JP3510352B2 - 手術用顕微鏡の焦準装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、特に、微細な手術作業
に用いられる手術用顕微鏡の焦準装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、手術手法・手術用具の発達に伴
い、手術用顕微鏡を用いて拡大観察をしながら行うマイ
クロサージャリーが普及し、脳神経外科、眼科、耳鼻咽
喉科等の様々な分野で行われている。 【０００３】現在の手術用顕微鏡における焦準は、支持
装置によって鏡体を移動して行う場合と、鏡体部におけ
る焦点距離可変対物レンズ機構のレンズを移動して行う
場合の両方があり、術者がその両者を適宜利用して焦準
を行う。従来の焦点距離可変対物レンズ機構は、鏡体の
下端から体表面までの距離、つまり、作業空間を確保す
るためにその焦点距離調節範囲を例えば１５０mmから４
００mmのように長くしてあり、様々な科目および手術に
対応できるようにしてある。この種の焦準装置は、例え
ば、特開平２−１０４３４９号公報、特開平６−１７５
０３３号公報、特開平５−３４６５２８号公報において
知られている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の焦点距離可変対物レンズ機構にあっては、鏡体の下端
から体表面までの作業空間となる距離を確保し、様々な
科目や手術に対応できるようにするため、その焦点距離
調節範囲も、例えば１５０mmから４００mmのように長く
してある。 【０００５】しかし、実際には、各科目により、さらに
はその手術内容や手術方法により、その処置用の器具等
が決められており、それに応じて、焦点距離、即ち作動
距離といわれる、ある一定の距離を確保しておくことが
望ましい。これを解決するために、特開平６−１７５０
３３号公報の特に第４の実施例についての記載では、例
えば本願添付図面の図９で示す状況において、術部にお
ける体腔部近傍の体表面と鏡体部との距離を測定する測
離手段を別に設けて、その体表面と鏡体部との距離を一
定に保つようにしながら、焦点距離可変対物レンズ機構
による焦点距離を制御するようにしている。なお、この
方式の場合、仮に鏡体の観察光軸上で測定することがで
きれば、さしたる問題はないが、実際の使用状況にあっ
ては、観察光軸上で測定することが困難であることが多
い。また、術部における体腔部近傍は、術者の手はもち
ろん、助手の手、様々な手術用具が置かれていることが
多く、測定という意味では障害物が多い点でも問題があ
る方式のものである。 【０００６】従来、有限な焦準調整範囲を有効に活用す
る方法として、特開平２−１０４３４９号公報には、リ
セット機能が開示されている。この従来のものでは、焦
準装置として鏡体部を光軸方向に移動させ焦点調節を行
うものであり、そのリセット位置も、その有限ストロー
クの中心等であったため、術中変更する必要もなかっ
た。しかし、焦点距離を広範囲に可変可能な焦点距離可
変対物レンズでは、中心値にリセットさせても意味がな
く、むしろ実際には操作性を損なうことになる。この装
置は術者の眼の位置即ちアイポイントを変えずに焦点位
置を変えるためのものであり、手術の進行に応じて設定
されるべきものである。 【０００７】また、術者は、観察部位または観察方向を
変更する際には、大まかに焦点調整まで行うが、前述の
リセット機能を作動させると、その最中の観察において
は、実際の合焦位置への調整は、簡単とは言えない。焦
準操作範囲は確保されるが、大まかな合焦調整において
曖昧となれば、位置決め後の焦点調整ではもともと焦点
深度が深く設計されているので、焦準操作範囲ではまか
なえない場合も生じてしまう。これでは、前記リセット
機能においても有効に作用しているとはいい難い。 【０００８】本発明は前記課題に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、鏡体近傍での術者の
操作空間がより確実に確保され得るとともに、その焦準
操作性が良く、また、小型軽量化が図れ、かつ、簡単な
構成で、安価な手術用顕微鏡の焦準装置を提供すること
にある。 【０００９】 【課題を解決するための手段および作用】本発明は、焦
点距離を自動調整するようにした手術用顕微鏡の焦準装
置において、複数のレンズからなる焦点距離可変式の光
学系と、この光学系を操作して焦点距離を焦点距離可変
範囲で変更する焦点距離可変手段と、前記焦点距離可変
手段による前記光学系の焦点距離の調整操作を検出して
それの焦点距離を算出する検出手段と、前記焦点距離可
変手段によるその焦点距離可変範囲のうちの一部の範囲
を焦準操作範囲として選定するための範囲選定手段と、
この範囲選定手段により選定した焦準操作範囲で有効な
焦点距離可変操作を行う操作手段と、を具備したもので
ある。そして、これによれば、焦点距離可変式の光学系
においての焦点距離可変範囲の一部を焦準操作範囲とし
て設定し、その選定した特定の焦準操作範囲内で焦準動
作を行わせることができる。 【００１０】 【実施例】 ＜第１の実施例＞図１〜３を参照して、本発明の第１の
実施例について説明する。図１は本実施例の手術用顕微
鏡の鏡体部の概略的な構成を示し、図２は本実施例の電
気系の構成をブロック的に示し、図３はその作用を説明
する。 【００１１】（構成）図１は、本実施例の鏡体部の光学
系の概略的な構成を示している。図１において、１は、
複数のレンズからなり、そのレンズ間隔を変化させるこ
とにより観察物点の焦点位置を変更可能な焦点距離可変
対物レンズ機構であり、光学系の少なくとも一部を移動
させてその光学系の焦点距離を調整可能な焦点距離可変
手段を構成している。焦点距離可変対物レンズ機構１に
は、その光学系の焦点距離を１５０mm〜４００mmの範囲
で可変できる図示しないレンズ移動操作機構と、これを
駆動する電動駆動用モータ１１と、その操作移動量を検
出するためのエンコーダ１２とを設けている。また、こ
の図１において、２、３、４は、各々立体観察するため
の一対の変倍レンズ、結像レンズ、接眼レンズであり、
これらにより鏡体５内で立体観察光学系を構成してい
る。なお、前記変倍レンズ２には、図示しない電動駆動
機構およびこれの駆動用モータ８が内蔵されている。 【００１２】図２は、この実施例における電気系の構成
を示すものである。図２において、６は、操作用フット
スイッチであり、これには、立体観察光学系を駆動操作
する変倍駆動回路７に変倍操作信号を供給する変倍操作
用スイッチ６ａを設け、さらに、焦準操作手段として
の、焦準操作用スイッチ６ｂと、ＷＤ操作用スイッチ６
ｃとが設けられている、これらののスイッチ６ａ，６
ｂ，６ｃは、いずれもシーソ式ペダルスイッチで構成さ
れている。この操作用フットスイッチ６の変倍操作用ス
イッチ６ａは、変倍駆動回路７に変倍操作信号を供給
し、焦準操作用スイッチ６ｂとＷＤ操作用スイッチ６ｃ
とは、ＷＤ制御回路１０に焦準操作信号を供給する。こ
こで、変倍駆動回路７は、電動変倍用の駆動用モータ８
へ駆動信号を供給するモータ駆動手段を構成する。 【００１３】また、対物レンズ駆動回路９は、ＷＤ制御
回路１０からの操作信号により焦点距離可変対物レンズ
機構１の電動駆動用モータ１１へ駆動信号を供給する。
これらによって、モータ駆動手段を構成する。 【００１４】前記ＷＤ制御回路１０は、フットスイッチ
６から、前述の焦準操作用スイッチ６ｂ、ＷＤ操作用ス
イッチ６ｃの操作したときの各信号を受け、さらに後述
する比較演算回路１４から、ＷＤ操作信号または停止信
号を受け、前記対物レンズ駆動回路９にそれに応じた操
作信号を供給し、後述する第１ＷＤ検出回路１３へは、
ＷＤ操作用信号を各々供給するように動作するＯＲ回路
等からなるロジック回路によって構成されている。前記
第１ＷＤ検出回路１３は、前記ＷＤ制御回路１０からの
ＷＤ操作信号と前記焦点距離可変対物レンズ機構１に設
けられたエンコーダ１２からの出力信号により、ＷＤ操
作信号による焦点距離変化分を算出・積算し、焦点距離
信号Ｗ１を検出する図示しないカウンタ回路と演算回路
とから構成され、この検出した焦点距離信号Ｗ１を焦準
範囲算出回路１５へ供給するようになっている。また、
第２ＷＤ検出回路２０は、前記焦点距離可変対物レンズ
機構１に設けられたエンコーダ１２からの出力信号によ
り、焦点距離Ｌを算出する図示しないカウンタ回路や演
算回路で構成され、その検出した焦点距離信号Ｗ２を前
記比較演算回路１４へ供給する。 【００１５】図示しない鏡体用架台に設けられた第１の
設定ツマミ１７は、焦点距離可変対物レンズ機構１の焦
点距離（ＷＤ）を可変する手段のための焦点距離設定用
スイッチであり、これは、１７５mmから２５mm刻みで３
７５mmまで９段階の設定値を有しており、ＷＤ設定回路
１６へ、それに対応した信号を供給すべく接続されてい
る。ＷＤ設定回路１６は、その信号を受けて比較演算回
路１４へ、対応する焦点距離データとして供給するメモ
リ回路を有する。 【００１６】同様に、図示しない架台部に設けた第２の
設定ツマミ１８は、焦点範囲設定用の可変抵抗器を有し
てなり、焦準範囲設定回路１９に接続されている。焦準
範囲設定回路１９では、前記可変抵抗器による抵抗値を
変換し、これに対応する焦準距離範囲信号として、焦準
範囲算出回路１５に供給する。焦準範囲算出回路１５
は、第１ＷＤ検出回路１３からの焦点距離信号Ｗ１と、
焦準範囲設定回路１９からの焦準距離範囲信号とから焦
準操作範囲を算出する演算回路を有し、これの算出結果
を前記比較演算回路１４へ供給する。そして、これらの
構成によって、後述する如く、前記焦点距離可変手段に
よるその焦点距離可変範囲のうちの一部の範囲を焦準操
作範囲として選定する。 【００１７】前記比較演算回路１４は、図示しないパワ
ーＯＮ検出回路と、第２ＷＤ検出回路２０からの焦点距
離信号Ｗ２とＷＤ設定回路１６からの焦点距離データと
を比較し、ＷＤ操作信号としてＷＤ制御回路１０へ供給
する図示しない第１コンパレータ回路と、焦準範囲算出
回路１５からの焦準操作範囲信号と第２ＷＤ検出回路２
０からの焦点距離信号Ｗ２とを比較し、逸脱する場合
は、焦準操作信号を停止するための停止信号をＷＤ制御
回路１０へ供給する第２コンパレータ回路を有してい
る。 【００１８】（作用）ここで、図３に示すように、焦点
距離可変対物レンズ機構１の設定焦点距離ＷＤ１が、設
定ツマミ１７で２５０mmに選択され、それの一部の範囲
を焦準操作範囲として設定ツマミ１８で５０mm（±２５
mm）に設定されているとする。そこで、電源スイッチが
投入すると、これが比較演算回路１４における図示しな
いパワーＯＮ検出回路にて検出される。この結果、ま
ず、比較演算回路１４の図示しない第１コンパレータ回
路により第２ＷＤ検出回路２０からの焦点距離信号Ｗ２
とＷＤ設定回路１６からの焦点距離データとを一致させ
るようにＷＤ操作信号がＷＤ制御回路１０へ出力され、
対物レンズ駆動回路９により焦点距離可変対物レンズ機
構１のモータ１１を駆動させ、焦点距離可変対物レンズ
機構１の焦点距離が、図３のＷＤ１が２５０mmに設定さ
れる。このとき、第１ＷＤ検出回路１３によって、その
焦点距離信号Ｗ１を検出する。この焦点距離信号Ｗ１
と、焦準範囲設定回路１９からの焦準操作範囲信号によ
って、図３に示した焦準操作範囲は、２５０±２５mm
（２２５〜２７５mm）の焦点距離範囲に設定されること
になる。 【００１９】次に、フットスイッチ６における操作手段
たる焦準操作用スイッチ６ｂを操作することにより、そ
の２５０mm±２５mmの範囲においては、電動焦準調整操
作が行える。第２ＷＤ検出回路２０では、この焦準操作
による焦準距離変化に追従し、常に、現在の焦点距離を
算出する。比較演算回路１４の図示しない第２コンパレ
ータ回路により、第２ＷＤ検出回路２０による焦点距離
信号Ｗ２と焦準範囲算出回路１５からの焦準範囲信号と
を比較し、その範囲を逸脱する場合には、その焦準操作
の動作を停止させる。 【００２０】手術が進行するにつれて、図１に示すよう
に術部Ｏは体腔表面部Ｐに対して体腔内深部に至る。当
然、上述したように焦準操作が行えない場合が生じる。
そこで、鏡体５の先端部と術部での体腔表面部Ｐとの距
離Ｌを保つために術者が、フットスイッチ６のＷＤ操作
用スイッチ６ｃを操作することにより、ＷＤ制御回路１
０と対物レンズ駆動回路９を介してモータ１１が駆動さ
れ、焦点距離可変対物レンズ機構１により焦点距離を２
０mm長くしたとする。エンコーダ１２により、この変位
分が検出され、第１ＷＤ検出回路１３にて、この２０mm
が算出され、焦準範囲算出回路１５では、ＷＤ２が２７
０mmとなり焦準操作範囲は２７０mm±２５mm（２４５mm
〜２９５mm）に変更される。したがって、術者は、手術
の進行に応じて、フットスイッチ６のＷＤ操作用スイッ
チ６ｃにより適宜、焦準操作範囲を設定し直せば良い。 【００２１】また、第２ＷＤ検出回路２０にて検出して
いる焦点距離を数値データとして架台の部分または鏡体
５の部分に表示することも容易に行えるものである。ま
た、前述の動作を音声で術者に知らせるようにしてもよ
い。 【００２２】ここでは、焦準操作用、ＷＤ操作用と各々
異なる操作手段のスイッチを設けたが、１つの操作スイ
ッチで、その操作機能を切り換えて操作するように構成
することでもよい。また、焦準の端に達したら自動的に
そのスイッチがＷＤ操作用のものに自動的に切り替わる
ようにしてもよい。 【００２３】（効果）この第１の実施例によれば、焦点
距離可変対物レンズにより焦点距離可変範囲が１５０mm
〜４００mmのように広範囲に及ぶものでも、そのときの
手術内容に応じて適切な焦点距離が簡単に設定できるば
かりか、術中にも簡単にそれの設定変更が行え、かつ、
ピント調整用に焦準操作範囲を設定したことにより、術
中、焦点距離が極端に短く、また、長くなることも防げ
るものである。この焦準操作範囲も、術者の操作に応じ
て任意に設定できるようにしており、術者は焦点距離可
変対物レンズを用いて手術を行う際に鏡体が体表面に接
触したり術具と鏡体が干渉したりしないような、本来、
不要な注意を払う必要がなくなる。さらに、簡単な構成
で実施でき、特別な装置を必要としないので、医療機器
として大切な機器も信頼性を劣化させることがない。 ＜第２の実施例＞図４〜８を参照して、本発明の第２の
実施例について説明する。図４は術者に示される表示の
モードの図、図５は手術用顕微鏡の全体構成を示す外観
図、図６は視野内表示用接眼レンズの構成を示す図、図
７は視野内に表示される表示を説明するための図、図８
は電気系の構成を示すブロック図である。 【００２４】（構成）まず、図５に従って、手術用顕微
鏡の全体構成を説明する。２２０は、図８に示すような
電気系の構造を内蔵した架台であり、この架台２２０の
上端には垂直軸Ｏａの周りに回動自在で、図示しない光
源を内蔵する第１アーム２２１が支持されている。第１
アーム２２１の他端には、垂直軸Ｏｂの周りに回動自在
に支持され、かつ軸Ｏｄの周りに回動自在なパンタグラ
フアームからなる第２のアーム２２２が支持されてい
る。第２のアーム２２２は、図示しないバネによりバラ
ンス保持されている。第２のアーム２２２の他端には、
垂直軸Ｏｃの周りに回動自在に支持された俯仰アーム２
２３が支持されており、この俯仰アーム２２３に対し
て、鏡体５が、回転軸Ｏｅ，Ｏｆを中心に回動自在に支
持されている。鏡体５には、操作ハンドル２２４が取り
付けられている。 【００２５】前記回転軸Ｏａ〜Ｏｆには、鏡体５の観察
方向を３次元的に自在に調整、固定するための、この図
５では図示しない無励磁作動型電磁ブレーキＭａ〜Ｍｆ
が、各々の回転軸に取り付けられている。これらの電磁
ブレーキＭａ〜Ｍｆと、操作ハンドル２２４に設けられ
た図示しない鏡体位置調整用スイッチとは、図８に示す
駆動回路２４０に接続されている。 【００２６】鏡体５における光学系の構成については、
接眼レンズ以外が前述した第１の実施例と同様なので、
それの説明は省略する。図６（ａ）（ｂ）により、視野
内表示用接眼レンズについて説明する。同図中、５０
は、視野内表示用接眼レンズ系であり、これのレンズ５
８の焦点位置には、基板５１、絞り５２、シート５３が
一体化された表示装置５４が固定されている。図６
（ｂ）のように、基板５１には、表示用ＬＥＤ５７ａ，
５７ｂが取り付けられている。絞り５２には、ＬＥＤ５
７ａ，５７ｂに対応して開口５５ａ，５５ｂが設けられ
ており、シート５３には表示用の三角形の透過パターン
５６ａ，５６ｂが形成されている。ＬＥＤ５７ａ，５７
ｂからの光は開口５５ａ，５５ｂを通り、透過パターン
５６ａ，５６ｂを照射するようになっている。基板５１
のＬＥＤ５７ａ，５７ｂは、図８に示す表示回路２３２
に接続されている。このＬＥＤ５７ａ，５７ｂが選択的
に点滅すると、図７で示す観察視野７８内においての表
示７６，７７が点滅する。 【００２７】次に、図８に従って、この実施例の装置に
おける電気系の構成を説明する。ここでも、前述した第
１の実施例と同様の構成のものにあっては、同一の符号
を付して、その説明は省略する。焦点距離可変対物レン
ズ機構１に設けられたエンコーダ１２の出力信号により
その時点での焦点距離を検出する第２ＷＤ検出回路２０
は、その焦点距離信号Ｗ２を比較演算回路１４と第３比
較演算回路２３５に供給すべく接続されている。同第１
ＷＤ検出回路１３によってＷＤ操作信号のみによる焦点
距離変化分を積分した焦点距離信号Ｗ１は、焦準範囲算
出回路１５と、第１比較演算回路２３３と、第３比較演
算回路２３５にそれぞれ供給される。 【００２８】第２比較演算回路２３４は、ＷＤ設定回路
１６からの焦点距離データと前記第１ＷＤ検出回路１３
からの焦点距離信号Ｗ１とを比較し、ＷＤ操作を停止さ
せるためのＷＤ停止信号をＷＤ操作回路２３０へ供給す
る回路であり、第３比較演算回路２３５は、操作ハンド
ル２２４の図示しない鏡体位置調整用スイッチからの操
作信号により、電磁ブレーキＭａ〜Ｍｆの固定、解除の
駆動を行う駆動回路２４０から、その操作信号を受け、
鏡体位置調整操作中であることを検出する図示しない操
作検出回路と、前記第１ＷＤ検出回路１３からの焦点距
離信号Ｗ１と第２ＷＤ検出回路２０からの焦点距離信号
Ｗ２とを比較して焦準操作信号を出力する図示しない比
較回路と、その操作検出回路と比較回路の出力信号から
ＡＮＤ出力をとり、その焦準操作信号をＷＤ操作回路２
３０へ供給するように構成された図示しないロジック回
路とからなる。 【００２９】ＷＤ操作回路２３０は、フットスイッチ６
からのＷＤ操作信号と、焦準操作信号とを受け、第１比
較演算回路２３３からは、ＷＤ停止信号を、第２比較演
算回路２３４からは、焦準操作の停止信号を、第３比較
演算回路２３５からは、焦準操作信号を各々受け、対物
レンズ駆動回路９に操作信号を、第１ＷＤ検出回路１３
にはＷＤ操作信号を、表示回路２３２には焦点距離可変
対物レンズ機構の操作状態信号を各々供給すべく、ＯＲ
回路、ＡＮＤ回路等で構成されたロジック回路である。 【００３０】また、表示回路２３２は、前記ＷＤ操作回
路２３０からの操作状態信号にもとづいてＬＥＤ５７
ａ，５７ｂを点灯、点滅駆動させる駆動回路である。 （作用）この第２の実施例においても、前述した第１の
実施例で示した図３における初期のＷＤ１，及び焦準操
作範囲の設定については同様である。 【００３１】術者は、フットスイッチ６のＷＤ操作スイ
ッチにより、図３に示すように初期設定のＷＤ１に対し
てＷＤ２をＷＤ可変範囲内に自由に設定できる。第２比
較回路２３３では第１ＷＤ検出回路１３からの焦点距離
信号Ｗ１（即ちＷＤ２）とＷＤ設定回路１６からの焦点
距離データ（即ちＷＤ１）とを比較し、焦点距離を短く
する方向のＷＤ操作スイッチによる操作中はＷＤ１＝Ｗ
Ｄ２となった時点で焦点距離変更操作を停止させるため
にＷＤ停止信号をＷＤ操作回路２３０に出力し停止させ
る。 【００３２】ＷＤ操作回路２３０では、第２比較演算回
路２３３からのＷＤ停止信号とフットスイッチ６からの
ＷＤ操作信号により、上記状態では表示回路に点灯信号
を出力し、表示装置５４内のＬＥＤ５７ａを点滅させ、
図７に示す表示７６の点滅表示を行って術者に知らせる
（図４参照）。 【００３３】また、この第２の実施例における手術用顕
微鏡は、その鏡体５が空間的な位置の選択が自在であ
り、術者が観察視野変更のために操作ハンドル２２４を
握り、鏡体位置調整用スイッチをＯＮすることにより、
第１、２のアーム２２１，２２２、俯仰アーム２２３の
各回転軸に設けられた電磁ブレーキＭａ〜Ｍｆが全て解
除され、鏡体５の位置調整が行われ、観察方向及び観察
部位の調整がなされる。そして、鏡体位置調整用スイッ
チをＯＦＦすると、前記電磁ブレーキＭａ〜Ｍｆが全て
固定され、鏡体５の位置決め固定がなされる。通常、術
者はこの位置決め操作中に大まかなピント調節を行い、
この位置決め後に、フットスイッチ６の焦準操作により
ピントの微調整を行う。今、術者が図３に示すＷＤ２＝
３００mm、焦準操作範囲３００mm±２５mmで使用してお
り、焦点距離が３１０mmであったとする。第３比較演算
回路２３５により、前記鏡体位置操作期間（前記電磁ブ
レーキＭａ〜Ｍｆが解除状態中）を検出し、その期間中
は、第２ＷＤ検出回路２０からの焦点距離信号Ｗ２＝３
００mmと第１ＷＤ検出回路１３からの焦点距離信号Ｗ１
＝３１０mmとを第３比較演算回路２３５にて比較し、Ｗ
１＝Ｗ２＝３００mmとすべくＷＤ操作回路２３０にＷＤ
操作信号を出力し、対物レンズ駆動回路９を介して焦点
距離可変対物レンズ機構を駆動させる。このとき、ＷＤ
操作回路２３０により前記第３比較演算回路２３５から
のＷＤ操作信号は表示回路２３２へ供給される。接眼レ
ンズ５０内の表示装置５４においては、焦点距離を短く
させる動作であることをＬＥＤ５７ａを点灯させ、図７
に示す表示７６の点灯表示を術者に知らせる（図４参
照）。 【００３４】また、焦点距離を長くする方向への第３比
較演算回路２３５により焦点距離可変動作中は、同様に
して図７での表示７７に示す表示が術者に供給されるこ
とになる（図４参照）。 【００３５】さらに、ＷＤ操作回路２３０においては、
第１の実施例に示した比較演算回路１４により焦準操作
の停止信号で焦準操作範囲内のみでの焦準操作を許容し
ているが、フットスイッチ６からの焦準操作信号と前記
比較演算回路１４からの停止信号とから前記表示７６，
７７の表示を術者に供給する。フットスイッチ６によ
り、焦点距離を短くさせる操作時に停止信号が生じた場
合は表示７６の表示を行う。また、焦点距離を長くする
操作時の場合には表示７７の表示を行う（図４参照）。 【００３６】（効果）上記構成により焦点距離可変対物
レンズ機構１において、焦点距離調節範囲を設定した場
合でも、ＷＤ操作における設定焦準操作範囲の中心値に
鏡体位置調整中にリセットさせることができるため、術
中術者は、焦点距離に対して注意を払うことがなく焦点
距離を保ちながら手術を逐行できる。このリセットさせ
る焦点距離についても、初期に設定された焦点距離ばか
りはでなく、手術の進行に応じて設定された焦準調整範
囲に基づくものであり、自動的に設定されるため違和感
がなく、リセット動作が行われ、焦準操作範囲が確保さ
れる。 【００３７】さらに、焦準操作範囲、初期設定のＷＤ設
定値に対する範囲逸脱において術者への状態の提示（告
知）が観察視野内にて行われることから、焦点距離の確
保という術者の負担を軽くするものである。また、リセ
ット状態においては、焦点距離リセット方向を提示する
ことにより、鏡体位置調整中の焦点距離状態を術者に提
示でき、大まかなピント調整において操作性を向上させ
ることにつながるものである。 ＜第３の実施例＞図９〜１１を参照して、本発明の第３
の実施例について説明する。図９は鏡体の光学系の構成
を示し、図１０は焦点距離状態および作用を説明する
図、図１１は電気系の構成をブロック的に示す図であ
る。 【００３８】（構成）前述した第１の実施例と第２の実
施例と同様なものには同じ符号を付してそれの説明を省
略する。図９で示す鏡体２００は、前述した第２の実施
例と同様に空間的な位置調整および位置決め固定が自在
なようにアームや架台等からなる支持装置により支持さ
れている。この鏡体２００には前述の実施例と同様の焦
点距離可変対物レンズ機構１が設けられている。鏡体２
００内には、その観察光軸Ｑと平行に（紙面に対して垂
直な面に）立体観察のための一対の変倍光学系２０１が
配置される。その変倍光学系２０１の各々の光軸上に
は、図示しない結像レンズと接眼レンズ２０２をそれぞ
れ配置することにより、立体観察光学系を構成してい
る。なお、この図９においてはその右側観察光路の変倍
光学系２０１のみが示されている。 【００３９】前記観察光軸Ｑと平行（紙面に対して平行
な面）には、例えばアクティブ方式の測距光学系が配置
されている。前記測距光学系は、アクティブ方式のもの
として次のように構成されている。図９中、２１１はそ
の測距光学系の光軸上に設置された投影レンズ、２１２
は投影レンズ２１１の焦点位置に配置された指標投影用
光源であって、赤外光を発光するＩＲ−ＬＥＤである。
合焦状態において、術部Ｏは、そのＩＲ−ＬＥＤ２１２
と共役な位置にある。また、鏡体２００には、焦点距離
可変対物レンズ機構１を介して、ＩＲ−ＬＥＤ２１２で
発し術部Ｏで反射した赤外光のみを透過させるフィルタ
２１３が設けられ、その赤外光は、レンズ２１４で集光
されて、そのレンズ２１４の後側焦点位置に設置された
ＣＣＤ２１５に受光され、光電変換がなされる。この場
合、合焦時には、ＩＲ−ＬＥＤ２１２による投影指標の
像が、ＣＣＤ２１５の中心位置に結像し、また、非合焦
時には、ＣＣＤ２１５の左右どちらか一方の位置に結像
するようになっている。すなわち、ＩＲ−ＬＥＤ２１２
の中心と、ＣＣＤ２１５の中心とは光学的に一致するよ
うに配置されている。 【００４０】次に、図１１に従い、この第３の実施例の
電気系の構成について説明する。まず、２５１は後述の
測距演算回路２５３からの発光信号を受けて、ＩＲ−Ｌ
ＥＤ２１２の発光駆動を行うための発光回路、２５２は
測距演算回路２５３から同じく発光信号を受けてＣＣＤ
２１５を駆動し、その光電変換出力を増幅し、位置情報
信号として前記測距演算回路２５３へ供給する駆動回路
である。２５３は電磁ブレーキＭａ〜Ｍｆの解除・固定
の駆動制御を行う駆動回路２４０からその操作信号を受
け、フットスイッチ６からはＡＦ操作信号を受け、発光
信号を出力する図示しないロジック回路と前記駆動回路
２５２からの位置情報信号を受け、合焦位置を算出し操
作方向判定回路２５４へ供給する図示しない演算回路と
から構成される測距演算回路である。 【００４１】２５４は、焦準範囲算出回路１５からの焦
準操作範囲信号と、第２ＷＤ検出回路２０からの焦点距
離信号Ｗ２と、前記測距演算回路２５３から位置情報信
号と、駆動回路２４０から操作信号とを受け、合焦位置
と焦点距離との比較演算を行う図示しない判定回路とそ
の判定出力と前記操作信号とから表示回路２５５に点灯
信号を供給する図示しないロジック回路とから構成され
る操作方向判定回路である。 【００４２】（作用）この第３の実施例においても、前
述した第１の実施例で示した図３における初期のＷＤ
１，および焦準操作範囲の設定については同様である。 【００４３】図１０に示すように手術開始時は体表面部
近傍から始まるため焦点距離はＬ１でよい。このＬ１が
前述のＷＤ１を指すものである。手術が進行するにつ
れ、体腔内深部におよび図９のようなＬ２の焦点距離が
必要になり、図１０に示すようにフットスイッチ６のＷ
Ｄ操作スイッチによりＷＤ２を設定する。ここで、ＷＤ
２＝３００mm、焦準操作範囲±２５mm（２７５mm〜３２
５mm）とし、今、焦点距離可変対物レンズ機構の焦点距
離が３１５mmであったとする。 【００４４】術者が、ここで、術部Ｏにおいて観察部位
を変更すべく操作ハンドル２２４を握り、鏡体位置調整
スイッチをＯＮさせ位置調整を行うと、第２の実施例に
示した如く、Ｌ２＝ＷＤ２とすべく１５mm焦点距離を短
くさせるように焦点距離可変対物レンズ機構１を駆動す
る（Ｌ２＝３１５mm，ＷＤ２＝３００mmであるため）。
このとき、測距演算回路２５３から発光信号が出力され
てＩＲ−ＬＥＤ２１２が発光駆動され、術部に指標が投
影される。これは、ＣＣＤ２１５にて受光され、測距演
算回路２５３にて演算された焦点情報信号が操作方向判
定回路２５４へ出力される。この動作が鏡体位置操作中
繰り返し実施される。術者は観察すべく部位を探し、大
まかな焦点調節を行うわけであるが、その援助をすべく
合焦位置とリセット位置であるＷＤ２との位置関係を表
示する。新たな観察部位における焦点位置が焦点距離２
９０mmと焦点情報信号により検出されると、操作方向判
定回路２５４にて、ＷＤ２＝３００mmとの比較が行われ
表示回路２５５を介してＬＥＤ５７ａが点滅駆動され
る。術者には図７における表示７６の表示が点滅状態で
提供され、鏡体位置調整操作により鏡体２００を術部Ｏ
から離す方向に操作するように指示を行う。また逆に、
焦点位置が３１０mmと検出された場合には、ＷＤ２＝３
００mmとの比較により同様にして図７に示す表示７７の
表示が点滅表示され、術部Ｏに対して鏡体２００を近付
ける方向に位置調整操作を行うように指示する。 【００４５】これらの動作は、術者が操作ハンドル２２
４の鏡体位置調整操作スイッチをＯＮさせている間にの
み実施されるものである。この表示により術者は、観察
部位変更操作において観察部位の変更だけでなく、大ま
かな焦点調整においても、正確に、しかも簡単に、焦準
操作範囲を十分確保して終了させることができる。 【００４６】この操作後に、フットスイッチ６によりさ
らにＡＦ動作を行うことも可能であり、鏡体位置調整操
作後に連動させてＡＦ動作を実施することも可能であ
る。前記いずれの実施例においても、フットスイッチに
よる操作を示したが、操作ハンドル２２４に焦準、変
倍、ＷＤ操作等の操作スイッチを設けたハンドスイッチ
としても良い。 【００４７】（効果）この第３の実施例では、術者に合
焦位置情報を提供することにより、鏡体位置調整操作中
の焦点距離リセット操作を併用する場合においても、簡
単に焦点調節も行えることになり、可変焦点距離対物レ
ンズ機構１の焦点距離を適切に保ちつつ、かつ、焦点調
節範囲も確保できるものである。観察部位変更操作にお
ける操作性を向上させ、所要時間をも短縮させることが
できる。 ［付記］前述した記載によれば、以下のような各事項の
ものが得られる。 １．焦点距離を自動調整するようにした手術用顕微鏡の
焦準装置において、複数のレンズからなる焦点距離可変
式の光学系と、この光学系を操作して焦点距離を焦点距
離可変範囲で変更する焦点距離可変手段と、前記焦点距
離可変手段による前記光学系の焦点距離の調整操作を検
出してそれの焦点距離を算出する検出手段と、前記焦点
距離可変手段によるその焦点距離可変範囲のうちの一部
の範囲を焦準操作範囲として選定するための範囲選定手
段と、この範囲選定手段により選定した焦準操作範囲で
有効となる焦点距離可変操作を行う操作手段と、前記検
出手段による焦点距離と前記範囲選定手段による焦点操
作範囲とを比較演算して前記焦点距離可変範囲内に前記
焦点操作範囲にあることを判断し焦準動作を規制するた
めの制御手段とを具備したことを特徴とする手術用顕微
鏡の焦準装置。これによれば、特に、前記検出手段によ
る焦点距離と前記範囲選定手段による焦点操作範囲とを
比較演算して前記焦点距離可変範囲内に前記焦点操作範
囲にあることを判断し焦準動作を規制するため、前記光
学系の焦点距離可変範囲から焦準操作範囲が逸脱するこ
とがない。 ２．複数のレンズからなる光学系と、この光学系の少な
くとも一部を移動させて焦点距離を調整可能な焦点距離
可変手段とを有する手術用顕微鏡焦準装置において、前
記光学系の移動を検出してその焦点距離を算出する検出
手段と、前記焦点距離可変手段による焦点距離可変範囲
のうちの一部範囲を選定するための範囲選定手段と、こ
の範囲選定手段による焦点距離範囲で有効となる第１の
操作手段と、前記範囲選定手段による焦点距離範囲を変
更操作するための第２の操作手段と、前記第２の操作手
段による焦点距離変化を算出し、前記範囲選定手段によ
る焦点距離範囲を変更させる焦点距離範囲変更手段と、
前記検出手段による焦点距離と前記範囲選定手段、又は
焦点距離範囲変更手段による焦点距離範囲とを比較演算
するための制御手段とを具備したことを特徴とする手術
用顕微鏡焦準装置。 【００４８】これによれば、焦点距離可変対物レンズ機
構において、その焦点距離可変範囲の一部を焦準操作範
囲として設定し、そのための操作手段を設けると共に、
焦点距離を検出し、前記焦準操作範囲との比較を行うこ
とで、焦準操作範囲を逸脱することがないようにする。
さらに、その焦準操作範囲全体を移動させるための操作
手段を設け、その操作手段による操作量を検出し、前記
焦準操作範囲を移動させるものとする。 ３．複数のレンズからなる光学系と、該光学系の少なく
とも一部を移動させて焦点距離を調整可能な焦点距離可
変手段と、前記光学系の合焦位置を検出する合焦位置検
出手段と、前記光学系を内蔵する鏡体の位置及び観察方
向を換えるための移動手段と、を有する手術用顕微鏡焦
準装置において、前記光学系の移動を検出して焦点距離
を算出する検出手段と、前記焦点距離可変手段による焦
点距離可変範囲のうちの一部範囲を選定するための範囲
選定手段と、該範囲選定手段による焦点距離範囲で有効
となる第１の操作手段と、前記範囲選定手段による焦点
距離範囲を変更操作するための第２の操作手段と、前記
第２の操作手段による焦点距離変化を算出し、前記範囲
選定手段による焦点距離範囲を変更させる焦点距離範囲
変更手段と、前記移動手段の作動を検出し、その検出値
に基づいて焦点距離を、前記焦点距離範囲変更手段によ
る焦点距離範囲の特定値に戻すように焦点距離調整を行
うと共に、前記合焦位置検出手段による焦点距離との比
較演算を行うための制御手段と、を設けたことを特徴と
する手術用顕微鏡焦準装置。これによれば、焦点距離可
変対物レンズ機構において、その焦点距離可変範囲の一
部を焦準操作範囲として設定し、そのための操作手段を
設けると共に、焦点距離を検出し、前記焦準操作範囲と
の比較を行うことで、焦準操作範囲を逸脱することがな
いようにする。さらに、観察部位および観察方向変更操
作において、その時点で設定されている焦準操作範囲の
特定値と焦点距離とを比較し、焦点距離がその特定値に
一致すべく焦点距離可変対物レンズ機構を駆動させると
共に、合焦検出手段による焦点位置との比較も実施し、
それらの相関を検出する。 ４．複数のレンズからなる光学系と前記光学系を移動さ
せ焦点距離を可変とすべく電動駆動機構とからなる焦点
距離可変対物レンズ機構を備える手術用顕微鏡におい
て、前記光学系の移動を検出し、前記焦点距離可変対物
レンズ機構による焦点距離を算出する検出手段と、前記
焦点距離可変対物レンズ機構による焦点距離可変範囲の
うち一部範囲を選定するための設定手段と、前記設定手
段による焦点距離範囲にて有効な第１の操作手段と、前
記設定手段による焦点距離範囲を変更操作するための第
２の操作手段と、前記第２の操作手段による焦点距離変
化を算出し、前記設定手段による焦点距離範囲を変更さ
せる演算手段と、前記検出手段による焦点距離と前記設
定手段、または演算手段による焦点距離範囲とを比較演
算するための制御手段とを有することを特徴とする手術
用顕微鏡。 ５．複数のレンズからなる光学系と前記光学系を移動さ
せ焦点距離を可変とすべく電動駆動機構とからなる焦点
距離可変対物レンズ機構と、合焦位置検出手段とを備え
る鏡体と、前記鏡体の位置および観察方向を変えるため
の移動機構とを備える手術用顕微鏡において、前記光学
系の移動を検出し、焦点距離可変対物レンズ機構による
焦点距離を算出する検出手段と、前記焦点距離可変対物
レンズ機構による焦点距離可変範囲のうち一部範囲を選
定するための設定手段と、前記設定手段による焦点距離
範囲にて有効な第１の操作手段と、前記設定手段による
焦点距離範囲を変更操作するための第２の操作手段と、
前記第２の操作手段による焦点距離変化を算出し、前記
設定手段による焦点距離範囲を変更させる演算手段と、
前記移動機構の作動を検出し、その検出に従い焦点距離
を前記演算手段による焦点距離範囲の特定値に戻すべく
焦点距離調節を行うと共に、前記合焦位置検出手段によ
る焦点距離との比較演算を行うための制御手段とを有す
ることを特徴とする手術用顕微鏡。 ６．前記第１、第２の操作手段が、１つの操作手段と、
その操作機能を切り換えるための操作機能選択手段とか
ら構成される第２、３項に記載の手術用顕微鏡。 【００４９】 【発明の効果】以上説明したように本発明は、焦点距離
可変手段において、焦点距離可変範囲のうち一部を焦準
操作範囲として設定することにより、鏡体移動等による
別の焦準装置を備えることなく、術中、焦点距離が極端
に短くなるような事態が避けられ、かつ、従来の焦準装
置と比較しても違和感なく操作できるものである。ま
た、別の焦準装置を設けなくて済む分、小型軽量化がは
かれ、鏡体近傍での術者の操作空間がより確保される。
さらに、簡単に構成することができるため、手術用顕微
鏡の焦準装置を安価で提供できることになる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施例に係る手術用顕微鏡の鏡
体部の構成を概略的に示す説明図。 【図２】同じく、本発明の第１の実施例に係る手術用顕
微鏡の電気系の構成をブロック的に示す回路図。 【図３】同じく、本発明の第１の実施例に係る手術用顕
微鏡においての焦準装置の作用の説明図。 【図４】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡にお
いて、術者に供給される表示のモードを示す説明図。 【図５】同じく、本発明の第２の実施例に係る手術用顕
微鏡の全体を概略的に示す説明図。 【図６】同じく、本発明の第２の実施例に係る手術用顕
微鏡における視野内表示用接眼レンズの構成を示す斜視
図。 【図７】同じく、本発明の第２の実施例に係る手術用顕
微鏡における視野内に表示される表示の説明図。 【図８】同じく、本発明の第１の実施例に係る手術用顕
微鏡の電気系の構成をブロック的に示す回路図。 【図９】本発明の第３の実施例に係る手術用顕微鏡の鏡
体部の構成を概略的に示す説明図。 【図１０】同じく、本発明の第３の実施例に係る手術用
顕微鏡においての焦準装置の作用の説明図。 【図１１】同じく、本発明の第３の実施例に係る手術用
顕微鏡の電気系の構成をブロック的に示す回路図。 【符号の説明】 １…焦点距離可変対物レンズ機構、５…鏡体、６…フッ
トスイッチ、１０…ＷＤ制御回路、１１…電動駆動用モ
ータ、１２…エンコーダ、１３…第１ＷＤ検出回路、１
４…比較演算回路、１５…焦準範囲算出回路、１６…Ｗ
Ｄ設定回路、１７…第１の設定ツマミ、１８…第２の設
定ツマミ、１９…焦準範囲設定回路、２０…第２ＷＤ検
出回路。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−175033（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107449（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−13114（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 21/00 A61B 19/00 507 G02B 7/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】焦点距離を自動調整するようにした手術用
   顕微鏡の焦準装置において、複数のレンズからなる焦点
   距離可変式の光学系と、 この光学系を操作して焦点距離を焦点距離可変範囲で変
   更する焦点距離可変手段と、 前記焦点距離可変手段による前記光学系の焦点距離の調
   整操作を検出してそれの焦点距離を算出する検出手段
   と、 前記焦点距離可変手段によるその焦点距離可変範囲のう
   ちの一部の範囲を焦準操作範囲として選定するための範
   囲選定手段と、 この範囲選定手段により選定した焦準操作範囲で有効な
   焦点距離可変操作を行う操作手段と、を具備したことを
   特徴とする手術用顕微鏡の焦準装置。