JPH11174341A - 眼科装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、装置の小形化及び焦点合わせ等の
作業の容易化を図った眼科装置を提供する。 【解決手段】 モーター２１の回転力をウォームギア２
２、２４及びウォームホイール２３、２５を用いた回転
減速機構及びラック３２、ピニオン３１を用いた回転−
直線変換機構を介して鏡体部１０に伝達し、この鏡体部
１０を重力の作用する方向及び重力に逆らう方向に往復
移動させる手術用顕微鏡１等の眼科装置であって、鏡体
部１０の重力の作用する方向への移動時に弾性エネルギ
ーを蓄積し、重力に逆らう方向への移動時に弾性エネル
ギーを放出してモータ−２１から伝達される回転力を補
完する渦巻きばね状のぜんまいバネ４０を配置したもの
である。これにより、駆動力の低減による小形化が可能
となり、また、移動速度の均等化が可能となって、焦点
合わせ等の作業の容易化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物移動機構を
含む眼科装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、眼科手術で使用される手術用顕
微鏡は、鏡体部を上下微動機構により上下に移動して焦
点合わせを行なう。この上下微動機構は、ＤＣモーター
の回転をウォームギアにより減速し、ピニオンギアを回
転させ、スライドレールで保持され、かつ、鏡体部に取
り付けられたラックに噛み合わせて、ラックとともに鏡
体部を上下動させるものである。

【０００３】このようにして鏡体部を上下に移動させる
場合、上方向に移動する場合と下方向に移動する場合と
では負荷が異なり、上方向への移動速度は下方向への移
動速度に比べて遅くなる。これは、ＤＣモーターの駆動
力は上方向の負荷に基ずき設定されるため、下方向への
移動時はＤＣモーターの出力トルクに余裕が生じるから
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たＤＣモーターは、上方向の負荷に基ずき選択されるた
め、出力トルクの大きな特性のＤＣモーターを選択しな
ければならず、ＤＣモーターの大型化を招くことにな
る。

【０００５】ＤＣモーターが大きくなれば、必然的に上
下微動機構の構成部材等も大きくなり、しいては手術用
顕微鏡自体の大型化につながり、この結果、術者が活動
する手術空間を狭めることになり、安全な手術の阻害に
なってしまうという課題がある。

【０００６】また、鏡体部を上方向に移動する場合と、
下方向に移動する場合で移動速度が異なるため、微細な
焦点合わせを行う場合、焦点合わ作業が煩雑となり、術
者の精神的ストレスの原因となり得るという課題もあ
る。

【０００７】次に、眼科装置の一種であるスリットラン
プの場合について考察すると、モーターを用いた電動式
の上下微動機構によりスリットランプを上下に移動する
場合、上方向に移動する場合と、下方向に移動する場合
とで負荷が異なり、上方向への移動速度は下方向への移
動速度に比べて遅くなる。

【０００８】これは、既述した手術用顕微鏡の場合と同
様、モーターの駆動力は上方向の負荷に基ずき設定され
るため、下方向への移動時はモーターの出力トルクに余
裕が生じるからである。

【０００９】このように、モーターは上方向の負荷に基
ずき選択される為、出力トルクの大きな特性のモーター
を選択しなければならず、モーターの大型化を招くこと
になる。

【００１０】モーターが大きくなれば、必然的に上下微
動機構の構成部材等も大きくなり、スリットランプ自体
の大型化につながり、術者の検査空間を狭めることにな
るとともに、スリットランプの一部が患者にぶつかると
いう支障も生じる。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、駆動源の小形化、移動操作の容易化を図った対
象物移動機構を含む眼科装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
回転動作する回転駆動源の回転力を、動力伝達機構を介
して対象物に伝達し、この対象物を重力の作用する方向
と重力に逆らう方向とに往復駆動する対象物移動機構を
含む眼科装置であって、前記動力伝達機構に、前記対象
物の重力の作用する方向への移動時に弾性エネルギーを
蓄積し、対象物の重力に逆らう方向への移動時に弾性エ
ネルギーを放出して前記駆動源からこの動力伝達機構へ
伝達される駆動力を補完する弾性部材を配置したことを
特徴とするものである。

【００１３】この発明によれば、回転駆動源の回転力
を、動力伝達機構を介して対象物に伝達し、この対象物
を重力の作用する方向と重力に逆らう方向とに往復駆動
するに際して、前記対象物の重力の作用する方向への移
動時に前記弾性部材に弾性エネルギーを蓄積し、対象物
の重力に逆らう方向への移動時に前記弾性部材に蓄積し
た弾性エネルギーを放出して前記駆動源からこの動力伝
達機構へ伝達される駆動力を補完するようにしたので、
前記回転駆動源による前記対象物の重力に逆らう方向へ
の駆動時の駆動力を弾性部材に蓄積する弾性エネルギー
で補うことが可能となり、これにより、回転駆動源の駆
動力の低減による小形化が可能となるとともに、対象物
を重力の作用する方向と重力に逆らう方向とに移動させ
る場合の移動速度の均等化が可能となる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の眼
科装置において、前記動力伝達機構は、ウォームギア及
びウォームホイールを用いた回転減速機構及びラック、
ピニオンを用いた回転−直線変換機構を備えたことを特
徴とするものである。

【００１５】この発明によれば、前記動力伝達機構は、
ウォームギア及びウォームホイールを用いた回転減速機
構及びラック、ピニオンを用いた回転−直線変換機構を
備えた構成であるため、簡略な構成でありながら請求項
１記載の発明と同様、回転駆動源の駆動力の低減による
小形化が可能となるとともに、対象物を重力の作用する
方向と重力に逆らう方向とに移動させる場合の移動速度
の均等化を図ることが可能となる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の眼科装置において、前記弾性部材の弾性エネルギー
の蓄積量を調整する調整部材を付加したことを特徴とす
るものである。

【００１７】この発明によれば、請求項１又は２記載の
対象物移動機構の場合と同様な作用を発揮するととも
に、前記弾性部材の弾性エネルギーの蓄積量を調整する
調整部材を付加しているので、前記調整部材による弾性
部材の弾性エネルギーの蓄積量の調整により、前記対象
物の重量変化等の負荷変動に対応できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の対象物移動機構を含む眼科装置の一例である手
術用顕微鏡１の全体図である。この手術用顕微鏡１は、
支持アーム２の突出端部に垂下部材３を取り付け、この
垂下部材３に対して対象物移動機構を搭載した箱形状の
保持体４を軸体６を介して取り付けている。保持体４
は、軸体６を支軸として図１に示す矢印ａ、ｂ方向に回
動可能に配置している。その回動操作は、つまみ５を回
転させることで行う。

【００２０】また、保持体４に対して手術用顕微鏡１の
鏡体部１０を取り付けた上下移動部材７を、図１に示す
矢印ｃ、ｄを付して示す上下方向に移動可能に取り付け
ている。この上下方向の移動は、保持体４の内部に設置
され、前記保持体４と上下移動部材７とを連結している
対象物移動機構により行われる。この対象物移動機構の
詳細をを図２乃至図５に示す。

【００２１】この対象物移動機構は、保持体４に配置し
た回動動作する駆動源であるモータ２１と、このモータ
２１の回転力を上下移動部材７に伝達する動力伝達機構
とを具備している。この動力伝達機構は、さらに回転減
速機構及び回転−直線変換機構を具備している。

【００２２】回転減速機構は、図５に模式的に示すよう
に、モーター２１の原動軸に取り付けた第１のウォーム
ギア２２、第１のウォームギア２２と螺合させた第１の
ウォームホイール２３を具備している。第１のウォーム
ホイール２３は、回転軸２８を中心として回転可能とな
っており、この回転軸２８は、一対の軸受２６、２７に
より支承されている。

【００２３】また、回転−直線変換機構は、図５に模式
的に示すように、前記回転軸２８上であって第１のウォ
ームホイール２３より上方の位置において嵌着された第
２のウォームギア２４と、第２のウォームギア２４に螺
合させた第２のウォームホイール２５、第２のウォーム
ギア２４の中心を貫通する伝達軸２９、伝達軸２９の前
記上下移動部材７側の端部に取り付けたピニオン３１
と、上下移動部材７に対しこの上下移動部材７の移動方
向（ｃ、ｄ方向）に沿って配置したラック３２を具備し
ている。

【００２４】さらに、前記保持体４内から下方に突出す
る前記回転軸２８の下端部に、弾性部材であるぜんまい
バネ４０を取り付けている。ぜんまいバネ４０は、前記
手術用顕微鏡１の鏡体部１０の重力の作用する方向への
移動時に弾性エネルギーを蓄積し、鏡体部１０の重力に
逆らう方向への移動時に弾性エネルギーを放出して前記
モーター２１から回転減速機構へ伝達される回転力を補
完するように構成されている。

【００２５】このぜんまいバネ４０の内側端部は、回転
軸２８に固着され、外側端部は、上下移動部材７に固定
配置されるカバー部材４１の所定の位置に固着されて、
これにより、弾性エネルギーの蓄積、放出が可能となっ
ている。

【００２６】また、図示しない上限検出リミットスイッ
チ、下限検出リミットスイッチを配置し、前記上下移動
部材７の上限位置、下限位置を検出するようになってい
る。

【００２７】前記上下移動部材７内には、図３に示すよ
うに、コントロールＰＣ板５０が搭載され、このコント
ロールＰＣ板５０に前記モーター２１等の制御回路系を
組み込んでいる。

【００２８】前記前記保持体４と上下移動部材７との連
結状態の詳細を図４に示す。前記保持体４の一方の端面
に設けた長穴状の開口の部分に、中心部分に軸受１２
ａ、１２ｂを備えた略筒状のレール受け１２を配置する
とともに、このレール受け１２の一対の両側部に内側ス
ライドレール１３ａ、１３ｂを取り付け、また、保持体
４の一方の端面に対峙させる断面コ状の上下移動部材７
の端面両側部には前記内側スライドレール１３ａ、１３
ｂに各々対応する外側スライドレール１５ａ、１５ｂを
取り付け、内側スライドレール１３ａと外側スライドレ
ール１５ａ、内側スライドレール１３ｂと外側スライド
レール１５ｂとの間に各々スライドレールガイド１７
ａ、１７ｂを介在させて、これら内側スライドレール１
３ａ、１３ｂに対して外側スライドレール１５ａ、１５
ｂをスライド可能とし、これにより、上下移動部材７を
図１、図３に示す矢印ｃ、ｄを付して示す重力に逆らう
方向である上方向と、重力の作用する方向である下方向
とに移動可能としている。

【００２９】次に、上述した構成の対象物移動機構を含
む手術用顕微鏡１の動作を説明する。

【００３０】この手術用顕微鏡１の鏡体部１０を矢印
ｃ、ｄ方向に移動して、手術対象物体１００等に対する
焦点合わせを実行する場合に、前記保持体４に搭載され
たモーター２１の回転力を、前記第１のウォームギア２
２、第１のウォームホイール２３により減速した後、第
２のウォームギア２４、第２のウォームホイール２５を
経て前記ラック３１、ピニオン３２を用いた回転−直線
変換機構に直線運動に変換し、上下移動部材７さらには
鏡体部１０を矢印ｃ、ｄで示す重力に逆らう方向と重力
の作用する方向とに往復駆動する。

【００３１】この場合に、鏡体部１０が矢印ｄで示す重
力の作用する方向に移動する際には、鏡体部１０の矢印
ｄ方向への移動とともに前記ぜんまいバネ４０に弾性エ
ネルギーが蓄積（ぜんまいが巻かれる）される。

【００３２】一方、鏡体部１０が矢印ｃで示す重力に逆
らう方向に移動する際には、鏡体部１０の矢印ｃ方向へ
の移動とともに前記ぜんまいバネ４０に蓄積された弾性
エネルギーが放出される。このぜんまいバネ４０により
放出される前記弾性エネルギーは、前記モーター２１か
ら上述した動力伝達機構へ伝達される駆動力を補完する
ように機能する。

【００３３】即ち、前記モーター２１の回転に伴う前記
鏡体部１０の重力に逆らう上方向への駆動時の駆動力を
ぜんまいバネ４０に蓄積する弾性エネルギーで補うこと
が可能となり、これにより、モーター２１として出力ト
ルクの小さいものを使用することが可能となり、小形化
が可能となる。また、前記鏡体部１０の下方向、上方向
への移動時の移動速度の均等化を図ることも可能とな
る。

【００３４】また、モーター２１の上方向、下方向の負
荷をほぼ同等とすることができ、負荷の大小により速度
が変化するアクチュエーター（ＤＣモーター、超音波モ
ーター等）を使用する場合でも、上下各方向の移動速度
が同等となる。

【００３５】尚、前記ぜんまいバネ４０が取付けられる
回転軸２８に取り付けた第１のウォームホイール２３は
第１のウォームギア２２といわゆるセルフロックの関係
が成立しており、第１のウォームホイール２３側から第
１のウォームギア２２を回転させることはできない。

【００３６】このため、ぜんまいバネ４０に蓄積された
弾性エネルギーは、第１のウォームギア２２側の回転動
作がない限り放出されることはない。

【００３７】また、手術用顕微鏡１の場合、ＴＶカメ
ラ、側視鏡等の付属品の追加により負荷（荷重）が変化
する。この場合、ぜんまいバネ４０の巻き付け量を回転
軸２８の端部において前記カバー部材４１に取り付けた
初期巻き付け量調整ノブ２８ａを操作して変更するよう
にすれば、負荷変化に直ちに対応することができる。

【００３８】また、レフラクトメータやスペキュラーマ
イクロスコープ、ノンコンタクトメーター等の眼科装置
等で、測定対象が異なりヘッド部の構造や重量が違う場
合でも、上述した対象物移動機構により同様に対応する
ことで機構部の共通化が図れ、全体的に安価な装置の提
供が可能となる。

【００３９】図６、図７は、前記回転減速機構に、ぜん
まいバネ４０の弾性エネルギーの蓄積量を調整する調整
部材４２を付加した変形例を示すものである。

【００４０】この調整部材４２は、回転軸２８に対して
前記カバー部材４１及びぜんまいバネ４０と同軸にラチ
ェット４３を取付けるとともに、外し操作レバー４４付
きのラチェット爪４５をラチェット４３に係合させ、ラ
チェット爪４５のラチェット４３に対する係合位置の変
化でぜんまいバネ４０の弾性エネルギーの蓄積量の調整
を行うとともに、外し操作レバー４４によりラチェット
爪４５のラチェット４３に対する係合解除を行うように
なっている。

【００４１】この調整部材４２によるぜんまいバネ４０
の弾性エネルギーの蓄積量の調整により、特に前記鏡体
部１０の上方向への移動時の弾性エネルギーの放出状態
も調整されることになり、これにより、鏡体部１０の下
方向、上方向への移動速度の均等化、前記鏡体部１０の
重量変化への迅速な対応が可能になる。

【００４２】（実施の形態２）図８乃至図１０は、本発
明の実施の形態２の眼科装置における対象物移動機構を
示すものである。

【００４３】この実施の形態２の対象物移動機構は、実
施の形態１の対象物移動機構と略同様な構成であるが、
保持体４内の前記モーター２１の原動軸に直結した軸６
０にウォームギア５１が貫通配置で取付けられていて、
ウォームギア５１はリードネジ５２と連動するウォーム
ホイール５３と噛み合っており、このリードネジ５２に
リードナット５４を螺合した構造で回転減速機構及び回
転−直線変換機構を構成している。

【００４４】前記リードナット５４は、顕微鏡、眼科装
置等のヘッド部（測定部）を取り付けた上下移動部材７
側から突出した伝達軸５５に取り付けられている。上下
移動部材７内におけるスライド部分の構造は実施の形態
１の場合と同様である。

【００４５】さらに、図１０に示すように、前記ウォー
ムギア５１を貫通した軸６０の端部には、実施の形態１
と同様、渦巻きばね状のぜんまいバネ４０、円形皿状の
カバー部材４１が配置され、ぜんまいバネ４０の内側端
部は軸６０の外周に、外側端部はカバー部材４１の内周
に各々固着されている。

【００４６】また、カバー部材４１のぜんまいバネ４０
とは反対側の中心部には、上下移動部材７の側片を貫い
て外部に突出する突出軸４１ａを具備し、この突出軸４
１ａに初期巻き付け量調整ノブ６１を取り付けている。

【００４７】このような構成の実施の形態２の対象物移
動機構において、モーター２１が回転すると、この回転
はウォームギア５１からウォームホイール５３ヘ伝達さ
れ、連動するリードネジ５２を回転させる。リードネジ
５２が回転すると、リードナット５４は矢印ｃ、ｄで示
す上下方向に移動する。

【００４８】これにより、顕微鏡、眼科装置等のヘッド
部を矢印ｃ、ｄで示す上下方向に移動させることができ
る。また、初期巻き付け量調整ノブ６１によるぜんまい
バネ４０の初期巻き付け量の調整で、ヘッド部の荷重変
化に対応でき、また、ぜんまいバネ４０の弾性エネルギ
ーの蓄積量の調整により、特に前記鏡体部１０の上方向
への移動時の弾性エネルギーの放出状態も調整される。
これにより、眼科装置における鏡体部１０の下方向、上
方向への移動速度の均等化を図れる。

【００４９】図１１は、例えばレフラクトメータのよう
な眼科装置８０に、本実施の形態２と同様な対象物移動
機構を組み込んだ例を示すものである。

【００５０】即ち、眼科装置８０の支持台８５上の移動
基台８５に、モーター２１を固定するとともに、その原
動軸に直結した軸６０にウォームギア５１を貫通配置で
取付け、ウォームギア５１をリードネジ５２と連動する
ウォームホイール５３と噛合させている。

【００５１】このリードネジ５２に、ヘッド部９０の下
部から垂下した連結片９３に設けたリードナット５４を
螺合している。さらに、移動基台８５上において、軸６
０の端部に前記ぜんまいバネ４０を配置している。尚、
図１１中、８７は操作ハンドルである。

【００５２】このような眼科装置８０によれば、ヘッド
部９０の重力ベクトルと反対方向に弾性力を発揮する弾
性体（コイルスプリング）９２を支持体９３に巻装して
してヘッド部９０の重力を相殺するとともに、前記対象
物移動機構のウォームギア５１、ウォームホイール５３
でモータ２１の回転速度の減速を行い、ぜんまいバネ４
０により弾性エネルギーの蓄積、放出を行うので、弾性
体９２のみを使用し、対象物移動機構を組込まない場合
に比べ移動体９３や弾性体９２等の構成を小型にできる
利点がある。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、駆動源の駆動力の低減
を図り小形化が可能となるとともに、ヘッド部等の重力
に逆らう方向への移動速度を、重力が作用する方向への
移動速度と同等にすることができ、焦点合わせ等の作業
の容易化を図ることができる眼科装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の対象物移動機構を含む
手術用顕微鏡を示す概略側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１の対象物移動機構の概略
縦断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１の対象物移動機構の概略
横断面図である。

【図５】本発明の実施の形態１の対象物移動機構の概略
斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態１の対象物移動機構の変形
例を示す概略斜視図である。

【図７】本発明の実施の形態１の対象物移動機構の変形
例におけるラチェット及びラチェット爪を示す概略平面
図である。

【図８】本発明の実施の形態２の対象物移動機構を示す
概略縦断面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態２の対象物移動機構の部
分拡大図である。

【図１１】本実施の形態２の対象物移動機構を組み込ん
だ眼科装置の一部を切欠して示す概略図である。

【符号の説明】

１ 手術用顕微鏡 ４ 保持体 ７ 上下移動部材 １０ 鏡体部 １３ａ 内側スライドレール １５ａ 内側スライドレール ２１ モータ ２２ 第１のウォームギア ２３ 第１のウォームホイール ２４ 第２のウォームギア ２５ 第２のウォームホイール ３１ ピニオン ３２ ラック ４０ ぜんまいバネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転動作する回転駆動源の回転力を、動
   力伝達機構を介して対象物に伝達し、この対象物を重力
   の作用する方向と重力に逆らう方向とに往復駆動する対
   象物移動機構を含む眼科装置であって、 前記動力伝達機構に、前記対象物の重力の作用する方向
   への移動時に弾性エネルギーを蓄積し、対象物の重力に
   逆らう方向への移動時に弾性エネルギーを放出して前記
   駆動源からこの動力伝達機構へ伝達される駆動力を補完
   する弾性部材を配置したことを特徴とする眼科装置。
2. 【請求項２】 前記動力伝達機構は、ウォームギア及び
   ウォームホイールを用いた回転減速機構及びラック、ピ
   ニオンを用いた回転−直線変換機構を備えたことを特徴
   とする請求項１記載の眼科装置。
3. 【請求項３】 前記弾性部材の弾性エネルギーの蓄積量
   を調整する調整部材を付加したことを特徴とする請求項
   １又は２記載の眼科装置。