(57)【要約】【課題】この発明は、構成簡易にして、小形化を確保したうえで、取扱い操作を含む使い勝手の向上を図り得るようにすることにある。【解決手段】鏡体１２の対物光軸９を中心とする周囲にガイドレール１２２を設けて、このガイドレール１２２に指標を構成するＬＥＤ１５１，１５２，１５３を配したＬＥＤ移動部１５４を移動自在に設けて、このＬＥＤ移動部１５４をガイドレール１２２に沿って動かすことで、常時、指標の検出を可能に構成したものである。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、
前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、
前記手術用顕微鏡に設けられた指標と、
前記指標の位置を検出する位置検出手段と、
前記焦準距離検出手段の検出情報、及び前記位置検出手段の検出情報に基づいて、前記手術用顕微鏡の焦準位置と前記手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを備える手術用顕微鏡システムにおいて、
前記指標を、手術用顕微鏡の対物光軸周りに回転調整自在に配する指標回転移動手段を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡システム。
【請求項２】
前記指標回転移動手段は、前記対物光学系の光軸周りに配されるガイドレールを有し、該ガイドレールに前記指標を移動自在に支持してなることを特徴とする請求項１記載の手術用顕微鏡システム。
【請求項３】
前記指標は、前記ガイドレールに対して駆動機構を介して移動自在に配されることを特徴とする請求項２記載の手術用顕微鏡システム。
【請求項４】
さらに、前記位置検出手段による前記指標の検出状態を判別する判別回路と、前記判別回路からの出力信号に基づき、前記駆動機構を駆動制御する制御回路とを備えることを特徴とする請求項３記載の手術用顕微鏡システム。
【請求項５】
術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、前記手術用顕微鏡を、３次元的位置が移動・固定可能に支持するものであって、該手術用顕微鏡に対して回転軸を介して相対角度が調整可能に連結される架台と、
前記回転軸の回転角を検出する角度検出手段と、
前記架台に設けられる指標と、
前記指標の位置を検出する位置検出手段と、
前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、
前記焦準距離検出手段の検出情報、前記位置検出手段の検出情報及び前記角度検出手段の検出情報に基づいて、前記手術用顕微鏡の焦点位置と該手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを具備したことを特徴とする手術用顕微鏡システム。
【請求項６】
前記角度検出手段は、前記回転軸の回転角に応じて切り換え制御されるメカニカルスイッチを備えることを特徴とする請求項５記載の手術用顕微鏡システム。
【請求項７】
前記角度検出手段は、エンコーダを備えることを特徴とする請求項５記載の手術用顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば脳神経外科等に供される手術用顕微鏡に係り、特に、手術用顕微鏡の焦点位置を術前診断画像上に表示するナビゲーション装置と組合わせて使用される手術用顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、手術用顕微鏡を用いて微細な手術を行なういわゆるマイクロサージャリーが行なわれている。このような手術用顕微鏡を用いた手術では、最近、より精密かつ効率的な手術を行なう目的で、ＣＴ、ＭＲＩ等の術前画像診断装置によって得られた術部の術前画像を術中利用する、いわゆる医療用ナビゲーションシステムを組み合わせて使用されるようになっている。
【０００３】
このような手術用顕微鏡と医療用ナビゲーションシステムを組合わせた手術用顕微鏡システムとしては、例えば位置検出マーカーを顕微鏡の鏡体部に取付け、位置検出装置により鏡体の位置と観察方向（対物光軸の向き）を検出する。続いて、手術用顕微鏡に設けられた焦点距離検出手段により、対物光軸上の焦点、つまり手術用顕微鏡の焦点距離を検出する。これらの鏡体の位置と観察方向、焦点距離のデータを、ワークステーションで計算することにより、３次元空間上での手術用顕微鏡の焦点位置が検出される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、手術用顕微鏡システムとしては、位置検出マーカーが、手術用顕微鏡鏡体部に対して、３次元的に自由な位置に移動可能な多関節支持アームを介して取付けられる。そして、多関節支持アームの、夫々の関節には、位置検出マーカーの、移動量を検出するエンコーダが備えられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
上記構成により、手術中、鏡体部の移動により、位置検出マーカーと位置検出装置の位置が変化することにより、マーカーと検出装置との間に障害物が侵入し、位置検出マーカーが位置検出装置に対して遮られ、位置検出が不可能となった時には、鏡体に対し位置検出マーカー移動させ位置検出装置との間に障害物がないところに配置する。この時、手術用顕微鏡と位置検出マーカーの位置がずれるので、焦点位置もずれて演算されるが、多関節支持アームに設けられたエンコーダの出力結果に基づき、マーカーの手術用顕微鏡に対する移動量を補正することで、手術用顕微鏡に対して位置検出マーカーを移動させても正確な焦点位置の検出可能になる。これにより、手術中に手術用顕微鏡を移動させたり、スタッフの立つ位置が変化しても、位置検出が可能であり、様々なスタイルに対応することができる。
【０００６】
ところで、上記手術用顕微鏡は、その鏡体を希望する空間位置に移動・固定可能なバランス式の架台に搭載して使用する方法が採れている。このような架台としては、例えば鏡体を上下・水平移動させる第１の平行リンクと、この第１の平行リンクの上部に設けられ、鏡体を傾斜させる第２の平行リンクから構成されるのもがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
また、このような架台としては、鏡体を上下・水平移動させる２つの平行リンクと、鏡体の重心周りに鏡体を傾斜させる平行リンクとを組み合わせて構成されるものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
そして、係る３次元空間位置に移動・固定可能な架台に搭載される手術用顕微鏡においても、上述した医療用ナビゲーションシステムと組み合わせて使用されることがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００―１３９９４９号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００１―１０４３３２号公報
【００１１】
【特許文献３】
特公平２―９８２０号公報
【００１２】
【特許文献４】
特開平６―２６９４６３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、手術用顕微鏡に設けた位置検出マーカーと位置検出装置との間に術者や手術スタッフの身体や、その他医療機器等で遮られた場合、位置検出マーカーの検出が不可能となり、患部に対する手術用顕微鏡の３次元位置の検出が困難となる。そのため、術者や手術スタッフの立つ位置やまたその他医療機器等の配置に制限が必要であり、あらかじめ遮らないように、それらの配置を工夫したり、手術用顕微鏡等の移動により、遮られたときには、位置検出装置の配置を移動させる必要があり、位置検出装置を移動するとキャリブレーションなどの煩雑な作業が必要であり、手術効率の低下を招くという不都合を有する。
【００１４】
また、特許文献２では、位置検出マーカーを鏡体に対しアームを介して移動させて、位置検出マーカーの確実な検出を可能に構成しているために、手術用顕微鏡の鏡体部に、位置検出マーカーを移動調整自在に保持する多関節支持アームが必要となることで、鏡体部が非常に重くなり、大形となるという不都合を有する。この重量化と大形化の問題は、鏡体を移動させる際の操作性が低下され、しかも、鏡体からの張り出し部分が大きくなるため、アームが手術の邪魔になり、処置具の出し入れ等手術にかかわる作業が行ないにくく、手術効率を低下させるという問題を有する。
【００１５】
また、特許文献３及び４では、いずれも架台アームにより、鏡体位置を３次元的に自由な位置に配置する構成のために、ナビゲーションシステムと組合わせて使用する場合、その位置検出マーカーを、鏡体本体もしくは鏡体と相対的に同じ動きをする部位に取付ける必要がある。これによると、例えば手術用顕微鏡に設けた位置検出マーカーと位置検出装置との間に術者や手術スタッフの身体やまたその他医療機器等で遮られた場合、位置検出マーカーの検出が不可能となり、患部に対する手術用顕微鏡の３次元位置の検出が困難となる。
【００１６】
そのため、術者や手術スタッフの立つ位置やまたその他医療機器等の配置に制限が必要となり、あらかじめ遮らないように、それらの配置を工夫したり、手術用顕微鏡等の移動により、遮られたときには、位置検出装置の配置を移動させることが必要となる。この位置検出装置を移動させる場合には、キャリブレーション等の煩雑な作業が必要であり、手術効率の低下を招くという不都合が生じる。
【００１７】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、小形化を確保したうえで、取扱い操作を含む使い勝手の向上を図り得るようにした手術用顕微鏡システムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、前記手術用顕微鏡に設けられた指標と、前記指標の位置を検出する位置検出手段と、前記焦準距離検出手段の検出情報、及び前記位置検出手段の検出情報に基づいて、前記手術用顕微鏡の焦準位置と前記手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを備える手術用顕微鏡システムにおいて、さらに、前記指標を、手術用顕微鏡の対物光軸周りに回転調整自在に配する指標回転移動手段を設けて構成したものである。
【００１９】
上記構成によれば、手術用顕微鏡の位置を示す指標を位置検出手段によって検出するとともに、焦準位置検出手段により手術用顕微鏡の焦準距離を検出し、手術用顕微鏡の位置と、手術用顕微鏡の焦準距離から、ワークステーションの演算手段により前記手術用顕微鏡の焦準位置の算出する。また、指標と位置検出手段が遮られることによって、前記指標の位置検出ができないときには、指標回転移動手段で、前記指標を、前記手術用顕微鏡の対物光軸周りに指標検出手段を検出できる位置に回転移動させる。従って、この指標を指標回転移動手段を介して動かすことで、常時、指標の検出が可能となることにより、位置検出の補正を行うことなく、簡単な操作で、手術用顕微鏡の焦点位置を確実に検出することが可能となり、小形化を確保したうえで、取扱い操作を含む使い勝手の向上を図ることができる。
【００２０】
また、この発明は、術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、前記手術用顕微鏡を、３次元的位置が移動・固定可能に支持するものであって、該手術用顕微鏡に対して回転軸を介して相対角度が調整可能に連結される架台と、前記回転軸の回転角を検出する角度検出手段と、前記架台に設けられる指標と、前記指標の位置を検出する位置検出手段と、前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、前記焦準距離検出手段の検出情報、前記位置検出手段の検出情報及び前記角度検出手段の検出情報に基づいて、前記手術用顕微鏡の焦点位置と該手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを備えて手術用顕微鏡システムを構成したものである。
【００２１】
上記構成によれば、位置検出手段によって、鏡体保持部上の、指標を位置検出するとともに、前記手術用顕微鏡の焦準距離を検出して、前記手術用顕微鏡の焦準位置を算出する。また、手術に合わせて、鏡体保持部に対して、手術用顕微鏡の鏡体を傾斜させると、位置検出手段によって、鏡体保持部上の、指標の位置および前記手術用顕微鏡の焦準距離を検出するとともに、鏡体と鏡体保持部の相対角度を検出し、前記手術用顕微鏡の焦準位置を算出する。従って、手術用顕微鏡の異なる観察形態において、高精度な焦点位置の検出が可能となり、小形化を確保したうえで、その取扱い操作を含む使い勝手の向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡システムの外観構成を示すもので、手術用ベッド１０には、患者Ａが横たわり、該患者Ａの手術を術者Ｂが実行する。例えば、脳外の手術を行う場合には、患者Ａの頭部にヘッドフレーム１１が装着される。
【００２４】
また、手術用顕微鏡を構成する鏡体１２は、術者Ｂが患部を観察する主側ファインダー１３、術者Ｂが鏡体を移動する際に把持するグリップ１４及び指標回転移動手段を構成する指標回転移動機構部１５が設けられる。そして、この鏡体１２は、例えば周知のバランス式の架台１６を介して所望の空間位置に移動・固定可能に配置される。
【００２５】
また、上記手術用ベッド１０の周囲には、上記鏡体１２に対応して上記指標回転移動機構部１５に備えられた後述する、指標を構成するＬＥＤ１５１，１５２，１５３（図３参照）の位置を検出するＣＣＤカメラ１７１，１７２が設けられた位置検出装置１７が配置される。この位置検出装置１７内には、ＣＣＤカメラ１７１，１７２によるＬＥＤ１５１，１５２，１５３の検出状態を判別する、図示しない状態判別回路が設けられている。これらのＣＣＤカメラ１７１，１７２は、図２に示すように画像信号処理装置１８に接続され、取得した画像信号を画像信号処理装置１８に出力する。この画像信号処理装置１８の出力端には、ワークステーション１９の入力端が接続され、入力した画像信号を信号処理して検出信号を生成してワークステーション１９に出力する。
【００２６】
ワークステーション１９は、その入力端に焦準距離検出部２０が接続され、その出力端にモニター２１及びスピーカ２２が接続される。
【００２７】
上記焦準距離検出部２０は、例えば上記鏡体１２に内装され、該鏡体１２の対物光軸９上の焦点Ｐの距離Ｌを検出して、ワークステーション１９に出力する。ワークステーション１９は、上記画像信号処理装置１８からの検出信号と焦準距離検出部２０からの距離情報に基づいて後述するように演算処理して術部と鏡体１２の焦点位置との相対位置関係を求める。
【００２８】
ここで、上記指標回転移動機構部１５について、図３及び図４を参照して説明する。
【００２９】
上記鏡体１２には、その対物光軸９に対応して延出部１２１が設けられ、この延出部１２１には、半円弧状のガイドレール１２２が、上記対物光軸９の周囲に設けられる。そして、このガイドレール１２２には、上記指標であるＬＥＤ１５１、１５２、１５３が配されたＬＥＤ移動部１５４が移動自在に取り付けられる。ガイドレール１２２は、半円弧形状でその中心が対物光軸９と一致され、ＬＥＤ移動部１５４を対物光軸９を中心とする円筒面上に移動案内する。なお、ＬＥＤ移動部１５４のＬＥＤ１５１、１５２、１５３は、図示しないＬＥＤ制御部を介して上記ワークステーション１９に接続され、該ＬＥＤ制御部を介して選択的に駆動制御される。
【００３０】
上記ＬＥＤ移動部１５４には、図４に示すように対物光軸９に平行な回転軸Ｏ１、Ｏ２と、回転軸Ｏ１，Ｏ２に垂直な回転軸Ｏ３周りに回転自在にローラー２３１，２３２，２３３がローラー軸２４１，２４２，２４３を介して取付けられる。これにより、ＬＥＤ移動部１５４は、ローラー２４１，２４２，２４３を介して、ガイドレール１２２に対物光軸９周りに回転自在に配される。
【００３１】
次に、上記ヘッドフレーム１１について、図５を参照して説明する。即ち、ヘッドフレーム４には、患者Ａの患部の位置と位置的相関のある第１の指標としての３つのマーク部材１１１，１１２，１１３が設けられる。ここで、図５中Ｏｂ―Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂは、マーク部材１１１，１１２，１１３を基準に定義される絶対座標系を構成する生体座標系である。
【００３２】
なお、上記鏡体１２には、図示しない対物光学系と左右一対の変倍光学系が内装され、上記主側ファインダー１３には、図示しない左右一対の結像光学系と左右一対の接眼光学系が設けられる。
【００３３】
ここで、上記構成において、手術手順について説明する。
【００３４】
先ず、術者Ｂは、予め撮影したＣＴ、ＭＲＩ装置などの断層画像を３次元画像データに再構築し、ワークステーション１９に記録する。そして、手術を始めるにあたっては、ワークステーション１９内の断層画像データと鏡体１２の焦点Ｐの座標の相関をとるためマーク部材１１１，１１２，１１３を用いてキャリブレーション（生体座標系Ｏｂ−Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂの記憶）を行う。
【００３５】
以上の作業によりワークステーション１９には、生体座標系が記憶される。その後、術者３は、手術用顕微鏡の鏡体１２のグリップ１４を握り、グリップ１４に取付けられた、図示しない架台ブレーキスイッチを押し、架台１６の電磁ブレーキを解除して鏡体１２を移動して術部の観察部位に焦点Ｐを合わせる。架台ブレーキスイッチを離して、鏡体１２を固定する。
【００３６】
手術用顕微鏡による観察時には、焦点Ｐから発せられた光束は、鏡体１２に入射する。これらの光束は、対物光学系を介し、変倍光学系にて所望の倍率に拡大されたのち、結像光学系、接眼光学系を介して観察され、術者Ｂは、焦点Ｐを主側ファインダー１３を通して所望の倍率で観察される。
【００３７】
また、手術用顕微鏡による観察中、ＣＣＤカメラ１７１，１７２は、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影し、上記画像信号処理装置１８に出力する。画像信号処理装置１８は、ＣＣＤカメラ１７１，１７２で取得した画像信号を信号処理して検出信号を生成し、ワークステーション１９に出力する。ワークステーション１９は、入力した検出信号に基づいて、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３の生体座標系における位置を算出する。ここで、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３の３点と、対物光軸９の関係は、一意に決まっているので、同時に、対物光軸９の生体座標系における向きが演算される。
【００３８】
次に、ワークステーション１９は、上記焦準距離検出部２０の検出値から焦点距離Ｌを検出する。対物光軸１５の生体座標における向きと、手術用顕微鏡の焦点距離から、生体座標系における、位置が演算される。ワークステーション１９は、モニター２１に患者Ａの術前の断層画像に基づく３次元に再構築された術部の術前画像における焦点Ｐの位置に、焦点の位置を示す点Ｐ１を重像し表示する。
【００３９】
手術用顕微鏡を移動したり、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３とＣＣＤカメラ１７１，１７２の間に、術者Ｂの身体や医療器具などが入ると、ＣＣＤカメラ１７１，１７２は、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影できなくなる。すると、画像信号処理装置１８に設けられた検出状態判別回路（図示せず）は、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影できなかった、エラー信号をワークステーション１９に出力する。このエラー信号を受けてワークステーション１９は、例えばスピーカー２２から警告音を発することで、術者Ｂは、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を認識できない、つまり位置検出ができていないことを認識する。
【００４０】
ここで、術者Ｂは、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を検出できる位置に、ＬＥＤ移動部１５４の一端を持ち、ガイドレール１２２に沿って移動させて、対物光軸９周りに回転させる。この時、ＣＣＤカメラ１７１，１７２が、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を検出すると、画像信号処理装置１８は、上述したように検出信号をワークステーション１９に出力する。検出信号を受けたワークステーション１９は、スピーカ２２からの警告音を止める。
そこで、術者は、焦点Ｐの位置検出ができたことを認識して、ＬＥＤ移動部１５４を停止させる。
【００４１】
このとき、ＬＥＤ移動部１５４の移動は、対物光軸９周りの回転運動であり、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３と対物光軸９の位置関係が不変であることで、ワークステーション１９は、何ら移動に伴う特別な演算をすることなく、術部の術前画像に、術前画像における鏡体１２の焦点Ｐを重像してモニター２１に表示する。
【００４２】
このように、上記手術用顕微鏡システムは、鏡体１２の対物光軸９を中心とする周囲にガイドレール１２２を設けて、このガイドレール１２２に指標を構成するＬＥＤ１５１，１５２，１５３を配したＬＥＤ移動部１５４を移動自在に設けて、このＬＥＤ移動部１５４をガイドレール１２２に沿って動かすことで、常時、指標の検出を可能に構成した。これによれば、位置検出の補正を行うことなく、ＬＥＤ移動部１５４の簡単な操作で、鏡体１２の焦点位置を確実にして、高精度に検出することが可能となり、小形化を確保したうえで、取扱い操作を含む使い勝手の向上を図ることが可能となる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図６及び図７は、この発明の第２の実施の形態を示す。但し、図６及び図７においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
即ち、第２の実施の形態に係る指標回転移動機構部３０は、上記鏡体１２の延出部１２１に配されたガイドレール１２２に、例えば一対のメカニカルスイッチ３１１，３１２が所定の間隔を有して設けられる。このメカニカルスイッチ３１１，３１２の接点３１１ａ，３１２ａは、それぞれガイドレール１２２の円弧の接線方向に向けて設けられる。
【００４５】
上記ＬＥＤ移動部１５４には、図７に示すように例えば軸Ｏ３に略平行な回転軸Ｏ４周りに駆動軸３２１を有したモーター３２が内装される。このモーター３２の駆動軸３２１の先端には、ギア３２２が一体的に取付けられ、このギア３２２には、上記ローラー２３３の回転軸２４３に嵌着されたギア２４４が噛合される。これにより、モーター３２の駆動軸３２１の回転力は、ギア３２２，ギア２２４４を介して上記ローラー２３３に伝達され、その回転に連動して上記ＬＥＤ移動部１５４が、ガイドレール１２２に沿って移動案内される。
【００４６】
これらのメカニカルスイッチ３１１，３１２とモーター３２、ワークステーション１９は、図示しない移動制御回路に接続される。移動制御回路（図示せず）は、上記ワークステーション１９からの指令信号に応動してモーター３２を駆動制御し、メカニカルスイッチ３１１，３１２のオンオフ信号に基づいて上記モーター３２の回転方向を制御する。
【００４７】
上記構成により、上記第１の実施の形態と略同様にキャリブレーション等の術前作業、キャリブレーション後、手術を開始し、鏡体５を移動し術部を観察する。そして、ＬＥＤ移動部１５４のＬＥＤ１５１，１５２，１５３がＣＣＤカメラ１７１，１７２に対して、術者Ｂの身体や医療器具等で遮られると、ＣＣＤカメラ１７１，１７２は、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影することが困難となる。
【００４８】
すると、上記画像信号処理装置１８内に設けられた検出状態判別回路（図示せず）は、上述したようにＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影できない、エラー信号をワークステーション１９に出力する。このエラー信号を受けてワークステーション１９は、上記移動制御回路（図示せず）に、モーター３２を駆動させる信号を出力し、モーター３２の駆動軸３２１を回転させてギア３２２、ギア２４４を介してローラー２３３を駆動することで、ＬＥＤ移動部１５４を、対物光軸９周に、例えば図６中反時計方向に移動させる。
移動中、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を、ＣＣＤカメラ１７１，１７２が撮ると、ワークステーション１９は、検出信号を上記移動制御回路（図示せず）に出力する。すると、移動制御回路（図示せず）は、モーター３２の駆動を停止させ、モニター２１に、焦点Ｐの術前画像における位置に点Ｐ１を重像して表示する。
【００４９】
一方、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３がＣＣＤカメラ１７１，１７２に検出されずに、ＬＥＤ移動部１５４が、メカニカルスイッチ３１１の位置まで移動すると、メカニカルスイッチ３１１の接点３１１ａがオンされる。すると、移動制御回路（図示せず）は、モーター３２の回転を逆転させ、ＬＥＤ移動部１５４が対物光軸９周りを図７中時計方向に移動する。この移動中に、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３がＣＣＤカメラ１７１，１７２に撮らえられると、同様に、ワークステーション１９は、移動制御回路（図示せず）を介してモーター３２を停止させると共に、モニター２１に、焦点Ｐの術前画像における位置に点Ｐ１を重像して表示する。
【００５０】
また、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が検出されずに、ＬＥＤ移動部１５４が、メカニカルスイッチ３１２の位置まで移動すると、メカニカルスイッチ３１２の接点３１２ａがオンされる。すると、上記移動制御回路（図示せず）は、モーター３２の回転を逆転させ、ＬＥＤ移動部１５４を、対物光軸１５周りに図７中時計方向に移動させる。そして、ワークステーション１９は、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ移動部１５４のＬＥＤ１５１，１５２，１５３を検出すると、上述したうように移動制御回路（図示せず）を介してＬＥＤ移動部１５４を停止させる。
【００５１】
この第２の実施の形態によれば、指標回転移動機構部３０のＬＥＤ移動部１５４に、モーター３２を内装して、該ＬＥＤ移動部１５４をＣＣＤカメラ１７１，１７２によるＬＥＤ１５１，１５２，１５３の検出が可能な場所に自動的に移動・停止させるように構成したことにより、例えば術者Ｂが、手術中わざわざ、ＬＥＤ移動部１５４を手で移動させる必要がないばかりか、常に位置検出が可能であるため、手術に集中して取り組めることにより、手術効率の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図８及び図９は、この発明の第３の実施の形態を示す。但し、図８及び図９においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
即ち、第３の実施の形態においては、上記鏡体１２の対物光軸９に垂直な平面において、助手用ファインダー４０を中間鏡筒４１を介して対物光軸９周りに回転自在に配される。この中間鏡筒４１には、図示しないレンズリレー系が内装され、上記鏡体１２から出射した光学像を、上記助手用ファインダー４０に導き案内する。なお、鏡体１２には、図示しない対物光学系と、図示しない単一の変倍光学系と、光束を上記主側ファインダー１３と助手用ファインダー４０に分割する図示しないビームスプリッターが備えられることとなる。
【００５４】
また、中間鏡筒４１上には、指標回転移動機構部４２が設けられる。この指標回転移動機構部４２は、ＬＥＤ移動部４３と、上記中間鏡筒４１と主側ファインダー１３の間に設けられた２本の支柱４４１，４４２に支持された円形ガイドレール４５１とを備えて構成される。この円形ガイドレール４５の中心は、上記対物光軸９と一致するように中間鏡筒４１上に配され、ＬＥＤ移動部４３が、対物光軸９周りに回転移動自在に取り付けられる。
【００５５】
円形ガイドレール４５と、ＬＥＤ移動部４３は、例えば上記第１の実施の形態で説明したガイドレール１２２とＬＥＤ移動部１５４と同様の構造で組み合わせ配置される。そして、このＬＥＤ移動部４３には、同様に上記ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が所定の間隔に配される。
【００５６】
上記構成において、術者Ｂや助手Ｃ（図９参照）は、術前、手術のスタイルに合わせるべく、対物光軸９周りに、助手用ファインダー４０の主側ファインダー１３に対する位置を設定する。その後、上記位置検出装置１７等を配置し、同様に、キャリブレーションなどの術前の操作を行い手術を開始する（図９（ａ）参照）。
【００５７】
手術中、ＬＥＤ移動部４３に設けられた、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が発した光は、位置検出装置１０上の、ＣＣＤカメラ１７１，１７２に到達する。ここで、上記画像信号処理装置１８は、上述したように検出信号を、ワークステーション１９に出力し、該ワークステーション１９が、上記生体座標系における、位置を演算し、術前画像における鏡体５の焦点位置に点Ｐ１を、重像してモニター２１に表示する。
【００５８】
この手術中、助手Ｃは、手術のスタイルを変更するために、助手用ファインダー４０を、中間鏡筒４１を介して対物光軸９周りに回転させ、助手用ファインダー４０の位置を、例えば術者Ｂと向き合う位置に変更する（図）９（ｃ）参照）。この助手用ファインダー４０の移動途中において、図９（ｂ）に示すように中間鏡筒４１の一側面が、ＬＥＤ移動部４３と接触される。そのまま、中間鏡筒４１を回転させると、該中間鏡筒４１がＬＥＤ移動部４３を押し込んで、該ＬＥＤ移動部４３が中間鏡筒４１と共に対物光軸９周りに回動される。その後、中間鏡筒４１が、術者Ｂに対して、図９（ｃ）に示すように互いに向き合う位置に設定される。
【００５９】
ここで、ＬＥＤ移動部４３に設けられた、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を発した光は、位置検出装置１０上の、ＣＣＤカメラ１７１，１７２に到達される。
この時、ＬＥＤ移動部４３は、対物光軸９周りに回転したことにより、該ＬＥＤ移動部４３上のＬＥＤ１５１，１５２，１５３と対物光軸９の関係が、不変であることで、同様に、上記画像信号処理装置１８から検出信号がワークステーション１９に入力される。すると、ワークステーション１９は、上述したように生体座標系における、位置を算出し、術前画像における鏡体５の焦点位置に点Ｐ１を、重像してモニター２１に表示する。
【００６０】
また、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３からの光がＣＣＤカメラ１７１，１７２に対して、医療器具などで遮られると、同様に、ワークステーション１９は、スピーカー２２から警告音を発する。これにより、術者Ｂ又は助手Ｃは、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を検出できる位置に、ＬＥＤ移動部４３の一端を持ち、ガイドレール４５に沿って、対物光軸９周りに、ＬＥＤ移動部４３を回転させる。そして、ＣＣＤカメラ１７１，１７２がＬＥＤ１５１，１５２，１５３を検出すると、その検出信号に応動して上述したようにワークステーション１９は、スピーカ２２からの警告音の発生を停止させる。
【００６１】
ここで、術者Ｂ又は助手Ｃは、ＬＥＤ移動部４３が検出可能位置に到達したことを検知し、ＬＥＤ移動部４３の移動を停止させる。すると、ワークステーション１９は、上述したように生体座標系における、位置を演算して、術前画像における鏡体１２の焦点位置に点Ｐ１を、重像してモニター２１に表示する。
【００６２】
このように、第３の実施の形態によれば、指標回転移動機構部４２を中間鏡筒４１に設けたため、助手Ｃが中間鏡筒４１を回転させ、助手の立つ位置を変えたとしても、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３は、中間鏡筒４１と同時に移動するため、助手Ｃによって指標であるＬＥＤ１５１，１５２，１５３が遮られることはない。これにより、術中に手術スタイルを変更しても、ＬＥＤ移動部４３を移動させたりすることなく、手術を続行することができることにより、効率的に手術を行うことが可能となる。
【００６３】
また、これによれば、ＬＥＤ移動部４３の動きを対物光軸９を中心として回転移動可能なガイドレール４５を設けたことにより、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が、位置検出装置１７に対して、遮られたときも、術者Ｂは、単に、ＬＥＤ移動部４３をそのガイドレール４５に沿って移動するといった簡単な操作で、確実な位置検出を実現することができる。
【００６４】
このように上記第１乃至第３の実施の形態では、手術用顕微鏡の位置を示す、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を対物光軸９周りに回転自在に配して構成していることにより、術者Ｂや助手Ｃ等の手術スタッフ、医療機器によってＬＥＤ１５１，１５２，１５３と位置検出装置１０との間が遮られた場合でも、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３の位置を、対物光軸９周りに回転させることで、回避することができる。この結果、術者Ｂや助手Ｃの立つ位置と医療機器の配置の制限が無くなり、手術を効率よく行うことができる。また、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を、単に、対物光軸９周りに回転移動させる構成を備えるだけの簡単な構成で済むことにより、小形化が確保される。
【００６５】
（第４の実施の形態）
図１０乃至図１３は、この発明の第４の実施の形態を示す。但し、図１０乃至図１３においては、上記図１乃至図５と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６６】
先ず、第４の実施の形態を説明する先立ち、該第４の実施の形態で解決する課題について説明する。例えば、上記特許文献４の架台に上記特許文献３の手術用顕微鏡を組合わせることにより、位置検出マーカーの鏡体に対する位置を変更できるために、３次元位置を検出することが可能となり、そのキャリブレーション等の煩雑な作業がなくなり、手術効率の向上を図ることが可能となる。
【００６７】
ところが、上記手術用顕微鏡にあっては、その鏡体部にエンコーダ等を配した位置検出マーカーを保持する多関節支持アームを組付け配置しなけらばならないために、鏡体部の重量が非常に重くなる。この鏡体部は、一般に、バランス式架台アームに保持され、術中、術者が３次元的に自由に移動される。このバランス式架台アームは、鏡体部の重量と、それを相殺するカウンターウエートを有しているために、その重量が重くなると、そのカウンターウエートも重量を重くすることが必要となる。
【００６８】
このため、鏡体部の質量が大きくなると、鏡体部を移動させる際の操作性（バランス式架台アームの操作力量に影響する慣性力）が悪化される。また、上記多関節支持アームを鏡体部周りに配することは、鏡体部からの張り出し部位が大きくなることで、該アームが手術の邪魔となり、処置具の出し入れ等の作業に悪影響を及ぼし、手術効率の低下を招く。
【００６９】
また、上記特許文献３に示される架台に対して、手術用顕微鏡のナビゲーションシステムを構成する位置マーカー（例えば、米国特許  ５８９１０２０号公報）を組合わせることも考えられる。この組合せによると、鏡体部自体を小形化することが可能となるうえ、軽い操作性を得ることが可能となり、操作に悪影響を受けることがないが、上述したように鏡体部の俯仰動作を行うための第２のリンクが、大きく傾斜される。このため、第２のリンクが大きく傾斜されると、該第２のリンクが術者の頭部に当たる虞があり、手術スタイルに悪影響を及ぼすとう不都合を有する。
【００７０】
そこで、第４の実施の形態においては、装置の小形化を確保して、簡便にして容易な操作を実現し、しかも、観察位置の確実にして高精度な検出を実現することにある。
【００７１】
即ち、この第４の実施の形態では、手術用顕微鏡を構成する鏡体１２に、同様に術部を観察するための対物光学系を内装し、この鏡体１２を、上記架台１６に連結された上部アーム５０に、鏡体俯仰機構５１を介して、空間上に移動自在に配する（図１０参照）。上部アーム５０には、指標である、上記ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が所定の間隔に設けられる。
【００７２】
上記鏡体俯仰機構５１は、図１１及び図１２に示すようにその俯仰軸５３の一端部が鏡体１２に設けられた鏡体取付部５１１に回転軸Ｏ７周りに回転自在に支持される。俯仰軸５３には、一端部にスイッチピン５３１が、上記鏡体取付部５２内に配される俯仰角検出用の第１及び第２のスイッチ５２１，５２２の各接点に対応して設けられる。この第１及び第２のスイッチ５２１，５２２は、俯仰軸５１１の回転位置に応じて所定の間隔に配され、該俯仰軸５１１の回転位置に応じて上記スイッチピン５３１により、一方の接点が選択的にオン・オフ切り換え制御される。これら第１及び第２のスイッチ５２１，５２２は、図示しない俯仰角度検出回路に接続される。俯仰角度検出回路（図示せず）は、第１及び第２のスイッチ５２１，５２２の切り換え信号を上記ワークステーション１９に出力する。
【００７３】
また、上記俯仰軸５３の一端部には、凹状の第１及び第２のクリック穴５３２，５３３が、上記第１及び第２のスイッチ５２１，５２２の接点に対応して所定の間隔に設けられる。一方、鏡体取付部５２には、クリックピン５４が上記俯仰軸５３の第１及び第２のクリック穴５３２，５３３に対応して出入り自在に設けられる。
【００７４】
このクリックピン５４には、バネ部材５４１が、俯仰軸方向に付勢力を付与するように係着され、このバネ部材５４１の付勢力により、俯仰軸５３の第１及び第２のクリック穴５３２，５３３に選択的に挿入されて該俯仰軸５３の回転を規制して位置決めする。また、クリックピン５４には、その基端に操作ツマミ５４２が設けられる。操作ツマミ５４２は、バネ部材５４１の付勢力に抗してクリックピン５４を俯仰軸５３の第１及び第２のクリック穴５３２，５３３から離脱させて該俯仰軸５３の回転を可能に解放する。
【００７５】
また、上記ワークステーション１９内には、鏡体１２の俯仰角に応じたキャリブレーションデータを記憶する、例えば図示しない第１及び第２のキャリブレーションデータメモリが設けられている。そして、ワークステーション１９は、例えば上記俯仰角度検出回路（図示せず）の出力信号に基づいて第１のスイッチ５２１がオンされている状態で、上記第１のキャリブレーションデータメモリを、また第２のスイッチ５２２がオンされている状態で、第２のキャリブレーションデータメモリをキャリブレーションデータとして参照する、俯仰角変更検出プログラムが内蔵される。
【００７６】
上記構成により、キャリブレーション以外の、術前の作業（３次元画像データに再構築等）は、上記第１の実施の形態と同様に行われる。続いて、鏡体１２の対物光軸９を鉛直方向に設定した状態で（図１０参照）、キャリブレーション作業が行われる。このときの、演算された生体座標系は、例えば第１のキャリブレーションデータメモリに記憶される。この際、クリックピン５４は、第１のクリック穴５３２に挿入され、スイッチピン５３１が、第１のスイッチ５２１の接点をオンさせる。
【００７７】
次に、クリックピン５４の操作ツマミ５４１をバネ部材５４１の付勢力に抗して引き、クリックピン５４を、第１のクリック穴５３２から脱出させ、鏡体１２を約９０°回転させる。すると、クリックピン５４は、第２のクリック穴５３３に入り込み、鏡体１２が図１３に示すように対物光軸９を鉛直方向に対して９０°傾けた状態で、上部アーム５０に対して位置決めされて固定され、ここで、キャリブレーション作業が行われる。このときの、演算された生体座標系は、第２のキャリブレーションデータメモリに記憶される。この際、クリックピン５４は、第２のクリック穴５３３に挿入され、スイッチピン５３１が、第２のスイッチ５２２の接点をオンさせる。ここで、鏡体１２の対物光軸９は、上部アーム部５０に配されたＬＥＤ１５１，１５２，１５３に対向する向きに設定され、２つの生体座標がそれぞれ上記第１及び第２のキャリブレーションメモリに記憶される。
【００７８】
また、手術用顕微鏡による観察中、ＣＣＤカメラ１７１，１７２は、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を撮影する。上記画像信号処理装置１８は、ＣＣＤカメラ１７１，１７２のからの画像信号を信号処理し、検出信号をワークステーション１９に出力する。
【００７９】
そして、対物光軸９が鉛直方向のとき、つまり第１のスイッチ５２１がオンされた状態で、ワークステーション１９は、俯仰角変更検出プログラムの作用により上記第１のキャリブレーションデータメモリを参照する。また、第２のスイッチ５２２がオンされた状態で、ワークステーション１９は、俯仰角変更検出プログラムの作用により、上記第２のキャリブレーションデータメモリを参照する。
この第１及び第２のキャリブレーションデータメモリに記憶されている、生体座標系から、手術用顕微鏡の焦点Ｐの、術前画像における位置を演算して、演算結果に基づき、術前画像に点Ｐ１を重像してモニター２１に表示する。
【００８０】
また、手術中において、鏡体１２の角度を手術中に大きく変えて使用する場合について説明する。例えば、対物光軸９を鉛直方向から、鏡体１２を鏡体俯仰機構５１を用いて俯仰させ、９０°に変更した場合、術者Ｂは、クリックピン５４の操作ツマミ５４２をバネ部材５４１の付勢力に抗して引き、クリックピン５４を第１のクリック穴５３２から脱出させ、鏡体１２を矢印方向に９０°回転させる。すると、クリックピン５４が、第２のクリック穴５３３に入り込み、鏡体１２は、図１３に示すように対物光軸９を鉛直方向に対して９０°傾けた状態で、上部アーム５０に対して固定される。この状態では、俯仰軸５３のスイッチピン５３１が、第２のスイッチ５２２をオンさせる。
【００８１】
ここで、ＣＣＤカメラ１７１，１７２は、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３が撮影される。すると、上記画像信号処理装置１８は、ＣＣＤカメラ１７１，１７２からの画像信号を信号処理して、検出信号をワークステーション１９に出力する。ワークステーション１９は、上記俯仰角検出回路（図示せず）から、俯仰角を検出し、俯仰角変更検出プログラムの作用により第２のキャリブレーションデータメモリを参照して、焦点Ｐの生体座標系における位置を算出する。この結果、ワークステーション１９は、患者Ａの術前の断層画像に基づく３次元に再構築された術部の術前画像に鏡体１２の焦点Ｐを重像してモニター２１に表示する。
【００８２】
このように第４の実施の形態では、鏡体１２と上部アーム５０との間に、鏡体１２の架台１６に対する相対角度を変更する、鏡体俯仰機構５１と該鏡体俯仰機構５１の俯仰角度を検出する第１及び第２のスイッチ５２１，５２２とスイッチピン５３１を配し、鏡体角度に応じた生体座標を記憶した第１及び第２のキャリブレーションメモリを設けて構成した。これによれば、鏡体１２の俯仰角を手術のスタイルに合わせて変更しても、手術用顕微鏡の鏡体１２の焦点Ｐを高精度に位置検出ができることにより、容易に観察形態の多様化を図ることが可能となる。
【００８３】
また、これによれば、第１及び第２のスイッチ５２１，５２２の２個のメカニカルスイッチと、俯仰軸５３にスイッチピン５３１を設けるだけの簡易な構成で、高精度な検出が実現されることにより、容易に小形化を確保することができる。
【００８４】
（第５の実施の形態）
図１４及び図１５は、この発明の第５の実施の形態に係る鏡体俯仰機構６０を示す。但し、図１４及び図１５においては、上記図１０乃至図１３と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
即ち、第５の実施の形態においては、上述した第４の実施の形態と同様に俯仰軸５３が鏡体取付部５２に、回転軸Ｏ７周りに回転自在に挿入される。なお、俯仰軸５３は、同様にその一端部が上記上部アーム５０に支持され、鏡体１２は、鏡体俯仰機構６０を介して、上部アーム５０に対して、回転軸Ｏ７周りに回転自在に配される。
【００８６】
俯仰軸５３の他端部には、ブレーキ機構を構成するブレーキディスク６１が取り付けられる。そして、上記鏡体取付部５２の内部には、俯仰軸５３を回転軸Ｏ７周りの回転を規制する、電磁ブレーキ６２が俯仰軸５３のブレーキディスク６１に対応して設けられる。この電磁ブレーキ６２には、ブレーキシュー６２１が上記俯仰軸５３のブレーキディスク６１に対向して設けられる。電磁ブレーキ６２は、例えば図示しない俯仰ブレーキスイッチの操作に応動して図示しない制御回路を介してソレノイドが駆動制御されて、そのブレーキシュー６２１をブレーキディスク６１に接離して俯仰軸５３の回転を制動あるいは制動解除する。
【００８７】
また、鏡体取付部５２には、エンコーダ６３が、俯仰軸５３の回転軸Ｏ７に対向して設けられる。このエンコーダ６３は、上記ワークステーション１９に接続され、上記俯仰軸５３の回転角を検出して回転角情報をワークステーション１９に出力する。
【００８８】
上記ワークステーション１９は、例えば図１５に示すようにエンコーダ６３で検出した回転角情報が入力されると、相対座標演算部１９１で、キャリブレーション時からの俯仰軸５３の回転角を算出し、対物光軸９とＬＥＤ１５１，１５２，１５３の相対位置関係を算出する。この相対位置情報は、焦点座標検出部１９２に入力される。焦点座標検出部１９２には、上記焦点距離検出部２０からの焦点距離情報が入力され、この焦点距離情報と相対位置情報とに基づいて、上部アーム５０のＬＥＤ１５１，１５２，１５３に対する、鏡体１２の焦点Ｐの相対座標を算出して、生体座標演算部１９３に出力する。
【００８９】
生体座標演算部１９３には、上記位置検出装置１７からの上部アーム５０の位置情報が入力され、この位置情報と上記焦点Ｐの相対座標とに基づいて焦点Ｐの生体座標系における、鏡体１２の焦点Ｐを算出し、画像表示部１９４を介して上記モニター２１に表示する。
【００９０】
上記構成において、手術の前の作業（３次元画像データに再構築、キャリブレーション）に関しては、上述した実施の形態と同様にして実行する。この時、エンコーダ６３は、俯仰軸５３と鏡体取付部５２との初期値を計測する。
【００９１】
そして、手術中、ワークステーション１９は、上部アーム５０のＬＥＤ１５１，１５２，１５３の位置を検出して、焦点Ｐの術前画像における位置を演算して求め、術前画像に焦点Ｐの位置を示す点Ｐ１を重像して、モニター２１に表示する。
【００９２】
一方、また、術者Ｂは、手術中、手術のスタイルを変更する場合、俯仰ブレーキスイッチ（図示せず）を押圧操作する。すると、上述したように制御回路（図示せず）を介して電磁ブレーキ６２のブレーキシュー６２１が、俯仰軸５３のブレーキディスク６１から離れ、俯仰軸５３の鏡体取付部５２に対する回転軸Ｏ７周りの回転の規制が解除される。
【００９３】
ここで、術者Ｂは、好みの俯仰角度に設定し、上記俯仰ブレーキスイッチ（図示せず）から手を離す。すると、ブレーキシュー６２１は、ブレーキディスク６１に対して押し付けられ、俯仰軸５３の鏡体取付部５２に対する回転軸Ｏ７周りの回転が固定される。ここで、相対座標演算部１９１には、エンコーダ６３からの角度情報が入力され、この角度情報に基づいてキャリブレーション時からの俯仰軸５３の回転角を演算し、対物光軸９及び対物光軸９とＬＥＤ１５１，１５２，１５３の相対位置関係を算出する。この演算結果は、焦点座標検出部１９２に出力される。焦点座標検出部１９２は、入力された相対位置関係と、上記焦点距離検出部２０からの鏡体１２の焦点距離情報とに基づいて、キャリブレーション時からのＬＥＤ１５１，１５２，１５３の相対位置の変化量を演算して、この演算結果を生体座標演算部１９３に出力する。
【００９４】
この生体座標演算部１９３は、焦点座標検出部１９２の出力値とキャリブレーション時に記憶された生体座標系から、生体座標系における、鏡体１２の焦点Ｐを算出する。この結果を受けて、ワークステーション１９は、術前画像に焦点位置を示す点Ｐ１を重像し、モニター２１に表示する。
【００９５】
このように第５の実施の形態においては、俯仰軸５３の回転をエンコーダ６３で検出して、エンコーダ６３の検出情報に基づいて、鏡体１２の焦点位置の術前画像における位置を算出するように構成した。これによれば、キャリブレーションを一回行うだけで済むことにより、上述した第４の実施の形態に比して手術の準備に費やす時間を短縮化することができる。
【００９６】
また、これによれば、エンコーダ６３を用いて回転角を検出するように構成していることにより、俯仰角をより細かく設定することができるため、さらに手術を効率良く行うことが可能となる。
【００９７】
さらに、第４及び第５の実施の形態においては、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３の配される上部アーム５０と、鏡体１２に配される鏡体取付部５２との回転角を検出して、この回転角に基づいて位置検出装置１７による位置検出を行うように構成していることにより、観察形態を含む手術スタイルの多様化を図ったうえで、高精度な位置検出が可能となる。また、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を、単に上部アーム５０に取付け配置するだけでよいことにより、小形化が確保され、手術の容易化にも寄与することができる。
【００９８】
なお、上記各実施の形態では、ＬＥＤ１５１，１５２，１５３を用いた指標構造を用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他、各種の指標構造を用いて構成することも可能である。
【００９９】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【０１００】
例えば実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１０１】
また、この発明は、上記記述に基づいて、
（１）  術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、
前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、
前記手術用顕微鏡に設けられた指標と、
前記指標の位置を検出する位置検出手段と、
焦準距離検出手段と、位置検出手段からの情報を元に、前記手術用顕微鏡の焦準位置と前記手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを備えた手術用顕微鏡システムにおいて、
前記指標を、手術用顕微鏡の対物光軸周りに回転可能な、指標回転移動手段を介して、手術用顕微鏡に設けられたことを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０２】
（２）  前記（１）の記述において、
前記指標回転移動手段は、半円弧状のガイドレールであることを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０３】
（３）  前記（２）の記述において、
前記指標移動部に、指標をガイドレールに対して移動させる、駆動手段を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０４】
（４）  前記（３）の記述において、
前記位置検出手段による前記指標の検出状態を判別する、検出状態判別回路と、前記検出状態判別回路からの出力信号に基づき、前記指標を移動させる駆動手段の動作を制御する制御回路が設けられていることを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０５】
（５）  術部を観察するための対物光学系を有する手術用顕微鏡と、
該手術用顕微鏡を３次元的位置が移動・固定可能な架台と、
前記手術用顕微鏡の位置を示す指標と、
前記指標の位置を検出する位置検出手段と、
前記手術用顕微鏡の対物光軸上の焦点と、手術用顕微鏡の距離を検出する焦準距離検出手段と、
前記焦準距離検出手段と、前記位置検出手段からの情報を元に、前記手術用顕微鏡の焦点位置と前記手術用顕微鏡の３次元的な空間位置を算出する演算手段とを備えた手術用顕微鏡システムにおいて、
前記架台と手術用顕微鏡の相対位置を変更する回転軸と、
前記回転軸の回転を検出する、角度検出手段が設けられたことを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０６】
（６）  前記（５）の記述において、
前記角度検出手段は、前記回転軸に設けられた、ピンとメカニカルスイッチからなることを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０７】
（７）  前記（６）の記述において、
前記角度検出手段は、エンコーダであることを特徴とする手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易にして、小形化を確保したうえで、取扱い操作を含む使い勝手の向上を図り得るようにした手術用顕微鏡システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示した構成図である。
【図２】図１の処理制御系を示したブロック図である。
【図３】図１の鏡体及び指標回転移動機構部の配置関係を示した斜視図である。
【図４】図３のＸ−Ｘを断面して示した断面図である。
【図５】図１の患者とヘッドフレームと関係を説明するために示した配置構成図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係る回転移動機構部を取り出して示した斜視図である。
【図７】図６のＹ―Ｙを断面して示した断面図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態に係る回転移動機構部を取り出して示した斜視図である。
【図９】図８の回転移動機構部の動作を説明するために示した動作説明図である。
【図１０】この発明の第４の実施の形態に係る鏡体俯仰機構を取り出して示した斜視図である。
【図１１】図１０の要部を俯仰軸に対して直交する方向に断面して示した断面図である。
【図１２】図１０の要部を俯仰軸方向に断面して示した断面図である。
【図１３】図１０の動作を説明するために示した斜視図である。
【図１４】この発明の第５の実施の形態に係る鏡体俯仰機構の要部を俯仰軸方向に断面して示した断面図である。
【図１５】図１４の処理制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
９…対物光軸、１０…手術用ベッド、１１…ヘッドフレーム、１１１，１１２，１１３…マーク部材、１２…鏡体、１２１…延出部、１２２…ガイドレール、１３…主側ファインダー、１４…グリップ、１５…指標回転移動機構部、１５１，１５２，１５３…ＬＥＤ、１５４…ＬＥＤ移動部、１６…架台、１７１，１７２…ＣＣＤカメラ、１８…画像信号処理装置、１９…ワークステーション、２０…焦準拠置検出部、２１…モニター、２２…スピーカ、２３１，２３２，２３３…ローラー、２４１，２４２，２４３…ローラー軸、２４４…ギア、３０…指標回転移動機構部、３１１，３１２…メカニカルスイッチ、３１１ａ，３１２ａ…接点、３２…モーター、３２１…駆動軸、３２２…ギア、４０…助手用ファインダー、４１…中間鏡筒、４２…指標回転移動機構部、４３…ＬＥＤ移動部、４４１，４４２…支柱、４５…円形ガイドレール、５０…上部アーム、５１…鏡体俯仰機構、５２…鏡体取付部、５２１，５２２…第１及び第２のスイッチ、５３…俯仰軸、５３１…スイッチピン、５３２，５３３…第１及び第２のクリック穴、５４…クリックピン、５４１…バネ部材、５４２…操作ツマミ、６０…鏡体府仰機構、６１…ブレーキディスク、６２…電磁ブレーキ、６２１…ブレーキシュー、６３…エンコーダ、１９１…相対座標演算部、１９２…焦点座標検出部、１９３…生体座標演算部、１９４…画像表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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