可移动范围。在第一臂707a保持大致水平的情况下，第一臂707a的长度(H)对显微镜单元701在垂直方向上的可移动范围没有贡献。可移动范围取决于第二臂707b的长度(V)。例如，在支撑单元703如上述光学显微镜装置810那样配置使得第一臂707a的长度(H)大于第二臂707b的长度(V)的情况下(即，在V相对短的情况下)，显微镜单元701在垂直方向上的可移动范围因此相当受限。如果支撑单元703被配置为使得第一臂707a的长度(H)大于第二臂707b的长度(V)，而使显微镜单元701在垂直方向上大幅移动，就不再能够保持第一手臂707a水平。与图2所示的第一臂707d和707e一样，第一臂707a可能阻碍外科医生的视野或干扰外科医生的工作空间。

同时，手术包括外科医生以站姿(站立位置)进行的手术和外科医生以坐姿(就座位置)进行的手术。在手术中，显微镜单元701定位在手术台740的正上方。然而，手术台740的高度在站立位置和就座位置之间是不同的，并且显微镜单元701的使用区域(在使手术部位成像时，显微镜单元701可以位于的区域)也具有不同的高度。如果显微镜单元701在垂直方向上的可移动范围窄，则因此难以覆盖在站立位置的手术和就座位置的手术。

为了在保持第一臂707a大致水平的同时，覆盖在站立位置的手术和就座位置的手术(即，将显微镜单元701固定为在垂直方向上的更宽的可移动范围)，因此，优选地将支撑单元703配置成使得第二臂707b的长度(V)大于第一臂707a的长度(H)。即，为了在保持第一臂707a大致水平的同时覆盖在站立位置的手术和就座位置的手术，支撑单元703所需的条件(为了方便起见，也将被称为“由使用模式要求的条件”)之一如下(条件1)所述。

(条件1)

V>H

此外，虽然将在下面(4.显微镜装置的使用示例)再次描述细节，但是在本实施方式中在保持第一臂707a大致水平的同时覆盖在站立位置的手术和就座位置的手术的情况下，调整在支架单元707c和手术台740之间的距离。

具体地，如图3所示，显微镜单元701的可移动范围750分别随着显微镜单元701的可移动范围750越来越靠近支柱单元707c而越来越高并且随着该可移动范围越来越远离支柱单元707c而越来越低。在站立位置进行手术的情况下，可以因此安装显微镜装置710以使支柱单元707c更靠近手术台740，使得在站立位置手术时的显微镜单元701的使用区域751(在站立位置的使用区域751)包括在可移动范围750中，其中，使用区域751设置在较高位置。如果在支柱单元707c更靠近手术台740的情况下，调整支撑单元703的姿势使第二臂707b以大致垂直的角度倾斜，则可以将显微镜单元701设置在手术台740正上方的较高位置，同时保持第一臂707a大致水平。因此，可以将显微镜单元701设置在站立位置的使用区域751中。

同时，在就座位置进行手术的情况下，可以因此安装显微镜装置710以使支柱单元707c定位为离手术台740相对远，使得在就座位置手术时的显微镜单元701的使用区域752(在就座位置的使用区域752)包括在可移动范围750中，其中，使用区域751设置在较低位置。如果在支柱单元707c离手术台740相对远的情况下，调整支撑单元703的姿势使第二臂707b朝向手术台740倾斜，则可以将显微镜单元701设置在手术台740正上方的较低位置，同时保持第一臂707a大致水平。因此，可以将显微镜单元701设置在就座位置的使用区域752中。

此处，将参考图4和图5更详细地描述使用模式要求的条件。图4是用于描述由使用模式要求的条件的说明图。图4示意性地示出了显微镜装置710的支撑单元703和手术台740之间的位置关系。另外，为了简单起见，类似于图3，图4简化了显微镜单元701。另外，图5是用于描述图4所示的第二臂707b相对于支柱单元707c的旋转角度r₂(第二旋转轴线的旋转角度r₂)的最大值r_2max的范围的说明图。

在站立位置的手术中设置在显微镜单元701的下端附近的物镜的高度(也称为站立位置高度)表示为Z₁，并且在就座位置的手术中显微镜单元701的物镜的高度(也称为就座位置高度)表示为Z₂。为了满足使用模式要求的条件，支撑单元703仅必须如图4所示配置，使得在第二臂707b大致在垂直方向上延伸的情况下显微镜单元701的物镜可以定位在站立位置高度Z₁处，并且在第二臂707b以预定角度r₂倾斜(旋转)到支柱单元707c的情况下显微镜单元701的物镜可以定位在就座位置高度Z₂处。换言之，支撑单元703仅必须被配置为使得在大致在垂直方向上延伸的第二臂707b被改变为从支柱单元707c以预定角度r₂旋转的情况下，显微镜单元701的物镜可以以在站立位置高度Z₁和就座位置高度Z₂之间的变化量(Z₁-Z₂)在高度方向上改变。

即，支撑单元703可以被配置为使得满足以下(条件2)和(条件3)。

(条件2)

Z₁-Z₂<V(1-cos(r₂))

(条件3)

Z₂>Vcos(r₂)+T

此处，如果假定外科医生具有平均身高，则站立位置高度Z₁与就座位置高度Z₂之间的变化量Z₁-Z₂等于至少约200(mm)。考虑到可以覆盖任何身高的外科医生，优选约200(mm)<Z₁-Z₂<约400(mm)作为Z₁-Z₂的范围，以覆盖例如身高2米的外科医生在站立位置进行手术和身高1.5米的外科医生在就座位置进行手术的情况。

此外，随着第二臂707b相对于支柱单元707c的旋转角度r₂的增大，显微镜单元701可以在高度方向上更显著地改变。然而，从可操作性的角度来看，需要设置旋转角度r₂的上限。图5示意性地示出了第二臂707b。当显微镜单元701移动时施加到第二臂707b的前端的力表示为粗箭头。第二臂707b通过力旋转的方向表示为细箭头。在旋转角度r₂大致为0°的情况下，如图5(a)所示，力施加方向大致与第二臂707b的旋转方向一致。因此，第二臂707b以相对小的力旋转，并且因此外科医生能够以相对小的力移动显微镜单元701。

然而，如图5(b)和(c)所示，随着旋转角度r₂增大，力施加方向与第二臂707b的旋转方向不一致。在旋转角度r₂大的情况下，因此难以使第二臂707b旋转，并且外科医生需要相对大的力来移动显微镜单元701。即，在旋转角度r₂过大的情况下，会降低外科医生移动显微镜单元701的可操作性。如果旋转角度r₂的最大值表示为r_2max，则因此优选为将r_2max设置为约45°<r_2max<约60°的范围，以不会不必要地降低外科医生的可操作性，而是确保显微镜单元701在高度方向上的变化量。

在实际设计第二臂707b的长度(V)的情况下，可以考虑Z₁-Z₂可以具有的上述范围和r_2max可以具有的上述范围来设计具体长度V。作为示例，如果将Z₁-Z₂＝200(mm)和r_2max＝45°代入上述表达式(2)，则获得约683(mm)<V。

此外，从装置小型化的角度来看，优选作为Z₁-Z₂＝200(mm)和r_2max＝60°，来设计第二臂707b的长度(V)。在这种情况下，获得约400(mm)<V，并且第二臂707b的长度(V)可以是最短的。因此，可以进一步使装置小型化。

上面已经描述了使用模式要求的条件。总之，由于使用模式要求的条件，优选地将支撑单元703配置为使得满足以上表示为(条件1)至(条件3)的条件。

(2-2.可移动范围和小型化要求的条件)

显微镜装置710的支撑单元703需要被配置为使得显微镜单元701的可移动范围满足期望的范围。此处，显微镜单元701的可移动范围取决于第一臂707a的长度(H)、第二臂707b的长度(V)、支柱单元707c的长度(T)、第一臂707a相对于第二臂707b的旋转角度r₁(第一旋转轴线的旋转角度r₁)、以及第二臂707b相对于支柱单元707c的旋转角度r₂(第二旋转轴线的旋转角度r₂)。因此，如果这些值增加，则可以增加显微镜单元701的可移动范围。然而，如果这些值不必要地增加，则支撑单元703较大并且整个装置的配置也较大。如上所述，显微镜装置710具有以下优点：电子成像显微镜单元701可以被配置为比光学显微镜单元801更小且更轻，并且因此整个显微镜装置710的配置可以更小。因此，为了利用这个优点，即使可以获得更宽的可移动范围，装置也不是优选地更大。

即，优选的是将显微镜装置710的支撑单元703配置为保持小，并且允许显微镜单元701具有期望的可移动范围。以下更详细地描述了支撑单元703保持小并且允许显微镜单元701具有期望的可移动范围所需的条件(为了方便起见，也将被称为“可移动范围和小型化要求的条件”)。

首先，描述显微镜单元701的可移动范围。在本实施方式中，基于显微镜单元701的物镜所需的在水平方向上距支柱单元707c的可到达距离(将称为水平所需到达距离(WH))以及显微镜单元701的物镜所需的在垂直方向上的距地板的可到达距离(将称为垂直所需到达距离(WV))，来定义显微镜单元701所需的可移动范围。如果显微镜单元701的物镜可以穿过与水平所需到达距离(WH)和垂直所需到达距离(WV)相对应的空间中的位置，则可以说显微镜单元701具有足够的可移动范围。换言之，为了使显微镜单元701具有足够的可移动范围，优选配置支撑单元703使得显微镜单元701的物镜穿过与水平所需到达距离(WH)和垂直所需到达距离(WV)相对应的空间中的位置。

将参考图6和图7更详细地描述显微镜单元701的可移动范围。图6是用于描述电子成像显微镜装置中的水平所需到达距离(WH)的说明图。图7是用于描述电子成像显微镜装置中的垂直所需到达距离(WV)的说明图。

类似于图2，图6和图7各自示出了外科医生720使用显微镜装置710对躺着手术台740上的患者730进行手术。另外，图6是俯视手术的顶视图，并且图7示出了从水平方向来看的手术。此外，图6不仅示出了进行手术的外科医生720，而且还示出辅助手术的助手721。

基于显微镜装置710和手术台740之间的位置关系，或者更具体地，支柱单元707c和手术台740之间的距离，来确定水平所需到达距离(WH)，使得显微镜单元701的物镜可以大致定位在手术部位的正上方。

具体而言，如图6所示，可以通过假设实际手术中的外科医生720的位置、助手721的位置、显示装置760的位置和患者730的位置(手术部位的位置)，来确定显微镜装置710可以实际安装的位置。然后，确定水平所需到达距离(WH)，使得显微镜单元701的物镜可以从安装位置到达手术部位的大致正上方。为了使支撑单元703的配置尽可能地小，这时优选地将支柱单元707c安装为尽可能地靠近手术台740，并且将距离WH确定为尽可能地小。

然而，外科医生720等的上述位置可以根据手术模式而改变。例如，在助手721被定位成面向外科医生720的情况下，显示装置760a可以如图所示以沿外科医生的倾斜方向设置。同时，在助手721未被定位为面向外科医生720的情况下，也可以将显示装置760b设置为面向外科医生(由双点划线所示)。因此，优选地通过根据可能的手术模式适当地改变外科医生720等的位置以覆盖各种手术模式，来确定距离WH。

在支柱单元707c安装为尽可能靠近手术台740的条件下，假设通常手术模式的本发明人考虑的结果披露，例如通过将支撑单元703配置为使得满足水平所需到达距离(WH)＝约800(mm)，可以将显微镜单元701移动到可以至少在水平方向上覆盖任何手术模式的位置。然而，该数值仅仅是示例。可以根据实际可以采用的手术模式适当地确定距离WH。

基于手术台740的高度(B)、躺在手术台740上的患者730在垂直方向的身高(将简称为患者730的身高)、以及显微镜单元701的工作距离(WD)来确定垂直所需到达距离(WV)，使得显微镜单元701的物镜可以设置在可以在手术部位的大致正上方捕获适当图像的位置。具体地，确定距离WV的值，使得WV大致等于手术台740的高度(B)、患者730的身高以及显微镜单元701的WD的总的值。

如图7所示，当捕获图像时，患者730(手术部位)和手术台740在垂直方向上定位在显微镜单元701的光轴上。如果确定距离WV，使得距离WV大致等于手术台740的高度(B)、患者730的身高和显微镜单元701的WD的总的值，则显微镜单元701因此被设置成使得显微镜单元701可以适当地对手术部位进行成像。实际上可能的是，手术部位被倾斜成像。然而，在显微镜单元701移动以在同角度对手术部位进行成像而显微镜单元701的WD保持恒定的情况下，显微镜单元701在手术部位周围的半球上移动。如图所示，在垂直方向从上方对手术部位成像的情况下，显微镜部701的物镜达到最高位置。因此，如果支撑单元703被配置为使得满足这种情况下的WV，则也可以实现其他姿势。

此处，显微镜单元701的WD对应于设置在显微镜单元701的下端附近的物镜的焦距。因此，在焦距可变的情况下，优选地考虑焦距的最大值和最小值(即WD的最大值和最小值)来确定距离WV。

本发明人假设手术台740的典型尺寸、患者730的典型身体形状和显微镜单元701的典型光学特性(例如，手术台740的高度(B)＝800(mm)等)的考虑的结果披露，如果支撑单元703被配置为例如使得满足垂直所需到达距离(WV)＝约1600(mm)，则可以至少在可以捕获适当图像的垂直方向上的位置处，移动显微镜单元701的物镜。然而，该数值仅仅是示例。可以根据可以实际使用的手术台740的尺寸、显微镜单元701的光学特性等，来适当地确定距离WV。

总之，在假设诸如手术台740的尺寸的典型条件的情况下，优选地将支撑单元703配置为满足以下(条件4)，以便实现可以覆盖任何使用模式的显微镜单元701的足够的可移动范围。

(条件4)

显微镜单元701的物镜穿过空间中的WH＝约800(mm)和WV＝约1600(mm)的位置。

另外，如图7所示，假设在站立位置进行手术来确定垂直所需到达距离(WV)。如上面参考图3所述，在站立位置的手术需要手术台740具有较高的高度(B)，并且显微镜单元701的使用区域的位置高于就座位置处的手术的该位置。即，与在就座位置的手术相比，在站立位置的手术在显微镜单元701的垂直方向上需要更宽的可移动范围(即，更长的垂直所需到达距离(WV))。如果假设在站立位置进行手术而获得垂直所需到达距离(WV)，则因此可以覆盖仅需要较短的垂直所需到达距离(WV)的在就座位置的手术。具体地，如上所述，显微镜装置710安装在离手术台740更远的位置处，并且在就座位置的手术中，调整支撑单元703的姿势以使第二臂707b朝向手术台740更多地倾斜。这允许显微镜单元701设置在较低位置。

接下来，将描述支撑单元703的小型化。优选地，将支撑单元703配置为保持小，并且允许显微镜单元701具有上述可移动范围。此处，如上所述，显微镜单元701的可移动范围取决于第一臂707a的长度(H)、第二臂707b的长度(V)、支柱单元707c的长度(T)、第一臂707a相对于第二臂707b的旋转角度r₁、以及第二臂707b相对于支柱单元707c的旋转角度r₂。为此，因此优选地设置支撑单元703的第一臂707a的长度(H)、第二臂707b的长度(V)和支柱单元707c的长度(T)的上限值，并且设置第一臂707a相对于第二臂707b的旋转角度r₁和第二臂707b相对于支柱单元707c的旋转角度r₂的可移动范围使得比现有光学显微镜装置的支撑单元中的其可移动范围更宽。

例如，可以确定支撑单元703的每个部分的长度的上限值，使得在显微镜装置710安装在手术台740附近的情况下，显微镜装置710不会干扰外科医生和另一名医务人员工作。此外，旋转角度r₁和旋转角度r₂的可移动范围被设置为使得显微镜单元701满足在被设置为使每个部分的长度满足所确定的上限值的支撑单元703中的以上(条件4)中所示的可移动范围。

本发明人考虑的结果披露，如果支撑单元703被配置为使得满足以下(条件5)和(条件6)，则可以实现相对小的显微镜装置710同时满足以上(条件4)中所示的可移动范围。

(条件5)

H+V+T<约2500(mm)

(条件6)

约130°<r₁+r₂<约180°

优选地，约150°<r₁+r₂<约180°

更优选地，约170°<r₁+r₂<约180°

以上已经描述了可移动范围和小型化要求的条件。总之，由于可移动范围和小型化要求的条件，优选地将支撑单元703配置为使得满足表示为以上(条件4)至(条件6)的条件。

此处，将参考图8描述图1所示的光学显微镜装置810中的显微镜单元801所需的可移动范围(即，水平所需到达距离(WH)和垂直所需到达距离(WV))，以用于比较。图8是用于描述光学显微镜装置中的水平所需到达距离(WH)的说明图。

类似于图1，图8示出了外科医生820使用光学显微镜装置810对躺在手术台840上的患者830进行手术。另外，图8是俯视手术的顶视图。此外，图8不仅示出了进行手术的外科医生820，而且还示出辅助手术的助手821。

如图8所示，光学显微镜装置810安装在距手术台840相对远的位置处。因此，水平所需到达距离(WH)比电子成像显微镜装置710的距离WH(上述示例中的800(mm))长。另外，如上参考图1所述，外科医生820处于光学显微镜装置810的支撑单元803下方以进行手术。因此，垂直所需到达距离(WV)也比电子成像显微镜装置710的距离WV(上述示例中的1600(mm))长。

以这种方式，电子成像显微镜装置710的支撑单元703实现期望的可移动范围所需的长度比光学显微镜装置810的长度要短得多。如果支撑单元703短，则支撑单元703的重量更轻，并且可以使配重小型化。因此，电子成像显微镜装置710可以使装置小型化并确保期望的可移动范围。

另外，为了参考，被称为具有用于支撑单元的相对宽的可移动范围的现有光学显微镜装置810的模型具有对应于旋转角度r₂的约0°至50°的接合单元可移动范围以及对应于旋转角度r₁的约-40°至+40°的接合单元可移动范围。即，表示为对应于以上(条件6)，现有光学显微镜装置810的旋转角度的可移动范围为r₁+r₂<约130°。如果在本实施方式中，支撑单元703的每个部分的长度相对短并且旋转角度r₁和旋转角度r₂的可移动范围以这种方式设置为比现有显微镜装置的可移动范围宽，则可以使装置小型化同时确保显微镜单元701的可移动范围与现有装置的可移动范围相同宽或比其更宽。

(2-3.安装位置要求的条件)

如上所述，电子成像显微镜单元701可以被配置为比光学显微镜单元801更小且更轻，并且因此整个显微镜装置710的配置可以更小。因此，可以将显微镜装置710安装为更靠近手术台740。

在此处，通常来说，手术具有洁净区和非洁净区的概念。在洁净区附近必须没有设置不洁净的装置。手术台740上的区域是洁净区。因此，在将显微镜装置710设置在靠近手术台740的情况下，显微镜装置710和显微镜装置710的支撑单元703覆盖有类似袋状的窗帘。

然而，如果整个显微镜装置710覆盖有窗帘，则需要大的窗帘。因此，通常只有与第一臂707a和第二臂707b相对应的部分覆盖有窗帘，并且在许多情况下，对应于支柱单元707c的部分是暴露的。如果支柱单元707c的长度(T)大于手术台740的高度(B)，则支柱单元707c因此可以侵入洁净区。

此处，手术台740的顶部是洁净区，但是比手术台740低的区域是非洁净区。如果支柱单元707c的长度(T)比手术台的高度(B)短，则即使将显微镜装置710安装为靠近手术台740，支柱单元707c也因此没有侵入洁净区的可能性。换言之，为了将显微镜装置710安装为更靠近手术台740，优选地将支撑单元703配置为满足以下(条件7)。

(条件7)

T<B

例如，通常使用的手术台740具有约800(mm)的高度(B)。支撑单元703因此可以被有利地配置为例如使得支柱单元707c的长度(T)为800(mm)或更短。为了方便起见，以下也将支撑单元703所需的条件(B>T)称为“安装位置要求的条件”。

(2-4.条件的概述)

将总结上述三个条件。

(使用模式要求的条件)

目的：

为了在保持第一臂707a大致水平的同时，覆盖在站立位置的手术和在就座位置的手术(将显微镜单元701确保为在上下方向上的较宽的可移动范围)。

支撑单元要求的条件：

(条件1)

V>H

(条件2)

Z₁-Z₂<V(1-cos(r₂))

(条件3)

Z₂>Vcos(r₂)+T

(可移动范围和小型化要求的条件)

目的：

为了进一步使支撑单元703的配置小型化，同时将显微镜单元701确保为可覆盖各种手术模式的可移动范围。

(条件4)

显微镜单元701的物镜穿过与水平所需到达距离(WH)(例如，WH＝约800(mm))和垂直所需到达距离(WV)(例如，WV＝约1600(mm))相对应的空间中的位置，该距离是捕获适当图像所需的到达距离。

(条件5)

H+V+T<约2500(mm)

(条件6)

约130°<r₁+r₂<约180°

优选地，约150°<r₁+r₂<约180°

更优选地，约170°<r₁+r₂<约180°

(安装位置要求的条件)

目的：

为了在将显微镜装置710安装为更靠近手术台740的同时确保洁净区。

支撑单元所需的条件：

(条件7)

T<B

在本实施方式中，支撑单元703被配置为使得至少满足以上(条件1)。更具体地，支撑单元703可以被配置为使得进一步满足以上(条件2)和以上(条件3)。这可以使第一臂707a在手术中保持大致水平，并且确保外科医生的工作空间和外科医生的视野。因此，可以进一步提高外科医生的便利性。此时，无论手术模式如何，都可以使第一臂707a在站立位置的手术和就座位置的手术中保持大致水平，这可以确保外科医生的工作空间和外科医生的视野。

此外，为了使显微镜单元701具有可以覆盖各种手术过程的期望的可移动范围同时保持显微镜装置710较小，支撑单元703可以被配置为使得满足可移动范围和小型化要求的上述条件(即，以上(条件4)到以上(条件6))。这可以使显微镜装置710小型化，同时将显微镜单元701确保为可以覆盖各种手术过程的足够的可移动范围。因此，可以进一步提高外科医生的便利性。

此外，在期望将显微镜装置710设置在手术台740附近的情况下，支撑单元703可以被配置为使得满足安装位置要求的上述条件(即，以上(条件7))。这使得可以在确保洁净区的同时将显微镜装置710安装为更靠近手术台740。因此，可以进一步使支撑单元703小型化，并且进一步使整个装置的配置小型化。

(2-5.支撑单元的具体设计示例)

本发明人实际上已设计了可以满足上述条件中的每一个的支撑单元703的配置。此处，将在支撑单元120被配置为使得满足由使用模式要求的条件、由可移动范围和小型化要求的条件以及由安装位置要求的条件(即，以上(条件1)到以上(条件7))的情况下，作为示例描述设计结果。

具体地，第二臂707b的长度(V)的上限值可以由以上(条件2)确定。此外，一旦确定了V的上限值，则可以从以上(条件1)确定第一臂707a的长度(H)的上限值，并且可以从以上(条件3)确定支柱单元707c的长度(T)的下限值。此外，也可以从以上(条件7)确定支柱单元707c的长度(T)的上限值。在H、V和T的确定范围内确定H、V和T的具体值，使得满足以上(条件4)至(条件6)。

在假设以上(条件7)的手术台740的高度(B)为800(mm)，并且以上(条件4)的水平所需到达距离(WH)和垂直所需到达距离(WV)为WH＝800(mm)和WV＝1600(mm)的情况下，本发明人实际上已设计了支撑单元703。结果，披露了第一臂707a的长度(H)、第二臂707b的长度(V)和支柱单元707c的长度(T)通常满足以下关系。

H+V+T>约2000(mm)

H<T<V

约800(mm)<V<约1000(mm)

约600(mm)<H<约800(mm)

另外，上述数值2000(mm)被计算为使得可以实现显微镜单元701所需的最小可移动范围。在考虑到余量而获得更宽的可移动范围的情况下，H+V+T的下限值可以是更大的值。例如，本发明人的考虑的结果披露，在为显微镜单元701实现更宽的可移动范围使得可以覆盖更多种不同的使用模式的情况下，优选地将支撑单元703配置为使得满足H+V+T>约2100(mm)。进一步连续考虑的结果披露，优选地将支撑单元703配置为使得例如满足H+V+T>约2200(mm)，以便以更大的自由度移动显微镜单元701。

上面已经描述了通过本发明人实际设计可以满足上述条件中的每一个的支撑单元703的配置所获得的结果。

(3.显微镜装置的配置示例)

将参考图9描述根据本实施方式的可以满足上述(条件1)至(条件7)的显微镜装置的具体配置示例。图9是示出根据本实施方式的显微镜系统的配置示例的示图。

图9示出了根据本实施方式的显微镜系统1包括：显微镜装置10，支撑显微镜单元110并且用显微镜单元110对患者的手术部位进行成像；以及显示装置20，显示由显微镜装置10捕获的手术部位的图像。外科医生在参考由显微镜装置10捕获并显示在显示装置20上的图像的同时在手术中观察手术部位，并将各种治疗应用于手术部位。

(显示装置)

显示装置20如上所述显示由显微镜装置10捕获的患者的手术部位的图像。显示装置20安装在可以由外科医生视觉上识别的诸如手术室的墙壁的地方。显示装置20的类型没有特别限制。可以将各种已知的显示装置用作显示装置20，诸如，阴极射线管(CRT)显示装置、液晶显示装置、等离子体显示装置和电致发光(EL)显示装置。另外，如下所述，在成像单元111被配置为立体相机的情况下和/或成像单元111与高分辨率成像兼容的情况下，分别能够进行3D显示和/或高分辨率显示的显示装置可以用作显示装置20。此外，显示装置20不必必须安装在手术室中，而是可以安装在由外科医生穿戴和使用的装置(如头戴式显示器(HMD)或眼镜式可穿戴装置)上。

(显微镜装置)

显微镜装置10包括用于放大观察患者的手术部位的显微镜单元110、保持显微镜单元110的支撑单元120(臂单元120)、连接到支撑单元120的一端并且支撑显微镜单元110和支撑单元120的基座单元130、以及控制显微镜装置10的操作的控制装置140。显微镜装置10是用于在手术中放大观察患者的手术部位的手术显微镜装置。

(基座单元130)

基座单元130支撑显微镜单元110和支撑单元120。基座单元130包括形状类似板的支架131和设置在支架131的底部的脚轮132。支撑单元120的一端连接到支架131的顶部，并且显微镜单元110连接到支撑单元120的从支架131延伸的另一端(前端)。此外，显微镜装置10经由脚轮132搁在地板上，并且被配置为经由脚轮132在地板上可移动。

(显微镜单元110)

显微镜单元110包括用于放大观察患者的手术部位的显微镜镜体。在所示的示例中，显微镜单元110的光轴方向大致与z轴方向一致。显微镜单元110包括具有与电子成像显微镜的配置相对应的配置并且形状大致类似于柱体的镜筒单元112以及设置在镜筒单元112中的成像单元111。此外，成像单元111包括光学系统(诸如，物镜和变焦透镜)以及利用穿过光学系统的光捕获对象(即，手术部位)的图像的图像传感器。此外，显微镜单元110的长度(更严格地说，从下述第一臂290a与显微镜单元110的连接部到显微镜单元110的下端的长度)在光轴方向上例如是约210mm或更短，更优选地是约200mm或更短。

镜筒单元112的下端处的孔设置有保护成像单元111的保护玻璃。在镜筒单元112中还设置有光源。当捕获图像时，光源用照明灯通过保护玻璃照射对象。由对象反射的照明光经由保护玻璃入射到成像单元111上，并且成像单元111获取用于手术部位的图像的信号(图像信号)。

可以应用与电子成像显微镜单元相对应的各种已知部件，作为显微镜单元110。因此，此处不再对其进行详细描述。例如，可以应用诸如电荷耦合器件(CCD)传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的各种已知的图像传感器，作为成像单元111的图像传感器。此外，成像单元111还可以被配置为包括一对图像传感器的所谓的立体相机。在这种情况下，可以三维地显示由成像单元111捕获的图像。此外，成像单元111可以被配置为与诸如4K或更高的高清晰度成像(例如，4K(水平像素数量3840×垂直像素数量2160)、8K(水平像素数量7680×垂直像素数量4320)等)兼容。在这种情况下，可以更清楚地在显示装置20上显示手术部位的状态，这使能够平稳地进行手术。此外，在成像单元111与高分辨率成像兼容的情况下，使用55英寸或更大的显示装置作为显示装置20，提供更强的浸入感。此外，各种已知的部件也可以应用于成像单元111的光学系统。此外，成像单元111可以具有电子成像显微镜单元的典型的各种功能，如自动对焦(AF)功能、光学变焦功能等。

由显微镜单元110获取的图像信号被发送到控制装置140，并且控制装置140执行诸如伽马校正或白平衡调整的各种图像处理。此外，控制装置140可以利用电子变焦功能或像素间校正进一步执行图像处理，诸如，放大。经受图像处理的图像信号被发送到设置在手术室中的显示装置20，并且例如通过使用光学变焦功能和/或电子变焦功能，以期望的放大倍率在显示装置20上适当地放大和显示手术部位的图像。另外，可以以各种已知的有线或无线方案来建立控制装置140与显示装置20之间的通信。

另外，显微镜单元110可以包括用于执行上述图像处理的处理电路，并且上述图像处理可以不由控制装置140执行，而是由显微镜单元110的处理电路执行。在这种情况下，根据需要经受由显微镜单元110中包含的处理电路的图像处理的图像信息可以从显微镜单元110发送到设置在手术室中的显示装置20。此外，在这种情况下，可以以各种已知的有线或无线方案来建立显微镜单元110与显示装置20之间的通信。

显微镜单元110包括用于控制显微镜单元110的操作的各种开关。例如，显微镜单元110包括用于调整显微镜单元110的成像条件的变焦开关151(变焦SW 151)和聚焦开关152(聚焦SW 152)以及用于改变支撑单元120的手术模式的手术模式改变开关153(手术模式改变SW 153)。

外科医生可以通过操作变焦SW 151和聚焦SW 152来分别调整显微镜单元110的放大倍率和焦距。此外，外科医生可以通过操作手术模式改变SW 153来将支撑单元120的手术模式切换到固定模式和自由模式中的任一个。

此处，固定模式是其中通过制动器调节围绕设置到支撑单元120的每个旋转轴线的旋转并且显微镜单元110的位置和姿势由此固定的手术模式。自由模式是其中释放制动器以允许围绕设置到支撑单元120的每个旋转轴线自由旋转并且可以通过外科医生的直接操作来调整显微镜单元110的位置和姿势的手术模式。此处，方向操作是指外科医生例如用手握住显微镜单元110并且直接移动显微镜单元110的操作。例如，当外科医生按下手术模式改变SW 153时，支撑单元120的手术模式是自由模式。当外科医生保持他或她的手离开手术模式改变SW 153时，支撑单元120的手术模式是固定模式。

另外，这些开关不必必须设置到显微镜单元110。只要显微镜装置10设置有具有与这些开关的功能等效的功能并且接收操作输入的机构，则该机构的具体配置在本实施方式中不受限制。例如，这些开关可以被设置到显微镜装置10的其他部分。此外，例如，可以通过使用诸如遥控器的输入装置，将对这些开关的对应指令远程输地入到显微镜装置10中。

此外，为了简单起见，图9简化显微镜单元110的镜筒单元112，作为简单的柱形元件，但是镜筒单元112实际上可以在形状上变化，以便于外科医生抓握。例如，在设置为自由模式时，外科医生通过用他或她的手直接抓住镜筒单元112来移动显微镜单元110，而可以进行手术。然后外科医生执行移动显微镜单元110的操作，同时按下手术模式改变SW153。因此，可以考虑到设置为自由模式时的外科医生的可操作性，适当地确定镜筒单元112的形状和手术模式改变SW 153的布置。此外，考虑到外科医生的可操作性，也可以适当地类似地确定变焦SW 151和聚焦SW 152的布置。

(控制装置140)

控制装置140包括诸如中央处理单元(CPU)和数字信号处理器(DSP)的处理器、在其上安装有这些处理器的控制板、存储元件等，其安装在一起等。控制装置140执行符合预定程序的操作处理，从而控制显微镜装置10的操作。

例如，控制装置140具有通过根据由外科医生经由上述手术模式改变SW 153进行的操作输入控制设置到支撑单元120的每个接合单元的制动器的驱动来切换支撑单元120的上述手术模式的功能。此外，例如，控制装置140具有根据外科医生经由上述变焦SW 151和聚焦SW 152进行的操作输入来适当地驱动显微镜单元110的成像单元111的光学系统的功能，以调整显微镜单元110的放大倍率和焦距。此外，控制装置140具有对由显微镜单元110捕获的图像信号执行各种图像处理并将经处理的图像信号发送到设置在手术室中的显示装置20的功能。

另外，在所示示例中，控制装置140提供为与显微镜单元110、支撑单元120和基座单元130不同的部件，并且通过缆线连接到基座单元130，但是本实施方式不限于这种示例。例如，执行与控制装置140的功能类似的功能的处理器、控制板等可以设置在基座单元130中。此外，控制装置140可以通过将执行与控制装置140的功能类似的功能的处理器、控制板等合并到显微镜单元110中，而与显微镜单元110集成。

(支撑单元120)

支撑单元120保持显微镜单元110、三维地移动显微镜单元110、并且固定移动的显微镜单元110的位置和姿势。在本实施方式中，支撑单元120被配置为具有六个自由度的平衡臂。然而，本实施方式不限于这种示例。支撑单元120可以被配置为具有不同的自由度。将支撑单元120配置为平衡臂，使得显微镜单元110和支撑单元120在整体上具有平衡力矩，使得可以以更小的外力移动显微镜单元110。因此，可以进一步提高外科医生的可操作性。

支撑单元120设置有对应于六个自由度的六个旋转轴线(第一轴线O₁、第二轴线O₂、第三轴线O₂、第四轴线O₄、第五轴线O₅和第六轴线O₆)。为了方便起见，下面描述了相应旋转轴线的元件并将其统称为旋转轴。例如，旋转轴可以包括轴承、通过轴承可枢转地插入的轴、调节围绕旋转轴线的旋转的制动器等。下面描述的平行四边形连杆机构240也可以被认为是一个旋转轴。

支撑单元120包括对应于相应旋转轴线的第一旋转轴210、第二旋转轴220、第三旋转轴230、第四旋转轴240、第五旋转轴250和第六旋转轴260；通过这些第一旋转轴210至第六旋转轴260可枢转地彼此连接的第一臂单元271、第二臂单元272、第三臂单元273和第四臂单元274；以及允许显微镜单元110和支撑单元120在整体上具有平衡力矩的配重280。然而，第四旋转轴240对应于平行四边形连杆机构240。

第一旋转轴210的形状大致类似于柱体，并且连接到显微镜单元110的镜筒单元112的基端部分，使得第一旋转轴的中心轴线大致与显微镜单元110的镜筒单元112的中心轴线一致。第一旋转轴210通过使用与显微镜单元110的光轴大致一致的方向作为旋转轴线方向(第一轴线O₁方向)来可枢转地支撑显微镜单元110。在图9所示的示例中，第一轴线O₁设置为大致平行于z轴的旋转轴线。第一旋转轴210使显微镜单元110在第一轴线O₁上枢转，从而通过显微镜单元110来调整捕获图像的方向。

另外，在所示示例中，显微镜单元110的成像单元111的一部分存储在包括在第一旋转轴210中的柱形壳体中。即，显微镜单元110和第一旋转轴210被配置为集成元件。然而，本实施方式不限于这种示例。第一旋转轴210和显微镜单元110也可以被配置为不同的元件。

第一旋转轴210连接到在与第一轴线O₁大致垂直的方向上延伸的第一臂单元271的前端。此外，第一臂单元271的基端设置有通过使用与第一臂单元271的延伸方向大致平行的方向作为旋转轴线方向(第二轴线O₂方向)来可枢转地支撑第一臂单元271的第二旋转轴220。第二轴线O₂是大致垂直于第一轴线O₁的旋转轴线，并且在图9所示的示例中被设置为大致平行于y轴的旋转轴线。第二旋转轴220通过使用第二轴线O₂作为旋转轴线来使显微镜单元110和第一臂单元271枢转，从而调整显微镜单元110在x轴方向上的位置。

第二旋转轴220连接到在大致垂直于第一轴线O₁和第二轴线O₂的方向上延伸的第二臂单元272的前端。此外，第二臂单元272的基端侧大致被卷绕为字母L状，并且第三旋转轴230设置在与弯曲部的较短边相对应的位置处。第三旋转轴230通过使用与第二臂单元272对应于较长边的部分的延伸方向大致平行的方向作为旋转轴线方向(第三轴线O₃方向)来可枢转地支撑第二臂单元272。第三轴线O₃是大致垂直于第一轴线O₁和第二轴线O₂的旋转轴线，并且在图9所示的示例中被设置为大致平行于x轴的旋转轴线。第三旋转轴230通过使用第三轴线O₃作为旋转轴线来使显微镜单元110、第一臂单元271和第二臂单元272枢转，从而调整显微镜单元110在y轴方向上的位置。

支撑单元120被配置为使得以这种方式控制围绕第二轴线O₂和第三轴线O₃的旋转来控制显微镜单元110的姿势。即，第二旋转轴220和第三旋转轴230可以是限定显微镜单元110的姿势的旋转轴。

第三旋转轴230的基端侧连接到平行四边形连杆机构240的上侧的前端。平行四边形连杆机构240包括设置为平行四边形的形状的四个臂(臂241、242、243和244)以及设置在大致对应于平行四边形的顶点的相应位置处的四个接合单元(接合单元245、246、247和248)。

第三旋转轴230连接到在大致平行于第三轴线O₃的方向上延伸的臂241的前端。接合单元245和接合单元246分别设置在臂241的前端和基端附近。接合单元245和246分别围绕大致垂直于臂241的延伸方向的旋转轴线(第四轴线O₄)可旋转地连接到臂242和243的前端，并且大致彼此平行。此外，接合单元247和248分别设置到臂242和243的基端。这些接合单元247和248分别围绕第四轴线O₄可旋转地连接到臂244的前端和基端，并且大致平行于臂241。

以这种方式，包括在平行四边形连杆机构240中的四个接合单元具有大致彼此平行的旋转轴(第四轴线O₄)并且具有基本相同的方向，并且围绕第四轴线O₄彼此结合地操作。在图9所示的示例中，第四轴线O₄设置为大致平行于y轴的旋转轴线。即，平行四边形连杆机构240包括设置在不同位置并且围绕具有相同方向的旋转轴线彼此结合旋转的接合单元，并且平行四边形连杆机构240用作将一端的操作传输到另一端的传输机构。如果设置平行四边形连杆机构240，则比平行四边形连杆机构240更靠近前端侧的部件(即，显微镜单元110、第一旋转轴210、第二旋转轴220、第三旋转轴230、第一臂单元271和第二臂单元272)的移动传输到平行四边形连杆机构240的基端侧。

第五旋转轴250设置到在离臂242的基端预定距离的部分。第五旋转轴250通过使用垂直于臂242的延伸方向的方向作为旋转轴线方向(第五轴线O₅方向)枢转地支撑平行四边形连杆机构240。第五轴线O₅是大致平行于第四轴线O₄的旋转轴线，并且在图9所示的示例中被设置为大致平行于y轴的旋转轴线。第五旋转轴250连接到在z轴方向上延伸的第三臂单元273的前端。显微镜单元110、第一臂单元271、第二臂单元272和平行四边形连杆机构240被配置为通过使用第五轴线O₅作为旋转轴线来经由第五旋转轴250相对于第三臂单元273可枢转。

第三臂单元273的形状大致类似于字母L。其基端侧弯曲成大致平行于地板。大致平行于地板的第三臂单元273的表面连接到可以使第三臂单元273在与第五轴线O₅正交的旋转轴线(第六轴线O₆)上枢转的第六旋转轴260。在图9所示的示例中，第六轴线O₆被设置为大致平行于z轴的旋转轴线。

在所示示例中，第六旋转轴260与在垂直方向上延伸的第四臂单元274集成。即，第四臂单元274的前端连接到大致平行于地板的第三臂单元273的基端的表面。此外，第四臂单元274的基端连接到基座单元130的支架131的顶部。以这种方式配置，显微镜单元110、第一臂单元271、第二臂单元272、平行四边形连杆机构240和第三臂单元273通过使用第六轴线O₆作为旋转轴线来经由第六旋转轴260相对于基座单元130枢转。

包括在平行四边形连杆机构240的下侧中的臂244的形状被设计成比包括在平行四边形连杆机构240的上侧中的臂241更长，并且与平行四边形连杆机构240的第三旋转轴230连接到的部分对角地定位的臂242的端部延伸到平行四边形连杆机构240的外侧。配重280设置在臂244的延伸端。调整配重280的质量和布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被设置为比配重280更靠近前端侧的每个部件(即，显微镜单元110、第一旋转轴210、第二旋转轴220、第三旋转轴230、第一臂单元271、第二臂单元272和平行四边形连杆机构240)的质量相互抵消。

此外，调整第五旋转轴250的配置，使得设置为比第五旋转轴250更靠近前端侧的每个部件的重心定位在第五轴线O₅上。此外，调整第六旋转轴260的布置使得设置为比第六旋转轴260更靠近前端侧的每个部件的重心定位在第六轴线O₆上。

配重280的质量和布置、第五旋转轴250的布置以及第六旋转轴260的布置以这种方式配置，其可以将支撑单元120配置为平衡臂，该平衡臂在整体上在显微镜单元110与支撑单元120之间具有平衡力矩。将支撑单元120配置为平衡臂，允许在外科医生试图通过直接操作移动显微镜单元110的情况下，外科医生以较小的外力移动显微镜单元110就如同外科医生处于零重力之下一样。因此，可以提高用户的可操作性。

另外，配重280可以是可附接和可拆卸的。例如，在准备了质量不同的一些类型的配重280并且设置为比平行四边形连杆机构240更靠近前端侧的部件改变的情况下，可以根据变化适当地选择可以抵消旋转力矩的配重280。

支撑单元120的第一旋转轴210到第六旋转轴260分别设置有调节第一旋转轴210到第六旋转轴260的旋转的制动器。另外，平行四边形连杆机构240的四个接合单元(接合单元245至248)彼此结合地旋转。因此，仅必须将平行四边形连杆机构240的制动器设置到这四个接合单元中的至少任一个。这些制动器的驱动由控制装置140控制。从控制装置140施加的控制一次性释放所有这些制动器。这使得支撑单元120的手术模式转换到自由模式。此外，从控制装置140施加的控制一次性驱动所有这些制动器。这使得支撑单元120的手术模式以相同的方式转换到固定模式。

另外，用于典型的平衡臂的各种制动器可以用作设置到第一旋转轴210至第六旋转轴260的制动器。制动器的具体机构不受限制。例如，这些制动器可以是机械驱动的，或者可以是电驱动的电磁制动器。

此处，与从平行四边形连杆机构240的上侧(臂241)上的第一臂单元271到接合单元245相对应的部件对应于第一臂290a，与从平行四边形连杆机构240的上侧(臂241)到第五旋转轴250相对应的部件对应于第二臂290b，并且从第五旋转轴250到第四臂单元274的基端相对应的部件对应于显微镜装置10的支撑单元120中的支柱单元290c。

支撑单元120在本实施方式中被配置为使得这些第一臂290a、第二臂290b和支柱单元290c至少满足以上(条件1)(即V>H)。此外，支撑单元120还可以被配置为使得进一步满足其他(条件2)至(条件7)。这可以将显微镜装置10配置为使得达到在以上(2.根据本实施方式的显微镜装置的支撑单元的设计理念)中描述的每个有利效果。另外，支柱单元290c的长度(T)是指在讨论这些条件时在图9所示的配置中从地板到第五旋转轴250的距离。

上面参考图9描述了根据本实施方式的显微镜装置10的具体配置示例。然而，根据本实施方式的显微镜装置10的配置不限于这种示例。只要显微镜装置10被配置为使得满足上述条件中的每一个，则显微镜装置10可以采用任何具体配置。

(4.显微镜装置的使用示例)

将参考图10到图12描述上述显微镜装置10的使用示例。另外，为了简单起见，图10到图12简化了图9所示的显微镜装置10。

(4-1.在站立位置手术时的使用示例)

首先，参考图10描述在站立位置手术时的显微镜装置10的使用示例。图10是示出在站立位置使用根据本实施方式的显微镜装置10的手术的示图。

图10示出了外科医生320在站立位置使用显微镜装置10对躺在手术台340上的患者330进行手术。患者330的手术部位的图像被显微镜装置10的显微镜单元110捕获，并且在手术中在显示装置20上显示手术部位的捕获图像。外科医生320在观察显示装置20所示的手术部位的图像的同时进行手术。

在站立位置的手术主要在诸如骨科和心脏手术的部门进行。外科医生320在站立位置的许多手术中确保有相对宽的工作空间。因此，用于对手术部位进行成像的显微镜单元110也设置在相对高的位置。

当手术开始时，通过使用脚轮将整个显微镜装置10移动到手术台340附近。然后将显微镜装置10设置为尽可能靠近手术台340。在本实施方式中，显微镜装置10的配置可以被配置为小。因此，即使显微镜装置10设置为靠近手术台340，显微镜装置10也不会干扰外科医生320等的工作。此外，显微镜装置10的支柱单元290c可以被配置为具有比手术台340的高度(B)更短的长度(T)。因此，即使显微镜装置10设置为靠近手术台340，手术台340的顶部上的洁净区也没有被侵入的风险。另外，在站立位置手术时使用的手术台340的高度(B)例如为约800(mm)。

抓住显微镜单元110的夹持单元，然后外科医生320按下手术模式改变SW 153，以将设置到第一旋转轴210的制动器释放到第六旋转轴260并设置自由手术模式，其中，显微镜单元110即可以自由地移动。在观察由显微镜单元110捕获并显示在显示装置20上的图像的同时，外科医生320移动显微镜单元110以使显微镜单元110将手术部位置于视野内。外科医生320然后释放手术模式改变SW 153(即，将手术模式改变为固定模式)，以固定显微镜单元110和支撑单元120的姿势。此时，显微镜装置10的支撑单元120可以被配置为使得显微镜单元110的可移动范围满足期望的可移动范围。因此，外科医生320可以将显微镜单元110移动到获取期望的图像的位置。

此处，显微镜装置10被配置为使得第二臂290b的长度(V)大于第一臂290a的长度(H)。因此，如果将显微镜装置10设置为靠近手术台340并且第二臂290b具有大致垂直的姿势，则可以将显微镜单元110设置在更高的位置，同时保持第一臂290a大致水平。即，在站立位置手术时，可以将显微镜单元110设置在使用区域中。此外，由于第一臂290a保持大致水平，所以可以防止第一臂290a干扰外科医生320的工作空间和外科医生320的视野，并且有利地确保工作空间和视野。以这种方式，如果支撑单元120被配置为使得第二臂290b的长度(V)大于第一臂290a的长度(H)，则显微镜装置10使得可以确保外科医生320的工作空间和外科医生320的视野，同时将显微镜单元110设置在其中可以在站立位置手术时确保足够的工作空间的更高的位置处。

外科医生320在显微镜单元110和支撑单元120的姿势固定的情况下操作变焦SW151和聚焦SW 152，并且调整由显微镜单元110捕获的图像的放大倍率和焦距。外科医生320在观察调整后的图像的同时开始治疗。

上面参考图10已描述了在站立位置手术时的显微镜装置10的使用示例。

(4-2.在就座位置手术时的使用示例)

接下来，将参考图11，描述在就座位置手术时的显微镜装置10的使用示例。图11是示出在就座位置使用根据本实施方式的显微镜装置的手术的示图。

图11示出了外科医生320在就座位置使用显微镜装置10对躺在手术台340上的患者330进行手术。此外，在就座位置的手术与在站立位置的手术的不同之处仅在于显微镜装置10的布置和支撑单元120的姿势，但是在就座位置手术时的其他过程类似于在站立位置手术时的过程。不再详细描述与在站立位置的手术的共同之处，而是在就座位置手术时的显微镜装置10的使用示例的以下描述中，将主要描述不同之处。

就座位置的手术主要在诸如神经外科的部门进行。外科医生320在就座时在就座位置进行手术。因此，手术台340的高度(B)低于站立位置的情况的高度，并且对手术部位进行成像的显微镜单元110也设置在较低位置。即，在就座位置手术时的显微镜单元110的使用区域的位置低于在站立位置手术时的显微镜单元110的使用区域的位置。此外，在就座位置手术时使用的手术台340的高度(B)例如为约600(mm)。

当手术开始时，通过使用脚轮将整个显微镜装置10移动到靠近手术台340。然后将显微镜装置10设置在比在站立位置手术时的位置距离手术台340更远的位置。

类似于在站立位置的手术，外科医生320然后移动显微镜单元110，以允许显微镜单元110在观察显示装置20的同时使手术部位进入视野，并且固定显微镜单元110和支撑单元120的姿势。此处，显微镜装置10被配置为使得第二臂290b的长度(V)大于第一臂290a的长度(H)。因此，如果显微镜装置10设置在远离手术台340的位置，并且调整支撑单元120的姿势使得第二臂290b朝向手术台340倾斜，则可以将显微镜单元110设置在更低的位置，即在保持第一臂290a大致水平的同时，对应于在就座位置手术时的使用区域的位置。

根据本实施方式，支撑单元120以这种方式配置使得第二臂290b的长度(V)大于第一臂290a的长度(H)。因此，如果适当地调整显微镜装置10和手术台340之间的距离(即，支柱单元290c与手术台340之间的距离)，则可以将显微镜单元110设置在不同的高度，同时保持第一臂290a大致水平。因此，可以覆盖在站立位置的手术和在就座位置的手术，这两个手术的使用区域的高度是不同的。在站立位置的手术和在就座位置的手术中的任一个内，可以将第一臂209a保持大致水平，无论手术模式如何，这可以确保外科医生320的工作空间和外科医生320的视野。

一旦显微镜单元110和支撑单元120的姿势固定，外科医生320就操作变焦SW 151和对焦SW 152，并且调整由显微镜单元110捕获的图像的放大倍率和焦距。外科医生320在观察调整后的图像的同时开始治疗。

上面参考图11已描述了在就座位置手术时的显微镜装置10的使用示例。

此外，在显微镜装置10不用于任何手术的情况下，即存储时，显微镜装置10被存储在预定空间中，其中支撑单元120被折叠(第一臂707a朝向第二臂707b尽可能多地旋转)，如图12所示。图12是示出根据本实施方式的存储的显微镜装置10的状态的示例的示图。由于显微镜装置10被配置为使得第二臂707b的长度(V)大于第一臂707a的长度(H)，支撑单元120被配置为具有相对长的高度(在垂直方向上的长度)并且相对短的宽度(在水平方向上的长度)。因此，可以通过折叠支撑单元120来进一步减小支撑单元120的宽度，并将显微镜装置10存储在较小的空间中。

(5.变形)

将描述上述实施方式的一些变形。

(5-1.其中旋转轴添加到支撑单元的变形)

将参考图13描述根据变形的显微镜装置的配置，其中旋转轴添加到支撑单元。图13是示出根据将旋转轴添加到支撑单元的变形的显微镜装置的配置示例的示图。另外，图13所示的根据本变形的显微镜装置对应于参考图9描述的并且添加了下述第七旋转轴270的显微镜装置10。不再详细描述与上述实施方式的共同之处，而是在本变形的以下描述中将主要描述不同之处。

图13示出了根据本变形的显微镜装置10a对应于图9所示的显微镜装置10，并且具有除第一轴线O₁至第六轴线O₆之外的另外的旋转轴线(第七轴线O₇)。具体而言，平行四边形连杆机构240的大致在垂直方向上延伸的臂242在显微镜装置10a的支撑单元120a中沿其延伸方向分为两个部件(臂242a和臂242b)。然后，第七旋转轴270设置在包括在臂242的前端侧中的臂242a的基端和包括在臂242的基端侧中的臂242b的前端之间。第七旋转轴270使用臂242的延伸方向作为旋转轴线方向(第七轴线O₇)。

以这种方式，根据本变形的显微镜装置10a对应于在与第二臂290b和支柱单元290c的连接部相对应的位置处设置有第七旋转轴270的根据上述实施方式的显微镜装置10。

第七旋转轴270支撑臂242，使得臂242a可相对于臂242b枢转。第七旋转轴270围绕第七轴线O₇旋转臂242，从而操作臂242，使得臂242沿其延伸方向扭转。即，第七旋转轴270是围绕与第二臂290b的延伸方向平行的旋转轴线支撑第二臂290的旋转轴。第七旋转轴270操作比设置第七旋转轴270的部分更靠近前端的第二臂290b上的部件和第一臂290a，使得比设置第七旋转轴270的部分更靠近前端的第二臂290b上的部件和第一臂290a沿着第二臂290b的延伸方向扭转。

设置到第七旋转轴270的制动器可以总是处于操作中，而与本变形中的手术模式改变SW 153的任何操作无关。如在以上(4-1.在站立位置手术时的使用示例)和(4-2.在就坐位置手术时的使用示例)中所述，在正常过程中进行手术的情况下，第七旋转轴270因此不旋转。

第七旋转轴270设置有用于操作第七旋转轴270的制动器的第七轴操作开关276(第七轴操作SW 276)。然后，第七轴操作SW 276被外科医生向下按，从而释放第七旋转轴270的制动器。例如，如果外科医生在按下第七轴操作SW 276的同时在固定模式下绕第七轴线O₇旋转第一臂290a和/或第二臂290b，则外科医生可以在显微镜单元110的位置固定的情况下适当地改变支撑单元120a的姿势。

例如，如果在手术中确定显微镜单元110的布置，则支撑单元120a的某种姿势使得第一臂290a干扰外科医生观察显示装置20，或使第二臂290b设置为靠近外科医生并且在某些情况下干扰外科医生。在这种情况下，外科医生操作第七轴操作SW 276，以使臂242a围绕第七轴线O₇旋转，并以扭转方式移动第二臂290b和第一臂290a的前端侧的部件，因此外科医生可以改变第二臂290b和第一臂290a的位置，使得第二臂290b和第一臂290a不干扰外科医生。外科医生从第七轴操作SW 276释放他或她的手，并且在完成移动第二臂290b和第一臂290a之后固定第七旋转轴270。这固定了支撑单元120a的姿势，并且外科医生可以开始治疗手术部位。

上面参考图13说明了根据将旋转轴(第七旋转轴270)添加到支撑单元120a的变形的显微镜装置10a的配置。如上所述，根据本变形，可以移动显微镜单元110以允许显微镜单元110使手术部位进入视野，并且在确定显微镜单元110的布置之后，根据需要适当地改变支撑单元120a的姿势，使得支撑单元120a不干扰外科医生。因此，可以提供对外科医生更方便的显微镜装置10a。

(5-2.其中电气单元安装在基座单元上的变形)

将参考图14，描述根据将电气单元安装在基座单元上的变形的显微镜装置的配置。图14是示出根据将电气单元安装在基座单元上的变形的显微镜装置的配置示例的示图。另外，图14所示的根据本变形的显微镜装置对应于参考图9描述的并且添加了下述电气单元133的显微镜装置10。不再详细描述与上述实施方式的共同之处，而是在本变形的以下描述中将主要描述不同之处。另外，为了简单起见，与图10到图12一样，图14简化了显微镜装置的配置。

图14示出了根据本变形的显微镜装置10b对应于图9所示的显微镜装置10并且包括不同地配置的基座单元130。具体地，显微镜装置10b的基座单元130a包括形状为板状的支架131、设置到支架131的底部的脚轮132和安装在支架131的顶部上的电气单元133。

电气单元133例如包括控制板等。电气单元133具有与图9所示的显微镜装置10中的控制装置140的功能相似的功能。即，可以说，显微镜装置10b对应于图9所示的并与基座单元130a集成的控制装置140。电气单元133可以执行各种处理，诸如，控制每个旋转轴的制动，控制显微镜单元110中的成像单元111的驱动，和/或对上述实施方式中由控制装置140执行的显微镜单元110获取的图像信号执行信号处理(即，图像处理)。

此处，电气单元133在支架131的背侧(支撑单元120的设置有配重的一侧)上相对高，并且在支架131的前侧(支撑单元120的设置有显微镜单元110的一侧)上相对低。显微镜装置10b的支柱单元290c设置在支架131的前侧的部分处，其中电气单元133较低，使得基端连接到电气单元133的顶部。即，与上述实施方式相比，支柱单元290c的基端可以连接到显微镜装置10b中的支架131的另一前侧。此外，尽管在所示的配置示例中将电气单元133设置到支架131的整个表面，但是电气单元133可以仅设置在支架131的背侧，并且支柱单元290c的基端可以在支架131的前侧上直接连接到支架131的顶部。

当用显微镜装置10b进行手术时，该配置将支柱单元290c设置为比支柱单元290c的基端大致连接到支架131的顶部的中心的配置更靠近手术台。因此，允许第一臂290a具有较短的长度(H)，并且可以进一步使装置小型化。

此外，如果执行控制装置140的功能的电气单元133安装在基座单元130a上，则不需要如图9所示的配置一样，将控制装置140与基座单元130分离，并且可以使显微镜装置10b的配置小型化。基座单元130a被配置为使得支柱单元290c移动到支架131的前侧，并且此时，电气单元133的许多部件安装在作为空白区的背侧上。因此，与上述实施方式相比，支撑单元120的高度大致不变化。即，将电气单元133安装在基座单元130a上，不会使装置更大，而可以有效地使显微镜装置10b的配置小型化。

此外，基座单元130a可以是属于非洁净区的部件，但是电气单元133被配置为在支架131的背侧相对高并且在支架131的前侧相对低。这允许作为非洁净区的电气单元133离手术台的顶部(即洁净区)更远。因此，可以将电气单元133安装在基座单元130a上，而不增加洁净区被入侵的风险。

(5-3.其中支柱单元被配置成具有更大长度(T)的变形)

(5-3-1.显微镜装置的概述)

在上述实施方式中，通过配置显微镜装置10的支撑单元120使得显微镜单元110可以在第一臂290a保持大致水平的手术中定位在显示装置20下方，而确保外科医生的视野。然而，本实施方式不限于这种示例。例如，支撑单元120可以被配置为使得显微镜单元110可以在手术中位于显示装置20上方。甚至在这种情况下，在观看显示装置20的外科医生的视野被阻碍的位置处，不存在显微镜单元110。因此，可以获得与上述实施方式的效果类似的有利效果，即外科医生的视野不被阻碍，但是外科医生可以清楚地观察手术部位。

也可以通过如上述实施方式那样配置支撑单元120，使得显微镜单元110可以定位在显示装置20的下方，来防止显微镜单元110阻碍外科医生的视野。然而，显微镜单元110被定位成更靠近外科医生的手。因此，一些手术可导致显微镜单元110和支撑单元120干扰外科医生的工作空间。相反，如上所述配置支撑单元120，使得显微镜单元110可以定位在显示装置20上方，使得显微镜单元110和支撑单元120更难以干扰外科医生的工作空间。从而可以进一步提高外科医生的便利性。

支撑单元120的上述配置可以通过增加根据上述实施方式的显微镜装置10中的支柱单元290c的长度(T)来实现。这允许将显微镜单元110设置在更高的位置。此处，显微镜单元110是电子成像显微镜单元，并且与假设外科医生直接通过目镜单元查看的使用模式所制造的光学显微镜单元不同，显微镜单元的位置不受约束。因此，如果焦距增加，则WD可以比光学显微镜单元的WD更长。因此，即使在显微镜单元110设置在如这种高位置的情况下，也可以观察手术部位。显微镜单元110包括电子成像显微镜单元110，并且因此可以配置支撑单元120使得显微镜单元110可以以这种方式定位在显示装置20上方。

此处，将作为本实施方式的变形描述这种显微镜装置，该显微镜装置包括被配置为使得支柱单元290c的长度(T)增加的支撑单元120，并且在手术中显微镜单元110可以由此定位在显示装置20上方。

(5-3-2.显微镜装置的示意性配置)

将描述根据本变形的显微镜装置的配置。另外，除了支柱单元290c的长度(T)增大指纹，根据本变形的显微镜装置的配置与根据上述实施方式的显微镜装置10的配置相同。因此，在根据本变形的显微镜装置的配置的以下描述中，将不描述共同之处。

图15是示出根据将支柱单元配置为具有较大长度(T)的变形的显微镜装置的配置示例的示图。图15还示出了显示装置20和躺在手术台340上的患者330。此外，图15示出了在就座位置手术时根据本变形的显微镜装置10c的优选姿势。另外，除了支柱单元290c的长度(T)之外，以与根据上面参考图9所述的实施方式的显微镜装置10相似的方式如上所述地配置根据本变形的显微镜装置。为了简化起见，图15因此简化了根据本变形的显微镜装置。另外，图15示意性地用双点划线将根据上述实施方式的显微镜装置10叠加在根据本变形的显微镜装置上，以用于比较。

如图15所示，根据本变形的显微镜装置10c包括用于放大观察患者的手术部位的显微镜单元110、保持显微镜单元110的支撑单元120b和连接到支撑单元120b的端部并且支撑显微镜单元110和支撑单元120b的基座单元130。此外，尽管未示出，但是显微镜装置10c还包括控制装置140，其与显微镜装置10类似地控制显微镜装置10c的操作。显微镜单元110、基座单元130和控制装置140与上述显微镜装置10的相应部件的配置和功能相似，并且因此将不再详细说明。

支撑单元120b的配置和功能也大致类似于显微镜装置10的支撑单元120的配置和功能。然而，如上所述，支撑单元120b的支柱单元290c被配置为具有比支撑单元120的支柱单元290c的长度更大的长度(T)。

具体地，在本变形中，显示装置20可以安装在比上述实施方式的位置更低的位置。例如，显示装置20可以安装成在就座位置手术时大致定位在外科医生的前方。然后，支柱单元290c被配置为具有这种长度，使得即使在其中显微镜单元110设置在较低的位置的就座位置手术时，显微镜单元110可以如图所示设置在显示装置20上方。此外，第一臂290a然后保持大致水平。这是因为当第一臂290a保持大致水平时，类似于上述实施方式，第一臂290a最少地阻碍外科医生在视觉上识别显示装置20的视野。该配置允许外科医生在就座位置手术时通过患者330和显微镜单元110之间的空间来观察显示装置20。因此，可以防止显微镜单元110和支撑单元120b阻碍外科医生的视野。此外，由于这种配置，显微镜单元110被配置为具有比本变形中的上述实施方式更长的焦距和更长的WD。

同时，当手术台340较高时，显微镜单元110在高度方向上的位置被适当地调整为在站立位置手术时比在就座位置手术时的位置更高，同时第二臂290a保持大致水平。显微镜单元110也因此在站立位置手术时设置在显示装置20的上方，并且显微镜单元110和支撑单元120b不阻碍外科医生的视野。

类似于上述实施方式，通过改变第二臂290b相对于支撑单元290的旋转角度r₂，支撑单元120b的姿势在就座位置的手术和站立位置的手术之间切换。具体地，可以通过将显微镜装置10c设置为使得基座单元130可以定位成离手术台340相对远，并且将第二臂290b相对于支柱单元290c倾斜相对大的角度(即，使旋转角度r₂相对大)，可以实现在就座位置手术时的姿势。同时，可以通过将显微镜装置10c设置为使得基座单元130可以定位成相对靠近手术台340并且将第二臂290b相对于支柱单元290c倾斜相对小的角度(即，使旋转角度r₂相对小)，可以实现在就座位置手术时的姿势。

此处，与显微镜装置10c的支撑单元120b的支柱单元290c相比，更靠近前端侧的部件与根据上述实施方式的显微镜装置10的支撑单元120的部件相似。即，类似于上述实施方式，比支撑单元120b中的支柱单元290c更靠近前端侧的部件(诸如配重280)可以被配置为相对小。以这种方式，在显微镜装置10c的支柱单元290c的长度(T)增加的情况下，整个显微镜装置10c的高度大于上述实施方式的高度。然而，与上述实施方式相似，整个装置的宽度可以有利地保持小。

(5-3-3.支撑单元的设计理念)

根据本变形的支撑单元120b的配置也可以基于与上述实施方式的设计理念基本相似的设计理念来设计。然而，需要进一步增加支柱单元290c的长度(T)，使得以上(条件1)至以上(条件7)部分地改变。

具体而言，“使用模式要求的条件”不从上述实施方式改变。即，根据本变形的支撑单元120b可以被配置为使得满足以上(条件1)到以上(条件3)。

同时，谈及“可移动范围和小型化要求的条件”，以上(条件4)和以上(条件6)不从上述实施方式改变。同时，以上(条件5)改变。具体地，本发明人考虑的结果披露，为了在满足以上(条件4)所示的可移动范围的同时实现相对小的显微镜装置10c，优选地将支撑单元120b配置为使得满足以下(条件5')和以上(条件6)。

(条件5')

H+V+T<约2600(mm)

此外，在本变形中，没有考虑“安装位置要求的条件”(即，以上(条件7))。如上所述，当描述(条件7)时，优选地确保支柱单元290c的长度(T)比手术台340的高度(B)短的洁净区。然而，即使支柱单元290c的长度(T)大于手术台340的高度(B)，可以通过采取诸如用窗帘覆盖支柱单元290c的措施来充分确保洁净区。因此，为了进一步提高外科医生的便利性，在本变形中，不用手术台340的高度(B)限定支柱单元290c的长度(T)的上限。

总之，在本变形中配置支撑单元120b的条件为以上(条件1)到以上(条件4)、以上(条件5')和以上(条件6)。在本变形中配置支撑单元120b，使得至少满足以上(条件1)。此外，120b可以被配置为使得进一步满足以上(条件2)和以上(条件3)。这允许第一臂290a在与上述实施方式类似的操作中保持基本水平，并且因此，可以更可靠地确保外科医生的视野，并进一步提高外科医生的便利性。此时，可以将第一臂290a保持为在站立位置手术时和就座位置手术时大致水平，无论手术模式如何，这可以确保外科医生的工作空间。

此外，120b可以被配置为使得进一步满足以上(条件4)、以上(条件5')和以上(条件6)。这可以在将显微镜单元110确保可以覆盖各种手术过程的足够的可移动范围的同时，使显微镜装置10c小型化。因此，可以进一步提高外科医生的便利性。

(5-3-4.支撑单元的具体设计示例)

与上述实施方式相似，本发明人实际上已设计了可以满足上述条件中的每一个的根据本变形的支撑单元120b的配置。此处，描述了在支撑单元120b被配置为使得满足所有以上(条件1)到以上(条件4)、以上(条件5')和以上(条件6)的情况下的设计结果，作为示例。

具体地，与上述实施方式相同，可以从以上(条件2)确定第二臂290b的长度(V)的上限值。此外，一旦确定了V的上限值，可以从以上(条件1)确定第一臂290a的长度(H)的上限值，并且可以从以上(条件3)确定支柱单元290c的长度(T)的下限值。在H、V和T的确定范围内确定H、V和T的具体值，使得满足以上(条件4)、以上(条件5')和以上(条件6)。

考虑到手术的典型条件(诸如，外科医生的身高(坐高)、手术台340的高度和显示装置20在高度方向上的安装位置)，通过将以上(条件4)中的水平所需到达距离(WH)和垂直所需到达距离(WV)设置为WH＝800(mm)和WV＝1600(mm)，并且将显微镜单元110的WD的最大值WD_max设置为WD_max＝约400(mm)至约600(mm)，本发明人实际设计支撑单元120b所获得的结果披露，在第一臂290a的长度(H)、第二臂290b的长度(V)以及支柱单元290c的长度(T)之间，通常满足以下关系。

H+V+T>约2000(mm)

约800(mm)<V<约1000(mm)

约600(mm)<H<约800(mm)

约800(mm)<T<约1000(mm)

此外，与本变形中的根据上述实施方式的显微镜装置10相比，支柱单元290c的长度(T)增大，显微镜单元110的位置相对较高。为了将显微镜单元110设置在就座位置手术时的适当位置处，因此，需要更加显著地将第二臂290b倾斜到支柱单元290c。因此，在本变形中，第二臂290b相对于支柱单元290c的旋转角度r₂的最大值r_2max的值也可以从上述实施方式的值改变。本发明人考虑的结果披露，旋转角度r₂的最大值r_2max优选地具有约45°<r_2max<约65°的范围，以便适当地支撑在就座位置的手术，同时配置支撑单元120b使得满足所有以上(条件1)到以上(条件4)、以上(条件5')和以上(条件6)。

此外，在本变形中也配置显微镜单元110，使得其在光轴方向上的长度(更严格地说，从第一臂290a与显微镜单元110的连接部到显微镜单元110的下端的长度)例如为约200mm或更短。即使支撑单元120b被配置为使得显微镜单元110可以定位在显示装置20的上方同时第一臂290a保持大致水平，具有太大尺寸的显微镜单元110也可能防止对显示装置20的优选观察。在本变形中，以这种方式使显微镜单元110的配置相对小，从而使得可以更可靠地确保外科医生的视野。

(5-3-5.显微镜装置的使用示例)

将参考图16描述根据本变形的显微镜装置10c的使用示例。图16是示出在就座位置使用根据本变形的显微镜装置的手术的示图。

图16示出了外科医生320在就座位置使用显微镜装置10c对躺在手术台340上的患者330进行手术。患者330的手术部位的图像由显微镜装置10c的显微镜单元110捕获，并且在手术中在显示装置20上显示手术部位的捕获图像。外科医生320在观察显示装置20所示的手术部位的图像的同时进行手术。

如图所示，外科医生320可以处于第一臂290a下方的空间，并且通过使用根据本变形的显微镜装置10c在就座位置进行手术，这即意味着可以以架空型进行手术。在本变形中，显微镜单元110可以设置在比上述实施方式中的位置更高的位置。因此，在第一臂290a的下方创建外科医生320进入的空间，并且使能够以架空型进行这种手术。架空型手术消除了安装显微镜装置10c的可能性，使得支撑单元120b从外科医生320的前面或外科医生320的一侧朝向外科医生320延伸。可以更多地确保外科医生320的眼睛前方的空间。

下面描述在就座位置手术时的显微镜装置10c的手术过程。另外，在就座位置手术时的显微镜装置10c的手术过程大致类似于在上面(4-2.在就座位置手术时的使用示例)中描述的显微镜装置10的手术过程。因此，不详细描述与其共同之处。

首先，当手术开始时，通过使用脚轮将整个显微镜装置10移动到靠近手术台340。然后，将显微镜装置10c安装在比站立位置手术时的位置距离手术台340更远的位置。

抓住显微镜单元110的夹持单元，然后外科医生320按下手术模式改变SW 153，以将设置到第一旋转轴210的制动器释放到第六旋转轴260并设置自由手术模式，在自由手术模式中显微镜单元110即可以自由地移动。在观察由显微镜单元110捕获并显示在显示装置20上的图像的同时，外科医生320移动显微镜单元110，以允许显微镜单元110将手术部位置于视野内。外科医生320然后释放手术模式改变SW 153(即，将手术模式改变为固定模式)，以固定显微镜单元110和支撑单元120b的姿势。

此处，在本变形中，显微镜装置10c被配置为使得支撑单元120b的支柱单元290c具有更大的长度(T)，使得可以将显微镜单元110设置在比在上述实施方式中的位置更高的位置。具体地，可以将显微镜单元110设置在显示装置20的上方。此外，此时，显微镜装置10c被配置为使得第二臂290b的长度(V)大于第一臂290a的长度(H)。因此，如果显微镜装置10c设置在距离手术台340相对远的位置，并且调整支撑单元120b的姿势使得第二臂290b朝向手术台340倾斜，则可以将显微镜单元110设置在上述较高位置，同时保持第一臂290a大致水平。

一旦显微镜单元110和支撑单元120b的姿势固定，外科医生320就操作变焦SW 151和聚焦SW 152，并且调整由显微镜单元110捕获的图像的放大倍率和焦距。如上所述，在本变形中，显微镜单元110被配置为具有相对长的焦距，使得即使显微镜单元110设置在上述更高的位置也可以获取聚焦的手术部位的清晰图像。

然后，外科医生320坐在第一臂290a下方的空间中，并且通过在患者330的手术部位与显微镜单元110之间的空间观察显示装置20的图像的同时开始治疗。即，外科医生320开始架空型手术。此时，在保持第一臂290a大致水平的同时，可以如上所述在本变形中将显微镜单元110设置在显示装置20的上方。外科医生320的视野不会被显微镜单元110阻碍，而是可以平稳地进行手术。

上面参考图11已描述了在就座位置手术时的显微镜装置10的使用示例。另外，与在就座位置进行手术的情况相比，在站立位置进行手术的情况下，显微镜装置10c安装在更靠近手术台340的位置，并且第二臂290b相对于支柱单元290c的旋转角度r₂被制成更小，以将显微镜单元110设置在更高的位置。这使得可以根据比在就座位置手术时的位置更高的手术台340的位置，将显微镜单元110设置在适于在站立位置的手术的位置。此时，第一臂290a也可以保持大致水平，并且显微镜单元110可以设置在显示装置20的上方。因此，可以防止显微镜单元110阻碍外科医生320的视野。

此处，如上面在(1.设想本公开的背景)中所述，光学显微镜装置810是以架空型使用为前提的，将光学显微镜装置810的支撑单元803的配置直接应用于电子成像显微镜装置，并不总是适合于电子成像显微镜的配置。具体地，电子成像显微镜装置的显微镜单元可以小型化，从而也可以使整个装置的配置小型化。因此，与上述实施方式不同，可以配置假设不以架空型使用而制造的更小的显微镜装置10。

同时，通常而言，可能需要架空型手术作为用显微镜装置的手术。这是因为，如上所述在以架空型进行手术的情况下，在外科医生的前方或外科医生的一侧不存在支撑单元，使得外科医生的视野和工作空间可以确保更多。即，电子成像显微镜装置以架空型使用并不总是不利的。换言之，如果甚至考虑以架空型使用来配置电子成像显微镜装置，则具有实现可以进一步提高外科医生的便利性的较小的显微镜装置的可能性。

在保持整个装置的尺寸小于光学显微镜装置810的尺寸的同时，进行在就座位置的手术时，根据本变形的显微镜装置10c可以以这种方式覆盖架空型手术。具体地，显微镜装置10c包括电子成像显微镜单元110，使得显微镜单元110的WD可以大于光学显微镜单元801的WD。因此，可以将显微镜装置10c配置为使得在以架空型使用时，显微镜单元110可以定位在显示装置20上方，即显微镜单元110不位于外科医生的眼睛前方。甚至在以架空型使用时，显微镜单元110也不会阻碍该配置中的外科医生的视野。此外，即使以这种方式配置显微镜装置10c，显微镜单元110的尺寸可以小于光学显微镜单元801的尺寸，并且支撑单元120b和配重也可以小型化。因此，整个显微镜装置10c的尺寸可以小于光学显微镜装置810的尺寸。通过增加支柱单元的长度(T)，而不改变比根据上述实施方式的显微镜装置10中的支柱单元290c更靠近前端侧的部件，在本变形中尤其实现了显微镜单元110的上述设置290c，使得支撑单元120b和配重可以有利地保持较小。

以这种方式，在实现整个装置的小型化的同时，根据本变形的显微镜装置10c可以提高关于显微镜装置10c的布置的自由度，即关于手术中使用模式的自由度，并且可以进一步提高外科医生320的便利性。有利地，根据本变形的显微镜装置10c在架空型中的手术可以限于在就座位置执行的诸如脑手术的手术。这是因为即使显微镜单元110可以小型化，在站立位置的手术中使用架空型中的显微镜装置10c，使得支撑单元120b相对大，并且难以从整个装置可以比光学显微镜装置810小这一优点中获益。因此，显微镜装置10c可以不安装成架空型，而是安装在外科医生320的前方或外科医生320的一侧，例如，类似于在本变形的站立位置手术时的图10所示的使用模式。

(5-4.包括图像减振机构的变形)

上述显微镜装置10、和10a到10c可以包括降低由显微镜单元110捕获的图像的振动的图像减振机构。如果包括这种图像减振机构，则可以获得手术部位的更多稳定图像，并且更顺利地进行手术。

具体而言，显微镜装置10、和10a到10c可以包括：能够设置到支撑单元120、120a和120b的第一旋转轴210到第六旋转轴260的每一个的机械减振机构，用于减少显微镜单元110的振动；和/或校正在显微镜单元110振动的情况下捕获的图像的振动的图像振动校正机构，作为图像减振机构。

首先，将描述机械振动抑制机构。机械减振机构例如是动态减振器，并且包括诸如阻尼器的减振元件。机械减振机构可以减少每个旋转轴的振动。

将参考图17和图18，描述机械减振机构的一些具体配置示例。图17是示出可以设置到每个旋转轴的机械减振机构的配置示例的示图。图17示出了当这些元件连接时设置在柱形的第一元件403和第二元件405之间并且具有减小在这些元件之间传输的振动的功能的减振机构401。具体地，第二元件405(重量侧元件405)装配到作为减振目标的柱形的第一元件403(减振目标元件403)中，使得第二元件405可以在轴向方向(在图中，上下方向)上滑动。在该配置示例中，第二元件405和柱形的第一元件403据此连接。此时，作为粘性阻力元件，在减振目标元件403与重量侧元件405之间设置有粘弹性元件407和弹簧409。减振机构401是包括粘弹性元件407和弹簧409的动态减振器。另外，粘弹性元件407包括橡胶元件，诸如，硅橡胶或聚氨酯橡胶，并且具有机械性能和作为弹簧元件的性能。

粘弹性元件407和弹簧409具有根据减振目标元件403和重量侧元件405的振动沿轴向膨胀和收缩的功能，以衰减该振动。减振机构401的固有频率根据粘弹性元件407和弹簧409的特性来确定。在该固有频率与作为减振目标的支撑单元120、120a和120b的固有频率一致的情况下，可以获得最高的减振效果。因此，减振机构401可以用具有不同特性的元件来交换粘弹性元件407和弹簧409。这允许根据支撑单元120、120a和120b的配置适当地配置减振机构401，使得减振机构401的固有频率与支撑单元120、120a和120b的固有频率大致一致，并且可以获得高减振效果。

另外，图18是示出可以设置到每个旋转轴的减振机构的另一配置示例的示图。图18示出了当这些元件连接时设置在各自大致形成为棒状的第一元件453和第二元件455之间并且具有减小在这些元件之间传输的振动的功能的减振机构451。具体而言，在该配置示例中，在第一元件453的连接端设置凹部冲击部459。凹部冲击部459包括可以吸收振动的诸如橡胶的弹性元件。此外，轴457设置在第二元件455的连接端。轴457的外径比其他部分薄。然后，第一元件453、冲击部459和轴457通过螺钉461固定，该第二元件455的轴457插入到冲击部459的凹部中，从而将第一元件453连接到第二元件455。该冲击部459可以构成吸收振动的减振机构451。此外，可以提供可以吸收螺钉461和第一元件453之间的振动的诸如橡胶(未示出)等弹性元件，并且减振机构451可以包括冲击部459和弹性元件。

如图所示，冲击部459具有凹形，使得冲击部459可以有利地减少三轴方向上的所有振动。以这种方式，减振机构451可以更有效地抑制在第一元件453和第二元件455中的任何一个处产生的振动传输到另一个。

上面参考图17和图18，描述了可以设置到支撑单元120、120a和120b的每个旋转轴的机械减振机构的一些配置示例。另外，除了所示之外，各种已知的减振机构也可以用作减振机构。

接下来，将描述图像振动校正机构。任何电子校正机构和光学校正机构可以用作图像振动校正机构。当对由图像传感器获取的图像信号进行图像处理时，电子校正机构检测成像单元111的振动状态，并通过校正获得成像单元111的图像传感器的每个像素的观察光的位置，基于检测到的振动状态来校正图像的振动。同时，光学校正机构检测成像单元111的振动状态，并且通过移动成像单元111的光学系统(例如，透镜)的位置或图像传感器的位置，来调整图像传感器上的观察光的受光位置，并且基于检测到的振动状态校正图像的振动。此外，可以通过向显微镜单元110提供振动传感器或者将捕获图像缓冲一定时间并且将最新图像与最近的图像进行比较，来检测成像单元111的振动状态。

在诸如数码相机等成像装置的握手校正的技术领域中众所周知的各种图像振动校正机构可以用作这些图像振动校正机构。因此，将不再对其进行详细的说明。

上面已经描述了可以安装在显微镜装置10和10a至10c上的图像减振机构。此处，如上所述，根据支柱单元被配置为具有较大长度(T)的变形的显微镜装置10c被配置为使得显微镜单元110设置在比其他显微镜装置10、10a和10b的位置更高的位置，并且其WD更长。因此，显微镜装置10c的显微镜单元110的振动比其他显微镜装置10、10a和10b的振动对捕获图像的影响更大。因此，设置到显微镜装置10c的上述图像减振机构可以更好地实现获得稳定图像的有利效果。

(6.补充信息)

上面已经参考附图描述了本公开的优选实施方式，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变更和修改，并且应当理解，这些变更和修改将自然地落入本公开的技术范围内。

此外，本说明书中描述的效果仅仅是说明性或示例性的效果，并不是限制性的。即，通过或代替以上效果，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，本技术也可以如下配置。

(1)一种手术显微镜装置，包括：

显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及

支撑单元，被配置为在前端支撑显微镜单元，其中，

在假设支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑第一臂的基端，支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与垂直方向和前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑第二臂的基端的情况下，

支撑单元被配置为使得作为在第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的长度的第二臂的长度大于作为在第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的显微镜单元的光轴之间的长度的第一臂的长度。

(2)根据(1)所述的手术显微镜装置，其中，

在第二臂的长度表示为V、第二臂相对于支柱单元的旋转角度表示为r₂、在站立位置手术时显微镜单元距离地板的高度表示为Z₁、并且在就座位置手术时显微镜单元距离地板的高度表示为Z₂的情况下，长度V、旋转角度r₂、高度Z₁和高度Z₂满足表示为Z₁-Z₂<V(1-cos(r₂))的关系。

(3)根据(2)所述的手术显微镜装置，其中，

长度V、旋转角度r₂、高度Z₁和高度Z₂满足表示为200(mm)<V(1-cos(r₂))的关系。

(4)根据(1)到(3)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

在支柱单元的长度表示为T、第二臂相对于支柱单元的旋转角度表示为r₂、并且在就座位置手术时显微镜单元距离地板的高度表示为Z₂的情况下，长度V、旋转角度r₂和高度Z₂满足表示为Z₂>Vcos(r₂)+T的关系。

(5)根据(1)到(4)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元被配置为使得显微镜单元穿过在水平方向上距离支柱单元约800(mm)并且在垂直方向上距离地板约1600(mm)的空间中的位置。

(6)根据(5)所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元被配置为使得第一臂的长度、第二臂的长度和支柱单元的长度的总长度小于2500(mm)。

(7)根据(5)或(6)所述的手术显微镜装置，其中，

在第一臂相对于第二臂的旋转角度被表示为r₁、并且第二臂相对于支柱单元的旋转角度表示为r₂的情况下，旋转角度r₁和旋转角度r₂满足表示为约130°<r₁+r₂<约180°的关系。

(8)根据(1)到(7)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元被配置为使得支柱单元的长度比手术台的高度短。

(9)根据(8)所述的手术显微镜装置，其中，

支柱单元的长度短于800(mm)。

(10)根据(5)所述的手术显微镜装置，其中，

支柱单元的长度T满足表示为约800(mm)<T<约1000(mm)的关系。

(11)根据(10)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

显微镜单元的工作距离的最大值WD_max满足表示为约400(mm)≤WD_max≤约600(mm)的关系。

(12)根据(1)到(11)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元被配置为使得第一臂的长度、第二臂的长度和支柱单元的长度的总长度大于2000(mm)。

(13)根据(1)到(12)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元被配置为平衡臂。

(14)根据(1)到(13)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

第二臂对应于包括在支撑单元中的平行四边形连杆机构。

(15)根据(1)到(14)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

支撑单元包括在与第二臂和支柱单元的连接部相对应的位置处的旋转轴，该旋转轴围绕平行于第二臂的延伸方向的旋转轴线可旋转地支撑第二臂。

(16)根据(1)到(15)中任一项所述的手术显微镜装置，其中，

基座单元的顶面上安装有电气单元，基座单元被配置为支撑支撑单元的基端，电气单元在手术显微镜装置中执行信号处理，并且

在基座单元的顶面上，支撑单元的基端相对于电气单元连接到前侧。

(17)根据(16)所述的手术显微镜装置，其中，

在基座单元的顶面上，电气单元被配置为在背侧比在前侧更高。

(18)一种手术显微镜系统，包括：

显微镜装置，该显微镜装置包括：显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及支撑单元，被配置为在前端支撑显微镜单元，以及

显示装置，被配置为基于图像信号显示图像，其中，

在假设支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑第一臂的基端，支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与垂直方向和前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑第二臂的基端的情况下，

支撑单元被配置为使得作为在第一旋转轴线与第二旋转轴线之间的长度的第二臂的长度大于作为在第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的显微镜单元的光轴之间的长度的第一臂的长度。

附图标记列表

1 显微镜系统

10、710、810 显微镜装置

20、760 显示装置

110、701、801 显微镜单元

120、703、803 支撑单元(臂单元)

130705、805 基座单元

131 支架

132 脚轮

140 控制装置

210 第一旋转轴

220 第二旋转轴

230 第三旋转轴

240 第四旋转轴(平行四边形连杆机构)

250 第五旋转轴

260 第六旋转轴

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

290a、707a、807a 第一臂

290b、707b、807b 第二臂

290c、707c、807c 支柱单元

320、720、820 外科医生

330、730、830 患者

340、740、840 手术台。

Claims (18)

1.一种手术显微镜装置，包括：

显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及

支撑单元，被配置为在前端支撑显微镜单元，其中，

在假设所述支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，所述第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑所述第一臂的基端，所述支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与所述垂直方向和所述前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑所述第二臂的基端的情况下，

所述支撑单元被配置为使得作为在所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的长度的所述第二臂的长度，大于作为在第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的所述显微镜单元的所述光轴之间的长度的所述第一臂的长度。

2.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

在所述第二臂的长度表示为V、所述第二臂相对于所述支柱单元的旋转角度表示为r₂、在站立位置手术时所述显微镜单元的物镜距离地板的高度表示为Z₁、并且在就座位置手术时所述显微镜单元的物镜距离地板的高度表示为Z₂的情况下，长度V、旋转角度r₂、高度Z₁和高度Z₂满足表示为Z₁-Z₂<V(1-cos(r₂))的关系。

3.根据权利要求2所述的手术显微镜装置，其中，

所述长度V、所述旋转角度r₂、所述高度Z₁和所述高度Z₂满足表示为200(mm)<V(1-cos(r₂))的关系。

4.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

在所述支柱单元的长度表示为T、所述第二臂相对于所述支柱单元的旋转角度表示为r₂、并且在就座位置手术时所述显微镜单元的物镜距离地板的高度表示为Z₂的情况下，长度V、旋转角度r₂和高度Z₂满足表示为Z₂>Vcos(r₂)+T的关系。

5.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元被配置为使得所述显微镜单元的物镜穿过在水平方向上距离所述支柱单元约800(mm)并且在垂直方向上距离地板约1600(mm)的空间中的位置。

6.根据权利要求5所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元被配置为使得所述第一臂的长度、所述第二臂的长度和所述支柱单元的长度的总长度小于2500(mm)。

7.根据权利要求5所述的手术显微镜装置，其中，

在所述第一臂相对于所述第二臂的旋转角度表示为r₁、并且所述第二臂相对于所述支柱单元的旋转角度表示为r₂的情况下，旋转角度r₁和旋转角度r₂满足表示为约130°<r₁+r₂<约180°的关系。

8.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元被配置为使得所述支柱单元的长度比所述手术台的高度短。

9.根据权利要求8所述的手术显微镜装置，其中，

所述支柱单元的长度短于800(mm)。

10.根据权利要求5所述的手术显微镜装置，其中，

所述支柱单元的长度T满足表示为约800(mm)<T<约1000(mm)的关系。

11.根据权利要求10所述的手术显微镜装置，其中，

所述显微镜单元的工作距离的最大值WD_max满足表示为约400(mm)≤WD_max≤约600(mm)的关系。

12.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元被配置为使得所述第一臂的长度、所述第二臂的长度和所述支柱单元的长度的总长度大于2000(mm)。

13.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元被配置为平衡臂。

14.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述第二臂对应于包括在所述支撑单元中的平行四边形连杆机构。

15.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

所述支撑单元包括在与所述第二臂和所述支柱单元的连接部相对应的位置处的旋转轴，所述旋转轴围绕平行于所述第二臂的延伸方向的旋转轴线可旋转地支撑所述第二臂。

16.根据权利要求1所述的手术显微镜装置，其中，

基座单元的顶面安装有电气单元，所述基座单元被配置为支撑所述支撑单元的基端，所述电气单元在所述手术显微镜装置中执行信号处理，并且

在所述基座单元的顶面上，所述支撑单元的基端相对于所述电气单元连接到前侧。

17.根据权利要求16所述的手术显微镜装置，其中，

在所述基座单元的顶面上，所述电气单元被配置为在背侧比前侧更高。

18.一种手术显微镜系统，包括：

显微镜装置，所述显微镜装置包括：显微镜单元，被配置为对手术台上的患者的手术部位进行成像，并输出图像信号；以及支撑单元，被配置为在前端支撑所述显微镜单元，以及

显示装置，被配置为基于所述图像信号显示图像，其中，

在假设所述支撑单元从前端侧依次包括第一臂、第二臂和支柱单元，所述第二臂围绕与垂直方向和前后方向正交的第一旋转轴线在前端可旋转地支撑所述第一臂的基端，所述支柱单元在大致垂直方向上从地板延伸并且围绕与所述垂直方向和所述前后方向正交的第二旋转轴线在前端可旋转地支撑所述第二臂的基端的情况下，

所述支撑单元被配置为使得作为在所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线之间的长度的所述第二臂的长度，大于作为在所述第一旋转轴线与光轴被设置成大致垂直的所述显微镜单元的所述光轴之间的长度的所述第一臂的长度。