JPH11174343A - 顕微鏡の鏡体部移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、顕微鏡の鏡体部をいかなる条件下
でも設定移動速度で移動させることができる鏡体部移動
機構を提供する。 【解決手段】 顕微鏡の鏡体部の上下方向への移動速度
を設定する速度設定スイッチ４５と、鏡体部の上下方向
への往復時の初期移動速度を各々計測する速度計４４
と、この記速度計４４にて計測した上下方向への往復時
の各初期移動速度と、前記速度設定スイッチ４５にて設
定した移動速度とを比較し、前記鏡体部の下方向への移
動時と上方向への移動時とで、この鏡体部１０の移動速
度が前記設定した移動速度と等しくなる下方向駆動電
力、上方向駆動電力を算出し、算出した各駆動電力を用
いてモータ２１に対する下方向移動時、上方向移動時の
供給電力の切替え制御を行う駆動制御部４０とを有する
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡の鏡体部移
動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】外科手術に用いる実体顕微鏡における鏡
体部の移動機構は、一般的に上下微動部と呼ばれてい
る。この上下微動部のアクチュエーターは主にＤＣモー
ターが用いられており、フットスイッチの操作によりＤ
Ｃモーターを回転させ上下微動部を駆動し、鏡体部の上
方向又は下方向への移動を行なう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した鏡体部の移動
機構の場合、鏡体部を上方向に移動するときと下方向に
移動するときとでは、ＤＣモーターにかかる負荷（鏡体
部の重量、慣性、摩擦等）が異なり、このため上方向移
動時と下方向移動時とで鏡体部の移動速度が変化してし
まう。

【０００４】また、手術用顕微鏡の鏡体部には、多くの
場合、助手用顕微鏡やＴＶカメラ等の付属品が取付けら
れており、使用する病院によっては、また、使用の態様
によっては、鏡体部の総合的な重量はまちまちとなる。
従って、このような付属品の取り付けの有無による鏡体
部の重量変化によっても、鏡体部の移動速度が変化して
しまう。

【０００５】このように、鏡体部を上方向に移動する場
合と、下方向に移動する場合とで移動速度が異なると、
例えば焦点合わせの対象物体に対する微細な焦点合わせ
を行う場合に、焦点合わ作業が煩雑となり、患者への負
担が増すとともに、術者の精神的ストレスの原因にもな
るという課題がある。

【０００６】本発明は、鏡体部をいかなる条件下でも設
定移動速度で移動させることができ、手術等の迅速化に
よる患者への負担軽減と、術者の精神的ストレスの解消
を図ることができる顕微鏡の鏡体部移動機構を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の顕
微鏡の鏡体部移動機構は、装置本体に保持される保持体
と、該保持体に搭載され、電力供給により回転動作する
回転駆動源と、該回転駆動源の回転力を伝達する回転力
伝達機構と、該回転力伝達機構により伝達された回転力
に基づき、前記装置本体に対して上下方向に移動可能に
配置した顕微鏡の鏡体部とを備えた顕微鏡の鏡体部移動
機構であって、前記鏡体部の移動速度を設定する速度設
定手段と、前記鏡体部の上方向への移動速度及び下方向
への移動速度を各々計測する計測手段と、この計測手段
にて計測した上下方向への各移動速度と、前記速度設定
手段にて設定した移動速度とを比較し、前記上方向への
移動速度及び下方向への移動速度が前記設定した各移動
速度と等しくなる下方向駆動電力、上方向駆動電力を算
出し、算出した各駆動電力を用いて回転駆動源に対する
下方向移動時、上方向移動時の供給電力の切替え制御を
行う駆動制御手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【０００８】この発明によれば、まず、速度設定手段に
より前記鏡体部の上下方向への移動速度を設定するとと
もに、前記鏡体部を上下方向へ一回往復させて、計測手
段にて前記鏡体部の上方向、下方向への各移動速度を計
測する。

【０００９】次に、駆動制御手段により、前記計測手段
にて計測した上下方向への各移動速度と、前記速度設定
手段にて設定した移動速度とを比較し、前記鏡体部の上
方向への移動時と下方向への移動時とで、この鏡体部の
移動速度が前記設定した移動速度と等しくなる上方向駆
動電力、下方向駆動電力を算出し、算出した各駆動電力
を用いて回転駆動源に対する上方向移動時、下方向移動
時の供給電力の切替え制御を行う。

【００１０】これにより、鏡体部が重力に反して上方向
へ移動する時と、重力の作用する下方向へ移動する時と
で、前記鏡体部の移動速度を設定した移動速度と等しい
状態で移動させる。この結果、手術用顕微鏡の鏡体部に
撮影用のカメラ等を取り付ける等重量変化を伴う場合で
も、鏡体部を設定移動速度で上下方向へ移動させること
ができ、手術や観察の迅速化による患者への負担軽減
と、術者の精神的ストレスの解消を図ることが可能とな
る。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の顕
微鏡の鏡体部移動機構において、前記鏡体部の移動方向
の垂直方向からの傾斜角度を計測する傾斜角度計測手段
を具備し、前記駆動制御手段は、前記傾斜角度計測手段
の計測値を考慮して、前記上方向供給電力、下方向供給
電力を算出することを特徴とするものである。

【００１２】この発明によれば、前記顕微鏡の鏡体部を
例えば垂直方向から斜めに傾いた方向等の任意の方向に
移動させ、焦点合わせ等を行う場合に、まず、速度設定
手段により前記鏡体部の任意の方向への移動速度を設定
するとともに、前記傾斜角度計測手段により、前記鏡体
部の移動方向の垂直方向からの傾斜角度を計測する。

【００１３】前記駆動制御手段は、前記傾斜角度計測手
段の計測値を考慮して、前記上方向供給電力、下方向供
給電力を算出する。

【００１４】そして、駆動制御手段は、算出した各換算
駆動電力を用いて回転駆動源に対する往移動時、復移動
時の供給電力の切替え制御を行う。

【００１５】これにより、鏡体部が傾いた方向への移動
時において、前記鏡体部の移動速度を設定した移動速度
と等しい状態として移動させることができる。

【００１６】この結果、例えば、整形外科の手術の際の
ように手術用顕微鏡の鏡体部を斜めに煽った状態で焦点
合わせ等を行う際に、鏡体部を設定移動速度で往復移動
させることができ、手術や観察の迅速化による患者への
負担軽減と、術者の精神的ストレスの解消を図ることが
可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１８】図１は、本実施の形態の顕微鏡１の全体図
を示すものであり、この顕微鏡１は、支持アーム２の突
出端部に垂下部材３を取り付け、この垂下部材３に対し
て箱形状の保持体４を取り付けている。保持体４は軸体
６を支軸として図１に示す矢印ａ、ｂ方向に回動可能と
なっている。保持体４の回動操作は、つまみ５を回転さ
せることにより行う。

【００１９】また、保持体４に対して顕微鏡の鏡体部１
０を取り付けた上下移動部材７を図１に示す矢印ｃ、ｄ
を付して示す上下方向に移動可能に取り付けている。

【００２０】尚、前記鏡体部１０は、図１に示すよう
に、対物レンズ、変倍光学系、プリズム等を内蔵した鏡
体本体１０ａと、接眼レンズ９等を内蔵した接眼鏡筒１
０ｂとを具備し、鏡体本体１０ａを前記上下移動部材７
に一体的に連結して、上下移動部材７とともに鏡体部１
０を矢印ｃ、ｄ方向に移動させるようになっている。

【００２１】そして、この鏡体部１０の移動は、保持体
４の内部に配置され、保持体４と上下移動部材７とに連
結している鏡体部移動機構により行われる。

【００２２】前記鏡体部移動機構は、図２乃至図４に示
すように、前記保持体４内に搭載されており、駆動電力
の供給により回転駆動されるモータ２１と、モータ２１
の回転力を減速して伝達する回転減速機構と、この回転
減速機構による伝達力を直線運動に変換し上下移動部材
７に伝達する回転−直線変換機構とを具備している。

【００２３】回転減速機構は、モータ２１の原動軸に取
り付けたウォーム（ウォームギア）２２と、前記保持体
４内におおいて矢印ｃ、ｄで示す上下方向に対抗する配
置で取り付けた一対の軸受２３、２４と、この軸受２
３、２４により回転可能に支持され下部にウォームホイ
ール２５を備えたリードネジ２６とを具備し、前記ウォ
ーム２２をリードネジ２６の下部のウォームホイール２
５に噛合させるとともに、前記回転ナット１９をリード
ネジ２６の中央部に噛合させている。

【００２４】回転−直線変換機構は、前記上下移動部材
７の内側中央部から前記レール受け１２の内部を貫いて
保持体４内に回転軸１８を突出し、この回転軸１８に回
転ナット１９を取り付けて、ナット１９をリードネジ２
６に噛合させることで構成されている。

【００２５】図４に前記保持体４と上下移動部材７との
連結状態を示す。即ち、前記保持体４の一方の端面に設
けた長穴状の開口１１の部分に、略筒状のレール受け１
２を配置するとともに、このレール受け１２の一対の両
側部に内側スライドレール１３ａ、１３ｂを取り付け、
また、保持体４の一方の端面に対峙させる断面コ状の上
下移動部材７の端面両側部には前記内側スライドレール
１３ａ、１３ｂに各々対応する外側スライドレール１５
ａ、１５ｂを取り付け、内側スライドレール１３ａと外
側スライドレール１５ａ、内側スライドレール１３ｂと
外側スライドレール１５ｂとの間に各々スライドレール
ガイド１７ａ、１７ｂを介在させて、これら内側スライ
ドレール１３ａ、１３ｂに対して外側スライドレール１
５ａ、１５ｂをスライド可能とし、これにより、上下移
動部材７を図１に示す矢印ｃ、ｄを付して示す上下方向
に移動可能としている。

【００２６】また、前記リードネジ２５の近傍の上下配
置に上限検出リミットスイッチ２７、下限検出リミット
スイッチ２８を配置し、リードネジ２５に噛合しつつ移
動するナット１９の上限位置、下限位置を検出するよう
になっている。

【００２７】前記上下移動部材７内には、図３に示すよ
うに、コントロールＰＣ板３０が搭載され、このコント
ロールＰＣ板３０に後述する駆動制御部４０等の制御系
の一部を組み込んでいる。

【００２８】図５は、本実施の形態の制御系を示すもの
であり、この制御系は全体の制御を行う駆動制御部４０
を具備し、この駆動制御部４０に対して、電源部５０か
ら所定の電力を供給するとともに、図示しないフットス
イッチの足踏み操作でモータ２１の始動、停止等を行う
フットスイッチ４１と、前記上限検出リミットスイッチ
２７、下限検出リミットスイッチ２８と、モータ２１を
回転させるモータドライバー４２と、速度リセットスイ
ッチ４３と、前記ナット１９、即ち、前記上下移動部材
７の上限位置から下限位置への移動時間、下限位置から
上限位置への移動速度を各々計測する計測手段である速
度計４４と、鏡体部１０の移動速度を設定する可変抵抗
を用いた速度設定スイッチ４５と、各種のデータを格納
する記憶手段であるメモリ４６とを接続している。

【００２９】次に、上記顕微鏡の鏡体部移動機構の動作
を、手術対象物体（又は観察対象物体）１００に対する
焦点合わせを行う場合を例にとって説明する。

【００３０】まず、前記速度設定スイッチ４５より、鏡
体部１０の移動速度を所望の速度に設定する。

【００３１】前記フットスイッチ４１の足踏み操作によ
り、鏡体部１０移動指令が発せられると、駆動制御部４
０の制御の基にモータードライバー４２はモーター２１
を回転駆動する。このモーター２１の回転によりウォー
ム２２も回転し、ウォ―ムホイール２５、リードネジ２
６を介してナット１９がリードネジ２６に沿って上下に
移動する。

【００３２】この結果、上下移動部材７及び鏡体部１０
も上下に（矢印ｃ、ｄ方向で示す重力に逆らう方向及び
重力の作用する方向）に移動する。

【００３３】鏡体部１０の上限位置、下限位置は、前記
ナット１９の上限位置、下限位置を検出する上限検出リ
ミットスイッチ２７、下限検出リミットスイッチ２８の
動作で規制され、上限検出リミットスイッチ２７又は下
限検出リミットスイッチ２８による検出信号により駆動
制御部４０は前記モータドライバー４２に停止指令を送
り、これにより、モータ２１が停止して鏡体部１０は上
限位置又は下限位置に停止することになる。

【００３４】また、前記速度リセットスイッチ４３が押
されると、駆動制御部４０の制御の基に自動的に鏡体部
１０を上限位置に移動し、その後、この上限位置から一
往復の上下移動が行われ、その下方向、上方向の移動時
の各初期移動速度が前記速度計４４により計測される。

【００３５】駆動制御部４０は、速度計４４により計測
された下方向、上方向の各初期移動速度と、前記速度設
定スイッチ４５にて設定した移動速度とを比較し、前記
鏡体部１０の上方向への移動時と下方向への移動時と
で、この鏡体部１０の移動速度が前記設定した移動速度
と等しくなる上方向駆動電力（重力逆方向駆動電力）、
下方向駆動電力（重力方向駆動電力）を算出し、メモリ
４６に格納する。

【００３６】そして、前記フットスイッチ４１の二回目
の足踏み操作により、駆動制御部４０は、メモリ４６に
格納した各駆動電力を用いてモータドライバー４２を制
御し、モータ２１に対する上方向移動時、下方向移動時
の供給電力の切替え制御を行って、鏡体部１０の上方向
への移動時と下方向への移動時との移動速度が前記設定
した移動速度となるようにする。

【００３７】この際、上方向移動時の駆動電力と下方向
移動時の駆動電力とは、下方向移動時の方が小さくなる
ように設定される。これにより、鏡体部１０の上方移動
速度と下方移動速度は略同じ速度となる。

【００３８】このようにして、前記鏡体部１０が重力に
反して上方向へ移動する時と、重力の作用する下方向へ
移動する時とで、前記鏡体部１０の移動速度を設定した
移動速度と等しい状態で移動させることが可能となる。

【００３９】この結果、手術用顕微鏡の鏡体部１０に撮
影用のカメラ等を取り付ける等重量変化を伴う場合で
も、上述したような動作の基に鏡体部１０を設定移動速
度で上下各方向へ移動させることができ、手術の迅速化
による患者への負担軽減と、術者の精神的ストレスの解
消を図ることが可能となる。

【００４０】図６は、本実施の形態の変形例を示すもの
であり、上述した図５に示す制御系の構成に加えて、前
記鏡体部１０をつまみ５の操作により例えば図７に示す
ように、ｂ方向に回動させ、垂直方向から任意の角度θ
だけ傾斜させた場合において、鏡体部１０の移動方向の
垂直方向からの傾斜角度を計測する傾斜角度計測手段で
あるポテンショメータ６０と、鏡体部１０の上下各方向
移動時の前記モータ２１に対する各駆動電力の基準値を
記憶した基準電力記憶部７０とを付加したことが特徴で
ある。前記ポテンショメータ６０は、前記顕微鏡１の軸
体６の箇所に配置するものである。

【００４１】このような構成によれば、基本的には上述
した場合と同様な作用を発揮するが、鏡体部１０を任意
の方向に傾けた状態で既述したような鏡体部１０の移動
を行う際に、前記ポテンショメータ６０により計測した
鏡体部１０の傾斜角度のデータも前記駆動制御部４０に
送られるので、駆動制御部４０は、速度計４４により計
測された下方向、上方向の各初期移動速度と、前記速度
設定スイッチ４５にて設定した移動速度とを比較すると
ともに、前記ポテンショメータ６０により計測した鏡体
部１０の傾斜角度のデータと、前記基準電力記憶部７０
に予め記憶した前記鏡体部１０の上下各方向移動時の前
記モータ２１に対する各駆動電力の基準値とを基に、前
記鏡体部１０の上方向への移動時と下方向への移動時と
で、この鏡体部１０の移動速度が前記設定した移動速度
と等しくなるモータ２１に対する上方向移動時、下方向
移動時の各換算駆動電力を算出する。

【００４２】さらに、駆動制御部４０は、算出した各換
算駆動電力を用いてモータ２１に対する上方向移動時、
下方向移動時の供給電力の切替え制御を行う。

【００４３】これにより、鏡体部１０の上方向移動時
と、下方向移動時とで、前記鏡体部１０の移動速度を、
設定した移動速度に等しい状態で移動させることができ
る。

【００４４】この結果、例えば、整形外科の手術の際の
ように手術用顕微鏡の鏡体部１０を斜めに煽った状態で
焦点合わせ等を行う際に、鏡体部１０を設定移動速度で
往復移動させることができ、手術の迅速化による患者へ
の負担軽減と、術者の精神的ストレスの解消を図ること
が可能となる。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、鏡体部を
いかなる条件下でも設定移動速度で上下方向へ移動させ
ることができ、手術等の迅速化による患者への負担軽減
と、術者の精神的ストレスの解消を図ることが可能な顕
微鏡の鏡体部移動機構を提供することができる。

【００４６】請求項２記載の発明によれば、鏡体部を斜
めに煽った状態で焦点合わせ等を行う際に、鏡体部を設
定移動速度で上下移動させることができ、手術等の迅速
化による患者への負担軽減と、術者の精神的ストレスの
解消を図ることが可能な顕微鏡の鏡体部移動機構を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の鏡体部移動機構を含む顕
微鏡の概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図である。

【図３】本発明の実施の形態の鏡体部移動機構の概略縦
断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線概略断面図である。

【図５】本発明の実施の形態の鏡体部移動機構の制御系
を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態の鏡体部移動機構の変形例
の制御系を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態の顕微鏡の鏡体部を傾けた
状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 顕微鏡 ２ 支持アーム ３ 垂下部材 ４ 保持体 ５ つまみ ７ 上下移動部材 １０ 鏡体部 １２ レール受け １３ａ 内側スライドレール １３ｂ 内側スライドレール １５ａ 外側スライドレール １５ｂ 外側スライドレール １８ 回転軸 １９ ナット ２１ モータ ２２ ウォーム ２５ ウォームホイール ２６ リードネジ ２７ 上限検出リミットスイッチ ２８ 上限検出リミットスイッチ ３０ コントロールＰＣ板 ４０ 駆動制御部 ４１ フットスイッチ ４２ モータドライバー ４３ 速度リセットスイッチ ４４ 速度計 ４５ 速度設定スイッチ ４６ メモリ １００ 手術対象物体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に保持される保持体と、該保持
   体に搭載され、電力供給により回転動作する回転駆動源
   と、該回転駆動源の回転力を伝達する回転力伝達機構
   と、該回転力伝達機構により伝達された回転力に基づ
   き、前記装置本体に対して上下方向に移動可能に配置し
   た顕微鏡の鏡体部とを備えた顕微鏡の鏡体部移動機構で
   あって、 前記鏡体部の移動速度を設定する速度設定手段と、 前記鏡体部の上方向への移動速度及び下方向への移動速
   度を各々計測する計測手段と、 この計測手段にて計測した上下方向への各移動速度と、
   前記速度設定手段にて設定した移動速度とを比較し、前
   記上方向への移動速度及び下方向への移動速度が前記設
   定した各移動速度と等しくなる下方向駆動電力、上方向
   駆動電力を算出し、算出した各駆動電力を用いて回転駆
   動源に対する下方向移動時、上方向移動時の供給電力の
   切替え制御を行う駆動制御手段と、 を有することを特徴とする顕微鏡の鏡体部移動機構。
2. 【請求項２】 前記鏡体部の移動方向の垂直方向からの
   傾斜角度を計測する傾斜角度計測手段を具備し、前記駆
   動制御手段は、前記傾斜角度計測手段の計測値を考慮し
   て、前記上方向供給電力、下方向供給電力を算出するこ
   とを特徴とする請求項１記載の顕微鏡の鏡体部移動機
   構。