JP3806468B2 - 手術用顕微鏡装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、脳外科、眼科、形成外科等における微小部位の手術に使用される手術用顕微鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、手術の手法や手術器具の発達に伴って、微細手術いわゆるマイクロサージャリーが頻繁に行なわれるようになってきている。こうしたマイクロサージャリーでは、一般に、手術用顕微鏡装置が使用される。
【0003】
手術用顕微鏡装置は、一般に、顕微鏡本体と、顕微鏡本体を移動可能に支持する架台とからなる。特に脳神経外科においては、観察位置や観察方向を頻繁に変えることが要求されるため、術者が顕微鏡本体を軽い力量で素早くしかも確実に所望の位置角度に移動および固定することができる架台が望まれている。
【0004】
そこで、例えば特公昭53−23168号公報では、いわゆるカウンターバランス方式の架台を開示している。この方式の架台は、顕微鏡本体の重量および回転モーメントを平衡重りで相殺し且つ顕微鏡本体を軽い力量で移動させる移動機構を有している。この移動機構は傾斜機構と平衡移動機構とからなり、傾斜機構は顕微鏡本体を傾斜中心軸回りに回動させることにより顕微鏡本体を前後方向と左右方向とに傾斜移動させ、平衡移動機構は顕微鏡本体を上下方向と水平方向とに平衡移動させる。
【0005】
また、顕微鏡本体による観察像は、教育および供覧の目的から、ビデオあるいはスチルカメラ等の撮影装置によってその記録が残されることが大変重要であり必要不可欠である。そのため、例えば特開昭59−50418号公報や特開平4−231950号公報では、導光手段であるビームスプリッターによって観察光束を2分割し、分割された一方の光束を前記撮影装置へと導く撮影光学系を内蔵する撮影装置アダプターを開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、顕微鏡本体による観察像を撮影装置によって記録するために観察光束を2分割する場合、分割された一方の光束は顕微鏡本体の側方に導かれる。したがって、この分割された光束を前述した撮影装置アダプターによって撮影装置に導く場合には、撮影装置アダプターを顕微鏡本体の側面に取り付ける必要があり、また、撮影装置アダプターにビデオカメラやスチルカメラ等の撮影装置を接続する必要がある。その結果、かなりの重量物が顕微鏡本体の側面に取り付けられることとなり、顕微鏡本体の重心位置が顕微鏡本体の中心付近から前記撮影装置アダプター側へと移動してしまう。
【0007】
また、このように重量がかさんだ顕微鏡本体を前述したカウンターバランス方式の架台によって支持する場合には、顕微鏡本体の傾斜移動時のバランスをとるために、顕微鏡本体の重心を顕微鏡本体の中心付近に戻し、さらに、顕微鏡本体の傾斜中心軸(顕微鏡本体の傾斜方向への回動の中心)に対して顕微鏡本体全体の重量を相殺する(顕微鏡本体の傾斜中心軸回りの回転モーメントを相殺する)平衡重りの追加が必要となる。また、顕微鏡本体の上下移動時および水平移動時のバランスに対しては、傾斜時のバランスをとる前記平衡重りを含めた傾斜機構と顕微鏡本体の重量物とを相殺するための他の平衡重りが必要となる。
【0008】
したがって、顕微鏡本体と、傾斜機構と、顕微鏡本体を上下移動および水平移動させる平衡移動機構と、を含めた移動体の重量がさらにかさむこととなり、顕微鏡本体の移動時の慣性力が非常に大きくなってしまう。すなわち、顕微鏡本体の移動開始時にその操作力量の重さを感じると同時に、顕微鏡本体を所望の位置および角度に固定しずらくなる。その結果、顕微鏡本体の微調整時の操作性が悪化する。
【0009】
こうした問題は、撮影装置アダプターを2台使用する場合にはさらに深刻となる。すなわち、特開平4−231950号公報では、撮影装置アダプターを2台使用することで立体テレビ観察を可能にしている。しかし、この場合、撮影装置アダプターのみならず、撮影装置も2台使用することになるため、操作性および操作力量はさらに悪化する。
【0010】
以上のような問題を解決するために、独国実願G9205870号公報では、顕微鏡本体の前後方向での傾斜移動の傾斜中心軸と顕微鏡本体の左右方向での傾斜移動の傾斜中心軸との交点G付近に顕微鏡本体の重心を位置させるとともに、導光手段であるビームスプリッターを前後方向の傾斜中心軸上に配置し、平衡重りを必要とせずに前後方向の傾斜時のバランスを保つ方法を開示している。
【0011】
しかし、この方法では、顕微鏡本体単体での平衡は保たれるが、ビームスプリッターに撮影装置アダプターを取付け、さらにビデオカメラ等の撮影装置を取り付けた場合には、平衡が保たれなくなり、前記交点G付近に顕微鏡本体の重心を戻す手段、例えば平衡重りの付加が必要となる。したがって、前述の技術と同様に操作性の悪化を招くことになる。
【0012】
また、撮影装置として使用されるスチルカメラは、そのハウジングの背面にフィルム交換用の扉が設けられている。そのため、フィルム交換の必要性から、スチルカメラを顕微鏡本体の側面もしくは背面すなわち顕微鏡本体の傾斜中心から離れた位置に取り付ける必要がある。したがって、これが顕微鏡本体の操作性のさらなる悪化につながっていた。
【0013】
本発明は上記事情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、顕微鏡本体に撮影装置を取り付けた場合であっても、顕微鏡本体を軽い操作力量で移動させることができる操作性の良好な手術用顕微鏡装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の手術用顕微鏡装置は、顕微鏡本体と、前記顕微鏡本体を支持しかつ前記顕微鏡本体を一点を中心位置として傾斜させる傾斜機構、並びに、前記顕微鏡本体及び前記傾斜機構の重量を相殺し上下水平移動させる平衡移動機構、を有する架台と、を具備し、前記顕微鏡本体は、対物レンズから接眼部に至る観察光学系を備える本体部、及び、前記本体部と前記傾斜機構との間に介設され少なくとも前記本体部側から前記中心位置側へと延びている介設部材、を有し、前記介設部材は、前記介設部材の前記中心位置側に設けられ前記中心位置近傍に配置され撮影装置が取り付け可能な取付位置、及び、前記介設部材の内部に設けられ前記本体部に入射した光を前記撮影装置に対して光学的に接続する導光手段又は撮影光学系の少なくとも一部分、を有する、ことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
本発明の第1の実施形態が図1ないし図4に示されている。図1は本実施形態に係る手術用顕微鏡装置の全体図である。図示のように、この手術用顕微鏡装置は、顕微鏡本体7と、顕微鏡本体7を移動可能に支持する架台とからなる。前記架台は、例えば特公昭53−23168号公報に開示されたと同様の傾斜機構および平衡移動機構を有するカウンターバランス方式の架台である。
【0016】
図1において、添字1〜6は、電磁的に鎖錠および解錠する組み込みの制動円板を有する単軸制動軸受けである。これらの単軸制動軸受け1〜6は、顕微鏡本体7のグリップ8に配置された図示しない入力スイッチがON操作されることによりその所属の軸の回転が自由(解錠)となり、前記入力スイッチがOFFの時には全てこれら軸の回転動作がロック(鎖錠)されるように構成されている。
【0017】
図中、9は前記架台のベース部であり、10はベース部9に取り付けられた支柱である。支柱10は固定ねじ80を緩めると図中に矢印で示す上下方向に移動可能である。また、支柱10は、第1の単軸制動軸受け1の所属の軸O1 となるように、その一端に第1の単軸制動軸受け1が固定されている。また、第2の単軸制動軸受け2は、その所属の軸O2 が軸O1 に対して垂直となるように、第1の単軸制動軸受け1に固定されている。さらに、第2の単軸制動軸受け2には第1のアーム11が取り付けられている。すなわち、第1のアーム11は、図中に矢印で示すように、軸O2 を中心に回転できるとともに、第1の単軸制動軸受け1を介して軸O1 を中心に回転できる。
【0018】
アーム11の一端には単軸制動軸受け3が固定されている。この場合、単軸制動軸受け3の所属の軸O3 は軸O2 と平行になっている。また、単軸制動軸受け4は、その所属の軸O4 が軸O3 に対して垂直となるように、単軸制動軸受け3に固定されている。さらに、単軸制動軸受け4には、単軸制御軸受け4の所属の軸O4 となる第2のアーム12が取り付けられている。すなわち、第2のアーム12は、図中に矢印で示すように、軸O3 を中心に回転できるとともに、軸O4 を中心に回転できる。
【0019】
また、単軸制動軸受け5は、その所属の軸O5 が軸O4 に対して垂直となるように、第2のアーム12に固定されている。
図中、13は、5つのリンク14,15,16,17,18から構成される平行四辺形リンクアームであり、顕微鏡本体7を傾斜方向に移動させる傾斜機構を構成している。平行四辺形リンクアーム13は、そのリンク14が単軸制動軸受け5の所属の軸O5 に固定されており、これにより軸O5 を中心として旋回できる。
【0020】
平行四辺形リンクアーム13を構成するリンク18には単軸制動軸受け6が固定されている。この単軸制動軸受け6の所属の軸O6 には顕微鏡本体7が固定されている。この場合、顕微鏡本体7の観察光軸は、単軸制動軸受け6の所属の軸O6 と一致している。また、平行四辺形リンクアーム13は、顕微鏡本体7の重量を軸O4 に対して相殺すべく重量を有している。
【0021】
平行四辺形リンクアーム13はリンク14,15,18同士が常に平行に保たれるようになっている。したがって、図中に一点鎖線で示すように平行四辺形リンクアーム13を軸O5 回りに回動させると、顕微鏡本体7は、軸O5 に対して垂直な平面内を平行四辺形リンクアーム13の回動量だけ前後方向に傾斜移動する。また、平行四辺形リンクアーム13は、リンク16,17が常に第2のアーム12に対して平行になっている。したがって、平行四辺形リンクアーム13を第2のアーム12とともに軸O4 を中心に回転させると、顕微鏡本体7は、軸O4 に対して垂直な平面内を平行四辺形リンクアーム13の回転量だけ左右方向に傾斜移動する。すなわち、顕微鏡本体7は、軸O4 と軸O6 との交点O(以下、傾斜中心Oという。 )を中心として、前後方向および左右方向に傾斜動作できる。なお、顕微鏡本体7は、さらに、単軸制動軸受け6の所属の軸O6 の回転により、軸O6 を中心として回転することができる。
【0022】
図中、19は、顕微鏡本体7と平行四辺形リンクアーム13と第2のアーム12の重量を軸O3 に対して相殺するように第2のアーム12の他端に取り付けられた平衡重りである。また、図中、20は、平衡重り19を含めた全ての重量物を軸O2 に対して相殺するように第1のアーム11の他端に取り付けられた平衡重りである。なお、平衡重り19,20は対応するアーム11,12の軸方向に移動可能であり、これにより平衡状態を調節できるようになっている。
【0023】
以上のように、図1の手術用顕微鏡装置では、顕微鏡本体7を前後左右の傾斜方向に移動させる傾斜機構が平行四辺形リンクアーム13によって構成され、顕微鏡本体7を上下方向および水平方向に平衡移動させる平衡移動機構が支柱10とアーム11,12と平衡重り19,20とによって構成されている。そして、顕微鏡本体7のグリップ8に配置された図示しない入力スイッチがON操作されると、単軸制動軸受け1〜6の軸O1 〜O5 の自由な回転が可能となり、アーム11,12および平行四辺形リンクアーム13の動作によって顕微鏡本体7を所望の角度位置に移動できる。
【0024】
無論、この場合、平行四辺形リンクアーム13が顕微鏡本体7の重量を軸O4 に対して相殺すべく重量を有し且つ平衡重り19,20によって軸O2 ,O3 回りの回転モーメントが相殺(軸O2 ,O3 に対して互いに反対側に位置する重量物同士の重量が相殺)されているため、術者は、顕微鏡本体7を、常にバランスのとれた状態で且つ軽い力量で、傾斜中心Oを中心に前後左右に傾斜移動させることができるとともに上下左右に平衡移動させることができる。また、前記入力スイッチがOFFの時には、単軸制動軸受け1〜6の軸O1 〜O5 の回転が全てロックされるため、顕微鏡本体7の角度位置が固定的に保持される。
【0025】
図2ないし図4に顕微鏡本体7の詳細が示されている。なお、図3は図2で顕微鏡本体7を右側方から見た図である。図示のように、顕微鏡本体7は、鏡体部21と鏡筒22と接眼レンズ23とからなる本体部と、鏡体部21に一体に取り付けられたアーム24とからなる。図示のように、アーム24は、平行四辺形リンクアーム13のリンク18に固定された単軸制動軸受け6の所属の軸O6 に連結されている。
【0026】
アーム24には、顕微鏡本体7による観察像を記録する撮影装置としてのスチルカメラ26と、撮影装置として機能するビデオカメラ27と、を取り付けることができるようになっている。なお、図2ないし図4は、顕微鏡本体7にカメラ26,27を取り付けた状態を示している。これらのカメラ26,27は、顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍に配置され、アーム24に内蔵された後述する導光手段および撮影光学系に対して光学的に接続される。
【0027】
図4には、アーム24に内蔵された導光手段と撮影光学系とが示されている。図中、28は対物レンズ、29は左右に設けられた一対の変倍光学系、30は左右に設けられた一対のビームスプリッターである。鏡体部21のハウジングには、ビームスプリッター30の一方によって分割される光束のうち図中にAで示す出射光束を捕らえることができる位置に、側視鏡等の補助観察装置(図示せず)が取付けられるようになっている。
【0028】
図4において、31は鏡筒22内に設けられた左右一対の結像レンズである。32,33はアーム24内に配置されたプリズムである。これらのプリズム32,33は、ビームスプリッター30の他方により分割された光束(図4では左側の光束)を撮影光束として傾斜中心Oの近傍に導くものである。つまり、ビームスプリッター30とプリズム32,33は導光手段を構成している。
【0029】
図4において、34はアーム24内に設けられた可動ミラー、35は図示しない入力装置からの信号によって可動ミラー35を図中実線で示された位置と図中破線で示された位置との間で図中矢印方向に回動させるロータリーソレノイド、37は図中実線位置にある可動ミラー35によって反射される反射光の光軸上に配置され且つこの反射光をビデオカメラ27の撮像素子39上に結像させる結像レンズ、38はプリズム33によって反射される反射光の光軸上に配置され且つこの反射光をスチルカメラ26内のフィルム面40上に結像させる結像レンズである。すなわち、可動ミラー34と結像レンズ37,38は撮影光学系を構成している。
【0030】
したがって、上記構成の顕微鏡本体7において、術部Pを発した光は、対物レンズ28、変倍光学系29,29、ビームスプリッター30,30、結像レンズ31,31および接眼レンズ 23,23を介して、術者によって肉眼観察される。また、ビームスプリッター30の一方(図では左側のビームスプリッター30)で分割され鏡体部21の側方に方向付けられた光束は、撮影光束として、アーム24内に設けられたプリズム32,33により顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍まで導かれる。そして、この撮影光束は、可動ミラー34が図中実線で示す位置にある場合には、可動ミラー34によって反射された後、結像レンズ37によってビデオカメラ27の撮像素子39上に結像されて、図示しないビデオモニタ等によって供覧される。また、図示しない入力装置により駆動信号がロータリソレノイド35に入力されると、可動ミラー34が図中破線で示す位置まで回動され、前記撮影光束が結像レンズ38によってスチルカメラ26内のフィルム面40上に結像されて記録される。
【0031】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡装置では、ビームスプリッター30とプリズム32,33とを導光手段として鏡体部21内およびアーム24内に配置し且つこれら導光手段によって撮影光束を顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍に導くという極簡単な構成によって、撮影装置であるスチルカメラ26とビデオカメラ27とを傾斜中心Oの近傍に配置可能となる。すなわち、顕微鏡本体7の内部に導光手段および撮影光学系を内蔵しているため、重心の大きな移動に繋がる従来の付加的な撮影装置アダプターを顕微鏡本体7に取り付けないで済み、その結果、スチルカメラ26とビデオカメラ27とを傾斜中心Oの近傍に配置することができる。そして、スチルカメラ26とビデオカメラ27を顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍に配置できることにより、スチルカメラ26とビデオカメラ27の付加による顕微鏡本体7の重心の移動を最小限に抑えることができる。したがって、重心の移動を補正する平衡重り(平衡重り19,20以外の重り)の付加が不要となり、スチルカメラ26とビデオカメラ27の付加に伴なう顕微鏡本体7の操作力量(傾斜移動に伴う操作力量)の増大を極力防止できる。つまり、顕微鏡本体7にスチルカメラ26とビデオカメラ27とを取り付けた場合であっても、顕微鏡本体7を軽い操作力量で傾斜移動させることができる。
【0032】
また、顕微鏡本体7の上下移動および水平移動に関しては、スチルカメラ26とビデオカメラ27の付加により生じるアンバランスを補正するために追加される平衡重りは、これらスチルカメラ26およびビデオカメラ27分の重量を相殺する重さ、すなわち、必要最小限の重量に抑えられるので、慣性力の増加も最小限に抑えられ、したがって、平衡移動機構の操作性の悪化を防止できる。
【0033】
以上のように、本実施形態の手術用顕微鏡装置は、顕微鏡本体7 (鏡体部21)の傾斜機構並びに平衡移動機構の操作性の悪化を招くことなく、顕微鏡本体7にスチルカメラ26やビデオカメラ27等の撮影装置の付加が可能となる。
【0034】
なお、ビームスプリッター30のもう一方の出射光束A側に側視鏡等の補助観察装置を取り付ける場合、その重量の増加により生じる重心のズレを補正する位置に撮影装置を配置すれば前述したと同様の効果が得られる。
【0035】
本発明の第2の実施形態が図5ないし図9に示されている。なお、第1の実施形態における構成要素と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【0036】
図5および図6(図5で顕微鏡本体7を右側方から見た図)に示すように、鏡体部21にはアーム51が接続されている。このアーム51は、図1に示した平行四辺形リンクアーム13のリンク18に固定された単軸制動軸受け6の所属の軸O6 に連結されている。アーム51の内部は、後述する撮影光学系およびビデオカメラ27が内蔵可能なスペースを有している。なお、この場合、第1の実施形態において説明したと同様、顕微鏡本体7は、内蔵のビデオカメラ27を含めて、傾斜機構並びに平衡移動機構とバランスのとれた状態で架台に支持され、傾斜中心Oを中心に移動可能となっている。
【0037】
アーム51には、顕微鏡本体7による観察像を記録する撮影装置としてのスチルカメラ26を取り付けることができるようになっている。なお、図5ないし図9は、顕微鏡本体7にスチルカメラ26を取り付けた状態を示している。スチルカメラ26は、顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍に配置され、アーム51に内蔵された後述する導光手段および撮影光学系に対して光学的に接続される。また、図中、52は、アーム51に取り付けられるスチルカメラ26をアーム51に対して図中矢印方向に移動させるための退避機構である。
【0038】
図7には、アーム51に内蔵された導光手段と撮影光学系とが示されている。図中、 29′は変倍光学系29,29と連動して変倍動作する変倍光学系である。変倍光学系29′は、例えば左右一対の変倍光学系29,29間の中央に位置している。図中、54は変倍光学系29′の出射光束の光軸上に配置されたプリズムである。このプリズム54は、その反射光束をプリズム32に入射せしめるように配置されている。つまり、変倍光学系29′とプリズム54,32,33とによって導光手段が構成されている。
【0039】
図中、55はアーム51内に配置されたビームスプリッターである。このビームスプリッターは、前記導光手段によって導かれてプリズム33によって反射された撮影光束の光軸上に配置されている。ビームスプリッター55によって反射された撮影光束の光軸上には結像レンズ38が配置され、ビームスプリッター55を透過した撮影光束の光軸上には結像レンズ37が配置されている。この場合、結像レンズ38は、ビームスプリッター55によって反射される撮影光束をスチルカメラ26内のフィルム面40上に結像させる。また、結像レンズ37は、ビームスプリッター55を透過する撮影光束をアーム51内に配置されたビデオカメラ27の撮像素子39上に結像させる。すなわち、ビームスプリッター55と結像レンズ37,38とによって撮影光学系が構成されている。
【0040】
図8および図9には、スチルカメラ26を水平に移動させる退避機構52の構成が示されている。図中、56はアーム51を構成するハウジング、57はハウジング56と一体のレール57である。レール57は、スチルカメラ26の下部に一体に形成されたスライド部材59をスライド自在に案内する。そのため、レール57には、スライド部材59の爪60と摺動自在に係合する溝部58が設けられている。
【0041】
図中、61,62は、レール57に取り付けられ且つスライド部材59の位置決めを行なうストッパーピンである。このうち、一方のストッパーピン61は、スライド部材59と当接して結像レンズ38とスチルカメラ26との光学的位置を補償する。図中、63はスチルカメラ26に設けられたフィルム交換用扉である。このフィルム交換用扉63は、ヒンジ64を介してスチルカメラ26のハウジングに取り付けられており、 図8中に矢印で示す方向で開閉可能となっている。
【0042】
したがって、上記構成の顕微鏡本体7において、術部Pを発した光の一部Lは、プリズム54により撮影光束として反射される。そして、プリズム54によって反射された撮影光束は、さらにプリズム32,33によって反射されて、アーム51内に設けられたビームスプリッター55で分割される。この分割光束のうちビームスプリッター55を透過した光束は、結像レンズ37によってアーム51内のビデオカメラ27の撮像素子39上に結像され、図示しないモニタ等の表示装置によって供覧される。一方、ビームスプリッター55によって反射された光束は、スチルカメラ26がスライド部材59とストッパーピン61とによって光学的に補償される位置すなわち図6にて実線で示される位置に配置されている場合に、結像レンズ38によってスチルカメラ26のフィルム面40上に結像され記録・保存される。
【0043】
なお、スチルカメラ26のフィルム交換を行なう場合には、まず、退避機構52を構成するスライド部材59の爪60がストッパーピン62に当接するまでスチルカメラ26をレール57に沿ってスライドさせ、スチルカメラ26を図6に示す破線の位置すなわち顕微鏡本体7の傾斜中心Oから鏡体部21の側方に離れた位置に退避させる。そして、この状態で、フィルム交換用扉63をヒンジ64を中心に回動させて開き(図中破線で示す)、フィルムの交換を行なう。
【0044】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡装置は、顕微鏡本体7の内部に導光手段および撮影光学系を内蔵し、撮影装置であるスチルカメラ26を傾斜中心Oの近傍に配置することができるため、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態の手術用顕微鏡装置では、導光手段を、左右観察光束の略中心付近に配置した変倍光学系29′とプリズム54,32,33とによって構成したことにより、撮影光束の光量が第1の実施形態の2倍になる。したがって、光量低下を招くことがなく、第1の実施形態において撮影光学系を構成する可動ミラー34をビームスプリッター55に置き換えることが可能となる。その結果、ロータリーソレノイド35およびそれに付随する機械・電気部品が不要となり、アーム51内に空間的な余裕ができる。これにより、アーム51内に撮影光学系のみならずビデオカメラ27等の撮影装置を容易に内蔵でき、傾斜中心Oのより近傍に撮影装置を配置できるとともに、顕微鏡全体の重量を低下させることができる。無論、このことは、顕微鏡本体7を傾斜移動させる操作力量の低減に貢献する。
【0045】
また、本実施形態では、ビデオカメラ27をアーム51内に内蔵することで、ビデオカメラ27のケーブルを顕微鏡周辺に露出させないで済むため、顕微鏡周りの煩雑さが解消され、顕微鏡本体7の操作性が向上し、手術効率がアップする。 さらに、本実施形態の手術用顕微鏡装置は、スチルカメラ26をその使用位置から退避させる退避機構52を有しているため、顕微鏡本体に対するスチルカメラ26の取付け位置を自由に設定できる。すなわち、従来は、フィルム交換の必要性から、顕微鏡本体に対するスチルカメラ26の取付け位置が制限されていたが、本実施形態によれば、退避機構52の作用により、スチルカメラ26の取付け位置の自由度が大きくなり、スチルカメラ26を傾斜中心Oのより近傍に配置可能となる。なお、本構成においては、スチルカメラ26もアーム51内に内蔵すれば、アーム51の形状の簡略化が容易に図れることは言うまでもない。
【0046】
本発明の第3の実施形態が図10ないし図14に示されている。なお、第1および第2の実施形態における構成要素と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【0047】
図10および図11(図10で顕微鏡本体7を左側方から見た図)に示すように、鏡体部21にはアーム71が接続されている。このアーム71は、図1に示したリンクアーム13のリンク18に固定された単軸制動軸受け6の所属の軸 O6 に連結されている。アーム71の内部は、後述する2光路の撮影光学系および2台のビデオカメラ27、27′が内蔵可能なスペースを有している。なお、この場合、第1の実施形態において説明したと同様、顕微鏡本体7は、内蔵のビデオカメラ27,27´を含めて傾斜機構並びに平衡移動機構とバランスのとれた状態で架台に支持され、傾斜中心Oを中心に移動可能となっている。
【0048】
アーム71には、顕微鏡本体7による観察像を記録する撮影装置としてのスチルカメラ26,26´を取り付けることができるようになっている。なお、図10ないし図14は、顕微鏡本体7にスチルカメラ26,26´を取り付けた状態を示している。スチルカメラ26,26´は、顕微鏡本体7の傾斜中心Oの近傍に配置され、アーム71に内蔵された後述する導光手段および撮影光学系に対して光学的に接続される。
【0049】
また、図中、52は、アーム71に取り付けられるスチルカメラ26,26´をアーム71に対して図中矢印方向に移動させるための退避機構である。図示のように、退避機構52にはスチルカメラ26および同様のスチルカメラ26′の2台が取り付けられている。なお、退避機構52は、スチルカメラ26が図中実線で示されるその定位置から図中破線の位置まで移動した際にスチルカメラ26′がスチルカメラ26の定位置に配置されるようなストロークを有している。
【0050】
図12ないし図14には、アーム71に内蔵された導光手段と撮影光学系とが示されている。なお、図12は図13でアーム71を上方から見た場合の内蔵光学系の構成図、図14は図13でアーム71の上部を右側方から見た場合の内蔵光学系の構成図である。
【0051】
図中、74,75はアーム71内に設けられたプリズム、30aは鏡体部21内に導入される図中左側の光束の光軸上に配置されたビームスプリッターである。そして、ビームスプリッター30aとプリズム32,74,75は、左側光束を、撮影光束として、 傾斜中心Oの近傍に導く第1の導光手段を構成している。
【0052】
図中、30bは鏡体部21内に導入される図中右側の光束の光軸上に配置されたビームスプリッター、76はビームスプリッター30bからの出射光束を反射するべくアーム71内に設けられたプリズム、77,78はアーム71内に設けられたプリズムである。そして、ビームスプリッター30bとプリズム76,77,78は、右側光束を、撮影光束として、傾斜中心Oの近傍に導く第2の導光手段を構成している。
【0053】
図中、79はプリズム75によって導かれる光束を2分割するビームスプリッターである。このビームスプリッター79は、前記第1の導光手段によって導かれてプリズム75によって反射された撮影光束の光軸上に配置されている。ビームスプリッター79によって反射された撮影光束の光軸上には結像レンズ38が配置され、ビームスプリッター79を透過した撮影光束の光軸上には結像レンズ37が配置されている。この場合、結像レンズ38は、ビームスプリッター79によって反射される撮影光束をスチルカメラ26(または26´)内のフィルム面40上に結像させる。また、結像レンズ37は、ビームスプリッター79を透過する撮影光束をアーム71内に配置されたビデオカメラ27の撮像素子39上に結像させる。前記第2の導光手段によって導かれてプリズム78によって反射された撮影光束の光軸上には結像レンズ 37′が配置されている。結像レンズ37´は、プリズム78によって反射された撮影光束をアーム71内に配置されたビデオカメラ27´の撮像素子39´上に結像させる。したがって、上記構成では、ビームスプリッター79と結像レンズ37,37′,38とによって撮影光学系が構成される。
【0054】
したがって、上記構成の顕微鏡本体7において、術部Pを発した左右の視差を有する光束は、まず、ビームスプリッター30a,30bで各々2分割される。そして、ビームスプリッター30aで2分割された左側光束の一方の分割光束は、撮影光束としてプリズム32,74,75にてアーム71内に導かれ、ビームスプリッター79を透過した後、結像レンズ37によってビデオカメラ27の撮像素子39上に結像される。一方、ビームスプリッター30bで2分割された右側光束の一方の分割光束は、プリズム76,77,78によって同様にアーム71内に導かれた後、結像レンズ37′によってビデオカメラ27′の撮像素子 39′上に結像される。したがって、図示しない左右の各像を交互に映し出す画像表示手段ならびにモニタによって立体テレビ観察が可能となる。
【0055】
一方、ビームスプリッター79によって反射された光束は、結像レンズ38によってスチルカメラ26のフィルム面40上に結像される。
また、術中、仮に、スチルカメラ26のフィルムが終了してしまった場合には、 スチルカメラ26を退避機構52によって図11中の破線の位置まで移動させる。この時、スチルカメラ26′がスチルカメラ26の定位置に配置されて結像レンズ38と光学的に接続される。したがって、術者は、フィルム交換のために写真撮影を中止することなく続行することができる。
【0056】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡装置は、顕微鏡本体7の内部に導光手段および撮影光学系を内蔵し、撮影装置であるスチルカメラ26を傾斜中心Oの近傍に配置することができるため、第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、本実施形態の手術用顕微鏡装置では、撮影装置として2台のビデオカメラ27,27′を使用し、これらのビデオカメラ27,27′を傾斜中心Oに対して対称に配置しているため、撮影装置全体の重心位置を傾斜中心Oの近傍に配置可能となり、顕微鏡本体7の操作性が良好となる。
【0057】
また、本実施形態の手術用顕微鏡装置では、退避機構52に2台のスチルカメラ26,26′が搭載されている。つまり、退避機構52は、単なるフィルム交換のためだけでなく、術中の撮影可能枚数の増加にも貢献できる。これによって、術中にフィルムを交換するといった非常に煩わしい作業が解消され、手術効率がアップする。
【0058】
なお、第2および第3の実施形態における退避機構52は、レール57ならびにスライド部材59によって構成され、スチルカメラ26(26´)を左右もしくは前後に移動させて退避させる機構であるが、回転や跳ね上げ等の他の機構によって同様の作用・効果を得るようにしても良い。
【0059】
以上説明してきた技術内容によれば、 以下に示すような各種の構成が得られる。
1.顕微鏡本体と、顕微鏡本体を支持し且つ顕微鏡本体を一点を中心に傾斜させる傾斜機構と前記顕微鏡本体および前記傾斜機構の重量を相殺し上下水平移動させる平衡移動機構とを有する架台と、からなる手術用顕微鏡において、
顕微鏡本体の傾斜の前記中心位置近傍に撮影装置を取り付け可能にするとともに、顕微鏡本体内に入射した光を前記撮影装置に対して光学的に接続する導光手段または撮影光学系の少なくとも一部を顕微鏡本体内に配置したことを特徴とする手術用顕微鏡。
【0060】
2.前記導光手段がビームスプリッターから成ることを特徴とする第1項に記載の手術用顕微鏡。
3.前記導光手段が全反射プリズムから成ることを特徴とする第1項に記載の手術用顕微鏡。
4.前記撮影装置を前記顕微鏡本体の傾斜の中心位置近傍から退避させる退避機構を有したことを特徴とする第1項に記載の手術用顕微鏡。
【0061】
5.前記撮影装置が顕微鏡本体の上方に配置固定されることを特徴とする第1項に記載の手術用顕微鏡。
6.前記顕微鏡本体の傾斜の中心位置は顕微鏡本体の上方に配置されることを特徴とする第1項に記載の手術用顕微鏡。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の手術用顕微鏡装置によれば、撮影装置の取り付けによる顕微鏡本体の重心の移動が最小限に抑えられる。したがって、重心の移動を補正する平衡重りの付加が不要になるので、撮影装置の取り付けによって前後左右の傾斜力量が変化することなく、操作性の悪化を防止することができる。
【0063】
また、顕微鏡本体の上下・水平移動に関しては、撮影装置の取り付けによって生じるアンバランスを補正するために付加される平衡重りは、その撮影装置分の重量を相殺する重さ、すなわち、必要最小限の重さに抑えられるので、この重量の増加に伴う慣性力の増加も最小限に抑えられ、平衡移動機構の操作性の悪化を防止することができる。
【0065】
以上のように、本発明の手術用顕微鏡装置は、撮影装置を取り付けた場合であっても、顕微鏡本体の傾斜並びに上下・水平移動の際の操作性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る手術用顕微鏡装置の全体構成図である。
【図2】顕微鏡本体とこれを支持する傾斜機構の側面図である。
【図3】図2で顕微鏡本体を右側から見た正面図である。
【図4】図1の顕微鏡本体に内蔵された光学系の構成図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る手術用顕微鏡装置の顕微鏡本体の側面図である。
【図6】図5で顕微鏡本体を右側から見た正面図である。
【図7】図5の顕微鏡本体に内蔵された光学系の構成図である。
【図8】スチルカメラを顕微鏡本体に対して移動させる退避機構の断面図である。
【図9】図8の9ー9線に沿う断面図である。
【図10】本発明の第3の実施形態に係る手術用顕微鏡装置の顕微鏡本体の正面図である。
【図11】図10で顕微鏡本体を左側から見た側面図である。
【図12】図10の顕微鏡本体内に内蔵された光学系の構成図であり、図13でアームを上方から見た場合の内蔵光学系の構成図である。
【図13】図10の顕微鏡本体内に内蔵された光学系の構成図である。
【図14】図13でアームの上部を右側方から見た場合の内蔵光学系の構成図である。
【符号の説明】
7…顕微鏡本体
13…平行四辺形リンクアーム(傾斜機構)
26…スチルカメラ(撮影装置)
27…ビデオカメラ(撮影装置)
30…ビームスプリッター(導光手段)
32,33…プリズム(導光手段)
34…可動ミラー(撮影光学系)
37,38…結像レンズ(撮影光学系)
O…傾斜中心(回動点)
Claims (3)
- 顕微鏡本体と、
前記顕微鏡本体を支持しかつ前記顕微鏡本体を一点を中心位置として傾斜させる傾斜機構、並びに、前記顕微鏡本体及び前記傾斜機構の重量を相殺し上下水平移動させる平衡移動機構、を有する架台と、を具備し、
前記顕微鏡本体は、対物レンズから接眼部に至る観察光学系を備える本体部、及び、前記本体部と前記傾斜機構との間に介設され少なくとも前記本体部側から前記中心位置側へと延びている介設部材、を有し、
前記介設部材は、前記介設部材の前記中心位置側に設けられ前記中心位置近傍に配置され撮影装置が取り付け可能な取付位置、及び、前記介設部材の内部に設けられ前記本体部に入射した光を前記撮影装置に対して光学的に接続する導光手段又は撮影光学系の少なくとも一部分、を有する、
ことを特徴とする手術用顕微鏡装置。 - この手術用顕微鏡装置は、前記撮影装置を前記取付位置から退避位置へと退避させる退避機構をさらに具備し、前記退避位置は、前記取付位置よりも前記中心位置から離れている、
ことを特徴とする請求項1に記載の手術用顕微鏡装置。 - 前記導光手段又は撮影光学系の少なくとも一部分は、前記本体部への入射光軸に略直交する平面内で少なくとも一回光軸の方向を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の手術用顕微鏡装置。
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