JPH0772394A - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な操作で且つ自動的に鏡体部を所定位置に
高精度に位置決めさせることが可能な手術用顕微鏡を提
供する。 【構成】位置制御機構８と角度制御機構１０と鏡体部１
２とを備え、鏡体部には、この鏡体部を移動させる際に
使用されるハンドル４８が取り付けられており、このハ
ンドルには、ポイント指示装置の超音波位置センサから
発振される超音波信号を受信可能な超音波受信部５０が
設けられている。ポイント指示装置から発振された超音
波信号に基づいて、位置制御機構及び角度制御機構を作
動させることによって、鏡体部は、術部に対して所定位
置に所定角度で位置付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手術を行う場合におい
て術部を拡大観察する鏡体部が３次元的に移動可能であ
る手術用顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の手術用顕微鏡は、術部を拡大観
察するための鏡体部を有するが、手術する上で、その鏡
体部を所望の位置と向きに移動調節することができなけ
ればならない。このため、鏡体部は所望の位置と向きに
移動調節自在な架台部によって支持される。この種の架
台としては、例えば、特公昭53−23168 号公報や特公平
3−21887 号公報において示されたものが知られてい
る。

【０００３】特公昭53−23168 号公報において示された
ものは、他端に所定の重りを備えた天秤によって支持さ
れた平行スタンドの一端に鏡体部を取り付け、平行スタ
ンドを手動操作によって変形して、鏡体部の空間的な位
置調整を行うようにしたものである。

【０００４】また、特公平 3−21887 号公報において示
されたものは、架台に対して上下動兼水平回動可能に装
架されたアームの先端部に鏡体吊下げ部を介して鏡体部
が水平回動可能に支持されており、電動操作によって鏡
体の位置および向きの空間的な位置調整を行うように構
成されている。

【０００５】ところで、人間の手では行えない微妙な鏡
体部の移動を実現する架台としては、図１９で示すよう
な構成のものが考えられる。図１９において、２００は
底部にキャスタ２０１を取り付けた架台ベースであり、
前記架台ベース２００には鉛直に取り付けられる支柱２
０２が立設されている。この支柱２０２には、上下移動
体２０３が上下動自在に取り付けられている。支柱２０
２の上部には、上下移動体２０４を懸架する負荷懸垂装
置２０５が設けられている。この負荷懸垂装置２０５は
プーリ２０６に掛けたベルト２０７を有しており、この
ベルト２０７の一端は前記上下移動体２０３に連結さ
れ、ベルト２０７の他端は支柱２０２の内部において上
下動自在であって前記上下移動体２０３およびそれに取
り付けられる部材を加算した重量に吊り合う同じ重量の
バランサ２０８に連結している。

【０００６】上下移動体２０３には水平アーム２１０が
取り付けられ、この水平アーム２１０の延出先端端部に
は、例えば特公平 3-21887公報において示されるような
鏡体移動装置２１１が取り付けられている。

【０００７】鏡体移動装置２１１の水平移動部には前後
傾斜機構の固定部２１２が設けられ、この固定部２１２
に対して軸Ａを中心として回動自在に前後傾斜機構の可
動部２１３が設けられている。この可動部２１３には左
右傾斜機構の固定部２１４が取り付けられる。さらに、
前記固定部２１４に対しては、紙面に垂直な軸Ｂを中心
に回動自在な左右傾斜機構の可動部２１５が取り付けら
れる。そして、この左右傾斜機構の可動部２１５に対し
て鏡体部２１６が取り付けられるのである。

【０００８】図２０は、前記固定部２１２，２１４と可
動部２１３，２１５における駆動機構を示している。す
なわち、２２１は各固定部２１２，２１４のハウジング
であり、このハウジング２２１には、回転軸２２２を有
するモータ２２３が固定されている。ハウジング２２１
には、モータ２２３の回転軸２２２に、カップリング２
２４を介して同軸的に連結されたウォーム２２６が軸Ｃ
を中心として回転自在に取付けられている。さらに、前
記ウォーム２２６とかみ合うウォームホイール２２７と
一体的に固定された前記可動部２１３，２１５の回転軸
２２８が設けられており、回転軸２２８は前記ハウジン
グ２２１に対して前記軸Ａ，Ｂを中心に回転自在であ
る。

【０００９】しかして、前記可動部２１３，２１５の回
転軸２２８をモータ２２３により回転駆動して、鏡体部
２１６の上下動、水平動、前後および左右の傾斜移動を
行う。したがって、それぞれの動きに対応する図示しな
いスイッチの操作により電動で移動を行うことができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
架台部を有した手術用顕微鏡は、術部を観察するのに最
適な位置に鏡体部２１６を移動させようとしたとき、非
常に面倒な作業を伴う。すなわち、鏡体部２１６を最適
な位置に移動させる作業は、図２１に示すように、拡大
観察下で、まず術部２２９の開口２３０が見える実線位
置に鏡体部２１６を移動し、次に、その術部開口２３０
を見失わないように術部２２９が見える破線の位置での
向きに鏡体部２１６を移動させる。

【００１１】ところが、前述した特公昭53−23168 号公
報において示される平行スタンドを利用した架台によ
り、その鏡体部２１６の空間的な位置調整を行う場合で
は、手動操作する手の動きが直接に鏡体部２１６に伝わ
るため、微妙な位置調整を行うことができない。しか
も、高倍率の観察下では鏡体部２１６のわずかな移動が
観察視野内では大きく動き、大きなずれとなって現れて
しまうため、拡大観察下でその位置調整を行うのは一般
に困難である。図２０で示す実線位置から破線位置に鏡
体部２１６を移動するときでも、その術部開口２３０を
見付け出すのは困難であり、一旦、術部開口２３０を見
付け出しても、その術部開口２３０から術部２３１を見
付け出す際、再び見失っていまい易い。そして、見失う
都度、探し出さなければならないが、一旦、見失うと、
再発見することは困難である。それだけに位置調整作業
にはかなりの熟練が必要であり、また、位置調整作業に
長い時間がかかり、本来の手術に移るまでの時間が長く
なってしまう。

【００１２】また、スイッチの操作により、電動で前記
可動部２１３，２１５の回転軸２２８をモータ２２３に
より回転駆動して鏡体部２１６の上下動、水平動、前後
および左右の傾斜移動を行う方式では、それなりに微妙
な移動調節を行わせることができるが、それぞれの動き
に対応する複雑なスイッチの操作が必要であるため、そ
のスイッチ操作が非常に面倒であり、やはり熟練を要
し、かつその位置調整作業に時間がかかってしまう。す
なわち、手術用顕微鏡下の作業に入る前に時間がかかっ
てしまうため、この間に患者の容態が急変しやすいだけ
に問題であった。

【００１３】本発明は前述した課題に着目してなされた
もので、その目的とするところは、簡単かつ容易な操作
で、自動的に観察手段を所定の位置へ迅速に位置決めさ
せることが可能な手術用顕微鏡を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、術部を任意の
倍率で観察可能な観察手段を３次元的に移動可能に構成
された手術用顕微鏡において、前記観察手段を前記術部
に対して所定位置に所定角度で位置付ける際に必要とな
る前記術部に対する相対距離情報及び相対位置情報なら
びに前記術部に対する観察光軸の相対角度情報を出力す
る情報出力手段と、この情報出力手段から出力された前
記相対距離情報及び前記相対位置情報ならびに前記相対
角度情報に基づいて、前記観察手段の移動方向及びその
移動量を演算して、その演算結果情報を出力する演算手
段と、この演算手段から出力された前記演算結果情報に
基づいて、前記観察手段を所定方向に所定量だけ自動的
に移動させ、かつ前記術部に対して所定位置に所定角度
で位置付ける移動制御手段とを備えるものである。

【００１５】

【作用】情報出力手段から、術部に対する相対距離情報
及び相対位置情報ならびに術部に対する観察光軸の相対
角度情報が出力されると、演算手段によって、これら情
報に基づいた観察手段の移動方向及びその移動量が演算
される。この演算結果に基づいて、移動制御手段は、観
察手段を所定方向に所定量だけ自動的に移動させ且つ術
部に対して所定位置に所定角度で位置付ける。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る手術用顕
微鏡について、図１ないし図１２を参照して説明する。
図１ないし図３に示すように、本実施例の手術用顕微鏡
は、位置制御機構８と、この位置制御機構８に取り付け
られた角度（向き）制御機構１０と、この角度制御機構
１０に対して取り付けられた鏡体部１２とを備えてい
る。

【００１７】位置移動機構８には、底部にキャスタ１４
が取り付けられた架台ベース１６と、この架台ベース１
６から鉛直上方向へ延出したアーム座を兼ねる支柱１８
と、この支柱１８によって鉛直上下方向に移動可能に支
持された支持アーム２０と、この支持アーム２０の先端
部に取り付けられた第１のアーム座２２と、この第１の
アーム座２２によって前記支持アーム２０の移動方向に
直交する水平方向に移動可能に支持された第１のアーム
２４と、この第１のアーム２４の先端部に取り付けられ
た第２のアーム座２６と、この第２のアーム座２６に前
記第１のアーム２４の移動方向に直交する水平な方向に
移動可能に支持された第２のアーム２８とが設けられて
いる。この位置移動機構８によって、第２のアーム２８
の先端部に取り付けられる物体、すなわち、角度制御機
構１０および鏡体部１２は、３次元空間的に移動可能と
なる。

【００１８】支柱１８内には、支持アーム２０とこの支
持アーム２０上に取り付けられる構成部材を加算した総
重量を相殺可能な付勢力を有する定圧ばね３０が内蔵さ
れている。また、位置移動機構８における各移動部に
は、軽い力で円滑且つ迅速に各アーム２０，２４，２８
を移動させるように、例えばボールガイド等（図示しな
い）の案内手段が組み込まれている。

【００１９】一方、角度制御機構１０は、第２のアーム
２８の先端に取り付けられる第１の回転座３２と、この
第１の回転座３２に対して第１軸線（Ａ）を中心に回動
自在に支持された第１の回転軸３４と、この第１の回転
軸３４の先端部に取り付けられた第２の回転座３６と、
この第２の回転座３６に対して第２軸線（Ｂ）を中心に
回動自在に支持された第２の回転軸３８と、この第２の
回転軸３８の先端部に取り付けられた第３の回転座４０
と、この第３の回転座４０に対して第３軸線（Ｃ）を中
心に回動自在に支持された第３の回転軸４２とを設けて
なる。

【００２０】そして、第１ないし第３軸線（Ａ，Ｂ，
Ｃ）は、図３で示すように、互いに一点Ｐで交差するよ
うに構成されており、前記鏡体部１２はこの点Ｐを中心
として各軸線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の回りを回転するようにな
っている。

【００２１】なお、第１ないし第３の回転軸３４，３
８，４２及びこれらに取り付けられる部材は、第１ない
し第３軸線（Ａ，Ｂ，Ｃ）の回りに回転モーメントが発
生しないように重量配分がなされている。また、各回転
座３２，３６，４０には、各回転軸３４，３８，４２を
軽い力で円滑且つ迅速に回動させるように、例えばベア
リング等（図示しない）の案内手段が組み込まれてい
る。

【００２２】第３の回転軸４２の先端部に取り付けられ
る鏡体部１２は、合焦制御可能な対物レンズ４４と、こ
の対物レンズ４４を介して導光された像を観察可能な接
眼レンズ４６とが設けられている。また、この鏡体部１
２には、鏡体部１２を移動させる際に使用されるハンド
ル４８が取り付けられており、このハンドル４８には、
後述する超音波位置センサ９８（図９参照）から発振さ
れる超音波信号を受信可能な超音波受信部５０が設けら
れている。

【００２３】図４は前述した角度制御機構１０の各回転
座３２，３６，４０の部分に組み込んで設けられ、これ
らにそれぞれ対応する回転軸２８，３４，４２を回動す
る機構を示すものである。すなわち、回転軸２８，３
４，４２にはそれぞれギア３３が設けられ、このギア３
３には駆動用ピニオンギア３５が噛み合っている。そし
て、このオンギア３５のピニオン軸３７は後述する駆動
部（図６参照）に連結される。この駆動部を作動してピ
ニオン軸３７を回動させることによって、対応する回転
軸２８，３４，４２を個別的に回動するようになってい
る。

【００２４】図５は位置移動機構８における各アーム２
０，２４，２８を、これにそれぞれ対応する支柱１８お
よびアーム座２２，２６に対して軸方向に移動させる機
構を例示的に示している。これは各アーム２０，２４，
２８ごとに設けられるものである。すなわち、この機構
は、支持アーム２０，２４，２８の周面の一部がその長
手方向に沿って切除されて平坦面が形成されており、こ
の平坦面にラック５２を形成している。また、アーム座
を兼ねる支柱１８およびアーム座２２，２６には、後述
する駆動部（図６参照）に連結されるピニオン軸５４が
回動自在に枢支されており、このピニオン軸５４には、
その周面にピニオン５６が形成されている。そして、こ
のピニオン５６は、前記ラック５２に噛合されており、
駆動系を作動してピニオン軸５４を回動させることによ
って、ラック５２を介して支持アーム２０，２４，２８
を上下動可能に構成されていると共に、支持アーム２
０，２４，２８の回り止めを成している。

【００２５】図６は前記駆動部を示すものである。この
駆動部は位置移動機構８の支柱１８およびアーム座２
２，２６、角度制御機構１０の各回転座３２，３６，４
０にそれぞれ内蔵されており、そのピニオン軸３７，５
４は、第１のカップリング５８を介して電磁鎖錠６０の
一端に接続されている。この電磁鎖錠６０の他端は、第
２のカップリング６２を介してモータ６６の駆動軸６４
に連結されている。なお、このモータ６６には、ロータ
リーエンコーダ６８が付設され、そのモータ６６の回転
が検出されるようになっている。

【００２６】前記電磁鎖錠６０は電圧が印加されないと
き、連結状態になり、モータ６６の駆動力をピニオン軸
３７，５４に伝達する。一方、電圧が印加されたとき
は、分離状態になり、モータ６６の駆動力をピニオン軸
３７，５４に伝達しないように構成されている。

【００２７】一方、鏡体部１２のハンドル４８には、図
７で示すような複合スイッチ（図８の（ａ）を参照）が
内蔵されている。この複合スイッチは、鏡体部１２に取
着されたハウジング７０に対して図７中、矢印Ｓ方向、
及びこれに垂直な平面内を移動自在に支持されたスイッ
チ作動体７２が設けられており、このスイッチ作動体７
２にはその軸線Ｄを中心に所定角度だけ回動自在に連結
された第１の回転体７４と、この第１の回転体７４に対
して軸線Ｄに直交した軸部７６を中心に所定角度だけ回
動自在に連結された第２の回転体７８と、この第２の回
転体７８に対して軸線Ｅを中心に所定角度だけ回動自在
に連結されたハンドル本体８０が備えられている。な
お、軸線Ｅは軸線Ｄと軸部７６の軸中心とに直交してい
る。

【００２８】また、図８の（ａ）は、図７でのＦ−Ｆ線
に沿う断面図を示すものであり、ハウジング７０の内周
面には、その周面を４等分した位置に夫々スイッチ８２
が設けられている。これらスイッチ８２に対してスイッ
チ作動体７２は、常時、離間した状態に付勢されてお
り、スイッチ作動体７２に外力を加えることによって、
所定のスイッチ８２と電気的に接続可能に構成されてい
る。

【００２９】図８（ｂ）には、図７でのＧ−Ｇ線に沿う
断面図が示されており、第１の回転体７４のうち、スイ
ッチ作動体７２に対する回動が規制された位置に、上述
したスイッチ８２と同様のスイッチ８４が設けられてい
る。かかるスイッチ８４は、第２の回転体７８及びハン
ドル本体８０にも同様に設けられており、ハンドル本体
８０に外力を与えて各部材を所定方向に回動させない限
り、各スイッチ８２，８４は作動しないように図示しな
いばね等の手段で自動復帰している構成となっている。

【００３０】しかして、ハンドル本体８０は３次元的な
移動および直交する３軸ＤＥＧの回りに回転自在になっ
て鏡体部１２に取り付けられている。また、前記ハンド
ル本体８０には、後述するクラッチスイッチ８６が設け
られている。

【００３１】図９には、本実施例の手術用顕微鏡に適用
されたポイント指示装置１の構成が概略的に示されてい
る。ポイント指示装置１は、携帯用に適した装置本体８
８を備えており、この装置本体８８には、対物レンズ９
０、リレーレンズ９２及び接眼レンズ９４が内蔵されて
おり、術部（図示しない）から反射した像は、対物レン
ズ９０及びリレーレンズ９２を介して接眼レンズ９４に
導光可能に構成されている。また、対物レンズ９０とリ
レーレンズ９２との間の結像点には指準用の十字線（図
示しない）が印刷された透明な平行平面板９６が介在し
ている。

【００３２】装置本体８８の外周面には、超音波受信部
５０（図１参照）に所定の超音波を発振可能な一対の超
音波位置センサ９８，９８と、ポイント指示装置１のス
タータとして機能するポイント指示スイッチ１００とが
設けられている。

【００３３】図１０は本実施例の手術用顕微鏡における
制御回路のブロック図が示されている。すなわち、上述
したスイッチ８２，８４（図８参照）から出力されたス
イッチ信号は、セレクタ回路１０２に入力される。ま
た、超音波位置センサ９８（図９参照）から発振された
所定の超音波信号は、超音波受信部５０で受信され、こ
の受信信号は、座標検出回路１０４から演算回路１０６
に入力される。

【００３４】前記座標検出回路１０４は、鏡体部１２
（図１参照）に対するポイント指示装置１（図９参照）
の相対位置及び相対角度を検出してその検出信号を演算
回路１０６に出力する機能を有する。

【００３５】演算回路１０６は、入力された検出信号に
基づいて、対応するモータ６６（図６参照）の回動量及
びその回転方向の値を演算し、その演算結果信号をセレ
クタ回路１０２に出力する機能を有する。

【００３６】セレクタ回路１０２は、前記スイッチ信号
及び演算結果信号のいずれか一方を選択して所定の第１
のドライバ回路１０８に出力する機能を有する。

【００３７】また、第１のドライバ回路１０８は、入力
した信号に基づいて、所定のモータ６６を所定時間だけ
駆動させて鏡体部１２（図１参照）を所定方向に所定量
だけ移動させる機能を有する。なお、第１のドライバ回
路１０８には、ロータリーエンコーダ６８（図６参照）
が接続されており、モータ６６の駆動量を示す信号が入
力される。

【００３８】また、ポイント指示スイッチ１００（図９
参照）から出力された信号を入力した第１のスイッチ回
路１１０は、セレクタ回路１０２及び座標検出回路１０
４の動作を制御する機能を有する。

【００３９】また、クラッチスイッチ８６（図７参照）
から出力された信号を入力した第２のスイッチ回路１１
２は、セレクタ回路１０２の動作を制御する機能を有す
ると共に、第２のドライバ回路１１４を介して電磁鎖錠
６０（図６参照）の動作を制御する機能を有する。

【００４０】次に、本実施例の手術用顕微鏡の動作につ
いて説明する。まず、図１１で示すように、術者１１６
は、ポイント指示装置１を覗き込みつつ、術部開口１１
８を通じて術部１２０を観察する。そして、平行平面板
９６の十字線に術部１２０を整合一致させた後、ポイン
ト指示スイッチ１００をＯＮして、超音波位置センサ９
８を動作させる。

【００４１】ポイント指示スイッチ１００から出力され
たＯＮ信号を受信した第１のスイッチ回路１１０は、セ
レクタ回路１０２を制御して、スイッチ８２，８４と第
１のドライバ回路１０８との間の電気的接続状態を遮断
する一方、演算回路１０６を第１のドライバ回路１０８
に電気的に接続させる。そして、これと同時に、座標検
出回路１０４を動作させる。

【００４２】この結果、座標検出回路１０４から出力さ
れた検出信号は、演算回路１０６に出力されて所定の演
算が施された後、セレクタ回路１０２を介して所定の第
１のドライバ回路１０８に出力される。

【００４３】第１のドライバ回路１０８は、演算回路１
０６から出力された演算結果信号に基づいて所定のモー
タ６６を駆動制御して、鏡体部１２を所定方向に所定量
だけ移動させる。具体的には、鏡体部１２は、その観察
光軸がポイント指示スイッチ１００をＯＮしたときのポ
イント指示装置１の観察光軸に整合一致するように、且
つ、その接眼レンズ４６（図１参照）がポイント指示ス
イッチ１００をＯＮしたときのポイント指示装置１の接
眼レンズ９４（図９参照）の位置に整合一致する図１２
の位置に移動させられることになる。

【００４４】なお、このとき、電磁鎖錠６０（図６参
照）には、電圧が印加されていないため、モータ６６の
駆動力は、電磁鎖錠６０を介して直接ピニオン軸５４に
作用している状態にある。この結果、第１のドライバ回
路１０８は、セレクタ回路１０２を介して送られた演算
結果信号に基づいて、所定のモータ６６を駆動制御し
て、位置制御機構８及び角度制御機構１０（図１及び図
２参照）を作動させる。

【００４５】鏡体部１２が、所定位置に位置付けられた
際、第１のドライバ回路１０８には、ロータリーエンコ
ーダ６８から信号が入力され、モータ６６が入力信号に
対応した駆動量だけ駆動されたことを知らせる。

【００４６】このとき、第１のドライバ回路１０８は、
モータ６６を停止させる。なお、これに同期して、セレ
クタ回路１０２を介してスイッチ８２，８４と第１のド
ライバ回路１０８との間の電気的接続状態が復帰され
る。

【００４７】このような工程を経た後において、鏡体部
１２は、その観察光軸がポイント指示スイッチ１００を
ＯＮしたときのポイント指示装置１の観察光軸に整合す
るように、且つ、その接眼レンズ４６（図１参照）がポ
イント指示スイッチ１００をＯＮしたときのポイント指
示装置１の接眼レンズ９４（図９参照）の位置に整合す
るように、位置付けられる（図１２参照）。この後は、
対物レンズ４４（図１参照）のピントを合わせるだけ
で、手術開始可能状態となる。

【００４８】手術開始後、鏡体部１２を微妙に移動させ
る場合、術者１１６（図１１参照）は、ハンドル本体８
０（図７参照）を把持しつつ、鏡体部１２を移動させた
い方向に力を加える。このとき、力が作用した方向のス
イッチ８２，８４がＯＮとなり、かかるＯＮ信号は、セ
レクタ回路１０２を介して第１のドライバ回路１０８に
入力される。第１のドライバ回路１０８は、スイッチ８
２，８４がＯＮ状態を維持している間、対応するモータ
６６を連続的に駆動させる。この結果、鏡体部１２は、
ハンドル本体８０に加えられた力の方向に自動的且つ微
妙に移動させることができる。

【００４９】一方、手術中に、鏡体部１２を大きく移動
させる場合、術者１１６は、ハンドル本体８０を把持し
つつ、クラッチスイッチ８６（図７参照）をＯＮした
後、鏡体部１２を移動させたい方向に力を加える。この
とき、クラッチスイッチ８６から出力されたＯＮ信号
は、第２のスイッチ回路１１２に出力される。

【００５０】ＯＮ信号を受信した第２のスイッチ回路１
１２は、セレクタ回路１０２を制御して、スイッチ８
２，８４と第１のドライバ回路１０８との間の電気的接
続状態を遮断する一方、第２のドライバ回路１１４を作
動制御する。

【００５１】このとき電磁鎖錠６０に電圧が印加され、
ピニオン軸５４（図６参照）とモータ６６と接続関係が
分離される。この結果、手動操作を介して位置制御機構
８及び角度制御機構１０を操作することによって、鏡体
部１２を所望の方向に軽く大きく移動させることが可能
となる。

【００５２】このように本実施例によれば、手持ちのポ
イント指示装置１を任意の術部観察位置に位置付けるこ
とによって、鏡体部１２をかかる術部観察位置に自動
的、かつ高精度に位置付け可能に構成されている。この
ため、簡単な操作で且つ自動的に鏡体部を所定位置に高
精度に位置決めさせることが可能な手術用顕微鏡を提供
することができる。

【００５３】さらに、本実施例の手術用顕微鏡には、鏡
体部１２を広範囲に且つ迅速に移動させる機能と共に、
微妙に移動させる機能とが設けられており、両機能は、
共通のハンドル４８を操作するだけで選択実行可能とな
っている。このため、鏡体部１２の操作性を向上させる
ことができる。

【００５４】以下、本発明の第２の実施例に係る手術用
顕微鏡について、図１３ないし図１６を参照して説明す
る。

【００５５】まず、図１３はハンドル４８によって操作
される複合スイッチに組み込まれる前記スイッチ８２，
８４の変形例を概略的に示したものである。すなわち、
この変形例のスイッチ８２，８４は、後述する複数のス
イッチ部に取り付けられるハウジング１２２を有し、こ
のハウジング１２２はその一端部１２２ａが閉鎖されて
おり、その対向端部１２２ｂは開口されている。一端部
１２２ａ側の内壁には、第１のスイッチ接片１２４が設
けられ、その一端部１２２ａ側の内部には第１の圧縮コ
イルばね１２６が収容されている。

【００５６】このようなハウジング１２２の開口部側内
部には移動体１２８が第１の圧縮コイルばね１２６の付
勢力に抗して図中矢印Ｈ方向に移動自在に嵌入されてい
る。また、移動体１２８の内端面で、前述した第１のス
イッチ接片１２４に対向した部分には、第２のスイッチ
接片１３０が設けられており、この移動体１２８が第１
の圧縮コイルばね１２６の付勢力に抗して矢印Ｈ方向に
所定量だけ下降した際、第１のスイッチ接片１２４と第
２のスイッチ接片１３０が接触して電気的に接続する構
成になっている。

【００５７】移動体１２８には、その上端面１２８ａか
ら矢印Ｈ方向に沿って、空洞部１２８ｂが内方に向って
所定の長さだけ穿孔されており、この空洞部１２８ｂの
下端面には第３のスイッチ接片１３２が設けられてい
る。また、この空洞部１２８ｂには、押しボタン部材１
３４が矢印Ｈ方向に移動自在に嵌入されている。この押
しボタン部材１３４の下端面には、前記第３のスイッチ
接片１３２に対向した部分に位置して、第４のスイッチ
接片１３６が設けられており、押しボタン部材１３４が
矢印Ｈ方向に所定量だけ下降した際、その第４のスイッ
チ接片１３６は第３のスイッチ接片１３２に電気的に接
触する構成となっている。

【００５８】また、この押しボタン部材１３４と移動体
１２８の上端面１２８ａとの間には、第２の圧縮コイル
ばね１３８が介装されており、この第２の圧縮コイルば
ね１３８は、移動体１２８の上端面１２８ａからの反発
力を受けて、押しボタン部材１３４を常時移動体１２８
から離間する方向に付勢している。

【００５９】第１の圧縮コイルばね１２６の付勢力は、
第２の圧縮コイルばね１３８の付勢力に比して、強く設
定されている。このため、押しボタン部材１３４を矢印
Ｈ方向に通常に押圧すると、まず、押しボタン部材１３
４のみが、第２の圧縮コイルばね１３８の付勢力に抗し
て空洞部１２８ｂ内を下降する。この結果、第４のスイ
ッチ接片１３６が第３のスイッチ接片１３２に接触する
第１のスイッチ動作を行う。この第１のスイッチ動作が
前記第１の実施例における複合スイッチに組み込まれる
スイッチ８２，８４のスイッチ動作に対応する。

【００６０】また、押しボタン部材１３４を強く押圧す
ると、第３及び第４のスイッチ接片１３２，１３６が互
いに接触した状態で、移動体１２８が第１の圧縮コイル
ばね１２６の付勢力に抗してハウジング１２２内を下降
する。この結果、第２のスイッチ接片１３０が第１のス
イッチ接片１２４に接触する第２のスイッチ動作を行
う。この第２のスイッチ動作は前述したクラッチスイッ
チ８６の代わりの機能となるものである。つまり、第２
のドライバ回路１１４を介して電磁鎖錠６０（図１６参
照）の解放動作を制御する機能を有する。したがって、
この実施例のものではクラッチスイッチ８６が不要であ
る。

【００６１】このように押しボタン部材１３４は、鏡体
部１２に設けるハンドル４８を操作する際、スイッチ作
動体７２によって適宜、押圧操作され、前述した複合ス
イッチに組み込まれるスイッチ８２，８４と同様のスイ
ッチ動作を行う他、押しボタン部材１３４を強く押圧操
作することによりそれに対応した向きの電磁鎖錠６０の
解放動作をの移動が解放され、その向きに鏡体部１２を
軽く大きく移動させることができる。

【００６２】また、本実施例には、図１４と図１５で示
すような頭部搭載型のポイント指示装置１が用いられ
る。これの説明に際して上述した第１の実施例と同様の
構成についてはその説明を省略することがある。

【００６３】図１４で示すように、本実施例のポイント
指示装置１は、ヘッドバンド１４１を用いて、術者１１
６の頭部に搭載される。また、内部にはハーフミラー１
４０が設けられ、術者１１６は、このハーフミラー１４
０を通じて直接に外部を観察できる術部１２０を直接観
察できるようになっている。また、前記第１の実施例の
ものと同様に超音波発振部９８が取り付けられている。
前記ポイント指示スイッチ１００は設けず、これは後述
するフットスイッチ１５０で代用される。

【００６４】図１５はこのポイント指示装置１における
術者１１６の観察眼１４３近辺と、前記ハーフミラー１
４０から後方の部分の構成を模式的に示すものである。
すなわち、術者１１６の観察眼１４３の近くには赤外発
光部１４５が配置され、この赤外発光部１４５で発生し
た赤外スポット光は、術者１１６の観察眼１４３に直接
に入射し、観察眼１４３からその反射赤外スポット光が
ダイクロイックフイルタ１４７を介して凸レンズ１４９
に到達する。なお、ダイクロイックフイルタ１４７は赤
外線を選択的に通過させるものである。

【００６５】さらに、凸レンズ１４９は通過して到達し
た赤外スポット光を集光し、カメラ回路部１５１の自己
走査形イメージセンサ（図示しない。）上に、赤外スポ
ット光の小さな実像の輝点を発生させる。つまり、赤外
発光部１４５、ダイクロイックフイルタ１４７、凸レン
ズ１４９およびカメラ回路部１５１は、アイカメラを構
成する。そして、上記輝点は術者１１６の観察眼１４３
の視線の方向に対応しており、カメラ回路部１５１はこ
の視線の方向に対応した輝点（注視点）を撮影して、映
像信号と座標発生のための信号を輝点座標検出部１５３
に供給する。

【００６６】輝点座標検出部１５３はその供給された信
号からカメラ回路部１５１における輝点の座標値を抽出
する。さらに、この輝点の座標値を視線の方向の座標値
に変換してマイコン１５５に供給する。マイコン１５５
はこの座標データにもとづいて、後述する測離部１５７
における半固定ミラー１５９の駆動部１３１を制御す
る。

【００６７】このポイント指示装置１における測離部１
５７は次のように構成される。つまり、ポイント指示装
置１の対物側部分には前記ハーフミラー１４０と所定の
基線距離を隔ててミラー１６１が設けられ、視野から入
射した光はハーフミラー１４０とミラー１６１で反射す
る。ハーフミラー１４０で反射した入射光は前述した半
固定ミラー１５９で反射し、ミラー１６１で反射した入
射光は振動ミラー１６３で反射して、それぞれプリズム
１６５およびレンズ１６９，１７１を介してそれぞれに
対応する受光部（受光素子アレイ）１７３，１７５に入
射する。ここで、半固定ミラー１５９は基本的にはフア
インダの中心軸方向に合わせて設定されている。

【００６８】そこで、この測離部１５７は、２つの受光
部１７３，１７５に入射して結像する像が合致するよう
に振動ミラー１６３を動かす。このときの振動ミラー１
６３の回転角と前記基線距離から観察術部までの距離を
求める。

【００６９】一方、術者１１６の視線方向がフアインダ
の中心軸方向からずれている場合には、それに応じて半
固定ミラー１５９の駆動部１３１を作動させて半固定ミ
ラー１５９を回転し、その補正を行う。この結果、術者
１１６の視線方向に合った測離動作が行われる。つま
り、術者１１６が実際に見ている術部までの距離が求め
られる。また、フアインダの中心軸方向からずれた術者
１１６の視線方向も求められる。したがって、本実施例
のポイント指示装置１は、術者１１６が実際に見ている
術部１２０の視線方向とその観察眼からの距離を求める
ことができる。

【００７０】さらに、本実施例に用いる鏡体部はその対
物レンズの焦点距離の変更が、図示しないエンコーダが
取り付けられた同じく図示しないモータにより電動で行
うことができる構成となっている。また、接眼レンズの
観察点は接眼レンズの端部から前記ポイント指示装置１
の厚み分、離れた距離に設定される。

【００７１】図１６には、本実施例に適用された制御回
路のブロック図が示されているが、第１の実施例と同様
の構成には、同一符号を付してその説明を省略する。前
記ハンドル４８の移動によって操作される第１ないし第
４のスイッチ１２４，１３０，１３２，１３６は、第１
のスイッチ動作による入力信号か、または後述する演算
回路１０６からの入力信号かのいずれか一方の信号を選
択するセレクタ回路１０２を介して、第１の実施例と同
様の第１のドライバ回路１０８に接続されている。セレ
クタ回路１０２には、鏡体部１２の対物レンズ４４（図
１参照）の焦点距離を変更すべく、モータ６６が第３の
ドライバ回路１４２を介してそれぞれ接続されている。

【００７２】この第３のドライバ回路１４２に移動距離
の指示があった場合、対物レンズ移動用モータ１４４の
駆動量を検出する機能を有するロータリーエンコーダ１
４６が第３のドライバ回路１４２に接続されている。

【００７３】また、本実施例には、前記ポイント指示装
置を介して術者１１６の観察眼１４３の位置と術部１２
０との間の距離を検出するための観察位置検出回路１４
８が設けられており、この観察位置検出回路１４８から
出力された観察位置信号は演算回路１０６に入力され
る。演算回路１０６は、観察位置信号と座標検出回路１
０４から出力された検出信号に基づいて前記複数のモー
タ６６，１４４の回動量及び回動方向を演算して、その
演算結果信号をセレクタ回路１０２に出力する。

【００７４】一方、ポイント指示スイッチの代用として
用いられるフットスイッチ１５０は、第１のスイッチ回
路１１０に接続されており、この第１のスイッチ回路１
１０は、セレクタ回路１０２、観察位置検出回路１４８
及び座標検出回路１０４の動作を制御する機能を有す
る。

【００７５】なお、第１ないし第４のスイッチ１２４，
１３０，１３２，１３６は、ＯＲ回路１５２に接続され
ており、このＯＲ回路１５２は、第１ないし第４のスイ
ッチ１２４，１３０，１３２，１３６のうちからの第２
のスイッチ動作による入力信号を送るべく、いずれのス
イッチが動作したかを検出する機能を有する。このよう
なＯＲ回路１５２は、第２のスイッチ回路１１２に接続
されている。

【００７６】次に、本実施例の手術用顕微鏡の動作につ
いて、図１３ないし図１６を参照しつつ説明する。手術
開始にあたり、術部１２０を観察する際に最適な位置に
鏡体部１２（図１参照）を位置付ける場合、まず、術者
１１６は、その頭部にポイント指示装置１を搭載する
（図１４参照）。そして、術者１１６は、ポイント指示
装置１を介して術部１２０が観察可能な状態で、フット
スイッチ１５０をＯＮ操作するのである。

【００７７】このフットスイッチ１５０のＯＮ信号を受
信した第１のスイッチ回路１１０は、セレクタ回路１０
２を制御して、スイッチ１２４，１３０，１３２，１３
６と第１のドライバ回路１０８との間の電気的接続状態
を遮断する一方、演算回路１０６を第１のドライバ回路
１０８に電気的に接続させる。そして、これと同時に、
座標検出回路１０４及び観察位置検出回路１４８を作動
させる。

【００７８】座標検出回路１０４は、超音波位置センサ
９８から超音波受信部５０（図１参照）を介して入力さ
れた信号に基づいて、鏡体部１２の位置に対する術者１
１６の観察目の位置を座標として検出すべく、座標検出
回路１０４を作動させる。その検出信号を演算回路１０
６に出力する。

【００７９】観察位置検出回路１４８は、術者１１６の
目の視線位置に対する術部１２０の位置を検出して、そ
の検出信号を演算回路１０６に出力する。

【００８０】演算回路１０６は、入力された検出信号に
基づいて、対応するモータ６６の回動量及び回動方向を
演算し、その演算結果信号をセレクタ回路１０２を介し
て第１のドライバ回路１０８に出力する。

【００８１】第１のドライバ回路１０８は、演算回路１
０６から出力された演算結果信号に基づいて所定のモー
タ６６を駆動制御して、鏡体部１２を所定方向に所定量
だけ移動させる。

【００８２】具体的には、鏡体部１２の観察光軸がフッ
トスイッチ１５０をＯＮしたときの術者１１６の目の位
置と術部１２０とを結んだ線上に一致するとともに、ポ
イント指示装置１の直前に鏡体部１２の接眼レンズ部が
来るように、、演算回路１０６は、入力された検出信号
に基づいて、モータ６６の回動量及び回動方向を演算
し、その演算結果信号をセレクタ回路１０２を介して第
１のドライバ回路１０８に出力する。

【００８３】同時に、演算回路１０６は、鏡体部１２が
移動後に術部１２０に焦点が合うべき位置に対物レンズ
を移動するためのモータ１４４の移動量および移動方向
を算出するとともに、これを入力信号に変換してセレク
タ回路１０２を介して第３のドライバ回路１４２に送
る。そして、その演算結果信号に基づいてそのモータ１
４４を駆動制御する。この結果、鏡体部１２の位置制御
が施され、また、その対物レンズ４４の、術部１２０に
対する合焦が行われる。

【００８４】ところで、このとき、電磁鎖錠６０（図６
参照）には電圧は印加されていないため、所定のモータ
６６の駆動に伴って、位置制御機構８及び角度制御機構
１０（図１及び図２参照）が作動する。

【００８５】鏡体部１２が、所定位置に位置付けられた
際、第１のドライバ回路１０８には、ロータリーエンコ
ーダ６８から信号が入力され、モータ６６が入力信号に
対応した駆動量だけ駆動されたことを知らせる。

【００８６】このとき、第１のドライバ回路１０８は、
モータ６６を停止させる。なお、これに同期して、セレ
クタ回路１０２を介してスイッチ１２４，１３０，１３
２，１３６と第１のドライバ回路１０８との間の電気的
接続状態が復帰される。

【００８７】このような工程を経た後において、鏡体部
１２は、その観察光軸がフットスイッチ１５０をＯＮし
たときの術者１１６の目の位置と術部１２０とを結んだ
線上に一致する。また、その接眼レンズ４６が術部１２
０にピントが合う状態になり、フットスイッチ１５０を
ＯＮしたときのポイント指示装置１の直前に位置付けら
れている。したがって、このとき、直ちに手術が開始で
きる状態になる。

【００８８】次に、手術開始後、鏡体部１２を微妙に移
動させる場合、術者１１６は、ハンドル４８を保持して
鏡体部１２を動かしたい方向に弱い力を加える。する
と、前述したような第１のスイッチ動作が行われ、以後
は第１の実施例に準じた作用ができる。

【００８９】また、手術中に、鏡体部１２を大きく移動
させる場合、術者１１６は、ハンドル４８を把持して、
鏡体部１２を移動させたい方向に強い力を加える。する
と、前述したような第２のスイッチ動作が行われ、これ
の信号を受けたＯＲ回路１５２は第２のスイッチ回路１
１２に信号を入力し、第２のドライバ回路１１４を駆動
して電磁鎖錠６０を解錠し、鏡体部１２を大きく所望の
方向へ軽く移動させることができる。

【００９０】このように本実施例によれば、術者１１６
は、その頭部に搭載したポイント指示装置１を介して全
く手を使うことなく、且つ、術部１２０に視線を送るだ
けで鏡体部１２の移動制御を行うことができると共に、
ピント合わせも自動的に行うことができるため、より操
作性に富む手術用顕微鏡を提供することができる。

【００９１】さらに、本実施例の手術用顕微鏡では、ハ
ンドル４８に作用させる力加減及びその力方向を変化さ
せるだけで鏡体部１２を所望の方向に任意に移動させる
ことが可能となる。

【００９２】以下、本発明の第３の実施例に係る手術用
顕微鏡について、図１７を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、上述した実施例と同様の構成に
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００９３】図１７に示すように、本実施例の手術用顕
微鏡は、術部１２０（図１１及び図１２参照）を所定の
倍率で観察可能な鏡体部１２と、この鏡体部１２で観察
されている像を表示するモニタ１５４とを備えており、
これら鏡体部１２及びモニタ１５４は、夫々、対応する
位置制御機構８及び角度制御機構１０を介して天井１５
６から吊り下げられている。

【００９４】なお、鏡体部１２には、撮像素子１５８が
内蔵されており、この撮像素子１５８によって撮影され
た像は、画像信号としてモニタ１５４に送信された後、
モニタ１５４上に写し出されるように構成されている。
また、モニタ１５４には、超音波受信部５０と同様の機
能を有するモニタ用超音波受信部１６０が設けられてい
る。

【００９５】本実施例の手術用顕微鏡は、第１の実施例
に適用されたポイント指示装置１あるいは第２の実施例
に適用された頭部搭載型ポイント指示装置１と併用する
ことによって、鏡体部１２及びモニタ１５４を所望の位
置及び角度に配置させることができる。なお、他の構成
・動作等については、上述した実施例と同様であるた
め、その説明は両略する。

【００９６】本実施例によれば、鏡体部１２とモニタ１
５４とを分離して設けることによって、モニタ１５４の
みを任意の位置及び角度に制御することが可能となるた
め、術者１１６の目の位置はその術者１１６からの観察
光を受ける鏡体部１２の位置に対して自由になるため、
楽な姿勢で手術が可能となり、また、第三者に対して
も、円滑且つ容易に術部１２０の像を呈示させることが
できる。このため、手術の迅速化及び円滑化を達成する
ことができる。

【００９７】さらに、前述した第１の実施例の角度制御
機構１０や、図２０で示したような傾斜駆動機構では、
例えば、平面的な術部１２０を真上から観察している状
態から徐々に傾斜させるに従って、視野が徐々に速く移
動するように見えるという弊害が生じる。しかし、図１
８で示したような機構を用いれば、これを除去させるこ
とができる。すなわち、前記ウォーム２２６とウォーム
ホイール２２７を直接に噛合せないで、回転軸２２８に
回動アーム２３０を取り付け、この回動アーム２３０の
先端を、前記ウォーム２２６に螺合するとともに長穴２
３２とピン２３３を有するこま部材２３１を介して連結
する。この結果、モニタ１５４上には、一定速度で視野
が移動するように表示させることができ、術部１２０の
高精度な観察が可能となる。

【００９８】

【発明の効果】このように本発明によれば、情報出力手
段から出力された術部に対する相対距離情報及び相対位
置情報ならびに術部に対する観察光軸の相対角度情報に
所定の演算を施すことによって、観察手段を所定方向に
所定量だけ自動的に移動させ且つ術部に対して所定位置
に所定角度で位置付けることができる。この結果、簡単
な操作で且つ自動的に鏡体部を所定位置に迅速に位置決
めさせることが可能な手術用顕微鏡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の構
成を概略的に示す側面図。

【図２】本発明の第１の実施例に係る手術用顕微鏡の構
成を概略的に示す平面図。

【図３】本発明の第１の実施例に係る手術用顕微鏡にお
ける鏡体部の位置移動機構の概略図。

【図４】本発明の第１の実施例に係る手術用顕微鏡にお
ける角度制御機構の可動駆動部の断面図。

【図５】図１及び図２に示す手術用顕微鏡に適用された
移動制御機構の構成を概略的に示す断面図。

【図６】前記角度制御機構および移動制御機構を駆動さ
せる駆動系の構成を概略的に示す断面図。

【図７】図１及び図２に示す手術用顕微鏡に適用された
ハンドルの構成を概略的に示す部分断面図。

【図８】（ａ）は、図７のＦ−Ｆ線に沿う断面図、
（ｂ）は、図７のＧ−Ｇ線に沿う断面図。

【図９】図１及び図２に示す手術用顕微鏡に適用された
ポイント指示装置の構成を概略的に示す断面図。

【図１０】図１及び図２に示す手術用顕微鏡に適用され
た制御回路のブロック図。

【図１１】図９に示すポイント指示装置を術部に対して
配置させた状態を示す図。

【図１２】図１に示す鏡体部を術部に対して配置させた
状態を示す図。

【図１３】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡に
適用されるスイッチ機構の構成を概略的に示す断面図。

【図１４】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡に
適用された頭部搭載型のポイント指示装置が術者の頭部
に搭載された状態を示す図。

【図１５】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡に
適用された頭部搭載型のポイント指示装置の概略的な構
成図。

【図１６】本発明の第２の実施例に係る手術用顕微鏡に
適用された制御回路のブロック図。

【図１７】本発明の第３の実施例に係る手術用顕微鏡の
構成を概略的に示す図。

【図１８】角度移動駆動機構の変形例を示す断面図。

【図１９】一般的な位置移動機構の正面図。

【図２０】一般的な位置移動機構における角度移動駆動
機構の断面図。

【図２１】従来の顕微鏡における鏡体部の配置位置を示
す断面図。

【符号の説明】

８…位置制御機構、１０…角度制御機構、１２…鏡体
部、４８…ハンドル、５０…超音波受信部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 術部を任意の倍率で観察可能な観察手段
   を３次元的に移動可能に構成された手術用顕微鏡におい
   て、 前記観察手段を前記術部に対して所定位置に所定角度で
   位置付ける際に必要となる前記術部に対する相対距離情
   報及び相対位置情報ならびに前記術部に対する観察光軸
   の相対角度情報を出力する情報出力手段と、 この情報出力手段から出力された前記相対距離情報及び
   前記相対位置情報ならびに前記相対角度情報に基づい
   て、前記観察手段の移動方向及びその移動量を演算し
   て、その演算結果情報を出力する演算手段と、 この演算手段から出力された前記演算結果情報に基づい
   て、前記観察手段を所定方向に所定量だけ自動的に移動
   させ、かつ前記術部に対して所定位置に所定角度で位置
   付ける移動制御手段とを備えたことを特徴とする手術用
   顕微鏡。