WO2018100828A1

WO2018100828A1 - 顕微鏡装置及び制御方法

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Publication number: WO2018100828A1
Application number: PCT/JP2017/032402
Authority: WO
Inventors: 石川　朝規; 昇澁谷; 義亜星野; 深谷　孝; 植田　昌章
Original assignee: ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2018-06-07
Also published as: EP3530228A1; US20200064615A1; EP3530228A4; EP3530228B1; JPWO2018100828A1; US11513332B2

Abstract

照明光の被検眼の眼底への照射による赤色反射を得ながら、前記被検眼を拡大観察する顕微鏡部と、前記顕微鏡部を保持する保持部と、照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる傾斜部と、を備える、顕微鏡装置を提供する。

Description

顕微鏡装置及び制御方法

　本開示は、顕微鏡装置及び制御方法に関する。

　患者の眼（被検眼）の拡大像を術者に対して提供し、微細な処置を可能にするための装置として、眼科手術用顕微鏡装置（以下、単に顕微鏡装置ともいう）が知られている。例えば、顕微鏡装置は、特許文献１に記載されているように、照明光学系及び観察光学系を備えた顕微鏡部、当該顕微鏡を移動かつ保持するためのアーム部（保持部）、当該顕微鏡部を水平面内で移動させるためのＸ－Ｙ装置、並びにＸ－Ｙ装置等を操作するための操作手段であるフットスイッチ等によって構成される。なお、上記Ｘ－Ｙ装置は、例えば、処置する部位を変える場合や、被検眼が動いた場合等に、被検眼の観察したい部位を視野の中心に移動させるために用いられる。

　ところで、白内障の手術では、透明体である水晶体を明瞭に観察する必要があるため、顕微鏡装置の照明光学系による照明光を被検眼の瞳孔から眼内に照射することによって眼底（網膜）からの反射光（以下、赤色反射という）を得て、当該赤色反射を水晶体観察のためのバックライトとして利用することが、一般的に行われている（例えば、特許文献２を参照）。赤色反射を良好に得るためには、被検眼に対して略正面から照明光を入射させるとともに、その眼底からの反射光を被検眼の略正面において観察する（すなわち、被検眼の眼軸と照明光学系の光軸（照明光軸）とを略一致させるとともに、被検眼の眼軸と顕微鏡部の観察光学系の光軸（観察光軸）とを略一致させること）が必要である。

　一方、一般的に白内障の手術は局所麻酔下で行われるため、患者自身の動作により手術中に被検眼が動くことがしばしば生じる。また、術者の処置操作によっても被検眼には動きが生じる。なお、患者の頭部が動くことは基本的にないため、これらの被検眼の動きは眼軸を傾斜させる動きである。このように被検眼が動いてしまった場合には、被検眼の眼軸と照明光軸との相対角度に変化が生じてしまい、眼底に照明光が照射され難くなるため、それまで得られていた赤色反射が失われ、水晶体の観察が困難となる。従って、被検眼が動いてしまった場合には、術者は、被検眼に対する処置を中断し、被検眼の像を観察しながら赤色反射が良好に得られる状態を探して顕微鏡部を移動させる作業を行う必要がある。かかる事態は、手術時間の長大化を招くだけでなく、術者の負担を増大させる原因にもなっていた。

　なお、上述したＸ－Ｙ装置を用いれば、顕微鏡部をより円滑に移動させることができ、顕微鏡部を移動させる際の術者の負担を軽減できる可能性がある。しかしながら、Ｘ－Ｙ装置による顕微鏡部の移動は水平面内での移動であるのに対して、上述したように被検眼の動きは眼軸の傾斜運動である。従って、Ｘ－Ｙ装置によって顕微鏡部を移動させても、良好な赤色反射が得られる可能性は低い。

　そこで、顕微鏡装置を用いた手術において、良好な赤色反射が得られるように、被検眼の動きに応じて自動的に観察状態を制御する技術が開発されている。例えば、特許文献３～５には、赤色反射の輝度を検出し、その検出結果に基づいて照明光の強度を制御する技術が開示されている。当該技術では、被検眼の動きに伴い赤色反射の輝度が低下した場合に、当該赤色反射の輝度が大きくなるように、当該照明光の強度が強められる。また、特許文献３－５には、赤色反射の輝度を検出し、その検出結果に基づいて観察光軸に対する照明光軸の角度を変更する技術も開示されている。当該技術では、被検眼の動きに伴い赤色反射の輝度が低下した場合に、被検眼に対する照明光の照射が良好に行われるように照明光軸の方向が変更される。

特開平３－１８２２３９号公報特開昭６１－１００７１３号公報特開２０１０－１７９１４３号公報特開２０１３－５６２０４号公報特開２００４－２５５１７７号公報

　しかしながら、上記の照明光の強度を制御する技術については、照明光の強度を強めることは、被検眼に対する光侵襲を増加させることになるため、患者にとって好ましくない。一方、特許文献２にも記載されているように、良好な赤色反射を得て水晶体を明瞭に観察するためには、照明光軸と観察光軸との相対角度が重要であるとの知見が得られている。上記の観察光軸に対する照明光軸の角度を変更する技術では、当該知見に反して、照明光軸及び観察光軸の関係が変更されてしまうこととなるため、必ずしも効果が期待できるとは限らない。

　上記事情に鑑みれば、顕微鏡装置を用いた眼科手術においては、被検眼が動いた場合であっても良好な赤色反射がより好適に得られ、手術をより円滑に行うことを可能にする技術が求められていた。そこで、本開示では、眼科手術をより円滑に行うことが可能な、新規かつ改良された顕微鏡装置及び制御方法を提案する。

　本開示によれば、照明光の被検眼の眼底への照射による赤色反射を得ながら、前記被検眼を拡大観察する顕微鏡部と、前記顕微鏡部を保持する保持部と、照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる傾斜部と、を備える、顕微鏡装置が提供される。

　また、本開示によれば、顕微鏡部と、保持部と、を備える顕微鏡装置を用いて、照明光を被検眼に照射することにより赤色反射を得ながら前記顕微鏡部によって前記被検眼を拡大観察する際に、プロセッサが、前記被検眼の動きに応じて、照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる、制御方法が提供される。

　本開示によれば、顕微鏡装置に、照明光軸及び観察光軸を、当該照明光軸と当該観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる傾斜部が備えられる。従って、手術中に被検眼が動いた（傾斜した）場合に、その被検眼が動いた方向に、当該傾斜部によって照明光軸及び観察光軸を傾斜させれば、傾斜させた直後において、既に、照明光軸と観察光軸とが略同軸で、これらが略正面から被検眼に入射している状態が得られていることになる。つまり、傾斜部によって照明光軸及び観察光軸を傾斜させた直後に、直ちに、良好な赤色反射が得られており、顕微鏡部によって明瞭な水晶体の観察を継続することが可能になる。従って、より円滑な手術が実現され得る。

　以上説明したように本開示によれば、眼科手術をより円滑に行うことが可能になる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

第１の実施形態に係る顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。図１に示す顕微鏡装置の顕微鏡部の構成を概略的に示す断面図である。図１に示す顕微鏡装置の傾斜部の構成を概略的に示す図である。図３に示す傾斜部を構成する傾斜駆動機構のＡ－Ａ断面の様子を概略的に示す断面図である。図４に示す傾斜駆動機構のＢ－Ｂ断面の様子を概略的に示す断面図である。第１の実施形態に係る顕微鏡部の傾斜動作に関する制御部の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。第１の実施形態に係る顕微鏡部の傾斜動作に関する制御方法の処理手順の一例を示すフロー図である。第１の実施形態の一変形例に係る顕微鏡部の傾斜動作に関する制御部の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。第１の実施形態の一変形例に係る顕微鏡部の傾斜動作に関する制御方法の処理手順の一例を示すフロー図である。第２の実施形態に係る顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部が回転している状態について説明するための図である。光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部が回転している状態について説明するための図である。光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部が回転している状態について説明するための図である。光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部が回転している状態について説明するための図である。ｘ－ｙ装置による顕微鏡部のｘ軸方向への移動量について説明するための図である。ｘ－ｙ装置による顕微鏡部のｙ軸方向への移動量について説明するための図である。ｘ－ｙ装置並びに直動機構及び／又は直動機構による顕微鏡部の水平方向及び鉛直方向への移動量について説明するための図である。第２の実施形態に係る顕微鏡装置における距離一定傾斜動作時の顕微鏡部の動きを示す図である。第２の実施形態の一変形例である、他の構成を有する顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。第１回転軸部及び第２回転軸部による顕微鏡部のｘ軸方向への移動量について説明するための図である。第１回転軸部及び第２回転軸部による顕微鏡部のｙ軸方向への移動量について説明するための図である。第３の実施形態に係る観察システムの構成を概略的に示す図である。図２２に示す顕微鏡装置の回転軸部に搭載されるアクチュエータの一構成例を示す断面図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　なお、本明細書に示す各図面では、説明のため、一部の構成部材の大きさを誇張して表現している場合がある。各図面において図示される各部材の相対的な大きさは、必ずしも実際の部材間における大小関係を正確に表現するものではない。

　また、以下の説明では、顕微鏡装置のアーム部（保持部）の構成について説明する際に、顕微鏡部が設けられる側を先端側等とも呼称し、ベース部に近い側を基端側等とも呼称することとする。

　また、本明細書において、「顕微鏡部の傾斜（動作）」とは、顕微鏡部がその光軸（照明光軸及び観察光軸）上の所定の点を基準として、当該光軸が傾斜するように移動する動作のことを意味する。例えば、顕微鏡部が当該顕微鏡部を通る回転軸まわりに回転することにより光軸の方向が変化するような顕微鏡部の動作（例えば、後述する第２の実施形態における俯仰装置２７０による顕微鏡部の動作）のことは、「傾斜」とは記載せず、「顕微鏡部の回転」と記載する。

　なお、説明は以下の順序で行うものとする。
　１．第１の実施形態
　　１－１．顕微鏡装置の構成
　　１－２．顕微鏡装置の動作
　　１－３．機能構成
　　１－４．制御方法
　　１－５．変形例
　２．第２の実施形態
　　２－１．顕微鏡装置の構成
　　２－２．顕微鏡装置の動作
　　２－３．変形例
　３．第３の実施形態
　　３－１．顕微鏡装置の構成
　　３－２．顕微鏡装置の動作
　４．補足

　（１．第１の実施形態）
　（１－１．顕微鏡装置の構成）
　図１－５を参照して、本開示の第１の実施形態に係る顕微鏡装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。図２は、図１に示す顕微鏡装置の顕微鏡部の構成を概略的に示す断面図である。図３は、図１に示す顕微鏡装置の傾斜部の構成を概略的に示す図である。図４は、図３に示す傾斜部を構成する傾斜駆動機構のＡ－Ａ断面の様子を概略的に示す断面図である。図５は、図４に示す傾斜駆動機構のＢ－Ｂ断面の様子を概略的に示す断面図である。

　図１を参照すると、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０は、被検眼を拡大観察するための顕微鏡部１１０と、顕微鏡部１１０を保持するアーム部１２０（保持部１２０）と、顕微鏡部１１０と保持部１２０との間に設けられ、被検眼の内部の略中心を基点（以下、傾斜基準点ともいう）として照明光軸及び観察光軸が傾斜するように顕微鏡部１１０を動作させる傾斜部１５０と、保持部１２０の基端が接続され顕微鏡部１１０及び保持部１２０を支持するベース部１３０と、顕微鏡装置１０に対する各種の指示入力を行うためのフットスイッチ１４０と、を備える。

　なお、以下の説明では、水平面（すなわち、顕微鏡装置１０が設置される床面）に対して鉛直な方向をｚ軸方向と定義する。ｚ軸方向のことを上下方向とも呼称する。また、ｚ軸方向と直交する方向であって、ベース部１３０から保持部１２０が延伸する方向を、ｘ軸方向と定義する。ｘ軸方向のことを前後方向とも呼称する。また、ｘ軸方向及びｚ軸方向とともに直交する方向を、ｙ軸方向と定義する。ｙ軸方向のことを左右方向とも呼称する。また、ｘ－ｙ平面と平行な方向のことを水平方向とも呼称する。

　（ベース部）
　ベース部１３０は、板状の形状を有する架台と、当該架台の下面に設けられる複数のキャスターと、を有する。当該架台の上面に保持部１２０の一端が接続され、当該架台から延伸される保持部１２０の他端（先端）側に顕微鏡部１１０が接続される。顕微鏡装置１０は、キャスターを介して床面と接地し、当該キャスターによって床面上を移動可能に構成されている。

　（顕微鏡部）
　顕微鏡部１１０は、被検眼を拡大観察するための顕微鏡鏡体によって構成される。図２に示すように、顕微鏡部１１０は、ハウジング１１１内に、光源１１２と、光源１１２からの光を被検眼５０３への照明光として外部まで導く照明光学系１１３と、被検眼５０３からの反射光（観察光）を接眼部１１５まで導く観察光学系１１４と、が設置されて構成される。

　ハウジング１１１の下端には開口部が設けられており、当該開口部には対物レンズ１１６が嵌め込まれる。観察時には、顕微鏡部１１０は、対物レンズ１１６が被検眼５０３と対向するように、当該被検眼５０３の直上に配置される。

　照明光学系１１３は、１又は複数の光学素子（レンズ、ミラー、プリズム等）から構成される（図示する例では、複数のレンズによって照明光学系１１３が構成されている）。照明光学系１１３は、光源１１２からの光が、対物レンズ１１６の光軸と略平行な方向に当該対物レンズ１１６を通過して、被検眼５０３に照射され得るように、適宜設計されている。

　被検眼５０３からの反射光（すなわち、観察光）は、対物レンズ１１６を通過し、ハウジング１１１内に進入する。観察光学系１１４は、１又は複数の光学素子（レンズ、ミラー、プリズム等）から構成される（図示する例では、複数のレンズ及びプリズムによって観察光学系１１４が構成されている）。ハウジング１１１の上端近傍には、術者（図２では、便宜的に、術者の眼５０１のみを示している）が被検眼５０３を拡大観察するための接眼部１１５が設けられており、観察光学系１１４は、観察光を当該接眼部１１５まで導光し得るように適宜設計されている。なお、観察光学系１１４は、焦点合わせを行うためのフォーカスレンズ、及び倍率を調整するためのズームレンズを含んでおり、観察時には、被検眼５０３に焦点が合った状態で所定の倍率に拡大された当該被検眼５０３の像が観察され得るように、これらフォーカスレンズ及びズームレンズの位置が適宜調整され得る。

　また、顕微鏡部１１０は、照明光軸と観察光軸とが略同軸となるように、その内部の光学系が設計されている。図示する例であれば、照明光学系１１３を通過してきた光源１１２からの光の光路と、観察光学系１１４に入射する観察光の光路とが交差する位置にプリズム１１７が設けられており、両者の光軸が略同一になるように顕微鏡部１１０が構成されている（説明のため、図２では、照明光軸を示す矢印と観察光軸を示す矢印をあえてずらして図示しているが、実際にはこれらの光軸は略一致している）。上記特許文献２にも記載されているように、良好な赤色反射を得て水晶体を明瞭に観察するためには、照明光軸と観察光軸との相対角度は小さいほど好ましいと言われている。従って、本実施形態では、照明光軸と観察光軸とが略同軸となるように顕微鏡部１１０を構成することにより、より良好な赤色反射を得ることが可能になる。

　なお、顕微鏡部１１０の構成は図示する例に限定されない。顕微鏡部１１０は、各種の公知の光学式の顕微鏡部と同様の構成を有していてよい（ただし、上述したように、顕微鏡部１１０は、照明光軸と観察光軸とが略同軸となるように構成されることが好ましい）。例えば、照明光学系１１３及び観察光学系１１４の構成は、図示する例に限定されず、これらの光学系は、所望の光学特性を発揮可能なように適宜構成されてよい。

　（保持部）
　保持部１２０は、複数の回転軸部（第１回転軸部１２４及び第２回転軸部１２５）と、これら複数の回転軸部によって互いに回動可能に連結される複数のリンク（第１アーム１２１、第２アーム１２２及び第３アーム１２３）と、を有する。ここで、回転軸部とは、回転軸を構成する部材を便宜的に総称したものである。例えば、回転軸部は、軸受、当該軸受に回動可能に挿通されるシャフト、及び回転軸における回転を規制するブレーキ等によって構成され得る。

　ベース部１３０の上面に、鉛直方向に延伸する第１アーム１２１の基端が接続される。第１アーム１２１の先端には、ｚ軸方向を回転軸方向とする第１回転軸部１２４を介して、第２アーム１２２の基端が接続される。つまり、第１アーム１２１は、第１回転軸部１２４を介して、第２アーム１２２を、ｚ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。以下、第１回転軸部１２４の回転軸を第１軸Ｏ_１とも呼称する。

　第２アーム１２２は、略Ｌ字形状を有し、その短辺の端が、第１回転軸部１２４を介して第１アーム１２１の先端に接続される。従って、第２アーム１２２の略Ｌ字形状の長辺は、略水平方向に延伸する。第２アーム１２２の当該長辺の端（すなわち、第２アーム１２２の先端）には、ｙ軸方向を回転軸方向とする第２回転軸部１２５を介して、第３アーム１２３の基端が接続される。つまり、第２アーム１２２は、第２回転軸部１２５を介して、第３アーム１２３を、ｙ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。以下、第２回転軸部１２５の回転軸を第２軸Ｏ_２とも呼称する。

　第３アーム１２３は、水平方向に延伸し、その先端に、傾斜部１５０を介して顕微鏡部１１０が接続される。

　以上説明した構成を有することにより、保持部１２０では、第１回転軸部１２４まわりに当該第１回転軸部１２４よりも先端側の構成を回動させることにより、顕微鏡部１１０の水平面内での位置を決定することができる。また、第２回転軸部１２５まわりに当該第２回転軸部１２５よりも先端側の構成を回動させることにより、顕微鏡部１１０の鉛直方向での位置を決定することができる。このように、顕微鏡装置１０においては、第１回転軸部１２４及び第２回転軸部１２５での回転によって保持部１２０の姿勢を適宜変更することにより、顕微鏡部１１０の３次元的な位置を調整することができる。

　なお、保持部１２０における第１回転軸部１２４及び第２回転軸部１２５の動作は、手動で行われてもよいし、これらの回転軸部にアクチュエータ（例えば、モータ及び当該モータを駆動する制御回路等からなる）が設けられることにより電動で行われてもよい。第１回転軸部１２４及び第２回転軸部１２５の動作が電動で行われる場合には、その操作はフットスイッチ１４０を介した術者による指示入力に従って行われてよい。

　なお、保持部１２０の構成は図示する例に限定されない。第１の実施形態では、保持部１２０は、顕微鏡部１１０の３次元的な位置を調整可能であればよく、その構成は任意であってよい。例えば、他の構成の一例として、保持部１２０は、顕微鏡部１１０の動作について６自由度を有するように構成されてもよい。かかる構成によれば、保持部１２０の可動範囲において、顕微鏡部１１０を自由に移動させることが可能となるため、顕微鏡部１１０を被検眼５０３に応じた位置により円滑に移動させることができ、術者の利便性を向上させることができる。

　（フットスイッチ）
　フットスイッチ１４０は、顕微鏡装置１０に対する各種の指示入力を行うための入力装置である。フットスイッチ１４０には、複数のシーソースイッチと、ジョイスティックが設けられる。例えば、複数のシーソースイッチを介した指示入力により、顕微鏡部１１０の焦点合わせや倍率の制御が実行され得る。また、例えば、ジョイスティックを介した指示入力により、傾斜部１５０による顕微鏡部１１０の傾斜方向や傾斜量が制御され得る。

　なお、フットスイッチ１４０を介した指示入力に応じた顕微鏡装置１０の動作の制御はかかる例に限定されず、フットスイッチ１４０においては、一般的な顕微鏡装置において行われている各種の指示入力が行われてよい。また、顕微鏡装置１０には、フットスイッチ１４０以外の他の入力装置（例えば、スイッチ、レバー、タッチパネル等）が設けられてもよく、当該入力装置を介して、一般的な顕微鏡装置において行われ得る各種の指示入力が行われてよい。

　（傾斜部）
　傾斜部１５０は、被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点として照明光軸及び観察光軸が傾斜するように顕微鏡部１１０を動作させる。つまり、傾斜部１５０は、顕微鏡部１１０を傾斜させることにより、被検眼５０３に対する照明光軸及び観察光軸の角度を変更する機構である。

　上述したように、手術中には、患者自身の動作によって、又は術者による処置操作によって、被検眼５０３が動く場合がある。この際、患者の頭部は固定されているので、被検眼５０３の動きは、眼軸を傾斜させる動きである。この場合、被検眼５０３の眼軸と照明光軸との相対角度、及び被検眼５０３の眼軸と観察光軸との相対角度が変化してしまうため、良好な赤色反射が得られなくなってしまう恐れがある。

　本実施形態では、このような被検眼５０３の動きが生じた場合には、その動いた方向に向かって傾斜部１５０によって顕微鏡部１１０を傾斜させる。このとき、上述したように、傾斜部１５０は、被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点として照明光軸及び観察光軸を傾斜させるように顕微鏡部１１０を傾斜させる。従って、傾斜部１５０によって被検眼５０３の動きに応じて顕微鏡部１１０を傾斜させた場合には、その傾斜後の顕微鏡部１１０によって、被検眼５０３に対して略正面から照明光が入射するとともに、その眼底からの反射光（すなわち、観察光）が被検眼５０３の略正面において観察される状態（すなわち、被検眼５０３の眼軸と照明光軸とが略一致しているとともに、被検眼５０３の眼軸と観察光軸とが略一致している状態）が得られていることとなる。つまり、傾斜後の顕微鏡部１１０によって、良好な赤色反射を得ることができる。よって、顕微鏡部１１０の位置及び姿勢の煩雑な調整作業を行うことなく、赤色反射を用いた水晶体の明瞭な観察を、より円滑に継続して行うことが可能になる。

　以下、図３－図５を参照して、傾斜部１５０の構成について、詳細に説明する。なお、ここでは、簡単のため、図３－図５に示すように、顕微鏡部１１０の光軸（すなわち、照明光軸及び観察光軸）が略鉛直方向を向いている場合を例に挙げて、傾斜部１５０の構成について説明する。実際には、上述した保持部１２０の姿勢や、後述する傾斜部１５０の動作に応じて、第１の支持アーム１６６、第２の支持アーム１８６及び第３の支持アーム１７６の延伸方向は鉛直方向から変化し得るため、留意されたい。

　図３では、図１に示す傾斜部１５０及び顕微鏡部１１０の部分を拡大して示している。図３に示すように、傾斜部１５０は、第１の回転駆動機構１７０と、傾斜駆動機構１８０と、第２の回転駆動機構１６０と、を有する。顕微鏡部１１０の基端と、保持部１２０の先端との間に、略鉛直方向に下方向から上方向に向かって、第１の回転駆動機構１７０、傾斜駆動機構１８０及び第２の回転駆動機構１６０が、この順に配置される。

　説明のため、図３では、第１の回転駆動機構１７０及び第２の回転駆動機構１６０について、後述するハウジング１７１、１６１をｘ－ｚ平面と平行な断面で切断し、その内部の構成を図示している（傾斜駆動機構１８０の構成については後述する）。

　図３を参照すると、第２の回転駆動機構１６０は、ハウジング１６１と、第１のギア１６２と、第２のギア１６３と、モータ１６４と、制御回路１６５と、第１の支持アーム１６６と、を有する。第１のギア１６２、第２のギア１６３、モータ１６４及び制御回路１６５は、ハウジング１６１内に設置される。また、第１の支持アーム１６６は、ハウジング１６１から下方に向かって略鉛直方向に延伸するように設置される。第１の支持アーム１６６の先端は、後述する傾斜駆動機構１８０のハウジング１８１の上面に固定的に接続される。

　第１のギア１６２は、ハウジング１６１内において、その回転軸がｚ軸方向と略平行になるように設置される。第１のギア１６２の中心には、第１の支持アーム１６６の基端が固定的に接続される。当該第１の支持アーム１６６は、ハウジング１６１の下面に設けられた開口部を挿通して下方に向かって延伸するように設置される。第１のギア１６２の回転に伴い、第１の支持アーム１６６は、その延伸方向（すなわち、略鉛直方向）を回転軸として回転する。

　第２のギア１６３は、第１のギア１６２と歯合するように設置される。第２のギア１６３の中心には、モータ１６４の駆動軸が固定的に接続される。モータ１６４が駆動されることにより、第２のギア１６３が回転し、第１のギア１６２を介して第１の支持アーム１６６も回転する。モータ１６４の種類は限定されず、各種のモータが用いられてよい。ただし、上記のように、モータ１６４の駆動に伴い第１の支持アーム１６６が回転するため、第１の支持アーム１６６の回転角度を高精度に制御するために、モータ１６４としては、例えばステッピングモータのように、駆動軸の回転角度を高精度に制御可能なものが用いられることが好ましい。

　制御回路１６５は、モータ１６４の駆動を制御する。制御回路１６５は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のプロセッサと、メモリ等の記憶素子とが基板上に搭載されて構成される。第１の実施形態では、フットスイッチ１４０を介した術者による指示入力に応じて、制御回路１６５がモータ１６４を駆動させ、第１の支持アーム１６６を回転させる。具体的には、術者は、被検眼５０３が動いた場合に、フットスイッチ１４０を介して、顕微鏡部１１０を傾斜させる旨の指示を入力することができる。制御回路１６５は、後述する傾斜駆動機構１８０の制御回路１８５と連携して、術者の指示入力に対応した方向及び角度に顕微鏡部１１０が傾斜し得るように第１の支持アーム１６６を回転させるべく、モータ１６４を駆動させる（このモータ１６４の駆動方法の詳細については下記（１－２．顕微鏡装置の動作）で後述する）。

　このように、第２の回転駆動機構１６０は、術者の指示入力に応じて、その延伸方向を回転軸方向として第１の支持アーム１６６を回転させる機能を有する。上述したように、第１の支持アーム１６６の先端は、傾斜駆動機構１８０のハウジング１８１の上面に固定的に接続されているから、第１の支持アーム１６６がこのように回転することにより、第１の支持アーム１６６から先端側の構成全体（第１の支持アーム１６６、傾斜駆動機構１８０、第１の回転駆動機構１７０及び顕微鏡部１１０）が、当該第１の支持アーム１６６の延伸方向を回転軸方向として一体的に回転することとなる。

　第１の回転駆動機構１７０は、ハウジング１７１と、第１のギア１７２と、第２のギア１７３と、モータ１７４と、制御回路１７５と、第３の支持アーム１７６と、を有する。第１のギア１７２、第２のギア１７３、モータ１７４及び制御回路１７５は、ハウジング１７１内に設置される。また、第３の支持アーム１７６は、ハウジング１７１から下方に向かって略鉛直方向に延伸するように設置される。第３の支持アーム１７６の先端は、顕微鏡部１１０のハウジング１１１の上面に固定的に接続される。このとき、第３の支持アーム１７６は、顕微鏡部１１０の光軸の延長線上に、当該光軸と略平行に位置するように配設される。

　第１のギア１７２は、ハウジング１７１内において、その回転軸がｚ軸方向と略平行になるように設置される。第１のギア１７２の中心には、第３の支持アーム１７６の基端が固定的に接続される。当該第３の支持アーム１７６は、ハウジング１７１の下面に設けられた開口部を挿通して下方に向かって延伸するように設置される。第１のギア１７２の回転に伴い、第３の支持アーム１７６は、その延伸方向（すなわち、略鉛直方向）を回転軸として回転する。

　第２のギア１７３は、第１のギア１７２と歯合するように設置される。第２のギア１７３の中心には、モータ１７４の駆動軸が固定的に接続される。モータ１７４が駆動されることにより、第２のギア１７３が回転し、第１のギア１７２を介して第３の支持アーム１７６も回転する。モータ１７４の種類は限定されず、各種のモータが用いられてよい。ただし、上記のように、モータ１７４の駆動に伴い第３の支持アーム１７６が回転するため、第３の支持アーム１７６の回転角度を高精度に制御するために、モータ１７４としては、例えばステッピングモータのように、駆動軸の回転角度を高精度に制御可能なものが用いられることが好ましい。

　制御回路１７５は、モータ１７４の駆動を制御する。制御回路１７５は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、メモリ等の記憶素子とが基板上に搭載されて構成される。第１の実施形態では、フットスイッチ１４０を介した術者による操作入力に応じて、制御回路１７５がモータ１７４を駆動させ、第３の支持アーム１７６を回転させる。具体的には、上述したように、術者は、被検眼５０３が動いた場合に、フットスイッチ１４０を介して、顕微鏡部１１０を傾斜させる旨の指示を入力することができる。制御回路１７５は、上述した第２の回転駆動機構１６０の制御回路１６５と連携して、術者の指示入力に対応した方向及び角度だけ第３の支持アーム１７６が回転するように、モータ１７４を駆動させる（このモータ１７４の駆動方法の詳細については下記（１－２．顕微鏡装置の動作）で後述する）。

　このように、第１の回転駆動機構１７０は、術者の指示入力に応じて、その延伸方向を回転軸方向として第３の支持アーム１７６を回転させる機能を有する。上述したように、第３の支持アーム１７６の先端は、顕微鏡部１１０のハウジング１１１の上面に固定的に接続されているから、第３の支持アーム１７６がこのように回転することにより、第３の支持アーム１７６から先端側の構成全体（第３の支持アーム１７６及び顕微鏡部１１０）が、当該第３の支持アーム１７６の延伸方向（これは、顕微鏡部１１０の照明光軸及び観察光軸と略一致する方向）を回転軸方向として一体的に回転することとなる。

　図４を参照すると、傾斜駆動機構１８０は、ハウジング１８１と、ラック１８２と、ピニオン１８３と、モータ１８４と、制御回路１８５と、第２の支持アーム１８６と、を有する。ラック１８２、ピニオン１８３、モータ１８４及び制御回路１８５は、ハウジング１８１内に設置される。また、第２の支持アーム１８６は、ハウジング１８１から下方に向かって略鉛直方向に延伸するように設置される。第２の支持アーム１８６の先端は、第１の回転駆動機構１７０のハウジング１７１の上面に固定的に接続される。

　ラック１８２は、ハウジング１８１内において、その延伸方向が水平方向と平行になるように設置される。図示する例であれば、ラック１８２は、その延伸方向がｘ軸方向と平行になるように設置されている。また、ラック１８２は、ハウジング１８１内において、その回転軸方向（図中矢印Ｐの方向）に移動可能に設置される。

　ピニオン１８３は、ラック１８２と歯合するように設置される。ピニオン１８３の中心には、モータ１８４の駆動軸が固定的に接続される。モータ１８４が駆動されることにより、ピニオン１８３が回転し、それによりラック１８２が矢印Ｐの方向に移動する。

　モータ１８４の種類は限定されず、モータ１８４としては、各種のモータが用いられてよい。ただし、後述するように、ラック１８２の矢印Ｐの方向への移動に伴って第２の支持アーム１８６も移動するため、第２の支持アーム１８６の移動量を高精度に制御するために、モータ１８４としては、例えばステッピングモータのように、駆動軸の回転角度を高精度に制御可能なものが用いられることが好ましい。

　制御回路１８５は、モータ１８４の駆動を制御する。制御回路１８５は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、メモリ等の記憶素子とが基板上に搭載されて構成される。第１の実施形態では、フットスイッチ１４０を介した術者による操作入力に応じて、制御回路１８５がモータ１８４を駆動させ、第２の支持アーム１８６を移動させる。具体的には、上述したように、術者は、被検眼５０３が動いた場合に、フットスイッチ１４０を介して、顕微鏡部１１０を傾斜させる旨の指示を入力することができる。制御回路１８５は、術者の指示入力に対応した方向及び角度だけ顕微鏡部１１０が傾斜するように、モータ１８４を駆動させ、第２の支持アーム１８６を移動させる。このモータ１８４の駆動方法の詳細については下記（１－２．顕微鏡装置の動作）で後述する）。

　ハウジング１８１は、略直方体形状を有しており、そのラック１８２と内壁が対向する側面には、上に向かって凸形状の円弧状の開口部１８７が形成されている。当該円弧状の開口部１８７は、その円弧が、被検眼５０３の内部の略中心を中心とする半径を有するように形成される。

　第２の支持アーム１８６は、当該円弧状の開口部１８７が形成される側面の外壁と対向する位置に設置される。第２の支持アーム１８６のハウジング１８１の当該側面と対向する面には、ハウジング１８１に向かって突出するピン１８８が形成されており、当該ピン１８８は、円弧状の開口部１８７を挿通して、ハウジング１８１の内部にまで差し込まれる。ラック１８２のハウジング１８１の円弧状の開口部１８７が形成される側面と対向する面には、上下方向が長手方向である長溝１８９が形成されており、第２の支持アーム１８６のピン１８８の先端は、当該長溝１８９に係合される（図５も参照）。従って、ラック１８２が矢印Ｐの方向に移動すると、ピン１８８と長溝１８９との係合部１８８ｂを介してラック１８２と接続されている第２の支持アーム１８６も、ともに矢印Ｐの方向に移動することとなる。

　ここで、ピン１８８の長溝１８９との係合部１８８ｂのｘ－ｙ平面での断面形状は、図５に示すように、当該長溝１８９のｘ軸方向の長さと略同一の直径を有する円形であり、ピン１８８は、長溝１８９に対して回動可能に係合される。また、ピン１８８の円弧状の開口部１８７との係合部１８８ａのｘ－ｙ平面での断面形状は、図５に示すように、長溝１８９に対して円弧状の開口部１８７を投影した際に両者が重なり合う領域の形状と同じ形状を有するように、形成される。つまり、ピン１８８の円弧状の開口部１８７との係合部１８８ａの断面形状は、当該円弧状の開口部１８７の一部（具体的には、当該円弧状の開口部１８７を鉛直方向に平行な２本の直線で切り取った部分）と略同一の形状を有する。従って、ピン１８８は、円弧状の開口部１８７の内部を、当該円弧状の開口部１８７に沿って移動は可能であるが、当該円弧状の開口部１８７の内部で回転することはできない。

　かかる構成により、ラック１８２の矢印Ｐの方向への移動に伴い、長溝１８９と係合されているピン１８８が同じ方向に移動した際に、当該ピン１８８は、長溝１８９内を上下方向に移動しつつ、円弧状の開口部１８７に沿って移動することとなる。つまり、例えば図５に示す状態において、ラック１８２が図中右方向に移動した場合には、ピン１８８は、円弧状の開口部１８７に沿って右方向に移動することとなる。当該ピン１８８が形成されている第２の支持アーム１８６も、円弧状の開口部１８７に沿って移動する。

　そして、この際、上述したように、ピン１８８の円弧状の開口部１８７との係合部１８８ａの断面形状が、当該円弧状の開口部１８７の一部と略同一の形状を有し、当該ピン１８８が当該円弧状の開口部１８７の内部で回転することができないために、当該ピン１８８は、円弧状の開口部１８７円弧の曲率に応じて傾きながら移動することとなる。つまり、ピン１８８の円弧状の開口部１８７との係合部１８８ａの断面の上辺の中点及び下辺の中点を通る直線（これは、すなわち第２の支持アーム１８６の延伸方向と略平行な直線）が、円弧状の開口部１８７の円弧の中心を常に向くように、当該ピン１８８が、傾きながら円弧状の開口部１８７に沿って移動する。上述したように、円弧状の開口部１８７は、その円弧が、被検眼５０３の内部の略中心を中心とする半径を有するように形成されているため、結局、ピン１８８が円弧状の開口部１８７に沿って移動した場合には、第２の支持アーム１８６の先端が常に被検眼５０３の内部の略中心を向くように、かつ、被検眼５０３の内部の略中心との距離を略一定に保った状態で、当該第２の支持アーム１８６が移動し得ることとなる。

　上述したように、第２の支持アーム１８６の先端は、第１の回転駆動機構１７０のハウジング１７１の上面に固定的に接続されているから、第２の支持アーム１８６がこのように円弧状の開口部１８７に沿って傾斜しながら移動することにより、第２の支持アーム１８６から先端側の構成全体（すなわち、第２の支持アーム１８６、第１の回転駆動機構１７０及び顕微鏡部１１０）が、被検眼５０３の内部の略中心を基点として傾斜することとなる。このように、傾斜駆動機構１８０は、顕微鏡部１１０の光軸が被検眼５０３の内部の略中心を向いた状態で、かつ、顕微鏡部１１０と被検眼５０３の内部の略中心との距離を略一定に保った状態で、顕微鏡部１１０を、円弧状の開口部１８７の延伸方向に沿って傾斜させる機能を有する。

　以上、傾斜部１５０の構成について説明した。以上説明した構成を有することにより、傾斜部１５０では、被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点として、顕微鏡部１１０を任意の方向に傾斜させることが可能になる。具体的には、第２の回転駆動機構１６０によって第１の支持アーム１６６から先端側の構成が回転されることにより、傾斜駆動機構１８０における円弧状の開口部１８７の延伸方向、すなわち顕微鏡部１１０の傾斜方向が、水平面内において任意の方向に調整され得る。つまり、第２の回転駆動機構１６０及び傾斜駆動機構１８０の駆動を適宜制御することにより、被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点として、顕微鏡部１１０を任意の方向に傾斜させることができる。

　ただし、このとき、第２の回転駆動機構１６０によって第１の支持アーム１６６から先端側の構成が回転されると、顕微鏡部１１０も同時に回転してしまうため、接眼部１１５が、術者がいる方を向かなくまってしまう可能性がある。この場合には、第１の回転駆動機構１７０によって第３の支持アーム１７６から先端側の構成を回転させることにより、顕微鏡部１１０の接眼部１１５の向きを調整することが可能である。

　以下、この傾斜部１５０の動作について詳細に説明する。

　（１－２．顕微鏡装置の動作）
　以上説明した顕微鏡装置１０の動作、特に傾斜部１５０の動作について説明する。

　手術を行う際には、ベース部１３０のキャスターを利用して手術台の近傍まで顕微鏡装置１０を移動させる。そして、保持部１２０の姿勢を適宜変更し、手術台上の患者の眼（被検眼５０３）が観察可能なように顕微鏡部１１０の位置及び姿勢を調整する。具体的には、良好な赤色反射が得られるように、被検眼５０３の眼軸と照明光軸及び観察光軸とが略一致するように、顕微鏡部１１０の位置及び姿勢が調整される。この際、傾斜部１５０による顕微鏡部１１０の傾斜動作も併用して、顕微鏡部１１０の位置及び姿勢が調整されてもよい。

　手術が開始され、その途中で被検眼５０３が動き、赤色反射が失われてしまったとする。この場合、術者は、フットスイッチ１４０を介して、被検眼５０３が移動した方向に、良好な赤色反射が得られるような所望の角度だけ顕微鏡部１１０を傾斜させる旨の指示入力を行う。この指示入力の方法は、任意であってよい。例えば、フットスイッチ１４０のジョイスティックを傾けている間、その傾けた方向に顕微鏡部１１０が傾斜するように移動してもよい。この場合、術者は、顕微鏡部１１０によって被検眼５０３を観察しながら、良好な赤色反射が得られるまでジョイスティックを操作すればよい。

　当該指示入力を受けた傾斜部１５０が、当該指示入力に応じた方向に、当該指示入力に応じた量だけ顕微鏡部１１０を傾斜させる。ここで、傾斜駆動機構１８０の構造から、傾斜駆動機構１８０による顕微鏡部１１０の傾斜は、ラック１８２の移動方向である矢印Ｐで示す方向（すなわち、円弧状の開口部１８７の延伸方向）と平行なある１つの平面に限定されることとなる。実際には、被検眼５０３は、あらゆる方向に傾斜するため、傾斜駆動機構１８０による顕微鏡部１１０の動作だけでは、被検眼５０３が動いた方向に顕微鏡部１１０を傾斜させることはできない。これに対して、第２の回転駆動機構１６０によって第１の支持アーム１６６から先端側の構成（第１の支持アーム１６６、傾斜駆動機構１８０、第１の回転駆動機構１７０及び顕微鏡部１１０）を回転させれば、傾斜駆動機構１８０によって顕微鏡部１１０が傾斜される方向を任意に調整することが可能になる。このように、第１の実施形態では、第２の回転駆動機構１６０及び傾斜駆動機構１８０による顕微鏡部１１０の回転及び移動を適宜組み合わせることにより、顕微鏡部１１０を任意の方向に傾斜させることが可能になる。

　具体的には、術者からの指示入力を受けた第２の回転駆動機構１６０の制御回路１６５が、モータ１６４を駆動させ、当該指示入力に応じた傾斜方向に傾斜駆動機構１８０の円弧状の開口部１８７の延伸方向が向くような適切な量だけ、第１の支持アーム１６６から先端側の構成を回転させる。そして、同時に、傾斜駆動機構１８０の制御回路１８５が、モータ１８４を駆動させ、当該指示入力に応じた量だけ、円弧状の開口部１８７の延伸方向に向かって顕微鏡部１１０を傾斜させる。このように第２の回転駆動機構１６０及び傾斜駆動機構１８０が連動することにより、術者からの指示入力に応じて顕微鏡部１１０が傾斜し得る。

　また、この際、第１の実施形態では、第１の回転駆動機構１７０の制御回路１７５が、モータ１７４を駆動させ、第２の回転駆動機構１６０による回転量の分だけ、第２の回転駆動機構１６０による回転方向とは逆方向に、第３の支持アーム１７６から先端側の構成（第３の支持アーム１７６及び顕微鏡部１１０）を回転させる。ここで、顕微鏡部１１０が傾斜される際に、第２の回転駆動機構１６０によって顕微鏡部１１０が回転されると、顕微鏡部１１０の接眼部１１５が術者の方を向いていない状態で当該顕微鏡部１１０が傾斜してしまう恐れがある。これに対して、第１の回転駆動機構１７０によって、いわば第２の回転駆動機構１６０による顕微鏡部１１０の回転をキャンセルするように当該顕微鏡部１１０を回転させることにより、常に接眼部１１５が術者の方を向いた状態で顕微鏡部１１０が傾斜されることとなるため、傾斜動作により接眼部１１５の向きが変わってしまうという不都合を解消することができる。

　良好な赤色反射が得られるような所望の角度まで顕微鏡部１１０を傾斜させたら、術者は、そのまま手術を継続することができる。

　以上、顕微鏡装置１０の動作について説明した。以上説明したように、第１の実施形態では、第１の回転駆動機構１７０、第２の回転駆動機構１６０及び傾斜駆動機構１８０によって顕微鏡部１１０の傾斜動作を行わせる。この顕微鏡部１１０の傾斜動作においては、傾斜駆動機構１８０の構造から、当該顕微鏡部１１０は、被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点として傾斜することとなる。つまり、傾斜後においては、照明光軸及び観察光軸は被検眼５０３の内部の略中心を向いた状態であり、かつ、顕微鏡部１１０と被検眼５０３の略中心との距離もほぼ変化していない状態である。つまり、傾斜後の顕微鏡部１１０の位置及び姿勢において、既に、良好な赤色反射が得られている。従って、顕微鏡部１１０を傾斜させる際に、良好な赤色反射を得るためにその位置や姿勢の微調整を行う必要がない。つまり、術者は、傾斜させる方向及び傾斜角度だけをフットスイッチ１４０を介した簡便な操作によって指定すればよく、煩雑な操作を行うことなく、被検眼５０３の動きに応じた、良好な赤色反射が得られるような顕微鏡部１１０の傾斜動作を円滑に行うことが可能になる。また、この傾斜動作の間、第１の回転駆動機構１７０によって、顕微鏡部１１０の接眼部１１５は常に術者の方を向いた状態にあるため、当該接眼部１１５の位置を調整する作業も省かれる。従って、第１の実施形態によれば、より円滑な手術が実現され得る。

　（１－３．機能構成）
　以上説明した顕微鏡装置１０における、顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御を行う制御部の機能構成について説明する。図６は、第１の実施形態に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御部の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

　図６を参照すると、顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御部１９０は、その機能として、駆動量算出部１９１と、駆動制御部１９２と、を有する。ここで、制御部１９０は、図１－図５を参照して説明した第１の回転駆動機構１７０の制御回路１７５、第２の回転駆動機構１６０の制御回路１６５、及び傾斜駆動機構１８０の制御回路１８５の機能を概念的に１つのブロックとして示すものである。これら制御回路１６５、１７５、１８５の少なくともいずれかのプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、制御部１９０における上記の各機能（駆動量算出部１９１及び駆動制御部１９２）が実現され得る。

　図６では、説明のため、フットスイッチ１４０及び傾斜部１５０を示すブロックを併せて図示している。顕微鏡部１１０の傾斜動作が行われる際には、フットスイッチ１４０を介して、術者による指示入力が行われる。当該指示入力には、顕微鏡部１１０を傾斜させる方向及び傾斜させる量についての情報が少なくとも含まれている。

　当該指示入力が、制御部１９０の駆動量算出部１９１に入力される。駆動量算出部１９１は、当該指示入力に含まれる顕微鏡部１１０を傾斜させる方向及び傾斜させる量についての情報に基づいて、傾斜部１５０における駆動量を算出する。具体的には、駆動量算出部１９１は、顕微鏡部１１０を傾斜させる方向についての情報に基づいて、当該方向に傾斜駆動機構１８０による顕微鏡部１１０の傾斜方向が一致するような、第２の回転駆動機構１６０の第１の支持アーム１６６の回転量を算出する。そして、駆動量算出部１９１は、第２の回転駆動機構１６０の第１のギア１６２及び第２のギア１６３のギア比等を考慮して、この第１の支持アーム１６６の回転量を実現するようなモータ１６４の駆動量（回転量）を算出する。第１の実施形態では、駆動量算出部１９１が、所定の位置を基準とした現在の第１の支持アーム１６６の回転角度を把握可能に構成されており、当該駆動量算出部１９１は、この把握した現在の第１の支持アーム１６６の回転角度に基づいて、所望の第１の支持アーム１６６の回転量を算出することができる。例えば、第２の回転駆動機構１６０のモータ１６４の駆動軸にポテンショメータが設置されており、駆動量算出部１９１は、当該ポテンショメータによる当該駆動軸の回転角度の検出値に基づいて、現在の第１の支持アーム１６６の回転角度を把握し得る。

　また、駆動量算出部１９１は、同時に、顕微鏡部１１０を傾斜させる量についての情報に基づいて、傾斜駆動機構１８０のラック１８２及びピニオン１８３のギア比等を考慮して、当該傾斜させる量が実現されるようなモータ１８４の駆動量（回転量）を算出する。

　更に、駆動量算出部１９１は、第１の回転駆動機構１７０による第３の支持アーム１７６の回転量として、第２の回転駆動機構１６０による第１の支持アーム１６６の回転量と絶対値は同じで符号が逆向き（すなわち、逆方向）の回転量を設定する。そして、駆動量算出部１９１は、第１の回転駆動機構１７０の第１のギア１７２及び第２のギア１７３のギア比等を考慮して、この第３の支持アーム１７６の回転量を実現するようなモータ１７４の駆動量（回転量）を算出する。

　駆動量算出部１９１は、算出したモータ１６４、１７４、１８４の駆動量についての情報を、駆動制御部１９２に提供する。

　駆動制御部１９２は、駆動量算出部１９１によって算出されたモータ１６４、１７４、１８４の駆動量についての情報に基づいて、モータ１６４、１７４、１８４の駆動を制御する。これにより、フットスイッチ１４０を介した術者による指示入力に応じた、顕微鏡部１１０の傾斜動作が実行される。

　以上、顕微鏡装置１０における、顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御を行う制御部１９０の機能構成について説明した。

　（１－４．制御方法）
　以上説明した制御部１９０によって行われる、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０における顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法の処理手順について、フロー図を用いて説明する。図７は、第１の実施形態に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図７に示す各処理は、図６に示す制御部１９０によって実行される各処理に対応しており、制御部１９０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、図７に示す各処理が実行され得る。図７に示す各処理の詳細については、制御部１９０の機能について説明する際に既に上述しているため、以下の制御方法の処理手順についての説明では、各処理の概要を述べるに留め、その詳細な説明は省略する。

　図７を参照すると、第１の実施形態に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法では、まず、フットスイッチ１４０からの指示入力が取得される（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１における処理は、図６を参照して説明した、術者によってフットスイッチ１４０を介して行われた、顕微鏡部１１０を傾斜させる旨の指示入力が、制御部１９０に入力される処理に対応している。

　次に、取得した指示入力に基づいて、傾斜部１５０における駆動量が算出される（ステップＳ１０３）。具体的には、ステップＳ１０３では、第２の回転駆動機構１６０における当該指示入力に応じた第１の支持アーム１６６の回転量を実現するようなモータ１６４の駆動量、傾斜駆動機構１８０における当該指示入力に応じた第２の支持アーム１８６の傾斜を実現するようなモータ１８４の駆動量、及び第１の回転駆動機構１７０における当該指示入力に応じた第３の支持アーム１７６の回転量を実現するようなモータ１７４の駆動量が、それぞれ算出される。ステップＳ１０３における処理は、図６に示す駆動量算出部１９１が実行する処理に対応している。

　次に、算出した駆動量に基づいて、傾斜部１５０の駆動が制御される（ステップＳ１０５）。具体的には、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で算出された駆動量に応じて、モータ１６４、１７４、１８４が駆動される。ステップＳ１０５における処理は、図６に示す駆動制御部１９２が実行する処理に対応している。

　以上、顕微鏡装置１０における、顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法の処理手順について説明した。

　（１－５．変形例）
　第１の実施形態の一変形例について説明する。以上説明した構成例では、フットスイッチ１４０を介した術者の指示入力に従って、いわば手動で顕微鏡部１１０の傾斜動作が行われていた。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、顕微鏡部１１０の傾斜動作は、自動で行われてもよい。ここでは、第１の実施形態の一変形例として、顕微鏡部１１０の傾斜動作が自動で行われる変形例について説明する。

　本変形例に係る顕微鏡装置は、図１－図５に示す顕微鏡装置１０に対して、被検眼５０３の眼底（網膜）からの反射光の輝度を検出する輝度検出装置が追加的に設けられたものに対応する。当該輝度検出装置としては、光センサ、カメラ等、輝度を検出し得る各種の公知のものが用いられてよい。本変形例に係る顕微鏡装置のその他の構成は、上述した顕微鏡装置１０と同様であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

　図８は、第１の実施形態の一変形例に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御部の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図８を参照すると、本変形例に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御部１９０ａは、その機能として、駆動量算出部１９１と、駆動制御部１９２と、を有する。ここで、制御部１９０ａは、本変形例に係る顕微鏡装置における第１の回転駆動機構１７０の制御回路１７５、第２の回転駆動機構１６０の制御回路１６５、及び傾斜駆動機構１８０の制御回路１８５の機能を概念的に１つのブロックとして示すものである。これら制御回路１６５、１７５、１８５の少なくともいずれかのプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、制御部１９０ａにおける上記の各機能（駆動量算出部１９１及び駆動制御部１９２）が実現され得る。

　図８では、説明のため、輝度検出装置１９５及び傾斜部１５０を示すブロックを併せて図示している。本変形例では、手術中、輝度検出装置１９５によって、所定の間隔で逐次、被検眼５０３の眼底からの反射光の輝度が検出されている。輝度検出装置１９５は、検出した輝度についての情報を、当該輝度が検出される度に逐次、制御部１９０の駆動量算出部１９１に送信する。

　駆動量算出部１９１及び駆動制御部１９２の機能は、図６に示す上述した構成例におけるこれらの機能と略同様である。すなわち、駆動量算出部１９１は、傾斜部１５０における駆動量を算出し、駆動制御部１９２は、駆動量算出部１９１によって算出された駆動量に応じて傾斜部１５０を駆動させる。ただし、本変形例では、駆動量算出部１９１及び駆動制御部１９２は、術者による指示入力に基づくのではなく、所定のアルゴリズムに基づいて、反射光の輝度が最大になるように自動的に顕微鏡部１１０を傾斜させる。

　反射光の輝度が最大になるように自動的に顕微鏡部１１０を駆動させるアルゴリズムの具体的な内容は限定されず、当該アルゴリズムとしては、各種の公知のものが用いられてよい。例えば、輝度検出装置１９５から送信される輝度についての情報を逐次参照しつつ、駆動量算出部１９１による駆動量の算出処理及び駆動制御部１９２による当該駆動量に基づく駆動制御処理を繰り返し実行することにより、当該輝度が徐々に大きくなる方向に顕微鏡部１１０を少しずつ傾斜させるようなアルゴリズムが適用されてよい。あるいは、例えば、輝度検出装置１９５がカメラである場合には、当該カメラによって撮影された被検眼の画像（動画像）が、駆動量算出部１９１に送信されてよい。この場合には、駆動量算出部１９１が、当該画像を解析することにより、被検眼５０３が動いた方向を認識し、その結果に基づいて、反射光の輝度が最大になるような、すなわち良好な赤色反射が得られるような適切な顕微鏡部１１０の傾斜方向及び傾斜量を算出し、傾斜部１５０による駆動量を算出するアルゴリズムが適用されてよい。その他、一般的に用いられている各種のアルゴリズムが適用されてよい。

　以上説明した制御部１９０ａによって行われる、本変形例に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法の処理手順について、フロー図を用いて説明する。図９は、本変形例に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図９に示す各処理は、図８に示す制御部１９０ａによって実行される各処理に対応しており、制御部１９０ａを構成するプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、図９に示す各処理が実行され得る。図９に示す各処理の詳細については、制御部１９０ａの機能について説明する際に既に上述しているため、以下の制御方法の処理手順についての説明では、各処理の概要を述べるに留め、その詳細な説明は省略する。

　図９を参照すると、本変形例に係る顕微鏡部１１０の傾斜動作に関する制御方法では、まず、輝度検出装置１９５から、被検眼５０３の眼底からの反射光の輝度についての情報が取得される（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１における処理は、図８を参照して説明した、輝度検出装置１９５によって検出された輝度についての情報が、制御部１９０ａに送信される処理に対応している。

　次に、取得した輝度についての情報に基づいて、当該輝度が最大になるような、傾斜部１５０における駆動量が算出される（ステップＳ２０３）。具体的には、ステップＳ２０３では、所定のアルゴリズムに従って、自動的に、当該輝度が最大になるような傾斜部１５０における駆動量が算出される。ステップＳ２０５における処理は、図８に示す駆動量算出部１９１が実行する処理に対応している。

　次に、算出した駆動量に基づいて、傾斜部１５０の駆動が制御される（ステップＳ２０５）。具体的には、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３で算出された駆動量に応じて、モータ１６４、１７４、１８４が駆動される。ステップＳ２０５における処理は、図８に示す駆動制御部１９２が実行する処理に対応している。

　以上、顕微鏡部１１０の傾斜動作が自動で行われる変形例について説明した。

　なお、上述した顕微鏡部１１０の傾斜動作が手動で行われる様態と、顕微鏡部１１０の傾斜動作が自動で行われる様態とは、手術中に適宜切り替えられてもよい。例えば、顕微鏡装置１０に、これらの様態を切り替えるスイッチが設けられており、術者による当該スイッチを介した指示入力によって、これらの様態が適宜切り替えられてもよい。例えば、顕微鏡部１１０の傾斜動作が自動で行われる場合には、術者が意図しないタイミングにおいても顕微鏡部１１０が自動的に動いてしまうこととなるため、場合によっては、その顕微鏡部１１０の動きが術者の作業を妨げてしまう恐れがある。術者による指示入力によって顕微鏡部１１０の傾斜動作の手動／自動が適宜切り替え可能であることにより、術者は、必要な場合にだけ顕微鏡部１１０の傾斜動作を自動で行わせることができるため、顕微鏡部１１０が自動的に動いてしまう煩わしさから解放され、より円滑な手術が実現され得る。

　また、顕微鏡部１１０の傾斜動作の手動／自動の切り替え自体が自動的に行われてもよい。例えば、輝度検出装置１９５によって検出された被検眼５０３の網膜からの反射光の輝度についての情報に基づいて、当該輝度が所定のしきい値以下である時間（又は当該輝度が所定のしきい値よりも小さい時間）が計測され、当該時間が一定時間を超えた場合（又は当該時間が一定時間以上である場合）に、顕微鏡部１１０の傾斜動作が自動的に行われてよい。かかる計測処理及び判断処理は、例えば上述した制御部１９０ａによって適宜実行され得る。術者が切り替えに係る指示入力を行わなくても、顕微鏡部１１０の傾斜動作の手動／自動の切り替え自体が自動的に行われることにより、術者が行うべき作業を減らすことができ、術者の負担をより軽減することが可能になる。

　（２．第２の実施形態）
　本開示の第２の実施形態について説明する。以上説明したように、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０は、顕微鏡部１１０が被検眼５０３の内部の略中心を傾斜基準点とした傾斜動作を行うことが可能に構成されていた。かかる構成により、良好な赤色反射を得るために被検眼５０３の動きに応じて顕微鏡部１１０を移動させる必要が生じた場合に、顕微鏡部１１０を傾斜させるだけで、位置及び姿勢の微調整を行う必要なく直ちに良好な赤色反射を伴う観察を継続することが可能となり、円滑な手術が実現され得る。

　ここで、顕微鏡装置には、ピボット動作を実行可能に構成されているものが存在する。ピボット動作とは、顕微鏡部の光軸が空間上の所定の点（以下、ピボット点という）を常に向くように、当該顕微鏡部を移動させる動作である。ピボット動作によれば、同一の部位を様々な方向から観察することが可能となるため、患部のより詳細な観察が可能となる。

　第１の実施形態における傾斜基準点は、このピボット点に対応していると捉えることができ、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０は、いわば、ピボット点が被検眼５０３の内部の略中心に設定された、ピボット動作が可能な顕微鏡装置であると言える。逆に考えると、ピボット動作が可能に構成される顕微鏡装置において、そのピボット点を被検眼５０３の内部の略中心に設定すれば、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０と同様の効果を得ることが可能である。

　このように、本開示では、顕微鏡装置の構成は、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０のものに限定されず、ピボット点を被検眼５０３の内部の略中心に設定した状態でピボット動作が可能であれば、他の構成であってもよい。第２の実施形態及び後述する第３の実施形態は、このような、顕微鏡装置が他の構成を有する実施形態である。

　（２－１．顕微鏡装置の構成）
　図１０を参照して、本開示の第２の実施形態に係る顕微鏡装置の構成について説明する。図１０は、第２の実施形態に係る顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。

　図１０を参照すると、第２の実施形態に係る顕微鏡装置２０は、被検眼を拡大観察するための顕微鏡部２１０と、顕微鏡部２１０を保持するアーム部２２０（保持部２２０）と、保持部２２０と顕微鏡部２１０との間に設けられ、当該顕微鏡部２１０をｘ－ｙ平面内で移動させるｘ－ｙ装置２６０と、ｘ－ｙ装置２６０と顕微鏡部２１０との間に設けられ、当該顕微鏡部２１０をｙ軸と平行な回転軸まわり（すなわち、図中Ｘ方向）及びｙ軸と平行な回転軸まわり（すなわち、図中Ｙ方向）に回転可能な俯仰装置２７０と、俯仰装置２７０と顕微鏡部２１０との間に設けられ、当該顕微鏡部２１０をｚ軸方向に移動可能な直動機構２８０と、保持部２２０の基端が接続され顕微鏡部２１０及び保持部２２０を支持するベース部２３０と、顕微鏡装置２０に対する各種の指示入力を行うためのフットスイッチ２４０と、を備える。

　顕微鏡部２１０は、第１の実施形態に係る顕微鏡部１１０と略同様の構成及び機能を有する。すなわち、顕微鏡部２１０は、光源、照明光学系、観察光学系及び接眼部を有し、照明光軸及び観察光軸が略同軸となるように構成される。

　フットスイッチ２４０は、顕微鏡装置２０に対する各種の指示入力を行うための入力装置である。フットスイッチ２４０には、複数のシーソースイッチと、ジョイスティックが設けられる。第２の実施形態では、フットスイッチ２４０によって、ｘ－ｙ装置２６０、俯仰装置２７０、及び後述する直動機構２８０の駆動を操作することができる。また、後述する保持部１２０の直動機構２２４及び回転軸部２２５の駆動も、フットスイッチ２４０を介した指示入力に従って行われてよい。また、ジョイスティックを介した指示入力により、顕微鏡部１１０の傾斜方向や傾斜量が制御され得る（この詳細については、下記（２－２．顕微鏡装置の動作）で後述する）。その他、フットスイッチ２４０は、上述した第１の実施形態に係るフットスイッチ１４０と同様の機能を有し得る。

　保持部２２０は、複数の可動部（直動機構２２４及び回転軸部２２５）と、これら複数の可動部を介して互いに連結される複数のリンク（第１アーム２２１、第２アーム２２２及び第３アーム２２３）と、を有する。

　ベース部２３０は、顕微鏡装置２０の基台であり、ベース部２３０からアーム部２２０が延伸される。ベース部２３０は、第１の実施形態に係るベース部１３０と略同様の機能を有する。

　ベース部２３０によって、鉛直方向に延伸する第１アーム２２１の基端が支持される。第１アーム２２１の上端近傍の部位には、直動機構２２４を介して、第２アーム２２２の基端が接続される。直動機構２２４は、第２アーム２２２を、第１アーム２２１に対してｚ軸方向に並進移動可能に支持する。

　第２アーム２２２は、水平方向に延伸するように、その基端が直動機構２２４に接続されており、その先端には、ｚ軸方向を回転軸方向とする回転軸部２２５を介して、第３アーム２２３の基端が接続される。つまり、第２アーム２２２は、回転軸部２２５を介して、第３アーム２２３を、ｚ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。

　第３アーム２２３も、水平方向に延伸するように、その基端が回転軸部２２５に接続される。つまり、回転軸部２２５まわりの回転動作により、第３アーム２２３は、第２アーム２２２に対して、左右方向に回動される。

　以上説明した構成を有することにより、保持部２２０では、直動機構２２４によって当該直動機構２２４から先端側の構成を並進移動させることにより、顕微鏡部２１０の鉛直方向の位置を調整することができる。また、回転軸部２２５まわりに当該回転軸部２２５から先端側の構成を回動させることにより、顕微鏡部２１０の水平面内での位置を調整することができる。このように、顕微鏡装置２０においては、直動機構２２４及び回転軸部２２５によって保持部２２０の姿勢を適宜変更することにより、顕微鏡部２１０の３次元的な位置を調整することができる。なお、保持部２２０における直動機構２２４及び回転軸部２２５の動作は、手動で行われてもよいし、これらの構成にアクチュエータ（例えば、モータ及び当該モータを駆動する制御回路等からなる）が設けられることにより電動で行われてもよい。直動機構２２４及び回転軸部２２５の動作が電動で行われる場合には、その操作はフットスイッチ２４０を介した術者による指示入力に従って行われてよい。

　第３アーム２２３の先端に、鉛直方向に下方に向かって延伸する第１の支持アーム２６１の基端が接続され、当該第１の支持アーム２６１の先端に、ｘ－ｙ装置２６０が接続される。ｘ－ｙ装置２６０には、鉛直方向に下方に向かって延伸する第２の支持アーム２６２の基端が接続されており、ｘ－ｙ装置２６０は、当該第２の支持アーム２６２を水平面内で移動可能に構成される。ｘ－ｙ装置２６０の内部には、モータ、当該モータの駆動を制御する制御回路、当該モータの駆動軸の回転を第２の支持アーム２６２の水平面内での移動に変換する動力伝達系等が設置されている。ｘ－ｙ装置２６０では、フットスイッチ２４０を介した術者による指示入力に基づいて、当該制御回路が当該モータを駆動し、当該指示入力に応じた位置まで第２の支持アーム２６２を水平面内で移動させる。

　第２の支持アーム２６２の先端に、俯仰装置２７０を介して顕微鏡部２１０が接続される。俯仰装置２７０は、自身よりも先端側の構成をｙ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する（すなわち、図中Ｘ方向に回動可能に支持する）回転軸部と、自身よりも先端側の構成をｘ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する（すなわち、図中Ｙ方向に回動可能に支持する）回転軸部と、が順次配置されて構成される。これらの回転軸部には、モータ、当該モータの駆動を制御する制御回路等が設置されている。これらの回転軸部では、フットスイッチ２４０を介した術者による指示入力に基づいて、当該制御回路が当該モータを駆動し、当該指示入力に応じた量だけ、Ｘ方向及びＹ方向に顕微鏡部２１０を回転させる。

　このように、顕微鏡装置２０では、ｘ－ｙ装置２６０によって顕微鏡部２１０の水平面内での位置が調整可能であり、俯仰装置２７０によって顕微鏡部２１０の光軸の向きが調整可能である。

　更に、俯仰装置２７０と顕微鏡部２１０との接続部位に、顕微鏡部２１０をｚ軸方向に移動可能な直動機構２８０が設けられ得る。当該直動機構２８０は、顕微鏡部２１０によって被検眼を観察する際に、当該被検眼に焦点が合うように、顕微鏡部２１０のｚ軸方向の位置を調整するためのものである。

　（２－２．顕微鏡装置の動作）
　以上説明した顕微鏡装置２０では、ｘ－ｙ装置２６０、俯仰装置２７０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０を適宜動作させることにより、ピボット動作（すなわち、顕微鏡部２１０の傾斜動作）を行わせることが可能である。つまり、第２の実施形態では、これらｘ－ｙ装置２６０、俯仰装置２７０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０によって、傾斜部が実現され得る。以下、ピボット動作を行う際のｘ－ｙ装置２６０、俯仰装置２７０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０の動作について詳細に説明する。

　ここで、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０におけるピボット動作では、顕微鏡部１１０と被検眼５０３の内部の略中心に設定された傾斜基準点（すなわち、ピボット点）との距離は一定であった。しかし、第２の実施形態に係る顕微鏡装置２０では、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作を行うことが可能である。顕微鏡装置２０では、顕微鏡部２１０の光軸が常にピボット点を通過した状態で、当該顕微鏡部２１０を当該光軸の方向に移動させる動作（以下、光軸方向移動動作ともいう）と、顕微鏡部２１０の光軸が常にピボット点を通過しつつ、かつ、当該顕微鏡部２１０とピボット点との距離が一定の状態で、当該顕微鏡部２１０を傾斜させる動作（すなわち、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０における傾斜動作。以下、距離一定傾斜動作ともいう）と、を組み合わせることで、上記のような顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作を行うことが可能になる。

　まず、光軸方向移動動作について説明する。今、術者による指示入力に従って、俯仰装置２７０によって、顕微鏡部２１０が、その光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように回転しているとする。図１１－図１４は、光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転している状態について説明するための図である。

　図１１及び図１２では、顕微鏡部２１０をｙ軸方向から見た様子を示している。図１１に示すように顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態を角度０とする。このとき、図１２に示すように顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態からｘ－ｚ平面内において角度αだけ傾いた状態が、光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度αだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転した状態に対応する。

　また、図１３及び図１４では、顕微鏡部２１０をｘ軸方向から見た様子を示している。図１３に示すように顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態を角度０とする。このとき、図１４に示すように顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態からｙ－ｚ平面内において角度βだけ傾いた状態が、光軸がピボット点Ｏに対してＹ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転した状態に対応する。

　図１１及び図１３に示す、顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態における当該顕微鏡部２１０の光軸を光軸Ｓとし、光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転している状態における、当該顕微鏡部２１０の光軸を光軸Ｓ’とする。

　この光軸が角度α、βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転している状態で、術者による指示入力に従って、直動機構２２４及び／又は直動機構２８０によって、顕微鏡部２１０が鉛直上方向に距離Ｐ１だけ移動させられたとする。このとき、ｘ－ｙ装置２６０を適宜駆動させることにより、顕微鏡部２１０の光軸がピボット点Ｏを通過した状態で、距離Ｐ１に対応する距離だけ当該顕微鏡部２１０を当該光軸の方向に移動させる動作（すなわち、距離Ｐ１に対応する距離だけ光軸方向移動動作）を行わせることができる。

　かかる動作を実現するためには、具体的には、ｘ－ｙ装置２６０は、顕微鏡部２１０が鉛直上方向に距離Ｐ１だけ移動した際に、当該顕微鏡部２１０が光軸Ｓ’上に位置するように、当該顕微鏡部２１０を水平面内で移動させればよい。ｘ－ｙ装置２６０による顕微鏡部２１０の水平面内での移動量は、以下のような幾何的な演算によって求めることができる。

　まず、ｘ軸方向における顕微鏡部２１０の移動について考える。図１５は、ｘ－ｙ装置２６０による顕微鏡部２１０のｘ軸方向への移動量について説明するための図である。図１５では、ｘ－ｚ平面内での光軸Ｓ、光軸Ｓ’、及び鉛直上方向への移動距離Ｐ１の幾何的な関係を示している。図１５に示すように、顕微鏡部２１０の初期位置を示す点をＱ１とし、顕微鏡部２１０が当該点Ｑ１から鉛直上方向にＰ１だけ移動した点をＱ２とする。顕微鏡部２１０が鉛直上方向に距離Ｐ１だけ移動した際に、顕微鏡部２１０が光軸Ｓ’上に位置するためには、この点Ｑ２と光軸Ｓ’とのｘ軸方向の距離Ｐαだけ、ｘ－ｙ装置２６０が顕微鏡部２１０をｘ軸方向に移動させ、顕微鏡部２１０を点Ｑ２と同じ高さである光軸Ｓ’上の点Ｑ３に位置させればよいこととなる。ここで、図１５に示すように、幾何的な考察から、Ｐα＝Ｐ１×ｔａｎαの関係がある。α、Ｐ１は、術者の指示入力に従った量であり、既知の値であるから、上記の関係からＰαを求めることができる。

　次に、ｙ軸方向における顕微鏡部２１０の移動について考える。図１６は、ｘ－ｙ装置２６０による顕微鏡部２１０のｙ軸方向への移動量について説明するための図である。図１６では、ｙ－ｚ平面内での光軸Ｓ、光軸Ｓ’、及び鉛直上方向への移動距離Ｐ１の幾何的な関係を示している。図１６に示すように、顕微鏡部２１０の初期位置を示す点をＲ１とし、顕微鏡部２１０が当該点Ｒ１から鉛直上方向にＰ１だけ移動した点をＲ２とする。顕微鏡部２１０が鉛直上方向に距離Ｐ１だけ移動した際に、顕微鏡部２１０が光軸Ｓ’上に位置するためには、この点Ｒ２と光軸Ｓ’とのｙ軸方向の距離Ｐβだけ、ｘ－ｙ装置２６０が顕微鏡部２１０をｙ軸方向に移動させ、顕微鏡部２１０を点Ｒ２と同じ高さである光軸Ｓ’上の点Ｒ３に位置させればよいこととなる。ここで、図１６に示すように、幾何的な考察から、Ｐβ＝Ｐ１×ｔａｎβの関係がある。β、Ｐ１は、術者の指示入力に従った量であり、既知の値であるから、上記の関係からＰβを求めることができる。

　光軸が角度α、βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転している状態で、直動機構２２４及び／又は直動機構２８０によって顕微鏡部２１０が鉛直上方向に距離Ｐ１だけ移動した場合には、ｘ－ｙ装置２６０の制御回路は、以上説明した方法を用いて、Ｐα、Ｐβを算出する。そして、当該制御回路は、ｘ軸方向にＰα、ｙ軸方向にＰβだけ顕微鏡部２１０が移動するように、モータを駆動させる。これにより、光軸方向移動動作が実現され得る。

　次に、距離一定傾斜動作について説明する。今、術者による指示入力に従って、顕微鏡部２１０の位置及び姿勢が調整された結果、当該顕微鏡部２１０の光軸が鉛直方向と略平行な状態であって、当該光軸がピボット点Ｏを通過している状態であるとする。また、このとき、顕微鏡部２１０とピボット点Ｏとの距離も所定の距離に調整されているとする。この状態において、術者による指示入力に従って、俯仰装置２７０によって、光軸が所定の角度だけ傾くように顕微鏡部２１０を回転させたとする。このとき、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０を適宜駆動させることにより、顕微鏡部２１０に距離一定傾斜動作を行わせることができる。

　かかる動作を実現するためには、具体的には、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０は、光軸が所定の角度だけ傾くように顕微鏡部２１０が回転させられた場合に、当該顕微鏡部２１０の光軸がピボット点を通過するように、当該顕微鏡部２１０を水平方向及び鉛直方向にそれぞれ移動させればよい。ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０による顕微鏡部２１０の水平方向及び鉛直方向への移動量は、以下のような幾何的な演算によって求めることができる。

　図１７は、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０による顕微鏡部２１０の水平方向及び鉛直方向への移動量について説明するための図である。ここでは、簡単のため、俯仰装置２７０によって光軸がＹ方向にのみ角度γだけ傾斜するように顕微鏡部２１０を回転させた場合について考える。傾斜させる前の鉛直方向と略平行な顕微鏡部２１０の光軸を光軸Ｓ１、俯仰装置２７０によって顕微鏡部２１０を回転させ角度γだけ傾斜させた後の当該顕微鏡部２１０の光軸を光軸Ｂ１、光軸を角度γだけ傾斜させた後、光軸がピボット点Ｏを通過するまで水平方向及び鉛直方向に移動させた後の（すなわち、最終的に位置させたい位置での）顕微鏡部２１０の光軸を光軸Ｓ２とすると、ｙ－ｚ平面内でのこれら光軸Ｓ１、光軸Ｂ１、光軸Ｓ２、及び角度γの幾何的な関係は、図１７のように示される。図１７では、ｙ－ｚ平面内でのこれら光軸Ｓ１、光軸Ｂ１、光軸Ｓ２、及び角度γの幾何的な関係を示している。

　図１７に示すように、光軸Ｓ１上での顕微鏡部２１０の初期位置を示す点をＭ１とし、光軸Ｓ２上での最終的に顕微鏡部２１０を位置させたい位置を示す点をＭ２とする。このとき、ピボット点Ｏから点Ｍ１までの距離と、ピボット点Ｏから点Ｍ２までの距離は、同一である（当該距離をＬｍとする）。また、光軸Ｂ１は、点Ｍ１を通り、光軸Ｓ２と平行な直線として記載することができる。

　俯仰装置２７０によって光軸が鉛直方向と略平行な状態から角度γだけ傾斜するように顕微鏡部２１０が回転させられた際に、当該顕微鏡部２１０の光軸がピボット点Ｏを通過しつつ、かつ、当該顕微鏡部２１０とピボット点Ｏとの距離が一定の状態にするためには、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０によって、当該顕微鏡部２１０を点Ｍ１から点Ｍ２まで移動させればよいこととなる。図１７を参照すると、点Ｍ１と点Ｍ２とのｙ軸方向の距離Ｐγは、Ｐγ＝Ｌｍ×ｓｉｎγであり、点Ｍ１と点Ｍ２とのｚ軸方向の距離Ｐｍは、Ｐｍ＝Ｌｍ－Ｌｍ×ｃｏｓγである。γ、Ｌｍは、術者の指示入力に従った量であり、既知の値であるから、上記の関係からＰγ、Ｐｍを求めることができる。

　俯仰装置２７０によって光軸が鉛直方向と略平行な状態から角度γだけ傾斜するように顕微鏡部２１０が回転させられた場合には、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０の制御回路は、以上説明した方法を用いて、Ｐｍ、Ｐγをそれぞれ算出する。そして、これらの制御回路は、ｚ軸方向にＰｍ、ｙ軸方向にＰγだけ顕微鏡部２１０が移動するように、それぞれモータを駆動させる。これにより、距離一定傾斜動作が実現され得る。図１８は、第２の実施形態に係る顕微鏡装置２０における距離一定傾斜動作時の顕微鏡部２１０の動きを示す図である。

　なお、ここでは、簡単のため、俯仰装置２７０によって光軸がＹ方向にのみ角度γだけ傾斜するように顕微鏡部２１０を回転させた場合について説明したが、光軸がＸ方向に傾斜するように顕微鏡部２１０を回転させた場合についても、同様に、ｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０による顕微鏡部２１０の水平方向及び鉛直方向への移動量を求めることができる。俯仰装置２７０による顕微鏡部２１０の光軸の傾斜方向が任意の方向であった場合については、その傾斜角度をＸ方向及びＹ方向に分解し、それぞれについてｘ－ｙ装置２６０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０による顕微鏡部２１０の水平方向及び鉛直方向への移動量を求めればよい。

　ｘ－ｙ装置２６０、俯仰装置２７０並びに直動機構２２４及び／又は直動機構２８０の制御回路が協働し、以上説明した２つの動作（光軸方向移動動作及び距離一定傾斜動作）を同時に実行することにより、顕微鏡装置２０においては、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作が実現され得る。

　第２の実施形態では、かかる顕微鏡装置２０を用いて、ピボット点を被検眼の内部の略中心に設定した状態で、眼科手術を行う。これにより、第１の実施形態と同様に、被検眼の動きに対応した、良好な赤色反射が得られるような顕微鏡部２１０の傾斜動作を、円滑に行うことが可能になる。更に、第２の実施形態によれば、このとき、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変であるため、顕微鏡部２１０を傾斜させる際の顕微鏡部２１０の位置の自由度が向上し、例えば術者の処置をより妨げないような位置に顕微鏡部２１０を移動させる等、術者の利便性をより向上させることが可能になる。

　なお、顕微鏡装置２０においては、ピボット動作を行うかどうかが、例えばスイッチ等の入力装置を介した術者による指示入力によって適宜切り替えられてよい。例えば、手術を開始する前のセッティングの段階では、ピボット動作はオフにされる。これにより、術者は、顕微鏡部２１０を自由に動かすことができ、被検眼に対して適切な位置に顕微鏡部２１０を配置することが可能になる。そして、セッティングが終わり、手術が開始され、顕微鏡部２１０によって被検眼を観察している最中は、ピボット動作をオンにすればよい。これにより、手術中においては、被検眼の動きに追随した円滑な顕微鏡部２１０の移動が実現され得る。

　（２－３．変形例）
　第２の実施形態の一変形例について説明する。以上説明した構成例では、顕微鏡装置２０は、ｘ－ｙ装置２６０及び直動機構２２４を備え、これらを適宜動作させることによりピボット動作を実現していた。しかし、第２の実施形態はかかる例に限定されず、ピボット動作を実現可能であれば、顕微鏡装置２０の構成は任意であってよい。例えば、顕微鏡装置２０は、その保持部２２０の構成を工夫することにより、ｘ－ｙ装置２６０及び直動機構２２４を備えなくてもピボット動作が可能なように構成することが可能である。ここでは、第２の実施形態の一変形例として、このような他の構成を有する顕微鏡装置について説明する。

　図１９は、第２の実施形態の一変形例である、他の構成を有する顕微鏡装置の全体構成を概略的に示す図である。図１９を参照すると、本変形例に係る顕微鏡装置２０ａは、被検眼を拡大観察するための顕微鏡部２１０と、顕微鏡部２１０を保持するアーム部２２０ａ（保持部２２０ａ）と、保持部２２０ａと顕微鏡部２１０との間に設けられ、当該顕微鏡部２１０をｙ軸と平行な回転軸まわり（すなわち、図中Ｘ方向）及びｙ軸と平行な回転軸まわり（すなわち、図中Ｙ方向）に回転可能な俯仰装置２７０と、俯仰装置２７０と顕微鏡部２１０との間に設けられ、当該顕微鏡部２１０をｚ軸方向に移動可能な直動機構２８０と、保持部２２０ａの基端が接続され顕微鏡部２１０及び保持部２２０ａを支持するベース部２３０と、顕微鏡装置２０ａに対する各種の操作入力を行うためのフットスイッチ２４０と、を備える。顕微鏡部２１０、ベース部２３０、フットスイッチ２４０、俯仰装置２７０及び直動機構２８０の構成及び機能は、上述した顕微鏡装置２０のものと同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

　保持部２２０ａは、複数の可動部（第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ、第３回転軸部２２６ａ及び第４回転軸部２２７ａ）と、これら複数の可動部を介して互いに連結される複数のリンク（第１アーム２２１ａ、第２アーム２２２ａ及び第３アーム２２３ａ）と、を有する。

　ベース部２３０は、第１回転軸部２２４ａを介して、第１アーム２２１ａを、ｚ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。以下、第１回転軸部２２４ａの回転軸を第１軸Ｏ_１とも呼称する。

　第１アーム２２１ａは、水平方向に延伸する。第１アーム２２１ａの先端には、ｚ軸方向を回転軸方向とする第２回転軸部２２５ａを介して、第２アーム２２２ａの基端が接続される。つまり、第１アーム２２１ａは、第２回転軸部２２５ａを介して、第２アーム２２２ａを、ｚ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。以下、第２回転軸部２２５ａの回転軸を第２軸Ｏ_２とも呼称する。

　第２アーム２２２ａは、鉛直方向に延伸する。第２アーム２２２ａの先端には、ｙ軸方向を回転軸方向とする第３回転軸部２２６ａを介して、第３アーム２２３ａの基端が接続される。つまり、第２アーム２２２ａは、第３回転軸部２２６ａを介して、第３アーム２２３ａを、ｙ軸方向を回転軸方向として回動可能に支持する。以下、第３回転軸部２２６ａの回転軸を第３軸Ｏ_３とも呼称する。

　第３アーム２２３ａは、水平方向に延伸する。第３アーム２２３ａの先端に、ｚ軸方向を回転軸方向とする第４回転軸部２２７ａを介して、俯仰装置２７０及び顕微鏡部２１０が接続される。

　以上説明した構成を有することにより、保持部２２０ａでは、第３回転軸部２２６ａまわりに当該第３回転軸部２２６ａから先端側の構成を回動させることにより、顕微鏡部２１０の鉛直方向の位置を調整することができる。また、第１回転軸部２２４ａまわりに当該第１回転軸部２２４ａから先端側の構成を回動させるとともに、第２回転軸部２２５ａまわりに当該第２回転軸部２２５ａから先端側の構成を回動させることにより、顕微鏡部２１０の水平面内での位置を調整することができる。このように、顕微鏡装置２０ａにおいては、第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａによって、保持部２２０ａの姿勢を適宜変更することにより、顕微鏡部２１０の３次元的な位置を調整することができる。また、第４回転軸部２２７ａまわりに当該第４回転軸部２２７ａから先端側の構成を回動させることにより、ｚ軸方向を回転軸とする顕微鏡部２１０の向き（すなわち、顕微鏡部２１０による視野の向き）を調整することができる。

　なお、保持部２２０ａにおける各回転軸部の動作は、手動で行われてもよいし、これらの構成にアクチュエータ（例えば、モータ及び当該モータを駆動する制御回路等からなる）が設けられることにより電動で行われてもよい。各回転軸部の動作が電動で行われる場合には、その操作はフットスイッチ２４０を介した術者による指示入力に従って行われてよい。

　上述したように、第３回転軸部２２６ａは、顕微鏡部２１０の鉛直方向の位置を調整し得るものであるから、顕微鏡部２１０の移動の観点からは、顕微鏡装置２０における直動機構２２４と同様の機能を有するものであると言える。また、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａは、顕微鏡部２１０の水平面内での位置を調整し得るものであるから、顕微鏡部２１０の移動の観点からは、顕微鏡装置２０におけるｘ－ｙ装置２６０と同様の機能を有するものであると言える。本変形例にでは、これら第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａの動作を適宜制御することにより、ピボット動作を行うことが可能である。つまり、本変形例では、これら第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａによって、傾斜部が実現され得る。

　以下、ピボット動作を行う際の第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａの動作について詳細に説明する。なお、顕微鏡装置２０ａにおいても、顕微鏡装置２０と同様に、光軸方向移動動作と距離一定傾斜動作を組み合わせることにより、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作を行うことが可能である。

　ここでは、簡単のため、光軸方向移動動作を行う際の、第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａの動作についてのみ説明する。距離一定傾斜動作を行う際の、第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａの動作についての説明は省略するが、顕微鏡装置２０の場合と同様に距離一定傾斜動作を行うことが可能である。

　今、術者による指示入力に従って、俯仰装置２７０によって、顕微鏡部２１０が、その光軸がピボット点Ｏに対してＸ方向に角度α、Ｙ方向に角度βだけ傾くように回転しているとする。この状態で、術者による指示入力に従って第３回転軸部２２６ａまわりに当該第３回転軸部２２６ａから先端側の構成を下方向に角度θ’だけ回動させた場合に、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａを動作させ、顕微鏡部２１０を水平面内で適宜移動させることにより、顕微鏡部２１０を元の状態と同じ光軸上に位置させること（すなわち、光軸方向移動動作を行わせること）ができる。

　まず、ｘ軸方向における顕微鏡部２１０の移動について考える。図２０は、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａによる顕微鏡部２１０のｘ軸方向への移動量について説明するための図である。

　図２０において、光軸Ｔは、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行う前における顕微鏡部２１０（図２０では、簡易的に点によって示している）の光軸を表しており、光軸Ｔ’は、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後における顕微鏡部２１０の光軸を表している。また、点Ｆ１は、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行う前における第３アーム２２３ａの先端の位置を表す点であり、点Ｆ２は、光軸方向移動動作を行わない場合における、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後での第３アーム２２３ａの先端の位置を表す点である。

　図２０に示すように、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後において顕微鏡部２１０が光軸Ｔ上に位置する場合における、第３アーム２２３ａの先端の位置を、点Ｆ３とする。つまり、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後において顕微鏡部２１０が光軸Ｔ上に位置するためには（すなわち、光軸方向移動動作を行わせるためには）、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った際に、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａによって、点Ｆ２を点Ｆ３まで移動させればよいことになる。

　点Ｆ２から点Ｆ３までの移動は、ｘ軸方向の平行移動であり、その移動量をＰα１とする。第３回転軸部２２６ａから第３アーム２２３ａの先端までの長さをＲ、第３アーム２２３ａにおける第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行う前における水平方向からの角度をθ１、第３アーム２２３ａにおける第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後における水平方向からの角度をθ２、点Ｆ１から点Ｆ２と点Ｆ３とを結んだ直線に下した垂線の長さをＰ２とすると、幾何的な考察から、Ｐα１＝Ｒ（ｃｏｓθ１－ｃｏｓθ２）＋Ｐ２×ｔａｎα、Ｐ２＝Ｒ（ｓｉｎθ１－ｓｉｎθ２）の関係があることが分かる。また、θ’＝θ１－θ２である。長さＲは保持部２２０ａの構造によって規定される一定の値であり、角度θ’（すなわち、θ１及びθ２）、αは、術者の指示入力に従った量であり、既知の値であるから、上記の関係からＰα１を求めることができる。

　次に、ｙ軸方向における顕微鏡部２１０の移動について考える。図２１は、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａによる顕微鏡部２１０のｙ軸方向への移動量について説明するための図である。

　図２１において、光軸Ｔ’、点Ｆ１、点Ｆ２、点Ｆ３、長さＰ２の意味は、図２０と同様である。第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った後において顕微鏡部２１０が光軸Ｔ上に位置するためには（すなわち、光軸方向移動動作を行わせるためには）、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作を行った際に、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａによって、点Ｆ２を点Ｆ３まで移動させればよい。

　点Ｆ２から点Ｆ３までの移動は、ｙ軸方向の平行移動であり、その移動量をＰβ１とする。図２１を参照すると、幾何的な考察から、Ｐβ１＝Ｐ２×ｔａｎβの関係があることが分かる。Ｐ２については、上述したように、Ｐ２＝Ｒ（ｓｉｎθ１－ｓｉｎθ２）であり、計算可能である。また、角度βは、術者の指示入力に従った量であり、既知の値であるから、上記の関係からＰβ１を求めることができる。

　光軸が角度α、βだけ傾くように顕微鏡部２１０が回転している状態で、第３回転軸部２２６ａまわりの回動動作によって顕微鏡部２１０が下方向に移動した場合には、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａの制御回路は、以上説明した方法を用いて、Ｐα１、Ｐβ１を算出する。そして、これらの制御回路は、ｘ軸方向にＰα１、ｙ軸方向にＰβ１だけ顕微鏡部２１０が移動するように、それぞれモータを駆動させる。これにより、光軸方向移動動作が実現され得る。

　上述したように、簡単のため、距離一定傾斜動作を行う際の、第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａの動作についての説明は省略するが、顕微鏡装置２０ａにおける第３回転軸部２２６ａは、顕微鏡装置２０における直動機構２２４と同様の機能を有するものであり、顕微鏡装置２０ａにおける第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａは、顕微鏡装置２０におけるｘ－ｙ装置２６０と同様の機能を有するものであるから、これらの協働により、顕微鏡装置２０ａにおいても、顕微鏡装置２０の場合と同様に当該距離一定傾斜動作を行うことが可能である。

　このように、俯仰装置２７０、第１回転軸部２２４ａ、第２回転軸部２２５ａ及び第３回転軸部２２６ａの制御回路が協働し、これら２つの動作（光軸方向移動動作及び距離一定傾斜動作）を同時に実行することにより、顕微鏡装置２０ａにおいても、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作が実現され得る。従って、顕微鏡装置２０ａを用いた眼科手術においても、顕微鏡装置２０と同様の効果を得ることができる。すなわち、顕微鏡部２１０の傾斜動作を円滑に行うことができるとともに、術者の利便性をより向上させることが可能になる。

　なお、以上説明した顕微鏡装置２０、２０ａのより詳細な構成及び機能は、特開平５－２５３２４６号公報の記載を参照することができる。

　ここで、第２の実施形態では、顕微鏡装置は、更に他の構成を有することも可能である。以上説明したように、顕微鏡装置２０では、俯仰装置２７０と、顕微鏡部２１０を鉛直方向に移動させる直動機構２２４及び／又は直動機構２８０と、顕微鏡部２１０を水平面内で移動させるｘ－ｙ装置２６０と、によって、光軸方向移動動作及び距離一定傾斜動作が実現されていた。また、顕微鏡装置２０ａでは、俯仰装置２７０と、顕微鏡部２１０を鉛直方向に移動させる第３回転軸部２２６ａと、顕微鏡部２１０を水平面内で移動させる第１回転軸部２２４ａ及び第２回転軸部２２５ａと、によって、光軸方向移動動作及び距離一定傾斜動作が実現されていた。このように、第２の実施形態では、顕微鏡装置に、俯仰装置２７０と、顕微鏡部２１０を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動機構と、顕微鏡部２１０を水平面内で移動させる水平面内移動機構と、が設けられれば、これら俯仰装置２７０、鉛直方向移動機構及び水平面内移動機構によって傾斜部が構成され、当該傾斜部によって光軸方向移動動作及び距離一定傾斜動作（すなわち、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作）が実現され得る。つまり、第２の実施形態では、顕微鏡装置は、俯仰装置２７０、鉛直方向移動機構及び水平面内移動機構を有するように構成されればよく、その構成は任意であってよい。

　（３．第３の実施形態）
　本開示の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、ピボット動作が可能な更に他の構成を有する顕微鏡装置が提供される。

　ここで、以上説明した第１の実施形態及び第２の実施形態に係る顕微鏡装置１０、２０、２０ａは、光学式の顕微鏡部１１０、２１０を有していた。これに対して、以下に説明する第３の実施形態に係る顕微鏡装置は、撮像素子を有し、当該撮像素子によって画像を撮影する、電子撮像式の顕微鏡部を有する。電子撮像式の顕微鏡部を有する顕微鏡装置では、当該顕微鏡部によって撮影された術部（すなわち、眼科手術であれば被検眼）の画像が手術室内に設置される表示装置に映し出され、術者は、当該表示装置上の画像を介して術部を拡大観察する。このように、電子撮像式の顕微鏡部を有する顕微鏡装置においては、当該顕微鏡装置及び表示装置によって、手術用の観察システムが構成され得る。第３の実施形態では、顕微鏡装置の構成について説明する際に、この観察システムの構成についても同時に説明する。

　（３－１．顕微鏡装置の構成）
　図２２を参照して、本開示の第３の実施形態に係る観察システムの構成について説明するとともに、当該観察システムを構成する顕微鏡装置の構成について説明する。図２２は、第３の実施形態に係る観察システムの構成を概略的に示す図である。

　図２２を参照すると、第３の実施形態に係る観察システム３は、顕微鏡部４４０を備え、当該顕微鏡部４４０によって観察対象である患者の術部を撮影する顕微鏡装置４０と、顕微鏡装置４０によって撮影された術部の画像を表示する表示装置３０と、から構成される。手術時には、術者は、顕微鏡装置４０によって撮影され表示装置３０に表示された画像を参照しながら、被検眼を観察し、当該被検眼に対して各種の処置を行う。

　（表示装置）
　表示装置３０は、後述する顕微鏡装置４０の制御装置４５０からの制御により、上述したように、顕微鏡装置４０によって撮影された被検眼の画像を表示する。表示装置３０は、例えば手術室の壁面等、手術室内において術者によって視認され得る場所に設置される。表示装置３０の種類は特に限定されず、表示装置３０としては、例えばＣＲＴ（Cathode　Ray　Tube）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬ（Electro－Luminescence）ディスプレイ装置等、各種の公知の表示装置が用いられてよい。また、表示装置３０は、必ずしも手術室内に設置されなくてもよく、ヘッドマウントディスプレイ（HMD：Head　Mounted　Display）や眼鏡型のウェアラブルデバイスのように、術者が身に付けて使用するデバイスに搭載されてもよい。

　なお、後述するように、例えば顕微鏡装置４０の顕微鏡部４４０の撮像部４４１がステレオカメラとして構成される場合、又は高解像度の撮影が可能に構成される場合には、それに対応して、３Ｄ表示可能な、又は高解像度での表示が可能な表示装置３０が用いられ得る。

　（顕微鏡装置）
　顕微鏡装置４０は、被検眼を拡大観察するための顕微鏡部４４０と、顕微鏡部４４０を保持するアーム部４２０（保持部４２０）と、保持部４２０の基端が接続され顕微鏡部４４０及び保持部４２０を支持するベース部４１０と、観察システム３及び顕微鏡装置４０の動作を制御する制御装置４５０と、を備える。

　（ベース部）
　ベース部４１０は顕微鏡装置４０の基台であり、ベース部４１０からアーム部４２０が延伸される。ベース部２３０は、第１の実施形態に係るベース部１３０と略同様の構成及び機能を有する。

　（顕微鏡部）
　顕微鏡部４４０は、被検眼を拡大観察するための顕微鏡鏡体によって構成される。顕微鏡部４４０は、電子撮像式の顕微鏡に対応する構成を有しており、略円筒形状を有する筒状部４４２と、筒状部４４２内に設けられる撮像部４４１と、から構成される。撮像部４４１は、対物レンズ、ズームレンズ及びフォーカスレンズ等のレンズやミラー等の光学素子からなる光学系と、当該光学系を通過した光により観察対象である被検眼の像を撮影する撮像素子と、から構成される。

　筒状部４４２の下端の開口面には、撮像部４４１を保護するためのカバーガラスが設けられる。筒状部４４２の内部には、光源も設けられており、撮影時には、当該光源からカバーガラス越しに被検眼に対して照明光が照射される。当該照明光の被検眼からの反射光（観察光）が、カバーガラスを介して撮像部４４１に入射することにより、当該撮像部４４１によって被検眼の画像に係る信号（画像信号）が取得される。なお、良好な赤色反射を得るために、顕微鏡部４４０において、照明光軸及び観察光軸は略同軸となっている。

　撮像部４４１としては、各種の公知の電子撮像式の顕微鏡部に用いられている構成が適用されてよいため、ここではその詳細な説明は省略する。例えば、撮像部４４１の撮像素子としては、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が適用されてよい。また、撮像部４４１は、１対の撮像素子を備えた、いわゆるステレオカメラとして構成されてもよい。また、撮像部４４１の光学系についても、各種の公知の構成が適用され得る。更に、撮像部４４１には、ＡＦ（Auto　Focus）機能やＡＥ（Automatic　Exposure）機能、光学ズーム機能等の、一般的に電子撮像式の顕微鏡部に備えられる各種の機能が搭載され得る。

　また、撮像部４４１は、例えば４Ｋ、８Ｋ等の、高解像度での撮影が可能に構成されてもよい。撮像部４４１が高解像度での撮影が可能に構成されることにより、所定の解像度（例えば、Full　HD画質）を確保しつつ、例えば５０インチ以上の大画面の表示装置３０に映像を表示させることが可能になるため、術者の視認性が向上する。また、電子ズーム機能によって適宜拡大して映像を表示しても、所定の解像度を確保することが可能になる。これにより、顕微鏡部４４０に高倍率の光学ズーム機能が求められなくなり、顕微鏡部４４０の光学系をより簡易にすることが可能となるため、顕微鏡部４４０をより小型に構成することが可能になる。

　顕微鏡部４４０によって取得された画像信号は、制御装置４５０に送信され、当該制御装置４５０において、当該画像信号に対して、例えばガンマ補正、ホワイトバランスの調整、電子ズーム機能に係る拡大及び画素間補正等、各種の画像処理が行われる。当該画像処理では、画像を表示装置に表示するために一般的に行われる各種の画像処理が行われてよい。各種の画像処理が行われた画像信号が、手術室に設けられる表示装置３０に送信され、当該表示装置３０に、術部の画像が、例えば光学ズーム機能及び／又は電子ズーム機能によって所望の倍率に適宜拡大されて表示される。なお、制御装置４５０と表示装置３０との間の通信は、有線又は無線の公知の各種の方式で実現されてよい。

　なお、上記の画像処理は、必ずしも制御装置４５０によって行われなくてもよい。例えば、顕微鏡部４４０に上記の画像処理を行うための処理回路が設けられていてもよい。この場合、顕微鏡部４４０に搭載される当該処理回路において適宜画像処理が施された後の画像信号が、顕微鏡部４４０から表示装置３０に送信される。この場合、顕微鏡部４４０と表示装置３０との間の通信は、有線又は無線の公知の各種の方式で実現されてよい。

　顕微鏡部４４０には、顕微鏡部４４０の動作を制御するための各種のスイッチが設けられる。例えば、顕微鏡部４４０には、当該顕微鏡部４４０の撮影条件を調整するためのズームスイッチ４４３（ズームＳＷ４４３）及びフォーカススイッチ４４４（フォーカスＳＷ４４４）、並びに、アーム部４２０の動作モードを変更するための動作モード変更スイッチ４４５（動作モード変更ＳＷ４４５）が設けられる。

　術者は、ズームＳＷ４４３及びフォーカスＳＷ４４４を操作することにより、顕微鏡部４４０の倍率の調整及び焦点合わせを、それぞれ実行することができる。また、術者は、動作モード変更ＳＷ４４５を操作することにより、保持部４２０の動作モードを、固定モード及びフリーモードのいずれかに切り替えることができる。

　ここで、固定モードは、保持部４２０に設けられる各回転軸における回転がブレーキにより固定されることにより、顕微鏡部４４０の位置及び姿勢が固定される動作モードである。フリーモードは、当該ブレーキが解除されることにより、保持部４２０に設けられる各回転軸が自由に回転可能な動作モードである。例えば、フリーモードでは、術者による直接的な操作によって顕微鏡部４４０の位置及び姿勢を調整可能である。ここで、直接的な操作とは、術者が手で顕微鏡部４４０を把持し、当該顕微鏡部４４０を直接移動させる操作のことを意味する。例えば、術者が動作モード変更ＳＷ４４５を押下している間は保持部４２０の動作モードがフリーモードとなり、術者が動作モード変更ＳＷ４４５から手を離している間は保持部４２０の動作モードが固定モードとなる。

　なお、これらのスイッチは必ずしも顕微鏡部４４０に設けられなくてもよい。第３の実施形態では、これらのスイッチと同等の機能を有する、指示入力を受け付けるための機構が顕微鏡装置４０に設けられればよく、当該機構の具体的な構成は限定されない。例えば、これらのスイッチは、顕微鏡装置４０の他の部位に、フットスイッチ等の形態で設けられてもよい。また、例えば、リモコン等の入力装置を用いて、これらのスイッチに対応する命令が、遠隔的に顕微鏡装置４０に対して入力されてもよい。

　また、簡単のため、図１では顕微鏡部４４０の筒状部４４２を簡易的に単純な円筒形状の部材として図示しているが、筒状部４４２には、術者によって把持される把持部が設けられ得る。当該把持部は、術者が把持する取っ手等の構造が、筒状部４４２の外周に形成されることによって実現され得る。あるいは、当該把持部は、筒状部４４２の形状が、術者によって把持されやすい形状に形成されることによって実現され得る。例えば、上記のように、フリーモード時には、術者が筒状部４４２を直接手で握った状態で、顕微鏡部４４０を移動させる操作が想定され得る。この際、術者は、動作モード変更ＳＷ４４５を押下しながら、顕微鏡部４４０を移動させる操作を行うこととなるため、筒状部４４２の形状及び動作モード変更ＳＷ４４５の配置位置は、フリーモード時の術者の操作性を考慮して適宜決定され得る。また、ズームＳＷ４４３及びフォーカスＳＷ４４４の配置位置も、同様に、術者の操作性を考慮して適宜決定されてよい。

　（保持部）
　保持部４２０は、顕微鏡部４４０を３次元的に移動させるとともに、移動後の顕微鏡部４４０について、その位置及び姿勢を固定的に支持する。具体的には、保持部４２０は、複数の回転軸部４２１ａ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２１ｄ、４２１ｅ、４２１ｆと、回転軸部４２１ａ～４２１ｅによって互いに回動可能に連結される複数のリンク４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃ、４２２ｄと、から構成される。保持部４２０には、これら６つの回転軸部４２１ａ～４２１ｆに対応する６つの回転軸（第１軸Ｏ_１、第２軸Ｏ_２、第３軸Ｏ_２、第４軸Ｏ_４、第５軸Ｏ_５及び第６軸Ｏ_６）が設けられており、顕微鏡部４４０の移動に関して６自由度が実現されている。

　リンク４２２ａ～４２２ｄは略棒状の部材であり、リンク４２２ｄの一端が回転軸部４２１ｆを介してベース部４１０と連結され、リンク４２２ａの他端が回転軸部４２１ｅを介してリンク４２２ｃの一端と連結され、更に、リンク４２２ｃの他端が回転軸部４２１ｄ、４２１ｃを介してリンク４２２ｂの一端と連結される。更に、リンク４２２ｂの他端が、回転軸部４２１ｂを介して略Ｌ字状のリンク４２２ａの一端と連結され、リンク４２２ａの他端と顕微鏡部４４０とが、回転軸部４２１ａを介して連結される。このように、ベース部４１０を支点として、複数のリンク４２２ａ～４２２ｄの端同士が、回転軸部４２１ａ～４２１ｆによって互いに連結されることにより、ベース部４１０から延伸されるアーム形状が構成される。

　回転軸部４２１ａ～４２１ｆには、それぞれ、後述する図２３に示すアクチュエータ４３０が設けられており、回転軸部４２１ａ～４２１ｆは、当該アクチュエータ４３０の駆動により所定の回転軸に対して回転可能に構成されている。アクチュエータ４３０の駆動は、制御装置４５０によって制御される。各回転軸部４２１ａ～４２１ｆのアクチュエータ４３０の駆動がそれぞれ制御されることにより、例えば保持部４２０を伸ばしたり、縮めたり（折り畳んだり）といった、保持部４２０の駆動が制御される。

　具体的には、第１軸Ｏ_１まわりの回転が制御されることにより、顕微鏡部４４０の光軸まわりの回転が制御される。また、第２軸Ｏ_２及び第３軸Ｏ_２まわりの回転がそれぞれ制御されることにより、水平面に対する顕微鏡部４４０の光軸の方向が制御される。このように、先端側の第１軸Ｏ_１、第２軸Ｏ_２及び第３軸Ｏ_２は、主に顕微鏡部４４０の姿勢（光軸の方向）を制御し得る回転軸であると言える。つまり、これらの回転軸に対応する回転軸部４２１ａ～４２１ｃの回転が制御されることにより、主に顕微鏡部４４０の姿勢が制御され得る。一方、根元側の第４軸Ｏ_４、第５軸Ｏ_５及び第６軸Ｏ_６は、主に顕微鏡部４４０の３次元的な位置を制御し得る回転軸であると言える。つまり、これらの回転軸に対応する回転軸部４２１ｄ～４２１ｆの回転が制御されることにより、主に顕微鏡部４４０の位置が制御され得る。

　なお、図示する例では、上記のように、保持部４２０は、顕微鏡部４４０の駆動に関して６自由度が実現されるように構成されている。保持部４２０が６自由度を有するように構成されることにより、保持部４２０の可動範囲内において顕微鏡部４４０を自由に移動させることができる。これにより、顕微鏡部４４０に任意の位置及び姿勢を取らせることができ、被検眼の眼軸方向に対応して、当該被検眼に対して様々な方向に顕微鏡部４４０を配置することが可能になる。ただし、第３の実施形態では、保持部４２０の構成は図示する例に限定されない。保持部４２０は、用途に応じて顕微鏡部４４０を適宜移動し得るように構成されればよく、回転軸部４２１ａ～４２１ｆ及びリンク４２２ａ～４２２ｄの数や配置、回転軸部４２１ａ～４２１ｆの駆動軸の方向等は、保持部４２０が所望の自由度を有するように適宜設定されてよい。

　（制御装置）
　制御装置４５０は、例えばＣＰＵやＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）等のプロセッサ、又はこれらのプロセッサとメモリ等の記憶素子がともに搭載された制御基板等によって構成される。制御装置４５０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って演算処理を実行することにより、制御装置４５０における各機能が実現される。

　第３の実施形態では、顕微鏡装置４０の制御方式として、力制御が用いられる。力制御では、保持部４２０に作用する力が、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに設けられるアクチュエータ４３０のトルクセンサによって検出される。検出された当該力に基づいて、保持部４２０に所望の動作を行わせるために必要な、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに設けられるアクチュエータ４３０による発生トルクが算出され、算出された当該発生トルクを制御値として、保持部４２０の動作が制御される。

　力制御では、例えば、術者による直接的な操作、すなわち術者が直接保持部４２０及び／又は顕微鏡部４４０に触れて行う、当該保持部４２０及び／又は当該顕微鏡部４４０を移動させようとする操作に応じて、当該保持部４２０に加えられた力の方向に当該保持部４２０が移動するように（すなわち、術者の操作をサポートするように）、制御装置４５０によってアクチュエータ４３０の駆動が制御され、当該保持部４２０の動作が制御され得る。このように、力制御を用いることにより、術者は、より小さな力で、直接保持部４２０及び／又は顕微鏡部４４０に触れながら当該保持部４２０及び／又は当該顕微鏡部４４０を移動させることができるため、より容易でより直感的な操作が可能になる。

　なお、第３の実施形態では、制御装置４５０は、上述した術者による直接的な操作以外の操作に基づいて、保持部４２０の駆動を制御してもよい。例えば、術者が、リモコン、フットスイッチ等の各種の入力装置を介して行った指示入力に従って、制御装置４５０が各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに設けられるアクチュエータ４３０の駆動を制御し、保持部４２０を動作させてもよい。あるいは、観察システム３に、顕微鏡装置４０に対して顕微鏡部４４０の移動についての指示を発行するナビゲーション装置が設けられてもよい。この場合には、当該ナビゲーション装置からの指示を受けて、制御装置４５０が各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに設けられるアクチュエータ４３０の駆動を制御し、指示された顕微鏡部４４０の位置及び姿勢を実現するように保持部４２０を動作させてもよい。なお、上記入力装置又はナビゲーション装置としては、一般的な顕微鏡装置において顕微鏡部を移動させる際に用いられている各種の公知のものが用いられてよい。

　また、制御装置４５０は、保持部４２０の駆動制御以外にも、観察システム３における各種の動作を制御し得る。例えば、制御装置４５０は、上記動作モード変更ＳＷ４４５を介した術者の指示入力に応じて、保持部４２０の各回転軸部に設けられるブレーキの駆動を制御することにより、上述した保持部４２０の動作モードを切り替える機能を有する。また、例えば、制御装置４５０は、上記ズームＳＷ４４３及びフォーカスＳＷ４４４を介した術者の指示入力に応じて、顕微鏡部４４０の撮像部４４１の光学系を適宜駆動させ、顕微鏡部４４０の倍率の調整及び焦点合わせを実行する機能を有する。また、例えば、制御装置４５０は、顕微鏡部４４０によって取得された画像信号に対して各種の画像処理を施し、処理後の画像信号に基づく画像を表示装置３０に表示させる機能を有する。つまり、制御装置４５０は、ＣＣＵ（Camera　Control　Unit）としても機能する。

　なお、図示する例では、制御装置４５０は、顕微鏡部４４０、保持部４２０及びベース部４１０とは異なる構成として設けられているが、第３の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、制御装置４５０と同様の機能を実現するプロセッサや制御基板等が、ベース部４１０内に配置されてもよい。あるいは、制御装置４５０と同様の機能を実現するプロセッサや制御基板等が顕微鏡部４４０の内部に組み込まれることにより、制御装置４５０と顕微鏡部４４０とが一体的に構成されてもよい。あるいは、プロセッサや制御基板等が、顕微鏡装置４０の保持部４２０を構成する各回転軸部４２１ａ～４２１ｆにそれぞれ配置され、これら複数のプロセッサや制御基板等が互いに協働することにより、制御装置４５０と同様の機能が実現されてもよい。

　ここで、図２３を参照して、図２２に示す顕微鏡装置４０の回転軸部４２１ａ～４２１ｆに搭載されるアクチュエータ４３０の構成について説明する。図２３は、図２２に示す顕微鏡装置１０の回転軸部４２１ａ～４２１ｆに搭載されるアクチュエータ４３０の一構成例を示す断面図である。図２では、アクチュエータ４３０を、回転軸を通る平面で切断した場合における断面図を図示している。

　図２３を参照すると、アクチュエータ４３０は、モータ４２４と、モータドライバ４２５と、減速機４２６と、エンコーダ４２７と、トルクセンサ４２８と、から構成される。アクチュエータ４３０は、力制御に対応するアクチュエータである。アクチュエータ４３０では、モータ４２４の回転が減速機４２６によって所定の減速比で減速され、出力軸を介して後段の他の部材に伝達されることにより、当該他の部材が駆動されることとなる。

　モータ４２４は、所定の指令値（電流指令値）が与えられた場合に、当該指令値に対応する回転速度で回転軸を回転させることにより、駆動力を生み出す駆動機構である。モータ４２４としては、例えばブラシレスモータが用いられる。ただし、第３の実施形態はかかる例に限定されず、モータ４２４としては各種の公知の種類のモータが用いられてよい。

　モータドライバ４２５は、モータ４２４に電流を供給することによりモータ４２４を回転駆動させるドライバ回路（ドライバＩＣ（Integrated　Circuit））であり、モータ４２４に供給する電流量を調整することにより、モータ４２４の回転数を制御することができる。モータドライバ４２５は、制御装置４５０によって算出される後述するトルク指令値に対応する電流をモータ４２４に供給することにより、当該モータ４２４を駆動させる。

　モータ４２４の回転軸（駆動軸）には、減速機４２６が連結される。減速機４２６は、連結されたモータ４２４の回転軸の回転速度（すなわち、入力軸の回転速度）を、所定の減速比で減速させて出力軸に伝達する。第３の実施形態では、減速機４２６の構成は特定のものに限定されず、減速機４２６としては各種の公知の種類の減速機が用いられてよい。ただし、減速機４２６としては、例えばハーモニックドライブ（登録商標）等の、高精度に減速比が設定可能なものが用いられることが好ましい。また、減速機４２６の減速比は、アクチュエータ４３０の用途に応じて適宜設定され得る。例えば、第３の実施形態のように、アクチュエータ４３０が顕微鏡装置４０の回転軸部４２１ａ～４２１ｆに適用される場合であれば、１：１００程度の減速比を有する減速機４２６が好適に用いられ得る。

　エンコーダ４２７は、入力軸の回転角度（すなわち、モータ４２４の回転軸の回転角度）を検出する。エンコーダ４２７によって検出された入力軸の回転数と、減速機４２６の減速比と、に基づいて、回転軸部４２１ａ～４２１ｆの回転角度、回転角速度及び回転角加速度等の情報を得ることができる。エンコーダ４２７としては、例えば磁気式エンコーダ、光学式エンコーダ等の各種の公知のロータリエンコーダが用いられてよい。なお、図示する例では、アクチュエータ４３０の入力軸にのみエンコーダ４２７が設けられているが、減速機４２６よりも後段に、アクチュエータ４３０の出力軸の回転角度を検出するためのエンコーダが更に設けられてもよい。

　トルクセンサ４２８は、アクチュエータ４３０の出力軸に接続され、アクチュエータ４３０に作用するトルクを検出する。トルクセンサ４２８は、アクチュエータ４３０によって出力されるトルク（発生トルク）を検出する。また、トルクセンサ４２８は、アクチュエータ４３０に外部から加えられる外トルク（例えば、直接的な操作において術者が外部から加えるトルク）も検出することができる。

　なお、図２３に示す構成は、あくまで、第３の実施形態に係るアクチュエータ４３０の一構成例を示すものであり、第３の実施形態はかかる例に限定されない。アクチュエータ４３０としては、一般的に力制御によってその動作が制御される装置において用いられている、公知の各種のアクチュエータを用いることができる。

　以上、第３の実施形態に係る観察システム３及び顕微鏡装置４０の構成について説明した。

　（３－２．顕微鏡装置の動作）
　以上説明したように、顕微鏡装置４０では、力制御によって保持部４２０の動作が制御される。力制御では、運動目的及び拘束条件を適切に設定することにより、顕微鏡部４４０にピボット動作を行わせるように、当該保持部４２０を動作させることが可能である。つまり、第３の実施形態では、保持部４２０によって傾斜部が実現され得る。ここでは、顕微鏡装置４０における保持部４２０の動作の制御の概要について述べるとともに、ピボット動作を行わせる際の制御の詳細について説明する。

　顕微鏡装置４０における力制御での保持部４２０の動作は、以下の手順によって行われる。まず、制御装置４５０は、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態を表す情報を取得する。ここで、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態とは、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの運動の状態を意味する。各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態には、例えば、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの回転角度、回転角速度及び回転角加速度、並びに各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに作用するトルク（各回転軸部４２１ａ～４２１ｆ自身が発する発生トルク、及び各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに外部から作用する外トルクを含む）等の情報が含まれる。顕微鏡装置４０では、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態を表す情報が、所定の間隔で随時、制御装置４５０に送信される。

　この各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態を表す情報は、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに設けられるアクチュエータ４３０のエンコーダ４２７及びトルクセンサ４２８によって取得される。例えば、術者が直接的な操作によって顕微鏡部４４０を移動させようとした場合には、その術者の顕微鏡部４４０に対する直接的な操作に伴い生じた、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆにおける回転角度及び外トルク等が、エンコーダ４２７及びトルクセンサ４２８によって検出され、これらの検出結果についての情報が制御装置４５０に送信される。

　次に、制御装置４５０は、この各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態を表す情報に基づいて、保持部４２０の状態を取得する。ここで、保持部４２０の状態とは、保持部４２０の運動の状態を意味する。例えば、保持部４２０の状態には、保持部４２０の位置、速度、加速度、力等の情報が含まれる。保持部４２０の状態を取得することにより、現在の保持部４２０及び顕微鏡部４４０の位置及び姿勢、並びに、現在保持部４２０に作用している力等が把握され得る。

　制御装置４５０には、当該制御装置４５０によって処理される各種の情報を記憶する記憶部が設けられており、当該記憶部には、保持部４２０及び顕微鏡部４４０の内部モデルが格納されている。ここで、内部モデルとは、顕微鏡装置４０の駆動制御に用いられる制御モデルであり、制御対象である保持部４２０及び顕微鏡部４４０の位置及び姿勢を表す情報、並びに保持部４２０及び顕微鏡部４４０の運動についての情報を含むものである。制御装置４５０は、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの状態を表す情報に基づいて当該内部モデルを更新することにより、現在の保持部４２０の状態を取得することができる。

　次に、制御装置４５０は、保持部４２０の動作の制御のための（すなわち、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの動作の制御のための）各回転軸部４２１ａ～４２１ｆが発生すべきトルク（発生トルク）を計算するための演算条件を設定する。演算条件としては、当該発生トルクを計算する上での運動目的（タスクとも呼ばれる）及び拘束条件が設定される。

　ここで、運動目的は、保持部４２０の駆動制御における目標を表すものである。運動目的としては、例えば、「顕微鏡部４４０の視点保持」や、「ピボット動作」等が設定され得る。実際の制御においては、より具体的に、これらの運動目的を達成するための保持部４２０の位置、速度、加速度、力、インピーダンス等の目標値が設定され得る。

　また、拘束条件は、保持部４２０の形状や構造、保持部４２０の周囲の環境及びユーザによる設定等によって定められる、保持部４２０の位置、速度、加速度、力等に関する拘束条件である。例えば、拘束条件には、発生力、優先度、非駆動関節の有無、垂直反力、摩擦錘、支持多角形等についての情報が含まれる。

　各運動目的に応じて、当該各運動目的を実現するために必要な拘束条件が適宜設定され得る。例えば、運動目的が「顕微鏡部４４０の視点保持」であれば、その拘束条件として、保持部４２０の先端位置（手先位置）及び先端姿勢（手先姿勢）が所定の状態で保持されるように、当該手先位置及び手先姿勢に対して幾何的な制限が課せられる。また、例えば、運動目的が「ピボット動作」であれば、その拘束条件としては、顕微鏡部４４０の位置がピボット点を中心とする半球上に位置し、かつ顕微鏡部４４０の光軸がピボット点の方向を向くように、当該顕微鏡部４４０の位置及び姿勢に対して幾何的な制限が課せられることとなる。

　次に、制御装置４５０は、取得した保持部４２０の状態、並びに設定した運動目的及び拘束条件に基づいて、当該運動目的を達成するために必要な、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに求められる発生トルクを算出する。例えば、保持部４２０の状態には、直接操作における術者が保持部４２０に加えた力（外トルク）についての情報が含まれている。制御装置４５０は、現在の保持部４２０及び顕微鏡部４４０の位置及び姿勢を踏まえて、この術者が保持部４２０に対して加えた力に応じて、設定された拘束条件下で運動目的を達成し得るように、保持部４２０を動作させ得るような、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに求められる発生トルクを算出する。例えば、運動目的が「ピボット動作」であれば、制御装置４５０は、現在の保持部４２０及び顕微鏡部４４０の位置及び姿勢を踏まえて、術者が保持部４２０に対して加えた力に応じて、顕微鏡部４４０が上述した拘束条件（顕微鏡部４４０の位置がピボット点を中心とする半球上に位置し、かつ顕微鏡部４４０の光軸がピボット点の方向を向くような、当該顕微鏡部４４０の位置及び姿勢に対する幾何的な制限）下で動作するような、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆに求められる発生トルクを算出する。

　この発生トルクを算出する具体的な方法としては、一般的に力制御において用いられている各種の公知の方法が用いられてよいため、ここでは詳細な説明を省略する。例えば、当該方法としては、本願出願人による先行出願である国際公開第２０１５／０４６０８１号に記載されている、一般化逆動力学を用いる方法が適用されてよい。

　そして、制御装置４５０は、算出した発生トルクを発生させるように、各回転軸部４２１ａ～４２１ｆの各アクチュエータ４３０を動作させる。具体的には、制御装置４５０は、算出した発生トルクに応じた指令値（トルク指令値）を各アクチュエータ４３０の各モータドライバ４２５に送信し、各モータドライバ４２５によって当該発生トルクに応じたトルクを発生させるように各モータ４２４を動作させる。これにより、運動目的を達成し得るように、保持部４２０の動作が制御される。

　以上、顕微鏡装置４０における保持部４２０の動作の制御の概要について説明するとともに、ピボット動作を行わせる際の制御の詳細について説明した。以上説明したように、顕微鏡装置４０においては、「ピボット動作」という運動目的を設定し、当該運動目的を達成し得るように保持部４２０の動作を適宜制御することにより、顕微鏡部４４０にピボット動作を行わせることが可能になる。なお、顕微鏡装置４０におけるピボット動作では、拘束条件を適宜設定することにより、顕微鏡部２１０とピボット点との距離が一定なピボット動作、及び顕微鏡部２１０とピボット点との距離が可変なピボット動作をともに実現することができる。

　第３の実施形態では、かかる顕微鏡装置４０を用いて、ピボット点を被検眼の内部の略中心に設定した状態で、眼科手術を行う。これにより、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、被検眼の動きに対応した、良好な赤色反射が得られるような顕微鏡部４４０の傾斜動作を、円滑に行うことが可能になる。更に、第３の実施形態によれば、このとき、顕微鏡部４４０とピボット点との距離を一定値で固定するか、可変にするかを選択可能であるため、状況に応じてこれらを適宜切り替えることにより、ピボット動作時に、より自由度の高い顕微鏡部４４０の移動を実現することができる。よって、術者の利便性を更に向上させることが可能になる。

　なお、顕微鏡装置４０においても、第２の実施形態と同様に、ピボット動作を行うかどうか（すなわち、運動目的としてどのような内容の運動目的を設定するか）は、例えばスイッチ等の入力装置を介した術者による指示入力によって適宜切り替えられてよい。例えば、手術を開始する前のセッティングの段階では、運動目的として「ピボット動作」ではなく、顕微鏡部２１０を自由に移動させ得る運動目的が設定される。これにより、術者は、顕微鏡部２１０を自由に動かすことができ、被検眼に対して適切な位置に顕微鏡部２１０を配置することが可能になる。そして、セッティングが終わり、手術が開始され、顕微鏡部２１０によって被検眼を観察している最中は、運動目的として「ピボット動作」を設定すればよい。これにより、手術中においては、被検眼の動きに追随した円滑な顕微鏡部４４０の移動が実現され得る。

　なお、以上説明した顕微鏡装置４０のより詳細な構成及び機能は、上記国際公開第２０１５／０４６０８１号の記載を参照することができる。

　（４．補足）
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、上記実施形態では、傾斜基準点（ピボット点）を被検眼の内部の略中心としたが、本技術はかかる例に限定されない。傾斜基準点（ピボット点）は、被検眼のいずれかの部位に設定されればよく、その位置は任意であってよい。ただし、顕微鏡部１１０、２１０、４４０に傾斜動作を行わせた後においても良好な赤色反射を得るためには、顕微鏡部１１０、２１０、４４０が傾斜した際に被検眼の眼軸と照明光軸とができるだけ一致するとともに、被検眼の眼軸と観察光軸とができるだけ一致することが望ましい。この観点からは、上述した実施形態のように、傾斜基準点（ピボット点）は被検眼の内部の略中心に設定されることが好ましいと考えられる。

　また、上記実施形態では、照明光学系が顕微鏡部１１０、２１０、４４０の内部に設けられていたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、照明光学系は、顕微鏡部１１０、２１０、４４０の外部に設けられてもよい。ただし、この場合であっても、照明光軸と観察光軸が一致するように、照明光学系及び顕微鏡部１１０、２１０、４４０は構成される。また、顕微鏡部の傾斜動作（ピボット動作）時においては、傾斜部は、照明光軸と観察光軸がともに傾斜基準点（ピボット点）を基点として傾斜するように、照明光学系及び顕微鏡部１１０、２１０、４４０もともに傾斜するように構成される。このように、本技術では、傾斜部は、顕微鏡部１１０、２１０、４４０のみを傾斜させる機能を有するものに限定されず、より広く、照明光軸及び観察光軸を傾斜基準点（ピボット点）を基点として傾斜させる機能を有するものと解される。

　また、以上説明した各実施形態における各構成は、互いに可能な範囲で組み合わされてよい。例えば、第１の実施形態に係る顕微鏡装置１０の顕微鏡部１１０及び第２の実施形態に係る顕微鏡装置２０、２０ａの顕微鏡部２１０が、電子撮像式の顕微鏡部に置き換えられてもよい。また、例えば、第３の実施形態に係る顕微鏡装置４０の顕微鏡部４４０は、光学式の顕微鏡部に置き換えられてもよい。

　また、例えば、上記（１－５．変形例）で説明した構成が、第２の実施形態に係る顕微鏡装置２０、２０ａ及び第３の実施形態に係る顕微鏡装置４０に対して適用されてもよい。すなわち、顕微鏡装置２０、２０ａ、４０において、被検眼の眼底からの反射光の輝度を検出する輝度検出装置が設けられ、当該輝度検出装置による輝度の検出結果に基づいて、当該輝度が最大になるように被検眼の動きに応じて顕微鏡部を傾斜させるようなピボット動作が自動的に行われてもよい。また、顕微鏡装置２０、２０ａ、４０において、当該輝度検出装置による輝度の検出結果に基づいて、被検眼の動きに応じて顕微鏡部を傾斜させるようなピボット動作を開始するかどうかの判定が行われてもよい。

　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的又は例示的なものであって限定的なものではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏し得る。

　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　照明光の被検眼の眼底への照射による赤色反射を得ながら、前記被検眼を拡大観察する顕微鏡部と、
　前記顕微鏡部を保持する保持部と、
　照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる傾斜部と、
　を備える、
　顕微鏡装置。
（２）
　前記照明光学系は、前記観察光学系とともに前記顕微鏡部の内部に設けられ、
　前記傾斜部は、前記照明光軸及び前記観察光軸が前記傾斜基準点を基点として傾斜するように、前記顕微鏡部を動作させる、
　前記（１）に記載の顕微鏡装置。
（３）
　前記傾斜部は、前記傾斜基準点を中心とする円弧に沿って前記顕微鏡部を移動させる傾斜駆動機構によって実現される、
　前記（２）に記載の顕微鏡装置。
（４）
　前記傾斜部は、
　前記顕微鏡部の基端を支持し、前記顕微鏡部を前記照明光軸及び前記観察光軸まわりに回転させる第１の回転駆動機構と、
　前記第１の回転駆動機構の基端を支持し、前記傾斜基準点を中心とする円弧に沿って前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を移動させる傾斜駆動機構と、
　前記傾斜駆動機構の基端を支持し、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を回転させる第２の回転駆動機構と、
　によって実現される、
　前記（２）に記載の顕微鏡装置。
（５）
　前記第２の回転駆動機構は、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を、自身から見て前記傾斜駆動機構が位置する方向と平行な回転軸まわりに回転させる、
　前記（４）に記載の顕微鏡装置。
（６）
　前記第２の回転駆動機構は、前記顕微鏡部を傾斜させたい方向に前記円弧に沿った前記顕微鏡部の移動方向が一致するように、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構、及び前記顕微鏡部を回転させ、
　前記傾斜駆動機構は、前記顕微鏡部を傾斜させたい量だけ、前記円弧に沿って前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を移動させ、
　前記第１の回転駆動機構は、前記第２の回転駆動機構による回転量の分だけ、前記第２の回転駆動機構による回転方向とは逆方向に、前記顕微鏡部を回転させる、
　前記（４）又は（５）に記載の顕微鏡装置。
（７）
　前記傾斜部は、
　前記顕微鏡部を通る回転軸まわりに前記顕微鏡部を回転させることにより、前記照明光軸及び前記観察光軸の方向を変更する俯仰装置と、
　前記顕微鏡部を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動機構と、
　前記顕微鏡部を水平面内で移動させる水平面内移動機構と、
　によって実現される、
　前記（２）に記載の顕微鏡装置。
（８）
　前記鉛直方向移動機構は、前記顕微鏡部を鉛直方向に移動させる直動機構であり、
　前記水平面内移動機構は、顕微鏡部を水平面内で移動させるｘ－ｙ装置である、
　前記（７）に記載の顕微鏡装置。
（９）
　前記鉛直方向移動機構は、前記保持部を構成する回転軸部のうち、水平方向であって前記保持部の延伸方向と直交する方向を回転軸方向とする少なくとも１つの回転軸部であり、
　前記水平面内移動機構は、前記保持部を構成する回転軸部のうち、鉛直方向を回転軸方向とする少なくとも２つの回転軸部である、
　前記（７）に記載の顕微鏡装置。
（１０）
　前記保持部は、前記顕微鏡部の動作について少なくとも６自由度を有するように、回転軸部によってリンクが互いに回動可能に順次接続されて構成され、
　前記傾斜部は、前記保持部によって実現され、
　力制御を用いて、ピボット動作を実現するような所定の運動目的及び拘束条件の下で前記回転軸部の各々の動作が制御されることにより、前記傾斜部による前記照明光軸及び前記観察光軸の傾斜動作が実現される、
　前記（２）に記載の顕微鏡装置。
（１１）
　前記照明光の前記被検眼の眼底からの反射光の輝度を検出する輝度検出装置と、
　前記輝度検出装置による前記輝度の検出結果に基づいて、前記輝度が最大になるように前記照明光軸及び前記観察光軸が前記傾斜基準点を基点として傾斜するように、前記傾斜部の動作を制御する制御部と、
　を更に備える、
　前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
（１２）
　前記制御部による前記傾斜部の動作の制御は、入力装置を介したユーザの指示入力に従って開始及び停止される、
　前記（１１）に記載の顕微鏡装置。
（１３）
　前記制御部は、前記輝度検出装置による前記輝度の検出結果に基づいて、前記輝度が所定のしきい値以下である時間が一定の時間を超えた場合に、前記傾斜部による前記照明光軸及び前記観察光軸の傾斜動作を行わせる、
　前記（１１）に記載の顕微鏡装置。
（１４）
　顕微鏡部と、保持部と、を備える顕微鏡装置を用いて、照明光を被検眼に照射することにより赤色反射を得ながら前記顕微鏡部によって前記被検眼を拡大観察する際に、
　プロセッサが、前記被検眼の動きに応じて、照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる、
　制御方法。

　３　　観察システム
　１０、２０、２０ａ、４０　　顕微鏡装置
　３０　　表示装置
　１１０、２１０、４４０　顕微鏡部
　１１１、１６１、１７１、１８１　　ハウジング
　１１２　　光源
　１１３　　照明光学系
　１１４　　観察光学系
　１１５　　接眼部
　１１６　　対物レンズ
　１１７　　プリズム
　１２０、２２０、２２０ａ、４２０　　保持部（アーム部）
　１３０、２３０、４１０　　ベース部
　１４０　　フットスイッチ
　１５０　　傾斜部
　１６０　　第２の回転駆動機構
　１７０　　第１の回転駆動機構
　１８０　　傾斜駆動機構
　１９０、１９０ａ　　制御部
　１９１　　駆動量算出部
　１９２　　駆動制御部
　１９５　　輝度検出装置
　２２４、２８０　　直動機構
　２４０　　フットスイッチ
　２６０　　ｘ－ｙ装置
　２７０　　俯仰装置
　４５０　　制御装置
　５０３　　被検眼

Claims

　照明光の被検眼の眼底への照射による赤色反射を得ながら、前記被検眼を拡大観察する顕微鏡部と、
　前記顕微鏡部を保持する保持部と、
　照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる傾斜部と、
　を備える、
　顕微鏡装置。
　前記照明光学系は、前記観察光学系とともに前記顕微鏡部の内部に設けられ、
　前記傾斜部は、前記照明光軸及び前記観察光軸が前記傾斜基準点を基点として傾斜するように、前記顕微鏡部を動作させる、
　請求項１に記載の顕微鏡装置。
　前記傾斜部は、前記傾斜基準点を中心とする円弧に沿って前記顕微鏡部を移動させる傾斜駆動機構によって実現される、
　請求項２に記載の顕微鏡装置。
　前記傾斜部は、
　前記顕微鏡部の基端を支持し、前記顕微鏡部を前記照明光軸及び前記観察光軸まわりに回転させる第１の回転駆動機構と、
　前記第１の回転駆動機構の基端を支持し、前記傾斜基準点を中心とする円弧に沿って前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を移動させる傾斜駆動機構と、
　前記傾斜駆動機構の基端を支持し、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を回転させる第２の回転駆動機構と、
　によって実現される、
　請求項２に記載の顕微鏡装置。
　前記第２の回転駆動機構は、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を、自身から見て前記傾斜駆動機構が位置する方向と平行な回転軸まわりに回転させる、
　請求項４に記載の顕微鏡装置。
　前記第２の回転駆動機構は、前記顕微鏡部を傾斜させたい方向に前記円弧に沿った前記顕微鏡部の移動方向が一致するように、前記傾斜駆動機構、前記第１の回転駆動機構、及び前記顕微鏡部を回転させ、
　前記傾斜駆動機構は、前記顕微鏡部を傾斜させたい量だけ、前記円弧に沿って前記第１の回転駆動機構及び前記顕微鏡部を移動させ、
　前記第１の回転駆動機構は、前記第２の回転駆動機構による回転量の分だけ、前記第２の回転駆動機構による回転方向とは逆方向に、前記顕微鏡部を回転させる、
　請求項４に記載の顕微鏡装置。
　前記傾斜部は、
　前記顕微鏡部を通る回転軸まわりに前記顕微鏡部を回転させることにより、前記照明光軸及び前記観察光軸の方向を変更する俯仰装置と、
　前記顕微鏡部を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動機構と、
　前記顕微鏡部を水平面内で移動させる水平面内移動機構と、
　によって実現される、
　請求項２に記載の顕微鏡装置。
　前記鉛直方向移動機構は、前記顕微鏡部を鉛直方向に移動させる直動機構であり、
　前記水平面内移動機構は、顕微鏡部を水平面内で移動させるｘ－ｙ装置である、
　請求項７に記載の顕微鏡装置。
　前記鉛直方向移動機構は、前記保持部を構成する回転軸部のうち、水平方向であって前記保持部の延伸方向と直交する方向を回転軸方向とする少なくとも１つの回転軸部であり、
　前記水平面内移動機構は、前記保持部を構成する回転軸部のうち、鉛直方向を回転軸方向とする少なくとも２つの回転軸部である、
　請求項７に記載の顕微鏡装置。
　前記保持部は、前記顕微鏡部の動作について少なくとも６自由度を有するように、回転軸部によってリンクが互いに回動可能に順次接続されて構成され、
　前記傾斜部は、前記保持部によって実現され、
　力制御を用いて、ピボット動作を実現するような所定の運動目的及び拘束条件の下で前記回転軸部の各々の動作が制御されることにより、前記傾斜部による前記照明光軸及び前記観察光軸の傾斜動作が実現される、
　請求項２に記載の顕微鏡装置。
　前記照明光の前記被検眼の眼底からの反射光の輝度を検出する輝度検出装置と、
　前記輝度検出装置による前記輝度の検出結果に基づいて、前記輝度が最大になるように前記照明光軸及び前記観察光軸が前記傾斜基準点を基点として傾斜するように、前記傾斜部の動作を制御する制御部と、
　を更に備える、
　請求項１に記載の顕微鏡装置。
　前記制御部による前記傾斜部の動作の制御は、入力装置を介したユーザの指示入力に従って開始及び停止される、
　請求項１１に記載の顕微鏡装置。
　前記制御部は、前記輝度検出装置による前記輝度の検出結果に基づいて、前記輝度が所定のしきい値以下である時間が一定の時間を超えた場合に、前記傾斜部による前記照明光軸及び前記観察光軸の傾斜動作を行わせる、
　請求項１１に記載の顕微鏡装置。
　顕微鏡部と、保持部と、を備える顕微鏡装置を用いて、照明光を被検眼に照射することにより赤色反射を得ながら前記顕微鏡部によって前記被検眼を拡大観察する際に、
　プロセッサが、前記被検眼の動きに応じて、照明光学系の光軸である照明光軸及び前記顕微鏡部における観察光学系の光軸である観察光軸を、前記照明光軸と前記観察光軸とが略同軸である状態を保ったまま、前記被検眼の内部の傾斜基準点を基点として傾斜させる、
　制御方法。