JPH06258580A - 手術用顕微鏡支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単且つコンパクトな構成で顕微鏡部の観察位
置を適宜変更可能な低価格な手術用顕微鏡支持装置を提
供する。 【構成】平行四辺形リンク機構４３と、回転モーメント
調整装置４５とを備えており、回転モーメント調整装置
は、架台６５上に固定されたガイド枠６７と、このガイ
ド枠上に、そのガイド方向（Ｓ）に軸方向を整合して枢
支されたねじ６９と、このねじに螺合され且つガイド枠
に摺動自在に支持された摺動子７１とを備える。摺動子
は、ねじを所定方向に回動させることで、ねじに沿って
移動可能であると共に、ねじの回動に伴って回動しない
ようにガイド枠上に摺動自在に支持されている。摺動子
は、スプリング部材７３を介して第２の回動軸４９に接
続されている。ねじの一端側には、ねじを回動するモー
タ７５が配され、他端側には、ねじ部８１に螺合された
目盛り管８３と調整ハンドル７９とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡部を移動可能に
支持する手術用顕微鏡支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、手術用顕微鏡に用いられている支
持装置は、顕微鏡部を３次元空間内で任意の位置に移動
できるように構成されている。例えば、上下に移動させ
る構造として支持装置には、顕微鏡部の観察角度を変え
ずに任意の位置に手動で且つ小さな力量で移動可能であ
ると共に、その任意の位置で保持可能に、リンクの一辺
が垂直支持体に固定され且つその対辺のリンクに顕微鏡
部が取り付けられた平行四辺形リンク機構と、顕微鏡部
の荷重によって平行四辺形リンク機構の４つの回動軸に
発生する回転モーメントに対して逆の回転モーメントを
前記回動軸に与えて、これら両回転モーメントを互いに
相殺させるように、例えばコイルスプリングやガススプ
リング又はカウンタ重り等の回転モーメント付加部材と
が設けられている。

【０００３】ところで、顕微鏡を用いた手術のうち、特
に、脳神経外科の分野で行われる頭蓋内深部への手術に
おいて、術部へのアプローチ方法や術者及び患者の姿勢
を原因とする疲労等を考慮して、顕微鏡部の観察角度を
鉛直に近い状態で使用する場合がある。この場合、出血
等の異常に対して即座に対処するために、頭蓋内の深い
術部から頭皮までに亘って、迅速且つ頻繁に、観察位置
を上下方向に大きく変更させる必要がある。このため、
術者は、手動操作を介して平行四辺形リンク機構を上下
方向に頻繁に回動させ、顕微鏡部を上下に大きく位置変
更（以下、粗動と称する）させなければならない。

【０００４】また、本分野における術部は、他の分野に
比べて体表からかなり深い位置にあるため、手術に長時
間を要すると共に、手動操作による上下方向への粗動
は、術者に過度な疲労を与えることになる。このため、
手動操作を行うことなく、床面に配置されたフットスイ
ッチ等を介して顕微鏡部の上下粗動を制御可能な支持装
置が要求されている。かかる要求を満足するために、図
９及び図１０に示すような支持装置が知られている。図
９に示すように、この支持装置は、平行四辺形リンク機
構１と、この平行四辺形リンク機構１を所定方向に回動
自在に支持する架台部３とを備えている。

【０００５】平行四辺形リンク機構１は、四隅に配置さ
れた回動軸５を連結して平行四辺形状に構成された第１
ないし第４のリンク７，９，１１，１３を備えている。
なお、第３のリンク１１には、術部（図示しない）を観
察するための顕微鏡部１５が取り付けられている。

【０００６】架台部３は、第１のリンク７を構成する垂
直支持体１７と、この垂直支持体１７を水平回動可能に
支持する水平支持体１９と、この水平支持体１９を上下
移動可能に支持する支柱２１とを備えている。具体的に
は、垂直支持体１７は、水平支持体１９から上方に突出
した第１垂直軸２３上に嵌着された状態で水平支持体１
９上に水平回動可能に支持されており、また、水平支持
体１９は、この水平支持体１９から下方に突出した第２
垂直軸２５を支柱２１に嵌着させた状態で支柱２１上に
上下移動可能に支持されている。

【０００７】なお、平行四辺形リンク機構１の付加的構
成として第２及び第３のリンク９，１１が連結された回
動軸５と垂直支持体１７との間には、スプリング部材２
７が介装されている。

【０００８】また、支柱２１内には、上下移動可能に重
り２９が内蔵されており、この重り２９の重さは、顕微
鏡部１５と、平行四辺形リンク機構１と、垂直支持体１
７と、第１及び第２垂直軸２３，２５を有する水平支持
体１９とを合わせた総重量に等しく設定されている。ま
た、この支柱２１内には、第１及び第２のプーリ３１，
３３に掛け渡された少なくとも１本のベルト３５が走行
可能に配置されており、その一端は、重り２９の上部端
に接続され、その他端は、第２垂直軸２５を介して水平
支持体１９に接続されている。この結果、重り２９は、
支柱２１内に上下移動可能に懸架された状態に維持され
る。

【０００９】図１０には、第１のプーリ３１の部分を断
面した側面図が示されており、第１のプーリ３１は、支
柱２１に支持されたモータ３７から延出した駆動軸３９
によって回動可能に支持されており、モータ３７と第１
のプーリ３１との間の駆動軸３９には、スリップ機構４
１が介装されている。以下、上述した支持装置の動作に
ついて説明する。

【００１０】顕微鏡部１５の上下粗動を行う場合におい
て、フットスイッチを介して操作入力を行うと、モータ
３７から発生した駆動力は、駆動軸３９を介して第１の
プーリ３１に伝達される。第１のプーリ３１が所定の方
向に回動すると、この回動に伴ってベルトが所定方向に
走行して、重り２９を所定方向に上下移動させる。この
結果、重り２９と釣り合い状態にある平行四辺形リンク
機構１と垂直支持体１７と水平支持体１９とが、共に、
支柱２１に対して上方又は下方に移動して、顕微鏡部１
５の上下粗動が行われる。なお、上下粗動時、過大な外
力が加わった場合には、スリップ機構４１が作動して、
モータ３７への外力の伝達を遮断する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９及
び図１０に示すような装置では、回転モーメントの釣り
合いのとれた平行四辺形リンク機構１以外の上下粗動専
用の可動部と、荷重釣り合い装置と、過大な外力からモ
ータ３７を保護するためのスリップ機構４１とが必要と
なる。このため、装置が大型化、複雑化し、また、製造
コストも上昇してしまうという問題が生じている。

【００１２】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、簡単且つコンパクトな構成で
顕微鏡部の観察位置を適宜変更可能な低価格な手術用顕
微鏡支持装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、顕微鏡部の荷重によって発生する
第１の回転モーメントとは逆方向の第２の回転モーメン
トを少なくとも１つの回動軸に対して与える回転モーメ
ント付加部材を備えており、前記回動軸に対して前記第
１及び第２の回転モーメントを釣り合わせた状態で前記
顕微鏡部を３次元空間内で任意に移動可能な手術用顕微
鏡支持装置において、

【００１４】前記第２の回転モーメントの大きさを変化
させて、前記第１及び第２の回転モーメントの釣り合い
状態を崩し、前記第１及び第２の回転モーメントの間に
差を生じさせることによって、前記顕微鏡部を前記回動
軸に対して所定方向に回動させる機能を有する回転モー
メント調整装置を備える。

【００１５】

【作用】回転モーメント調整装置によって、第２の回転
モーメントの大きさを変化させて、第１及び第２の回転
モーメントの釣り合い状態を崩し、第１及び第２の回転
モーメントの間に差を生じさせることによって、顕微鏡
部を回動軸に対して所定方向に回動させる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る手術用顕
微鏡支持装置について、図１及び図２を参照して説明す
る。図１に示すように、本実施例の手術用顕微鏡支持装
置は、平行四辺形リンク機構４３と、回転モーメント調
整装置４５とを備えている。

【００１７】平行四辺形リンク機構４３は、四隅に配置
された第１ないし第４の回動軸４７，４９，５１，５３
を連結して平行四辺形状に構成された第１ないし第４の
リンク５５，５７，５９，６１を備えており、第１のリ
ンク５５を架台に固定させた状態で回動可能に配置され
ている。なお、第３のリンク５９には、術部（図示しな
い）を観察するための顕微鏡部６３が取り付けられてい
る。

【００１８】回転モーメント調整装置４５は、架台６５
上に固定されたガイド枠６７と、このガイド枠６７上
に、そのガイド方向（図中矢印Ｓで示す方向）に軸方向
を整合させた状態で枢支されたねじ６９と、このねじ６
９に螺合され且つガイド枠６７に摺動自在に支持された
摺動子７１とを備えている。

【００１９】この摺動子７１は、ねじ６９を所定方向に
回動させることによって、ねじ６９に沿ってガイド方向
（Ｓ）に移動可能に構成されていると共に、ねじ６９の
回動に伴って回動しないようにガイド枠６７上に摺動自
在に支持されている。

【００２０】このような摺動子７１は、スプリング部材
７３を介して第２の回動軸４９に接続されている。この
結果、摺動子７１と第２の回動軸４９との間は、常時、
付勢された状態に維持されている。

【００２１】また、回転モーメント調整装置４５には、
ねじ６９の一端に対して同軸上に配置され且つ架台６５
上に固定されたモータ７５と、このモータ７５に隣接さ
れたロータリーエンコーダ７７と、ねじ６９の他端の延
長上に設けられ且つ架台６５から外方に露出された調整
ハンドル７９と、ねじ６９の他端と調整ハンドル７９と
の間の軸上に形成されたねじ部８１に螺合された目盛り
管８３とが設けられている。

【００２２】なお、ねじ部８１のねじピッチは、上述し
たねじ６９のねじピッチよりも小さく構成されている。
また、目盛り管８３は、ねじ部８１の回動に伴って回動
しないように、その回動が規制された状態で架台６５上
に設けられており、その途中から架台６５外方に露出さ
れている。また、目盛り管８３には、数値の目盛り（図
示しない）が付けられている。図２には、回転モーメン
ト調整装置４５の制御回路のブロック図が示されてい
る。

【００２３】参照符号８５は、モータ回転回数計数回路
であり、このモータ回転回数計数回路８５は、後述する
モータ駆動回路８７から出力されるモータ駆動方向信号
（ａ）及びリセット信号（ｂ）と共に、ロータリーエン
コーダ７７から出力されたモータ回転信号（ｃ）を入力
して、モータ回転回数信号（ｄ）をモータ回転回数比較
回路８９に出力する機能を有する。モータ回転回数比較
回路８９は、モータ回転回数信号（ｄ）を入力して、モ
ータ駆動信号（ｅ）をモータ駆動回路８７に出力する機
能を有する。

【００２４】モータ駆動回路８７は、モータ７５の駆動
用電源を包含しており、モータ駆動信号（ｅ）を入力し
て、モータ７５に駆動電源（ｆ）を供給すると共に、上
述したモータ駆動方向信号（ａ）及びリセット信号
（ｂ）を出力する機能を有する。なお、参照符号９１
は、フットスイッチであり、モータ駆動回路８７と電気
的に接続されている。次に、本実施例の手術用顕微鏡支
持装置の動作について説明する。

【００２５】いま、顕微鏡部６３の付属ユニット（図示
しない）が変更され、平行四辺形リンク機構４３の第１
ないし第４の回動軸４７，４９，５１，５３に作用する
顕微鏡部６３の荷重による第１の回転モーメント (Ｍ1)
と、スプリング部材７３の付勢力（Ｆ）による第２の回
転モーメント (Ｍ2)との釣り合いが大きく崩れた場合、
釣り合いと取るべく調整ハンドル７９を所定方向に回動
すると、これに伴ってねじ６９及びねじ部８１が回動
し、摺動子７１及び目盛り管８３が、夫々対応する軸方
向に移動する。

【００２６】このとき、摺動子７１の移動に伴いスプリ
ング部材７３の支点が移動することによって、スプリン
グ部材７３の付勢力（Ｆ）に対応した第２の回転モーメ
ント(Ｍ2)の大きさが変化する。このため、操作者の官
能によって第１及び第２の回転モーメント（Ｍ1 、Ｍ2)
の釣り合いがとれる同時に、架台６５からの目盛り管８
３の露出程度が変化して目視可能な数値の目盛りが、こ
の時の顕微鏡部６３の荷重に釣り合うスプリング部材７
３の支点位置を示す。これを初期位置とする。

【００２７】次に、顕微鏡部６３を上方に粗動させるた
めに、フットスイッチ９１を介して粗動方向をモータ駆
動回路８７に入力する。モータ駆動回路８７は、駆動電
源（ｆ）をモータ７５に供給すると共に、モータ駆動方
向信号（ａ）をモータ回転回数計数回路８５に出力す
る。

【００２８】この結果、モータ７５は、顕微鏡部６３を
上昇させるように回転モーメントが変化する方向（以
下、上方粗動方向と称する）に回動すると共に、モータ
７５に隣接されたロータリーエンコーダ７７からモータ
回転信号（ｃ）がモータ回転回数計数回路８５に出力さ
れる。モータ回転信号（ｃ）は、モータ７５の初期位置
から現在位置までの回転回数を正の値としてパルス数で
示した信号である。

【００２９】モータ回転回数計数回路８５は、モータ駆
動方向信号（ａ）を受けて、モータ７５の回動方向が上
方粗動方向と一致している場合、モータ回転信号（ｃ）
のパルス数を前回検出したパルス数に加算し、一致して
いない場合、減算することによって、初期位置から現在
位置までのモータ７５の回転回数を検出して、正の値と
してモータ回転回数信号（ｄ）をモータ回転回数比較回
路８９に出力する。

【００３０】モータ回転回数比較回路８９には、可変抵
抗器（図示しない）が接続されており、可変抵抗器にお
いて、手術用顕微鏡の準備段階で第１及び第２の回転モ
ーメント (Ｍ1 、Ｍ2)の差によって、顕微鏡部６３を操
作者にとって最適な速度で粗動させる位置（以下、粗動
位置と称する）までモータ７５を回動させるモータ回転
回数が設定される。

【００３１】このため、モータ回転回数比較回路８９
は、モータ回転回数信号（ｄ）と可変抵抗器で設定され
たモータ回転回数とを比較して、前者が後者よりも小さ
ければ上方粗動方向と同一方向にモータ７５を回動させ
るようにモータ駆動信号（ｅ）をモータ駆動回路８７に
出力する。また、前者が後者よりも大きければ逆方向に
モータ７５を回動させるようにモータ駆動信号（ｅ）を
出力する。即ち、モータ回転回数比較回路８９は、モー
タ７５の回転回数と予め設定されたモータ回転回数とを
等しくさせるようにモータ駆動信号（ｅ）をモータ駆動
回路８７に出力し、両者が等しくなったときモータ７５
の駆動を停止させるようにモータ駆動信号（ｅ）をモー
タ駆動回路８７に出力する。

【００３２】モータ７５が必要回転回数まで回動する
と、ねじ６９は必要量回動して、このねじ６９の回動に
よって、摺動子７１が予め設定された上方粗動位置まで
移動する。この結果、第１の回転モーメント (Ｍ1)が第
２の回転モーメント (Ｍ2)に打ち勝って顕微鏡部６３を
上昇させる。

【００３３】顕微鏡部６３を下方に粗動させる場合、モ
ータ７５を下方粗動方向に必要回転回数まで回動させる
と、ねじ６９が必要量回動し、このねじ６９の回動によ
って摺動子７１が予め設定された下方粗動位置まで移動
する。この結果、第２の回転モーメント (Ｍ2)が第１の
回転モーメント (Ｍ1)に打ち勝って顕微鏡部６３を下降
させる。

【００３４】フットスイッチ９１を介して粗動方向をモ
ータ駆動回路８７に入力している間は、顕微鏡部６３は
粗動を続けるが、停止させる場合には、フットスイッチ
９１の入力を止めることによって、モータ駆動回路８７
から駆動電源（ｆ）がモータ７５に出力されると共に、
モータ駆動方向信号（ａ）とリセット信号（ｂ）とがモ
ータ回転回数計数回路８５に出力される。

【００３５】この結果、モータ７５は、顕微鏡部６３を
初期位置に復帰させるように回転モーメントが変化する
方向（以下、初期位置復帰方向と称する）に回動すると
共に、モータ７５に隣接されたロータリーエンコーダ７
７からモータ回転信号（ｃ）がモータ回転回数計数回路
８５に出力される。モータ回転信号（ｃ）は、顕微鏡部
６３が上方又は下方粗動位置から現在位置までの回転回
数を正の値としてパルス数で示した信号である。

【００３６】モータ回転回数計数回路８５は、リセット
信号（ｂ）に基づいて現在までのモータ７５の回転回数
をゼロにリセットした後、モータ駆動方向信号（ａ）を
受けて、モータ７５の回動方向が初期位置復帰方向と一
致している場合、モータ回転信号（ｃ）のパルス数を前
回検出したパルス数に加算し、一致していない場合、減
算することによって、上方又は下方粗動位置から現在位
置までのモータ７５の回転回数を検出して、正の値とし
てモータ回転回数信号（ｄ）をモータ回転回数比較回路
８９に出力する。

【００３７】また、モータ回転回数比較回路８９には、
上述したように粗動時のモータ７５の必要回転回数が設
定されているため、モータ回転回数比較回路８９は、上
記モータ回転回数信号（ｄ）と上記可変抵抗器により設
定されたモータ回転回数とを比較して、前者が後者より
小さければ初期位置復帰方向と同一方向にモータ７５を
回動させるようにモータ駆動信号（ｅ）をモータ駆動回
路８７に出力する。また、前者が後者よりも大きければ
逆方向にモータ７５を回動させるようにモータ駆動信号
（ｅ）を出力する。

【００３８】モータ７５が必要回転回数まで回動する
と、ねじ６９は必要量回動して、このねじ６９の回動に
よって、摺動子７１が初期位置まで移動する。この結
果、第１の回転モーメント (Ｍ1)と第２の回転モーメン
ト (Ｍ2)とが相殺して、粗動していた顕微鏡部６３は任
意の位置で停止される。なお、スプリング部材７３は、
コイルスプリングでもガススプリングでも同様の作用が
得られる。

【００３９】このように本実施例の手術用顕微鏡支持装
置では、手動によって、回転モーメントの釣り合いのと
れた平行四辺形リンク機構４３を回動することによっ
て、上下に観察位置を変更することができるだけでな
く、スプリング部材７３の支点をずらして平行四辺形リ
ンク機構４３の第１ないし第４の回動軸４７，４９，５
１，５３に作用する回転モーメント (Ｍ1 、Ｍ2)の釣り
合いを崩すことによって、上下粗動を行うことができる
ため、上下粗動専用の可動部と荷重釣り合い装置とを必
要としない。更に、外部から過大な力が加わっても平行
四辺形リンク機構４３の第１ないし第４の回動軸４７，
４９，５１，５３に対する回転モーメントの大きさが変
化するだけで、モータ７５は何等支障も来さないため、
従来のようなスリップ機構４１（図１０参照）を必要と
しない。この結果、従来の装置に比べてその構成が簡略
化し且つ製造コストも安価となる装置を提供することが
できる。

【００４０】また、本実施例の装置において、回転モー
メント調整装置４５の目盛り管８３の位置は調整ハンド
ル７９の近傍に配置されており、且つ、その輪郭は、円
形に構成されている。このため、目盛り管８３に付され
た数値の目盛りは、いかなる方向からも認識し易くなっ
ている。更に、目盛り管８３は、スプリング支点位置の
変化よりも小さく目盛りが変化するように構成されてい
るため、小型に構成することができる。

【００４１】次に、本発明の第２の実施例に係る手術用
顕微鏡支持装置について、図３を参照して説明する。な
お、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成
には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施例
の手術用顕微鏡支持装置には、架台６５を中心にして左
右に、平行四辺形リンク機構４３と、回転モーメント調
整装置４５とが配置されている。本実施例の場合、第４
のリンク６１は、架台６５を越えて図中左方向に延出さ
れており、その延出端部に回転モーメント調整装置４５
が設けられている。

【００４２】本実施例の場合、第４のリンク６１内に
は、このリンク６１と同軸上に固定されたモータ７５
と、このモータ７５に同軸上に隣接されたロータリーエ
ンコーダ７７とが設けられている。

【００４３】モータ７５の駆動軸９３には、この軸方向
に沿って同軸上に延出したねじ軸９５が連結されてお
り、このねじ軸９５には、モータ７５側から順に、第１
のねじ部９７と、このねじ部９７より小さなねじピッチ
の第２のねじ部９９とが、ねじ軸９５と共に回動可能に
取り付けられている。また、ねじ軸９５の延出端には、
このねじ軸９５を回動可能な調整ハンドル７９が設けら
れている。

【００４４】第１のねじ部９７には、数値の目盛りが付
された目盛り管８３が螺合されており、この目盛り管８
３は、第１のねじ部９７の回動と共に回動しないように
規制され且つ軸方向にのみ移動可能な状態で第４のリン
ク６１の外周上に嵌合されている。この結果、調整ハン
ドル７９を介してねじ軸９５を回動させると、第１のね
じ部９７が回動し、目盛り管８３を軸方向に沿って移動
させる。

【００４５】第２のねじ部９９には、カウンター重り１
０１が螺合されており、このカウンター重り１０１は、
第２のねじ部９９の回動と共に回動しないように規制さ
れ且つ軸方向にのみ移動可能な状態で目盛り管８３の外
周上に嵌合されている。この結果、調整ハンドル７９を
介してねじ軸９５を回動させると、第２のねじ部９９が
回動し、カウンター重り１０１を軸方向に沿って移動さ
せる。

【００４６】なお、目盛り管８３は、その架台６５側の
一部分をカウンター重り１０１から露出させた状態で配
置されている。その他の構成は第１の実施例と同様であ
るため説明は省略する。

【００４７】いま、顕微鏡部６３の付属ユニット（図示
しない）が変更され、平行四辺形リンク機構４３の第１
ないし第４の回動軸４７，４９，５１，５３に作用する
顕微鏡部６３の荷重による第１の回転モーメント (Ｍ1)
と、カウンター重り１０１の荷重（Ｗ）による第２の回
転モーメント (Ｍ2)との釣り合いが大きく崩れた場合、
釣り合いと取るべく調整ハンドル７９を所定方向に回動
すると、これに伴ってねじ軸９５が回動し、目盛り管８
３及びカウンター重り１０１が、夫々、軸方向に沿って
移動する。

【００４８】この結果、第２の回転モーメント (Ｍ2)の
大きさが変化するため、操作者の官能によって第１及び
第２の回転モーメント（Ｍ1 、Ｍ2)の釣り合いがとれる
同時に、カウンター重り１０１からの目盛り管８３の露
出程度が変化して目視可能な数値の目盛りが、この時の
顕微鏡部６３の荷重に釣り合うカウンター重り１０１の
支点位置を示す。これを初期位置とする。

【００４９】次に、顕微鏡部６３を上方又は下方に粗動
させる場合、第１の実施例と同様に、モータ７５を必要
回転回数だけ回動させると、カウンター重り１０１は、
予め設定された位置即ち顕微鏡部６３が上昇又は下降す
べき位置まで移動する。この結果、第１の回転モーメン
ト (Ｍ1)に第２の回転モーメント (Ｍ2)が打ち勝つか又
は打ち負けると、顕微鏡部６３は、上昇又は下降する。

【００５０】また、顕微鏡部６３を粗動状態から停止さ
せる場合、第１の実施例と同様に、モータ７５を必要回
転回数だけ回動させると、カウンター重り１０１が初期
位置に復帰し、第２の回転モーメント (Ｍ2)と第１の回
転モーメント (Ｍ1)とが相殺されて、粗動している顕微
鏡部６３は、任意の位置で停止される。

【００５１】このように本実施例の手術用顕微鏡支持装
置では、手動によって、回転モーメントの釣り合いのと
れた平行四辺形リンク機構４３を回動することによっ
て、上下に観察位置を変更することができるだけでな
く、カウンター重り１０１をずらして平行四辺形リンク
機構４３の第１ないし第４の回動軸４７，４９，５１，
５３に作用する回転モーメント (Ｍ1 、Ｍ2)の釣り合い
を崩すことによって、上下粗動を行うことができるた
め、上下粗動専用の可動部と荷重釣り合い装置とを必要
としない。更に、外部から過大な力が加わっても平行四
辺形リンク機構４３の第１ないし第４の回動軸４７，４
９，５１，５３に対する回転モーメントの大きさが変化
するだけで、モータ７５は何等支障も来さないため、従
来のようなスリップ機構４１（図１０参照）を必要とし
ない。この結果、従来の装置に比べてその構成が簡略化
し且つ製造コストも安価となる装置を提供することがで
きる。

【００５２】また、本実施例の装置において、回転モー
メント調整装置４５の目盛り管８３の位置は調整ハンド
ル７９の近傍に配置されており、且つ、その輪郭は、円
形に構成されている。このため、目盛り管８３に付され
た数値の目盛りは、いかなる方向からも認識し易くなっ
ている。更に、目盛り管８３は、その目盛り変化がカウ
ンター重り１０１の位置変化よりも大きくなるように構
成されているため、調整がし易く、更に構造が簡単にな
ると共に、小型に構成することができる。

【００５３】次に、本発明の第３の実施例に係る手術用
顕微鏡支持装置について、図４ないし図７を参照して説
明する。なお、本実施例の説明に際し、上述した各実施
例と同一の構成には、同一符号を付してその説明を省略
する。

【００５４】図４に示すように、本実施例の手術用顕微
鏡支持装置は、平行四辺形リンク機構４３と、回転モー
メント調整装置４５とを備えており、回転モーメント調
整装置４５には、第２の回動軸４９と架台６５との間に
介装されたガス圧可変ガススプリング１０３と、このガ
ス圧可変ガススプリング１０３に所定圧力のガス（図示
しない）を供給するガス圧調整装置１０５とが設けられ
ている。

【００５５】ガス圧調整装置１０５は、架台６５の支持
部材６５ａ上に固定されており、ガスタンク１０７と、
このガスタンク１０７の軸方向へ摺動可能に嵌入された
ピストン１０９と、このピストン１０９に対して同軸上
に螺合されたねじ１１１と、このねじ１１１を所定方向
に回動させるモータ７５と、このモータ７５に隣接した
ロータリーエンコーダ７７とを備えている。

【００５６】なお、ガスタンク１０７及びピストン１０
９で構成される圧力室１１３とガス圧可変ガススプリン
グ１０３との間は、ガスタンク１０７から延出したチュ
ーブ１１５を介して接続されており、圧力室１１３内に
形成された所定圧力のガスが、かかるチューブ１１５を
介してガス圧可変ガススプリング１０３に圧送されるよ
うに構成されている。

【００５７】図５に示すように、架台６５は、第１のリ
ンク５５を構成する垂直支持体１１７と、この垂直支持
体１１７を図中ＸＹ平面内で水平回動可能に支持する水
平支持体１１９と、この水平支持体１１９を回動可能に
支持する水平出し装置１２１と、この水平出し装置１２
１を支持する支柱１２３とを備えている。具体的には、
垂直支持体１１７は、水平支持体１１９の一端側から上
方に突出した第１垂直軸１２５上に嵌着された状態で水
平支持体１１９上に水平回動可能に支持されており、ま
た、水平支持体１１９は、この水平支持体１１９の他端
側から下方に突出した第２垂直軸１２７を水平出し装置
１２１に嵌着させた状態で水平出し装置１２１上に支持
されている。

【００５８】なお、水平支持体１１９の他端側上部（即
ち、第２垂直軸１２７の上部）には、図中ＸＹ平面に対
する水平支持体１１９の傾きを検出するために、後述す
る水平出し装置１２１の構成であるＸＹ傾き検出部１２
９が設けられている。

【００５９】図５及び図６に示すように、水平出し装置
１２１は、ＸＹ傾き検出部１２９のＸ軸に対応した方向
に架台６５の傾斜角度を変化させるＸ方向傾き駆動部１
３１と、ＸＹ傾き検出部１２９のＹ軸に対応した方向に
架台６５の傾斜角度を変化させるＹ方向傾き駆動部１３
３と、上部側に第２垂直軸１２７の下端部を嵌着させた
状態で支柱１２３内に支持された基盤１３７とを備えて
いる。

【００６０】この基盤１３７は、その下部側に断面球面
状の突出部１３５を備えており、この突出部１３５の周
面側には、フランジ部１３５ａが形成されている。この
ような基盤１３７は、その突出部１３５を支柱１２３上
部に形成された水平面１２３ａに当接させた状態で支柱
１２３内に配置されている。

【００６１】このフランジ部１３５ａには、Ｘ及びＹ方
向傾き駆動部１３１，１３３が接続されているが、図５
には、その断面図の関係上、Ｘ方向傾き駆動部１３１の
みが示されている。Ｘ方向傾き駆動部１３１は、フラン
ジ部１３５ａに螺合したねじ１３９と、このねじ１３９
を所定方向に回動させるモータ１４１とを備えている。
なお、Ｙ方向傾き駆動部１３３の構成も同様であるた
め、その説明及び図示はしない。

【００６２】図７に示すように、ＸＹ傾き検出部１２９
は、Ｘ方向駆動演算部１４３を介してＸ方向傾き駆動部
１３１に、また、Ｙ方向駆動演算部１４５を介してＹ方
向傾き駆動部１３３に、夫々電気的に接続されている。

【００６３】本実施例において、顕微鏡部６３を上方又
は下方に粗動させる場合、上述した実施例と同様に、モ
ータ７５を必要回転回数まで回動させると、ねじ１１１
の回動によってピストン１０９がガスタンク１０７内を
摺動して、圧力室１１３内の圧力を変化させる。この圧
力変化は、チューブ１１５を介してガス圧可変ガススプ
リング１０３に伝達され、ガス圧可変ガススプリング１
０３の付勢力（Ｆ）を変化させる。この結果、顕微鏡部
６３の荷重による第１の回転モーメント (Ｍ1)とガス圧
可変ガススプリング１０３の付勢力による第２の回転モ
ーメント (Ｍ2)との釣り合い状態が崩れて、顕微鏡部６
３を上昇又は下降させる。

【００６４】なお、このとき、ピストン１０９は、第１
の回転モーメント (Ｍ1)と第２の回転モーメント (Ｍ2)
とが釣り合い状態にある初期位置から顕微鏡部６３を上
昇又は下降すべき位置まで移動している。このようにガ
ス圧可変ガススプリング１０３は、平行四辺形リンク機
構４３に与える回転モーメント (Ｍ1 、Ｍ2)を調節する
機能を有している。

【００６５】このような作用によって、第１の回転モー
メント (Ｍ1)に第２の回転モーメント (Ｍ2)が打ち勝つ
か又は打ち負けると、顕微鏡部６３は、上昇又は下降さ
れることになる。

【００６６】顕微鏡部６３を粗動状態から停止させる場
合、同様に、モータ７５を必要回転回数だけ回動させる
と、ピストン１０９が初期位置に復帰する。この結果、
第２の回転モーメント (Ｍ2)と第１の回転モーメント
(Ｍ1)とが相殺して、粗動していた顕微鏡部６３は任意
の位置で停止される。

【００６７】また、図７に示すように、ＸＹ傾き検出部
１２９から出力されたＸ方向の傾き量を示すＸ方向傾き
信号は、常時、Ｘ方向駆動演算部１４３に入力されてい
る。Ｘ方向駆動演算部１４３は、水平出しスイッチ（図
示しない）を介してＸ方向傾き信号に対応したＸ方向駆
動信号をＸ方向傾き駆動部１３１に出力する。Ｘ方向傾
き駆動部１３１は、入力したＸ方向駆動信号に基づいて
モータ７５を回動させる。

【００６８】このような作用によって架台６５が図中Ｘ
方向に対して水平に位置付けられたとき即ちＸ方向傾き
信号がゼロになったとき、Ｘ方向駆動演算部１４３は、
Ｘ方向傾き駆動部１３１へのＸ方向駆動信号の出力を停
止する。この結果、Ｘ方向傾き駆動部１３１のＸ方向駆
動が停止されることによって、Ｘ方向への水平出しが自
動的に行われる。なお、Ｙ方向への水平出しも同様の作
用によって、架台６５の水平出しが自動的に行うことが
できる。

【００６９】このように本実施例の手術用顕微鏡支持装
置では、手動によって、回転モーメントの釣り合いのと
れた平行四辺形リンク機構４３を回動することによっ
て、上下に観察位置を変更することができるだけでな
く、ガス圧可変ガススプリング１０３へ供給するガス圧
を変化させて、平行四辺形リンク機構４３の第１ないし
第４の回動軸４７，４９，５１，５３に作用する第１及
び第２の回転モーメント (Ｍ1 、Ｍ2)の釣り合いを崩す
ことによって、上下粗動を行うことができるため、上下
粗動専用の可動部と荷重釣り合い装置とを必要としな
い。更に、外部から過大な力が加わっても平行四辺形リ
ンク機構４３の第１ないし第４の回動軸４７，４９，５
１，５３に対する回転モーメントの大きさが変化するだ
けで、モータ７５は何等支障も来さないため、従来のよ
うなスリップ機構４１（図１０参照）を必要としない。
この結果、従来の装置に比べてその構成が簡略化し且つ
製造コストも安価となる装置を提供することができる。

【００７０】また、本実施例の装置には、自動的に水平
出しを行う水平出し装置１２１が設けられているため、
顕微鏡部６３を水平面内で移動せる際、小さな力量で移
動させることが可能となる。

【００７１】次に、本発明の第４の実施例に係る手術用
顕微鏡支持装置について、図８を参照して説明する。な
お、本実施例の説明に際し、上述した各実施例と同一の
構成には、同一符号を付してその説明を省略する。図８
には、本実施例の装置が、顕微鏡の俯仰装置に適用され
た状態が示されている。

【００７２】本実施例の装置が適用された顕微鏡の俯仰
装置は、平行四辺形リンク機構４３と、回転モーメント
調整装置４５と、これら両者（４３，４５）を取り付け
可能な取り付け部材１４７とを備えている。

【００７３】取り付け部材１４７は、後述する回転モー
メント調整装置４５の支持部材を回動可能に支持するア
ーム部１４９と、このアーム部１４９から突出し且つ垂
直軸１５３と直交する頂面部１５１ａを有する突出アー
ム部１５１とを備えている。

【００７４】平行四辺形リンク機構４３は、四隅に配置
された第１ないし第４の回動軸４７，４９，５１，５３
を連結して平行四辺形状に構成された第１ないし第４の
リンク５５，５７，５９，６１を備えている。なお、第
３のリンク５９には、術部（図示しない）を観察するた
めの顕微鏡鏡体６３ａが相対位置調節可能に取り付けら
れている。

【００７５】第２のリンク５７には、その第１の回動軸
４７側の端部に、中空円筒状の円筒体１５５が形成され
ており、この円筒体１５５の内部に第１のリンク５５が
挿着されている。

【００７６】この第１のリンク５５が回動可能に嵌着し
た第１の回動軸４７には、円筒体１５５に内蔵された第
１の電磁ブレーキ１５７が接続されており、この第１の
電磁ブレーキ１５７を制御することによって、第１の回
動軸４７を適宜固定状態に保持可能に構成されている。

【００７７】円筒体１５５は、取り付け部材１４７のア
ーム部１４９に回動可能に嵌着された第７の回動軸１５
９に取り付けられており、この結果、第２のリンク５７
は、取り付け部材１４７に対して回動可能に連結されて
いる。この第７の回動軸１５９は、第１及び第２の回動
軸４７，４９と直交し且つ垂直軸１５３との間の角度
（θ）が４５度を成して配置されている。

【００７８】第７の回動軸１５９には、取り付け部材１
４７に内蔵された第２の電磁ブレーキ１６１が接続され
ており、この第２の電磁ブレーキ１６１を制御すること
によって、第７の回動軸１５９を適宜固定状態に保持可
能に構成されている。

【００７９】また、本実施例に適用された平行四辺形リ
ンク機構４３には、その第２及び第４のリンク５７，６
１の中央部に、第１及び第３のリンク５５，５９と平行
に配置された中間リンク１６３が設けられている。この
中間リンク１６３は、第２のリンク５７と第４のリンク
６１との間の間隙に挿入配置されており、第１ないし第
４の回動軸４７，４９，５１，５３と平行に配置された
第５及び第６の回動軸１６５，１６７によって枢支され
ている。

【００８０】第５の回動軸１６５は、中間リンク１６３
と第２のリンク５７とを回動可能に連結し、第６の回動
軸１６７は、その一端が第２のリンク５７に回動可能に
嵌着され且つ他端が中間リンク１６３に固着されてい
る。また、第６の回動軸１６７は、その他端から更に同
軸上に延出しており、かかる延出端部（図示しない）に
回転モーメント調整装置４５が固着されている。

【００８１】回転モーメント調整装置４５は、第７の回
動軸１５９に対する第１の回転モーメント調整装置１６
９と、第２の回動軸４９に対する第２の回転モーメント
調整装置１７１と、スプリング部材１７３とを備えてい
る。

【００８２】第１の回転モーメント調整装置１６９は、
第６の回動軸１６７の延出端部に固着され且つ第６の回
動軸１６７と同軸方向に延出した第１の支持部材１７５
と、この第１の支持部材１７５に回動可能に螺合され且
つ第１の支持部材１７５の長手方に延出した第１のねじ
部１７７と、この第１のねじ部１７７に螺合され且つ第
１の支持部材１７５によって摺動可能に支持された第１
の摺動子１７９と、第１のねじ部１７７を所定方向に回
動させる第１のモータ１８１と、この第１のモータ１８
１に同軸上に隣接された第１のロータリーエンコーダ１
８３とを備えている。

【００８３】第２の回転モーメント調整装置１７１は、
第６の回動軸１６７に直交して延出し且つ第１の摺動子
１７９を支持可能な第２の支持部材１８５と、この第２
の支持部材１８５に回動可能に螺合され且つ第２の支持
部材１８５の長手方向即ち第１のねじ部１７７に直交す
る方向に延出した第２のねじ部１８７と、この第２のね
じ部１８７に螺合され且つ第２の支持部材１８５によっ
て摺動可能に支持された第２の摺動子１８９と、第２の
ねじ部１８７を所定方向に回動させる第２のモータ１９
１と、この第２のモータ１９１に同軸上に隣接された第
２のロータリーエンコーダ１９３とを備えている。

【００８４】スプリング部材１７３は、突出アーム部１
５１と第２の摺動子１８９との間に介装されており、そ
の一端は突出アーム部１５１の延長端部１５１ｂに接続
され、且つ、その他端は第２の摺動子１８９に接続され
ている。なお、第１及び第２の回転モーメント調整装置
は、夫々、図２に示すような制御回路と同様の制御回路
を有している。以下、本実施例の装置の動作について説
明する。

【００８５】本実施例によれば、第２及び第７の回動軸
４９，１５９に対する顕微鏡鏡体６３ａの俯仰（以下、
回動俯仰及び前後俯仰と称する）粗動を行うことができ
るが、双方とも同様の作用であるため、回動俯仰粗動に
ついてのみ説明する。

【００８６】初期状態において、顕微鏡鏡体６３ａの荷
重による第１の回転モーメント (Ｍ1)と、第７の回動軸
１５９に対するスプリング部材１７３の付勢力（Ｆ）に
よる第２の回転モーメント (Ｍ2)とは互いに釣り合い状
態にあり、第２の電磁ブレーキ１６１によって固定され
ている。

【００８７】左右に回動俯仰粗動させる場合、フットス
イッチ９１（図２参照）を介して回動俯仰方向を入力す
ると、第２の電磁ブレーキ１６１が解除され、第１のモ
ータ１８１及び第１のねじ部１７７が必要回転回数だけ
回動する。このため、第１の摺動子１７９は、第１のね
じ部１７７の回動に対応して予め設定された位置まで第
１の支持部材１７５上を摺動する。この結果、第１及び
第２の回転モーメント(Ｍ1 、Ｍ2)の釣り合い状態が崩
れることによって、顕微鏡鏡体６３ａは左右に回動俯仰
粗動が可能となる。

【００８８】なお、予め設定された位置とは、第１の実
施例と同様に、顕微鏡鏡体６３ａが回動俯仰するのに必
要な第１のモータ１８１の回転回数を制御回路に入力す
ることによって設定される。

【００８９】回動俯仰粗動を停止させる場合、フットス
イッチ９１からの入力を停止すると、これに同期して、
第２の電磁ブレーキ１６１が固定される。この結果、顕
微鏡鏡体６３ａの回動俯仰粗動が停止して、第１の実施
例と同様に、スプリング部材１７３の支点位置が初期位
置に復帰される。

【００９０】かかる動作は、第２の回動軸４９に対する
第２の回転モーメント調整装置１７１についても同様で
あり、顕微鏡鏡体６３ａを任意の位置に俯仰させること
ができる。

【００９１】このように、本実施例の手術用顕微鏡支持
装置が適用された顕微鏡の俯仰装置において、手動によ
って、回転モーメントの釣り合いのとれた顕微鏡鏡体６
３ａを回動俯仰及び前後俯仰させることによって、観察
位置を変更することができるだけでなく、スプリング部
材１７３の支点をずらして、第２及び第７の回動軸４
９，１７３に作用する第１及び第２の回転モーメント
(Ｍ1 、Ｍ2)の釣り合いを崩すことによって、顕微鏡鏡
体６３ａの回動俯仰及び前後俯仰を行うことができると
共に、第２の電磁ブレーキ１６１を用いて固定させるた
め、俯仰粗動を停止した場合の応答性が向上する。ま
た、駆動部に過負荷が加わることもないので、従来のよ
うなスリップ機構４１（図１０参照）を必要としない。

【００９２】

【発明の効果】本発明は、回転モーメント調整装置によ
って、第２の回転モーメントの大きさを変化させて、第
１及び第２の回転モーメントの釣り合い状態を崩し、第
１及び第２の回転モーメントの間に差を生じさせること
によって、顕微鏡部を回動軸に対して所定方向に回動さ
せることができる。この結果、従来のように粗動部専用
の荷重釣り合い装置等を必要しないため、大型化・複雑
化を招くことなく簡単且つコンパクトな構成で顕微鏡部
の観察位置を適宜変更可能な低価格な手術用顕微鏡支持
装置を提供することができる。

【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支持
装置の全体の構成を概略的に示す部分断面図。

【図２】図１に示す装置の回転モーメント調整装置に適
用された制御回路のブロック図。

【図３】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡支持
装置の全体の構成を概略的に示す部分断面図。

【図４】本発明の第３の実施例に係る手術用顕微鏡支持
装置の全体の構成を概略的に示す部分断面図。

【図５】図４に示す装置の外観斜視図。

【図６】図４に示す装置に適用された水平出し装置の部
分の拡大断面図。

【図７】図４に示す装置に適用された制御回路のブロッ
ク図。

【図８】本発明の第４の実施例に係る手術用顕微鏡支持
装置が適用された顕微鏡の俯仰装置の全体の構成を概略
的に示す外観斜視図。

【図９】従来の手術用顕微鏡支持装置の全体の構成を概
略的に示す部分断面図。

【図１０】図９に示す装置の第１のプーリの部分の拡大
断面図。

【符号の説明】

４３…平行四辺形リンク機構、４５…回転モーメント調
整装置、４９…第２の回動軸、６５…架台、６７…ガイ
ド枠、６９…ねじ、７１…摺動子、７３…スプリング部
材、７５…モータ、７９…調整ハンドル、８１…ねじ
部、８３…目盛り管、Ｓ…ガイド方向。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕微鏡部の荷重によって発生する第１の
   回転モーメントとは逆方向の第２の回転モーメントを少
   なくとも１つの回動軸に対して与える回転モーメント付
   加部材を備えており、前記回動軸に対して前記第１及び
   第２の回転モーメントを釣り合わせた状態で前記顕微鏡
   部を３次元空間内で任意に移動可能な手術用顕微鏡支持
   装置において、 前記第２の回転モーメントの大きさを変化させて、前記
   第１及び第２の回転モーメントの釣り合い状態を崩し、
   前記第１及び第２の回転モーメントの間に差を生じさせ
   ることによって、前記顕微鏡部を前記回動軸に対して所
   定方向に回動させる機能を有する回転モーメント調整装
   置を備えていることを特徴とする手術用顕微鏡支持装
   置。