JP6641198B2

JP6641198B2 - Medical observation device and medical observation system

Info

Publication number: JP6641198B2
Application number: JP2016048905A
Authority: JP
Inventors: 秀田村
Original assignee: Sony Olympus Medical Solutions Inc
Current assignee: Sony Olympus Medical Solutions Inc
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP2017158969A

Description

本発明は、医療用観察装置及び医療用観察システムに関する。 The present invention relates to a medical observation device and a medical observation system.

従来、医療分野において、観察対象を拡大して撮像する撮像部と、複数のアーム部、及び当該複数のアーム部を接続する複数の関節部を有し、先端で撮像部を支持する支持部とを備えた医療用観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の医療用観察装置では、撮像部は、各関節部の動作を利用して３次元的に移動され、所望の位置に位置付けられる。そして、撮像部にて撮像された画像は、外部の表示装置に表示される。 Conventionally, in the medical field, an imaging unit that enlarges and images an observation target, a plurality of arms, and a plurality of joints that connect the plurality of arms, and a support unit that supports the imaging unit at the tip. 2. Description of the Related Art There is known a medical observation device provided with (for example, see Patent Document 1).
In the medical observation device described in Patent Literature 1, the imaging unit is three-dimensionally moved by using the operation of each joint, and is positioned at a desired position. Then, the image captured by the imaging unit is displayed on an external display device.

特開２００６−３０５１５６号公報JP 2006-305156 A

ところで、各関節部の動作を利用して撮像部を３次元的に移動させる医療用観察装置では、高倍率で観察するにしたがって、撮像視野が狭くなり、撮像部に弱い力を加えただけでも（撮像部を微動させただけでも）、観察対象における目標の部位が表示装置の画面から消えてしまう（画が飛んでしまう）、という問題がある。
そして、特許文献１に記載の医療用観察装置では、電磁ブレーキを設け、当該電磁ブレーキへの出力電圧を制御することにより、各関節部の動きを制御し、上述した問題を回避している。しかしながら、このような構成では、構造が複雑化し、これに伴って製造コストも増加してしまう、という問題がある。 By the way, in a medical observation apparatus in which an imaging unit is moved three-dimensionally using the operation of each joint, the imaging field of view becomes narrower as observation is performed at a high magnification, and even if a weak force is applied to the imaging unit. (Even if the imaging unit is slightly moved), there is a problem that a target portion of the observation target disappears from the screen of the display device (image jumps).
In the medical observation device described in Patent Literature 1, an electromagnetic brake is provided, and the output voltage to the electromagnetic brake is controlled to control the movement of each joint, thereby avoiding the above-described problem. However, such a configuration has a problem that the structure becomes complicated and the manufacturing cost increases accordingly.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造の簡素化を図りつつ、画の飛びを抑制することができる医療用観察装置及び医療用観察システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a medical observation apparatus and a medical observation system that can suppress skipping of an image while simplifying the structure.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る医療用観察装置は、観察対象を拡大して撮像可能とし、当該撮像に応じた画像信号を出力する撮像部と、複数のアーム部、及び当該複数のアーム部を接続する複数の関節部を有し、先端で前記撮像部を支持する支持部とを備え、前記関節部は、互いに接続される２つの前記アーム部の一方のアーム部に固定される固定部と、前記２つのアーム部の他方のアーム部に固定され、前記固定部に対して回転可能とする可動部とを備え、前記複数の関節部の少なくとも１つの関節部には、前記固定部に対して前記可動部が回転する際に、当該回転方向とは逆方向の負荷を当該可動部に付与する負荷付与機構が設けられ、前記負荷付与機構は、前記固定部及び前記可動部の一方に取り付けられる摩擦板と、前記固定部及び前記可動部の他方に取り付けられる付勢部材と、前記付勢部材にて前記摩擦板に向けて付勢され、前記固定部に対して前記可動部が回転する際に、前記摩擦板に対して摺接する摩擦スライダとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a medical observation apparatus according to the present invention includes an imaging unit configured to enable an imaging target to be enlarged and imaged and output an image signal corresponding to the imaging, An arm part, and a plurality of joint parts connecting the plurality of arm parts, and a supporting part supporting the imaging part at a distal end, wherein the joint part is one of the two arm parts connected to each other. A fixed portion fixed to the arm portion, and a movable portion fixed to the other arm portion of the two arm portions and rotatable with respect to the fixed portion, at least one of the plurality of joint portions The joint unit is provided with a load applying mechanism that applies a load in a direction opposite to the rotation direction to the movable unit when the movable unit rotates with respect to the fixed unit. Attached to one of the fixed part and the movable part A friction plate that, the fixing portion and the biasing member is attached to the other of the movable portion is urged toward the friction plate by the biasing member, the movable portion is rotated relative to the fixed part A friction slider that slides on the friction plate .

また、本発明に係る医療用観察装置は、上記発明において、前記付勢部材は、前記固定部及び前記可動部の他方に向けて凸となる第１湾曲部、及び前記摩擦スライダに向けて凸となる第２湾曲部を有する板バネで構成され、前記固定部及び前記可動部の他方には、前記第１湾曲部が挿入され、当該第１湾曲部に係合する第１係合受け部が設けられ、前記摩擦スライダには、前記第２湾曲部が挿入され、当該第２湾曲部に係合する第２係合受け部が設けられていることを特徴とする。 Further, in the medical observation device according to the present invention, in the above invention, the biasing member is a first curved portion that is convex toward the other of the fixed portion and the movable portion, and is convex toward the friction slider. A first spring receiving portion which is inserted into the other of the fixed portion and the movable portion, and engages with the first bending portion. And the friction slider is provided with a second engagement receiving portion into which the second curved portion is inserted and which engages with the second curved portion.

また、本発明に係る医療用観察装置は、上記発明において、前記摩擦板及び前記摩擦スライダにおける互いに摺接する各摺接面の少なくともいずれか一方の摺接面は、他方の摺接面に向けて凸となる曲面状に形成されていることを特徴とする。 Further, in the medical observation device according to the present invention, in the above invention, at least one of the sliding contact surfaces of the friction plate and the friction slider that are in sliding contact with each other faces the other sliding contact surface. It is characterized by being formed in a convex curved shape.

また、本発明に係る医療用観察装置は、上記発明において、前記負荷付与機構は、前記複数の関節部のうち、前記支持部の先端側に位置し、前記固定部に対して前記可動部が回転することで前記撮像部による撮像視野を移動させる関節部に設けられていることを特徴とする。 Further, in the medical observation device according to the present invention, in the above invention, the load applying mechanism is located at a distal end side of the support portion among the plurality of joint portions, and the movable portion is located relative to the fixed portion. It is characterized by being provided in a joint that rotates the imaging field of view of the imaging unit by rotating.

また、本発明に係る医療用観察装置は、上記発明において、前記支持部のイナーシャは、１×１０^−２ｋｇｍ^２以下であることを特徴とする。 Further, in the medical observation device according to the present invention, in the above invention, the inertia of the support portion is 1 × 10 ⁻² kgm ² or less.

また、本発明に係る医療用観察システムは、上述した医療用観察装置と、前記医療用観察装置から出力された前記画像信号に基づく画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする。 A medical observation system according to the present invention includes the medical observation device described above and a display device that displays an image based on the image signal output from the medical observation device.

本発明に係る医療用観察装置では、固定部に対して可動部が回転する際には、負荷付与機構により、可動部に対して当該回転方向とは逆方向の負荷が付与される。このため、撮像部に弱い力を加えただけでは撮像部を移動し難い構造となり、観察対象を高倍率で観察している場合において、画の飛びを抑制することができる。また、負荷付与機構を関節部に設けるだけで、画の飛びを抑制することができるため、構造の簡素化を図ることができる。したがって、本発明に係る医療用観察装置によれば、構造の簡素化を図りつつ、画の飛びを抑制することができる、という効果を奏する。
また、本発明に係る医療用観察システムは、上述した医療用観察装置を備えるため、上述した医療用観察装置と同様の作用及び効果を奏する。 In the medical observation device according to the present invention, when the movable unit rotates with respect to the fixed unit, a load in a direction opposite to the rotation direction is applied to the movable unit by the load applying mechanism. For this reason, it is difficult to move the image capturing unit only by applying a weak force to the image capturing unit, and it is possible to suppress image skipping when the observation target is observed at a high magnification. In addition, the image can be prevented from jumping only by providing the load applying mechanism at the joint, so that the structure can be simplified. Therefore, according to the medical observation device of the present invention, it is possible to suppress the skip of an image while simplifying the structure.
Further, the medical observation system according to the present invention includes the above-described medical observation device, and thus has the same functions and effects as those of the above-described medical observation device.

図１は、本発明の実施の形態に係る医療用観察システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a medical observation system according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１に示した医療用観察システムを用いた手術の状況を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a situation of an operation using the medical observation system shown in FIG. 図３は、撮像視野を移動する場合での課題を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a problem in moving the imaging field of view. 図４は、撮像視野を移動する場合での課題を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a problem in moving the imaging field of view. 図５Ａは、図１に示した第３関節部及び当該第３関節部に設けられたダンパートルク機構を示す分解斜視図である。FIG. 5A is an exploded perspective view showing the third joint shown in FIG. 1 and a damper torque mechanism provided in the third joint. 図５Ｂは、図１に示した第３関節部及び当該第３関節部に設けられたダンパートルク機構を示す分解斜視図である。FIG. 5B is an exploded perspective view showing the third joint shown in FIG. 1 and a damper torque mechanism provided in the third joint. 図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示した第３関節部及びダンパートルク機構を第３軸に沿う平面にて切断した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the third joint and the damper torque mechanism shown in FIGS. 5A and 5B cut along a plane along the third axis. 図７は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６に示した波ワッシャと固定部本体及び摩擦スライダとの係合状態を模式的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an engagement state of the wave washer shown in FIGS. 5A, 5B, and 6 with the fixing portion main body and the friction slider. 図８は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments for implementing the present invention (hereinafter, embodiments) will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiments described below. Further, in the description of the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals.

〔医療用観察システムの概略構成〕
図１は、本発明の実施の形態に係る医療用観察システム１の概略構成を示す図である。
医療用観察システム１は、手術時や検査時において術者が処置する対象となる部位（観察対象）を拡大して撮像し、当該撮像に応じた画像を表示するシステムである。この医療用観察システム１は、図１に示すように、観察対象を撮像して画像信号を出力する医療用観察装置２と、医療用観察装置２から出力された画像信号に基づく画像を表示する表示装置３とを備える。 [Schematic configuration of medical observation system]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a medical observation system 1 according to an embodiment of the present invention.
The medical observation system 1 is a system that magnifies and captures a part (observation target) to be treated by an operator during an operation or an examination and displays an image corresponding to the imaging. As shown in FIG. 1, the medical observation system 1 displays a medical observation device 2 that captures an observation target and outputs an image signal, and an image based on the image signal output from the medical observation device 2. And a display device 3.

医療用観察装置２は、図１に示すように、顕微鏡部２１と、ベース部２２と、支持部２３とを備える。
顕微鏡部２１は、観察対象を拡大して撮像し、当該撮像に応じた画像信号を出力する。この顕微鏡部２１は、例えば、各種の公知の光学系と、当該光学系が集光した光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等の各種の公知の撮像素子とを備える。また、この顕微鏡部２１には、ＡＦ（Auto Focus）機能や光学ズーム機能等の各種の機能も搭載されている。また、顕微鏡部２１としては、一対の撮像素子を備えた所謂、ステレオカメラとして構成しても構わない。 As shown in FIG. 1, the medical observation device 2 includes a microscope unit 21, a base unit 22, and a support unit 23.
The microscope section 21 magnifies and captures an observation target, and outputs an image signal corresponding to the imaging. The microscope unit 21 includes, for example, various known optical systems, a charge coupled device (CCD) sensor that receives light collected by the optical system, and converts the light into an electric signal, or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS). Various known imaging devices such as sensors are provided. The microscope unit 21 also has various functions such as an AF (Auto Focus) function and an optical zoom function. Further, the microscope section 21 may be configured as a so-called stereo camera including a pair of imaging elements.

ベース部２２は、医療用観察装置２の基台であり、キャスター２２１（図１）を介して床面上を移動可能に構成されている。
なお、具体的な図示は省略したが、ベース部２２の内部には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含んで構成された制御装置が設けられている。この制御装置は、顕微鏡部２１から出力された画像信号に対して各種の画像処理（例えば、電子ズーム機能に係る拡大処理等）を実行し、当該画像処理後の画像信号を表示装置３に出力する。 The base unit 22 is a base of the medical observation device 2 and is configured to be movable on the floor via casters 221 (FIG. 1).
Although not specifically illustrated, a control device including a CPU (Central Processing Unit) and the like is provided inside the base unit 22. This control device executes various image processing (for example, enlargement processing related to the electronic zoom function) on the image signal output from the microscope unit 21, and outputs the image signal after the image processing to the display device 3. I do.

支持部２３は、ベース部２２から延在し、先端（ベース部２２から離間した端部）にて顕微鏡部２１を保持する。そして、支持部２３は、術者の操作に応じて、顕微鏡部２１を３次元的に移動可能とする。
なお、本実施の形態では、支持部２３は、顕微鏡部２１の移動に対して６自由度を有するように構成されているが、これに限られず、その他の異なる数の自由度を有するように構成しても構わない。 The support section 23 extends from the base section 22 and holds the microscope section 21 at a tip (an end separated from the base section 22). The support unit 23 enables the microscope unit 21 to move three-dimensionally in accordance with the operation of the operator.
In the present embodiment, the support unit 23 is configured to have six degrees of freedom with respect to the movement of the microscope unit 21. However, the present invention is not limited thereto, and the support unit 23 may have another different number of degrees of freedom. It may be configured.

この支持部２３は、図１に示すように、第１〜第５アーム部２３１Ａ〜２３１Ｅと、第１〜第６関節部２３２Ａ〜２３２Ｆとを備える。
なお、第１〜第６関節部２３２Ａ〜２３２Ｆの詳細な構成については、第３関節部２３２Ｃを例示して後述するが、固定部と、可動部と、固定部及び可動部間に介装されるベアリングとをそれぞれ有し、ベアリングを介し、固定部に対して可動部が回転可能な構造になっている。 As shown in FIG. 1, the support section 23 includes first to fifth arm sections 231A to 231E and first to sixth joint sections 232A to 232F.
The detailed configuration of the first to sixth joints 232A to 232F will be described later by exemplifying the third joint 232C. However, the first to sixth joints 232A to 232F are interposed between the fixed part, the movable part, and the fixed part and the movable part. And the movable part can rotate relative to the fixed part via the bearing.

第１関節部２３２Ａは、支持部２３の先端に位置し、円筒形状を有する。この第１関節部２３２Ａは、円筒内側に位置する可動部（図示略）にて顕微鏡部２１を保持し、円筒外側に位置する固定部（図示略）にて第１アーム部２３１Ａに支持される。そして、第１関節部２３２Ａにおいて、可動部は、ベアリング（図示略）を介し、固定部に対して、第１軸Ｏ１を中心として回転可能とする。このため、第１関節部２３２Ａは、第１軸Ｏ１まわりに顕微鏡部２１を回転可能とする。
ここで、第１軸Ｏ１は、第１関節部２３２Ａにおける円筒の中心軸であり、第１関節部２３２Ａに保持された顕微鏡部２１の光軸に一致する軸である。
すなわち、第１軸Ｏ１まわりに顕微鏡部２１を回転させると、顕微鏡部２１による撮像視野の向きが変更される。 The first joint part 232A is located at the tip of the support part 23 and has a cylindrical shape. The first joint portion 232A holds the microscope section 21 at a movable section (not shown) located inside the cylinder, and is supported by the first arm section 231A at a fixed section (not shown) located outside the cylinder. . In the first joint portion 232A, the movable portion is rotatable about the first axis O1 with respect to the fixed portion via a bearing (not shown). For this reason, the first joint 232A enables the microscope 21 to rotate around the first axis O1.
Here, the first axis O1 is the central axis of the cylinder in the first joint 232A, and is the axis that coincides with the optical axis of the microscope unit 21 held by the first joint 232A.
That is, when the microscope unit 21 is rotated about the first axis O1, the direction of the imaging field of view by the microscope unit 21 is changed.

第１アーム部２３１Ａは、第１関節部２３２Ａの側面から第１軸Ｏ１と直交する方向に延在し、先端にて第１関節部２３２Ａ（固定部）を支持する。
第２関節部２３２Ｂは、先端側に位置する可動部（図示略）にて第１アーム部２３１Ａの基端に接続し、基端側（ベース部２２に近接する側）に位置する固定部（図示略）にて第２アーム部２３１Ｂに接続する。そして、第２関節部２３２Ｂにおいて、可動部は、ベアリング（図示略）を介し、固定部に対して、第２軸Ｏ２を中心として回転可能とする。このため、第２関節部２３２Ｂは、第２軸Ｏ２まわりに第１アーム部２３１Ａ（顕微鏡部２１）を回転可能とする。
ここで、第２軸Ｏ２は、第１軸Ｏ１に直交し、第１アーム部２３１Ａの延在方向に平行な軸である。
すなわち、第２軸Ｏ２まわりに顕微鏡部２１を回転させると、観察対象に対する顕微鏡部２１の光軸の向きが変更される。言い換えれば、顕微鏡部２１による撮像視野がＸ軸方向（図１）に移動する。このため、第２関節部２３２Ｂは、顕微鏡部２１による撮像視野を移動させる関節部である。 The first arm portion 231A extends from a side surface of the first joint portion 232A in a direction orthogonal to the first axis O1, and supports the first joint portion 232A (fixed portion) at a distal end.
The second joint portion 232B is connected to the proximal end of the first arm portion 231A at a movable portion (not shown) located on the distal end side, and is fixed at a proximal end side (a side close to the base portion 22). (Not shown) to the second arm 231B. In the second joint portion 232B, the movable portion is rotatable about the second axis O2 with respect to the fixed portion via a bearing (not shown). Therefore, the second joint 232B enables the first arm 231A (the microscope 21) to rotate around the second axis O2.
Here, the second axis O2 is an axis orthogonal to the first axis O1 and parallel to the extending direction of the first arm portion 231A.
That is, when the microscope unit 21 is rotated around the second axis O2, the direction of the optical axis of the microscope unit 21 with respect to the observation target is changed. In other words, the field of view taken by the microscope unit 21 moves in the X-axis direction (FIG. 1). Therefore, the second joint 232 </ b> B is a joint that moves the imaging field of view of the microscope unit 21.

第２アーム部２３１Ｂは、第１，第２軸Ｏ１，Ｏ２に直交する方向に延在し、先端にて第２関節部２３２Ｂ（固定部）を支持する。
第３関節部２３２Ｃは、先端側に位置する可動部２３５（図５Ａ，図５Ｂ，図６参照）にて第２アーム部２３１Ｂの基端に接続し、基端側に位置する固定部２３６（図５Ａ，図５Ｂ，図６参照）にて第３アーム部２３１Ｃに接続する。そして、第３関節部２３２Ｃにおいて、可動部２３５は、ベアリング２３７（図６参照）を介し、固定部２３６に対して、第３軸Ｏ３を中心として回転可能とする。このため、第３関節部２３２Ｃは、第３軸Ｏ３まわりに第２アーム部２３１Ｂ（顕微鏡部２１）を回転可能とする。
ここで、第３軸Ｏ３は、第１，第２軸Ｏ１，Ｏ２に直交（第２アーム部２３１Ｂの延在方向に平行）する軸である。
すなわち、第３軸Ｏ３まわりに顕微鏡部２１を回転させると、観察対象に対する顕微鏡部２１の光軸の向きが変更される。言い換えれば、顕微鏡部２１による撮像視野がＸ軸方向に直交するＹ軸方向（図１）に移動する。このため、第３関節部２３２Ｃは、顕微鏡部２１による撮像視野を移動させる関節部である。 The second arm portion 231B extends in a direction orthogonal to the first and second axes O1 and O2, and supports the second joint portion 232B (fixed portion) at a distal end.
The third joint portion 232C is connected to the base end of the second arm portion 231B by a movable portion 235 (see FIGS. 5A, 5B, and 6) located on the distal end side, and the fixed portion 236 ( 5A, 5B, and 6) (see FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 6). Then, in the third joint portion 232C, the movable portion 235 is rotatable about the third axis O3 with respect to the fixed portion 236 via the bearing 237 (see FIG. 6). For this reason, the third joint 232C enables the second arm 231B (the microscope 21) to rotate around the third axis O3.
Here, the third axis O3 is an axis orthogonal to the first and second axes O1 and O2 (parallel to the extending direction of the second arm portion 231B).
That is, when the microscope unit 21 is rotated around the third axis O3, the direction of the optical axis of the microscope unit 21 with respect to the observation target is changed. In other words, the field of view taken by the microscope unit 21 moves in the Y-axis direction (FIG. 1) orthogonal to the X-axis direction. Thus, the third joint 232C is a joint that moves the field of view of the image captured by the microscope 21.

第３アーム部２３１Ｃは、第２アーム部２３１Ｂの延在方向と略平行な方向に延在し、先端にて第３関節部２３２Ｃ（固定部）を支持する。
第４関節部２３２Ｄは、第２軸Ｏ２に略平行に延在し、一端側に位置する可動部（図示略）にて第３アーム部２３１Ｃの基端に接続し、他端側に位置する固定部（図示略）にて第４アーム部２３１Ｄに接続する。そして、第４関節部２３２Ｄにおいて、可動部は、ベアリング（図示略）を介し、固定部に対して、第４軸Ｏ４を中心として回転可能とする。このため、第４関節部２３２Ｄは、第４軸Ｏ４まわりに第３アーム部２３１Ｃ（顕微鏡部２１）を回転可能とする。
ここで、第４軸Ｏ４は、第３軸Ｏ３に直交し、第２軸Ｏ２に平行な軸である。
すなわち、第４軸Ｏ４まわりに顕微鏡部２１を回転させると、観察対象に対する顕微鏡部２１の高さが調整される。 The third arm portion 231C extends in a direction substantially parallel to the direction in which the second arm portion 231B extends, and supports the third joint portion 232C (fixed portion) at the tip.
The fourth joint portion 232D extends substantially parallel to the second axis O2, is connected to the base end of the third arm portion 231C at a movable portion (not shown) located at one end, and is located at the other end. It is connected to the fourth arm part 231D by a fixing part (not shown). In the fourth joint portion 232D, the movable portion is rotatable around a fourth axis O4 with respect to the fixed portion via a bearing (not shown). Therefore, the fourth joint 232D enables the third arm 231C (the microscope 21) to rotate around the fourth axis O4.
Here, the fourth axis O4 is an axis orthogonal to the third axis O3 and parallel to the second axis O2.
That is, when the microscope unit 21 is rotated about the fourth axis O4, the height of the microscope unit 21 with respect to the observation target is adjusted.

第４アーム部２３１Ｄは、第４軸Ｏ４に直交し、ベース部２２に向けて直線的に延在し、先端にて第４関節部２３２Ｄ（固定部）を支持する。
第５関節部２３２Ｅは、第４軸Ｏ４に略平行に延在し、一端側に位置する可動部（図示略）にて第４アーム部２３１Ｄの基端に接続し、他端側に位置する固定部（図示略）にて第５アーム部２３１Ｅに接続する。そして、第５関節部２３２Ｅにおいて、可動部は、ベアリング（図示略）を介し、固定部に対して、第５軸Ｏ５を中心として回転可能とする。このため、第５関節部２３２Ｅは、第５軸Ｏ５まわりに第４アーム部２３１Ｄ（顕微鏡部２１）を回転可能とする。
ここで、第５軸Ｏ５は、第４軸Ｏ４に平行な軸である。 The fourth arm portion 231D is orthogonal to the fourth axis O4, linearly extends toward the base portion 22, and supports the fourth joint portion 232D (fixed portion) at the tip.
The fifth joint portion 232E extends substantially parallel to the fourth axis O4, is connected to the base end of the fourth arm portion 231D at a movable portion (not shown) located at one end, and is located at the other end. It is connected to the fifth arm part 231E by a fixing part (not shown). In the fifth joint portion 232E, the movable portion is rotatable around a fifth axis O5 with respect to the fixed portion via a bearing (not shown). For this reason, the fifth joint 232E enables the fourth arm 231D (the microscope 21) to rotate around the fifth axis O5.
Here, the fifth axis O5 is an axis parallel to the fourth axis O4.

第５アーム部２３１Ｅは、鉛直方向に延在する第１の部位と、当該第１の部位に対して略直角に屈曲して延在する第２の部位とで構成された略Ｌ字形状を有し、当該第１の部位にて第５関節部２３２Ｅ（固定部）を支持する。
第６関節部２３２Ｆは、鉛直方向に延在し、一端側に位置する可動部（図示略）にて第５アーム部２３１Ｅの第２の部位に接続し、他端側に位置する固定部（図示略）がベース部２２の上面に固定される。そして、第６関節部２３２Ｆにおいて、可動部は、ベアリング（図示略）を介し、固定部に対して、第６軸Ｏ６を中心として回転可能とする。このため、第６関節部２３２Ｆは、第６軸Ｏ６まわりに第５アーム部２３１Ｅ（顕微鏡部２１）を回転可能とする。
ここで、第６軸Ｏ６は、鉛直方向に沿う軸である。 The fifth arm portion 231E has a substantially L-shaped configuration including a first portion extending in the vertical direction and a second portion bent at a substantially right angle to the first portion and extending. And supports the fifth joint 232E (fixed portion) at the first portion.
The sixth joint portion 232F extends in the vertical direction, is connected to the second portion of the fifth arm portion 231E by a movable portion (not shown) located at one end side, and is connected to a fixed portion ( (Not shown) is fixed to the upper surface of the base portion 22. In the sixth joint portion 232F, the movable portion is rotatable around a sixth axis O6 with respect to the fixed portion via a bearing (not shown). For this reason, the sixth joint 232F enables the fifth arm 231E (the microscope 21) to rotate around the sixth axis O6.
Here, the sixth axis O6 is an axis along the vertical direction.

本実施の形態では、上述した支持部２３のイナーシャは、２．５×１０^−３ｋｇｍ^２に設定されている。なお、従来の光学式顕微鏡（支持アーム装置の支持部の先端に患者の術部の微小部位を拡大観察するための拡大光学系が設けられた顕微鏡（例えば、特開２００４−２６７７７４号公報参照））における支持部のイナーシャは、２．５ｋｇｍ^２程度である。すなわち、支持部２３のイナーシャは、従来の光学式顕微鏡に比べて、１／１０００程度に設定されている。
なお、支持部２３のイナーシャは、上述した値に限られず、１×１０^−２ｋｇｍ^２以下であれば、その他の値に設定しても構わない。
このように支持部２３のイナーシャを小さく設定することにより、支持部２３における６自由度の動き（顕微鏡部２１の移動）を円滑にすることができる。 In the present embodiment, the inertia of the support portion 23 is set to 2.5 × 10 ⁻³ kgm ² . In addition, a conventional optical microscope (a microscope provided with a magnifying optical system for magnifying and observing a micro site of a surgical site of a patient at the tip of a support portion of a support arm device (see, for example, JP-A-2004-267774)) In (2), the inertia of the supporting portion is about 2.5 kgm ² . That is, the inertia of the support part 23 is set to about 1/1000 as compared with the conventional optical microscope.
In addition, the inertia of the support portion 23 is not limited to the above value, and may be set to any other value as long as it is 1 × 10 ⁻² kgm ² or less.
By setting the inertia of the support portion 23 small as described above, the movement of the support portion 23 with six degrees of freedom (movement of the microscope section 21) can be made smooth.

表示装置３は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を用いた表示ディスプレイを用いて構成され、顕微鏡部２１から出力され、ベース部２２の内部に設けられた制御装置（図示略）にて各種の画像処理が実行された画像信号に基づく画像を表示する。 The display device 3 is configured using a display using liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence) or the like, is output from the microscope unit 21, and is controlled by a control device (not shown) provided inside the base unit 22. An image based on the image signal on which the image processing has been executed is displayed.

〔医療用観察システムの使用例〕
次に、上述した医療用観察システム１の使用例について説明する。
図２は、医療用観察システム１を用いた手術の状況を模式的に示す図である。
先ず、術者ＯＰは、顕微鏡部２１を把持し、支持部２３における６自由度の動きを利用して、手術台の上に横臥している患者ＰＡの観察対象（図２の例では、患者ＰＡの頭部）の上に顕微鏡部２１を位置付ける。顕微鏡部２１にて撮像された画像は、顕微鏡部２１における光学ズーム機能、及び制御装置（図示略）による電子ズーム機能により、所定の倍率で拡大され、手術室の壁に取り付けられた表示装置３に表示される。
そして、術者ＯＰは、表示装置３に表示された画像を確認しながら、手術を実行する。 [Example of use of medical observation system]
Next, a usage example of the medical observation system 1 described above will be described.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a situation of an operation using the medical observation system 1.
First, the operator OP grasps the microscope unit 21 and utilizes the movement of the support unit 23 with six degrees of freedom to observe the patient PA lying on the operating table (in the example of FIG. 2, the patient PA). The microscope unit 21 is positioned on the head of the PA). The image captured by the microscope unit 21 is enlarged at a predetermined magnification by an optical zoom function of the microscope unit 21 and an electronic zoom function of a control device (not shown), and the display device 3 attached to the wall of the operating room. Will be displayed.
Then, the operator OP performs the operation while checking the image displayed on the display device 3.

ここで、撮像視野を移動する場合での課題について説明する。
図３及び図４は、撮像視野を移動する場合での課題を説明する図である。具体的に、図３は、撮像視野（実視野）ＡＶと顕微鏡部２１との位置関係を示している。図４は、ワーキングディスタンスＷＤ（観察対象から顕微鏡部２１までの距離）と、光学ズーム機能による倍率（変倍比）と、電子ズーム機能による倍率（図４の例では、電子ズーム機能ＯＦＦのみ図示）と、撮像視野ＡＶのサイズとの関係を示している。
例えば、ワーキングディスタンスＷＤが４００ｍｍで、光学ズーム機能による倍率を６倍（変倍比）とした場合（電子ズーム機能ＯＦＦ）には、撮像視野ＡＶのサイズは、図４に示すように、対角で２５ｍｍとなる。そして、撮像視野ＡＶの中央に位置する点ＣＰが撮像視野ＡＶの外に位置する（点ＣＰが表示装置３の画面から消える（画が飛ぶ））まで第２軸Ｏ２（または第３軸Ｏ３）まわりに顕微鏡２１を回転させた場合での第２軸Ｏ２（または第３軸Ｏ３）まわりの角度変化θは、以下の式（１）に示すように、１．８°となる。 Here, a problem in moving the imaging field of view will be described.
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining a problem in moving the imaging field of view. Specifically, FIG. 3 shows a positional relationship between the imaging visual field (actual visual field) AV and the microscope unit 21. FIG. 4 shows only the working distance WD (distance from the observation target to the microscope unit 21), the magnification (magnification ratio) by the optical zoom function, and the magnification by the electronic zoom function (in the example of FIG. 4, only the electronic zoom function is OFF). ) And the size of the imaging visual field AV.
For example, when the working distance WD is 400 mm and the magnification by the optical zoom function is 6 times (magnification ratio is OFF) (the electronic zoom function is OFF), the size of the imaging visual field AV is diagonal as shown in FIG. Is 25 mm. Then, the second axis O2 (or the third axis O3) until the point CP located at the center of the imaging visual field AV is outside the imaging visual field AV (the point CP disappears from the screen of the display device 3 (the image jumps)). The angle change θ about the second axis O2 (or the third axis O3) when the microscope 21 is rotated around is 1.8 ° as shown in the following equation (1).

また、顕微鏡部２１の先端から第２軸Ｏ２までの距離を１００ｍｍとした場合には、角度変化である１．８°は、顕微鏡部２１の先端が３ｍｍ移動することに相当する。すなわち、顕微鏡部２１を１．８°回転させただけで、言い換えれば、顕微鏡部２１の先端を３ｍｍ移動させただけで、画が飛んでしまう。当該画の飛びは、高倍率になるにしたがって、小さい角度変化θ（顕微鏡部２１の先端の少ない移動量）で生じることとなる。
上述したように支持部２３のイナーシャは、極めて小さい値（２．５×１０^−３ｋｇｍ^２）に設定されているため、術者が顕微鏡部２１に弱い力を加えただけで、画が飛んでしまう。このため、本実施の形態では、第２，第３関節部２３２Ｂ，２３２Ｃには、当該画の飛びを抑制するために、ダンパートルク機構４（図５Ａ，図５Ｂ，図６参照）がそれぞれ設けられている。 When the distance from the tip of the microscope unit 21 to the second axis O2 is 100 mm, the angle change of 1.8 ° corresponds to the movement of the tip of the microscope unit 21 by 3 mm. In other words, the image jumps just by rotating the microscope unit 21 by 1.8 °, in other words, by moving the tip of the microscope unit 21 by 3 mm. The jump of the image is caused by a small angle change θ (a small moving amount of the tip of the microscope unit 21) as the magnification becomes higher.
As described above, since the inertia of the support portion 23 is set to an extremely small value (2.5 × 10 ⁻³ kgm ² ), the image is skipped only by the operator applying a weak force to the microscope portion 21. Will be. For this reason, in the present embodiment, the second and third joints 232B and 232C are provided with damper torque mechanisms 4 (see FIGS. 5A, 5B and 6) to suppress the jump of the image. Have been.

〔第３関節部及びダンパートルク機構の構成〕
図５Ａ及び図５Ｂは、第３関節部２３２Ｃ及び当該第３関節部２３２Ｃに設けられたダンパートルク機構４を示す分解斜視図である。具体的に、図５Ａは、基端側（第３アーム部２３１Ｃ側）から見た図である。図５Ｂは、先端側（第２アーム部２３１Ｂ側）から見た図である。図６は、第３関節部２３２Ｃ及びダンパートルク機構４を第３軸Ｏ３に沿う平面にて切断した断面図である。
以下、第２，第３関節部２３２Ｂ，２３２Ｃにそれぞれ設けられたダンパートルク機構４のうち、第３関節部２３２Ｃに設けられたダンパートルク機構４について説明する。
先ず、第３関節部２３２Ｃの構成について説明する。
第３関節部２３２Ｃは、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６に示すように、先端側に位置する可動部２３５と、基端側に位置する固定部２３６と、可動部２３５及び固定部２３６間に介装される一対のベアリング２３７（図６）とを備え、当該一対のベアリング２３７を介し、固定部２３６に対して可動部２３５が回転可能な構造である。 [Configuration of Third Joint and Damper Torque Mechanism]
5A and 5B are exploded perspective views showing the third joint 232C and the damper torque mechanism 4 provided on the third joint 232C. Specifically, FIG. 5A is a diagram viewed from the base end side (the third arm portion 231C side). FIG. 5B is a diagram viewed from the distal end side (the second arm portion 231B side). FIG. 6 is a sectional view of the third joint 232C and the damper torque mechanism 4 cut along a plane along the third axis O3.
Hereinafter, among the damper torque mechanisms 4 provided on the second and third joint portions 232B and 232C, the damper torque mechanism 4 provided on the third joint portion 232C will be described.
First, the configuration of the third joint 232C will be described.
As shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the third joint portion 232C includes a movable portion 235 located on the distal end side, a fixed portion 236 located on the proximal end side, and a portion between the movable portion 235 and the fixed portion 236. And a pair of bearings 237 (FIG. 6) interposed therebetween, and the movable portion 235 can rotate with respect to the fixed portion 236 via the pair of bearings 237.

可動部２３５は、略円筒形状を有し、円筒の中心軸が第３軸Ｏ３に一致する姿勢で先端側が第２アーム部２３１Ｂの基端に固定される。
固定部２３６は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６に示すように、固定部本体２３６１と、回転軸部２３６２（図５Ａ，図６）とを備える。
固定部本体２３６１は、略円柱形状を有し、円柱の中心軸が第３軸Ｏ３に一致する姿勢で基端側が第３アーム部２３１Ｃの先端に固定される。
回転軸部２３６２は、固定部本体２３６１よりも小さい径寸法で構成された略円柱形状を有し、円柱の中心軸が第３軸Ｏ３に一致する姿勢で基端側が固定部本体２３６１の先端側の端面にボルト２３６３（図５Ａ，図５Ｂ，図６）にて固定される。 The movable portion 235 has a substantially cylindrical shape, and the distal end side is fixed to the base end of the second arm portion 231B in a posture in which the central axis of the cylinder coincides with the third axis O3.
As shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the fixing portion 236 includes a fixing portion main body 2361 and a rotating shaft portion 2362 (FIGS. 5A and 6).
The fixing portion main body 2361 has a substantially cylindrical shape, and the base end side is fixed to the distal end of the third arm portion 231C in a posture in which the central axis of the cylinder coincides with the third axis O3.
The rotation shaft portion 2362 has a substantially cylindrical shape having a smaller diameter than the fixed portion main body 2361, and the base end side is the distal end side of the fixed portion main body 2361 in a posture where the center axis of the cylinder coincides with the third axis O3. Is fixed to the end face of the base with bolts 2363 (FIGS. 5A, 5B, 6).

そして、第３関節部２３２Ｃを組み立てた状態では、図６に示すように、回転軸部２３６２が可動部２３５の基端側から当該可動部２３５の内部に挿入され、回転軸部２３６２の外周面と可動部２３５の内周面との間に一対のベアリング２３７が介装された状態となる。なお、一対のベアリング２３７は、第３軸Ｏ３に沿う方向への移動が規制されている。例えば、基端側のベアリング２３７は、回転軸部２３６２の外周面に設けられた円環状の規制部材２３６４（図６）にて基端側への移動が規制されている。
以上の構成により、可動部２３５は、一対のベアリング２３７を介し、固定部２３６に対して、第３軸Ｏ３を中心として回転可能となる。 Then, in a state where the third joint portion 232C is assembled, as shown in FIG. 6, the rotating shaft portion 2362 is inserted into the movable portion 235 from the base end side of the movable portion 235, and the outer peripheral surface of the rotating shaft portion 2362 is formed. A pair of bearings 237 are interposed between the movable portion 235 and the inner peripheral surface. The movement of the pair of bearings 237 in the direction along the third axis O3 is restricted. For example, movement of the bearing 237 on the proximal end side toward the proximal end side is restricted by an annular restricting member 2364 (FIG. 6) provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft portion 2362.
With the configuration described above, the movable portion 235 can rotate around the third axis O3 with respect to the fixed portion 236 via the pair of bearings 237.

次に、ダンパートルク機構４の構成について説明する。
ダンパートルク機構４は、本発明に係る負荷付与機構としての機能を有し、固定部２３６に対して可動部２３５が回転する際に、当該回転方向とは逆方向の負荷を可動部２３５に付与する機構である。このダンパートルク機構４は、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６に示すように、摩擦板４１（図５Ａ，図６）と、波ワッシャ４２と、摩擦スライダ４３とを備える。そして、ダンパートルク機構４は、可動部２６５の基端側の端部と固定部本体２３６１の先端側の端面との間に、摩擦板４１、摩擦スライダ４３、及び波ワッシャ４２の順に配設されている。 Next, the configuration of the damper torque mechanism 4 will be described.
The damper torque mechanism 4 has a function as a load applying mechanism according to the present invention. When the movable section 235 rotates with respect to the fixed section 236, a load in a direction opposite to the rotation direction is applied to the movable section 235. It is a mechanism to do. As shown in FIGS. 5A, 5B, and 6, the damper torque mechanism 4 includes a friction plate 41 (FIGS. 5A and 6), a wave washer 42, and a friction slider 43. The damper torque mechanism 4 is arranged between the base end of the movable portion 265 and the end surface of the fixed portion main body 2361 in the order of the friction plate 41, the friction slider 43, and the wave washer 42. ing.

摩擦板４１は、本発明に係る第１摩擦部材としての機能を有する部材である。具体的に、摩擦板４１は、回転軸部２３６２（規制部材２３６４を含む）を挿通可能とし、可動部２３５と略同一の外径寸法を有する円環状の平板で構成され、可動部２３５の基端側の端部に固定される。なお、摩擦板４１の材料としては、例えば、ステンレス等を例示することができる。 The friction plate 41 is a member having a function as a first friction member according to the present invention. Specifically, the friction plate 41 is configured by an annular flat plate having a rotation shaft portion 2362 (including a regulating member 2364) that can be inserted therein and having an outer diameter substantially the same as that of the movable portion 235. It is fixed to the end on the end side. The material of the friction plate 41 may be, for example, stainless steel.

波ワッシャ４２は、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、回転軸部２３６２（規制部材２３６４を含む）を挿通可能とする円環形状を有する。具体的に、波ワッシャ４２は、基端側（固定部本体２３６１）に向けて凸となる第１湾曲部４２１、及び先端側（摩擦スライダ４３）に向けて凸となる第２湾曲部４２２が円環の中心軸（第３軸Ｏ３）まわりに交互に設けられた板バネで構成され、固定部本体２３６１の先端側の端面、及び摩擦スライダ４３の基端側の端面にそれぞれ係合する（取り付けられる）。
そして、波ワッシャ４２は、固定部本体２３６１における先端側の端面と摩擦スライダ４３との間で第３軸Ｏ３方向に圧縮されることにより、摩擦スライダ４３を摩擦板４１に向けて付勢する。すなわち、波ワッシャ４２は、本発明に係る付勢部材としての機能を有する。
本実施の形態では、第１，第２湾曲部４２１，４２２は、波ワッシャ４２における円環の中心軸まわりに１２０°間隔でそれぞれ設けられている。 As shown in FIG. 5A or 5B, the wave washer 42 has an annular shape that allows the rotation shaft portion 2362 (including the regulating member 2364) to be inserted. Specifically, the wave washer 42 has a first curved portion 421 that is convex toward the base end side (fixed portion main body 2361) and a second curved portion 422 that is convex toward the distal end side (friction slider 43). It is composed of leaf springs provided alternately around the central axis (third axis O3) of the ring, and engages with the end face on the distal end side of the fixed portion main body 2361 and the end face on the base end side of the friction slider 43, respectively ( It is attached).
The wave washer 42 is urged toward the friction plate 41 by being compressed in the direction of the third axis O <b> 3 between the end surface of the fixed portion main body 2361 on the distal end side and the friction slider 43. That is, the wave washer 42 has a function as an urging member according to the present invention.
In the present embodiment, the first and second curved portions 421 and 422 are provided at 120 ° intervals around the center axis of the ring of the wave washer 42.

図７は、波ワッシャ４２と固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３との係合状態を模式的に示す断面図である。なお、図７では、波ワッシャ４２が第３軸方向に圧縮された状態を実線で示し、圧縮されていない状態を破線で示している。
ここで、固定部本体２３６１において、先端側の端面には、図５Ｂに示すように、当該固定部本体２３６１における円柱の中心軸（第３軸Ｏ３）まわりに１２０°間隔で、基端側に向けて窪む３つの第１係合受け部２３６５がそれぞれ形成されている。これら３つの第１係合受け部２３６５には、図７に破線で示すように、３つの第１湾曲部４２１がそれぞれ挿入される。そして、図７に実線で示すように、波ワッシャ４２が固定部本体２３６１における先端側の端面と摩擦スライダ４３との間で第３軸Ｏ３方向に圧縮された際に、第１湾曲部４２１の斜面が第１係合受け部２３６５の縁部分に引っ掛かる。これにより、波ワッシャ４２は、固定部本体２３６１に係合する（取り付けられる）。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an engagement state between the wave washer 42, the fixing portion main body 2361, and the friction slider 43. In FIG. 7, the state where the wave washer 42 is compressed in the third axial direction is indicated by a solid line, and the state where the wave washer 42 is not compressed is indicated by a broken line.
Here, as shown in FIG. 5B, the end surface of the fixing portion main body 2361 on the distal end side is located at 120 ° intervals around the central axis (third axis O3) of the cylinder in the fixing portion main body 2361, and on the base end side. Three first engagement receiving portions 2365 that are depressed toward each other are formed. As shown by broken lines in FIG. 7, three first curved portions 421 are inserted into these three first engagement receiving portions 2365, respectively. Then, as shown by the solid line in FIG. 7, when the wave washer 42 is compressed in the third axis O3 direction between the end surface on the distal end side of the fixed portion main body 2361 and the friction slider 43, the first curved portion 421 The slope is hooked on the edge portion of the first engagement receiving portion 2365. As a result, the wave washer 42 is engaged (attached) to the fixed portion main body 2361.

摩擦スライダ４３は、本発明に係る第２摩擦部材としての機能を有する部材である。具体的に、摩擦スライダ４３は、回転軸部２３６２（規制部材２３６４を含む）を挿通可能とし、可動部２３５と略同一の外径寸法を有する円環状に形成されている。なお、摩擦スライダ４３の材料としては、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂等を例示することができる。
そして、摩擦スライダ４３において、基端側の端面には、図５Ａに示すように、当該摩擦スライダ４３における円環の中心軸（第３軸Ｏ３）まわりに１２０°間隔で、先端側に向けて窪む３つの第２係合受け部４３１が形成されている。これら３つの第２係合受け部４３１には、図７に破線で示すように、３つの第２湾曲部４２２がそれぞれ挿入される。そして、図７に実線で示すように、波ワッシャ４２が固定部本体２３６１における先端側の端面と摩擦スライダ４３との間で第３軸Ｏ３方向に圧縮された際に、第２湾曲部４２２の斜面が第２係合受け部４３１の縁部分に引っ掛かる。これにより、波ワッシャ４２は、摩擦スライダ４３に係合する（取り付けられる）。 The friction slider 43 is a member having a function as a second friction member according to the present invention. Specifically, the friction slider 43 is formed in an annular shape having a rotation shaft portion 2362 (including a regulating member 2364) that can be inserted therethrough and having an outer diameter substantially the same as that of the movable portion 235. As a material of the friction slider 43, for example, POM (polyacetal) resin or the like can be exemplified.
As shown in FIG. 5A, the end surface of the friction slider 43 on the proximal end side is directed toward the distal end at intervals of 120 ° around the central axis (third axis O3) of the ring of the friction slider 43. Three recessed second engagement receiving portions 431 are formed. As shown by broken lines in FIG. 7, three second curved portions 422 are inserted into these three second engagement receiving portions 431, respectively. Then, as shown by the solid line in FIG. 7, when the wave washer 42 is compressed in the third axis O3 direction between the end surface on the distal end side of the fixed portion main body 2361 and the friction slider 43, the second curved portion 422 The slope is hooked on the edge of the second engagement receiving portion 431. As a result, the wave washer 42 is engaged (attached) to the friction slider 43.

また、摩擦スライダ４３において、先端側の端面（本発明に係る摺接面）には、図５Ｂまたは図６に示すように、先端側に膨出し、当該摩擦スライダ４３における円環の中心軸（第３軸Ｏ３）まわりに連続して延びる膨出部４３２が設けられている。この膨出部４３２は、第３軸Ｏ３に沿う平面で切断した断面で見た場合に、図６に示すように、略円弧形状を有する。すなわち、摩擦スライダ４３において、先端側の端面（膨出部４３２）は、曲面状に形成されている。そして、膨出部４３２は、波ワッシャ４２にて摩擦スライダ４３が摩擦板４１に向けて付勢された状態で、摩擦板４１における基端側の端面（本発明に係る摺接面）に当接する。 In addition, as shown in FIG. 5B or FIG. 6, the end surface of the friction slider 43 on the front end side (sliding contact surface according to the present invention) swells toward the front end side, and the center axis ( A bulge 432 extending continuously around the third axis O3) is provided. The bulging portion 432 has a substantially arc shape when viewed in a cross section cut along a plane along the third axis O3, as shown in FIG. That is, in the friction slider 43, the end surface (the bulging portion 432) on the distal end side is formed in a curved surface shape. The bulging portion 432 abuts against a proximal end surface (sliding contact surface according to the present invention) of the friction plate 41 in a state where the friction slider 43 is urged toward the friction plate 41 by the wave washer 42. Touch

以上の構成により、ダンパートルク機構４は、以下のように機能する。
摩擦板４１は、第３軸Ｏ３を中心とする可動部２３５の回転に伴い、当該可動部２３５とともに回転する。一方、摩擦スライダ４３は、図７に示した係合状態により固定部２３６に取り付けられているため、摩擦板４１とともに回転することはない。すなわち、摩擦板４１は、膨出部４３２上を摺動する。このため、摩擦板と摩擦スライダ４３との間には、摩擦が生じる。そして、当該摩擦力により、可動部２３５に対して当該可動部２３５の回転方向とは逆方向の負荷が付与される。 With the above configuration, the damper torque mechanism 4 functions as follows.
The friction plate 41 rotates together with the movable part 235 with the rotation of the movable part 235 about the third axis O3. On the other hand, the friction slider 43 is attached to the fixed portion 236 in the engagement state shown in FIG. That is, the friction plate 41 slides on the bulging portion 432. For this reason, friction occurs between the friction plate and the friction slider 43. Then, a load in a direction opposite to the rotation direction of the movable portion 235 is applied to the movable portion 235 by the frictional force.

なお、第２関節部２３２Ｂに設けられたダンパートルク機構については説明を省略したが、ダンパートルク機構４と同様の構成を有するものである。すなわち、当該ダンパートルク機構は、摩擦板４１と同様の構成を有し、第２関節部２３２Ｂにおける可動部に取り付けられる摩擦板と、波ワッシャ４２と同様の構成を有し、第２関節部２３２Ｂにおける固定部に取り付けられる波ワッシャと、摩擦スライダ４３と同様の構成を有し、摩擦板及び波ワッシャの間に配設される摩擦スライダとを備える。 The description of the damper torque mechanism provided in the second joint portion 232B is omitted, but has the same configuration as the damper torque mechanism 4. That is, the damper torque mechanism has the same configuration as the friction plate 41, has the same configuration as the friction plate attached to the movable portion of the second joint portion 232B, and has the same configuration as the wave washer 42, and has the second joint portion 232B. And a friction slider having the same configuration as the friction slider 43 and provided between the friction plate and the wave washer.

以上説明した本実施の形態に係る医療用観察装置２では、固定部２３６に対して可動部２３５が回転する際には、ダンパートルク機構４により、可動部２３５に対して当該回転方向とは逆方向の負荷が付与される。このため、顕微鏡部２１に弱い力を加えただけでは顕微鏡部２１を移動し難い構造となり、観察対象を高倍率で観察している場合において、画の飛びを抑制することができる。また、ダンパートルク機構４を第２，第３関節部２３２Ｂ，２３２Ｃに設けるだけで、画の飛びを抑制することができるため、構造の簡素化を図ることができる。したがって、本実施の形態に係る医療用観察装置２によれば、構造の簡素化を図りつつ、画の飛びを抑制することができる、という効果を奏する。 In the medical observation device 2 according to the present embodiment described above, when the movable unit 235 rotates with respect to the fixed unit 236, the damper torque mechanism 4 causes the movable unit 235 to rotate in the opposite direction to the rotation direction. A directional load is applied. For this reason, it becomes difficult to move the microscope unit 21 only by applying a weak force to the microscope unit 21, and it is possible to suppress skipping of an image when the observation target is observed at a high magnification. Further, simply by providing the damper torque mechanism 4 at the second and third joint portions 232B and 232C, skipping of an image can be suppressed, so that the structure can be simplified. Therefore, according to the medical observation device 2 according to the present embodiment, there is an effect that skipping of an image can be suppressed while simplifying the structure.

また、本実施の形態に係る医療用観察装置２では、ダンパートルク機構４は、摩擦板４１と、波ワッシャ４２と、摩擦スライダ４３とを備える。すなわち、固体同士の摩擦抵抗を利用した機構であるため、例えば、液体の流体抵抗を利用したダンパートルク機構と比較して、構造をさらに簡素化することができる。また、波ワッシャ４２の付勢力によって摩擦板４１及び摩擦スライダ４３同士が当接しているため、摩擦抵抗がそれほど大きいものにはならず、撮像視野ＡＶの移動（顕微鏡部２１の移動）を円滑に行うことができる。 In the medical observation device 2 according to the present embodiment, the damper torque mechanism 4 includes the friction plate 41, the wave washer 42, and the friction slider 43. That is, since the mechanism uses the frictional resistance between the solids, the structure can be further simplified as compared with, for example, a damper torque mechanism using the fluid resistance of the liquid. Further, since the friction plate 41 and the friction slider 43 are in contact with each other due to the urging force of the wave washer 42, the friction resistance does not become so large, and the movement of the imaging visual field AV (the movement of the microscope unit 21) is smoothly performed. It can be carried out.

ところで、波ワッシャ４２と固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３との係合構造としては、図７に示した係合構造の他、波ワッシャ４２と固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３との一方に突起部を設け、他方に突起部が挿通される孔を設けた構造が考えられる。しかしながら、波ワッシャ４２が固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３間で圧縮されて変形するため、当該変形を考慮して、突起部や孔の形状を工夫する必要がある。
これに対して、本実施の形態に係る医療用観察装置２では、波ワッシャ４２と固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３との係合構造として、図７に示した係合構造を採用している。このため、波ワッシャ４２が変形しても波ワッシャ４２と固定部本体２３６１及び摩擦スライダ４３との係合状態を良好に維持することができる。 By the way, as an engagement structure between the wave washer 42 and the fixed portion main body 2361 and the friction slider 43, in addition to the engagement structure shown in FIG. It is conceivable to provide a structure in which a protrusion is provided and a hole through which the protrusion is inserted is provided on the other side. However, since the wave washer 42 is compressed and deformed between the fixed portion main body 2361 and the friction slider 43, it is necessary to devise the shape of the projection and the hole in consideration of the deformation.
On the other hand, in the medical observation device 2 according to the present embodiment, the engagement structure shown in FIG. 7 is employed as the engagement structure between the wave washer 42, the fixing portion main body 2361, and the friction slider 43. . For this reason, even if the wave washer 42 is deformed, the engagement state between the wave washer 42 and the fixing portion main body 2361 and the friction slider 43 can be favorably maintained.

また、本実施の形態に係る医療用観察装置２では、摩擦スライダ４３の摺接面には、膨出部４３２が形成されている。すなわち、摩擦スライダ４３と摩擦板４１とが平面同士で接触する構成と比較して、接触面積を小さくしている。このため、所謂スティックスリップ現象の発生を抑制し、撮像視野ＡＶの移動（顕微鏡部２１の移動）を円滑に行うことができる。 In the medical observation device 2 according to the present embodiment, the swelling portion 432 is formed on the sliding surface of the friction slider 43. That is, the contact area is reduced as compared with the configuration in which the friction slider 43 and the friction plate 41 contact each other on a flat surface. Therefore, the occurrence of the so-called stick-slip phenomenon can be suppressed, and the movement of the imaging visual field AV (the movement of the microscope unit 21) can be performed smoothly.

また、本実施の形態に係る医療用観察装置２では、ダンパートルク機構４は、撮像視野ＡＶを移動させる第２，第３関節部２３２Ｂ，２３２Ｃにそれぞれ設けられている。このため、上述した画の飛びを抑制するという効果を好適に実現することができる。 In the medical observation device 2 according to the present embodiment, the damper torque mechanism 4 is provided in each of the second and third joints 232B and 232C for moving the imaging visual field AV. For this reason, the above-described effect of suppressing image skipping can be suitably realized.

また、本実施の形態に係る医療用観察装置２では、支持部２３のイナーシャは、２．５×１０^−３ｋｇｍ^２に設定されている。すなわち、このようにイナーシャが極めて小さい値に設定されている場合に画の飛びが生じやすいところ、ダンパートルク機構４を設けることで、当該画の飛びを効果的に抑制することができる。 Further, in the medical observation device 2 according to the present embodiment, the inertia of the support portion 23 is set to 2.5 × 10 ⁻³ kgm ² . That is, when the inertia is set to an extremely small value in this manner, jumping of an image is likely to occur. By providing the damper torque mechanism 4, jumping of the image can be effectively suppressed.

（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態では、本発明に係る負荷付与機構として、ダンパートルク機構４を採用したが、これに限られず、可動部に対して当該可動部の回転方向とは逆方向の負荷を付与する機構であれば、その他の機構を採用しても構わない。すなわち、負荷付与機構としては、上述した実施の形態で説明したダンパートルク機構４のように固体同士の摩擦抵抗を利用した機構に限られず、液体の流体抵抗を利用した機構等を採用しても構わない。また、本発明に係る付勢部材としては、摩擦板４１及び摩擦スライダ４３の一方を他方に向けて付勢する構成であれば、波ワッシャ４２に限られず、その他の付勢部材を採用しても構わない。さらに、ダンパートルク機構４において、摩擦スライダ４３を省略し、摩擦板４１と波ワッシャ４２とが直接、摺接する構成としても構わない。 (Other embodiments)
The embodiments for carrying out the present invention have been described above, but the present invention should not be limited only to the above-described embodiments.
In the above-described embodiment, the damper torque mechanism 4 is employed as the load applying mechanism according to the present invention. However, the present invention is not limited to this. Other mechanisms may be used as long as they are mechanisms. That is, the load applying mechanism is not limited to the mechanism using the frictional resistance between solids like the damper torque mechanism 4 described in the above-described embodiment, but may be a mechanism using the fluid resistance of the liquid. I do not care. The urging member according to the present invention is not limited to the wave washer 42 as long as one of the friction plate 41 and the friction slider 43 is urged toward the other, and other urging members may be used. No problem. Further, in the damper torque mechanism 4, the friction slider 43 may be omitted, and the friction plate 41 and the wave washer 42 may be in direct sliding contact.

図８は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。
上述した実施の形態に係るダンパートルク機構４は、摩擦板４１が可動部２３５に取り付けられ、固定部２３６側から波ワッシャ４２にて摩擦スライダ４３を摩擦板４１に付勢するように構成されていたが、これに限られず、図８に示すダンパートルク機構４Ａを採用しても構わない。
ダンパートルク機構４Ａは、図８に示すように、摩擦スライダ４３が可動部（図示略）に取り付けられ、固定部（図示略）側から波ワッシャ４２にて摩擦板４１を摩擦スライダ４３に付勢するように構成されている。
ここで、本変形例に係る摩擦板４１において、固定部側の端面には、当該摩擦板４１における円環の中心軸まわりに１２０°間隔で、固定部側に突出する突起部４１１が形成されている。また、本変形例に係る波ワッシャ４２において、第２湾曲部４２２には、当該波ワッシャ４２における円環の中心軸まわりに１２０°間隔で、外周端部から内側に向けて切り欠かれた切り欠き部４２２Ａがそれぞれ形成されている。そして、３つの切り欠き部４２２Ａに３つの突起部４１１がそれぞれ挿通されることにより、波ワッシャ４２と摩擦板４１とが係合する。なお、波ワッシャ４２と固定部（図示略）との係合は、上述した実施の形態と同様である。
このような構成では、摩擦スライダ４３は、可動部の回転に伴い、当該可動部とともに回転する。一方、摩擦板４１は、波ワッシャ４２を介して固定部に取り付けられているため、摩擦スライダ４３とともに回転することはない。すなわち、摩擦スライダ４３は、膨出部４３２が摩擦板４１に当接した状態で、摩擦板４１における可動部側の端面上を摺動する。 FIG. 8 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.
The damper torque mechanism 4 according to the above-described embodiment is configured such that the friction plate 41 is attached to the movable portion 235 and the friction slider 43 is urged to the friction plate 41 by the wave washer 42 from the fixed portion 236 side. However, the present invention is not limited to this, and a damper torque mechanism 4A shown in FIG. 8 may be employed.
In the damper torque mechanism 4A, as shown in FIG. 8, a friction slider 43 is attached to a movable portion (not shown), and the friction plate 41 is urged against the friction slider 43 by a wave washer 42 from a fixed portion (not shown). It is configured to be.
Here, in the friction plate 41 according to the present modification, the protrusions 411 projecting toward the fixed portion are formed on the end surface on the fixed portion side at intervals of 120 ° around the center axis of the ring of the friction plate 41. ing. In the wave washer 42 according to the present modification, the second curved portion 422 has a notch cut inward from the outer peripheral end at an interval of 120 ° around the center axis of the ring of the wave washer 42. Each of the notches 422A is formed. Then, by inserting the three protrusions 411 into the three notches 422A, the wave washer 42 and the friction plate 41 are engaged. The engagement between the wave washer 42 and the fixing portion (not shown) is the same as in the above-described embodiment.
In such a configuration, the friction slider 43 rotates together with the movable part with the rotation of the movable part. On the other hand, since the friction plate 41 is attached to the fixed portion via the wave washer 42, the friction plate 41 does not rotate with the friction slider 43. That is, the friction slider 43 slides on the end surface of the friction plate 41 on the movable portion side in a state where the bulging portion 432 is in contact with the friction plate 41.

上述した実施の形態では、第２，第３関節部２３２Ｂ，２３２Ｃに同一の構成のダンパートルク機構４をそれぞれ設けていたが、これに限られず、異なる構成のダンパートルク機構をそれぞれ設けても構わない。例えば、ダンパートルク機構４を第３関節部２３２Ｃに設け、ダンパートルク機構４Ａを第２関節部２３２Ｂに設けても構わない。 In the above-described embodiment, the damper torque mechanisms 4 having the same configuration are provided in the second and third joint portions 232B and 232C. However, the present invention is not limited to this, and damper torque mechanisms having different configurations may be provided. Absent. For example, the damper torque mechanism 4 may be provided on the third joint 232C, and the damper torque mechanism 4A may be provided on the second joint 232B.

上述した実施の形態では、摩擦板４１及び摩擦スライダ４３における各摺接面のうち、摩擦スライダ４３の摺接面を摩擦板４１に向けて凸となる曲面状に形成（膨出部４３２を形成）していたが、これに限られず、摩擦板４１の摺接面を摩擦スライダ４３に向けて凸となる曲面状に形成してもよく、あるいは、摩擦板４１及び摩擦スライダ４３の双方の摺接面を他方の摺接面に向けて凸となる曲面状にそれぞれ形成しても構わない。 In the embodiment described above, of the respective sliding contact surfaces of the friction plate 41 and the friction slider 43, the sliding contact surface of the friction slider 43 is formed into a curved surface protruding toward the friction plate 41 (the bulging portion 432 is formed). However, the present invention is not limited to this, and the sliding contact surface of the friction plate 41 may be formed in a curved surface convex toward the friction slider 43, or the sliding surfaces of both the friction plate 41 and the friction slider 43 may be formed. The contact surfaces may each be formed in a curved shape protruding toward the other sliding contact surface.

上述した実施の形態において、第１〜第６関節部２３２Ａ〜２３２Ｆの少なくともいずれかの関節部にモータを設け、当該モータの回転を可動部に伝達し、支持部２３を動作させる構成を採用しても構わない。また、モータと可動部との間に電磁クラッチを設け、当該電磁クラッチの動作を制御することにより、モータから可動部への回転の伝達及び遮断を切り替える構成を採用しても構わない。さらに、第１〜第６関節部２３２Ａ〜２３２Ｆに電磁ブレーキをそれぞれ設け、各電磁ブレーキの動作を制御することにより、第１〜第６関節部２３２Ａ〜２３２Ｆにおける各可動部の回転を停止させた状態、及び当該回転を許容する状態を切り替える構成を採用しても構わない。 In the above-described embodiment, a configuration is adopted in which a motor is provided in at least one of the first to sixth joints 232A to 232F, the rotation of the motor is transmitted to the movable unit, and the support unit 23 is operated. It does not matter. Further, a configuration may be adopted in which an electromagnetic clutch is provided between the motor and the movable portion, and the operation of the electromagnetic clutch is controlled to switch transmission and cutoff of rotation from the motor to the movable portion. Further, the first to sixth joints 232A to 232F are provided with electromagnetic brakes, respectively, and the operation of each electromagnetic brake is controlled to stop the rotation of each movable part in the first to sixth joints 232A to 232F. A configuration for switching between a state and a state in which the rotation is allowed may be adopted.

１医療用観察システム
２医療用観察装置
３表示装置
４，４Ａダンパートルク機構
２１顕微鏡部
２２ベース部
２３支持部
４１摩擦板
４２波ワッシャ
４３摩擦スライダ
２２１キャスター
２３１Ａ〜２３１Ｅ第１〜第５アーム部
２３２Ａ〜２３２Ｆ第１〜第６関節部
２３５可動部
２３６固定部
２３７ベアリング
４１１突起部
４２１，４２２第１，第２湾曲部
４２２Ａ切り欠き部
４３１第２係合受け部
４３２膨出部
２３６１固定部本体
２３６２回転軸部
２３６３ボルト
２３６４規制部材
２３６５第１係合受け部
ＡＶ撮像視野
ＣＰ点
Ｏ１〜Ｏ６第１〜第６軸
ＯＰ術者
ＰＡ患者
ＷＤワーキングディスタンス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical observation system 2 Medical observation device 3 Display device 4, 4A Damper torque mechanism 21 Microscope part 22 Base part 23 Support part 41 Friction plate 42 Wave washer 43 Friction slider 221 Casters 231A to 231E First to fifth arm parts 232A To 232F First to sixth joint portions 235 Movable portion 236 Fixed portion 237 Bearing 411 Projection portion 421, 422 First and second curved portion 422A Notch portion 431 Second engagement receiving portion 432 Swelling portion 2361 Fixed portion main body 2362 Rotating shaft portion 2363 Bolt 2364 Restriction member 2365 First engagement receiving portion AV Imaging visual field CP points O1 to O6 First to sixth axes OP Operator PA Patient WD Working distance

Claims

An imaging unit that enlarges an observation target to be able to take an image and outputs an image signal according to the imaging;
It has a plurality of arm units, and a plurality of joints connecting the plurality of arm units, and includes a support unit that supports the imaging unit at a distal end,
The joint is
A fixing portion fixed to one of the two arm portions connected to each other;
A movable portion fixed to the other arm portion of the two arm portions and rotatable with respect to the fixed portion,
At least one joint of the plurality of joints includes
When the movable portion rotates with respect to the fixed portion, a load applying mechanism that applies a load in a direction opposite to the rotation direction to the movable portion is provided,
The load applying mechanism,
A friction plate attached to one of the fixed part and the movable part,
An urging member attached to the other of the fixed part and the movable part,
A medical device comprising: a friction slider urged toward the friction plate by the urging member and slidingly contacting the friction plate when the movable portion rotates with respect to the fixed portion. Observation device.

The urging member,
A first curved portion convex toward the other of the fixed portion and the movable portion, and a leaf spring having a second curved portion convex toward the friction slider ;
In the other of the fixed part and the movable part,
The first bending portion is inserted, and a first engagement receiving portion that engages with the first bending portion is provided.
In the friction slider ,
The medical observation device according to claim 1, wherein the second bending portion is inserted, and a second engagement receiving portion that engages with the second bending portion is provided.

At least one of the sliding contact surfaces of the friction plate and the friction slider that are in sliding contact with each other,
The medical observation device according to claim 1, wherein the medical observation device is formed in a curved shape that is convex toward the other sliding contact surface.

The load applying mechanism,
Of the plurality of joints, the joint is located at the distal end side of the support unit, and is provided at a joint that moves an imaging field of view of the imaging unit by rotating the movable unit with respect to the fixed unit. The medical observation device according to any one of claims 1 to 3, wherein

The inertia of the support portion is
The medical observation device according to claim 1, wherein the medical observation device is 1 × 10 ⁻² kgm ² or less.

A medical observation device according to any one of claims 1 to 5,
A display device for displaying an image based on the image signal output from the medical observation device.