JP4030599B2 - Surgical microscope equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば脳神経外科の手術においてのマイクロサージャリー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、手術手法や手術用具の発達に伴い、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。マイクロサージャリーにおいては、術部を拡大観察するために手術用顕微鏡装置が用いられる。手術用顕微鏡装置は、一般に、術部を拡大観察するための鏡体（顕微鏡）と、術者の所望する任意の位置に鏡体を移動し、かつ所望の姿勢に変位可能な支持装置とを備えて構成されている。
【０００３】
特に、脳神経外科の手術においては、その術部を様々な方向から観察するため、鏡体の位置や角度（姿勢）を頻繁に変える必要性がある。そこで、従来から、鏡体を迅速かつ正確に目的の位置に移動させて任意の姿勢をとらせるとともに、その鏡体の移動軌跡を限定可能な種々の支持装置が提案されている。
【０００４】
この種の支持装置の技術としては、例えば特公昭６３−３６４８１号公報、ＵＳＰ第５１７３８０２号明細書、及び特開平５−１６８６４８号公報を挙げることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特公昭６３−３６４８１号公報における支持装置はそれぞれ平行リンク機構からなる下側旋回系と上側旋回系を支柱に支承し、その両旋回系の平衡を保つため、少なくとも１個の重錘が棒によって下側旋回系に担持されて設けられている。この公報のものの問題点は平衡用重錘及びこの平衡用重錘を担持している棒が、顕微鏡の鏡体の移動にともなって大きく後方に突出して手術室内の他の機器との干渉、及び術者や介助者にとって大変邪魔になるということである。さらに、この公報のものでは下側に位置する旋回系における支柱に支持するための前記軸が比較的上方に位置して設けられてあり、支持装置全体の重心位置が高く、安定性が良くない。
【０００６】
ところで、平衡用重錘の前記軸まわりの突出量を小さくするために前記軸の部分から前記棒の部分まで延出するアーム部材を短く構成することが考えられるが、このようにすると、旋回系が回動したとき、逆に平衡用重錘が上方に突出することになり、術者および介助者にとって大変邪魔になってしまう。
【０００７】
また、前記軸の位置を下方に下げた場合には鏡体の移動範囲を確保するためには旋回アームを長くする必要があるが、そうすると、旋回系のバランスを保つために平衡用重錘を大型にするか、その平衡用重錘を担持している棒およびアーム部材を長くする必要があり、いずれも突出量が大きくなってしまう。いずれにせよ、このような構成では平衡用重錘の突出量を小さく抑えることはできない。
【０００８】
ＵＳＰ第５１７３８０２号明細書のものは、その平衡用重りが旋回系のアーム部材に直接的に取り付けられる点で重りの配置が異なるのみであり、その他は前述した特公昭６３−３６４８１号公報のものと同様である。
【０００９】
また、特開平５−１６８６４８号公報のものも、それぞれ平行リンク機構からなる下側旋回系と上側旋回系を支柱に支承し、前側の平行リンク機構の傾斜、すなわち鏡体の傾斜を伝達機構により下側旋回系の平行リンク機構の軸に伝達したものであり、これはカウンタウエイトの前記軸まわりの突き出しが大きくなり、これが邪魔になること、ならびに前記軸が高い位置にあることによる安定性が悪いといった点が、特公昭６３−３６４８１号公報と同様の欠点がある。すなわち、カウンタウエイトが顕微鏡の鏡体の移動にともなって大きく後方に突出して手術室内の他の機器との干渉、及び術者や介助者にとって大変邪魔になるとともにその支持装置の安定性が悪い。
【００１０】
一方、カウンタバランス式の機構において、そのバランスを保つ重りは回転軸近傍に配置されていることが慣性力を低減する上では望ましいが、前記特公昭６３−３６４８１号公報、ＵＳＰ第５１７３８０２号明細書及び特開平５−１６８６４８号公報の構造では重りを回転軸に近付けられる限界がある。その理由はバランスを保った状態で重りを回転軸に近付けるためには、当然ながら重りの重量を増加される必要がある。そのために、比重の大きい材料で重りを製作するか重り自体を大型化にすることが必要となる。重りが大型化すると、従来の問題である術者および介助者の邪魔になるという問題が解決されない。また、比重の大きい材料で重りを作ると高価なものになり、適切なものではない。
【００１１】
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を移動させても、バランスを取るための重りの突出がなく、コンパクトであり、また慣性力も小さく操作力が軽いとともに、安定性も高い手術用顕微鏡の提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、顕微鏡の鏡体（12）を支持し、前記鏡体（12）を移動可能な移動機構と、前記鏡体（12）とのバランスを取るためのカウンターウェイトを備えた手術用顕微鏡装置において、
前記移動機構は、被設置部位に対して取り付けられ鉛直軸（Ｏ0）まわりに回動可能な支柱（1）に設けられ、前記鉛直軸（Ｏ0）と異なる第１の回転軸（Ｏ1）まわりに第１のアーム（2b）と第２のアーム（2a）を回動可能に支持する第１の支持部（5）と、前記第１の支持部（5）に回動可能に支持される第１のアーム（2b）および第２のアーム（2a）とそれぞれ平行な第３のアーム（2d）と第４のアーム（2c）を前記第１の回転軸（Ｏ1）と互いに平行な回転軸（Ｏ2,Ｏ3,Ｏ4）まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第１の平行四辺形リンク（2）と、前記支柱（1）に設けられ、前記第１の支持部（5）の上方または下方の一方の側に配置され、前記第１の回転軸（Ｏ1）と平行な第２の回転軸（Ｏ5）まわりに第５のアーム（3b）および第６のアーム（3a）を回動可能に支持する第２の支持部（6）と、前記第２の支持部（6）に回動可能に支持される前記第５のアーム（3b）および第６アーム（3a）とそれぞれ平行な第７のアーム（3d）および第８のアーム（3c）を前記第２の回転軸（Ｏ5）と互いに平行な回転軸（Ｏ6,Ｏ7,Ｏ8）まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第２の平行四辺形リンク（3）と、前記鏡体（12）を支持する鏡体支持機構（11）を回転可能に支持する前記第３のアーム（2d）と接続する前記第２のアーム（2a）と、前記第２のアーム（2a）と平行になるように前記第２の回転軸（Ｏ5）に回動可能に支持される前記第６のアーム（3a）との回動を連動させる第１の連動機構（ 7 ）と、前記第１の回転軸（Ｏ1）に回動可能に支持される前記第１のアーム（2b）と、前記第１のアーム（2b）と平行になるように前記第２の回転軸（Ｏ5）に回動可能に支持される第５のアーム（3b）との回動を連動させる第２の連動機構（ 8 ）と、前記第６のアーム（ 3a ）と前記第７のアーム（ 3d ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 8 ）と、前記第７のアーム（ 3d ）と前記第８のアーム（ 3c ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 7 ）との間に位置して配置されるとともに前記第７のアーム（3d）に接続された第１のカウンターウェイト（39a）と、前記第５のアーム（ 3b ）と前記第６のアーム（ 3a ）とを回動可能に支持する前記回転軸（Ｏ 5 ）と、前記第６のアーム（ 3a ）と前記第７のアーム（ 3d ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 8 ）との間に位置して配置されるとともに前記第６のアーム（3a）に接続された第２のカウンターウェイト（39b）と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、鏡体（12）の動きが第１の平行四辺形リンク機構（2）から第１の連動機構（7）及び第２の連動機構（8）により第２の平行四辺形リンク機構（3）に伝達され、各カウンターウェイト（39a,39b）が連動して移動して鏡体を支持する回転モーメントが常に相殺され、機構全体がバランスする。
【００１３】
【実施例】
図１ないし図１１に従って、本発明の第１の実施例を説明する。
（構成）
図１はこの第１の実施例に係る手術用顕微鏡装置の全体の概略的な構成を示している。同図中、符号１は支持装置における支柱であり、この支柱１は支持台４に支持されている。支持台４は底面にキャスターを有した底板４ａと立柱４ｂを備えてなり、その立柱４ｂの上端部は水平に前方へ屈曲されている。立柱４ｂの屈曲前方端には前記支柱１が鉛直軸Ｏ0 を中心として回転自在に取り付けられている。支柱１の上部には上側の第１の平行四辺形リンク（変位機構）２が接続されており、その支柱１の下部には下側の第２の平行四辺形リンク（変位機構）３が接続されている。
【００１４】
上側に位置する第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本のアーム２ａ〜２ｄを配置し、これらを互いに平行な回転軸Ｏ1 〜Ｏ4 まわりに回動可能に連結してなるものである。そして、この第１の平行四辺形リンク２は前記支柱１の上端部に対し、上方支持部材５を介してその回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に接続されている。回転軸Ｏ1 と鉛直軸Ｏ0 とは直交している。
【００１５】
また、下側に位置する第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本のアーム３ａ〜３ｄを配置し、これらを互いに平行な回転軸Ｏ5 〜Ｏ8 まわりに回動可能に連結してなるものである。そして、第２の平行四辺形リンク３は前記支柱１の下端部に下方支持部材６を介し、その回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に接続されている。回転軸Ｏ5 と鉛直軸Ｏ0 とは直交し、かつ前記回転軸Ｏ1 と平行である。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の上下の位置に分離して配置されるとともに、相似的に対応関係をもって配置されている。そして、後述する第１の連動機構および第２の連動機構を介して相似的に連繋した変形動作を行うようになっている。
【００１６】
つまり、第１の平行四辺形リンク２のアーム２ａは回転軸Ｏ1 下側一端から屈曲するアーム部を突き出す全体としてＬ字形の形状をしており、その突出アーム部の先端部分には前記回転軸Ｏ1 と平行な回転軸Ｏ13が設けられ、この回転軸Ｏ13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。ここで、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Ｏ1 と回転軸Ｏ13を結ぶ線分は直角をなしているが、これに限られるものではない。また、第２の平行四辺形リンク３の対応したアーム３ａは回転軸Ｏ5 で交差するＴ字形の形状をしており、その短い中間突出部の先端部分には回転軸Ｏ5 と平行な回転軸Ｏ14まわりに回動可能に前記第１の伝達ロッド７の下端が接続されている。紙面に平行な面内で回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ8 を結ぶ線分と、回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ14を結ぶ線分は前記同様に直角であるが、前述した第１の平行四辺形リンク２のアーム２ａの屈曲して突出するアーム部のものと平行ならばこれに限られるものではない。
【００１７】
しかして、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をなすが、回転軸Ｏ1 ，０5 ，Ｏ14，Ｏ13を順次結ぶ各線分が常に平行四辺形を形成する。
そして、この実施例ではアーム２ａ，３ａと、これを連結する第１の伝達ロッド７により、回動力を伝達してアーム２ａ，３ａを連動させる第１の連動機構を構成している。
【００１８】
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、それに対して回動可能な第２の伝達ロッド８によって接続されている。つまり、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。そして、この実施例ではアーム２ｂ，３ｂと、第２の伝達ロッド８により、アーム２ｂ，３ｂの間に回動力を伝達してアーム２ｂ，３ｂを連動させる第２の連動機構を構成している。
【００１９】
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、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が取着されている。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。すなわち、第３の平行四辺形リンク機構１０は５本のアーム１０ａ〜１０ｅおよび接続ブロック９を紙面に垂直な回転軸Ｏ15〜Ｏ19、Ｏ31、Ｏ32まわりにそれぞれ回動可能に接続することにより、２連式の平行四辺形リンク機構を構成している。接続ブロック９と第３の平行四辺形リンク機構１０により、互いに直交する２つの回転軸Ｏ9 ，Ｏ10を中心にそれぞれ傾斜可能な傾斜機構としての第１の傾斜アーム１１が構成されている。
【００２０】
前記第３の平行四辺形リンク機構１０のアーム１０ｂには、バランスウエイト（平衡用重錘）１４が回転軸Ｏ15と回転軸０32を結ぶ線分と平行に形成されたねじ部１８に沿って移動可能に配設されている。バランスウエイト１４を設ける場所はそのアーム１０ｂに限定されるものではなく回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ32を結ぶ線分と平行な動きをする他のアーム１０ａ，１０ｅにあっても良い。
【００２１】
ここで、顕微鏡鏡体（以下、鏡体という）１２は、アーム１０ｅの下方突出端部に対して回転軸Ｏ17と回転軸Ｏ18を結ぶ線分を通る前記回転軸Ｏ20まわりに回動可能に取り付けられた、バランス調整機構を備えた後述の鏡体支持アーム１３を介して支持されている。これにより、鏡体１２は回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ20および回転軸Ｏ9 と回転軸Ｏ20の交点Ｔ１を通る紙面に垂直な仮想の回転軸Ｏ10まわりに各軸まわりの回転モーメントがゼロの状態でそれぞれ回動可能である。鏡体１２には助手用側視鏡１６が接続されている。
【００２２】
次に、第１および第２の平行四辺形リンク２，３のバランス作用について説明する。第２の平行四辺形リンク３のアーム３ｄにはねじ軸４１ａが固定され、このねじ軸４１ａにはカウンターウエイト３９ａがその軸線方向に移動可能に支持されている。
同様に、第２平行四辺形リンク３の、前記アーム３ｄに隣接するアーム３ａにも回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ8 を結ぶ線分と平行にねじ軸４１ｂが固定され、このねじ軸４１ｂにはカウンターウエイト３９ｂが軸線方向に移動可能に支持されている。
【００２３】
さらに、前記第２伝達ロッド８にもカウンターウエイト３９ｃが固定されている。前記カウンターウエイト３９ａ，３９ｂ，３９ｃ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、回転軸Ｏ0 ，Ｏ1 まわりの回転モーメントが、常にゼロになるべく位置および重量配分がなされている。 本実施例ではカウンターウエイト３９ｂ，３９ｃより補助カウンターウエイトが構成されている。
【００２４】
前記第２の平行四辺形リンク３を構成するＴ字形の形状をしたアーム３ａは回転軸Ｏ5 に対して、回転軸Ｏ8 とは反対側に延長されている。このアーム３ａは回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ8 を通る直線上にあり、この延長部分の先端には、回転軸Ｏ5 に対して回転軸Ｏ8 と反対側で回転軸Ｏ5 と平行な回転軸Ｏ50まわりにアーム３ｅを回動可能に接続している。アーム３ｃは回転軸Ｏ6 に対して回転軸Ｏ7 とは反対側に延長され、この回転軸Ｏ6 と回転軸Ｏ7 を通る直線上にある延長部先端には、回転軸Ｏ6 に対して回転軸Ｏ7 とは反対側の位置で前記回転軸Ｏ6 と平行な回転軸Ｏ51まわりにアーム３ｅを回動可能に接続している。ここで、紙面に平行な平行四辺形リンクの面内での、回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ6 を結ぶ線分と、回転軸Ｏ50と回転軸Ｏ51とを結ぶ線分とは互いに平行である。
【００２５】
前記アーム３ｅに対して固定的に接続された固定台２０には紙面に平行な面内にあり、鉛直軸Ｏ0 と交差し、回転軸Ｏ9 と平行な回転軸Ｏ21まわりに回動可能に支持された回転ブロック２１が接続されており、この回転ブロック２１には回転軸Ｏ10と平行であり、かつ回転軸Ｏ21と直交する回転軸Ｏ12まわりに回動可能に接続された座２２が設けられている。そして、これら固定台２０と回転ブロック２１および座２２により、傾斜機構としての第２の傾斜アーム１５を構成している。
【００２６】
前記座２２にはスライドロッド２３の一端が接続されており、このスライドロッド２３の他端部には、前記座２２に対して前記回転軸Ｏ20を含む紙面に平行な面内で回転軸Ｏ12と直交する回転軸Ｏ23まわりに回動可能にジョイント２４が接続されている。この実施例では、スライドロッド２３とジョイント２４により傾斜機構としての傾斜ロッド２５が構成されている。なお、ここで、回転軸Ｏ21、回転軸Ｏ12、回転軸Ｏ23まわりのそれぞれの自重による回転モーメントは常にゼロになるべく重量配分されている。
【００２７】
前記鏡体１２の回転軸Ｏ9 ，Ｏ10まわりの傾斜運動を直接的に前記傾斜ロッド２５の回転軸Ｏ21，Ｏ12まわりの傾斜運動に同一比で伝達する可撓性の運動伝達部材が設けられている。すなわち、前記第１の傾斜アーム１１における接続ブロック９には、回転軸Ｏ9 と同軸に配設された回転部材としてのプーリー２６ａが設けられており、このプーリー２６ａには、それぞれ反対側から巻き付けたワイヤー２７ａ，２７ｂの巻込み端を固定している。この各ワイヤー２７ａ，２７ｂの導出端側は、それぞれ可撓性のアウターチューブ２８ａ，２８ｂの内部に摺動可能に挿通されて案内されるようになっている。アウターチューブ２８ａ，２８ｂの各一端部は固定金具２９ａを介してアーム２ｄに対して固定されている。接続ブロック９は、プーリー２６ａの回転によって回転させられる。
【００２８】
同様に、第２の傾斜アーム１５の回転ブロック２１には回転軸Ｏ21と同軸に配設された回転部材としてのプーリー２６ｂが設けられており、これには、前記アウターチューブ２８ａ，２８ｂを通じて導かれてきた前記ワイヤー２７ａ，２７ｂの各他端がそれぞれ反対側から巻き付けられるとともに、その周面に固定されている。前記アウターチューブ２８ａ，２８ｂの他端部は固定金具２９ｂを介して前記固定台２０に対して固定されている。回転ブロック２１は、プーリー２６ｂの回転によって回転する。
【００２９】
前述した第１の傾斜アーム１１における接続ブロック９には、これに対するアーム１０ｂに回転軸Ｏ32と同軸的に連結して配設された同じく回転部材としてのプーリー２６ｃが設けられており、このプーリー２６ｃには、それぞれ反対側から端部を巻き付け、その先端を固定したワイヤー２７ｃ，２７ｄが設けられている。このワイヤー２７ｃ，２７ｄはそれぞれ前述したものとは別の可撓性のアウターチューブ２８ｃ，２８ｄの内部に摺動可能に挿通されて案内されるようになっている。アウターチューブ２８ｃ，２８ｄの各端部は固定金具２９ｃを介して接続ブロック９に対して固定されている。接続ブロック９は、プーリー２６ｃと一体的に回転するようになっている。
【００３０】
同様に、第２の傾斜アーム１５の座２２には回転軸Ｏ12と同軸に配設された回転部材としてのプーリー２６ｄが設けられており、このプーリー２６ｄには前記ワイヤー２７ｃ，２７ｄの他端側が反対側から巻き付けられるとともに、その先端がプーリー２６ｄに固定されている。このワイヤー２７ｃ，２７ｄをガイドする前記アウターチューブ２８ｃ，２８ｄの端部は固定金具２９ｄを介して回転ブロック２１に固定されている。第２の傾斜アーム１５の座２２は、プーリー２６ｄと一体的に回転するようになっている。
【００３１】
ここで、前記プーリー２６ａとプーリー２６ｂは同一方向から見た場合において、その一方のプーリーを回動させたとき、他方のプーリーが同じ方向に回動すべく向きにワイヤー２７ａ，２７ｂが巻かれているとともに、その回転角度が等しくなるべく、両プーリー２６ａ，２６ｂは、同一の径で形成されている。
【００３２】
同様に、前記プーリー２６ｃ，２６ｄは、同一方向から見た場合において、一方のプーリーを回動させたとき、他方のプーリーが同じ方向に回動すべく向きにワイヤー２７ｃ，２７ｄが巻かれているとともに、その回転角度が等しくなるべく両プーリー２６ｃ，２６ｄは同一の径に形成されている。
【００３３】
そして、この実施例では、これらプーリー２６ａ〜２６ｄ、ワイヤー２７ａ〜２７ｄ、アウターチューブ２８ａ〜２８ｄ、固定金具２９ａ〜２９ｄにより、運動伝達機構５７を構成し、その可撓性で単一の長尺な伝達部材からなるワイヤー２７ａ〜２７ｄは、ガイド手段としてのアウターチューブ２８ａ〜２８ｄを通じて、座屈やたわみがなくその軸方向に進退するように案内される構成である。なお、ここで、ワイヤー２７ａ〜２７ｄは、１本の単線であっても、芯線の有無に拘らず、より線等であってもよい。
【００３４】
前記支持台４の台部４ａには、鉛直軸Ｏ25まわりに回動可能に支持された垂直シャフト３０が設けられている。これにはアーム３１ａ〜３１ｄを互いに平行な回転軸Ｏ26〜Ｏ29まわりに回動可能に接続してなる固定用平行四辺形リンク３１が、その回転軸Ｏ26まわりに回動可能に連結されている。ここで、回転軸Ｏ26は前記鉛直軸Ｏ25に対して垂直であり、また、垂直シャフト３０にはその鉛直軸Ｏ25まわりの回動を規制（制動）する電磁ブレーキが配設され、また、アーム３１ａとアーム３１ｂには回転軸Ｏ26まわりの回動を規制する後述の電磁ブレーキが配設されている。
【００３５】
前記傾斜ロッド２５のジョイント２４の下端には、ロッド３３の一端が連結されている。このロッド３３の他端は、前記固定用平行四辺形リンク３１のアーム３１ｄの一端に連結されている。そして、この傾斜ロッド２５は、鉛直軸Ｏ25を含む紙面に平行な面内にあり、回転軸Ｏ28と回転軸Ｏ29を結ぶ線分を通る線上において各部に対して回動可能に接続されている。
【００３６】
このロッド３３の一端は前記傾斜ロッド２５のジョイント２４に対して、回転軸Ｏ23と直交する回転軸Ｏ24まわりに回動可能に接続されている。これら垂直シャフト３０、固定用平行四辺形リンク３１、旋回バー３２およびロッド３３および後述の電磁ブレーキにより運動規制機構４０が構成されている。ここで、前記運動規制機構４０の、回転軸Ｏ25、Ｏ26、Ｏ30まわりのそれぞれの自重による回転モーメントが、常にゼロになるべく、重量配分で構成されている。
【００３７】
また、図１で示すように、前述した鉛直軸Ｏ0 を含む紙面に平行な面内で、回転軸Ｏ1 、Ｏ4 、Ｏ10をそれぞれ結ぶ三角形が、同一面内で、回転軸Ｏ5 、Ｏ50，Ｏ12をそれぞれ結ぶ三角形と相似形になるべく、各回転軸を配置して構成されている。ここで相似比は、
（△Ｏ1 ，Ｏ4 ，０10）／（△5 ，Ｏ50，０12）＝Ｃ
となっている。Ｃは、定数である。
【００３８】
次に、細部の構成について説明する。図１において、３７ａは、支持台４に配設され、その支持台４に対する支柱１の回動を電気的に規制可能な電磁ブレーキである。
【００３９】
第１の傾斜アーム１１および第１の平行四辺形リンク２のアーム２ｄとの接続部には、第１の傾斜アーム１１の接続ブロック９に突出して形成される第１の回転ロッド３８が設けられている。この第１の回転ロッド３８は、前記アーム２ｄの内部に配設された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。また、アーム２ｄには、電磁ブレーキ３７ｄが配設され、この電磁ブレーキ３７ｄはアーム２ｄに対する前記第１の回転ロッド３８の回動を電気的に規制する。
接続ブロック９にも電磁ブレーキ３７ｅが配設され、この電磁ブレーキ３７ｅは接続ブロック９に対するアーム１０ａの回転軸Ｏ31まわり回動を電気的に制動可能なものである。
前記アーム１０ｅにも鏡体支持アーム１３のアーム１０ｅに対する回転軸Ｏ20まわりの回転を規制可能な電磁ブレーキ３７ｆが配設されている。
【００４０】
次に、図２に従い、上方支持部材５の部分の詳細を説明する。この図２は図１の矢印ａ方向から見た回転軸Ｏ1 を含む部分の断面を示すものである。
すなわち、上方支持部材５には上方シャフト３４がベアリング３６ａを介して回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に支持されており、その上方シャフト３４は前記上方支持部材５に配設された電磁ブレーキ３７ｂにより電気的に規制可能である。前記アーム２ａは前記上方シャフト３４の外周にベアリング３６ｂを介して回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に支持されている。前記アーム２ｂは上方シャフト３４に設けたフランジ部に対してねじにより固定されている。
【００４１】
次に、図３に従い、下方支持部材６の部分の詳細を説明する。この図３は図１の矢印ｂ方向から見た回転軸Ｏ5 を含む部分の断面を示すものである。
すなわち、前記下方支持部材６には下方シャフト３５が、ベアリング３６ｃを介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に支持されており、その下方シャフト３５は、前記下方支持部材６に配設された電磁ブレーキ３７ｃにより電気的に規制可能である。前記アーム３ａは前記下方シャフト３５のフランジ部に対してねじにより固定されている。また、前記アーム３ｂは、前記下方シャフト３５の外周にベアリング３６ｄを介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に支持されている。
【００４２】
次に、図４に従い、第２の平行リンク３、第２の傾斜アーム１５、傾斜ロッド２５および運動規制機構４０の詳細な構成について説明する。
図４中、Ｔ２は回転軸Ｏ12と回転軸Ｏ21との交点、Ｓ２は回転軸Ｏ23、回転軸Ｏ24、回転軸Ｏ30の交点を示している。
【００４３】
４３は前記座２２に配設され傾斜ロッド２５のスライドロッド２３を回転軸Ｏ23の方向に電気的に移動可能な傾斜ロッド駆動部であり、４４は傾斜ロッド駆動部４３に接続された前記傾斜ロッド駆動部４３の駆動量を検出することにより、Ｔ２とＳ２間の直線距離Ｒ２を算出する傾斜ロッド位置検出部である。
【００４４】
また、支持台４には支持台４に対する垂直シャフト３０の回転軸Ｏ25まわりの回動を電気的に規制可能な電磁ブレーキ３７ｇが配設されている。また、固定用平行四辺形リンク３１を構成するアーム３１ａ，３１ｂにはアーム３１ａ，３１ｂの旋回バー３２に対する回転軸Ｏ26まわりの回動を電気的に規制可能な電磁ブレーキ３７ｈ，３７ｉがそれぞれ配設されている。
また、アーム３１ａと旋回バー３２のそれぞれには回転軸Ｏ26およびＯ25まわりの回転モーメントを相殺すべく設ける補助ウエイト４２が固定されている。
【００４５】
次に、鏡体１２および電気回路の構成を図５を参照して説明する。まず、同図中、５０は対物レンズであり、これは、図示しないズームレンズ、結像レンズ、接眼レンズよりなる左右観察光路５１Ｒ，５１Ｌ上に設置され、そのレンズ間隔を変えることにより物体側の焦点距離が変更可能なものであり、対物レンズ５０は対物レンズ駆動部５２に対して機械的に接続されていて、それにより焦点距離の調節されるようになっている。また、５３は例えばエンコーダからなる対物レンズ位置検出手段であり、これも前記対物レンズ５０に機械的に接続されている。図中Ｔ１は、回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ10、回転軸Ｏ20の交点であり、点Ｐは観察光軸、すなわち回転軸Ｏ20と鏡体１２の焦点面との交点であり、ＲｆはＴ１と点Ｐとの間の直線距離であり、ｆは前記対物レンズ５０の焦点距離を示している。
【００４６】
前記対物レンズ駆動部５２および対物レンズ位置検出手段５３は、制御部５４に接続される。鏡体１２にはグリップ５５が設けられており、これには全方向フリースイッチＳＷ１、鏡体球面傾斜スイッチＳＷ２、傾斜中心点設定スイッチＳＷ３、焦点距離可変スイッチＳＷ４、焦点距離設定スイッチＳＷ５などを有し、これらのスイッチも前記制御部５４に接続されている。また、制御部５４には、メモリ手段６５、前記傾斜ロッド駆動部４３および傾斜ロッド位置検出部４４も接続されている。
【００４７】
さらに電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｆは支持アーム電磁ブレーキ駆動回路５６ａを介し、電磁ブレーキ３７ｇ，３７ｈ，３７ｉは運動規制機構電磁ブレーキ駆動回路５６ｂを介して、それぞれ前記制御部５４に接続される。
【００４８】
次に、図６に従い前述の鏡体支持アーム１３のバランス調整機構について説明する。
５７はアーム１０ｅに対して回転軸Ｏ20まわりに回動可能に接続された接続ロッドであり、下方に前記鏡体１２を支持している。
５８は前記接続ロッド５７の外周に形成され凸部５９と押さえリング６０により回転軸Ｏ20の軸線方向の動きを規制され、回転軸Ｏ20まわりに回動可能かつノブ６１により固定可能な回転リングであり、回転軸Ｏ20を中心とする半径方向に突出し接続されたねじ軸６２上をバランスウエイト６３が移動可能に支持されている。
【００４９】
（作用）
この第１の実施例の手術用顕微鏡装置における作用を説明する。この手術用顕微鏡装置にあっては鏡体１２の３次元的な移動および直交する３軸まわりの傾斜（以下６自由度の動き）と観察光軸上の一点を中心とした傾斜動が、手術スタイルに応じて種々選択可能なものである。以下、これらの作用を説明する。
【００５０】
［６自由度の動き］
最初に、グリップ５５の全方向フリースイッチＳＷ１を押して操作すると、制御部５４にはそれに応じた信号が入力され、支持アーム電磁ブレーキ駆動回路５６ａと運動規制機構電磁ブレーキ駆動回路５６ｂに対して信号を出力し、全ての電磁ブレーキ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈ，３７ｉのブレーキ作用を解除する。
【００５１】
電磁ブレーキ３７ａ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り、このため、第１の平行四辺形リンク２および第１の傾斜アーム１１を介して、鏡体１２が支持台４に対して鉛直軸Ｏ0 まわりに回動可能になる。
【００５２】
図２に示す電磁ブレーキ３７ｂ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り、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となる。従って、鏡体１２は第１の傾斜アーム１１を介してアーム２ａに対して回転軸Ｏ4 まわりに回動可能となる。
【００５３】
図３で示す前記電磁ブレーキ３７ｃ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 まわりに回動可能となる。従って、鏡体１２は第１の平行四辺形リンク２および第１の傾斜アーム１１を介して全体的に上方支持部材５に対して回転軸Ｏ1 まわりに回動可能となる。
従って、これらの鏡体１２の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況になる。
【００５４】
一方、電磁ブレーキ３７ｄが解除されると、第１の傾斜アーム１１はアーム２ｄに対して、回転軸Ｏ9 まわりに回動可能となる。電磁ブレーキ３７ｅが開放されると、平行四辺形リンク機構１０のアーム１０ａは、接続ブロック９に対して、回転軸Ｏ31まわりに回動可能となり、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を中心に傾斜動可能となる。また、電磁ブレーキ３７ｆが開放されると、鏡体１２は、鏡体支持部材１３を介して、アーム１０ｅの回転軸Ｏ20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。
【００５５】
ここで、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ｇ，３７ｈ，３７ｉのブレーキ作用はすべて解除されているため、垂直シャフト３０の支持台４に対する回転軸Ｏ25まわり、固定用平行リンク３１のアーム３１ａ，３１ｂの旋回バー３２に対する回転軸Ｏ26まわりの回動が可能となる。アーム３１ｂの旋回バー３２に対する回転軸Ｏ26まわりの回動はアーム３１ｃによりアーム３１ｄのアーム３１ａに対する回転軸Ｏ29まわりの回動へと伝達される。従って、ロッド３３もアーム３１ａに対して回転軸Ｏ29まわりに回動し、かつロッド３３はアーム３１ｄに対して回転軸Ｏ30まわりに回動可能である。従って、鏡体１２の動きを規制するものはない状態である。
すなわち、３次元的な移動と直交する３軸まわりの傾斜によって鏡体１２は６自由度の動きが可能となる。
【００５６】
次に、前述の鏡体１２の６自由度の動きと連動する作用について説明する。アーム２ｂの、上方支持部材５に対する回転軸Ｏ1 まわりの回動により、第２の伝達ロッド８に接続されているアーム３ｂは下方支持部材６に対し回転軸Ｏ5 まわりにアーム２ｂと常に平行を保ちながら回動する。そして、アーム３ｃによりアーム３ｂに対して平行に接続されたアーム３ｄもアーム３ａに対し回転軸Ｏ8 まわりに回動する。このとき、アーム３ｄは常にアーム２ｄと平行を保っている。
【００５７】
アーム３ａの下方支持部材６に対する回転軸Ｏ5 まわりの回動により、アーム３ｄも下方支持部材６に対して回転軸Ｏ5 まわりに回動する。また、傾斜ロッド２５も第２の傾斜アーム１５を介してアーム３ｄとともに移動する。
すなわち、アーム２ａとアーム３ａ、アーム２ｄとアーム３ｄは常に平行を保ちながら移動し、鉛直軸Ｏ0 を含む紙面に平行な面内で回転軸Ｏ1 ，Ｏ4 ，Ｏ10をそれぞれ結ぶ三角形が、同一面内で回転軸Ｏ5 ，Ｏ50，Ｏ12をそれぞれ結ぶ三角形とは常に相似形を保っている。
【００５８】
図７は、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のバランスを説明するためのモデル図である。
Ｇ１は回転軸Ｏ9 上にある第１の傾斜アーム１１から鏡体１２側の部材の合成された重心を表す点であり、その重量はＷ１、回転軸Ｏ4 からの距離はＬ1 である。
前記カウンターウエイト３９ａの重量はＷａ、回転軸Ｏ8 からの距離はＬ2 、前記カウンターウエイト３９ｂの重量はＷｂ、回転軸Ｏ5 からの距離はｒ2 、前記カウンターウエイト３９ｃの重量はＷｃであり、回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ4 の間の距離はｒ1 、回転軸Ｏ5 ，回転軸Ｏ8 間の距離はｒ3 、回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ2 の間の距離はＬ3 である。
【００５９】
ここでカウンターウエイト３９ａ〜３９ｃは以下の２式を満足する位置に設定されている。
Ｗ1 ×Ｌ1 ＝Ｗａ×Ｌ2 ＋Ｗｃ×Ｌ3
Ｗ1 ×ｒ1 ＝Ｗａ×ｒ3 ＋Ｗｂ×ｒ2
すなわち、鏡体１２の３次元的な移動に対して常に第１の平行四辺形リンク２および第２の平行四辺形リンク３の回転モーメントはゼロを保っている。
【００６０】
図８は鏡体１２の傾斜に関してのバランスを説明するためのモデル図である。術中、鏡体１２に接続された側視鏡１６の位置を変更するなどして、鏡体１２を含めて回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の重心が、回転軸Ｏ9 ，Ｏ10，Ｏ20のまわりの回転モーメントがゼロである点Ｇａから点Ｇｂへ移動してしまった場合、バランスウエイト６３をねじ軸６２に対して回転させ、矢印１方向に移動させる。そうすると、重心はＧｂからＧｃへと移動し、回転軸Ｏ20と一致する。重心位置が紙面垂直方向にずれている場合は、ノブ６１を緩め、バランスウエイト６３を回転リング５８と一体に回転軸Ｏ20まわりに適正な位置に回転させて固定すれば良い。
【００６１】
しかしながら、ＧｃはＧａに対して上方に移動しているため、回転軸Ｏ9 および回転軸Ｏ10まわりに回転モーメントが生じる。これを相殺するために第１の傾斜アーム１１から鏡体１２までを含めて回転軸Ｏ9 および回転軸Ｏ10まわりに回動する部材の重心が、Ｇａに一致するように第１の傾斜アーム１１のアーム１０ｅに配設されたバランスウエイト１４をねじ部１８に対して回転させ回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ32を結ぶ線分方向に移動させればよい。
【００６２】
これらの作用により、鏡体１２は回転モーメントが常にゼロの状態で６自由度の動きが可能となる。
実際の手術に際しては鏡体１２と術部の間に適正の作業空間を確保する為に、焦点距離を最適な値に設定する必要がある。その作用は焦点距離を伸ばすか縮めるかどちらか必要な方向に合わせて焦点距離可変スイッチＳＷ４を押す。その伸縮の入力の方向により制御部５４に信号が入力され、対物レンズ駆動部５２は制御部５４からの信号により、術者の目的とする方向に対物レンズ５０を移動させる。
【００６３】
そして、焦点距離設定スイッチＳＷ５を押すと、対物レンズ位置検出手段５３から現在の対物レンズ位置を表す対物レンズ位置情報が制御部５４を通してメモリ手段６５に対物レンズ基準位置情報として記憶される。このようにして術式に合わせた焦点距離が記憶される。
【００６４】
術中は、観察部位に正確に焦点を合わせる必要があり、そのために前述のように焦点距離可変スイッチＳＷ４を押して、焦点距離を伸縮させる。すなわち対物レンズ基準位置と実際の対物レンズ位置はずれてしまっている。
【００６５】
次に、鏡体１２を目的とする位置へと移動させるために、全方向フリースイッチＳＷ１を押すと、制御部５４はその信号に従い前述のメモリ手段６５に記憶された対物レンズ基準位置情報と、対物レンズ位置検出手段５３から入力される現在の対物レンズ位置を表す対物レンズ位置情報の両者を比較し、現在の対物レンズ位置が対物レンズ基準位置情報と一致するように対物レンズ駆動手段５２を駆動させる。
【００６６】
この作用により術中に焦点合わせのために対物レンズの焦点距離をいかなる状態に変更しても鏡体１２を移動させる為に全方向フリースイッチＳＷ１を押すと、対物レンズの焦点距離はあらかじめ設定しておいた基準位置へと移動する。
【００６７】
［観察光軸上の一点を中心とした傾斜動］
この場合には、グリップ５５の鏡体球面傾斜スイッチＳＷ２を押すと、制御部５４はその信号を入力し、支持アーム電磁ブレーキ駆動回路５６ａに信号を出力し、それらの電磁ブレーキ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆのブレーキ作用のみが解除される。これは前述の６自由度の動きの場合に対して、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ｇ，３７ｈ，３７ｉのみ固定とした状態である。
【００６８】
従って、図９（ａ）において、傾斜ロッド２５は点Ｓ２の移動を拘束され、Ｓ２を中心に傾斜のみ可能となる。ここで、点Ｔ２はＳ２とＴ２の距離Ｒ２を半径とした球面上を動く。Ｔ２の動きは前述のアームの作用と同様に伝達され、第１の傾斜アーム１１の回転軸Ｏ9 と回転軸Ｏ10の交点Ｔ１は交点Ｔ２の移動距離に前述の相似な三角形の比の定数であるＣを乗した距離だけ反対方向に移動する。
【００６９】
傾斜ロッド２５の傾斜は可撓性のワイヤー２７ａ〜２７ｄを用いた運動伝達機構５７により、その動きが鏡体１２に伝達され、その鏡体１２の相似的な動きとなって現れる。以下に、その作用を図１および図４に従い説明する。
【００７０】
すなわち、傾斜ロッド２５が回転軸Ｏ12まわりに回動すると、第２の傾斜アーム１５の座２２と一体に配設されたプーリー２６ｄも一体になり回動する。その結果、プーリー２６ｄの回動方向によりワイヤー２７ｃ，２７ｄのいずれか一方が引っ張られ、そのワイヤーは両端部を固定金具２９ｄおよび固定金具２９ｃにより回転ブロック２１ｄおよび接続ブロック９に固定されることによりワイヤーに沿った方向の移動を規制されたいずれかのアウターチューブ２８ｃ，２８ｄ内をスライドし、第１の傾斜アーム１１のアーム１０ｂと一体に配設されたプーリー２６ｃを前記プーリー２６ｄと同一方向に同一角度で回動させる。一方、引っ張られない側のワイヤーも、それぞれプーリー２６ｄ，２６ｃの回動を１対１で遊び無く伝達する働きをする。アーム１０ｂの回動は平行四辺形リンク機構１０によりアーム１０ｅの回転軸Ｏ10まわりの回動として伝達される。従って，鏡体１２はその回転軸Ｏ10まわりに座２２の回転軸Ｏ12まわりの傾斜と同一方向に同一角度で回動する。
【００７１】
また、傾斜ロッド２５が回転軸Ｏ21まわりに回動すると、第２の傾斜アーム１５の回転ブロック２１に配設されたプーリー２６ｂも一体になり回動する。回動方向によりワイヤー２７ａ，２７ｂのいずれかが引っ張られ、そのワイヤーは両端部を固定金具２９ｂおよび固定金具２９ａにより固定台２０ｄおよびアーム２ｄに固定されることにより、そのワイヤーに沿った方向の移動を規制されたアウターチューブ２８ａあるいは他のアウターチューブ２８ｂ内をスライドし、第１の傾斜アーム１１の接続ブロック９と一体に配設されたプーリー２６ａを前記プーリー２６ｂと同一方向に同一角度で回動させる。一方、引っ張られない側のワイヤーも、それぞれプーリー２６ｂ，２６ａの回動を１対１で遊び無く伝達する働きをする。従って、鏡体１２は、第１の傾斜アーム１１を介して回転軸Ｏ9 まわりに回転ブロック２１の回転軸Ｏ21まわりの傾斜と同一方向に同一角度で回動する。
【００７２】
すなわち、傾斜ロッド２５の回転軸Ｏ23と、平行四辺形リンク機構１０におけるアーム１０ｅの観察光軸と同軸な回転軸Ｏ20とが、常に平行に保つ。
このため、図９（ａ）に示すように、観察光軸と同軸な回転軸Ｏ20の上のＴ１から、Ｒ２×Ｃ＝Ｒ１の距離の点Ｓ１を中心に鏡体１２が傾斜可能となる。図９（ｂ）は、図９（ａ）に対し鏡体１２を右側に傾斜させた場合を示している。
【００７３】
また、グリップ５５の傾斜中心点設定スイッチＳＷ３を押すと、対物レンズ位置検出部５３からの対物レンズ位置信号および傾斜ロッド位置検出部４４からの傾斜ロッド位置信号が制御部５４に入力される。そして、制御部５４内で対物レンズ位置信号からＴ１と鏡体１２の焦点面における観察光軸上の点Ｐの距離Ｒｆを算出し、また傾斜ロッド位置信号からＴ２とＳ２の距離Ｒ２を算出する。そして距離Ｒ２を相似三角形の比であるＣ倍した値Ｒ２×Ｃ＝Ｒ１と前記Ｒｆを比較し、両者が等しくなるように、傾斜ロッド２５を移動させるべく、駆動信号が傾斜ロッド駆動部４３に出力され、傾斜ロッド駆動部４３では図示しないモーターが回動し、図示しない減速機を介して、傾斜ロッド２５のスライドロッド２３を回転軸Ｏ23の軸線上を必要な方向に必要な距離移動させる。
【００７４】
この駆動信号が傾斜ロッド駆動部４３に出力されている間、その制御部５４は運動規制機構電磁ブレーキ駆動回路５６ｂにも起動信号を出力して、電磁ブレーキ３７ｇ，３７ｈ，３７ｉのブレーキ作用を解除し、かつ、その他の電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｆは固定している。
【００７５】
この作用により、術者が鏡体１２の傾斜中心点としたい点を鏡体１２の観察視野中心に合わせ、かつ焦点距離可変スイッチＳＷ４により対物レンズ５０の焦点距離を変化させ、その点に焦点を合わせて（図５中、点Ｐ）、グリップ５５の傾斜中心点設定スイッチＳＷ５を押せば、Ｓ１がＰと一致するように移動し、自動的に鏡体１２の傾斜中心点が目的とする点に設定される。
【００７６】
この観察光軸上の一点を中心とした傾斜動すなわち鏡体球面傾斜スイッチＳＷ２を押したときは、前述の６自由度の動きの場合の対物レンズの焦点距離のリセット機能は働かない。
【００７７】
本実施例では、対物レンズ駆動部５２、対物レンズ位置検出部５３、傾斜ロッド駆動部４３、傾斜ロッド位置検出部４４を備えているので、制御部内の演算処理により、術者が焦点距離設定スイッチＳＷ５を押したときに、鏡体１２の傾斜中心点Ｓ１がその時の鏡体１２の焦点に一致するように制御することも可能である。
【００７８】
（効果）
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の動きを連動する第１の連動機構および第２の連動機構が、アーム２ａ，３ａと第１の伝達ロッド７およびアーム２ｂ，３ｂと第２の伝達ロッド８によりそれぞれ構成されている。このため、その伝達において鏡体１２の視野ズレの原因となる遊びがないとともに剛性がある。したがって、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の動きを確実に連動させることができる。また、その構成が簡単である。
【００７９】
また、補助カウンタウエイトとしてのカウンタウエイト３９ｂは、アーム３ａ上に配設されているため鏡体１２の移動による後方への突出がない。さらに補助カウンタウエイトとしてのカウンタウエイト３９ｃは、第２伝達ロッド８上に配設されているため鏡体１２の移動による突出はほとんどない。
【００８０】
回転軸Ｏ1 まわりのアーム２ａの回転方向のバランスと、アーム２ｂの回転方向のバランスは、それぞれカウンタウエイト３９ｂ、３９ａにより独立して調整可能であり、調整作業が容易である。
【００８１】
また、鏡体支持アーム１３のバランス調整機構は、バランスウエイト６３を移動させる方式であり、形状がシンプルであるとともに、回転軸Ｏ20に対する鏡体１２の位置は変化しないため、観察焦点を中心とした傾斜機構を備えた手術用顕微鏡においても、傾斜中心点が観察焦点とずれることがなく操作し易い。
【００８２】
鏡体１２を移動させる為に全方向フリースイッチＳＷ１を押すと、対物レンズの焦点距離はあらかじめ設定しておいた基準位置へと移動するため、焦点を合わせるための焦点距離の変更と、鏡体１２の移動の繰り返しにより、手術における作業空間が著しく広くなったり、狭くなったりすることなく常時適正な作業区間が確保できる。また、鏡体球面傾斜スイッチＳＷ２を押した時の、鏡体１２の観察点を中心とした傾斜移動時には、この機能を働かせないため、観察点の焦点が変わることがなく、操作性を損ねない。
【００８３】
（第１の実施例の変形例）
本実施例の鏡体支持アーム１３の変形例を図１０に従い説明する。
本変形例はバランスウエイトを移動させることによりバランス調整を行うものであり、原理的には本実施例に記載のものと同じことである。
【００８４】
１６ａは、助手用側視鏡の設定スタイルＡ、１６ｂは、助手用側視鏡の設定スタイルＢを示している。
１３０はアーム１０ｅに対して回転軸Ｏ20まわりに回動可能に接続された接続ロッドであり下方に鏡体１２を一体的に支持している。
【００８５】
１３１は、前記接続ロッド１３０上に配設されバランスウエイト１３２を鏡体１２に対して、電動で３次元的に移動可能とするためにモータ１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃを備えたウエイト駆動手段である。その電気的構成を図１１に従い説明する。
【００８６】
１３３は制御部でありメモリ手段１３４、スタイル選択スイッチＳＷａ、ＳＷｂ、ウエイト駆動手段１３１に内蔵された３つのモータ１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃが接続されている。
【００８７】
その作用は、術式による助手用側視鏡１６の設定スタイル（スタイルＡ、スタイルＢ）に合わせてバランスが保たれるバランスウエイト１３２の位置を予めメモリ手段１３４に記憶させておき、術中に助手用側視鏡の位置を変更（スタイルＡからスタイルＢ）した際に、スタイル選択スイッチＳＷｂを押すと、制御部は、モータ１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃそれぞれに駆動信号を出力しメモリ手段１３４に予め記憶されたスタイルＢ時にバランスが保たれる位置にバランスウエイト１３２を駆動する。
【００８８】
この変形例によれば、手術スタイルを変更するために助手用側視鏡１６を鏡体１２に対して移動させても、スイッチを押すだけで自動でバランス調整が可能であり、セッティング時間の短縮になり、術者の負担の軽減につながる。
（第２の実施例）
図１２ないし図１６に従って、本発明の第２の実施例を説明する。
【００８９】
（構成）
図１２はこの第２の実施例に係る手術用顕微鏡装置の全体の概略的な構成を示しており、同図中の符号４は、床に設置された支持台であり、これには支柱１が鉛直軸Ｏ0 まわりに回動可能に支持されている。また、符号２はアーム２ａ〜２ｄを互いに平行な回転軸Ｏ1 〜Ｏ4 まわりに順次回動可能に接続して連結してなる第１の平行四辺形リンクである。第１の平行四辺形リンク２は前述した第１の実施例と同様の構成をなし、支柱１の下部に設けた上方支持部材５を介して前記鉛直軸Ｏ0 と直交した回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に接続されている。
【００９０】
符号３は、第２の平行四辺形リンクであり、これも前述した第１の実施例と同様にアーム３ａ〜３ｄを互いに平行な回転軸Ｏ5 〜Ｏ8 まわりに回動可能に接続してなり、前記支柱１の上部に設けた下方支持部材６を介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に接続されている。ここでの回転軸Ｏ5 は、前記鉛直軸Ｏ0 と直交し、かつ前記回転軸Ｏ1 とは平行である。
【００９１】
また、第１の平行四辺形リンク２のアーム２ａには前記回転軸Ｏ1 と同軸上のスプロケット６６ａが配設されており、アーム３ａには、回転軸Ｏ5 と同軸上に前記スプロケット６６ａと同一径のスプロケット６６ｂが配設されている。このスプロケット６６ａ，６６ｂの間には、チェーン６７ａを掛け渡すことにより、相互に連結されている。このとき、紙面に平行な面内の、回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ4 を結ぶ線分と回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ8 を結ぶ線分が、常に平行をなすようにしている。そして、この第２の実施例ではアーム２ａ，３ａと、スプロケット６６ａ，６６ｂと、チェーン６７ａにより、第１の連動機構を構成している。
【００９２】
同様に、第１の平行四辺形リンク２における他のアーム２ｂには回転軸Ｏ1 と同軸上にスプロケット６６ｃが配設されており、アーム３ｂには、回転軸Ｏ5 と同軸上にスプロケット６６ｃと同一径のスプロケット６６ｄが配設されている。そして、このスプロケット６６ｃ，６６ｄの間にはチェーン６７ｂを掛け渡すことにより相互に連結されている。このとき、紙面に平行な面内の回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ2 を結ぶ線分と、回転軸Ｏ5 と回転軸Ｏ6 を結ぶ線分が、常に、平行をなしている。そして、この第２の実施例では、アーム２ｂ，３ｂと、スプロケット６６ｃ，６６ｄと、チェーン６７ｂにより、第２の連動機構が構成されている。
【００９３】
符号１１は前述した第１の実施例と同様に、アーム１０ａ〜１０ｅ及び接続ブロック９を紙面に垂直な回転軸Ｏ15〜Ｏ19，Ｏ31，Ｏ32のまわりにそれぞれ回動可能に接続することにより構成してなる第３の平行四辺形リンク機構１０による第１の傾斜アームである。その第３の平行四辺形リンク機構１０のアーム１０ｂにも同様にバランスウエイト１４が配設されている。
【００９４】
ここで、鏡体１２は第３の平行四辺形リンク機構１０のアーム１０ｅの下方突出端部に対し、回転軸Ｏ17と回転軸Ｏ18を結ぶ線分と通る回転軸Ｏ20まわりに回動可能なバランス調整機構を備えた後述の鏡体支持アーム１３を介して支持されている。
すなわち、鏡体１２は、第１の実施例と同様に回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ20、及び回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ20の交点Ｔ1 を通る紙面に垂直な仮想の回転軸Ｏ10まわりに各回転軸まわりの回転モーメントがゼロの状態で回動可能である。
符号１６は鏡体１２に接続された助手用側視鏡である。
【００９５】
次に、第１及び第２の平行四辺形リンク２，３をバランスさせる機構について説明する。
第２の平行四辺形リンク３のアーム３ｄには第１の実施例と同様にねじ軸４１ａを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ａが支持されている。
また、アーム３ａにも第１の実施例と同様にねじ軸４１ｂを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ｂが支持されている。
【００９６】
第１の平行四辺形リンク２のアーム２ａには回転軸Ｏ1 に対して回転軸Ｏ4 と反対側に接続されたねじ軸４１ｄを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ｄが支持されている。
【００９７】
アーム２ｂには回転軸Ｏ2 に対して回転軸Ｏ1 と反対側に接続されたねじ軸４１ｅを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ｅが支持されている。
前記カウンターウエイト３９ａ，３９ｂ，３９ｄ，３９ｅ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を連動させたときに、回転軸Ｏ0 ，回転軸Ｏ1 まわりの回転モーメントが常にゼロなるべく位置及び重量配分がなされている。
【００９８】
本実施例ではカウンターウエイト３９ｂ，３９ｄ，３９ｅより補助カウンターウエイトが構成されている。
１５は、第２の平行四辺形リンク３に接続された第１実施例と同一の第２の傾斜アームであり、固定台２０、回転ブロック２１及び座２２より構成され、第１実施例と同一の傾斜ロッド２５を回転モーメントがゼロの状態で傾斜可能に支持している。
運動規制機構４０も第１の実施例と同様であり、その説明を省略する。
また、運動伝達機構５７も第１の実施例と同じようなプーリー、ワイヤー、アウターチューブおよび固定金具等により構成されている。
第１の実施例と同様、図中Ｔ２は回転軸Ｏ12と回転軸Ｏ21の交点、Ｓ２は回転軸Ｏ23と回転軸Ｏ24、回転軸Ｏ30の交点、Ｒ２はＴ２とＳ２の間の直線距離を示している。
【００９９】
また、第１の実施例と同様に鉛直軸Ｏ0 を含む紙面に平行な面内で回転軸Ｏ1 、Ｏ4 、Ｏ10をそれぞれ結ぶ三角形が、同一面内で回転軸Ｏ5 、Ｏ50、Ｏ12をそれぞれ結ぶ三角形と相似になるべく、各回転軸を配置して構成されている。ここで相似比は
（△Ｏ1 ，Ｏ4 ，Ｏ10）／（△Ｏ5 ，Ｏ50，Ｏ12）＝Ｃ
となっている。Ｃは定数である。
【０１００】
また、回転軸まわりの回動を電気的に規制する電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｉは第１の実施例と同一部位に配設されている。なお、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｉは第１の実施例での図４に示されている。
【０１０１】
また、この電気的構成も図５に示されているような第１の実施例のものと同様であり、その説明を省略する。
次に、鏡体支持アーム１３のバランス調整機構について説明する。図１３は鏡体支持アーム１３の正面図であり、図１４はその左方からの側面図である。
同図中、符号７０はアーム１０ｅに対して回転軸Ｏ20まわりに回動可能に接続された接続ロッドであり、下方に円弧状ガイド部材７１が固定されている。
前記円弧状ガイド部材７１には、後述の鏡体１２の傾斜中心である回転軸Ｏ20上の点Ｓ１を中心として一定の幅にガイド溝７２が形成され、そのガイド溝７２内には、移動体７３に回転軸Ｏａ、Ｏｂまわりに回動可能に接続された２個のコロ７４ａ，７４ｂが挿入され、ガイド溝７２に沿って移動可能となっている。
【０１０２】
円弧状ガイド部材７１の下面にはラック７５が形成され、これに噛合すべくピニオンギア７６は移動体７３に配設されているノブ７７と一体に回転軸Ｏｃまわりに回動可能になっている。
【０１０３】
移動体７３下方には鏡体１２に固定された支持アーム７８がベアリング７９を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動可能に支持されるとともに、前記移動体７３にねじ込まれたレバー８０により固定可能である。本図に示す状態では、回転軸Ｏ20と回転軸Ｏ40は同軸である。
【０１０４】
（作用）
本実施例の手術用顕微鏡は、第１の実施例と同様の６自由度の動きと、観察光軸上の一点を中心とした傾斜運動が可能である。以下、これらを順に説明する。
【０１０５】
［６自由度の動き］
グリップ５５の全方向フリースイッチＳＷ１を押すと、制御部５４は信号を入力し、支持アーム電気ブレーキ駆動回路５６ａおよび運動規制機構電磁ブレーキ駆動回路５６ｂに信号を出力し、全ての電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｉを解除する。
【０１０６】
電磁ブレーキ３７ａが解除されると、支柱１が支持台４に対して鉛直軸Ｏ0 のまわりに回動可能になり、第１の平行四辺形リンク２および第１の傾斜アーム１１を介して、鏡体１２が支持台４に対して回転軸Ｏ0 まわりに回動可能になる。
【０１０７】
図２に示す電磁ブレーキ３７ｂ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と、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と平行を保ち回動可能となる。従って、鏡体１２は第１の傾斜アーム１１を介してアーム２ａに対して回転軸Ｏ4 まわりに回動可能となる。
【０１０８】
図３に示す電磁ブレーキ３７ｃ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、アーム３ａに配設されたスプロケット６６ｂが回動可能となる。スプロケット６６ｂの回動はチェーン６７ａにより、アーム２ａに配設されたスプロケット６６ａに伝達され、アーム２ａは上方支持部材５に対し回転軸Ｏ1 まわりに回動可能となる。従って、鏡体１２は第１の傾斜アーム１１を介して上方支持部材５に対して回転軸Ｏ1 まわりに回動可能となる。このとき、アーム３ａとアーム２ａは常に平行を保っている。
【０１０９】
従って、前述した第１の実施例の場合と同様に、これらの３つの回動の組み合わせにより、鏡体１２は３次元的に移動可能となる。
電磁ブレーキ３７ｄ〜３７ｆが解除された時の作用は第１の実施例と同様であり、鏡体１２は３つの回転軸Ｏ9 ，Ｏ10，Ｏ20の交点Ｔ１を中心として転動可能となる。
【０１１０】
ここで、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ｇ，３７ｈ，３７ｉはすべて解除されているため、第１の実施例と同様に、鏡体１２の動きを規制するものはない状態である。
【０１１１】
すなわち、３次元的な移動と直交する３軸まわりの傾斜によって鏡体１２は６自由度の動きが可能となる。
次に、前述の６自由度の動きと連動する作用について説明する。
【０１１２】
アーム２ｂの上方支持部材５に対する回転軸Ｏ1 まわりの回動により、アーム２ｂに配設されたスプロケット６６ｃが回動可能となる。スプロケット６６ｃの回動は、チェーン６７ｂにより、アーム３ｂに配設されたスプロケット６６ｄに伝達され、アーム３ｂは、下方支持部材６に対し回転軸Ｏ5 まわりにアーム２ｂと常に平行を保ち回動する。そして、アーム３ｃによりアーム３ｂに対し平行に接続されたアーム３ｄもアーム３ａに対し回転軸Ｏ8 まわりに回動する。このとき、アーム３ｄは、常にアーム２ｄと平行を保っている。
【０１１３】
アーム３ａの下方支持部材６に対する回転軸Ｏ5 まわりの回動により、アーム３ｄも下方支持部材６に対して回転軸Ｏ5 まわりに回動する。
また、傾斜ロッド２５は、第２の傾斜アーム１５を介してアーム３ｄとともに移動する。
【０１１４】
すなわち、アーム２ａとアーム３ａ、アーム２ｄとアーム３ｄは、常に平行を保ち移動し、鉛直軸Ｏ0 を含む紙面と平行な面内で回転軸Ｏ1 ，Ｏ4 ，Ｏ10をそれぞれ結ぶ三角形が、同一面内で回転軸Ｏ5 ，Ｏ50，Ｏ12をそれぞれ結ぶ三角形とは常に相似形を保っている。
【０１１５】
図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のバランスを説明するためのモデル図である。
Ｇ１は回転軸Ｏ9 上にある第１の傾斜アーム１１から鏡体１２側の部材の合成された重心を表す点であり、その重量はＷ１、回転軸Ｏ4 からの距離はＬ１である。
【０１１６】
前記カウンターウエイト３９ａの重量はＷａ、回転軸Ｏ8 からの距離はＬ2 、前記カウンターウエイト３９ｂの重量はＷｂ、回転軸Ｏ5 からの距離はｒ2 、前記カウンターウエイト３９ｄの重量はＷｄ、回転軸Ｏ1 からの距離はｒ4 、前記カウンターウエイト３９ｅの重量はＷｅ、回転軸Ｏ1 からの距離はＬ4 であり、回転軸Ｏ1 ，Ｏ4 間の距離はｒ1 、回転軸Ｏ5 −Ｏ8 間の距離はｒ3 である。
【０１１７】
ここでカウンターウエイト３９ａ，３９ｂ，３９ｄ，３９ｅは以下の２式を満足する位置に設定されている。
Ｗ1 ×Ｌ1 ＝Ｗａ×Ｌ2 ＋Ｗｅ×Ｌ4
Ｗ1 ×ｒ1 ＝Ｗａ×ｒ2 ＋Ｗｂ×ｒ2 ＋Ｗｄ×ｒ4
すなわち、鏡体１２の３次元的な移動に対して常に第１の平行四辺形リンク２および第２の平行四辺形リンク３の回転モーメントはゼロを保っている。
【０１１８】
次に、鏡体１２の傾斜に関してのバランスを説明する。図１３、図１４において術中、鏡体１２に接続された側視鏡１６の位置を変更するなどして、鏡体１２を含めて回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の重心が、回転軸Ｏ9 、Ｏ10、Ｏ20まわりの回転モーメントがゼロである点ＧａからＧｂへ移動してしまった場合、レバー８０を緩めて鏡体１２を支持アーム７８を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動させ、重心ＧｂがＧａを含む図１３と平行な紙面内に一致するようにして、レバー８０を締めて固定する。
【０１１９】
そして、ノブ７７を回転させると、同軸に構成されたピニオンギア７６と円弧状ガイド部材７１に形成されたラック７５の噛み合いにより、図１６に示すように移動体７３はコロ７４ａ，７４ｂとガイド溝７２の摺動により鏡体１２の傾斜中心点であるＳ１を中心とした円弧上を移動する。
【０１２０】
すなわち，ノブ７７をまわして鏡体１２を移動体７３と共にＳ２を中心に傾斜させ、重心Ｇｂを回転軸Ｏ20と一致させれば良い。
重心Ｇｂが上下方向に移動して、回転軸Ｏ9 および回転軸Ｏ10まわりに回転モーメントが生じた場合は、これを相殺するために、第１実施例の図８に示すように、アーム１０ｂに配設されたバランスウエイト１４をねじ部１８に対して回転させ回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ32を結ぶ線分方向に移動させれば良い。
【０１２１】
これらの作用により、鏡体１２は回転モーメントが常にゼロの状態で６自由度の動きが可能となる。
［観察光軸上の一点を中心とした傾斜動］
グリップ５５の鏡体球面傾斜スイッチＳＷ２を押すと、制御部５４は、信号を入力し、支持アーム電磁ブレーキ駆動回路５６ａのみに信号を出力し、電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｆのブレーキ作用が解除される。すなわち、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ｇ〜３７ｉのみ固定状態である。
【０１２２】
従って、第１の実施例と同様に傾斜ロッド２５は回転軸Ｏ23、Ｏ24、Ｏ30の交点Ｓ２の移動が拘束され、Ｓ２を中心に傾斜のみ可能となる。ここで、点Ｔ２はＳ２とＴ２の距離Ｒ２を半径とした球面上を動く。Ｔ２の動きは前述のアームの作用と同様に伝達され、第１傾斜アームの回転軸Ｏ9 と回転軸Ｏ10の交点Ｔ１はＴ２の移動距離に前述の相似な三角形の比であるＣを乗した距離だけ反対方向に移動する。
第１の実施例と同様の運動伝達機構５７の作用により第１の傾斜アーム１１に伝達される。
従って、観察光軸と同軸な回転軸Ｏ20上のＴ１からＲ２×Ｃ＝Ｒ１の距離の点Ｓ１を中心に鏡体１２が傾斜可能となる。
【０１２３】
（効果）
この第２の本実施例での第１および第２連動機構は、アーム２ａ，３ａとスプロケット６６ａ，６６ｂとチェーン６７ａと、アーム２ｂ、３ｂとスプロケット６６ｃ，６６ｄとチェーン６７ｂより構成されているため、回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ5 を結ぶ直線に対して突出が少なく小型化が可能である。
【０１２４】
また、補助カウンタウエイトとしてのカウンタウエイト３９ｄ、３９ｅはそれぞれ回転軸Ｏ1 まわりに回動するアーム２ａ、２ｂ上に配設されており、この位置は術者の腰の高さ近傍であるため、カウンタウエイト３９ａ、３９ｂを移動させてバランス調整を行う場合に比べて、楽な姿勢でバランスが調整できる。
【０１２５】
カウンタウエイト３９ａ、３９ｂが下方に配設されているため、当然ながらカウンタウエイト３９ｄ、３９ｅは小型でよく、邪魔にならないとともに調整も楽である。
【０１２６】
また、鏡体支持アーム１３のバランス調整機構は鏡体を円弧状ガイド部材７１により、鏡体１２の傾斜中心点Ｓ１を中心に鏡体１２を回転させる方式であるため、観察焦点を中心とした傾斜機構を備えた手術用顕微鏡においても、傾斜中心点が観察焦点とずれることがなく操作し易い。
（第３の実施例）
図１７ないし図２４に従って、本発明の第３の実施例を説明する。
【０１２７】
（構成）
図１７はこの第３の実施例に係る手術用顕微鏡装置の全体の概略的な構成を示しており、同図中、１００は天井に設置された支持台であり、これには支柱１が鉛直軸Ｏ0 まわりに回動可能に支持されている。２はアーム２ａ〜２ｄを互いに平行な回転軸Ｏ1 〜Ｏ4 まわりに順次回動可能に接続して連結してなる第１の平行四辺形リンクである。前述した第１の実施例と同様の構成をなす第１の平行四辺形リンク２は、支柱１の下部に設けた上方支持部材５を介して、前記鉛直軸Ｏ0 と直交した回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に接続されている。
【０１２８】
３は、第２の平行四辺形リンクであり、これも前述した第１の実施例と同様にアーム３ａ〜３ｄを互いに平行な回転軸Ｏ5 〜Ｏ8 まわりに回動可能に接続してなり、前記支柱１の上部に設けた下方支持部材６を介して回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に接続されている。ここでの回転軸Ｏ5 は、前記鉛直軸Ｏ0 と直交し、かつ前記回転軸Ｏ1 とは平行である。
【０１２９】
この第３の実施例は、第１の連動機構および第２の連動機構は、第１の実施例と同様に、それぞれアーム２ａ，３ａと、第１の伝達ロッドおよびアーム２ｂ，３ｂと、第２の伝達ロッド８により構成されている。
【０１３０】
符号１１は第１の実施例と同様にアーム１０ａ〜１０ｅ及び接続ブロック９を紙面に垂直な回転軸Ｏ15〜Ｏ19、Ｏ31、Ｏ32まわりにそれぞれ回動可能に接続することによりなる第３の平行四辺形リンク機構１０よって構成した第１の傾斜アームである。その第１の傾斜アームのアーム１０ｂにも同様にバランスウエイト１４が配設されている。
【０１３１】
ここで、鏡体１２はアーム１０ｅの下方突出端部に対して、回転軸Ｏ17と回転軸Ｏ18を結ぶ線分を通る回転軸Ｏ20まわりに回動可能なバランス調整機構を備えた後述の鏡体支持アーム１３を介して支持されている。
【０１３２】
すなわち、鏡体１２は第１の実施例と同様に回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ20、及び回転軸Ｏ9 、回転軸Ｏ20の交点Ｔ１を通る紙面に垂直な仮想の回転軸Ｏ10まわりに各回転軸まわりの回転モーメントがゼロの状態で回動可能である。
符号１６は鏡体１２に接続された助手用側視鏡である。
【０１３３】
次に、第１及び第２の平行四辺形リンク２，３のバランスについて説明する。
第２の平行四辺形リンク３のアーム３ｄには第１の実施例と同様、ねじ軸４１ａを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ａが支持されている。
アーム３ａにも、ねじ軸４１ｂに図示しないモータを内蔵した電動駆動手段１０１ｂを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ｂが支持されている。
アーム３ｂにも、ねじ軸４１ｆに図示しないモータを内蔵した電動駆動手段１０１ｆを介してその軸線方向に移動可能にカウンターウエイト３９ｆが支持されている。
【０１３４】
前記カウンターウエイト３９ａ，３９ｂ，３９ｆ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を連動させたときに回転軸Ｏ0 、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力配分が成されている。
【０１３５】
本実施例ではカウンターウエイト３９ｂ，３９ｆより補助カウンターウエイトが構成されている。
なお、前記電動駆動手段は図示しない駆動回路を介して図示しないバランス調整スイッチと接続されている。
【０１３６】
符号１５は第２の平行四辺形リンク３に接続された第１の実施例と同一の第２の傾斜アームであるが、第１の実施例に対して、１８０度反転してアーム３ｄに接続されている。
【０１３７】
これに伴い、第１の実施例と同一の傾斜ロッド２５も１８０度反転して回転モーメントがゼロの状態で第２の傾斜アーム１５に傾斜可能に支持され、運動規制機構４０も第１の実施例に対し１８０度反転し、天井から第２の傾斜アーム１５に接続されている。
【０１３８】
運動伝達機構５７も第１の実施例と同じくプーリー、ワイヤー、アウターチューブ、固定金具より構成されている。
第１の実施例と同様に図中Ｔ２は回転軸Ｏ12と回転軸Ｏ21の交点、Ｓ２は回転軸Ｏ23と回転軸Ｏ24、回転軸Ｏ30の交点、Ｒ２はＴ２とＳ２の間の直線距離を示している。
【０１３９】
また、第１の実施例と同様に鉛直軸Ｏ0 を含む紙面に平行な面内で回転軸Ｏ1 ，Ｏ4 ，Ｏ10をそれぞれ結ぶ三角形が、同一面内で回転軸Ｏ5 ，Ｏ8 ，Ｏ12をそれぞれ結ぶ三角形と相似になるべく、各回転軸を配置して構成されている。ここで相似比は
（△Ｏ1 ，Ｏ4 ，Ｏ10）／（△Ｏ5 ，Ｏ8 ，Ｏ12）＝Ｃ
となっている。Ｃは定数である。
【０１４０】
回転軸まわりの回動を電気的に規制する電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｉは第１実施例と同一部位に配設されている。なお、運動規制機構４０の電磁ブレーキ３７ａ〜３７ｉについては第１の実施例の図４に示されている。
また、電気的構成も図５に示されているように第１の実施例と同様であり、その説明を省略する。
【０１４１】
次に、鏡体支持アーム１３のバランス調整機構について説明する。図１８は鏡体支持アーム１３の正面図である。
符号１０５はアーム１０ｅに対して回転軸Ｏ20まわりに回動可能に接続された接続部材である。前記接続部材１０５には紙面に垂直で互いに平行な回転軸Ｏｅ，Ｏｆまわりに回動可能にアーム１０６ａ，１０６ｂがそれぞれ接続されている。前記アーム１０６ａ，１０６ｂの他端はそれぞれ移動体１０７の紙面に垂直で互いに平行な回転軸Ｏｈ，Ｏｇまわりに回動可能に接続されている。
【０１４２】
ここで、接続部材１０５、アーム１０６ａ、１０６ｂおよび移動体１０７は台形のリンク機構１０８を構成している。より詳しくは回転軸Ｏｅ，Ｏｆ，Ｏｇ，Ｏｈを結ぶ各線分は以下の関係にある（ＯｅＯｆ、ＯｇＯｈ、ＯｅＯｈ、ＯｆＯｇは各点を結ぶ線分を表す）。
ＯｅＯｆ＞ＯｇＯｈ、 ＯｅＯｈ＝ＯｆＯｇ
図１９は、図１８を左側方から見た図であり、接続部材１０５は回転軸Ｏｅを通る縦断面を表している。
【０１４３】
符号１０９はアーム１０６ａに固定され、ベアリング１１０を介して接続部材１０５に対して回転軸Ｏｅまわりに回動可能なシャフトである。１１１は前記シャフト１０９に回転軸Ｏｅと同軸に固定されたウォームホイール、１１２は前記ウォームホイールに噛み合うべくウォームギアであり、前記ウォームギアには図１８に示すノブ１１３が同軸に接続部材１０５に対して回動可能に固定されている。
【０１４４】
一方、移動体１０７下方には第１の実施例と同様、鏡体１２に固定された支持アーム７８がベアリング７９を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動可能に支持されるとともに、前記移動体１０７にねじ込まれたレバー８０により固定可能である。本図に示す状態では、回転軸Ｏ20と回転軸Ｏ40は同軸である。
【０１４５】
（作用）
本実施例の鏡体１２の移動及び傾斜に関する作用は第１の実施例と同様であり、その説明を省略し、本実施例特有のバランスに関して説明する。
【０１４６】
図２０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のバランスを説明するためのモデル図である。
Ｇ１は回転軸Ｏ9 上にある第１の傾斜アーム１１から鏡体１２側の部材の合成された重心を表す点であり、その重量はＷ１、回転軸Ｏ4 からの距離はＬ1 である。
【０１４７】
前記カウンターウエイト３９ａの重量はＷａ、回転軸Ｏ8 からの距離はＬ2 、前記カウンターウエイト３９ｂの重量はＷｂ、回転軸Ｏ5 からの距離はｒ2 、前記カウンターウエイト３９ｄの重量はＷｆ、回転軸Ｏ5 からの距離はＬ5 であり，回転軸Ｏ1 ，Ｏ4 間の距離はｒ1 、回転軸Ｏ5 ，Ｏ8 間の距離はｒ3 である。
【０１４８】
ここで，カウンターウエイト３９ａ，３９ｂ，３９ｆは以下の２式を満足する位置に設定されている。
Ｗ1 ×Ｌ1 ＝Ｗａ×Ｌ2 ＋Ｗｆ×Ｌ5
Ｗ1 ×ｒ1 ＝Ｗａ×ｒ3 ＋Ｗｂ×ｒ2
すなわち、鏡体１２の３次元的な移動に対して常に第１の平行四辺形リンク２および第２の平行四辺形リンク３の回転モーメントはゼロを保っている。
【０１４９】
ここで第１及び第２の平行四辺形リンクのバランス調整は、図示しないバランス調整スイッチを操作することにより図示しない駆動回路を介し、電動駆動手段１０１ｂ、１０１ｆによりカウウターウエイト３９ｂ、３９ｆを移動することにより行われる。
【０１５０】
次に、鏡体１２の傾斜のバランスに関して説明する。図１８及び図１９において術中鏡体１２に接続された側視鏡１６の位置を変更するなどして、鏡体１２を含めて回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の重心が、回転軸Ｏ20まわりの回転モーメントがゼロである点ＧａからＧｂへ移動してしまった場合、レバー８０を緩めて鏡体１２を支持アーム７８を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動させ、重心ＧｂがＧａを含む図１８と平行な紙面内に一致するようにして、レバー８０を締めて固定する。
【０１５１】
そして、ノブ１１３を回転させると、同軸に構成されたウォームギア１１２とウォームホイール１１１の噛み合いにより、アーム１０６ａが回転軸Ｏｅまわりに回動する。ここで台形のリンク機構１０８の作用により図２１に示すように、移動体１０７及び鏡体１２はＳ１近傍を中心とした円弧上を移動する。そして、Ｇｂが回転軸Ｏ20と一致する位置に設定する。
【０１５２】
すなわちノブ１１３をまわして鏡体１２を移動体１０７と共にＳ１近傍を中心に傾斜させ、重心Ｇｂを回転軸Ｏ20と一致させれば回転軸Ｏ20まわりの回転モーメントはゼロになる。
【０１５３】
重心Ｇｂ２が上下方向に移動して、回転軸Ｏ9 及び回転軸Ｏ10まわりに回転モーメントが生じた場合は、これを相殺するために、第１実施例の図８に示すように、アーム１０ｂに配設されたバランスウエイト１４をねじ部１８に対して回転させ回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ32を結ぶ線分方向に移動させればよい。
【０１５４】
これらの作用により、鏡体１２は回転モーメントが常にゼロの状態で６自由度の動きが可能となる。
観察光軸上の一点を中心とした鏡体１２の傾斜動も第１の実施例と同様であり、その説明を省略する。
（効果）
本実施例ではカウンタウエイト３９ｂ，３９ｆは、天井近傍に位置するため、術者の邪魔にならない。さらにはカウンタウエイト３９ｂ，３９ｆは電動駆動手段１０１ｂ，１０１ｆにより電動で移動可能であるため、バランス調整が容易である。当然ながらカウンタウエイト３９ａが配設されているため、カウンタウエイト３９ｂ，３９ｆは軽量でも良く、電動駆動手段１０１ｂ，１０１ｆも小型化が可能である。
【０１５５】
また、鏡体支持アーム１３のバランス調整機構は台形のリンク機構１０８により構成されているため、機構部の突出が少なく、術者の邪魔にならないと共に外観上シンプルである。
（その他の変形例）
鏡体支持アーム１３のバランス調整機構の変形例は種々考えられ、その１例を説明する。図２２は鏡体支持アーム１３の正面図、図２３は図２２の左方からの中心断面図である。
【０１５６】
符号１２０はアーム１０ｅに対して回転軸Ｏ20まわりに回動可能に接続されたコの字型をした接続部材である。前記接続部材１２０には、コの字の突出部間を接続するねじ軸１２１が、回転軸Ｏｉまわりに回動可能かつ回転軸Ｏｉ方向の移動を規制された状態で配設され、その一端部には同軸にノブ１２４が固定している。
【０１５７】
符号１２２は前記ねじ軸１２１に螺合するめねじ部材であり回転軸Ｏｉに垂直な回転軸Ｏｊと同軸にシャフト１２３が固定されている。
シャフト１２３の突出部には傾斜腕１２５が回転軸Ｏｊまわりに回動可能に接続されている。傾斜腕１２５の上端部には図２３に示すカムピン１２６が固定され、これに係合すべく接続部材１２０には、カム溝１２７が形成されている。
【０１５８】
一方、傾斜腕１２５に下端には第１実施例同様、鏡体１２に固定された支持アーム７８がベアリング７９を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動可能に支持されると共に、前記傾斜腕１２５にねじ込まれたレバー８０により固定可能であり、本図に示す状態では、回転軸Ｏ20と回転軸Ｏ40は同軸である。
【０１５９】
次に、その作用に関して説明する。図２２及び図２３において、術中鏡体１２に接続された側視鏡１６の位置を変更するなどして、鏡体１２を含めて回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の重心が、回転軸Ｏ20まわりの回転モーメントがゼロである点ＧａからＧｂへ移動してしまった場合、レバー８０を緩め鏡体１２を支持アーム７８を介して鏡体１２の観察光軸と同軸の回転軸Ｏ40まわりに回動させ、重心ＧｂがＧａを含む図２２と平行な紙面内に一致するようにして、レバー８０を締めて固定する。
【０１６０】
そして、ノブ１２４を回転させると、同軸に構成されたねじ軸１２１が一体に回転する。傾斜腕１２５は上端のカムピン１２６と接続部材のカム溝１２７の係合の作用により、紙面に平行な面内のみ移動可能であり、これにシャフト１２３を介して接続されためねじ部材１２２は回転軸Ｏｉまわりの回動が規制されている。すなわちめねじ部材１２２は前記ねじ軸１２１の回転にともない、回転軸Ｏｉ上を移動する。それに伴い、傾斜腕１２５はカムピン１２６とカム溝１２７の作用により回転軸Ｏｊを中心として傾斜する。従って、図２４に示すように鏡体１２は、Ｓ１近傍を中心とした略円弧上を移動する。
【０１６１】
すなわち、ノブ１２４をまわして鏡体１２を傾斜腕１２５と共にＳ１近傍を中心に傾斜させ、重心Ｇｂを回転軸Ｏ20と一致させれば回転軸Ｏ20まわりの回転モーメントはゼロになる。
【０１６２】
重心Ｇｂが上下方向に移動して、回転軸Ｏ9 及び回転軸Ｏ10まわりに回転モーメントが生じた場合は、これを相殺するために、第１実施例の図８に示すように、アーム１０ｂに配設されたバランスウエイト１４をねじ部１８に対して回転させ、回転軸Ｏ15と回転軸Ｏ32を結ぶ線分方向に移動させればよい。
【０１６３】
この変形例も同様に、機構部の突出が少なく、術者の邪魔にならないとともに、外観上シンプルである。
［付記］
１． 顕微鏡の鏡体１２を支持し、その鏡体１２を３次元的に移動可能な移動機構と、前記鏡体を３軸まわりに傾斜可能な傾斜機構を備えた手術用顕微鏡装置において、
前記移動機構は、臨床室の床や天井等の被設置部位に対して取り付けられ、鉛直軸Ｏ0 まわりに回動可能な支柱１と、
前記支柱１に対して、前記鉛直軸Ｏ0 と異なる回転軸Ｏ1 まわりに回動可能に接続され、複数のアーム２ａ〜２ｄを前記回転軸Ｏ1 を含む互いに平行な回転軸Ｏ1 〜Ｏ4 まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第１の平行四辺形リンク２と、
前記第１の平行四辺形リンク２の上方および下方の一方の側に配置され、前記支柱１に対し、前記回転軸Ｏ1 と平行な回転軸Ｏ5 まわりに回動可能に接続され、複数のアーム３ａ〜３ｄを前記回転軸Ｏ5 を含む互いに平行な回転軸Ｏ5 〜Ｏ8 まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第２の平行四辺形リンク３と、
前記アーム３ｄに接続されたカウンターウエイト３９ａと、
前記第１の平行四辺形リンク２における面内においてその回転軸Ｏ1 とこれに隣接する一方の回転軸Ｏ4 とを結ぶ線分に平行な線分と、前記第２の平行四辺形リンク３における面内において前記回転軸Ｏ1 と回転軸Ｏ4 に対応したその第２の平行四辺形リンク３における前記回転軸Ｏ5 とこれに隣接する一方の回転軸Ｏ8 とを結ぶ線分に平行な線分とが、常に平行になるべく、前記回転軸Ｏ1 を中心として回転する第１の平行四辺形リンク２における一方のアーム２ａと前記回転軸Ｏ5 を中心とした前記第２の平行四辺形リンク３における一方のアーム３ａとの回動を連動させる第１の連動機構と、
前記第１の平行四辺形リンク２における面内においてその回転軸Ｏ1 とこれに隣接した他方の回転軸Ｏ2 とを結ぶ線分に平行な線分と、前記第２の平行四辺形リンク３における面内においてその回転軸Ｏ5 とこれに隣接する他方の回転軸Ｏ6 とを結ぶ線分に平行な線分とが、常に平行になるべく前記回転軸Ｏ1 を中心として回動する前記第１の平行四辺形リンク２における他方のアーム２ｂと、前記回転軸Ｏ5 を中心として回動する前記第２の平行四辺形リンク３における他方のアーム３ｂの回動を連動させる第２の連動機構と、
前記第１の連動機構および／または第２の連動機構のそれぞれ一方の移動に連動して動く部材に補助カウンターウエイトを備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１６４】
２． 前記第１の連動機構はアーム２ａと、アーム３ａと、前記アーム２ａと前記アーム３ａを接続する第１の伝達ロッド７よりなり、前記第２の連動機構はアーム２ｂと、アーム３ｂと、前記アーム２ｂと前記アーム３ｂを接続する第２の伝達ロッド８よりなることを特徴とする付記１に記載の手術用顕微鏡。
３． 前記第１の連動機構はアーム２ａと、アーム３ａにそれぞれ接続されたスプロケット６６ａ，６６ｂと、両スプロケット６６ａ，６６ｂを連結するチェーン６７ａよりなり、前記アーム２ａと前記アーム３ａを接続する第１の伝達ロッド７よりなり、前記第２の連動機構はアーム２ｂと、アーム３ｂにそれぞれ接続されたスプロケット６６ｃ，６６ｄと、両スプロケット６６ｃ，６６ｄを連結するチェーン６７ｂよりなることを特徴とする付記１に記載の手術用顕微鏡。
【０１６５】
４． 前記補助カウンターウエイトはアーム２ａおよび／またはアーム３ａに接続されていることを特徴とする付記１に記載の手術用顕微鏡。
５． 前記補助カウンターウエイトはアーム２ｂおよび／またはアーム３ｂに接続されていることを特徴とする付記１に記載の手術用顕微鏡。
６． 前記補助カウンターウエイトは前記第２の伝達ロッド８に接続されていることを特徴とする付記１に記載の手術用顕微鏡。
【０１６６】
７． 顕微鏡鏡体の３次元的に移動可能な鏡体移動機構と、前記鏡体を３軸まわりに傾斜可能な鏡体傾斜機構と、前記鏡体を観察点を回転中心とした傾斜に限定可能な注視点不変傾斜機構を備えた手術用顕微鏡において、
前記３軸のうちの観察光軸と一致あるいは交差する回転軸Ｏ20上に、前記観察光軸が回転軸Ｏ20と一致あるいは交差した状態を保ち、前記回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の重心を一致させるべくバランス調整機構を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
８． 前記バランス調整機構は前記顕微鏡鏡体に対し回転軸Ｏ20まわりの回転モーメントを相殺すべく位置に２次元あるいは３次元的に移動可能に配設された調整重りよりなることを特徴とする付記７に記載の手術用顕微鏡。
９． 前記バランス調整機構は、鏡体を前記回転軸Ｏ20に対して２次元あるいは３次元的に移動および傾斜可能な鏡体位置調整機構よりなることを特徴とする付記７に記載の手術用顕微鏡。
１０． 前記鏡体位置調整機構は鏡体を光軸まわりに回動および固定可能に支持する接続部材と、前記回転軸Ｏ20を中心に回動可能でありかつ観察点を中心とした円弧状ガイドを有し前記接続部材を前記ガイドに摺動すべく接続してなるガイドアームよりなることを特徴とする付記９に記載の手術用顕微鏡。
【０１６７】
１１． 前記鏡体位置調整機構は鏡体を光軸まわりに回動および固定可能に支持する接続部材と、前記接続部材を支持し回転軸Ｏ20まわりに回動可能であるとともに台形のリンクより構成された鏡体を垂下する垂下アームよりなることを特徴とする付記９に記載の手術用顕微鏡。
１２． 前記鏡体位置調整機構は鏡体を直線的に移動可能な移動機構と、前記移動機構と連動し鏡体を傾斜させるカム機構よりなることを特徴とする付記９に記載の手術用顕微鏡。
１３． 前記鏡体調整機構は平行四辺形リンク機構１０よりなり、前記平行リンク機構を構成し回転軸Ｏ20と平行を保ち傾斜するアーム１０ｂにバランスウエイトを配置したことを特徴とする付記７に記載の手術用顕微鏡。
【０１６８】
１４． 顕微鏡鏡体を３次元的に移動および３軸まわりに傾斜可能な鏡体移動傾斜機構と、前記鏡体を、注視点を傾斜中心として傾斜可能な傾斜中心点不変傾斜機構と、前記鏡体の物体側の焦点位置を観察方向に連続的に変更可能な焦点位置可変手段と、前記鏡体の焦点位置を予め設定された基準位置にリセットさせるリセット機能を備えた手術用顕微鏡において、
前記鏡体移動および傾斜機構を同時に動作させる第１の信号が入力された場合は、前記リセット機能を作動させ、前記傾斜中心点不変傾斜機構を動作させる第２の信号が入力された場合は、前記リセット機能を作動させないよう制御されることを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１６９】
付記１〜６の従来技術と、その目的および作用効果は本発明のものと同じである。
また、付記７〜１３の従来技術は特公平３−１８８９１号公報、特開昭５６−２０４４８号公報、ＥＰ０４３３４２６Ｂ１である。そして、特公平３−１８８９１号公報は顕微鏡の観察点（焦点）を中心として、患部を様々な角度から観察可能にするための顕微鏡傾斜機構を備えた手術用顕微鏡において、様々な術式に対して最適な観察角度で使用することができるように、平行リンク機構の鉛直線に対して、顕微鏡を垂直状態、４５°傾倒状態、９０°傾倒状態に切り替えて接続可能としたものである。顕微鏡の接続状態を変更することにより生じるアンバランスを補正する為に、顕微鏡の回転に連動したバランスを補正する機構が記載されている。このバランスを補正する機構は、平行リンク機構の顕微鏡に対して反対側にカウンタウエイトＷ１、Ｗ２を搭載し、さらに顕微鏡とカウンタウエイトを連動して移動させるためのヘベルギア、リンクバー、円板等が配設されているため、平行リンク機構が非常に大型化してしまい、術中大変邪魔になってしまう。また平行リンク機構が大変重く顕微鏡を移動させるときに必要な操作力（慣性力）が大きくなり、使いづらいものであった。また、顕微鏡にアクセサリーを接続したりその位置を変更するなどによって生じる鉛直線Ｓまわりの回転モーメントは調整ハンドル等を回転させ、カウンタウエイトを移動させる方式では相殺する事はできない。
【０１７０】
顕微鏡の観察点（焦点）を中心とした傾斜機構を備えていない手術用顕微鏡においては特開昭５６−２０４４８号公報、ＥＰ０４３３４２６Ｂ１に開示されたバランス調整方式がある。
特開昭５６−２０４４８号公報に開示されているものは鏡体の重心を回転軸と一致させるための手段として玉継手を回動自在の状態にして重心を垂下し回転軸と一致させたあと、ピンねじにより固定するものである。これは鏡体の重心を回転軸と一致させた場合には鏡体の観察光軸と回転軸の位置関係を特定の状態に保つことはできない。すなわち、観察焦点位置を中心とした傾斜機構を備えた手術用顕微鏡の傾斜中心点は鏡体を支持する支持架台により定義されているためにこの構成を適応することは不可能である。
ＥＰ０４３３４２６Ｂ１に開示されているものは軸まわりのバランス調整を顕微鏡を軸に対して直交する２方向に移動させて顕微鏡の重心をその軸に一致させるものである。これも特開昭５６−２０４４８号公報と同様にバランス調整により観察点と回転軸の位置関係が狂ってしまい、観察焦点位置を中心とした傾斜機構を備えた手術用顕微鏡に適応することは不可能である。
【０１７１】
すなわち、従来は観察点を中心とした顕微鏡の傾斜が可能であり、かつ顕微鏡を軽い力で動かせる状態を保ちながら、顕微鏡に接続されるアクセサリー等により生じるアンバランスを容易に調整可能な手術用顕微鏡はなかった。
そこで、付記７〜１３の目的は観察点を中心とした顕微鏡の傾斜が可能であり、かつ顕微鏡を軽い力で動かせる状態を保ちながら、顕微鏡に接続されるアクセサリー等により生じるアンバランスを容易に調整可能な手術用顕微鏡を提供することにある。その作用はバランス調整機構により、回転軸Ｏ20上の観察点もしくはその近傍を鏡体の旋回中心とした状態を保ちながら、回転軸Ｏ20まわりに回動する部材の合成させた重心が回転軸Ｏ20上に設定されることである。
【０１７２】
また、付記第１４の従来技術は特開平２−１０４３４９号公報である。この特開平２−１０４３４９号公報には鏡体を粗動させたときに照準機構が基準位置にリセットさせるものである。実際の手術中において、術者は粗動後に照準機構を駆動させ観察部位に正確に焦点を合わせて観察している。このため、鏡体の照準機構は基準位置からずれた状態で使用されている。
鏡体の注視点を傾斜中心として傾斜可能な機構を有した手術用顕微鏡に前記リセット機能を組み合わせることにおいて、鏡体を、注視点を傾斜中心に傾斜させるモードで移動させている時に、前記リセット機能を動作させると、観察部位の焦点が狂ってしまい、術者は再度焦点合わせを行う必要があり大変煩わしものとなっている。
【０１７３】
そこで、付記１４の目的は鏡体を、注視点を傾斜中心として傾斜可能な機能を有した手術用顕微鏡においても観察の妨げとならない焦準のリセット機構を提供することにある。
付記第１４のものの作用は鏡体を３次元的に移動および３軸まわりに傾斜可能な状態での操作時には、鏡体の焦点位置が基準位置にリセットされ、鏡体を、注視点を傾斜中心として傾斜可能な状態での操作時には前記リセット機能は働かず、焦点位置は観察位置から変化しない。
【０１７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、手術用顕微鏡の鏡体を移動させても、バランスを取るための重りの突出がなくコンパクトな作動範囲が得られるものであり、また、慣性力も小さく操作力が軽いとともに、安定性も高い。すなわち、他の機器に干渉したり、手術中に術者ならびに介助者に邪魔になったりすることがなく、かつ術者の疲労を大幅に軽減することができる。
【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装置の全体を概略的に示す側面図。
【図２】図１の矢印ａ方向から見た回転軸Ｏ1 を含む付近部分の断面図。
【図３】図１の矢印ｂ方向から見た回転軸Ｏ5 を含む付近部分の断面図。
【図４】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の運動規制機構の部分を示す斜視図。
【図５】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の鏡体および電気回路の構成を示す説明図。
【図６】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構の説明図。
【図７】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の第１の平行四辺形リンクと第２の平行四辺形リンクのバランスを説明するためのモデル図。
【図８】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の鏡体の傾斜に関してのバランスを説明するためのモデル図。
【図９】同じく第１の実施例における手術用顕微鏡装置の鏡体を観察光軸上の一点を中心とした傾斜動の動きの説明図。
【図１０】第１の実施例の手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームの変形例の説明図。
【図１１】同じくその変形例の電気的な構成の説明図。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡装置の全体の概略的な構成を示す説明図。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構を概略的に示す正面図。
【図１４】同じくその手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構を概略的に示す側面図。
【図１５】同じくその手術用顕微鏡装置の第１の平行四辺形リンクと第２の平行四辺形リンクのバランスを説明するためのモデル図。
【図１６】同じくその手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構の作用を概略的に示す正面図。
【図１７】本発明の第３の実施例に係る手術用顕微鏡装置の全体の概略的な構成を示す説明図。
【図１８】同じくその手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構の正面図。
【図１９】同じくその手術用顕微鏡装置の鏡体支持アームのバランス調整機構の側面図。
【図２０】同じくその手術用顕微鏡装置の第１の平行四辺形リンクと第２の平行四辺形リンクのバランスを説明するためのモデル図。
【図２１】同じくその手術用顕微鏡装置における台形のリンク機構の作用の説明図。
【図２２】鏡体支持アームのバランス調整機構の変形例の正面図。
【図２３】同じく鏡体支持アームのバランス調整機構の変形例の側面図。
【図２４】同じく鏡体支持アームのバランス調整機構の変形例の作用を示す説明図。
【符号の説明】
１…支柱、２…第１の平行四辺形リンク、２ａ〜２ｄ…アーム、３…第２の平行四辺形リンク、３ａ〜３ｄ…アーム、４…支持台、７…第１の伝達ロッド、８…第２の伝達ロッド、１０…平行四辺形リンク機構、１２…鏡体、２５…傾斜ロッド、３９ａ…カウンターウエイト、３９ｂ，３９ｃ…カウンターウエイト、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ…スプロケット、６７ａ，６７ｂ…チェーン、６８…接続アーム、６９…傾斜ブロック、Ｏ1 …回転軸。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a surgical microscope apparatus used for microsurgery in, for example, neurosurgery.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of surgical techniques and surgical tools, microsurgery has been frequently performed. In microsurgery, a surgical microscope apparatus is used for magnifying and observing a surgical site. In general, a surgical microscope apparatus includes a mirror body (microscope) for magnifying and observing a surgical site, and a support device that moves the mirror body to an arbitrary position desired by the operator and can be displaced to a desired posture. It is prepared for.
[0003]
In particular, in a neurosurgery operation, it is necessary to frequently change the position and angle (posture) of the mirror body in order to observe the surgical part from various directions. Therefore, various support devices have been proposed that can move a mirror body to a target position quickly and accurately to assume an arbitrary posture and limit the movement trajectory of the mirror body.
[0004]
Examples of this type of supporting device include Japanese Patent Publication No. 63-36481, US Pat. No. 5,173,802, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-168648.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The support device in Japanese Examined Patent Publication No. 63-36481 supports a lower turning system and an upper turning system each consisting of a parallel link mechanism on a column, and at least one weight is supported by a rod in order to maintain the balance of both the turning systems. It is carried by the lower turning system. The problem with this publication is that the balancing weight and the rod carrying the balancing weight project greatly backwards as the microscope body moves, interfering with other equipment in the operating room, and It is very disturbing for the surgeon and caregiver. Further, in this publication, the shaft for supporting the support column in the swivel system located on the lower side is provided relatively upward, the center of gravity of the entire support device is high, and the stability is not good. .
[0006]
By the way, in order to reduce the protruding amount of the balance weight around the axis, it is conceivable to shorten the arm member extending from the shaft portion to the rod portion. On the contrary, the balancing weight protrudes upward, which is very disturbing for the surgeon and the assistant.
[0007]
In addition, when the position of the shaft is lowered, it is necessary to lengthen the swing arm in order to ensure the range of movement of the mirror body. It is necessary to increase the size, or to lengthen the rod and arm member carrying the balancing weight, both of which increase the amount of protrusion. In any case, with such a configuration, the protruding amount of the balancing weight cannot be kept small.
[0008]
The USP No. 5173802 specification differs only in the arrangement of the weights in that the balancing weight is directly attached to the arm member of the swivel system, and the others are those of the aforementioned Japanese Patent Publication No. 63-36481. It is the same.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-168648 also supports a lower turning system and an upper turning system each consisting of a parallel link mechanism on a column, and the transmission mechanism is used to tilt the front parallel link mechanism, that is, the tilt of the mirror body. This is transmitted to the shaft of the parallel link mechanism of the lower swivel system. This is because the protrusion of the counterweight around the shaft becomes large, which is obstructive, and the stability due to the shaft being at a high position. There is the same drawback as Japanese Patent Publication No. 63-36481 in that it is bad. That is, the counterweight largely protrudes rearward as the microscope body moves, interferes with other equipment in the operating room, and is very disturbing to the surgeon and assistant, and the stability of the support device is poor.
[0010]
  On the other hand, in the counter balance type mechanism, it is desirable that the weight for maintaining the balance is arranged in the vicinity of the rotation axis in order to reduce the inertial force. However, the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 63-36481, USP No. 5173802 In the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-168648, there is a limit that allows the weight to be close to the rotating shaft. The reason is that the weight of the weight needs to be increased in order to bring the weight closer to the rotating shaft in a balanced state. Therefore, it is necessary to manufacture the weight with a material having a large specific gravity or to enlarge the weight itself. When the weight becomes large, the conventional problem of disturbing the surgeon and the assistant cannot be solved. Further, if a weight is made of a material having a large specific gravity, it becomes expensive and is not appropriate.
[0011]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to have a compact projection without a weight for balancing even when the mirror is moved, and to have a small inertial force and a small operating force. Is to provide a surgical microscope which is light and stable.
[0012]
[Means and Actions for Solving the Problems]
  The present invention relates to a surgical microscope comprising a moving mechanism that supports a mirror body (12) of the microscope and is capable of moving the mirror body (12), and a counterweight for balancing the mirror body (12). In the device
  The moving mechanism is provided on a support column (1) that is attached to an installation site and is rotatable about a vertical axis (O0), and is arranged around a first rotation axis (O1) different from the vertical axis (O0). A first support portion (5) that rotatably supports the first arm (2b) and the second arm (2a), and a first support portion that is rotatably supported by the first support portion (5). A third arm (2d) and a fourth arm (2c) parallel to the first arm (2b) and the second arm (2a), respectively, and a rotation axis (parallel to the first rotation axis (O1)). A first parallelogram link (2) that is pivotally connected around O2, O3, and O4), and provided on the column (1), above the first support (5) or A fifth arm (3b) and a sixth arm (around the second rotation axis (O5) arranged on one lower side and parallel to the first rotation axis (O1) ( A second support portion (6) that rotatably supports 3a), and a fifth arm (3b) and a sixth arm (3a) that are rotatably supported by the second support portion (6). ) And the seventh arm (3d) and the eighth arm (3c) respectively parallel to the second rotation axis (O5) and the rotation axes (O6, O7, O8) parallel to each other. The connected second parallelogram link (3) and the third arm (2d) for rotatably supporting the mirror support mechanism (11) for supporting the mirror (12). A second arm (2a) and a sixth arm (3a) rotatably supported on the second rotation shaft (O5) so as to be parallel to the second arm (2a). Linking rotationFirst interlocking mechanism ( 7 )The first arm (2b) rotatably supported on the first rotation shaft (O1), and the second rotation shaft (parallel to the first arm (2b)). The rotation with the fifth arm (3b) rotatably supported by O5) is interlocked.Second interlocking mechanism ( 8 )When,The sixth arm ( 3a ) And the seventh arm ( 3d ) And a rotating shaft (O 8 ) And the seventh arm ( 3d ) And the eighth arm ( 3c ) And a rotating shaft (O 7 ) And located betweenA first counterweight (39a) connected to the seventh arm (3d);The fifth arm ( 3b ) And the sixth arm ( 3a ) In a rotatable manner. Five ) And the sixth arm ( 3a ) And the seventh arm ( 3d ) And a rotating shaft (O 8 ) And located betweenAnd a second counterweight (39b) connected to the sixth arm (3a).
  According to the present invention, the movement of the mirror body (12) is changed from the first parallelogram link mechanism (2) to the second parallelogram by the first interlock mechanism (7) and the second interlock mechanism (8). Transmitted to the link mechanism (3), the counterweights (39a, 39b) move in conjunction with each other, and the rotational moment that supports the mirror body is always canceled, so that the entire mechanism is balanced.
[0013]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Constitution)
FIG. 1 shows a schematic configuration of the entire surgical microscope apparatus according to the first embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a support column in the support device, and this support column 1 is supported by a support base 4. The support base 4 includes a bottom plate 4a having casters on the bottom surface and an upright column 4b, and an upper end portion of the upright column 4b is bent forward in the horizontal direction. The column 1 is attached to the bent forward end of the upright 4b so as to be rotatable about the vertical axis O0. An upper first parallelogram link (displacement mechanism) 2 is connected to the upper portion of the column 1, and a lower second parallelogram link (displacement mechanism) 3 is connected to the lower portion of the column 1. Has been.
[0014]
The first parallelogram link 2 located on the upper side is arranged with four arms 2a to 2d so as to form a parallelogram, and these arms are rotatably connected around rotation axes O1 to O4 parallel to each other. It will be. The first parallelogram link 2 is connected to the upper end portion of the support column 1 via an upper support member 5 so as to be rotatable around the rotation axis O1. The rotation axis O1 and the vertical axis O0 are orthogonal to each other.
[0015]
The second parallelogram link 3 located on the lower side is arranged with four arms 3a to 3d so as to form a parallelogram, and these arms can be rotated around rotation axes O5 to O8 parallel to each other. It is connected to. The second parallelogram link 3 is connected to the lower end portion of the column 1 via a lower support member 6 so as to be rotatable about its rotation axis O5. The rotation axis O5 and the vertical axis O0 are orthogonal and parallel to the rotation axis O1. The first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are separately arranged at the upper and lower positions of the support column 1 and are similarly arranged with a corresponding relationship. And the deformation | transformation operation | movement linked similarly is performed via the 1st interlocking mechanism and the 2nd interlocking mechanism which are mentioned later.
[0016]
That is, the arm 2a of the first parallelogram link 2 has an L-shape as a whole protruding from the lower end of the rotation axis O1, and the rotation axis is located at the tip of the protruding arm portion. A rotation axis O13 parallel to O1 is provided, and the upper end of the first transmission rod 7 is connected to be rotatable about the rotation axis O13. Here, the line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O4 and the line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O13 are perpendicular to each other in a plane parallel to the paper surface, but the present invention is not limited to this. The corresponding arm 3a of the second parallelogram link 3 has a T-shape that intersects with the rotation axis O5, and a rotation axis O14 parallel to the rotation axis O5 is provided at the tip of the short intermediate protrusion. The lower end of the first transmission rod 7 is connected so as to be rotatable around. The line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O8 and the line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O14 are perpendicular to each other in the plane parallel to the paper surface, but the first parallelogram link 2 described above is used. The arm 2a is not limited to this as long as it is parallel to that of the arm portion that bends and protrudes.
[0017]
Thus, the line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O4 and the line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O8 are always parallel in the plane parallel to the paper surface, but the rotation axes O1, 05, O14, Each line segment sequentially connecting O13 always forms a parallelogram.
In this embodiment, the arms 2a and 3a and the first transmission rod 7 connecting the arms constitute a first interlocking mechanism that transmits the rotational force and interlocks the arms 2a and 3a.
[0018]
Similarly, the rotation axis O2 of the arm 2b in the first parallelogram link 2 and the rotation axis O6 of the arm 3b in the second parallelogram link 3 are the second transmission that can rotate relative thereto. Connected by a rod 8. In other words, the line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O2 and the line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O6 are always set to be in a parallel relationship in a plane parallel to the paper surface. . In this embodiment, the arm 2b, 3b and the second transmission rod 8 constitute a second interlocking mechanism for transmitting the rotational force between the arms 2b, 3b to interlock the arms 2b, 3b. .
[0019]
One end of the arm 2d in the first parallelogram link 2 is in a plane parallel to the paper surface, intersects the vertical axis O0, and around the rotation axis O9 on the line segment connecting the rotation axis O3 and the rotation axis O4. A connection block 9 that is rotatably supported is attached. A third parallelogram link mechanism 10 is connected to the connection block 9. That is, the third parallelogram link mechanism 10 connects the five arms 10a to 10e and the connection block 9 so as to be rotatable about rotation axes O15 to O19, O31, and O32 perpendicular to the paper surface. A continuous parallelogram link mechanism is constructed. The connection block 9 and the third parallelogram link mechanism 10 constitute a first tilt arm 11 as a tilt mechanism that can tilt around two rotation axes O9 and O10 orthogonal to each other.
[0020]
On the arm 10b of the third parallelogram link mechanism 10, a balance weight (balance weight) 14 moves along a threaded portion 18 formed in parallel with a line segment connecting the rotation axis O15 and the rotation axis 032. It is arranged to be possible. The place where the balance weight 14 is provided is not limited to the arm 10b, but may be located on the other arms 10a and 10e that move in parallel with the line segment connecting the rotation axis O15 and the rotation axis O32.
[0021]
Here, the microscope body 12 (hereinafter referred to as the “mirror body”) is attached so as to be rotatable about the rotation axis O20 passing through a line segment connecting the rotation axis O17 and the rotation axis O18 with respect to the downward projecting end portion of the arm 10e. It is supported via a later-described mirror support arm 13 provided with a balance adjusting mechanism. As a result, the mirror body 12 is rotated in a state where the rotational moment about each axis is zero around the virtual rotational axis O10 perpendicular to the paper surface passing through the rotational axis O9, the rotational axis O20, and the intersection T1 between the rotational axis O9 and the rotational axis O20. It can be rotated. An assistant side endoscope 16 is connected to the mirror body 12.
[0022]
Next, the balance action of the first and second parallelogram links 2 and 3 will be described. A screw shaft 41a is fixed to the arm 3d of the second parallelogram link 3, and a counterweight 39a is supported on the screw shaft 41a so as to be movable in the axial direction.
Similarly, a screw shaft 41b is fixed to an arm 3a of the second parallelogram link 3 adjacent to the arm 3d in parallel with a line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O8. A weight 39b is supported so as to be movable in the axial direction.
[0023]
Further, a counterweight 39c is also fixed to the second transmission rod 8. When the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are interlocked, the counterweights 39a, 39b and 39c are positioned so that the rotational moments about the rotation axes O0 and O1 are always zero. Weight distribution is made. In this embodiment, an auxiliary counterweight is constituted by the counterweights 39b and 39c.
[0024]
The T-shaped arm 3a constituting the second parallelogram link 3 extends to the opposite side of the rotation axis O8 with respect to the rotation axis O5. This arm 3a is on a straight line passing through the rotation axis O5 and the rotation axis O8, and at the tip of this extension portion, around the rotation axis O50 parallel to the rotation axis O5 on the opposite side to the rotation axis O8 with respect to the rotation axis O5. The arm 3e is rotatably connected. The arm 3c is extended to the opposite side of the rotation axis O7 with respect to the rotation axis O6, and at the tip of the extension portion on a straight line passing through the rotation axis O6 and the rotation axis O7, the rotation axis O7 and the rotation axis O6. The arm 3e is rotatably connected around the rotation axis O51 parallel to the rotation axis O6 at the opposite side position. Here, the line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O6 and the line segment connecting the rotation axis O50 and the rotation axis O51 in the plane of the parallelogram link parallel to the paper surface are parallel to each other.
[0025]
The fixed base 20 fixedly connected to the arm 3e is in a plane parallel to the paper surface and intersects with the vertical axis O0 and is supported so as to be rotatable around a rotation axis O21 parallel to the rotation axis O9. A rotating block 21 is connected to the rotating block 21, and a seat 22 is provided so as to be rotatable about a rotating shaft O12 that is parallel to the rotating shaft O10 and orthogonal to the rotating shaft O21. . The fixed base 20, the rotary block 21, and the seat 22 constitute a second inclined arm 15 as an inclination mechanism.
[0026]
One end of a slide rod 23 is connected to the seat 22, and the other end of the slide rod 23 is connected to a rotation axis O12 in a plane parallel to the sheet surface including the rotation axis O20 with respect to the seat 22. A joint 24 is connected so as to be rotatable around an orthogonal rotation axis O23. In this embodiment, the slide rod 23 and the joint 24 constitute a tilt rod 25 as a tilt mechanism. Here, the rotational moment due to the respective weights around the rotation axis O21, the rotation axis O12, and the rotation axis O23 is always distributed in weight so as to be zero.
[0027]
There is provided a flexible motion transmission member that transmits the tilting motion of the mirror body 12 about the rotation axes O9 and O10 directly to the tilting motion of the tilting rod 25 about the rotation shafts O21 and O12 in the same ratio. . That is, the connection block 9 in the first inclined arm 11 is provided with a pulley 26a as a rotating member disposed coaxially with the rotation axis O9, and the pulley 26a is wound from the opposite side. The winding ends of the wires 27a and 27b are fixed. The lead-out ends of the wires 27a and 27b are slidably inserted into the flexible outer tubes 28a and 28b, respectively, and are guided. One end of each of the outer tubes 28a and 28b is fixed to the arm 2d via a fixing bracket 29a. The connection block 9 is rotated by the rotation of the pulley 26a.
[0028]
Similarly, the rotary block 21 of the second inclined arm 15 is provided with a pulley 26b as a rotary member disposed coaxially with the rotary shaft O21, and is guided through the outer tubes 28a and 28b. The other ends of the wires 27a and 27b are wound from the opposite sides and fixed to the peripheral surface. The other end portions of the outer tubes 28a and 28b are fixed to the fixing base 20 via fixing brackets 29b. The rotating block 21 is rotated by the rotation of the pulley 26b.
[0029]
The connecting block 9 in the first inclined arm 11 described above is provided with a pulley 26c as a rotating member, which is disposed on the arm 10b corresponding to the connecting block 9 coaxially with the rotating shaft O32. Are provided with wires 27c and 27d each having an end wound from the opposite side and fixed at the tip. The wires 27c and 27d are slidably inserted into and guided inside flexible outer tubes 28c and 28d different from those described above. Each end of the outer tubes 28c and 28d is fixed to the connection block 9 via a fixing bracket 29c. The connection block 9 rotates integrally with the pulley 26c.
[0030]
Similarly, the seat 22 of the second inclined arm 15 is provided with a pulley 26d as a rotating member disposed coaxially with the rotating shaft O12. The other end of the wires 27c and 27d is connected to the pulley 26d. It is wound from the opposite side and its tip is fixed to the pulley 26d. End portions of the outer tubes 28c and 28d for guiding the wires 27c and 27d are fixed to the rotary block 21 via a fixing bracket 29d. The seat 22 of the second inclined arm 15 rotates integrally with the pulley 26d.
[0031]
Here, when the pulley 26a and the pulley 26b are viewed from the same direction, when one of the pulleys is rotated, the wires 27a and 27b are wound in such a direction that the other pulley is rotated in the same direction. In addition, both pulleys 26a and 26b are formed with the same diameter so that the rotation angles thereof are equal.
[0032]
Similarly, when the pulleys 26c and 26d are viewed from the same direction, when one pulley is rotated, the wires 27c and 27d are wound so that the other pulley rotates in the same direction. At the same time, the pulleys 26c and 26d are formed to have the same diameter as much as possible.
[0033]
In this embodiment, the pulleys 26a to 26d, the wires 27a to 27d, the outer tubes 28a to 28d, and the fixing brackets 29a to 29d constitute a motion transmission mechanism 57, which is flexible and has a single long length. The wires 27a to 27d made of a transmission member are configured to be guided so as to advance and retreat in the axial direction without buckling or deflection through outer tubes 28a to 28d as guide means. Here, the wires 27a to 27d may be one single wire or a stranded wire regardless of the presence or absence of the core wire.
[0034]
The base portion 4a of the support base 4 is provided with a vertical shaft 30 supported so as to be rotatable around a vertical axis O25. For this purpose, a fixing parallelogram link 31 formed by connecting arms 31a to 31d so as to be rotatable around rotation axes O26 to O29 parallel to each other is connected to be rotatable around the rotation axis O26. Here, the rotation axis O26 is perpendicular to the vertical axis O25, and the vertical shaft 30 is provided with an electromagnetic brake for restricting (braking) around the vertical axis O25, and the arm 31a. The arm 31b is provided with a later-described electromagnetic brake for restricting the rotation around the rotation axis O26.
[0035]
One end of a rod 33 is connected to the lower end of the joint 24 of the inclined rod 25. The other end of the rod 33 is connected to one end of the arm 31 d of the fixing parallelogram link 31. The inclined rod 25 is in a plane parallel to the paper surface including the vertical axis O25, and is rotatably connected to each part on a line passing through a line segment connecting the rotation axis O28 and the rotation axis O29.
[0036]
One end of the rod 33 is connected to the joint 24 of the inclined rod 25 so as to be rotatable around a rotation axis O24 orthogonal to the rotation axis O23. The vertical shaft 30, the fixed parallelogram link 31, the swivel bar 32 and the rod 33, and an electromagnetic brake described later constitute a motion restricting mechanism 40. Here, the motion restricting mechanism 40 is configured by weight distribution so that the rotational moment due to its own weight around the rotation axes O25, O26, and O30 is always zero.
[0037]
Further, as shown in FIG. 1, the triangles connecting the rotation axes O1, O4 and O10 in the plane parallel to the paper surface including the vertical axis O0 described above represent the rotation axes O5, O50 and O12 in the same plane. Each rotation axis is arranged so as to be similar to the triangle to be connected to each other. Where the similarity ratio is
(△ O1, O4,010) / (△ 5, O50,012) = C
It has become. C is a constant.
[0038]
Next, a detailed configuration will be described. In FIG. 1, reference numeral 37 a denotes an electromagnetic brake which is disposed on the support base 4 and can electrically regulate the rotation of the support column 1 relative to the support base 4.
[0039]
A connecting portion between the first inclined arm 11 and the arm 2d of the first parallelogram link 2 is provided with a first rotating rod 38 formed to protrude from the connecting block 9 of the first inclined arm 11. ing. The first rotating rod 38 can be rotated around the rotation axis O9 by being inserted into a bearing disposed in the arm 2d. The arm 2d is provided with an electromagnetic brake 37d. The electromagnetic brake 37d electrically restricts the rotation of the first rotating rod 38 with respect to the arm 2d.
The connection block 9 is also provided with an electromagnetic brake 37e. The electromagnetic brake 37e can electrically brake the rotation of the arm 10a around the rotation axis O31 with respect to the connection block 9.
The arm 10e is also provided with an electromagnetic brake 37f that can restrict the rotation of the mirror support arm 13 around the rotation axis O20 relative to the arm 10e.
[0040]
Next, according to FIG. 2, the detail of the part of the upper support member 5 is demonstrated. FIG. 2 shows a cross section of a portion including the rotation axis O1 as seen from the direction of arrow a in FIG.
That is, an upper shaft 34 is supported on the upper support member 5 via a bearing 36a so as to be rotatable around the rotation axis O1, and the upper shaft 34 is supported by an electromagnetic brake 37b disposed on the upper support member 5. It can be regulated electrically. The arm 2a is supported on the outer periphery of the upper shaft 34 through a bearing 36b so as to be rotatable around a rotation axis O1. The arm 2b is fixed to a flange portion provided on the upper shaft 34 by screws.
[0041]
Next, according to FIG. 3, the detail of the part of the lower support member 6 is demonstrated. FIG. 3 shows a cross section of a portion including the rotation axis O5 as seen from the direction of the arrow b in FIG.
That is, a lower shaft 35 is supported on the lower support member 6 via a bearing 36c so as to be rotatable around a rotation axis O5. The lower shaft 35 is an electromagnetic wave disposed on the lower support member 6. It can be electrically regulated by the brake 37c. The arm 3a is fixed to the flange portion of the lower shaft 35 by screws. The arm 3b is supported on the outer periphery of the lower shaft 35 via a bearing 36d so as to be rotatable around a rotation axis O5.
[0042]
Next, according to FIG. 4, the detailed structure of the 2nd parallel link 3, the 2nd inclination arm 15, the inclination rod 25, and the movement control mechanism 40 is demonstrated.
In FIG. 4, T2 represents an intersection between the rotation axis O12 and the rotation axis O21, and S2 represents an intersection between the rotation axis O23, the rotation axis O24, and the rotation axis O30.
[0043]
Reference numeral 43 denotes an inclined rod driving unit which is disposed on the seat 22 and can electrically move the slide rod 23 of the inclined rod 25 in the direction of the rotation axis O23. 44 is the inclined rod connected to the inclined rod driving unit 43. This is a tilt rod position detection unit that calculates the linear distance R2 between T2 and S2 by detecting the drive amount of the drive unit 43.
[0044]
The support 4 is provided with an electromagnetic brake 37g that can electrically restrict the rotation of the vertical shaft 30 about the rotation axis O25 relative to the support 4. The arms 31a and 31b constituting the fixed parallelogram link 31 are provided with electromagnetic brakes 37h and 37i, respectively, which can electrically restrict the rotation of the arms 31a and 31b around the rotation axis O26 relative to the turning bar 32. Has been.
Auxiliary weights 42 are fixed to each of the arm 31a and the swivel bar 32 so as to cancel the rotational moments around the rotation axes O26 and O25.
[0045]
Next, the configuration of the mirror body 12 and the electric circuit will be described with reference to FIG. First, in the figure, reference numeral 50 denotes an objective lens, which is installed on left and right observation optical paths 51R and 51L including a zoom lens, an imaging lens, and an eyepiece lens (not shown). The focal length can be changed, and the objective lens 50 is mechanically connected to the objective lens driving unit 52 so that the focal length can be adjusted. Reference numeral 53 denotes an objective lens position detecting means composed of an encoder, for example, which is also mechanically connected to the objective lens 50. In the figure, T1 is the intersection of the rotation axis O9, the rotation axis O10, and the rotation axis O20, the point P is the observation optical axis, that is, the intersection of the rotation axis O20 and the focal plane of the mirror body 12, and Rf is the point of T1. F is the focal length of the objective lens 50.
[0046]
The objective lens driving unit 52 and the objective lens position detecting unit 53 are connected to the control unit 54. The mirror body 12 is provided with a grip 55, which includes an omnidirectional free switch SW1, a mirror spherical surface tilt switch SW2, a tilt center point setting switch SW3, a focal length variable switch SW4, a focal length setting switch SW5, and the like. These switches are also connected to the control unit 54. The control unit 54 is also connected with a memory means 65, the tilt rod drive unit 43 and the tilt rod position detection unit 44.
[0047]
Further, the electromagnetic brakes 37a to 37f are connected to the control unit 54 via a support arm electromagnetic brake drive circuit 56a, and the electromagnetic brakes 37g, 37h, 37i are connected to the control unit 54 via a motion restricting mechanism electromagnetic brake drive circuit 56b.
[0048]
Next, the balance adjusting mechanism of the above-described mirror support arm 13 will be described with reference to FIG.
A connecting rod 57 is connected to the arm 10e so as to be rotatable around the rotation axis O20, and supports the mirror body 12 below.
Reference numeral 58 denotes a rotating ring formed on the outer periphery of the connecting rod 57, the movement of the rotating shaft O20 in the axial direction being restricted by the convex portion 59 and the holding ring 60, which can be rotated around the rotating shaft O20 and fixed by the knob 61. A balance weight 63 is movably supported on a screw shaft 62 that protrudes and is connected in the radial direction around the rotation axis O20.
[0049]
(Function)
The operation of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment will be described. In this surgical microscope apparatus, the three-dimensional movement of the mirror body 12 and the inclination around the three orthogonal axes (movement of 6 degrees of freedom) and the inclination movement around one point on the observation optical axis are the operation. Various selections can be made according to the style. Hereinafter, these operations will be described.
[0050]
[6 degrees of freedom movement]
First, when the omnidirectional free switch SW1 of the grip 55 is pressed and operated, a signal corresponding thereto is input to the control unit 54, and a signal is sent to the support arm electromagnetic brake drive circuit 56a and the motion restriction mechanism electromagnetic brake drive circuit 56b. The brake action of all the electromagnetic brakes 37a, 37b, 37c, 37d, 37e, 37f, 37g, 37h, 37i is released.
[0051]
When the brake action of the electromagnetic brake 37a is released, the column 1 can be rotated around the vertical axis O0 with respect to the support base 4, and therefore, the first parallelogram link 2 and the first inclined arm 11 can be rotated. Thus, the mirror 12 can be rotated around the vertical axis O0 with respect to the support 4.
[0052]
When the electromagnetic brake 37b shown in FIG. 2 is released, the arm 2b can rotate about the rotation axis O1 with respect to the upper support member 5, and the arm 2d can rotate with respect to the arm 2a via the arm 2c. It can be rotated while keeping parallel to the arm 2b. Accordingly, the mirror body 12 can be rotated around the rotation axis O4 with respect to the arm 2a via the first inclined arm 11.
[0053]
When the electromagnetic brake 37c shown in FIG. 3 is released, the arm 3a can rotate about the rotation axis O5 with respect to the lower support member 6, and the arm 2a connected by the first transmission rod 7 is supported upward. The member 5 can be rotated around the rotation axis O1. Accordingly, the mirror body 12 can be rotated about the rotation axis O1 with respect to the upper support member 5 as a whole via the first parallelogram link 2 and the first inclined arm 11.
Therefore, the mirror body 12 can be moved three-dimensionally by a combination of these three rotations of the mirror body 12.
[0054]
On the other hand, when the electromagnetic brake 37d is released, the first inclined arm 11 can rotate about the rotation axis O9 with respect to the arm 2d. When the electromagnetic brake 37e is released, the arm 10a of the parallelogram link mechanism 10 can rotate around the rotation axis O31 with respect to the connection block 9, and the arm 10e connected by the arms 10b to 10d is the arm. It can be tilted around the rotation axis O10 in parallel with 10a. Further, when the electromagnetic brake 37f is released, the mirror 12 can be rotated around the rotation axis O20 of the arm 10e via the mirror support member 13. That is, the mirror body 12 can roll around the intersection T1 between the rotation axis O9 and the rotation axis O10.
[0055]
Here, since the brake action of the electromagnetic brakes 37g, 37h, 37i of the movement restricting mechanism 40 is all released, the rotation of the arm 31a, 31b of the fixed parallel link 31 around the rotation axis O25 with respect to the support 4 of the vertical shaft 30. The rotation about the rotation axis O26 with respect to the swivel bar 32 becomes possible. The rotation of the arm 31b around the rotation axis O26 relative to the turning bar 32 is transmitted by the arm 31c to the rotation of the arm 31d around the rotation axis O29 relative to the arm 31a. Therefore, the rod 33 can also rotate about the rotation axis O29 with respect to the arm 31a, and the rod 33 can rotate about the rotation axis O30 with respect to the arm 31d. Therefore, there is nothing that restricts the movement of the mirror body 12.
That is, the mirror 12 can move with six degrees of freedom by the inclination about three axes orthogonal to the three-dimensional movement.
[0056]
Next, an operation that works in conjunction with the movement of the above-described mirror 12 with six degrees of freedom will be described. As the arm 2b rotates about the rotation axis O1 relative to the upper support member 5, the arm 3b connected to the second transmission rod 8 always keeps parallel to the arm 2b about the rotation axis O5 relative to the lower support member 6. Rotate while. The arm 3d connected in parallel to the arm 3b by the arm 3c also rotates around the rotation axis O8 with respect to the arm 3a. At this time, the arm 3d is always parallel to the arm 2d.
[0057]
As the arm 3a rotates about the rotation axis O5 relative to the lower support member 6, the arm 3d also rotates about the rotation axis O5 relative to the lower support member 6. The inclined rod 25 also moves with the arm 3d via the second inclined arm 15.
That is, the arm 2a and the arm 3a, the arm 2d and the arm 3d always move in parallel, and the triangles connecting the rotation axes O1, O4 and O10 in the plane parallel to the paper surface including the vertical axis O0 are in the same plane. The triangles connecting the rotation axes O5, O50, and O12 are always similar to each other.
[0058]
FIG. 7 is a model diagram for explaining the balance between the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3.
G1 is a point representing the combined center of gravity of the member on the side of the mirror body 12 from the first inclined arm 11 on the rotation axis O9, its weight is W1, and the distance from the rotation axis O4 is L1.
The weight of the counterweight 39a is Wa, the distance from the rotating shaft O8 is L2, the weight of the counterweight 39b is Wb, the distance from the rotating shaft O5 is r2, the weight of the counterweight 39c is Wc, and the rotating shaft O1. The distance between the rotary axis O4 and the rotary axis O4 is r1, the distance between the rotary axis O5 and the rotary axis O8 is r3, and the distance between the rotary axis O1 and the rotary axis O2 is L3.
[0059]
Here, the counterweights 39a to 39c are set to positions that satisfy the following two expressions.
W1 x L1 = Wa x L2 + Wc x L3
W1 xr1 = Wa xr3 + Wb xr2
That is, the rotational moments of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are always kept zero with respect to the three-dimensional movement of the mirror body 12.
[0060]
FIG. 8 is a model diagram for explaining the balance regarding the inclination of the mirror body 12. During the operation, the center of gravity of the member that rotates around the rotation axis O20 including the mirror 12 is changed around the rotation axes O9, O10, and O20 by changing the position of the endoscope 16 connected to the mirror body 12. Is moved from the point Ga where the rotational moment is zero to the point Gb, the balance weight 63 is rotated with respect to the screw shaft 62 and moved in the arrow 1 direction. Then, the center of gravity moves from Gb to Gc and coincides with the rotation axis O20. When the position of the center of gravity is shifted in the direction perpendicular to the paper surface, the knob 61 may be loosened and the balance weight 63 may be rotated and fixed around the rotation axis O20 together with the rotation ring 58 at an appropriate position.
[0061]
However, since Gc moves upward with respect to Ga, a rotational moment is generated around the rotational axis O9 and the rotational axis O10. In order to cancel this, the first tilt arm 11 includes the first tilt arm 11 to the mirror body 12 and the center of rotation of the first tilt arm 11 so that the center of gravity of the member rotating about the rotation axis O9 and the rotation axis O10 coincides with Ga. What is necessary is just to rotate the balance weight 14 arrange | positioned by the arm 10e with respect to the thread part 18, and to move to the line segment direction which connects the rotating shaft O15 and the rotating shaft O32.
[0062]
By these actions, the mirror body 12 can move with six degrees of freedom while the rotational moment is always zero.
In actual surgery, it is necessary to set the focal length to an optimal value in order to ensure an appropriate work space between the mirror 12 and the surgical site. The action is to either increase or decrease the focal length, and press the variable focal length switch SW4 according to the required direction. A signal is input to the control unit 54 according to the direction of the expansion / contraction input, and the objective lens driving unit 52 moves the objective lens 50 in a direction intended by the operator in response to a signal from the control unit 54.
[0063]
When the focal length setting switch SW5 is pressed, objective lens position information representing the current objective lens position is stored as objective lens reference position information in the memory means 65 through the control unit 54 from the objective lens position detecting means 53. In this way, the focal length adapted to the technique is stored.
[0064]
During the operation, it is necessary to accurately focus on the observation site. For this purpose, the focal length variable switch SW4 is pressed as described above to expand and contract the focal length. That is, the objective lens reference position and the actual objective lens position are deviated.
[0065]
Next, when the omnidirectional free switch SW1 is pressed to move the mirror body 12 to a target position, the control unit 54, according to the signal, the objective lens reference position information stored in the memory means 65, and The objective lens position information indicating the current objective lens position input from the objective lens position detecting means 53 is compared, and the objective lens driving means 52 is driven so that the current objective lens position matches the objective lens reference position information. Let
[0066]
Due to this action, when the omnidirectional free switch SW1 is pressed to move the mirror 12 regardless of the focal length of the objective lens during the operation, the focal length of the objective lens is set in advance. Move to the set reference position.
[0067]
[Tilt movement around one point on the observation optical axis]
In this case, when the mirror spherical tilt switch SW2 of the grip 55 is pressed, the control unit 54 inputs the signal, and outputs a signal to the support arm electromagnetic brake drive circuit 56a, and the electromagnetic brakes 37a, 37b, 37c. , 37d, 37e, and 37f are released only. This is a state in which only the electromagnetic brakes 37g, 37h, and 37i of the movement restricting mechanism 40 are fixed with respect to the above-described movement of six degrees of freedom.
[0068]
Accordingly, in FIG. 9A, the inclined rod 25 is restrained from moving at the point S2, and can only be inclined about S2. Here, the point T2 moves on a spherical surface having a radius R2 between S2 and T2. The movement of T2 is transmitted in the same manner as the action of the arm described above, and the intersection T1 of the rotation axis O9 and the rotation axis O10 of the first inclined arm 11 is a constant of the ratio of the triangle similar to the movement distance of the intersection T2. Move in the opposite direction by the distance of C.
[0069]
The inclination of the inclined rod 25 is transmitted to the mirror body 12 by the motion transmission mechanism 57 using the flexible wires 27a to 27d, and appears as a similar movement of the mirror body 12. The operation will be described below with reference to FIGS.
[0070]
That is, when the tilt rod 25 rotates about the rotation axis O12, the pulley 26d disposed integrally with the seat 22 of the second tilt arm 15 also rotates integrally. As a result, either one of the wires 27c and 27d is pulled by the rotation direction of the pulley 26d, and both ends of the wire are fixed to the rotary block 21d and the connection block 9 by the fixing bracket 29d and the fixing bracket 29c. The pulley 26c that slides in one of the outer tubes 28c, 28d restricted in movement in the direction along the arm 10b and is integrally provided with the arm 10b of the first inclined arm 11 is the same in the same direction as the pulley 26d. Rotate at an angle. On the other hand, the wire on the non-pulled side also functions to transmit the rotation of the pulleys 26d and 26c one-on-one without play. The rotation of the arm 10b is transmitted by the parallelogram link mechanism 10 as rotation about the rotation axis O10 of the arm 10e. Accordingly, the mirror body 12 rotates around the rotation axis O10 at the same angle in the same direction as the inclination of the seat 22 around the rotation axis O12.
[0071]
When the tilt rod 25 rotates about the rotation axis O21, the pulley 26b disposed on the rotation block 21 of the second tilt arm 15 also rotates integrally. Either one of the wires 27a and 27b is pulled depending on the rotation direction, and both ends of the wire are fixed to the fixing base 20d and the arm 2d by the fixing bracket 29b and the fixing bracket 29a, thereby moving in the direction along the wire. The outer tube 28a or the other outer tube 28b that is regulated is slid, and the pulley 26a disposed integrally with the connection block 9 of the first inclined arm 11 is rotated at the same angle in the same direction as the pulley 26b. Let On the other hand, the wire on the non-pulled side also functions to transmit the rotation of the pulleys 26b and 26a one-on-one without play. Therefore, the mirror body 12 rotates at the same angle around the rotation axis O9 in the same direction as the inclination around the rotation axis O21 of the rotation block 21 via the first inclination arm 11.
[0072]
That is, the rotation axis O23 of the inclined rod 25 and the rotation axis O20 coaxial with the observation optical axis of the arm 10e in the parallelogram link mechanism 10 are always kept parallel.
For this reason, as shown in FIG. 9A, the mirror body 12 can be tilted around a point S1 having a distance of R2 × C = R1 from T1 on the rotation axis O20 coaxial with the observation optical axis. FIG. 9B shows a case where the mirror body 12 is tilted to the right with respect to FIG.
[0073]
When the tilt center point setting switch SW3 of the grip 55 is pressed, the objective lens position signal from the objective lens position detection unit 53 and the tilt rod position signal from the tilt rod position detection unit 44 are input to the control unit 54. Then, in the control unit 54, the distance Rf between T1 and the point P on the observation optical axis in the focal plane of the mirror 12 is calculated from the objective lens position signal, and the distance R2 between T2 and S2 is calculated from the tilt rod position signal. . Then, R2 is compared with the value R2 × C = R1 obtained by multiplying the distance R2 by the ratio of the similar triangles C, and the drive signal is sent to the tilt rod drive unit 43 to move the tilt rod 25 so that both are equal. The motor (not shown) rotates in the inclined rod drive unit 43 and moves the slide rod 23 of the inclined rod 25 in the required direction on the axis of the rotary shaft O23 via a speed reducer (not shown).
[0074]
While this drive signal is being output to the tilt rod drive unit 43, the control unit 54 also outputs a start signal to the motion restricting mechanism electromagnetic brake drive circuit 56b to release the brake action of the electromagnetic brakes 37g, 37h, 37i. In addition, the other electromagnetic brakes 37a to 37f are fixed.
[0075]
By this action, the point that the operator wants to set as the tilt center point of the mirror body 12 is aligned with the observation field center of the mirror body 12, and the focal length of the objective lens 50 is changed by the focal length variable switch SW4, thereby focusing on that point. At the same time (point P in FIG. 5), if the tilt center point setting switch SW5 of the grip 55 is pressed, S1 moves so as to coincide with P, and the tilt center point of the mirror body 12 is automatically set as the target point. Set to
[0076]
When the tilting movement about one point on the observation optical axis, that is, when the mirror spherical tilt switch SW2 is pressed, the function of resetting the focal length of the objective lens in the case of the 6-degree-of-freedom movement does not work.
[0077]
In this embodiment, since the objective lens drive unit 52, the objective lens position detection unit 53, the tilt rod drive unit 43, and the tilt rod position detection unit 44 are provided, the operator can set the focal length setting switch by the arithmetic processing in the control unit. When SW5 is pressed, the tilt center point S1 of the mirror body 12 can be controlled so as to coincide with the focal point of the mirror body 12 at that time.
[0078]
(effect)
The first interlocking mechanism and the second interlocking mechanism that interlock the movements of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are the arms 2a and 3a, the first transmission rod 7 and the arm 2b, 3b and the second transmission rod 8 respectively. For this reason, there is no play which causes the visual field shift of the mirror body 12 in the transmission, and it is rigid. Therefore, the movements of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 can be reliably linked. In addition, the configuration is simple.
[0079]
Further, since the counterweight 39b as the auxiliary counterweight is disposed on the arm 3a, the counterweight 39b does not protrude backward due to the movement of the mirror body 12. Further, since the counterweight 39c as the auxiliary counterweight is disposed on the second transmission rod 8, there is almost no protrusion due to the movement of the mirror body 12.
[0080]
The balance in the rotation direction of the arm 2a around the rotation axis O1 and the balance in the rotation direction of the arm 2b can be independently adjusted by the counterweights 39b and 39a, respectively, and the adjustment work is easy.
[0081]
Further, the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 is a method of moving the balance weight 63, and the shape is simple and the position of the mirror 12 with respect to the rotation axis O20 does not change. Even in a surgical microscope equipped with a tilt mechanism, the tilt center point does not deviate from the observation focus and is easy to operate.
[0082]
When the omnidirectional free switch SW1 is pressed to move the mirror body 12, the focal length of the objective lens moves to a preset reference position, so that the focal length can be changed for focusing, By repeating the movement of 12, it is possible to always secure an appropriate work section without the work space in the operation becoming significantly widened or narrowed. In addition, when the mirror spherical tilt switch SW2 is pressed, this function is not used when the mirror 12 is tilted around the observation point, so that the focus of the observation point does not change and the operability is not impaired. .
[0083]
(Modification of the first embodiment)
A modification of the mirror support arm 13 of this embodiment will be described with reference to FIG.
In this modification, balance adjustment is performed by moving the balance weight, and in principle, the same as that described in the present embodiment.
[0084]
16a shows the setting style A for the assistant's endoscope, and 16b shows setting style B for the assistant's endoscope.
A connecting rod 130 is rotatably connected to the arm 10e around the rotation axis O20, and integrally supports the mirror body 12 below.
[0085]
Reference numeral 131 denotes weight driving means provided on the connecting rod 130 and provided with motors 135a, 135b, and 135c so that the balance weight 132 can be electrically moved three-dimensionally with respect to the mirror body 12. The electrical configuration will be described with reference to FIG.
[0086]
A control unit 133 is connected to the memory unit 134, the style selection switches SWa and SWb, and the three motors 135a, 135b, and 135c built in the weight driving unit 131.
[0087]
The effect is that the position of the balance weight 132 that is kept in balance with the setting style (style A, style B) of the assistant's endoscope 16 according to the surgical procedure is stored in the memory means 134 in advance, and the assistant is operated during the operation. When the position of the endoscope is changed (from style A to style B), when the style selection switch SWb is pressed, the control unit outputs a drive signal to each of the motors 135a, 135b, 135c and stores it in the memory means 134 in advance. The balance weight 132 is driven to a position where balance is maintained in the style B.
[0088]
According to this modification, even if the assistant's side endoscope 16 is moved relative to the body 12 in order to change the surgical style, the balance can be automatically adjusted by simply pressing the switch, and the setting time can be shortened. This will reduce the burden on the surgeon.
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0089]
(Constitution)
FIG. 12 shows the schematic configuration of the entire surgical microscope apparatus according to the second embodiment. Reference numeral 4 in FIG. 12 denotes a support base installed on the floor. Is supported so as to be rotatable about a vertical axis O0. Reference numeral 2 denotes a first parallelogram link formed by connecting the arms 2a to 2d so as to be sequentially rotatable around mutually parallel rotation axes O1 to O4. The first parallelogram link 2 has the same configuration as that of the first embodiment described above, and rotates around a rotation axis O1 orthogonal to the vertical axis O0 via an upper support member 5 provided at the lower part of the column 1. Connected movably.
[0090]
Reference numeral 3 denotes a second parallelogram link, which also connects the arms 3a to 3d so as to be rotatable around mutually parallel rotation axes O5 to O8, as in the first embodiment. The lower support member 6 provided at the upper portion of the support column 1 is connected so as to be rotatable around the rotation axis O5. Here, the rotation axis O5 is orthogonal to the vertical axis O0 and parallel to the rotation axis O1.
[0091]
The arm 2a of the first parallelogram link 2 is provided with a sprocket 66a coaxial with the rotational axis O1, and the arm 3a is coaxial with the rotational axis O5 and has the same diameter as the sprocket 66a. The sprocket 66b is provided. The sprockets 66a and 66b are connected to each other by spanning a chain 67a. At this time, the line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O4 and the line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O8 in a plane parallel to the paper surface are always parallel. In the second embodiment, the arms 2a and 3a, the sprockets 66a and 66b, and the chain 67a constitute a first interlocking mechanism.
[0092]
Similarly, the other arm 2b in the first parallelogram link 2 is provided with a sprocket 66c coaxially with the rotational axis O1, and the arm 3b is identical with the sprocket 66c coaxially with the rotational axis O5. A sprocket 66d having a diameter is provided. The sprockets 66c and 66d are connected to each other by spanning a chain 67b. At this time, a line segment connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O2 and a line segment connecting the rotation axis O5 and the rotation axis O6 in a plane parallel to the paper surface are always parallel. In the second embodiment, the arms 2b and 3b, the sprockets 66c and 66d, and the chain 67b constitute a second interlocking mechanism.
[0093]
Reference numeral 11 is configured by connecting the arms 10a to 10e and the connection block 9 so as to be rotatable around rotation axes O15 to O19, O31 and O32 perpendicular to the paper surface, as in the first embodiment. This is a first inclined arm formed by the third parallelogram link mechanism 10. Similarly, the balance weight 14 is disposed on the arm 10 b of the third parallelogram link mechanism 10.
[0094]
Here, the mirror body 12 is capable of rotating around the rotation axis O20 passing through the line segment connecting the rotation axis O17 and the rotation axis O18 with respect to the downward projecting end portion of the arm 10e of the third parallelogram link mechanism 10. It is supported via a later-described mirror support arm 13 provided with an adjusting mechanism.
That is, the mirror body 12 is rotated around the virtual rotation axis O10 perpendicular to the paper surface passing through the rotation axis O9, the rotation axis O20, and the intersection T1 of the rotation axis O9 and the rotation axis O20, as in the first embodiment. It can be rotated with the surrounding rotational moment being zero.
Reference numeral 16 denotes an assistant's side endoscope connected to the mirror body 12.
[0095]
Next, a mechanism for balancing the first and second parallelogram links 2 and 3 will be described.
Similarly to the first embodiment, a counterweight 39a is supported on the arm 3d of the second parallelogram link 3 via a screw shaft 41a so as to be movable in the axial direction.
Similarly to the first embodiment, a counterweight 39b is supported on the arm 3a via a screw shaft 41b so as to be movable in the axial direction.
[0096]
A counterweight 39d is supported on the arm 2a of the first parallelogram link 2 through a screw shaft 41d connected to the rotation axis O1 on the opposite side to the rotation axis O4 so as to be movable in the axial direction. .
[0097]
A counterweight 39e is supported on the arm 2b so as to be movable in the axial direction via a screw shaft 41e connected to the rotation axis O2 on the opposite side to the rotation axis O1.
The counterweights 39a, 39b, 39d and 39e are such that when the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are interlocked, the rotational moments about the rotation axis O0 and the rotation axis O1 are always zero. Position and weight distribution are made.
[0098]
In the present embodiment, the counter weights 39b, 39d, and 39e constitute auxiliary counter weights.
Reference numeral 15 denotes a second inclined arm that is connected to the second parallelogram link 3 and is the same as the first embodiment, and includes a fixed base 20, a rotary block 21, and a seat 22, and is the same as the first embodiment. The tilting rod 25 is supported so as to be tiltable in a state where the rotational moment is zero.
The motion regulating mechanism 40 is the same as that in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
The motion transmission mechanism 57 is also composed of a pulley, a wire, an outer tube, a fixture, and the like as in the first embodiment.
As in the first embodiment, T2 in the figure is the intersection of the rotation axis O12 and the rotation axis O21, S2 is the intersection of the rotation axis O23 and the rotation axis O24, the rotation axis O30, and R2 is the linear distance between T2 and S2. ing.
[0099]
Similarly to the first embodiment, the triangles connecting the rotation axes O1, O4, and O10 in the plane parallel to the paper surface including the vertical axis O0 are the triangles connecting the rotation axes O5, O50, and O12 in the same plane. In order to be similar to the above, each rotating shaft is arranged. Where the similarity ratio is
(ΔO1, O4, O10) / (ΔO5, O50, O12) = C
It has become. C is a constant.
[0100]
Further, the electromagnetic brakes 37a to 37i that electrically regulate the rotation around the rotation axis are disposed in the same part as in the first embodiment. The electromagnetic brakes 37a to 37i of the motion regulating mechanism 40 are shown in FIG. 4 in the first embodiment.
[0101]
The electrical configuration is also the same as that of the first embodiment as shown in FIG. 5, and the description thereof is omitted.
Next, the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 will be described. 13 is a front view of the mirror support arm 13, and FIG. 14 is a side view from the left side.
In the figure, reference numeral 70 denotes a connecting rod which is connected to the arm 10e so as to be rotatable around the rotation axis O20, and an arcuate guide member 71 is fixed below.
The arcuate guide member 71 is formed with a guide groove 72 having a constant width around a point S1 on the rotation axis O20 which is the center of inclination of the mirror body 12 which will be described later. Two rollers 74 a and 74 b that are rotatably connected around the rotation axes Oa and Ob are inserted into the shaft 73, and can move along the guide groove 72.
[0102]
A rack 75 is formed on the lower surface of the arcuate guide member 71, and the pinion gear 76 is rotatable around the rotation axis Oc integrally with a knob 77 disposed on the moving body 73 so as to mesh with the rack 75. .
[0103]
Below the moving body 73, a support arm 78 fixed to the mirror body 12 is supported via a bearing 79 so as to be rotatable around a rotation axis O40 coaxial with the observation optical axis of the mirror body 12, and the moving body 73 is also supported. It can be fixed by a lever 80 screwed in. In the state shown in the figure, the rotation axis O20 and the rotation axis O40 are coaxial.
[0104]
(Function)
The surgical microscope according to the present embodiment is capable of movement with six degrees of freedom similar to the first embodiment and tilting motion around one point on the observation optical axis. Hereinafter, these will be described in order.
[0105]
[6 degrees of freedom movement]
When the omnidirectional free switch SW1 of the grip 55 is pressed, the control unit 54 inputs a signal, and outputs a signal to the support arm electric brake driving circuit 56a and the movement regulating mechanism electromagnetic brake driving circuit 56b, and all the electromagnetic brakes 37a to 37i. Is released.
[0106]
When the electromagnetic brake 37a is released, the column 1 can be rotated around the vertical axis O0 with respect to the support base 4, and the mirror is connected via the first parallelogram link 2 and the first inclined arm 11. The body 12 can be rotated around the rotation axis O 0 with respect to the support 4.
[0107]
When the electromagnetic brake 37b shown in FIG. 2 is released, when the arm 2b can rotate about the rotation axis O1 with respect to the upper support member 5, the arm 2d rotates with respect to the arm 2a via the arm 2c. The arm 2b can be rotated around the arm 2b. Accordingly, the mirror body 12 can be rotated around the rotation axis O4 with respect to the arm 2a via the first inclined arm 11.
[0108]
When the electromagnetic brake 37c shown in FIG. 3 is released, the arm 3a can rotate about the rotation axis O5 with respect to the lower support member 6, and the sprocket 66b disposed on the arm 3a can rotate. The rotation of the sprocket 66b is transmitted to the sprocket 66a disposed on the arm 2a by the chain 67a, and the arm 2a can be rotated about the rotation axis O1 with respect to the upper support member 5. Therefore, the mirror body 12 can be rotated around the rotation axis O 1 with respect to the upper support member 5 via the first inclined arm 11. At this time, the arm 3a and the arm 2a are always kept parallel.
[0109]
Therefore, as in the case of the first embodiment described above, the mirror body 12 can be moved three-dimensionally by a combination of these three rotations.
The action when the electromagnetic brakes 37d to 37f are released is the same as in the first embodiment, and the mirror body 12 can roll around the intersection T1 of the three rotation axes O9, O10, and O20.
[0110]
Here, since all the electromagnetic brakes 37g, 37h, and 37i of the movement restricting mechanism 40 are released, there is no state that restricts the movement of the mirror body 12 as in the first embodiment.
[0111]
That is, the mirror 12 can move with six degrees of freedom by the inclination about three axes orthogonal to the three-dimensional movement.
Next, an operation that works in conjunction with the aforementioned 6-degree-of-freedom movement will be described.
[0112]
The sprocket 66c disposed on the arm 2b can be rotated by the rotation of the arm 2b around the rotation axis O1 with respect to the upper support member 5. The rotation of the sprocket 66c is transmitted to the sprocket 66d disposed on the arm 3b by the chain 67b, and the arm 3b rotates with the lower support member 6 being always parallel to the arm 2b around the rotation axis O5. The arm 3d connected in parallel to the arm 3b by the arm 3c also rotates about the rotation axis O8 with respect to the arm 3a. At this time, the arm 3d is always kept parallel to the arm 2d.
[0113]
As the arm 3a rotates about the rotation axis O5 relative to the lower support member 6, the arm 3d also rotates about the rotation axis O5 relative to the lower support member 6.
Further, the inclined rod 25 moves together with the arm 3 d via the second inclined arm 15.
[0114]
That is, the arm 2a and the arm 3a, the arm 2d and the arm 3d are always moved in parallel, and the triangles connecting the rotation axes O1, O4 and O10 in the plane parallel to the paper surface including the vertical axis O0 are in the same plane. The triangles connecting the rotation axes O5, O50, and O12 are always similar to each other.
[0115]
FIG. 15 is a model diagram for explaining the balance of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3.
G1 is a point representing the combined center of gravity of the member on the side of the mirror body 12 from the first inclined arm 11 on the rotation axis O9, its weight is W1, and the distance from the rotation axis O4 is L1.
[0116]
The weight of the counterweight 39a is Wa, the distance from the rotation axis O8 is L2, the weight of the counterweight 39b is Wb, the distance from the rotation axis O5 is r2, the weight of the counterweight 39d is Wd, and the distance from the rotation axis O1 The distance is r4, the weight of the counterweight 39e is We, the distance from the rotation axis O1 is L4, the distance between the rotation axes O1 and O4 is r1, and the distance between the rotation axes O5 and O8 is r3.
[0117]
Here, the counterweights 39a, 39b, 39d, and 39e are set at positions that satisfy the following two expressions.
W1 x L1 = Wa x L2 + We x L4
W1 * r1 = Wa * r2 + Wb * r2 + Wd * r4
That is, the rotational moments of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are always kept zero with respect to the three-dimensional movement of the mirror body 12.
[0118]
Next, the balance regarding the inclination of the mirror body 12 will be described. 13 and 14, during the operation, the center of gravity of the member that rotates around the rotation axis O20 including the mirror body 12 by changing the position of the endoscope 16 connected to the mirror body 12 is the rotation axis O9. , O 10, O 20, when the rotation moment is zero from point Ga to Gb, the lever 80 is loosened and the mirror 12 is rotated coaxially with the observation optical axis of the mirror 12 via the support arm 78. The lever 80 is rotated and fixed around the axis O40 so that the center of gravity Gb coincides with the plane of the paper parallel to FIG.
[0119]
When the knob 77 is rotated, the movable body 73 is brought into contact with the rollers 74a and 74b and the guide grooves as shown in FIG. 16 due to the meshing of the pinion gear 76 and the rack 75 formed on the arcuate guide member 71. By sliding 72, it moves on the circular arc centering on S1 which is the inclination center point of the mirror body 12. FIG.
[0120]
That is, the mirror 12 may be tilted with the moving body 73 together with the moving body 73 around S2 so that the center of gravity Gb coincides with the rotation axis O20.
When the center of gravity Gb moves in the vertical direction and a rotation moment is generated around the rotation axis O9 and the rotation axis O10, the center of gravity Gb is arranged on the arm 10b as shown in FIG. What is necessary is just to rotate the provided balance weight 14 with respect to the screw part 18, and to move to the line segment direction which connects the rotating shaft O15 and the rotating shaft O32.
[0121]
By these actions, the mirror body 12 can move with six degrees of freedom while the rotational moment is always zero.
[Tilt movement around one point on the observation optical axis]
When the mirror spherical tilt switch SW2 of the grip 55 is pressed, the control unit 54 inputs a signal, outputs a signal only to the support arm electromagnetic brake drive circuit 56a, and releases the braking action of the electromagnetic brakes 37a to 37f. That is, only the electromagnetic brakes 37g to 37i of the motion regulating mechanism 40 are fixed.
[0122]
Therefore, as in the first embodiment, the inclined rod 25 is restricted from moving at the intersection S2 of the rotation axes O23, O24, and O30, and can only be inclined about S2. Here, the point T2 moves on a spherical surface having a radius R2 between S2 and T2. The movement of T2 is transmitted in the same manner as the action of the arm described above, and the intersection T1 of the rotation axis O9 and the rotation axis O10 of the first inclined arm is a distance obtained by multiplying the moving distance of T2 by C, which is the ratio of the similar triangle described above. Just move in the opposite direction.
It is transmitted to the first inclined arm 11 by the action of the motion transmission mechanism 57 similar to that of the first embodiment.
Accordingly, the mirror body 12 can be tilted about the point S1 having a distance of R2 × C = R1 from T1 on the rotation axis O20 coaxial with the observation optical axis.
[0123]
(effect)
The first and second interlocking mechanisms in the second embodiment are composed of the arms 2a and 3a, the sprockets 66a and 66b, the chain 67a, the arms 2b and 3b, the sprockets 66c and 66d, and the chain 67b. Further, there is little protrusion with respect to the straight line connecting the rotation axis O1 and the rotation axis O5, and the size can be reduced.
[0124]
Further, counterweights 39d and 39e as auxiliary counterweights are respectively disposed on the arms 2a and 2b that rotate about the rotation axis O1, and these positions are in the vicinity of the operator's waist level. Compared with the case where the balance adjustment is performed by moving the weights 39a and 39b, the balance can be adjusted with an easy posture.
[0125]
Since the counterweights 39a and 39b are disposed below, the counterweights 39d and 39e are naturally small in size, are not in the way, and are easy to adjust.
[0126]
Further, the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 is a system in which the mirror 12 is rotated around the tilt center point S1 of the mirror 12 by the arcuate guide member 71, so that the observation focus is the center. Even in a surgical microscope equipped with a tilt mechanism, the tilt center point does not shift from the observation focus and is easy to operate.
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0127]
(Constitution)
FIG. 17 shows an overall schematic configuration of the surgical microscope apparatus according to the third embodiment. In FIG. 17, reference numeral 100 denotes a support base installed on the ceiling, and the support column 1 is vertically It is supported so as to be rotatable around the axis O0. Reference numeral 2 denotes a first parallelogram link in which the arms 2a to 2d are connected so as to be sequentially rotatable around rotation axes O1 to O4 parallel to each other. The first parallelogram link 2 having the same configuration as that of the first embodiment described above is arranged around the rotation axis O1 orthogonal to the vertical axis O0 via the upper support member 5 provided at the lower part of the column 1. It is connected so that it can rotate.
[0128]
Reference numeral 3 denotes a second parallelogram link, which also connects the arms 3a to 3d so as to be rotatable around mutually parallel rotation axes O5 to O8, as in the first embodiment. A lower support member 6 provided at the upper part of the support column 1 is connected to be rotatable around a rotation axis O5. Here, the rotation axis O5 is orthogonal to the vertical axis O0 and parallel to the rotation axis O1.
[0129]
In the third embodiment, the first interlocking mechanism and the second interlocking mechanism are similar to the first embodiment in that the arms 2a and 3a, the first transmission rod and the arms 2b and 3b, respectively, 2 transmission rods 8.
[0130]
Reference numeral 11 denotes a third parallelogram formed by connecting the arms 10a to 10e and the connection block 9 so as to be rotatable around rotation axes O15 to O19, O31 and O32 perpendicular to the paper surface, as in the first embodiment. This is a first inclined arm constituted by the shape link mechanism 10. Similarly, the balance weight 14 is disposed on the arm 10b of the first inclined arm.
[0131]
Here, the mirror body 12 is provided with a balance adjusting mechanism which can be rotated around a rotation axis O20 passing through a line segment connecting the rotation axis O17 and the rotation axis O18 with respect to the downward projecting end portion of the arm 10e. It is supported via a support arm 13.
[0132]
That is, the mirror 12 is rotated around each rotation axis around a virtual rotation axis O10 perpendicular to the paper surface passing through the rotation axis O9, the rotation axis O20, and the intersection T1 of the rotation axis O20 and the rotation axis O20 as in the first embodiment. It can be rotated with the rotational moment of zero being zero.
Reference numeral 16 denotes an assistant's side endoscope connected to the mirror body 12.
[0133]
Next, the balance between the first and second parallelogram links 2 and 3 will be described.
Similarly to the first embodiment, a counterweight 39a is supported on the arm 3d of the second parallelogram link 3 through a screw shaft 41a so as to be movable in the axial direction thereof.
A counterweight 39b is also supported on the arm 3a so as to be movable in the axial direction via electric drive means 101b having a motor (not shown) built in the screw shaft 41b.
Also on the arm 3b, a counterweight 39f is supported so as to be movable in the axial direction via electric drive means 101f having a motor (not shown) built in the screw shaft 41f.
[0134]
The counterweights 39a, 39b, and 39f are positioned so that the rotational moment around the rotational axis O0 and the rotational axis O1 is always zero when the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are interlocked. Gravity distribution is made.
[0135]
In this embodiment, an auxiliary counterweight is constituted by the counterweights 39b and 39f.
The electric drive means is connected to a balance adjustment switch (not shown) via a drive circuit (not shown).
[0136]
Reference numeral 15 denotes a second inclined arm that is the same as the first embodiment connected to the second parallelogram link 3, but is inverted 180 degrees and connected to the arm 3 d with respect to the first embodiment. Has been.
[0137]
Accordingly, the same tilting rod 25 as in the first embodiment is also inverted 180 degrees and supported by the second tilting arm 15 so as to be tiltable in a state where the rotational moment is zero, and the motion restricting mechanism 40 is also implemented in the first embodiment. Inverted 180 degrees with respect to the example and connected to the second inclined arm 15 from the ceiling.
[0138]
The motion transmission mechanism 57 is also composed of a pulley, a wire, an outer tube, and a fixing bracket as in the first embodiment.
As in the first embodiment, T2 in the figure represents the intersection of the rotation axis O12 and the rotation axis O21, S2 represents the intersection of the rotation axis O23 and the rotation axis O24, and the rotation axis O30, and R2 represents the linear distance between T2 and S2. ing.
[0139]
Similarly to the first embodiment, triangles that connect the rotation axes O1, O4, and O10 in a plane parallel to the paper surface including the vertical axis O0 and triangles that connect the rotation axes O5, O8, and O12 in the same plane, respectively. In order to be similar to the above, each rotating shaft is arranged. Where the similarity ratio is
(ΔO1, O4, O10) / (ΔO5, O8, O12) = C
It has become. C is a constant.
[0140]
The electromagnetic brakes 37a to 37i that electrically regulate the rotation around the rotation axis are disposed at the same site as in the first embodiment. Note that the electromagnetic brakes 37a to 37i of the motion regulating mechanism 40 are shown in FIG. 4 of the first embodiment.
The electrical configuration is the same as that of the first embodiment as shown in FIG. 5, and the description thereof is omitted.
[0141]
Next, the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 will be described. FIG. 18 is a front view of the mirror support arm 13.
Reference numeral 105 denotes a connecting member connected to the arm 10e so as to be rotatable around the rotation axis O20. Arms 106a and 106b are connected to the connecting member 105 so as to be rotatable about rotation axes Oe and Of perpendicular to the paper surface and parallel to each other. The other ends of the arms 106a and 106b are connected so as to be rotatable about rotation axes Oh and Og which are perpendicular to the paper surface of the moving body 107 and parallel to each other.
[0142]
Here, the connecting member 105, the arms 106 a and 106 b, and the moving body 107 constitute a trapezoidal link mechanism 108. More specifically, each line segment connecting the rotation axes Oe, Of, Og, Oh has the following relationship (OeOf, OgOh, OeOh, OfOg represents a line segment connecting each point).
OeOf> OgOh, OeOh = OfOg
FIG. 19 is a view of FIG. 18 as viewed from the left side, and the connecting member 105 represents a longitudinal section passing through the rotation axis Oe.
[0143]
Reference numeral 109 denotes a shaft which is fixed to the arm 106 a and is rotatable around the rotation axis Oe with respect to the connection member 105 via the bearing 110. Reference numeral 111 denotes a worm wheel fixed to the shaft 109 coaxially with the rotation axis Oe. Reference numeral 112 denotes a worm gear for meshing with the worm wheel. The knob 113 shown in FIG. It is fixed so that it can move.
[0144]
On the other hand, like the first embodiment, a support arm 78 fixed to the mirror body 12 can be rotated around a rotation axis O40 coaxial with the observation optical axis of the mirror body 12 via a bearing 79, similarly to the first embodiment. Can be fixed by a lever 80 screwed into the movable body 107. In the state shown in the figure, the rotation axis O20 and the rotation axis O40 are coaxial.
[0145]
(Function)
The action concerning the movement and inclination of the mirror body 12 of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted, and the balance unique to this embodiment will be described.
[0146]
FIG. 20 is a model diagram for explaining the balance of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3.
G1 is a point representing the combined center of gravity of the member on the side of the mirror body 12 from the first inclined arm 11 on the rotation axis O9, its weight is W1, and the distance from the rotation axis O4 is L1.
[0147]
The weight of the counterweight 39a is Wa, the distance from the rotation axis O8 is L2, the weight of the counterweight 39b is Wb, the distance from the rotation axis O5 is r2, the weight of the counterweight 39d is Wf, and the distance from the rotation axis O5 The distance is L5, the distance between the rotation axes O1 and O4 is r1, and the distance between the rotation axes O5 and O8 is r3.
[0148]
Here, the counterweights 39a, 39b, and 39f are set at positions that satisfy the following two expressions.
W1 x L1 = Wa x L2 + Wf x L5
W1 xr1 = Wa xr3 + Wb xr2
That is, the rotational moments of the first parallelogram link 2 and the second parallelogram link 3 are always kept zero with respect to the three-dimensional movement of the mirror body 12.
[0149]
Here, the balance adjustment of the first and second parallelogram links is performed by operating the balance adjustment switch (not shown) to move the counterweights 39b and 39f by the electric drive means 101b and 101f via the drive circuit (not shown). Is done.
[0150]
Next, the balance of the inclination of the mirror body 12 will be described. 18 and 19, the center of gravity of the member that rotates around the rotation axis O20 including the mirror 12 is changed around the rotation axis O20 by changing the position of the endoscope 16 connected to the endoscope 12 during the operation. Is moved from the point Ga where the rotational moment is zero to Gb, the lever 80 is loosened and the mirror 12 is rotated about the rotation axis O40 coaxial with the observation optical axis of the mirror 12 via the support arm 78. The lever 80 is tightened and fixed so that the center of gravity Gb coincides with the plane of the paper parallel to FIG.
[0151]
When the knob 113 is rotated, the arm 106a rotates around the rotation axis Oe due to the engagement of the worm gear 112 and the worm wheel 111 that are configured coaxially. Here, as shown in FIG. 21, the moving body 107 and the mirror body 12 move on an arc centered on the vicinity of S <b> 1 by the action of the trapezoidal link mechanism 108. Then, Gb is set to a position that coincides with the rotation axis O20.
[0152]
That is, if the mirror 12 is tilted about the vicinity of S1 together with the moving body 107 by turning the knob 113, and the center of gravity Gb is made to coincide with the rotation axis O20, the rotational moment around the rotation axis O20 becomes zero.
[0153]
When the center of gravity Gb2 moves in the vertical direction and a rotational moment is generated around the rotational axis O9 and the rotational axis O10, the center of gravity Gb2 is arranged on the arm 10b as shown in FIG. The provided balance weight 14 may be rotated with respect to the screw portion 18 and moved in the direction of the line segment connecting the rotation axis O15 and the rotation axis O32.
[0154]
By these actions, the mirror body 12 can move with six degrees of freedom while the rotational moment is always zero.
The tilting movement of the mirror 12 about one point on the observation optical axis is the same as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
(effect)
In this embodiment, the counterweights 39b and 39f are located in the vicinity of the ceiling, so that they do not disturb the operator. Furthermore, since the counterweights 39b and 39f can be moved electrically by the electric drive means 101b and 101f, balance adjustment is easy. Of course, since the counterweight 39a is provided, the counterweights 39b and 39f may be light, and the electric drive means 101b and 101f can be downsized.
[0155]
Further, since the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 is constituted by the trapezoidal link mechanism 108, the protrusion of the mechanism portion is small, it does not interfere with the operator, and is simple in appearance.
(Other variations)
Various modifications of the balance adjustment mechanism of the mirror support arm 13 are conceivable, and one example will be described. 22 is a front view of the mirror support arm 13, and FIG. 23 is a central sectional view from the left side of FIG.
[0156]
Reference numeral 120 is a U-shaped connecting member connected to the arm 10e so as to be rotatable around the rotation axis O20. The connecting member 120 is provided with a screw shaft 121 that connects between the U-shaped projecting portions so as to be rotatable around the rotation axis Oi and restricted in movement in the direction of the rotation axis Oi. The knob 124 is fixed coaxially.
[0157]
Reference numeral 122 denotes a female screw member that is screwed onto the screw shaft 121, and a shaft 123 is fixed coaxially with the rotation axis Oj perpendicular to the rotation axis Oi.
An inclined arm 125 is connected to the protruding portion of the shaft 123 so as to be rotatable around the rotation axis Oj. A cam pin 126 shown in FIG. 23 is fixed to the upper end portion of the inclined arm 125, and a cam groove 127 is formed in the connecting member 120 to be engaged therewith.
[0158]
On the other hand, at the lower end of the inclined arm 125, as in the first embodiment, a support arm 78 fixed to the mirror 12 is rotatable about a rotation axis O40 coaxial with the observation optical axis of the mirror 12 via a bearing 79. The rotating shaft O20 and the rotating shaft O40 are coaxial with each other in the state shown in the figure.
[0159]
Next, the operation will be described. 22 and 23, the center of gravity of the member that rotates around the rotation axis O20 including the mirror body 12 by changing the position of the endoscope 16 connected to the intraoperative mirror body 12 is the rotation axis O20. When the rotation moment around the point Ga is zero, the lever 80 is loosened and the mirror 12 is rotated about the rotation axis O40 coaxial with the observation optical axis of the mirror 12 via the support arm 78. The lever 80 is tightened and fixed so that the center of gravity Gb coincides with the plane of the paper parallel to FIG.
[0160]
When the knob 124 is rotated, the coaxially configured screw shaft 121 rotates integrally. The inclined arm 125 can move only in a plane parallel to the paper surface by the engagement of the cam pin 126 at the upper end and the cam groove 127 of the connecting member, and is connected to this via the shaft 123. The rotation around Oi is restricted. That is, the female screw member 122 moves on the rotation axis Oi as the screw shaft 121 rotates. Accordingly, the inclined arm 125 is inclined about the rotation axis Oj by the action of the cam pin 126 and the cam groove 127. Therefore, as shown in FIG. 24, the mirror body 12 moves on a substantially arc centered around S1.
[0161]
That is, if the mirror 12 is turned around the vicinity of S1 together with the inclined arm 125 by turning the knob 124 and the center of gravity Gb is made to coincide with the rotation axis O20, the rotational moment around the rotation axis O20 becomes zero.
[0162]
When the center of gravity Gb moves in the vertical direction and a rotational moment is generated around the rotational axis O9 and the rotational axis O10, it is arranged on the arm 10b as shown in FIG. 8 of the first embodiment in order to cancel this. The provided balance weight 14 may be rotated with respect to the screw portion 18 and moved in the direction of the line segment connecting the rotation axis O15 and the rotation axis O32.
[0163]
Similarly, in this modified example, the protrusion of the mechanism portion is small, it does not interfere with the surgeon, and is simple in appearance.
[Appendix]
1. In a surgical microscope apparatus provided with a moving mechanism capable of supporting the microscope body 12 and moving the body 12 three-dimensionally, and a tilting mechanism capable of tilting the body about three axes.
The moving mechanism is attached to an installation site such as a floor or a ceiling of a clinical room, and can be rotated around a vertical axis O0.
A plurality of arms 2a to 2d are connected to the support column 1 so as to be rotatable about a rotation axis O1 different from the vertical axis O0, and rotate around rotation axes O1 to O4 parallel to each other including the rotation axis O1. A first parallelogram link 2 movably connected;
Arranged on one side above and below the first parallelogram link 2 and connected to the support column 1 so as to be rotatable about a rotation axis O5 parallel to the rotation axis O1, and a plurality of arms 3a. ˜3d connected in a rotatable manner around mutually parallel rotation axes O5 to O8 including the rotation axis O5, and
A counterweight 39a connected to the arm 3d;
A line segment parallel to a line segment connecting the rotation axis O1 and one rotation axis O4 adjacent to the rotation axis O1 in the plane of the first parallelogram link 2, and a surface of the second parallelogram link 3 In the second parallelogram link 3 corresponding to the rotation axis O1 and the rotation axis O4, a line segment parallel to a line segment connecting the rotation axis O5 and one rotation axis O8 adjacent thereto is provided. One arm 2a in the first parallelogram link 2 that rotates about the rotation axis O1 and one arm 3a in the second parallelogram link 3 that centers on the rotation axis O5 so as to be always parallel. A first interlocking mechanism for interlocking rotation with
A line segment parallel to a line segment connecting the rotation axis O1 and the other rotation axis O2 adjacent to the rotation axis O1 in the plane of the first parallelogram link 2, and a surface of the second parallelogram link 3 The first parallelogram in which the line segment parallel to the line connecting the rotation axis O5 and the other rotation axis O6 adjacent thereto rotates around the rotation axis O1 as much as possible in parallel. A second interlocking mechanism for interlocking the rotation of the other arm 3b of the second parallelogram link 3 that rotates about the rotation axis O5 with the other arm 2b of the link 2;
A surgical microscope characterized in that an auxiliary counterweight is provided on a member that moves in conjunction with movement of one of the first interlocking mechanism and / or the second interlocking mechanism.
[0164]
2. The first interlocking mechanism includes an arm 2a, an arm 3a, and a first transmission rod 7 that connects the arm 2a and the arm 3a, and the second interlocking mechanism includes an arm 2b, an arm 3b, 2. The surgical microscope according to appendix 1, characterized by comprising a second transmission rod 8 that connects the arm 2b and the arm 3b.
3. The first interlocking mechanism includes an arm 2a, sprockets 66a and 66b connected to the arm 3a, respectively, and a chain 67a connecting both the sprockets 66a and 66b. The first interlocking mechanism connects the arm 2a and the arm 3a. Supplementary note 1 characterized in that it comprises a transmission rod 7 and the second interlocking mechanism comprises an arm 2b, sprockets 66c and 66d connected to the arm 3b, respectively, and a chain 67b connecting the two sprockets 66c and 66d. The surgical microscope described.
[0165]
4). The surgical microscope according to appendix 1, wherein the auxiliary counterweight is connected to the arm 2a and / or the arm 3a.
5. The surgical microscope according to appendix 1, wherein the auxiliary counterweight is connected to the arm 2b and / or the arm 3b.
6). The surgical microscope according to appendix 1, wherein the auxiliary counterweight is connected to the second transmission rod 8.
[0166]
7. The microscope body can be limited to a three-dimensionally movable mirror body moving mechanism, a mirror body tilting mechanism capable of tilting the body body about three axes, and tilting the body body with an observation point as a rotation center. In a surgical microscope equipped with a gaze-invariant tilt mechanism,
On the rotation axis O20 that coincides with or intersects with the observation optical axis among the three axes, the center of gravity of the member that rotates around the rotation axis O20 is maintained while the observation optical axis coincides with or intersects with the rotation axis O20. A surgical microscope characterized by a balance adjustment mechanism for matching.
8). Supplementary note 7 characterized in that the balance adjustment mechanism comprises an adjustment weight disposed so as to be movable two-dimensionally or three-dimensionally at a position so as to cancel the rotational moment about the rotation axis O20 with respect to the microscope body. The surgical microscope described.
9. The surgical microscope according to appendix 7, wherein the balance adjustment mechanism includes a mirror body position adjustment mechanism that can move and tilt the mirror body two-dimensionally or three-dimensionally with respect to the rotation axis O20.
10. The mirror body position adjusting mechanism includes a connecting member that supports the mirror body so that the mirror body can be rotated and fixed around an optical axis, and an arcuate guide that is rotatable about the rotation axis O20 and that is centered on the observation point. The surgical microscope according to appendix 9, further comprising a guide arm formed by connecting the connecting member to the guide so as to slide.
[0167]
11. The mirror body position adjusting mechanism is composed of a connection member that supports the mirror body so as to be rotatable and fixed around the optical axis, and a trapezoidal link that supports the connection member and is rotatable around the rotation axis O20. The surgical microscope according to appendix 9, wherein the surgical microscope includes a hanging arm for hanging a mirror body.
12 The surgical microscope according to appendix 9, wherein the lens body position adjusting mechanism includes a moving mechanism capable of linearly moving the mirror body and a cam mechanism that tilts the mirror body in conjunction with the moving mechanism.
13. The surgical operation according to appendix 7, wherein the lens body adjusting mechanism includes a parallelogram link mechanism 10 and a balance weight is arranged on an arm 10b that constitutes the parallel link mechanism and is inclined in parallel with the rotation axis O20. Microscope.
[0168]
14 A mirror moving tilt mechanism capable of moving the microscope mirror body three-dimensionally and tilting around the three axes, a tilt center point invariant tilt mechanism capable of tilting the mirror body with a gazing point as the tilt center, In a surgical microscope provided with a focus position variable means capable of continuously changing the focus position on the object side in the observation direction, and a reset function for resetting the focus position of the mirror to a preset reference position,
When the first signal for operating the mirror movement and the tilt mechanism simultaneously is input, the reset function is activated, and when the second signal for operating the tilt center point invariant tilt mechanism is input, A surgical microscope controlled so as not to activate the reset function.
[0169]
The related arts of Appendices 1 to 6, the object, and the effects are the same as those of the present invention.
Further, the prior arts of Appendices 7 to 13 are Japanese Patent Publication No. 3-18891, Japanese Patent Laid-Open No. 56-20448, and EP0433426B1. Japanese Patent Publication No. 3-18891 discloses a surgical microscope equipped with a microscope tilting mechanism for enabling observation of an affected part from various angles around the observation point (focus) of the microscope. Therefore, the microscope can be connected to the vertical line of the parallel link mechanism by switching to a vertical state, a 45 ° tilted state, and a 90 ° tilted state so that it can be used at an optimum observation angle. In order to correct the unbalance caused by changing the connection state of the microscope, a mechanism for correcting the balance in conjunction with the rotation of the microscope is described. The mechanism for correcting this balance is equipped with counterweights W1 and W2 on the opposite side to the microscope of the parallel link mechanism, and further includes a heber gear, a link bar, a disk, etc. for moving the microscope and the counterweight in conjunction with each other. Due to the arrangement, the parallel link mechanism becomes very large, which is very disturbing during the operation. Moreover, the parallel link mechanism is very heavy, and the operation force (inertial force) required to move the microscope is large, which is difficult to use. Further, the rotational moment around the vertical line S caused by connecting an accessory to the microscope or changing its position cannot be canceled by a method of rotating the adjustment handle and moving the counterweight.
[0170]
In a surgical microscope that does not include a tilting mechanism centering on the observation point (focus) of the microscope, there is a balance adjustment method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-20448 and EP0433426B1.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-20448, as a means for matching the center of gravity of the mirror body with the rotation axis, the ball joint is made rotatable so that the center of gravity is suspended and matched with the rotation axis. It is fixed with a pin screw. This is because the positional relationship between the observation optical axis of the mirror body and the rotation axis cannot be maintained in a specific state when the center of gravity of the mirror body is made coincident with the rotation axis. That is, it is impossible to apply this configuration because the tilt center point of the surgical microscope having the tilt mechanism centered on the observation focus position is defined by the support frame that supports the mirror body.
In EP0433426B1, balance adjustment around an axis is moved in two directions orthogonal to the axis so that the center of gravity of the microscope coincides with the axis. Similarly to Japanese Patent Laid-Open No. 56-20448, the positional relationship between the observation point and the rotation axis is distorted due to the balance adjustment, and it is unsuitable to be applied to a surgical microscope equipped with an inclination mechanism centered on the observation focal position. Is possible.
[0171]
In other words, a surgical microscope that can tilt the microscope around the observation point and can easily adjust the unbalance caused by accessories connected to the microscope while keeping the microscope movable with a light force. There was no.
Therefore, the purpose of Supplementary notes 7 to 13 is that the microscope can be tilted around the observation point, and the unbalance caused by accessories connected to the microscope can be easily adjusted while keeping the microscope movable with light force. It is to provide a possible surgical microscope. The balance is adjusted so that the center of gravity of the member rotating around the rotation axis O20 is maintained on the rotation axis O20 while maintaining the observation point on the rotation axis O20 or the vicinity thereof as the center of rotation of the mirror body. Is set to
[0172]
Further, the fourteenth prior art is Japanese Patent Laid-Open No. 2-104349. In Japanese Patent Laid-Open No. 2-104349, an aiming mechanism is reset to a reference position when a mirror is roughly moved. During actual surgery, the surgeon drives the aiming mechanism after coarse movement and observes the observation site with a precise focus. For this reason, the mirror aiming mechanism is used in a state shifted from the reference position.
The above-mentioned reset function is combined with a surgical microscope having a mechanism capable of tilting with the gazing point of the mirror as the tilt center, and the reset is performed when the mirror is moved in a mode in which the gazing point is tilted to the tilt center. When the function is operated, the focus of the observation site is out of focus, and the operator needs to focus again, which is very annoying.
[0173]
Accordingly, an object of the supplementary note 14 is to provide a focusing reset mechanism that does not hinder observation even in a surgical microscope having a function capable of tilting a mirror body with a gazing point as a tilt center.
The action of the 14th appendix is that when the mirror is moved in three dimensions and can be tilted around three axes, the focus position of the mirror is reset to the reference position, and the mirror is focused on the point of gaze. When the operation is performed in a tiltable state, the reset function does not work and the focal position does not change from the observation position.
[0174]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the body of the surgical microscope is moved, there is no protrusion of the weight for balancing, and a compact operating range can be obtained, and the inertial force is also small. Power is light and stability is high. That is, it does not interfere with other devices or interfere with the surgeon and assistant during the operation, and the surgeon's fatigue can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing the entirety of a surgical microscope apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a portion including a rotation axis O1 as seen from the direction of arrow a in FIG.
3 is a cross-sectional view of a portion including a rotation axis O5 as seen from the direction of arrow b in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a portion of a motion restricting mechanism of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing a configuration of a mirror body and an electric circuit of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view of a balance adjustment mechanism of a mirror support arm of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a model diagram for explaining the balance between the first parallelogram link and the second parallelogram link of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 8 is a model diagram for explaining the balance regarding the tilt of the body of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory view of the movement of the tilt movement about a point on the observation optical axis of the body of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a modified example of the lens body support arm of the surgical microscope apparatus according to the first embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an electrical configuration of the modified example.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an overall schematic configuration of a surgical microscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a front view schematically showing a balance adjustment mechanism of a mirror support arm of a surgical microscope apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view schematically showing a balance adjustment mechanism of a mirror support arm of the surgical microscope apparatus.
FIG. 15 is a model diagram for explaining the balance between the first parallelogram link and the second parallelogram link of the surgical microscope apparatus;
FIG. 16 is a front view schematically showing the operation of the balance adjustment mechanism of the body support arm of the surgical microscope apparatus.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the entire surgical microscope apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a front view of the balance adjustment mechanism of the mirror support arm of the surgical microscope apparatus.
FIG. 19 is a side view of the balance adjustment mechanism of the mirror support arm of the surgical microscope apparatus.
FIG. 20 is a model diagram for explaining the balance between the first parallelogram link and the second parallelogram link of the surgical microscope apparatus;
FIG. 21 is an explanatory view of the action of a trapezoidal link mechanism in the surgical microscope apparatus.
FIG. 22 is a front view of a modified example of the balance adjustment mechanism of the mirror support arm.
FIG. 23 is a side view of a modified example of the balance adjusting mechanism of the mirror support arm.
FIG. 24 is an explanatory view showing the operation of a modification of the balance adjustment mechanism of the mirror support arm.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Column, 2 ... 1st parallelogram link, 2a-2d ... Arm, 3 ... 2nd parallelogram link, 3a-3d ... Arm, 4 ... Support stand, 7 ... 1st transmission rod, 8 2nd transmission rod, 10 ... Parallelogram link mechanism, 12 ... Mirror body, 25 ... Inclined rod, 39a ... Counterweight, 39b, 39c ... Counterweight, 66a, 66b, 66c, 66d ... Sprocket, 67a, 67b ... Chain, 68 ... Connection arm, 69 ... Inclined block, O1 ... Rotating shaft.

Claims (3)

顕微鏡の鏡体（12）を支持し、前記鏡体（12）を移動可能な移動機構と、前記鏡体（12）とのバランスを取るためのカウンターウェイトを備えた手術用顕微鏡装置において、
前記移動機構は、被設置部位に対して取り付けられ鉛直軸（Ｏ0）まわりに回動可能な支柱（1）に設けられ、前記鉛直軸（Ｏ0）と異なる第１の回転軸（Ｏ1）まわりに第１のアーム（2b）と第２のアーム（2a）を回動可能に支持する第１の支持部（5）と、
前記第１の支持部（5）に回動可能に支持される第１のアーム（2b）および第２のアーム（2a）とそれぞれ平行な第３のアーム（2d）と第４のアーム（2c）を前記第１の回転軸（Ｏ1）と互いに平行な回転軸（Ｏ2,Ｏ3,Ｏ4）まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第１の平行四辺形リンク（2）と、
前記支柱（1）に設けられ、前記第１の支持部（5）の上方または下方の一方の側に配置され、前記第１の回転軸（Ｏ1）と平行な第２の回転軸（Ｏ5）まわりに第５のアーム（3b）および第６のアーム（3a）を回動可能に支持する第２の支持部（6）と、
前記第２の支持部（6）に回動可能に支持される前記第５のアーム（3b）および第６アーム（3a）とそれぞれ平行な第７のアーム（3d）および第８のアーム（3c）を前記第２の回転軸（Ｏ5）と互いに平行な回転軸（Ｏ6,Ｏ7,Ｏ8）まわりにそれぞれ回動可能に接続してなる第２の平行四辺形リンク（3）と、
前記鏡体（12）を支持する鏡体支持機構（11）を回転可能に支持する前記第３のアーム（2d）と接続する前記第２のアーム（2a）と、前記第２のアーム（2a）と平行になるように前記第２の回転軸（Ｏ5）に回動可能に支持される前記第６のアーム（3a）との回動を連動させる第１の連動機構（ 7 ）と、
前記第１の回転軸（Ｏ1）に回動可能に支持される前記第１のアーム（2b）と、前記第１のアーム（2b）と平行になるように前記第２の回転軸（Ｏ5）に回動可能に支持される第５のアーム（3b）との回動を連動させる第２の連動機構（ 8 ）と、
前記第６のアーム（ 3a ）と前記第７のアーム（ 3d ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 8 ）と、前記第７のアーム（ 3d ）と前記第８のアーム（ 3c ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 7 ）との間に位置して配置されるとともに前記第７のアーム（3d）に接続された第１のカウンターウェイト（39a）と、
前記第５のアーム（ 3b ）と前記第６のアーム（ 3a ）とを回動可能に支持する前記回転軸（Ｏ 5 ）と、前記第６のアーム（ 3a ）と前記第７のアーム（ 3d ）とを回動可能に支持する回転軸（Ｏ 8 ）との間に位置して配置されるとともに前記第６のアーム（3a）に接続された第２のカウンターウェイト（39b）と、
を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡装置。In a surgical microscope apparatus equipped with a counter weight for supporting a microscope body (12), a moving mechanism capable of moving the body (12), and a balance with the body (12),
The moving mechanism is provided on a support column (1) that is attached to an installation site and is rotatable about a vertical axis (O0), and is arranged around a first rotation axis (O1) different from the vertical axis (O0). A first support (5) that rotatably supports the first arm (2b) and the second arm (2a);
A third arm (2d) and a fourth arm (2c) parallel to the first arm (2b) and the second arm (2a), respectively, rotatably supported by the first support portion (5). A first parallelogram link (2) which is connected to the first rotation axis (O1) so as to be rotatable around rotation axes (O2, O3, O4) parallel to each other;
A second rotating shaft (O5) provided on the support column (1) and disposed on one of the upper side and the lower side of the first support portion (5) and parallel to the first rotating shaft (O1) A second support portion (6) for rotatably supporting the fifth arm (3b) and the sixth arm (3a);
A seventh arm (3d) and an eighth arm (3c) parallel to the fifth arm (3b) and the sixth arm (3a), which are rotatably supported by the second support portion (6), respectively. A second parallelogram link (3) connected to the second rotation axis (O5) so as to be rotatable around rotation axes (O6, O7, O8) parallel to each other;
The second arm (2a) connected to the third arm (2d) that rotatably supports the mirror support mechanism (11) that supports the mirror (12), and the second arm (2a) A first interlocking mechanism ( 7 ) for interlocking the rotation with the sixth arm (3a) rotatably supported by the second rotating shaft (O5) so as to be parallel to the second rotating shaft (O5);
The first arm (2b) rotatably supported by the first rotating shaft (O1), and the second rotating shaft (O5) so as to be parallel to the first arm (2b). A second interlocking mechanism ( 8 ) for interlocking the rotation with the fifth arm (3b) rotatably supported by
A rotary shaft (O 8 ) that rotatably supports the sixth arm ( 3a ) and the seventh arm ( 3d ) , the seventh arm ( 3d ), and the eighth arm ( 3c ) A first counterweight (39a) that is disposed between the rotary shaft (O 7 ) that rotatably supports the first arm and that is connected to the seventh arm (3d);
The rotary shaft (O 5 ) that rotatably supports the fifth arm ( 3b ) and the sixth arm ( 3a ) , the sixth arm ( 3a ), and the seventh arm ( 3d ) and a second counterweight connected to the arm (3a) of the sixth while being arranged situated between the rotary shaft rotatably supporting the (O 8) (39b),
A surgical microscope apparatus comprising: 前記第１のカウンターウェイト（39a）は、前記第７のアーム（3d）に移動調整可能に接続され、前記第２のカウンターウェイト（39b）は、前記第６のアーム（3a）に移動調整可能に接続され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。  The first counterweight (39a) is connected to the seventh arm (3d) so as to be movable, and the second counterweight (39b) is movable and adjustable to the sixth arm (3a). The surgical microscope apparatus according to claim 1, wherein the surgical microscope apparatus is connected to the surgical microscope. 前記第１の連動機構（7）および第２の連動機構（8）の少なくとも一方に設けられた第３のカウンターウェイト（39c）を更に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手術用顕微鏡装置。  3. A third counterweight (39c) provided on at least one of the first interlocking mechanism (7) and the second interlocking mechanism (8), further comprising a third counterweight (39c). The surgical microscope apparatus as described.
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