JPH07100147A - 顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、顕微鏡本体の重量変化に伴うバラ
ンス補正を自動的にかつ精度よく行うことが可能な顕微
鏡装置を提供する。 【構成】本発明は、付属品が着脱可能な顕微鏡本体１２
と、支持部と、支持部のバランス調整を行う調整機構部
７とを有する顕微鏡装置で、付属品の着脱による顕微鏡
本体１２の重量変化を検出する重量変化検出手段３０
と、付属品の着脱による支持部の力量変化を検出する力
量変化検出手段４０と、重量変化検出手段３０，力量変
化検出手段４０の各検出結果を基に支持部のバランス量
を求めるバランス量算出手段３３と、バランス量算出手
段３３の算出結果を基に調整機構部７を駆動し支持部の
バランス補正を自動的に行う補正手段１６と、算出結果
及びバランス補正状態を表示する表示手段１４とを有す
る。この構成により、バランス補正が自動的に実行され
るとともに、不慣れな使用者であってもバランス補正を
精度よく行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は顕微鏡装置に関し、より
詳しくは例えばカウンターバランス方式の調整機構部を
具備した手術用顕微鏡等の顕微鏡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば従来の手術用顕微鏡は、床面上に
設置される支持体に対し、アームの如き支持部を回転可
能に、且つ、上下方向に変位可能に取付け、この支持部
により顕微鏡本体を支持する構成のものが一般的であ
る。

【０００３】そして、顕微鏡本体に対し必要に応じて側
視鏡やカメラ等の付属品を脱着し、手術対象物に対する
観察機能を高めるようにしている。この場合に、顕微鏡
本体に対する付属品の脱着に伴う重量の変化に応じて支
持部のバランスを調整するために、この支持部に対し顕
微鏡本体の重量に応じたバランス調整を行う調整機構部
を取付けることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
手術用顕微鏡においては、顕微鏡本体に対する付属品の
脱着に伴う重量変化を適確に把握する手段が無いため、
使用者が調整機構部を操作して支持部のバランスをとる
作業が経験や感覚を頼りとしたものとなり、支持部のバ
ランス調整が不正確となって、特に微調整操作を行う際
には多くの時間を浪費するという問題があった。

【０００５】また、支持部のバランスがとれているにも
かかわらずバランス調整を実行してしまい、かえって支
持部がアンバランスの状態になってしまうという問題も
生じていた。

【０００６】即ち、従来の手術用顕微鏡の場合、調整機
構部の操作に熟練を要し、不慣れの使用者にとって極め
て扱いにくいとともにバランス調整の精度も悪く不要な
バランス調整を行い易いという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、顕微鏡本体の重量変化
に応じて支持部のバランス補正を自動的にかつ精度よく
行うことが可能であり、また、不要なバランス調整作業
による支持部のアンバランス状態の発生を回避できる顕
微鏡装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
付属品が着脱可能な顕微鏡本体と、この顕微鏡本体を支
持する支持部と、顕微鏡本体の重量に応じて前記支持部
のバランス調整を行う調整機構部とを有する顕微鏡装置
において、前記付属品の着脱による前記顕微鏡本体の重
量変化を検出する重量変化検出手段と、前記付属品の着
脱による前記支持部の力量変化を検出する力量変化検出
手段と、前記重量変化検出手段，力量変化検出手段の各
検出結果を基に前記支持部のバランス量を求めるバラン
ス量算出手段と、このバランス量算出手段の算出結果を
基に前記調整機構部を駆動し付属品の着脱に伴う前記支
持部のバランス補正を自動的に行う補正手段と、前記バ
ランス量算出手段の算出結果及び補正手段によるバラン
ス補正状態を表示する表示手段とを有するものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、付属品が着脱可能
な顕微鏡本体と、この顕微鏡本体を支持する支持部と、
顕微鏡本体の重量に応じて前記支持部のバランス調整を
行う調整機構部とを有する顕微鏡装置において、前記支
持部のバランス補正の有無を指示する指示手段と、前記
付属品の着脱による前記顕微鏡本体の重量変化を検出す
る重量変化検出手段と、前記付属品の着脱による前記支
持部の力量変化を検出する力量変化検出手段と、前記重
量変化検出手段，力量変化検出手段の各検出結果を基に
前記支持部のバランス量を求めるバランス量算出手段
と、このバランス量算出手段の算出結果を基に前記支持
部のバランス量が所定の範囲内であるか否かを判定する
判定手段と、前記指示手段によるバランス補正有の指示
及び前記判定手段が前記支持部のバランス量が所定の範
囲外であるとの判定に基づき前記調整機構部を駆動し付
属品の着脱に伴う前記支持部のバランス補正を自動的に
行う補正手段とを有するものである。

【００１０】

【作用】以下に上記構成の顕微鏡装置の作用を説明す
る。

【００１１】請求項１記載の顕微鏡装置によれば、重量
変化検出手段により付属品の着脱による前記顕微鏡本体
の重量変化が検出され、また、力量変化検出手段により
前記付属品の着脱による前記支持部の力量変化が検出さ
れる。

【００１２】バランス量算出手段は、前記重量変化検出
手段，力量変化検出手段の各検出結果を基に前記支持部
のバランス量を求める。

【００１３】補正手段は、バランス量算出手段の算出結
果を基に前記調整機構部を駆動し付属品の着脱に伴う補
正手段による前記支持部のバランス補正を自動的に行
う。

【００１４】また、表示手段は、前記バランス量算出手
段の算出結果及び補正手段によるバランス補正状態を表
示する。

【００１５】この結果、顕微鏡本体に対する付属品の着
脱に伴うバランス補正が自動的に実行されるとともに、
バランス量算出手段の算出結果及び補正手段によるバラ
ンス補正状態が表示されるので、不慣れな使用者であっ
てもバランス補正を精度よく行うことが可能となる。

【００１６】請求項２記載の顕微鏡装置によれば、前記
指示手段によりバランス補正有の指示が出され、かつ、
判定手段がバランス量算出手段の算出結果を基に前記支
持部のバランス量が所定の範囲外であると判定した場合
にのみ補正手段が前記調整機構部を駆動し付属品の着脱
に伴う前記支持部のバランス補正を自動的に行うので、
顕微鏡本体に対する付属品の着脱に伴うバランス補正が
必要な場合にのみバランス調整作業が行われ、不要なバ
ランス調整による支持部のアンバランス状態の発生を回
避できる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１８】第１図に示す顕微鏡装置の一例としての手
術用顕微鏡１は、床２上を走行可能に構成した支持台３
と、この支持台３の上部に第１の軸４を介して水平方向
に回転可能に取付けた第１のアーム５と、この第１のア
ーム５に取付けた第２の軸６により支持された第２のア
ームとしての平行リンク機構部１５と、この平行リンク
機構部１５の第１のアーム５に対する重量バランスを調
整する調整機構部７と、後述する重量検出素子１３及び
力量変化検出手段４０を構成する力量センサ２９の検出
結果を基にこの調整機構部７を駆動し平行リンク機構部
１５のバランス補正を自動的に行う補正手段１６と、前
記調整機構部７の突出端部に設けた突出片８により垂直
配置に支持された垂直軸９と、この垂直軸９の下端部に
取付けたＸ−Ｙ駆動部１０と、このＸ−Ｙ駆動部１０に
より駆動される駆動軸１１に取付けた顕微鏡本体１２
と、前記突出片８と垂直軸９との間に配置した後述する
重量変化検出手段４５を構成する歪センサ、圧力センサ
等の重量検出素子１３と、前記支持体３に取付けた液晶
ディスプレイ等を用いた第１の表示手段１４とを具備し
ている。

【００１９】前記支持台３，第１のアーム５，平行リン
ク機構部１５，突出片８，垂直軸９，Ｘ−Ｙ駆動部１
０，駆動軸１１等により顕微鏡本体１２の支持部を構成
している。

【００２０】前記平行リンク機構部１５は、第２図にも
示すように、前記顕微鏡本体１２の光学系を常に垂直方
向に維持したままこの顕微鏡本体１２を上下動するよう
になっている。

【００２１】この平行リンク機構部１５は、前記第２の
支持軸６に取付けた基体１７と、この基体１７に対し一
方の端部を各々回転可能に、且つ、互いに平行配置に取
付けた一対のリンク１８ａ，１８ｂと、前記突出片８を
備えるとともに、前記両リンク１８ａ，１８ｂの他方の
端部が回転可能に取付けられた移動体１９とを具備して
いる。

【００２２】前記力量センサ２９は、基体１７に対して
前記リンク１８ａの回動領域に臨む状態に配置され、リ
ンク１８ａの回動に伴う力量変化を検出するようになっ
ている。

【００２３】前記調整機構部７は、前記移動体１９に一
端が回動可能に軸支され、他端側を基体１７の近傍に臨
ませた流体圧の変化で付勢力が変化する流体ばね部２０
と、この流体ばね部２０の作動子２１に対し貫通する状
態で螺合されるとともに前記基体１７により回転可能に
支持されているねじ体２２と、このねじ体２２の頂部に
取付けたハンドル２３と、前記作動子２１から突出させ
た指針２１ａと、前記ハンドル２３の操作により変位す
る作動子２１及び指針２１ａの変位量を例えば定性的
（−１，０，＋１等）に示す目盛板２４とを具備してい
る。

【００２４】この指針２１ａ及び目盛板２４により第２
の表示手段１４ａを構成している。

【００２５】前記調整機構部７は、ハンドル２３を手動
操作してねじ体２２を回転させることにより、作動子２
１の位置調整を行い、これにより、流体ばね部２０の付
勢力を変化させて、カウンターバランス方式により顕微
鏡本体１２の重量変化（例えば側視鏡や写真機の脱着に
基く重量変化）に伴う重量バランスを調整するものであ
る。

【００２６】前記重量検出素子１３は、前記垂直軸９に
取付けた円板９ａと前記突出片８の上面との間に配置さ
れ、顕微鏡本体１２の重量信号（Ｘ−Ｙ駆動部１０の重
量をも含む）を電気信号として送出するようになってい
る。

【００２７】前記補正手段１６は、前記基体１７に固定
した駆動源としてのパルスモータ２５と、このパルスモ
ータ２５の原動軸に取り付けた第１のギヤ２８と、前記
ねじ体２２に取り付けられ、第１のギヤ２８に噛合させ
た第２のギヤ２７とを具備している。

【００２８】ここで、手術用顕微鏡１の制御系を説明す
る。

【００２９】この手術用顕微鏡１は、全体の制御を行う
ＣＰＵ３０及び制御プログラムを格納したプログラムメ
モリ３１からなる制御手段３２を具備し、このＣＰＵ３
０に前記重量検出素子１３からの重量信号を基に顕微鏡
本体１２の重量変化を算出する算出回路３６と、前記力
量センサ２９からの力量信号を基に平行リンク機構部１
５の力量変化を算出する力量算出回路３７とを接続して
いる。

【００３０】また、前記ＣＰＵ３０に、算出回路３６に
て算出した顕微鏡本体１２の重量変化と、力量算出回路
３７にて算出した平行リンク機構部１５の力量変化とを
基に前記調整機構部７に対するバランス補正量を算出す
るバランス量算出手段３３と、このバランス量算出手段
３３にて求めたバランス補正量を基に前記モータ１６を
駆動するモータドライバ３８と、前記第１の表示手段１
４と、各種情報を記憶するメモリ３４と、各種情報を入
力する入力手段３５とを接続している。

【００３１】次に、上述した構成の手術用顕微鏡１の動
作をバランス補正を主にし、かつ、図４，図５，図６乃
至図９を参照して説明する。

【００３２】尚、前記第１の表示手段１４の値０のディ
ジタル表示及び前記第２の表示手段１４ａの指針２１ａ
による値０の表示は、前記平行リンク機構部１５が水平
状態であることを示すものとして以下の説明を行う。

【００３３】また、初期状態として、顕微鏡本体１２に
は図４に示すように側視鏡２６も写真機Ｃも装着されて
おらず、このとき、前記作動子２１の指針２１ａは目盛
板２４の０位置にあり、また、前記第１の表示手段１４
には値０が表示されているものとする。

【００３４】この状態から、図５に示すように顕微鏡本
体１２に対し側視鏡２６及び写真機Ｃを装着すると、平
行リンク機構部１５の移動体１９には、側視鏡２６及び
写真機Ｃの重量分だけ加重された重量がかかり、平行リ
ンク機構部１５の重量バランスが崩れてこの平行リンク
機構部１５は回動し、顕微鏡本体１２は第１図に想像線
で示す如く初期位置から下方に降下する。

【００３５】上述した側視鏡２６，写真機Ｃによる重量
増加に伴い、前記重量検出素子１３はこれに応じた検出
信号を測定回路３２に送出する。測定回路３２は、この
検出信号を基に初期状態からの増加分に応じた測定値を
求め、この測定値をＣＰＵ３０に送る。

【００３６】また、側視鏡２６，写真機Ｃの装着に伴う
平行リンク機構部１５のリンク１８ａの回動に伴い、前
記力量センサ２９はこのリンク１８ａに作用する力量変
化を検出し、検出結果を力量算出回路３７に送る。力量
算出回路３７は力量センサ２９からの検出結果を基に側
視鏡２６，写真機Ｃの装着に伴う平行リンク機構部１５
の力量変化値を求め、この力量変化値をＣＰＵ３０に送
る。

【００３７】ＣＰＵ３０は、測定回路３２による測定値
と、力量算出回路３７による力量変化値とを前記バラン
ス量算出手段３３に送る。バランス量算出手段３３はこ
れらの値を基に側視鏡２６，写真機Ｃの装着に伴うバラ
ンス補正量を算出し、ＣＰＵ３０に送る。

【００３８】この結果、ＣＰＵ３０の制御の基に前記モ
ータドライバ３８が前記バランス補正量に応じてモータ
２５を駆動し、第１，第２のギヤ２８，２７を介してね
じ体２２を回転駆動して前記顕微鏡本体１２の重量変化
に応じた量だけ作動子２１の位置調整を行う。これによ
り、流体ばね部２０の付勢力が自動的に変化してカウン
ターバランス方式により平行リンク機構部１５のアンバ
ランス補正が行なわれる。

【００３９】このような平行リンク機構部１５のアンバ
ランス補正動作時において、前記ＣＰＵ３０の制御の基
に前記第１の表示手段１４には例えば「＋００１」の如
く定性値でバランス補正量が表示され、また、バランス
補正量は前記メモリ３４に記録されていく。操作者は、
第１の表示手段１４の表示値を見てこのときの重量バラ
ンスの不平衡状態を定性的に把握できる。

【００４０】この場合、第１の表示手段１４の表示をバ
ランス状態を示す図６に示す表示から、重量バランスの
変化後の状態を意味する「＋００１」をバー表示した図
７に示す表示に変えるようにしてもよい。また、前記Ｃ
ＰＵ３０の制御の基に第１の表示手段１４の表示を図８
に示すように例えば「バランス補正量＋１０Ｋｇ」とい
うように定量的に表示するようにすることもできる。

【００４１】次に、本発明の他の実施例を図９乃至図１
３を参照して説明する。尚、図９に示す手術用顕微鏡１
Ａにおいて、前記手術用顕微鏡１と同一の機能を有する
ものには同一の符号を付して示す。

【００４２】図９に示す手術用顕微鏡１Ａは、例えば脳
外科手術等に用いられるものであり、一対の操作ハンド
ル５１を備えた顕微鏡本体５０を前記駆動軸１１に取り
付けたものである。

【００４３】前記顕微鏡本体５０の側壁には、後述する
ＴＶカメラ６０を装着するための装着筒部５２が設けら
れている。また、前記操作ハンドル５１の一面には図１
１に拡大して示すように、バランス調整の有無を指示す
る指示手段としての指示スイッチ５３の他、ズームアッ
プスイッチ，ズームダウンスイッチ，フォーカスアップ
スイッチ，フォーカスダウンスイッチ等のスイッチ群を
取り付けた操作手段７０を設けている。さらに、前記操
作ハンドル５１の一面にはリセットスイッチ５４も設け
ている。

【００４４】図１０は、前記手術用顕微鏡１Ａの制御系
を示すものであり、図３に示す手術用顕微鏡１の制御系
と略同様な構成であるが、前記ＣＰＵ３０に前記入力手
段３５の代りに操作手段７０を接続したこと、前記ＣＰ
Ｕ３０にさらに判定手段７１を接続したことが相違して
いる。この判定手段７１は、前記バランス量算出手段３
３の算出結果を基に前記支持部のバランス量が所定の範
囲内（例えば±１００ｇ以内）であるか否かを判定する
ようになっている。

【００４５】次に、前記手術用顕微鏡１Ａの作用をバラ
ンス補正を主にし、かつ、図１２，図１３をも参照して
説明する。

【００４６】尚、初期状態として前記平行リンク機構部
１５は水平状態であり、顕微鏡本体５０の装着部５２は
何も装着されていないものとする。

【００４７】いま、操作者が前記操作手段７０の指示ス
イッチ５３をオン（ＳＴ１）としてバランス調整有を指
示するとともに、図１２に示すように、前記装着部５２
に例えば１００ｇ程度の軽量の側視鏡８０を装着したも
のとする。

【００４８】このとき、前記平行リンク機構部１５の移
動体１９には、側視鏡８０の重量分だけ加重された重量
が加わる。

【００４９】前記重量検出素子１３は側視鏡８０の重量
に応じた検出信号を測定回路３２に送出する。測定回路
３２は、この検出信号を基に初期状態からの増加分に応
じた測定値を求め、この測定値をＣＰＵ３０に送る。

【００５０】また、側視鏡８０の装着に伴う平行リンク
機構部１５のリンク１８ａのわずかな回動に伴い、前記
力量センサ２９はこのリンク１８ａに作用する力量変化
を検出し、検出結果を力量算出回路３７に送る。力量算
出回路３７は力量センサ２９からの検出結果を基に側視
鏡８０の装着に伴う平行リンク機構部１５の力量変化値
を求め、この力量変化値をＣＰＵ３０に送る。

【００５１】ＣＰＵ３０は、測定回路３２による測定値
と、力量算出回路３７による力量変化値とを前記バラン
ス量算出手段３３に送る。バランス量算出手段３３はこ
れらの値を基に側視鏡８０の装着に伴うバランス補正量
を算出し（ＳＴ２）、ＣＰＵ３０に送る。

【００５２】この結果、ＣＰＵ３０の制御の基に前記判
定手段７１がバランス補正量が所定の範囲内か否かを判
定する（ＳＴ３）。この場合、前記装着部５２に例えば
１００ｇ程度の軽量の側視鏡８０が装着されただけなの
で、前記判定手段７１はバランス補正量は所定の範囲内
であると判定する。このような場合には、前記平行リン
ク機構部１５は略水平状態を維持し、平行リンク機構部
１５のバランス補正は行われないことになる（ＳＴ
４）。これにより、不要なバランス調整によるアンバラ
ンス状態の発生を回避できる。

【００５３】一方、図５に示す場合のように、顕微鏡本
体５０に対して側視鏡８０に加えてカメラＣが装着され
たような場合には、前記判定手段７１はバランス補正量
は所定の範囲外であると判定する。これにより、前記指
示スイッチ５３からのバランス補正指示と、前記判定手
段７１の判定結果とを基に既述した場合と同様に前記Ｃ
ＰＵ３０の制御の基に前記モータドライバ３８が前記バ
ランス補正量に応じてモータ２５を駆動し、第１，第２
のギヤ２８，２７を介してねじ体２２を回転駆動して前
記顕微鏡本体１２の重量変化に応じた量だけ作動子２１
の位置調整を行う。この結果、流体ばね部２０の付勢力
が自動的に変化してカウンターバランス方式により平行
リンク機構部１５のアンバランス補正が行なわれる（Ｓ
Ｔ５）。

【００５４】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。

【００５５】また、本発明は、上述した手術用顕微鏡の
ほか、支持部により支持される各種顕微鏡等にも適用可
能である。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、顕微鏡本
体に対する付属品の着脱に伴うバランス補正が自動的に
実行されるとともに、バランス量算出手段の算出結果及
び補正手段によるバランス補正状態が表示されるので、
不慣れな使用者であってもバランス補正を精度よく行う
ことが可能な顕微鏡装置を提供することができる。

【００５７】請求項２記載の発明によれば、不要なバラ
ンス調整による支持部のアンバランス状態の発生を回避
できる顕微鏡装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例としての手術用顕微鏡を示す側
面図

【図２】同顕微鏡の調整支持機構部の拡大図

【図３】本実施例の手術用顕微鏡の制御系を示すブロッ
ク図

【図４】本実施例の手術用顕微鏡における通常の使用状
態における顕微鏡本体を示す部分側面図

【図５】本実施例の手術用顕微鏡における側視鏡及び写
真機を装着した顕微鏡本体を示す部分側面図

【図６】本実施例の手術用顕微鏡における表示手段の表
示例を示す説明図

【図７】本実施例の手術用顕微鏡における表示手段の表
示例を示す説明図

【図８】本実施例の手術用顕微鏡における表示手段の表
示例の他例を示す説明図

【図９】本発明の他の実施例を示す側面図

【図１０】図９に示す手術用顕微鏡の制御系を示すブロ
ック図

【図１１】図９に示す手術用顕微鏡の顕微鏡本体を示す
拡大図

【図１２】図９に示す手術用顕微鏡の顕微鏡本体に側視
鏡を装着した状態の拡大図

【図１３】図９に示す手術用顕微鏡の動作を示すフロー
チャート

【符号の説明】

１ 手術用顕微鏡 １Ａ 手術用顕微鏡 ７ 調整機構部 １２ 顕微鏡本体 １４ 第１の表示手段 １６ 補正手段 ３３ バランス量算出手段 ４０ 力量変化検出手段 ４５ 重量変化検出手段 ５０ 顕微鏡本体 ７０ 操作手段 ７１ 判定手段 ８０ 側視鏡

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 付属品が着脱可能な顕微鏡本体と、この
   顕微鏡本体を支持する支持部と、顕微鏡本体の重量に応
   じて前記支持部のバランス調整を行う調整機構部とを有
   する顕微鏡装置において、前記付属品の着脱による前記
   顕微鏡本体の重量変化を検出する重量変化検出手段と、
   前記付属品の着脱による前記支持部の力量変化を検出す
   る力量変化検出手段と、前記重量変化検出手段，力量変
   化検出手段の各検出結果を基に前記支持部のバランス量
   を求めるバランス量算出手段と、このバランス量算出手
   段の算出結果を基に前記調整機構部を駆動し付属品の着
   脱に伴う前記支持部のバランス補正を自動的に行う補正
   手段と、前記バランス量算出手段の算出結果及び補正手
   段によるバランス補正状態を表示する表示手段とを有す
   ることを特徴とする顕微鏡装置。
2. 【請求項２】 付属品が着脱可能な顕微鏡本体と、この
   顕微鏡本体を支持する支持部と、顕微鏡本体の重量に応
   じて前記支持部のバランス調整を行う調整機構部とを有
   する顕微鏡装置において、前記支持部のバランス補正の
   有無を指示する指示手段と、前記付属品の着脱による前
   記顕微鏡本体の重量変化を検出する重量変化検出手段
   と、前記付属品の着脱による前記支持部の力量変化を検
   出する力量変化検出手段と、前記重量変化検出手段，力
   量変化検出手段の各検出結果を基に前記支持部のバラン
   ス量を求めるバランス量算出手段と、このバランス量算
   出手段の算出結果を基に前記支持部のバランス量が所定
   の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、前記指示
   手段によるバランス補正有の指示及び前記判定手段が前
   記支持部のバランス量が所定の範囲外であるとの判定に
   基づき前記調整機構部を駆動し付属品の着脱に伴う前記
   支持部のバランス補正を自動的に行う補正手段とを有す
   ることを特徴とする顕微鏡装置。