JP2000107200A

JP2000107200A - 手術用顕微鏡

Info

Publication number: JP2000107200A
Application number: JP10280158A
Authority: JP
Inventors: Daiki Takayama; 大樹高山; Koji Yasunaga; 浩二安永
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2000-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: JP4083316B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、鏡体の移動の後に固定により生じる
振動を小さく抑えると共に、その振動の減衰時間を短縮
し、手術時間を短縮するようにした手術用顕微鏡を提供
することを目的としている。【解決手段】本発明は、鏡体１２を傾斜可能であり、か
つ上下、水平方向に移動可能に支持する架台を有し、上
記鏡体１２を傾斜及び移動を固定及び解除する少なくと
も２つの電磁ブレーキ２９ｄ〜２９ｆを動作させる制御
部２６は、上記２つ以上の電磁ブレーキ２９ｄ〜２９ｆ
を時間差をもって固定させるべく制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小部位の手術、
例えば脳神経外科手術において使用される手術用顕微鏡
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、手術手法や手術器具の発達に伴っ
て、手術用顕微鏡を用いた微細手術、いわゆるマイクロ
サージャリーが頻繁に行われるようになってきている。
特に脳神経外科手術においては、鏡体による観察位置、
及び観察方向を頻繁に変えることが要求される。このた
め、術者が鏡体を軽い力で素早く、しかも確実に所望の
位置や角度に移動し、その位置や角度に鏡体を確実に固
定することができる架台が望まれる。

【０００３】例えば、特公昭６３−３６４８１号公報に
おいて知られる架台は、鏡体の重量及び回転モーメント
を平衡重りで相殺し、軽い力量で鏡体を傾斜、上下及び
水平に移動可能な傾斜機構ならびに移動機構を備えてお
り、さらに調節した位置や角度に固定する制動軸受（ブ
レーキ）を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（従来技術の問題点）
上記特公昭６３−３６４８１号公報において知られる架
台は、制動軸受を解除した状態で、鏡体を所望の位置や
角度に移動後、制動軸受により固定する。すると、鏡体
はその慣性力により振動する。一般に鏡体はかなりの重
量があるので、鏡体は大きく振動することになる。この
振動は顕微鏡下観察では視野の揺れになり、この揺れが
収まるまで顕微鏡下での外科手術の作業が行えない。こ
れは手術時間の延長につながり、術者の疲労を増大させ
ると共に大きな不快感を与えていた。

【０００５】（発明の目的）本発明は上記問題点に鑑み
てなされたものであり、顕微鏡の鏡体の移動後の固定に
より生じる振動を小さく抑えると共に、その振動の減衰
時間を短縮し、手術時間を短縮するようにした手術用顕
微鏡を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】（手段）本発明
は、鏡体と、複数の機素を連結して構成され、各機素の
相対的な動きにより上記鏡体を移動可能に支持する架台
と、上記各機素の相対的な動きを阻止する固定状態とそ
の機素の動きを許容する解除状態が得られる複数の制動
手段と、上記各制動手段の動作を制御する制御手段とを
具備し、上記制御手段は２つ以上の制動手段を固定状態
とするとき、時間差をもって固定させるべく制御を行う
ことを特徴とするものである。

【０００７】（作用）上記制御部により複数の制動手段
を時間差をもって固定すべく制御することにより、一つ
の制動手段の固定により生じる振動を、制動手段が解除
されている他の対偶の機素部分の動きで吸収し、大きな
振動が収まった後、その他の対偶の機素部分の制動手段
の固定を行う。

【０００８】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１〜図６に
基づいて、本発明の第１の実施形態に係る手術用顕微鏡
を説明する。

【０００９】（構成）図１は、第１の実施形態に係る手
術用顕微鏡全体の構成を示している。同図１中、１は架
台（支持装置）における支柱であり、この支柱１は支持
台４に対して垂直に支持されている。支持台４は底面に
キャスター４ａを有した底板４ｂと、支柱４ｃとを有す
る。上記支柱１は、支持台４の支柱４ｃの上端部に鉛直
軸Ｏ0を中心として回転自在に取り付けられている。ま
た、上記支柱１の上端部には、第１の平行四辺形リンク
（機構）２が接続されており、支柱１の下端部には、第
２の平行四辺形リンク（機構）３が接続されている。

【００１０】第１の平行四辺形リンク２は、平行四辺形
を形成するように４つのアーム２ａ〜２ｄを配置し、こ
れらのアーム２ａ〜２ｄを互いに平行な回転軸Ｏ1 〜Ｏ
4 まわりに回動可能に連結してなる。そして、この第１
の平行四辺形リンク２は、上記支柱１の上端部分に、上
方支持部材５を介して、回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に
接続されている。ここで、回転軸Ｏ1 と鉛直軸Ｏ0 と
は、互いに直交する関係にある。

【００１１】また、第２の平行四辺形リンク３は、平行
四辺形を形成するように４つのアーム３ａ〜３ｄを配置
し、これらのアーム３ａ〜３ｄを互いに平行な回転軸Ｏ
5 〜Ｏ8 まわりに回動可能に連結してなる。そして、こ
の第２の平行四辺形リンク３は、上記支柱の下端部分
に、下方支持部材６を介して、特に回転軸Ｏ5 まわりに
回動可能に接続されている。ここで、回転軸Ｏ5 と鉛直
軸Ｏ0 とは、互いに直交し、かつ上記回転軸Ｏ1 と平行
な関係にある。

【００１２】第１の平行四辺形リンク２のアーム２ａは
回転軸Ｏ1 側下端から屈曲して突き出すアーム部２ｅを
有しており、全体としてＬ字形の形状をなしている。そ
のアーム部２ｅの突出した先端部分には上記回転軸Ｏ1
と平行な回転軸Ｏ11が設けられ、この回転軸Ｏ11まわり
に回動可能に第１の伝達ロッド７の上端が接続されてい
る。

【００１３】また、第２の平行四辺形リンク３のアーム
３ａも同様に回転軸Ｏ5 側上端から屈曲して突き出すア
ーム部３ｅを有して全体としてＬ字形の形状をしてい
る。そのアーム部３ｅの突出した先端部分には回転軸Ｏ
5 と平行な回転軸Ｏ12まわりに回動可能に上記第１の伝
達ロッド７の下端が接続されている。このとき、紙面に
平行な面内で、回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ4 を結ぶ線分と、
回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ8を結ぶ線分は常に平行な関係に
あり、また、回転軸Ｏ1 ，０5 ，０12，０11を順次結ぶ
各線分は常に平行四辺形を形成する。

【００１４】同様にして、第１の平行四辺形リンク２に
おけるアーム２ｂの回転軸Ｏ2 と、第２の平行四辺形リ
ンク３におけるアーム３ｂの回転軸Ｏ6 とはそれぞれに
対して回動可能に第２の伝達ロッド８によって連結され
ている。そして、紙面に平行な面内で、回転軸Ｏ1 と回
転軸Ｏ2 を結ぶ線分と、回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ6 を結ぶ
線分とは常に平行をなす関係にあるように設定されてい
る。つまり、第１の平行四辺形リンク２と第２の平行四
辺形リンク３は支柱１の上下に分離して配置されると共
に、常に相似的に対応した平行四辺形を保つ関係にあ
る。

【００１５】以上により上記支持台４側に位置して配置
される前段の連鎖系を構成し、この前段における連鎖系
の機素の対偶により、後述する後段の連鎖系を介して鏡
体１２を上下及び水平方向に移動させるようになってい
る。

【００１６】次に、後段の連鎖系について説明する。上
記第１の平行四辺形リンク２におけるアーム２ｄの一端
には、紙面に平行な面内にあり、鉛直軸Ｏ0 と交差し、
かつ回転軸Ｏ3 と回転軸Ｏ4 を結ぶ線分上の回転軸Ｏ9
まわりにおいて回動可能に支持された接続ブロック９が
連結されている。この接続ブロック９には第３の平行四
辺形リンク（機構）１０が接続されている。第３の平行
四辺形リンク１０は図１で示す如く、アーム１０ａ〜１
０ｅ及び接続ブロック９を紙面に垂直な回転軸Ｏ13〜Ｏ
17，Ｏ21，Ｏ22まわりにそれぞれ回動可能に接続するこ
とにより２連式の平行リンク機構を構成している。この
実施形態では、これら接続ブロック９と第３の平行四辺
形リンク１０により互いに直交する２つの回転軸Ｏ9 ，
Ｏ10を中心に傾斜可能な傾斜アーム１１が構成されてい
る。

【００１７】また、第３の平行四辺形リンク１０の先端
には、顕微鏡鏡体（以下、鏡体という。）１２が連結さ
れている。すなわち、鏡体１２は、第３の平行四辺形リ
ンク１０のアーム１０ｅの下方へ突き出した下端部に対
して、紙面に平行な面内で、回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ16を
結ぶ線分を通る回転軸Ｏ18まわりに回動可能に取り付け
られた鏡体支持アーム（鏡体支持部材）１３により支持
されている。

【００１８】これらの後段における連鎖系の機素の対偶
により、鏡体１２は、回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ18、及び回
転軸Ｏ9 と回転軸Ｏ18の交点Ｔ1 を通る紙面に垂直な仮
想の回転軸Ｏ10まわりにそれぞれ回動可能であって、傾
斜（傾動）可能なものとなっている。

【００１９】また、鏡体１２にはその鏡体１２の３次元
方向の振動を検出するための振動検出手段として、加速
度センサー２４が設けられ、さらに鏡体１２にはフリー
スイッチ２５を有するグリップ１７が備えられている。
ここで、回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ10、回転軸Ｏ18まわり
の、自重による回転モーメントが、常にゼロになるべ
く、第３の平行四辺形リンク１０と鏡体１２とは重量配
分がなされている。一方、上記第２の平行四辺形リンク
３のアーム３ｄの一端には、ねじ軸１４が固定され、こ
のねじ軸１４には、カウンターウエイト１５がその軸線
方向に移動可能に支持されている。上記カウンターウエ
イト１５は、第１の平行四辺形リンク２、第２の平行四
辺形リンク３を連動させたとき、鉛直軸Ｏ0 及び回転軸
Ｏ１まわりの回転モーメントが、常にゼロになるべく、
位置及び重量配分がなされている。

【００２０】次に、手術用顕微鏡の細部の構成について
説明する。まず、支持台４に対する支柱１は電気的に制
御される電磁ブレーキ１６ａにより固定（制動）及びそ
の解除がなされる。電磁ブレーキ１６ａは支持台４の支
柱４ｃの上端に配設されている。

【００２１】上記傾斜アーム１１の接続ブロック９と第
１の平行四辺形リンク２のアーム２ｄとの接続部には、
傾斜アーム１１の接続ブロック９から突き出して形成さ
れた回転ロッド２３が設けられている。この回転ロッド
２３は上記アーム２ｄの内部に配設された図示しないベ
アリングに嵌挿されることにより、回転軸Ｏ９まわり
に回動可能である。上記アーム２ｄには電磁ブレーキ１
６ｄが配設されており、この電磁ブレーキ１６ｄは電気
的に制御され、上記アーム２ｄに対する上記回転ロッド
２３及び接続ブロック９の回転軸Ｏ9 まわりの固定及び
その解除が可能である。

【００２２】また、接続ブロック９にも電磁ブレーキ１
６ｅが配設されており、この電磁ブレーキ１６ｅは電気
的に制御され、上記接続ブロック９に対するアーム１０
ａの回転軸Ｏ21まわりの固定及びその解除が可能であ
る。さらに、鏡体支持アーム１３にも電磁ブレーキ１６
ｆが配設されており、この電磁ブレーキ１６ｆは電気的
に制御され、上記アーム１０ｅに対する回転軸Ｏ18まわ
りの鏡体支持アーム１３の固定及びその解除が可能であ
る。

【００２３】次に、図２に基づいて、上方支持部材５の
部分の詳細な構造を説明する。図２は図１の矢印ａ方向
から見た回転軸Ｏ1 を含む部分を通る縦断面図である。
上方支持部材５には上方シャフト１８がベアリング１７
ａを介して回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に支持されてい
る。また、上記上方支持部材５には電磁ブレーキ１６ｂ
が配設されている。そして、電磁ブレーキ１６ｂは電気
的に制御されて上方シャフト１８の固定及びその解除が
可能である。上記アーム２ａは上記上方シャフト１８の
外周にベアリング１７ｂを介して回転軸Ｏ1 まわりに回
動可能に支持されている。また、上記アーム２ｂは、上
方シャフト１８に形成したフランジ部に対してねじ等に
より固定され、上方シャフト１８と一体的に回転するよ
うになっている。

【００２４】次に、図３に基づいて、下方支持部材６の
部分の詳細な構造を説明する。図３は図１の矢印ｂ方向
から見た回転軸Ｏ5 を含む部分を通る縦断面図である。
上記下方支持部材６には下方シャフト１９がベアリング
１７ｃを介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に支持され
ている。上記下方支持部材６には電磁ブレーキ１６ｃが
配設されており、電磁ブレーキ１６ｃは電気的に制御さ
れて下方シャフト１９の固定及びその解除が可能であ
る。上記アーム３ｂは、下方シャフト１９の外周にベア
リング１７ｄを介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に支
持されている。また、上記アーム３ａは上記下方シャフ
ト１９のフランジ部に対してねじ等により固定され、下
方シャフト１９と一体的に回転するようになっている。

【００２５】次に、図４に基づいて、手術用顕微鏡の電
気系の構成を説明する。鏡体１２におけるグリップ１７
に配設されたフリースイッチ２５は、制御部（制御手
段）２１に電気的に接続されている。同じく鏡体１２に
配設した加速度センサー２４も制御部２１に対して電気
的に接続されている。制御部２１は２つの駆動回路２２
ａ，２２ｂと電気的に接続されている。また、制御部２
１にはフリースイッチ２５の入力信号に対して時間差を
持って上記各駆動回路２２ａ，２２ｂへ信号を出力する
ための演算回路を搭載している。上記電磁ブレーキ１６
ａ，１６ｂ，１６ｃは駆動回路２２ａと電気的に接続さ
れ、他の電磁ブレーキ１６ｄ，１６ｅ，１６ｆは駆動回
路２２ｂと電気的に接続されている。

【００２６】（作用）次に、手術中の鏡体１２の移動に
ついて説明する。術者がグリップ１７を握る手の指でフ
リースイッチ２５の操作釦を押すと、制御部２１に信号
が入力され、駆動回路２２ａ，２２ｂに対して駆動信号
を出力し、全ての電磁ブレーキ１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆのブレーキ作用を解除す
る。

【００２７】ここで、図１に示す電磁ブレーキ１６ａの
ブレーキ作用が解除されると、支柱１が支持台４に対し
て鉛直軸Ｏ0 まわりに回動可能になる。このため、第１
の平行四辺形リンク２及び傾斜アーム１１を介して、鏡
体１２が支持台４に対して鉛直軸Ｏ0 まわりに水平な向
きで回動可能になる。

【００２８】図２に示す電磁ブレーキ１６ｂが解除され
ると、アーム２ｂが上方支持部材５に対して回転軸Ｏ1
まわりに回動可能になる。このため、アーム２ｃを介し
てアーム２ｄがアーム２ａに対して回転軸Ｏ4 まわりに
アーム２ｂと平行を保ちながら回動可能になる。従っ
て、鏡体１２は、傾斜アーム１１を介してアーム２ａに
対て回転軸Ｏ4 まわりに回動可能になる。

【００２９】図３で示す上記電磁ブレーキ１６ｃが解除
されると、アーム３ａが下方支持部材６に対して回転軸
Ｏ5 まわりに回動可能になり、第１の伝達ロッド７によ
り接続されたアーム２ａが上方支持部材５に対し、回転
軸Ｏ1 まわりに回動可能になる。従って、鏡体１２は第
１の平行四辺形リンク２及び傾斜アーム１１を介して上
方支持部材５に対して回転軸Ｏ1 まわりに全体的に回動
可能で上下移動できるようになる。従って、これら３方
向の回動の組み合わせにより、鏡体１２は３次元的に移
動可能な状態になる。

【００３０】一方、電磁ブレーキ１６ｄが解除される
と、傾斜アーム１１はアーム２ｄに対して、回転軸Ｏ9
まわりに回動可能になる。また、電磁ブレーキ１６ｅが
解放されると、第３の平行四辺形リンク１０のアーム１
０ａは、接続ブロック９に対して、回転軸Ｏ21まわりに
回動可能になり、アーム１０ｂ〜１０ｄにて接続される
アーム１０ｅはアーム１０ａと平行に回転軸Ｏ10を中心
に傾動可能となる。また、電磁ブレーキ１６ｆが解放さ
れると、鏡体１２は鏡体支持アーム１３を介して、アー
ム１０ｅの回転軸Ｏ18まわりに回動可能になる。すなわ
ち、鏡体１２は、回転軸Ｏ9 と回転軸Ｏ10との交点Ｔ1
を中心とした転動が可能となる。

【００３１】以上の３次元的な移動と、上記交点Ｔ1 を
中心とした直交する３軸まわりの傾動によって、鏡体１
２は計６の自由度の動きが可能となる。つまり、術者が
グリップ１７を握る手の指でフリースイッチ２５を操作
することにより全ての電磁ブレーキ１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆのブレーキ作用が解除さ
れ、鏡体１２の自由な動きが可能となる。

【００３２】次に、鏡体１２の固定方法とこの固定動作
に連動する作用について説明する。グリップ１７を握
り、フリースイッチ２５を押しながら鏡体１２を所望の
位置に移動させ、フリースイッチ２５を離すと、制御部
２１への信号の入力が停止され、制御部２１はまず駆動
回路２２ａへの駆動信号の出力を停止する。すると、架
台の基部側の前段の連鎖に配設された電磁ブレーキ１６
ａ〜１６ｃの制動作用が働き、鉛直軸Ｏ0 、回転軸Ｏ1
、及び回転軸Ｏ4 まわりの鏡体１２の回動が阻止され
る。

【００３３】ここで、鏡体１２を動かしながら電磁ブレ
ーキ１６ａ〜１６ｃをロックした場合は図１中の矢印
Ａ，Ｂ，Ｃ方向への振動が生じてしまう。しかしなが
ら、このときには、架台の後段の連鎖に配設された電磁
ブレーキ１６ｄ，１６ｅ，１６ｆは解除されたままであ
るため、先に生じたＡ方向の振動は回転軸Ｏ9 ，Ｏ18ま
わりの回動により吸収され、また、Ｂ，Ｃ方向の振動
は、回転軸Ｏ10まわりの回動により吸収される。従っ
て、先に生じた矢印Ａ，Ｂ，Ｃ方向への振動が鏡体１２
まで伝達されることがない。

【００３４】以上の如く、鏡体１２を動かしながら電磁
ブレーキ１６ａ〜１６ｃをロックした場合に発生した鏡
体１２の振動が吸収されたところで、駆動回路２２ｂへ
の信号の出力が停止し、電磁ブレーキ１６ｄ〜１６ｆに
よる制動が行われ、そして、回転軸Ｏ9 ，Ｏ18，Ｏ21ま
わりの鏡体１２の回転も阻止され、最終的に鏡体１２が
固定される。

【００３５】この動作は、加速度センサー２４からの信
号が制御部２１に入力し、図６に示すような、あらかじ
め設定した加速度と時間差の関係に従って、駆動回路２
２ｂへの信号の出力を停止することにより、電磁ブレー
キ１６ｄ〜１６ｆによる制動が所定の時間差をもって自
動的に行われる。

【００３６】以上の振動減衰動作を図５に従い説明す
る。図５は電磁ブレーキを固定した場合に生じる鏡体１
２の振動の振幅と時間の関係を示したものである。３８
ａは全電磁ブレーキ１６ａ〜１６ｆを同時に固定した場
合の波形を示し、３８ｂは電磁ブレーキ１６ａ〜１６ｃ
を先に固定し、この後、時間ｔ3 遅らせて電磁ブレーキ
１６ｅ〜１６ｆを固定した上記実施形態での場合の波形
を示している。波形３８ａでは時間ｔ1 で収束するのに
対し、波形３８ｂでは初期の振幅の大きさを小さくする
ことができる分、振動の収束も早く、時間ｔ2 で収束す
る。上記実施形態での場合には、振動減衰時間が短くな
ることが分かる。

【００３７】（効果）第１の実施形態では、加速度セン
サ−２４により、鏡体１２を固定したときに生じる加速
度を検出し、制御部２１に内蔵された演算回路により、
その検出した加速度の大きさに応じて先の電磁ブレーキ
１６ａ〜１６ｃの固定に対する他の電磁ブレーキ１６ｄ
〜１６ｆの固定を遅らせると共にその遅らせる時間を最
適な大きさに制御するため、鏡体１２の振動を収束する
時間が振動の大小にかかわらず、ある程度一定の時間で
収束させることができる。

【００３８】［第２の実施形態］図７〜図１１に基づい
て、本発明の第２の実施形態に係る手術用顕微鏡を説明
する。

【００３９】（構成）図７は、第２の実施形態に係る手
術用顕微鏡の全体の構成を示している。同図２中、３１
は架台（支持装置）における支柱であり、この支柱３１
は、底面にキャスター２７を有した支持台２８に鉛直な
姿勢で支持されている。支柱３１の上端部には鉛直軸Ｏ
20まわりに回動可能にブロック３２の一端が接続されて
いる。また、ブロック３２の他端には鉛直軸Ｏ21まわり
に回動可能な平行四辺形リンク（機構）３３が接続され
ている。平行四辺形リンク３３の４つのアーム３３ａ〜
３３ｄは紙面に垂直な回転軸Ｏ22〜Ｏ25まわりに回動可
能に連結されている。アーム３３ａとアーム３３ｂには
図示しないガススプリングが接続されている。アーム３
３ｄには鉛直な回転軸Ｏ26まわりに回動可能なシャフト
３６が接続されている。上記シャフト３６の下端には、
上記回転軸Ｏ26と直交する回転軸Ｏ27まわりに回動可能
に鏡体支持用アーム３７が接続されている。鏡体支持用
アーム３７の下端には、上記各回転軸Ｏ26，Ｏ27とそれ
ぞれ直角をなす回転軸Ｏ28まわりに回動可能に鏡体１２
が接続されている。そして、鏡体１２にはグリップ１７
が配設され、このグリップ１７にはフリースイッチ２５
が配設されている。

【００４０】架台の細部についてさらに説明すると、図
７において示すように、ブロック３２には、支柱３１に
対するブロック３２の回動を電気的に規制可能な電磁ブ
レーキ２９ａと、そのブロック３２に対するアーム３３
ａの回動を電気的に規制可能な電磁ブレーキ２９ｂが配
設されている。また、平行四辺形リンク３３を構成する
アーム３３ａには、アーム３３ａに対するアーム３３ｂ
の回動を電気的に規制可能な電磁ブレーキ２９ｃが配設
されている。さらに、アーム３３ｄには、そのアーム３
３ｄに対するシャフト３６の回動を電気的に規制可能な
電磁ブレーキ２９ｄが配設されている。シャフト３６の
下端にはそのシャフト３６に対するアーム３７の回動を
電気的に規制可能な電磁ブレーキ２９ｅが配設されてい
る。アーム３７の下端には、そのアーム３７に対する鏡
体１２の回動を規制可能な電磁ブレーキ２９ｆが配設さ
れている。

【００４１】次に、図８に基づいて、手術用顕微鏡の電
気系の構成を説明する。フリースイッチ２５は、前述し
た如く、鏡体１２のグリップ１７に設けられており、そ
してこれは制御部２６に電気的に接続されている。上記
制御部２６は、上記駆動回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，
３０ｄと電気的に接続されている。そして、上記電磁ブ
レーキ２９ａは駆動回路３０ａに電気的に接続され、電
磁ブレーキ２９ｂは駆動回路３０ｂに電気的に接続さ
れ、電磁ブレーキ２９ｃは駆動回路３０ｃに電気的に接
続され、残る３つの電磁ブレーキ２９ｄ〜２９ｆは駆動
回路３０ｄに電気的に接続されている。

【００４２】また、制御部２６には、フリースイッチ２
５の入力信号に対して時間差を持って駆動回路３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ，３０ｄヘ順次遅延した信号を出力する
ために遅延回路４１ｂ〜４１ｄが搭載されている。そし
て、上記フリースイッチ２５は、駆動回路３０ａ、遅延
回路４１ｂ〜４１ｄにそれぞれ電気的に接続されてい
る。また、遅延回路４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにはそれぞ
れ駆動回路３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが電気的に接続され
ている。

【００４３】次に、上記遅延回路４１ｂ〜４１ｄの詳細
を図９に従い説明する。この遅延回路は、点４２ａで２
つのラインに分割されており、一方のラインはＡＮＤ回
路Ｆの一方の入力端子に接続されている。もう一方のラ
インは可変抵抗とコンデンサーで構成される第１の回路
Ｄに接続されている。第１の回路Ｄの時定数は調節可能
である。そして、第１の回路Ｄはコンパレーター回路Ｅ
と電気的に接続され、コンパレーター回路Ｅは上記ＡＮ
Ｄ回路Ｆの他方の入力端子に接続されている。

【００４４】（作用）この第２の実施形態の手術用顕微
鏡装置において、手術中、鏡体１２を移動する場合、術
者がグリップ１７を握る手の指で、フリースイッチ２５
の操作釦を押す。すると、図１１での出力波形に従い、
全ての電磁ブレーキ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ，
２９ｅ，２９ｆについてのブレーキ作用（制動）が同時
に解除する。

【００４５】そして、電磁ブレーキ２９ａのブレーキ作
用が解除されると、ブロック３２が支柱３１に対して鉛
直軸Ｏ20まわりに回動可能になる。また、電磁ブレーキ
２９ｂのブレーキ作用が解除されると、平行四辺形リン
ク３３がブロック３２に対して鉛直軸Ｏ21まわりに回動
可能になる。従って、鏡体１２は鉛直軸Ｏ20，Ｏ21まわ
りの回動の組み合わせにより水平面内を移動可能にな
る。

【００４６】また、電磁ブレーキ２９ｃのブレーキ作用
が解除されると、平行四辺形リンク３３が変形可能にな
り、アーム３３ａに対してアーム３３ｄが上下動可能な
状態になり、従って、鏡体１２も上下動可能になる。そ
して、これらの２方向の回動の組み合わせと、１方向の
上下動により、鏡体１２は３次元的に移動可能な状況に
なる。

【００４７】一方、電磁ブレーキ２９ｄが解除される
と、平行四辺形リンク３３のアーム３３ｄに対してシャ
フト３６が鉛直軸Ｏ26まわりに回動可能になる。また、
電磁ブレーキ２９ｅが解放されると、アーム３７がシャ
フト３６に対して、回転軸Ｏ27まわりに回動可能にな
る。さらに、電磁ブレーキ２９ｆが解放されると、鏡体
支持用のアーム３７に対して鏡体１２は回転軸Ｏ28まわ
りに回動可能になる。すなわち、上記水平面内の移動と
上下動と合わせて、鏡体１２は６自由度の動きが可能と
なる。

【００４８】次に、鏡体１２の固定方法とこれに連動す
る作用について説明する。まず、術者はグリップ１７を
握り、フリースイッチ２５を押しながら所望の位置まで
鏡体１２を移動させ、フリースイッチ２５を離す。する
と、図１１で示す出力信号波形に従い、駆動回路３０ａ
への駆動信号の出力が最初に停止され、電磁ブレーキ２
９ａが固定（制動）し、支柱３１に対するブロック３２
の回動を阻止する。この駆動回路３０ａへの信号出力停
止に対して、図１１に示す所定の時間差Ｈ，Ｉで、それ
ぞれ駆動回路３０ｂ，３０ｃへの信号出力が停止され、
電磁ブレーキ２９ｂ，２９ｃの順で固定される。すなわ
ち鏡体１２に対して遠位の電磁ブレーキから順次固定し
ていく。

【００４９】そして、電磁ブレーキ２９ａによる固定
時、回転軸Ｏ20まわりに生じる振動は、電磁ブレーキ２
９ｂ，２９ｄ，２９ｆがまだ固定されていないため、回
転軸Ｏ21，Ｏ26，Ｏ28まわりの回動により鏡体１２まで
の間で吸収される。次に、電磁ブレーキ２９ｂによる固
定時、回転軸Ｏ21まわりに生じる振動は、電磁ブレーキ
２９ｄ，２９ｆが固定されていないため、回転軸Ｏ26，
Ｏ28まわりの回動により鏡体１２までの間で吸収され
る。同様に、電磁ブレーキ２９ｃによる固定時、回転軸
Ｏ22まわりに生じる振動は、電磁ブレーキ２９ｅが固定
されてないので、回転軸Ｏ27まわりの回動により鏡体１
２までの間で吸収される。

【００５０】さらに駆動回路３０ｃへの信号出力停止に
対して、図１１に示す所定の時間差Ｊをもって駆動回路
３０ｄへの信号出力を停止する。すなわち、鏡体１２に
対して近位の電磁ブレーキ２９ｄ〜２９ｆを最後に固定
する。しかし、電磁ブレーキ２９ｄ〜２９ｆの固定によ
り回転軸Ｏ26〜Ｏ28まわりに生じる鏡体１２の振動はす
でに回転軸Ｏ21，Ｏ26〜Ｏ28まわりの回動により吸収さ
れているために小さくなっており、かつ鏡体１２と回転
軸Ｏ26〜Ｏ28との距離が短いことから振動の振幅が小さ
い。従って、鏡体１２の移動・固定により生じる振動を
小さく抑えることが可能であり、鏡体１２の振動の減衰
時間を短縮することができる。

【００５１】次に、手術用顕微鏡の電気系における出力
信号について、図９〜１１に従い説明する。図９の中の
点４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄでの信号波形は、図
１０での３９ａ〜３９ｄで示される。つまり、３９ａが
点４２ａでの信号波形、３９ｂが点４２ｂでの信号波
形、３９ｃが点４２ｃでの信号波形、３９ｄが点４２ｄ
での信号波形を表す。具体的には、フリースイッチ２５
からの入力信号波形３９ａに対して、信号波形３９ｂは
立上がり（立下がり）時間が遅れる。この遅延時間は第
１の回路Ｄの時定数を変化させることにより変えられ
る。また、コンパレーター回路Ｅは、信号波形３９ｂを
信号波形３９ｃのように変形させる。ＡＮＤ回路Ｆにお
いて信号波形３９ａと信号波形３９ｃの積をとり、その
出力信号は波形３９ｄのように、出力信号の停止時間が
遅くなった波形になる。

【００５２】各遅延回路４１ｂ〜４１ｄの時定数やコン
パレーター回路Ｅの基準電圧を変えることにより、遅延
する時間を変えられるので、電磁ブレーキ２９ａ〜２９
ｆを時間差を持って順次固定できる。

【００５３】図１１は制御回路２６から駆動回路３０ａ
〜３０ｄへ入力される信号の例を示すものである。４０
ｅはフリースイッチ２５からの入力信号の波形を表し、
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄはそれぞれ駆動回路３
０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄへの入力信号の波形を表
す。信号波形４０ｂは信号波形４０ａに対して時間差
Ｈ、信号波形４０ｃは信号波形４０ｂに対して時間差
Ｉ、信号波形４０ｄは信号波形４０ｃに対して時間差Ｊ
だけ信号の停止時間が遅れている。

【００５４】（効果）第２の実施形態では、鏡体１２に
対して遠位の電磁ブレーキから順次固定していき、鏡体
１２に近位の電磁ブレーキを最後に固定するので、鏡体
１２に生じる振動の振幅を小さくできる。よって、前述
した第１実施形態に対して、図５の振動波形３８ｂの初
期振幅をより小さくすることが可能であり、振動収束時
間の短縮につながる。また、演算回路を使用しなくて
も、本実施形態のような回路構成により、前述した第１
実施形態の制御回路と同等の機能を有する制御回路を簡
便に実現することができる。

【００５５】尚、本発明は前述した各実施形態のものに
限定されるものではない。上述した実施形態の架台は平
行四辺形リンクを利用したものであるが、平行四辺形リ
ンクを用いないで、例えば、回動アームやスライドアー
ムを連設した方式のものにも適用できる。そして、上述
した説明によれば、以下の事項、及び各事項の任意の組
み合わせのものが得られる。

【００５６】＜付記＞１．鏡体と、複数の機素を連結して構成され、各機素の
相対的な動きにより上記鏡体を移動可能に支持する架台
と、上記各機素の相対的な動きを阻止する固定状態とそ
の機素の動きを許容する解除状態が得られる複数の制動
手段と、上記各制動手段の動作を制御する制御手段とを
具備し、上記制御手段は２つ以上の制動手段を固定状態
とするとき、時間差をもって固定させるべく制御を行う
ことを特徴とする手術用顕微鏡。２．鏡体と、複数の機素を連結して構成され、上記各機
素の相対的な動きにより上記鏡体を移動可能に支持する
架台と、上記各機素の相対的な動きを阻止する固定状態
とその機素の動きを許容する解除状態が得られる複数の
制動手段と、上記鏡体の振動を検出する振動検出手段
と、上記各制動手段の動作を制御する制御手段とを具備
し、上記制御手段は上記振動検出手段からの信号に基づ
いて２つ以上の制動手段を固定状態とするとき、時間差
をもって固定させるべく制御を行うことを特徴とする手
術用顕微鏡。

【００５７】３．上記制御手段は、上記２つ以上の制動
手段の中で、上記架台における機素の連鎖の支持台（基
部）側に位置して配設された制動手段のものを先に上記
鏡体側に位置して配設された制動手段を後に時間差をも
って固定させるべく制御を行うことを特徴とする付記第
１，２項に記載の手術用顕微鏡。４．上記制御手段は、上記２つ以上の制動手段の中で、
上記鏡体を上下、水平方向に移動（粗動）させる機素に
ついての制動手段を先に上記鏡体を傾斜（傾動）させる
機素についての制動手段を後に時間差をもって固定すべ
く制御することを特徴とする付記第１〜３項に記載の手
術用顕微鏡。５．上記制御手段は、上記２つ以上の制動手段を時問差
をもって固定動作すべく制御する演算回路を備えている
ことを特徴とする付記第１〜４項に記載の手術用顕微
鏡。６．上記制御手段は、上記２つ以上の制動手段を時間差
をもって固定動作すべく制御する遅延回路を備えている
ことを特徴とする付記第１〜５項に記載の手術用顕微
鏡。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御手段により複数の制動手段を時間差をもって固定する
ことにより、鏡体の移動・固定により生じる振動を小さ
く抑えることが可能であり、鏡体の振動の減衰時間を短
縮することができる。これによって、手術用顕微鏡を用
いた手術時間が短縮でき、患者や医師の疲労を軽減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る手術用顕微鏡全体の側面
図である。

【図２】上記手術用顕微鏡の架台における上方支持部材
の部分を図１の矢印ａ方向から見た回転軸Ｏ1 を含む部
分を通る縦断面図である。

【図３】上記手術用顕微鏡の架台における下方支持部材
の部分を図１の矢印ｂ方向から見た回転軸Ｏ5 を含む部
分を通る縦断面図である。

【図４】上記手術用顕微鏡の電気系の構成の説明図であ
る。

【図５】上記手術用顕微鏡の振動減衰動作の説明図であ
る。

【図６】上記手術用顕微鏡の鏡体の加速度に対する時間
差の関係を示す説明図である。

【図７】第２の実施形態に係る手術用顕微鏡全体の側面
図である。

【図８】上記手術用顕微鏡の鏡体の部分と電気系の構成
の説明図である。

【図９】上記手術用顕微鏡の電気系における遅延回路の
説明図である。

【図１０】上記手術用顕微鏡の電気回路の出力信号の信
号波形図である。

【図１１】上記手術用顕微鏡の制御回路から駆動回路へ
入力される信号の波形図である。

【符号の説明】

１…支柱、２…第１の平行四辺形リンク、３…第２の平
行四辺形リンク、１２…鏡体、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
…電磁ブレーキ、１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ…電磁ブレー
キ、２１…制御部、２２ａ…駆動回路、２２ｂ…駆動回
路、２５…フリースイッチ、２４…加速度センサー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鏡体と、複数の機素を連結して構成され、
各機素の相対的な動きにより上記鏡体を移動可能に支持
する架台と、上記各機素の相対的な動きを阻止する固定
状態とその機素の動きを許容する解除状態が得られる複
数の制動手段と、上記各制動手段の動作を制御する制御
手段とを具備し、上記制御手段は２つ以上の制動手段を固定状態とすると
き、時間差をもって固定させるべく制御を行うことを特
徴とする手術用顕微鏡。