JPH0648329B2 - 実体顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば手術等に用いられ、被検部位の大幅な
移動時においても円滑に作動し得る焦点調整手段を有す
る実体顕微鏡に関するものである。

［従来の技術］ 実体顕微鏡は手前・検査等の医療用や研究用及び工業用
等に広く使用されており、手術においてはその精密度と
安全性の向上に役立っている。このような実体顕微鏡を
取り扱うに際して、顕微鏡本体の焦点を被検部位に合わ
せる操作は不可欠である。

焦点調整機構としては、顕微鏡本体を上下させることに
よって調整を行う方式や、レンズ系を繰り出すことによ
って調整を行う方式が知られているが、これらの方式に
おいて更に焦点調整を正確・迅速に行うために、焦点調
整速度を可変としたもの、焦点調整を段階的に行うよう
にしたものがある。この段階的調整方式としては、バラ
ンス型のアームを有し、概略の焦点調整を手動で簡単に
行った後に付属の焦点調整機構を用いて正確に焦点調整
を行うものや、焦点調整の範囲・速度の異なる２種類の
調整機構を順次に作動させるもの等が用いられている。

第１図は本発明の実施例の外観とも共通であり、一般的
な床設置型の主として手術用顕微鏡として用いられてい
る実体顕微鏡全体の構成を示している。スタンド１には
ポール２が設けられ、ポール２には粗動装置３を介して
連結アーム４が回転自在に、かつ矢印Ｃで示す上下方向
に摺動可能に取り付けられ、連結アーム４にはジョイン
ト５を介して微動装置６が吊り下げられ、微動装置６に
は顕微鏡本体７が矢印Ｂで示した上下方向に摺動可能に
取り付けられている。そして、検者は顕微鏡本体７を介
して、被検部位Ｅを観察できるようになっている。な
お、ジョイント５は微動装置６を介して顕微鏡本体７を
矢印Ａ方向に傾斜させるためのものであり、検者は必要
に応じて微動装置６を傾斜させることができるが、通常
は傾斜角度を大きくとることはない。更に、フットスイ
ッチ台８がスタンド１に電線により接続され、このフッ
トスイッチ台８には粗動用シーソスイッチ９及び微動用
シーソスイッチ１０が設けられている。

顕微鏡本体７の傾斜が小さい場合の焦点調整の操作手順
は、先ずスタンド１に連結されているフットスイッチ台
８上の粗動用シーソスイッチ９を介して、調節範囲が広
く移動速度の速い粗動装置３を遠隔操作して概略の調整
を行った後に、微動用シーソスイッチ１０を用いて、調
節範囲が狭く移動速度の遅い微動装置６を遠隔操作し正
確な調整を行うようにしている。その後に、必要に応じ
て小範囲の被検部位Ｅの移動を行う際には、微動用シー
ソスイッチ１０を介して微動装置６により調整が行われ
る。

しかし実体顕微鏡の使用中に、被検部位Ｅを大幅に変更
しなければならない必要が生じた場合には、先ず粗動装
置３により調整を行うが、その際の微動装置６の状態は
その調整範囲のどの位置にあるか不確定であり、微動装
置６の上下動範囲の上限或いは下限近くに位置する場合
も多い。従って、通常の感覚で粗動装置３により次の被
検部位Ｅへの概略の調整を行った後に、微動装置６を用
いて調整を行おうとすると、微動装置６の調整範囲を越
えた調節を行わないと、正確な焦点調整ができない場合
が多発することになり、検者は再び粗動装置３による調
整から行わなければならず、円滑な観察・手術等の妨げ
となる。

このような欠点を除去するために、微動装置６をその調
節範囲の中点に復帰させるためのスイッチを備えた装置
が開発されている。しかし、この種の装置においては粗
動装置３を使用するに際して、中点復帰スイッチを粗動
装置３の使用前に操作する必要があり、操作が煩雑であ
ると共に、微動装置６が中点に復帰するに要する時間内
は観察・手術等を中断しなければならず、円滑な手術等
の妨げとなり、迅速な作業が必要な手術等の安全性を低
下させる原因ともなる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、焦点調整用の微動装置の調節範囲が限
界に達した場合に、自動的に粗動装置を作動させ、常に
円滑な焦点調整を行い得る実体顕微鏡を提供することに
ある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、合焦調整
用の微動調節機構及び該微動調節機構よりも調節速度の
大きい粗動調節機構とを備え、前記微動調節機構の調節
範囲の限界を検知する上下限検出手段と、前記微動調節
機構への入力信号と前記上下限検出手段の調節限界検知
信号とにより、前記粗動調節機構を前記微動調節機構の
作動方向にほぼ一致した方向に作動を開始する制御手段
とを有することを特徴とする実体顕微鏡である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明に係る実体顕微鏡は第１図に示すように、外観は
従来の実体顕微鏡と全く同様な構成を有している。第２
図は微動装置６と顕微鏡本体７の主要部の構成図であ
り、微動装置６は連結アーム４の最終端にジョイント５
によって矢印Ａの方向に回転自在に取り付けられてい
る。微動装置６内にはモータM2が内蔵され、このモータ
M2には変速ギア１１、ピニオン１２が順次に連結され、
顕微鏡本体７内にはラッック１３が設置され、モータM2
の回転は変速ギア１１及びピニオン１２を介して顕微鏡
本体７内のラック１３に伝達され、顕微鏡本体７を矢印
Ｂで示す上下方向に移動させるようになっている。

更に、微動装置６から顕微鏡本体７に向けて接点１４が
設けられ、顕微鏡本体７には接点１５及び１６が設けら
れている。これらの接点１４〜１６は顕微鏡本体７の上
下動範囲の中点位置を検知するためのものであり、顕微
鏡本体７が微動装置６の中点に位置するときには、これ
らの接点１４〜１６は互いに接触しないように配置され
ており、顕微鏡本体７が微動装置６の中点位置よりも上
方にある場合には接点１４と接点１６とが接し、下方に
ある場合には接点１４と接点１５とが接するようになっ
ている。更に、接点１４の一部分に接触子１７が設けら
れ、接点１５の近傍には下限リミットスイッチDL2が、
接点１６の近傍には上限リミットスイッチUL2が設けら
れ、これら上・下限リミットスイッチDL2、UL2にはそれ
ぞれ接点１８及び１９が接続されている。そして、顕微
鏡本体７が最下端まで移動した際には、接触子１７によ
り下限リミットスイッチDL2がオンされ、顕微鏡本体７
が最上端に移動した際には接触子１７により上限リミッ
トスイッチUL2がオンされるようになっており、顕微鏡
本体７の矢印Ｂ方向の移動範囲の限界が検知されるよう
になっている。

更に、ジョイント５には接点２０が設けられ、ジョイン
ト５の近傍の微動装置６内には接点２１が設けられてい
る。そして、矢印Ｂで示す微動装置６の調節方向と第１
図の矢印Ｃで示す粗動装置３の調節方向とがほぼ一致し
ている状態で、接点２０と２１とが接触するようになっ
ている。即ち、この状態では微少角θの範囲内に接点２
０が相対的に位置していることになり、接点２０と２１
の接触状態により矢印Ａ方向の顕微鏡本体７の傾きが適
正であるか否かを検知できるようになっている。

第３図は粗動装置３内の粗動用モータM1及び微動装置６
内の微動用モータM2を駆動するための回路図である。粗
動用シーソスイッチ９は３個の接点SW1、UP1、DW1から
成り、通常は接点SW1は接点UP1と接点DW1との中間位置
に配置され通電しないようにされており、上昇回路を作
動させる際には接点SW1を接点UP1側に押し，下降回路を
作動させる際には接点SW1を接点DW1側に押すようになっ
ている。そして、接点SW1に対する加圧を取り除くと、
接点SW1は再び接点UP1と接点DW1との中間位置に戻り、
通電状態が断となるようにされている。そして、接点SW
1は接地され接点UP1及びDW1はそれぞれリレーR1及びR2
を介してＢ電源と接続されており、接点UP1及びDW1はそ
れぞれのリレーR5のリレー接点r5及びリレーR6のリレー
接点r6を介して接地されている。

微動用シーソスイッチ１０は粗動用シーソスイッチ９と
同様の接点SW2、UP2、DW2から成り、接点SW2は接地さ
れ、接点UP2及びDW2はそれぞれリレーR3及びR4を介して
Ｂ電源に接続されている。

顕微鏡本体７の傾斜を検知する接点２０、２１は、ノー
マルクローズスイッチを形成し、接点２０はＢ電源に接
続され、接点２１はリレーR1のブレークリレー接点r1′
とリレーR2のブレークリレー接点r2′の並列回路に直列
的に接続され、更にリレーR3のリレー接点r3とリレーR4
のリレー接点r4に接続されている。そして、リレー接点
r3は微動装置６の上限リミットスイッチUL2とリレーR5
のリレー接点r5との並列回路に接続され、更にリレーR5
を介して接地されている。一方、リレー接点r4は微動装
置６の下限リミットスイッチDL2とリレーR6のリレー接
点r6との並列回路に接続され、更にリレーR6を介して接
地されている。また、警報ランプPLの一端はＢ電源に接
続され、他端はリレー接点r5とリレー接点r6との並列回
路に接続され、接地されている。

粗動装置３を駆動するモータM1は粗動制御回路２２に接
続され、粗動制御回路２２には粗動装置３を上昇させる
モータM1上昇回転回路と、下降させるモータM1下降回転
回路とが組み込まれており、上昇回転回路の入力端UPM1
と下降回転回路の入力端DWM1とが設けられている。入力
端UPM1は粗動装置３のノーマルクローズの上限リミット
スイッチUL1′及びリレー接点r1を介して接地され、入
力端DWM1はノーマルクローズの下限リミットスイッチDL
1′及びリレー接点r2を介して設置されている。

一方、顕微鏡本体７を駆動する微動装置６内のモータM2
は微動用制御回路３に接続され、微動制御回路３には顕
微鏡本体７を上昇させるモータM2上昇回転回路と、下降
させるモータM2下降回転回路とが組み込まれており、上
昇回転回路の入力端UPM2と下降回転回路の入力端DWM2と
が設けられている。入力端UPM2は顕微鏡本体７のノーマ
ルクローズの上限リミットスイッチUL2′、ブレークリ
レー接点r5′、リレー接点r3を順次に介して接地されて
おり、入力端DWM2はノーマルクローズの下限リミットス
イッチDL2′、ブレークリレー接点r6′、リレー接点r4
を順次に介して接地されている。更に、上限リミットス
イッチUL2′と接点r5′との間には接点１５が接続さ
れ、下限リミットスイッチDL2′と接点r6′との間には
接点１６が接続されている。そして、接点１５、１６に
対する接点１４はリレー接点r5とリレー接点r6との並列
回路に接続された後に接地されている。

この回路において、例えば粗動装置３を上昇させる場合
には、粗動用シーソスイッチ９の接点SW1を接点UP1に接
触させる。すると、リレーR1が作動しリレー接点r1がオ
ンになるので、入力端UPM1は接地しモータM1は上限リミ
ットスイッチUL1′がオフになるか、或いはシーソスイ
ッチ９の操作を中止するまで上昇回転を行う。粗動装置
３を下降させる場合も同様に、接点SW1を接点DW1に接触
させればリレーR2が作動し、リレー接点r2がオンにな
り、ノーマルクローズの下限リミットスイッチDL1′が
オフになるまでモータM1は下降回転を行う。

次に、微動装置６により顕微鏡本体７を上昇させる場合
には、微動用シーソスイッチ１０の接点SW2を接点UP2に
接触させるとリレーR3が作動し、リレー接点r3がオンに
なり入力端UPM2が接地し、上限リミットスイッチUL2′
がオフになるか或いはシーソスイッチ１０の操作を中止
するまでモータM2は上昇回転を続ける。そして、顕微鏡
本体７が上限に達し上限リミットスイッチUL2が作動す
ると、ノーマルクローズの上限リミットスイッチUL2′
がオフになり、モータM2の上昇回転は停止する。このと
き、顕微鏡本体７が適性曲り傾斜範囲以内であれば接点
２０と２１が接触し、またリレーR1、R2が作動していな
ければブレークリレー接点r1′、r2′もオンになってお
り、更にリレーR3が作動しているのでリレー接点r3もオ
ンになっている。この状態で上限リミットスイッチUL2
がオンするので、リレーR5が作動しリレー接点r5がオン
となり警報ランプPLを点灯する。また、自己ホールド用
のリレー接点r5がオンすることにより、上限リミットス
イッチUL2がオフになってもリレーR5は作動を続ける。
更に、ブレークリレー接点r5′がオフになり、顕微鏡本
体７は上限に達しているため接点１４と接点１６とが導
通しており、リレー接点r5がオンすることにより、微動
制御回路３の入力端DWM2が接地し、モータM2は下降回転
を開始し顕微鏡本体７を中点に復帰させる。そして、中
点に戻ると接点１４、１６はオフとなり、モータM2の回
転は停止し顕微鏡本体７の移動は停止する。この場合、
警報ランプPLは微動用シーソスイッチ１０の操作を停止
し、リレーR3、R5が非作動になるまで点灯している。

モータM2を下降回転させる場合も同様であり、微動用シ
ーソスイッチ１０の接点SW2を接点DW2に接触させること
により、リレーR4が作動しリレー接点r4がオンになり、
微動制御回路３の入力端DWM2が接地しモータM2は下降回
転を開始する。下限に達すると、下限リミットスイッチ
DL2′がオフになり、下限リミットスイッチDL2がオンと
なり、リレーR6から作動し接点r6がオンになる。接点１
４と１５はオンになっているので、今度は入力端UPM2が
接地しモータM2は上昇回転を開始し中点に達すると停止
する。このとき、接点r6がオンになっているので、警報
ランプPLは点灯している。

ところで、このような微動装置６のモータM2の駆動中に
おける粗動装置３の状態を考えてみる。例えば、モータ
M2を上昇回転し最上端に達し、上限リミットスイッチUL
2がオンになるとリレーR5が作動し、リレーR1に接続し
たリレー接点r5がオンしリレーR1を作動させリレー接点
r1がオンするため、モータM1が上昇回転を開始する。同
時に、上述したようにモータM2は中点に復帰するまで下
降回転を開始する。モータM2を下降回転することから操
作を開始した場合も、同様にリレー接点r6がオンするこ
とにより、モータM1は下降回転を開始しモータM2は上昇
回転を開始する。即ち、微動装置６が調節範囲の限界に
達すると、粗動装置３が微動装置６の作動方向に略一致
した方向に作動を開始し、同時に微動装置６は粗動装置
３と逆方向に作動する補助動作が行われる。

ところで、リレーR5及びR6に接続されているブレークリ
レー接点r1′及びr2′は、リレーR1及びR2が同時に作動
したときにのみ回路をオープンにするように並列に設置
されており、例えばリレー接点r5がオンすることにより
リレーR1が作動し、モータM1が上昇回転を行っている補
助動作中に、粗動用シーソスイッチ９によりモータM1を
逆の下降回転をさせるために、接点SW1と接点SW1とを接
触させるとリレーR2が作動し、リレーR1及びR2が同時に
作動するので、ブレークリレー接点r1′及びr2′は同時
にオフし、従ってリレーR5もオフし補助動作が停止し、
モータM1を無理に逆回転させないようになっている。補
助動作によりモータM1が下降回転中に、粗動用シーソス
イッチ９によりモータM1を上昇回転させようとした場合
も全く同様である。

このようにして無理な動作を回路的に防ぐことができる
が、最初からこのような無駄な操作を行わないように、
補助動作実施中の警報ランプPLがリレー接点r5或いはr6
がオンになることにより点灯されるようになっている。

また、微動装置６のジョイント５により傾斜が適性範囲
よりも大きい場合には、粗動装置３の鉛直方向の動きに
対して微動装置６の動きが異なるため、上述のような微
動装置６と粗動装置３とを連動させて焦点調整を行う
と、顕微鏡本体７の視野が大幅に移動してしまうため、
接点２０、２１間がオフになることにより、リレーR5及
びR6が作動しないようにし、補助動作が行われないよう
にしている。

なお、補助動作警報用のランプPLは顕微鏡本体７の視野
内に表示することが望ましいが、構造が複雑になること
を避けるために、例えばブザーのような音声発生装置と
することもできる。

上述の実施例においては、補助動作を行う手段や微動調
節機構の角度検出手段や中点検出手段についても説明し
たが、これらは特に設けなくとも本発明の目的を達成す
ることができる。しかしながら、これらの手段を付随す
ることによって更に調整動作が円滑になることは勿論で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る実体顕微鏡は、装置の
操作方法を考えずに焦点調節を継続することができ、円
滑な観察・手術等を可能とし、特に緊急な手術等におい
ては安全性を確保することを可能としている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る実体顕微鏡の一実施例を示すもので
あり、第１図は手術用顕微鏡の全体の構成図、第２図は
微動装置及び顕微鏡本体の主要部の構成図、第３図は粗
動・微動装置を駆動・制御する回路図である。 符号１はスタンド、２はポール、３は粗動装置、４は連
結アーム、５はジョイント、６は微動装置、７は顕微鏡
本体、８はフットスイッチ台、９は粗動用シーソスイッ
チ、１０は微動用シーソスイッチ、１２はピニオン、１
３はラック、１４〜１６、１８〜２１は接点、１７は接
触子、２２は粗動制御回路、２３は微動制御回路、M1、
M2はモータ、Ｒはリレー、ｒはリレー接点、PLは警報ラ
ンプである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合焦調整用の微動調節機構及び該微動調節
   機構よりも調節速度の大きい粗動調節機構とを備え、前
   記微動調節機構の調節範囲の限界を検知する上下限検出
   手段と、前記微動調節機構への入力信号と前記上下限検
   出手段の調節限界検知信号とにより、前記粗動調節機構
   を前記微動調節機構の作動方向にほぼ一致した方向に作
   動を開始する制御手段とを有することを特徴とする実体
   顕微鏡。
2. 【請求項２】前記制御手段は前記粗動調節機構の作動時
   に前記微動調節機構を前記粗動調節機構と逆方向に作動
   させる補助動作を行わせるようにした特許請求の範囲第
   １項に記載の実体顕微鏡。
3. 【請求項３】前記制御手段は前記微動調節機構と前記粗
   動調節機構との動作方向角度が一致したときのみ前記補
   助動作を行うようにした特許請求の範囲第２項に記載の
   実体顕微鏡。
4. 【請求項４】前記粗動調節機構の調節範囲の中点位置を
   検知する中点検知手段を有し、前記制御手段は前記中点
   検知手段による中点復帰検知信号が得られると前記補助
   動作を停止するようにした特許請求の範囲第２項に記載
   の実体顕微鏡。
5. 【請求項５】前記補助動作が作動中であることを表示す
   る手段を有する特許請求の範囲第２項に記載の実体顕微
   鏡。