KR0136955B1 - 광학기기의 스탠드 장치 - Google Patents

광학기기의 스탠드 장치

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KR0136955B1
KR0136955B1 KR1019950700548A KR19950700548A KR0136955B1 KR 0136955 B1 KR0136955 B1 KR 0136955B1 KR 1019950700548 A KR1019950700548 A KR 1019950700548A KR 19950700548 A KR19950700548 A KR 19950700548A KR 0136955 B1 KR0136955 B1 KR 0136955B1
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카츠시게 나까무라
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카츠시게 나까무라
미따까 코오끼 코., 엘티디.
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Abstract

청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야;
1. 현미경수술시에 중량물인 수술현미경 및 그 부속기기를 평행링크를 이용한 지지링크기구로 지지하여 그들이 중량을 카운터 웨이트로 밸런스를 조정함으로써 상기 수술현미경 등을 원하는 공간위치에 정지시킬 수 있는 스탠드 장치에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제;
수술현미경측 중량변화에 대한 밸런스조정을 용이하고 확실하게 행할 수 있는 광학기기의 스탠드 장치를 제공
3. 발명의 해결방법의 요지 제2평행링크(3)의 종방향 길이 및 횡방향 길이를 신축할 수 있도록 함으로써 카운테 웨이트(W4)를 지시 암(9)의 선단부(β1) 와 회전지점(S)을 잇는 직선X상에서 이동할 수 있는 구조로 되어 있으므로 이 카운터 웨이트(W4)를 직선(X)에 따라 이동시키기만 하면 수술현미경 등(W1-3)의 중량에 대한 수평·수직 양쪽 방향으로의 밸런스를 용이하고 확실하게 유지할 수 있음.
4. 발명의 중요한 용도;
수술실내에서 신속한 밸런스조정이 요구되는 의료용광학기기의 지지에 적절함

Description

광학기기의 스탠드 장치
제1도는 본 발명에 따른 광학기기의 스탠드 장치를 나타낸 전체 측면도
제2도는 스플라인(spline)과 이동베벨기어(bevel gear)를 나타낸 도
제3도는 유니버설 조인트(universal joint)를 나타낸 도
제4도는 제2평행링크의 종방향 길이 및 웨이트지지 암의 횡방향 길이를 단축시킨 상태를 나타낸 스탠드 장치의 개략도
제5도는 제2평행링크의 종방향 길이 및 웨이트지지 암의 횡방향 길이를 신장시킨 상태를 나타낸 스탠드 장치의 개략도
제6도는 수직방향으로의 변위상태를 나타낸 제4도에 상당하는 개략도
제7도는 수평방향으로의 변위상태를 나타낸 제4도에 상당하는 개략도
제8도는 수직·수평 양쪽 방향으로의 변위상태를 나타낸 제4도에 상당하는 개략도
제9도는 변위검출수단을 나타낸 사시도
제10도는 검출레버가 한쪽으로 변위된 상태를 나타낸 측면도
제11도는 검출레버가 다른쪽으로 변위된 상태를 나타낸 측면도
제12도는 전자(electromagnetic)클러치의 프리(free:잠그지 않음)상태를 나타낸 단면도
제13도는 전자클러치의 록(lock:잠금)상태를 나타낸 단면도
본 발명은 현미경수술(MICROSURGERY)시에 중량물인 수술현미경 및 그 부속기기를 평행링크를 이용한 지지링크기구로 지지하여 그들의 중량을 카운터 웨이트(counter weight)로 밸런스를 조정함으로써 상기 수술현미경 등을 원하는 공간위치에 정지시킬 수 있는 스탠드 장치에 관한 것이다.
뇌외과수술이나 심장외과수술 분야에서는 의료용 광학기기 로서의 수술현미경으로 환부를 관찰하면서 수술을 행하는 현미경수술(MICROSURGERY)이라고 일컫는 것이 있다.
이러한 현미경수술에 이용하기 위해 중량물인 수술현미경 및 그 부속기기를 원하는 공간위치에 정지시켜 그 위치를 유지할 수 있는 각종 스탠드장치가 제안되어 있다(예컨대 일본 특허 공개 소화 56-32110호 공보 참조). 이러한 스탠드 장치들은 일반적으로 평행링크를 이용한 지지링크기구의 중간부분을 가대에 회전할 수 있도록 또는 기울일 수 있도록 지지함과 동시에, 이 지지링크기구의 한쪽 끝 부분에 수술현미경을 지지하고, 회전지점을 중심으로 하여 상기 수술현미경의 반대쪽 끝 부분에 상기 수술현미경의 무게를 상쇄하기 위한 카운터 웨이트를 지닌 밸런스구조로 되어 있다.
그리고 이와 같은 밸런스식 스탠드 장치가 설치되는 장소는 행해지는 수술내용에 따라 수술실 안에서 가장 적당한 장소가 선택되며, 그 자리에서 밸런스조정을 행한다.
즉, 수술이 실시되기 전에 수술대 주변의 가장 적당한 위치가 의사에 의해 지정되는데, 의사 본인은 살균된 영역에 있으므로 실제로 스탠드 장치를 상기 선택된 위치에 이동시켜 설치하는 작업은 수술에 관여하지 않는 간호원 등의 보조자가 행하게 된다.
수술현미경에는 어시스턴트 의사용 측시경(assistant sccpe)이나 비디오 카메라 등의 부속기기도 장착되어 있으므로 그 중량에 맞게 카운터 웨이트의 위치를 변화시킴으로써 수술현미경 등과 카운터 웨이트와의 균형이 잡히도록 전체의 밸런스를 조정하는 작업이 행해진다.
그러나 상기와 같은 중량물인 카운터 웨이트를 이동시키는 작업은 여성인 간호원한테는 대단히 곤란하고 또 위험하기도 하다. 게다가 밸런스 조정 작업에 시간도 오래 걸리기 때문에 긴급한 수술 등에는 불리한 점도 있다.
그리고 가장 중대한 것은 종래의 스탠드 장치인 경우 수술현미경과 카운터 웨이트와의 밸런스조정이 스탠드 장치 자체의 구조상의 이유 때문에 아주 조정하기 힘 들다는 점이다.
요컨대 수술현미경 및 부속기기를 원하는 공간위치에 정지 시키는데에는 수술현미경의 수평방향 및 수직방향 양쪽의 밸런스를 완전히 유지할 필요가 있는데, 종래의 스탠드 장치는 각종 부속기기의 유무에 따라 변화되는 수술현미경측 전체 중량에 대해 수평·수직 양쪽에서 확실한 밸런스조정을 용이하게 행할 수 있는 구조로 되어 있지 않았다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 기술에 착안해서 성취된 것으로서, 수술현미경측 중량변화에 대한 밸런스조정을 용이하고 확실하게 행할 수 있는 광학기기의 스탠드 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 광학기기의 스탠드장치는, 서로 연동되는 제1평행링크 및 제2평행링크로 구성되는 지지링크기구의 중간부분을 가대의 회전지점에서 지지하고 상기 제1평행링크의 일부를 횡방향으로 연장하여 지지 암(arm)을 형성함과 동시에, 이 지지 암의 선단부에 의료용 광학기기 및/또는 그 부속기기를 지지하며, 상기 제2평행링크의 회전지점으로부터 가장 멀리있는 연결점을 지지 암의 선단부와 회전지점을 잇는 직선상에 위치함과 동시에 이 연결점에 카운터 웨이트를 설치하며, 상기 제2평행링크의 종방향 길이 및 횡방향 길이를 신측할 수 있게 함으로써 카운터 웨이트가 상기 직선상을 이동할 수 있도록 한 것이다.
카운터 웨이트가 지지 암의 선단부와 회전지점을 잇는 직선상을 이동되도록 되어 있기 때문에 부속기기의 유무에 따라 수술현미경측 중량이 변화되더라도 카운터 웨이트를 그 직선에 따라서 이동시킴으로써 상기 수술현미경측 중량의 수평·수직 양방향으로의 밸런스조정을 용이하고 확실하게 행할 수 있다.
또한 상기 지지링크기구의 일부에 지지링크기구의 언밸런스를 검출하는 변위검출수단을 설치하고, 이 변위검출수단으로부터의 신호에 응하여 카운터 웨이트를 수동으로 이동시키도록 해도 된다.
아니면 모터에 의해 카운터 웨이트를 이동시키는 구동수단을 설치하고 상기 변위검출수단으로부터의 신호에 응하여 구동수단을 제어하여 카운터 웨이트를 수술현미경측과의 밸런스가 유지되는 위치에 자동적으로 이동시키도록 해도 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 통해 설명한다.
또한 이하의 설명에서는 제1도에 도시된 A를 전방, B를 후방으로 하여 설명한다.
이 실시예의 스탠드 장치는 가대(1)의 회전지점에 제1평행링크(2) 및 제2평행링크(3)등으로 구성된 지지링크기구(4)의 일부(중간부분(4a))를 지지하고, 제1평행링크(2)의 일부를 연장시켜 지지 암(9)의 선단부(연결점 β1)에 수술현미경(W1) 등을 지지하고, 그리고 직선(X)상에 위치하는 제2평행링크(3)의 연결점(β6)에 카운터 웨이트(W4)를 구비한 기본구조로 되어 있다.
즉 5는 베이스이고 이 베이스(5) 하면에는 록기구가 부착된 캐스터(caster)(6)가 구비되어 있고, 이 캐스터(6)로 스탠드 장치 전체가 플로어위를 이동할 수 있도록 되어 있다.
이 베이스(5)위에는 측면형상이 대략 ㄷ자 형상을 이루는 가대1가 장착되어 있다.
이 가대1는 수직의 회전축(α1)를 중심으로 회전할 수 있도록 되어 있음과 동시에, 이 회전축(α1)에 설치된 전자클러치(C1)로 그 회전을 정지시켜 잠글 수 있도록 되어 있다.
이 가대(1) 상부의 앞쪽 끝 부분에 구비된 회전지점(S)에 제1평행링크(2)가 축으로 지지되어 있다.
이 제1평행링크(2)는 각각 2개 1조의 평행한 전측 제1종 암(7a)과 후측 제1종 암(7b) 및 상측 제1횡 암(8a)과 하측 제1횡암(8b)을 조합시켜 형성되어 있는 것으로, 이 제1평행링크(2)의 상측 제1종암(7a)의 중간부분(4a)이 상술한 바와 같이 회전지점(S)에 축으로 지지되어 있다.
또한 이 회전지점(S)에는 전자클러치(C2)가 설치되어 있어 상측 제1종 암(7a)의 회전위치(즉 제1평행링크(2)의 변위상태)를 록할 수 있도록 되어 있다.
그리고 이 회전지점(S)로 지지되는 상측 제1종 암(7a)의 위쪽부분은 후방으로 향해 휘어지게 형성되어 있어 의사의 신체와 부딪히기 어려운 구조로 되어 있다.
제1평행링크(2)의 상측 제1횡 암(8a)에는 이 상측 제1횡 암(8a)을 그대로 전방으로 향해 연장한 지지암(9)이 일체적으로 형성되어 있고, 그 선단부의 연결점(β1)에는 수직의 선단 암(10)이 회전할 수 있게 달려 있다.
상기 지지암(9)도 상방으로 향해 휘어지게 형성되어 있어 의사의 머리와 부딪히기 어려운 구조로 되어 있다.
이 선단 암(10)의 아래쪽 끝 부분에는 2개의 평행링크를 연동시킨 지지용 평행링크(11)가 수직축(α2)를 중심으로 회전할 수 있도록 설치되어 있다.
이 지지용 평행링크(11)가 부착된 토대에는 전자클러치(c3)가 설치되어 있다.
그리고 이 지지용 평행링크(11)의 최하부에는 상기와 별도의 전자클러치(C4)를 개재시켜 축(α3)를 중심으로 회전가능한 수술현미경(의료용 광학기기)(W1)이 장착되어 있다.
이 지지용 평행링크(11)는 전체로서 휘어진 형상을 이루고 있기 때문에 의사는 수술현미경(W1)을 편리하게 조작할 수 있다.
수술현미경(W1)의 관찰각도에 대한 변화는 지지용 평행링크(11)를 변형시킴으로써 행할 수 있다.
또한 지지용 평행링크(11)의 변형상태는 전자 클러치(C5)로 록할 수 있다.
또한 수술현미경(W1)에는 어시스턴트 의사용 측시경(W2) 및 기록용의 비디오 카메라(W3)가 부속기기로서 장착되어 있으며, 이들 부속기기를 붙이고 떼는 것에 따라 수술현미경(W1)측 중량이 변화된다.
그리고 지지 암(9)이 연장되는 개시점이 되는 연결점(β3)에는 L자형의 크랭크부재(12)가 축으로 지지되어 있고, 이 크랭크부재(12)의 뒤쪽 끝 부분(12a)은 종서브 암(13)으로 가대(1)의 연결점(β4)과 접속되며, 크랭크부재(12)의 위쪽 끝 부분(12b)는 횡서브 암(14)으로 상기 선단 암(10)의 위쪽 끝 부분(10a)과 접속되어 있다.
즉 지지 암(9)의 개시점이 되는 연결점(β3)에, 이 연결점(β3)과 동일한 수평선상에 위치하는 뒤쪽 끝 부분(12a), 및 연결점(β3)과 동일한 수직선상에 위치하는 위쪽 끝 부분(12b)을 지닌 크랭크부재(12)를 축으로 지지하며, 이 크랭크부재(12)의 뒤쪽 끝 부분(12a)과 가대(1)의 연결점(β4)사이클, 전측 제1종 암(7a)과 평행하고 이 전측 제1종 암(7a)의 연결점(β3)에서 회전지점(S)가지의 길이와 동일한 길이를 가진 종서브 암(13)으로 연결함과 동시에, 크랭크부재(12)의 위쪽 끝 부분(12b) 과 선단링크(10)의 위쪽 끝 부분(10a)사이클, 지지 암(9)과 평행하고 지지 암(9)와 동일한 길이를 가진 횡서브 암(14)으로 연결한 것이다.
이와 같이 종서브 암(13) 및 횡서브 암(14)의 부가에 의해 회전지점(S)→연결점(β3)→뒤쪽 끝 부분(12a)→연결점(β4)으로 평행링크가 형성되고, 또한 연결점(β3)→연결점(β1)위쪽 끝 부분(10a)→위쪽 끝 부분(12b)으로 다른 평행링크가 형성되는 것이다.
따라서 제1평행링크(2)를 어떤 상태를 변형시켜도 크랭크부재(12)는 회전하지 않으므로 선단 암(10)은 항상 수직상태가 유지되어 결과적으로 지지용 평행링크(11) 축(a2)도 기울어지지 않고 항상 수직상태를 유지하게 된다.
다음에 상기 제1평행링크(2) 아래에 설치된, 이 제1평행링크(2)과 연동하여 변형되는 제2평행링크(3)에 대해 설명한다.
이 제2평행링크(3)는, 상기 제1평행링크(2)의 하측 제1횡 암(8b)을 뒤쪽으로 연장하여 형성한 상측 제2횡 암(17a)과, 이 상측 제2횡 암(17a)과 평행하고 동일한 길이를 가진 하측 제2횡 암(17b)과, 상기 후측 제1종 암(7b)을 아래쪽으로 연장한 상태로 형성된 전측 제2종 암(16a)과, 이 전측 제2종 암(16a)과 평행하고 동일한 길이를 가진 후측 제2종 암(16b)으로 형성되어 있다.
제2평행링크(3)를 형성하는 이들 암(16a),(16b),(17a),(17b)은 각각 외부통 안에 내부통을 따라 움직일 수 있도록 부분적으로 삽입된 신축가능한 구조로 이루어져 있고, 외부통측에 설치된 나사봉(18)를 내부통측에 설치된 암나사부(19)에 삽입시킴으로써 전체의 길이를 신축할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 각 나사봉(18)를 회전시켜 주는 것은 모터(M)이고, 이 모터(M)의 회전력이 각 나사봉(8)에 전달되어 각 암(16a),(16b),(17a),(17b)이 신축되도록 구성되어 있다.
우선 모터(M)는 그 전측에 있어서, 2개의 평기어(spuer gear)(20)를 통해 하측 제2횡 암(17b)의 나사봉(18)를 회전시킴과 동시에, 2개의 베벨기어(21)를 통해 전측 제2종 암(16a)내의 나사봉(18)를 회전시킨다.
한편 모터(M)의 후측에 있어서는, 뒤쪽으로 연장된 스플라인(22)이 설치되어 있고 이 스플라인(22)에 끼워져 있는 이동베벨기어(23) 및 이 이동베벨기어(23)와 맞물려져 있는 베벨기어(21)를 통해 후측 제2종 암(16b)내의 나사봉(18)가 회전되도록 구성되어 있다.
그리고 후측 제2종 암(16b) 내의 나사봉체(18)의 밑동부위(제2종 암(16b)과의 고정측 부위)에 설치된 1쌍의 평기어(20)에 의해 회전되는 스플라인(22)이 구비되어 있으며, 이 스플라인(22)에 끼워져 있는 이동베벨기어(23) 및 이와 맞물려져 있는 별도의 베벨기어(21)에 의해 상측 제2횡 암(17a)내의 나사봉체(18)가 회전된다.
그리고 각 나사봉(18)의 밑동부위에 있어서 제2평행링크(3)의 각 연결점 위치에 상담하는 부분에는 유니버설 조인트(24)가 개재되어 있다.
따라서 제2평행링크(3)를 변형시켜도 모터(M)의 회전력이 나사봉체(18)로 확실하게 전달되도록 되어 있다.
또한 스플라인(22)과 이동베벨기어(23)를 통해 회전력을 전달하도록 되어 있으므로 각 암(16a),(16b), (17a),(17b)의 길이가 변화되어도 모터(M)의 회전력은 확실하게 전달된다.
그리고 각 평기어(20)끼리, 베벨기어(21)끼리 또는 베벨기어(21)와 이동베벨기어(23)와의 기어비율은 상하 제2횡 암(17a),(17b)과 전후 제2종 암(16a),(16b)이 그 비율을 유지한 채 신축되도록 설정되어 있다.
따라서 제2평행링크(3)는 닮은꼴을 유지한 채 커지거나 작아질 수 있는 것이다.
또한 모터(M)는 후술하는 제어부(D)에 의해 제어되는 것인데, 이 모터(,M)와 제어부(D)로 구동수단이 구성되어 있는 것이다.
또한 제2평행링크(3)의, 회전지점(S)에서 가장 먼 연결점(β6)은 지지암(9) 선단부의 연결점(β1)과 회전지점(S)을 잇는 직선(X)상에 위치하고, 이 연결점(β6)은 제2평행링크(3)를 어떻게 변형시켜도 항상 상기 직선(X)상에 위치하도록 되어 있다.
그리고 이 연결점(β6)에는 카운터 웨이트(W4)가 장착되어 있다.
다음에 전측 제1종 암(7a) 과 하측 횡 암(8b)과의 연결점(β5)의 좌측(제1도에 있어서의 전측 제1종 암(7a)의 배면측)에는 검출레버(25)가 설치되어 있다.
상기 연결점(β5)의 우측에는 통상의 전자클러치(C6)가 설치되어 있는데, 검출레버(25)는, 상대방 부재인 하측 제1횡 암(8b)에서 전측 제1종 암(7a)까지 관통된 연결축(26)에 고정되어 있는 전자클러치(C7)에 의해 장착되어 있다.
즉 이 연결축(26)의 선단부에는 원판모양의 플랜지(26a)가 형성되어있고, 전자클러치(C7)측에는 이 플랜지(26a)를 그 사이에 끼워서 집음으로써 록하는 고정플랜지(27)와 가동플랜지(28)가 설치되어 있다.
플랜지(28)측에는 이 가동플랜지(28)를 자력에 의해 부착하는 전자코일(29)과, 가동플랜지(28)를 고정플랜지(27)측으로 눌러 주는 스프링(30)이 설치 되어 있다.
따라서 전류가 통할 때는 스프링(30)보다 강한 힘으로 전자코일(29)이 가동플랜지(28)를 끌어당기므로 검출레버(25)는 연결축(26)에 대해 회전할 수 있게 되는데(제12도 참조), 전류가 통하지 않을 때에는 전자코일(29)의 부착력이 없어지므로 가동플랜지(28)가 고정플랜지(27) 측으로 눌러져서 이 고정플랜지(27)와 가동플랜지(28)사이에 연결축(26)의 플랜지(26a)가 끼워짐으로써 검출레버(25)가 연결축(26)과 일체적으로 고정되어 함께 회전하게 되는 것이다.(제13도 참조)
또한 이 검출레버(25)에 대응하는 전측 제1종 암(7a)에는 금속제 축(31)가 돌출되어 있고, 이 축(31)의 선단부는 검출레버(25)의 중간부에 설치된 탄성부싱(32)로 탄성적으로 지지되어 있다.
또한 전측 제1종 암(7a)에 설치된 검출레버(25)의 선단부에 대응하는 부분에는 광빔(f)의 조사부(33)가 설치되어 있다.
이 조사부(33)는 그 내부에 발광 다이오드(34)를 지니고, 이 발광다이오드(34)으로부터의 광빔(f)이 슬릿(slit)(35)을 통과하여 검출레버(25)의 선단부에 조사되도록 되어 있다. 그리고 이 광빔(f)의 조사를 받는 검출레버(25)의 선단부에는 2개의 센서(36a),(36b)를 구비한 2개분 할식의 광위치 검출부(36)가 설치되어 있다.
따라서 검출레버(25)가 전측 제1종 암(7a)에 대해 중립위치를 유지하고 있을 경우에는 슬릿(35)을 통과한 광빔(f)이 2개의 센서(36a),(37b)간의 가운데에 도달하여 2개의 센서(36a),(36b)가 같은 면적으로 광빔(f)을 받기 때문에 출력차이가 없으나, 검출레버(25)가 어느 한쪽으로 회전되어 중립위치에서 변위되면, 변위된 방향과 반대쪽 센서(36a) 또는 (36b)의 수광면적이 더 많아지므로 출력차이가 생겨서 그 변위량을 검출할 수 있게 되는 것이다.
이 광위치 검출부(36)는 상기 제어부(D)와 전기적으로 접속되어 있어 이 제어부(D)가 광위치 검출부(36)으로부터의 신호에 응하여 모터(M)를 회전시켜서 카운터 웨이터(W4)를 상기 검출레버(25)가 중립되는 방향으로 이동시키도록 되어 있는 것이다.
상기 검출레버(25), 조사부(33), 광위치 검출부(36) 등에 의해 변위검출수단이 구성되어 있는 것이다.
다음에 상기한 이 스탠드 장치의 작동 절차에 대해 설명한다.
우선 스탠드 장치전체를 수술대 주변에 있는 의사한테 지정받은 자리에 이동시킨다.
또한 수술현미경(W1)에 소정의 측시경(W2)과 비디오 카메라(W3)를 장착한다.
이 시점에서는 카운터 웨이트(W4)의 중량과, 측시경(W2) 및 비디오 카메라(W3)를 포함한 수술현미경(W1)를 포함한 수술현미경(W1)측 총중량(이하 수술현미경 등(W1 3)라고 함)이 꼭 밸런스가 이루어져 있지는 않다.
그런데 카운터 웨이트(W4)과 수술현미경 등(W1-3)를 제외한 지지링크기구(4)자체의, 회전지점(S)을 중심으로 한 밸런스는 유지되어 있다.
그리고 지지링크기구(4)를 일단 제1도와 같은 기준상태로 함과 동시에, 전자클러치(C7)를 작동시켜 하측 제1횡 암(8b)의 연결축(26)에 검출레버(25)를 고정시킨다.
그 후 수술현미경 등(W1-3)의 중량과 카운터 웨이트(W4)중량이 밸런스 유지가 되지 않을 경우 상대방 부재인 하측 제1횡 암(8b)에 대해 전측 제1종 암(7a)이 반드시 각도변화가 생기기 때문에 하측 제1횡 암(8b)의 연결축(26)과 일체적으로 록된 검출레버(25)도 전측 제1종 암(7a)에 대해 회전방향으로 변위하게 된다.
검출레버(25)와 전측 제1종 암(7a)은 탄성부싱(32)를 개재시킨 탄성지지구조로 연결되므로 검출레버(25)는 이 탄성부싱(32)의 최대 탄성변형 범위내에서 변위할 수 있다.
그리고 검출레버(25)가 전측 제1종 암(7a)에 대해 변위되면, 조사부(33)로부터의 광빔(f)이 변위된 방향과 반대쪽 센서(36a),(36b)의 수광면적이 증가되므로 광위치 검출부(36)로부터의 출력차 이에 의해 검출레버(25)의 변위된 방향, 즉 전측 제1종 암(7a)이 상대방부재인 하측 제1횡 암(8b)에 대해 연결점(β5)에 있어서 각도변화된 것을 검출할 수 있다.
따라서 이 광위치 검출부(36)로부터의 신호를 받아 제어부(D)가 상기 검출레버(25)의 변위를 시정하는 방향으로 모터(M)를 회전시켜 카운터 웨이트(W4)를 직선(X)에 따라서 이동시킨다.
즉 수술현미경 등(W1-3)의 총중량이 작은 경우에는 카운터 웨이트(W4)를 수술현미경 등(W1-3)와 접근하는 방향으로 이동시켜(제4도 참조), 반대로 수술현미경 등(W1-3)측 중량이 큰 경우에는 카운터 웨이트(W4)를 수술현미경 등(W1-3)으로부터 떨어지는 방향으로 이동시킨다(제5도 참조)
이와 같이 카운터 웨이트(W4)를 직선(X)에 따라 이동시키기만 하면 수술 현미경 등(W1-3)측 총중량과의 밸런스가 맞춰지게 되는 것은 아래와 같은 이유 때문이다.
즉 이러한 스탠드 장치의 경우, 회전지점(S)을 중심으로 한 수평방향으로의 밸런스와, 수직방향으로의 밸런스를 양쪽 다 맞출 필요가 있다.
요컨대 제1도를 참조하여 설명하면 수술현미경 등(W1-3)의 총중량과, 카운터 웨이트(W4)의 중량은,
수직방향으로의 밸런스 : W1-3×Z2=W4×Z1
수평방향으로의 밸런스 : W1-3×L2=W4×L1
와 같은 관계를 만족해야 하는데, 이 발명에서는 연결점(β1), 회전지점(S), 카운터 웨이트(W4)가 동일한 직선(X)상에 위치하고 게다가 카운터 웨이트(W4)가 그 직선(X)상에서만 이동하도록 되어 있으므로 수술현미경 등(W1-3)측 총중량이 변화하더라도 카운터 웨이트(W4)를 직선(X)에 따른 방향으로 이동시키기만 하면 수직방향 및 수평방향의 양쪽 방향으로의 밸런스를 이룰 수 있다.
즉 수술현미경 등(W1-3)가 회전지점(S)에 대해 Z2: L2의 위치에 있으므로 수술현미경 등(W1-3)의 중량변화가 생길 경우는 이에 대응하여 카운터 웨이트(W4)도 상기 Z2: L2의 비율로 이동시킬 필요가 있는데, 이 발명에서는 상기한 바와 같이 직선(X)을 중심으로 한 위치관계가 항상 이루어지도록 구성함으로써 카운터 웨이트(W4)의 회전지점(S)에 대한 위치Z1: L1가 상기 Z2: L2과 동등하게 되므로 부속기기의 유무에 따라 수술현미경 등 (W1-3)의 총중량에 변화가 생겨도 카운터 웨이트(W4)를 상기 직선(X)에 따라 이동시키기만 하면 밸런스를 유지할 수 있게 된다.
따라서 카운터 웨이트(W4)가 그 밸런스하는 위치까지 이동되면 상기 검출레버(25)의 변위가 시정되어 중립위치로 복귀되므로 그 상태를 광위치 검출부(36)가 검출하여 제어부(D)가 모터(M)의 구동을 정지시킴으로써 카운터 웨이트(W4)는 그 위치에 정지하게 된다.
이로써 수술현미경 등(W1-3)의 총중량과 카운터 웨이트(W4)와의 밸런스가 잡힌 상태가 되고, 그 후 검출레버(25)의 전자클러치(C7)를 오프시켜 전측 제1종 암(7a)과 하측 제1횡 암(8b)과의 연결점(β5)을 자유관절화(free joint)한다.
이렇게 함으로써 밸런스가 유지된 스탠드 장치는 제6도에 나타낸 바와 같이 수술현미경 등(W1-3)을 수직방향으로 이동시키도, 혹은 제7도에 나타낸 바와 같이 수술현미경 등(W1-3)을 수평방향으로 이동시켜도, 또는 제8도에 나타낸 바와 같이 수직방향과 수평방향의 합성방향으로 이동시켜도 상기 밸런스가 잡힌 채 유지되어 수술현미경 등(W1-3)을 원하는 공간위치에 정지할 수 있다.
또한 이 실시예에서는 크랭크부재(12), 종서브 암(13), 횡서브 암(14), 선단 암(10) 등을 구비함으로써 수술현미경 등(W1-3)을 수평방향 및 수직방향으로 이동시켜도 항상 수술현미경 등(W1-3)을 지지하는 지지용 평행링크(11)가 수직상태를 유지하는 구조로 되어 있기 때문에 이 점에 있어서도 밸런스를 이루기 쉬운 구조로 되어 있는 것이다.
또한 위에서 한 설명에서는 가대(1)를 플로어에 설치하는 플로어타입을 예로 했으나 가대(1)를 수술실 천장에 매달아 설치하는 천장설치타입으로 해도 된다.
또한 지지링크기구(4)의 변위를 검출하는 방법으로서는 상기와 같은 검출레버(25)를 이용한 것에 한정되지 않고, 로터리 엔코더(rotary encoder)나 기타 수단을 이용한 것이라도 된다.
또한 변위를 검출하는 위치도 연결점(β5)에 한정되지 않는다.
아울러 부속기기 로서는 측시경(W2)이나 비디오 카메라(W3)에 한정되지 않고 상기 이외의 것이라도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 광학기기의 스텐드 장치는 제2평행링크의 종방향 길이 및 횡방향 길이를 변화시켜 카운터 웨이트를 일정한 직선상에서 이동시킴으로써 수술현미경 및 그 부속기기의 중량에 대한 밸런스조정을 수평·수직 양쪽 방향으로 용이하고 확실하게 행할 수 있으므로 수술실내에서 신속한 밸런스조정이 요구되는 의료용광학기기의 지지에 적절하다.

Claims (6)

  1. 서로 연동되는 제1평행링크 및 제2평행링크로 구성되는 지지링크기구의 중간부분을 가대의 회전지점에 지지하고 상기 제1평행링크의 일부를 횡방향으로 연장하여 지지 암을 형성함과 동시에, 이 지지 암의 선단부에 의료용 광학기기 및/또는 그 부속기기를 지지하며, 상기 제2평행링크의 회전지점으로부터 가장 멀리 있는 연결점을 지지암의 선단부와 회전지점을 잇는 직선상에 위치함과 동시에, 이 연결점에 카운터 웨이트를 설치하며, 상기 제2평행링크의 종방향 길이 및 횡방향 길이를 신축할 수 있게 함으로써 카운터 웨이트가 상기 직선상을 이동될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 광학기기의 스텐드 장치.
  2. 제1항에 있어서, 서로 평행한 한쌍의 제1종 암과 한쌍의 제1횡 암을 조합시켜서 형성한 제1평행링크의 한쪽 제1종 암의 중간부분을 가대의 회전지점에 지지하며, 상기 상측 제1횡 암을 한쪽 방향으로 연장하여 지지 암을 형성함과 동시에, 이 지지 암의 선단부에 의료용 광학기기 및/또는 그 부속기기를 지지하며, 상기 제1평행링크의 하측 제1횡 암을 다른쪽 방향으로 연장하여 형성한 신축가능한 상측 제1횡 암 및 이 상측 제2횡 암과 평행한 신축가능한 하측 제2횡 암과, 상기 다른쪽의 제1종 암을 아래쪽으로 연장하여 형성한 한쪽의 신축 가능한 제2종 암 및 이 한쪽의 신축가능한 제2종 암과 평행한 다른쪽의 신축가능한 제2종 암으로 제2평행링크를 형성한 광학기기의 스탠드 장치.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 선단 암의 아래쪽 끝 부분에 수직한 종 암을 가진 지지용 평행링크를 설치하며, 이 지지용 평행링크의 최하부의 횡 암에 의료용 광학기기 및/또는 그 부속기기를 지지한 광학기기의 스탠드 장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 1항에 있어서, 제1또는 제2종 암과 이들에 축으로 지지되는 상대방 부재와 연결 점에서, 상기 상대방 부재에 전자클러치를 통해 록·프리로 할 수 있도록 축으로 지지되는 검출레버와, 상기 검출레버와 제1 또는 제2종 암과의 사이를 연결해 주는 것으로서, 한쪽 끝 부분이 탄성을 가진 부싱으로 탄성지지된 축과, 상기 검출레버와 제1 또는 제2종 암 중 어느 한쪽에 설치된 광빔 조사부와, 다른쪽에 설치된 광위치 검출부로 이루어지며, 제1또는 제2종 암에 대한, 상대방 부재에 록된 검출레버의 회전변위양을 상기 광위치 검출부으로부터의 신호에 의거하여 검출하는 변위검출 수단이 설치된 광학기기의 스탠드 장치.
  5. 제4항에 있어서, 카운터 웨이트가 직선상을 이동하도록 제2평행링크의 4변 각각을 신축시키는 모터와, 검출레버가 중립위치에 복귀되는 방향으로 카운터 웨이트를 이동시키도록 광위치 검출부으로부터의 출력에 응하여 상기 모터를 제어하는 제어부로 이루어진 구동수단을 설치한 광학기기의 스탠드 장치.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 1항에 있어서, 지지 암이 연장되는 개시점이 된 연결점에, 이 연결점과 동일한 수평선상에 위치한 뒤쪽 끝 부분과 이 연결점과 동일한 수직선상에 위치한 위쪽 끝 부분을 가진 크랭크부재를 축으로 지지하며, 지지 암의 선단부에 의료용광학기기 및/또는 그 부속기기를 지지하는 선단암을 설치하며, 상기 크랭크부재의 뒤쪽 끝 부분과 가대의 일부를, 제1평행링크중 한쪽의 제1종 암과 평행하고 상기 제1종 암의 연결점에서 회전지점까지의 길이와 동일한 길이를 가진 종서브 암으로 연결함과 동시에, 크랭크부재의 위쪽 끝 부분과 선단 암의 위쪽 끝 부분을, 지지 암과 평행하고 지지암과 동일한 길이를 가진 횡서브 암으로 연결한 광학기기의 스탠드 장치.
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