(57)【要約】【課題】  異なる重さの複数の医療観察機器に対して、簡単かつ信頼性のある手法で適応できる、調節可能なスタンドを提供すること。【解決手段】  第一回転軸（１０２ａ）に関して回転可能な第一アーム（１０４）と、該第一アーム（１０４）の一端に関節連結式に取付けられる第二アーム（１０６）と、該第二アーム（１０６）の末端に設けられる搭載装置（１１０）と、さらに、該第一アーム（１０４）に機能的に連結される補償質量ないしおもり（１２０、１３０）を有し、補償質量（１２０、１３０）は、第一回転軸（１０２ａ）に指向する軸（２００）に沿って、少なくとも部分的に前後に移動可能に設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一回転軸（１０２ａ）に関して回転可能な第一アーム（１０４）と、該第一アーム（１０４）の一端に関節連結式に取付けられる第二アーム（１０６）と、該第二アーム（１０６）の末端に設けられる搭載装置（１１０）と、さらに、該第一アーム（１０４）に機能的に連結される補償質量ないしおもり（１２０、１３０）を有する調節可能なスタンドであって、
前記補償質量（１２０、１３０）は、前記第一回転軸（１０２ａ）に指向する軸（２００）に沿って、少なくとも部分的に前後に移動可能に設けられる、スタンド。
【請求項２】
前記補償質量は、移動できない第一質量（１２０）と、前記第一回転軸（１０２ａ）に指向する軸（２００）に沿って前後に移動可能に構成される第二補償質量ないしおもり（１３０）とを含む、請求項１に記載のスタンド。
【請求項３】
前記搭載装置は、前記第二アーム（１０６）に第二回転軸（１０７）に関して回転可能に設けられ、該第二回転軸（１０７）は前記第一回転軸（１０２ａ）と平行に設けられ、かつ、前記第二回転軸（１０７）は、前記補償質量（１２０、１３０）が少なくとも部分的に前後に移動可能である、前記軸（２００）の想像上の延長線と交叉して延伸する、請求項１または２に記載のスタンド。
【請求項４】
前記第一アーム（１０４）は、内部ロッド（１０４ａ）と外部ロッド（１０４ｂ）を含む、平行要素リンク構造ないし関節連結式平行四辺形構造として設けられ、前記第一回転軸（１０２ａ）は該内部ロッド（１０４ａ）に構成され、移動可能な補償質量は、前記内部ロッド（１０４ａ）と前記外部ロッド（１０４ｂ）を互いに連結する、連結ロッド（１０４ｃ）の延長線上の回転点（１８１）に関して旋回可能に支持されるホルダー（１８０）に取付けられており、該ホルダー（１８０）には前記第一平行要素リンク構造の前記外部ロッド（１０４ｂ）に設けられるガイド要素（１９０）が係合するガイド（１８０ｃ）が設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスタンド。
【請求項５】
前記第二アーム（１０６）は、第一ロッド（１０６ａ）および第二ロッド（１０６ｂ）を有する平行要素リンク構造として設けられる、請求項４に記載のスタンド。
【請求項６】
前記スタンドに作用するトルクまたはモーメントが検知できる手段による少なくとも一つのセンサー要素、および該少なくとも一つのセンサー要素と相互作用して、補償質量が移動可能である手段により駆動装置を制御する制御システムを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスタンド。
【請求項７】
前記スタンドの位置が確定されるとその状態で固定保持する制動装置（２１０）を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスタンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前文による調節可能なスタンドに関する。すなわち、本発明は、第一回転軸に関して回転可能な第一アームと、該第一アームの一端に関節連結式に取付けられる第二アームと、該第二アームの末端に設けられる搭載装置と、さらに、該第一アームに機能的に連結される補償質量ないしおもりを有する調節可能なスタンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、外科用顕微鏡などの重量のある医療観察機器を容易に取扱うために、通常、観察機器が固定または搭載できる、調節可能なスタンドが設けられる。この場合、わずかな力による高精度で簡素な水平および垂直の移動を確実にするためには、スタンドへ取付けた光学観察装置の重量を平衡（化）させる役割をする、補償おもり（compensation weight）をスタンドに構成することが通常である。さらに、異なる光学観察装置（複数）（それらに対応して、異なる質量を有する）が、スタンドと共に使用されることも一般的であるので、異なる医療観察装置に補償おもりを適用させることも可能であるに違いない。
【０００３】
特許文献１は、これらの目的のために、対応する水平および垂直の摺動ないしスライド機構により、スタンド上で釣り合いおもりないしカウンターウェイトが移動できることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＵＳ６，０５０，５３０Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの摺動機構は比較的複雑なものとして認識されており、スタンドに異なる位置で補償おもりを配置し、かつ、それらの位置でそれらおもりを停止保持する(確実に固定する)必要も、相当にかなり複雑である。したがって、本発明の目的は、異なる重さの複数の医療観察機器に対して、簡単かつ信頼性のある手法で適応ないし対応できる、調節可能なスタンドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有する調節可能なスタンドによって達成される。さらに、発明の有利な利点は従属項に記載される。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【０００７】
すなわち、本発明の一視点において、第一回転軸に関して回転可能な第一アームと、該第一アームの一端に関節連結式に（articulatedly）取付けられる第二アームと、該第二アームの末端に設けられる搭載装置と、さらに、該第一アームに機能的に連結される補償質量ないしおもり（compensation mass）を有する調節可能なスタンドであって、当該補償質量は、該第一回転軸に指向する軸に沿って、少なくとも部分的に前後に移動可能に設けられる、スタンドが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一視点によれば、異なる重さの複数の医療観察機器を含むスタンドは、簡素かつ信頼性のある手法で平衡が調節できる。具体的には、補償質量（おもり）の一方向だけの少なくとも部分的な前後の移動による、非常に簡素な手法で、スタンドを平衡することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による調節可能なスタンドの好ましい実施態様を概略する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のさらなる特徴と利点は、下記記載から明らかであり、本発明は、添付図を参照しながら、例示的な実施態様に基づいて、さらに説明されるであろう。まずは本発明の実施形態の概要について説明する。
【００１１】
本発明によるスタンドは、簡素な手法で平衡することができ、光学観察装置、例えば、外科用顕微鏡が簡素で信頼できる方法で処理ないし取り扱うことができるシステムを利用可能にする。本発明によれば、一方向だけの補償質量（おもり）（compensation mass）の移動が必要である。その結果、非常に簡素な調節機構を構成することができる。
【００１２】
特に有利なことに、スタンドの第一回転軸に向けられる方向の軸に沿って、補償質量が少なくとも部分的に移動可能であり、この第一回転軸はスタンドが全体として回転可能ないし旋回可能（pivotable）な回転軸である。それによって、特に効果的な補償質量が設けられる。この軸は実際のまたは仮想の軸であり得ることに注意する。
【００１３】
好ましくは、補償質量は、移動可能でない第一質量ないしおもり（first mass）と、第一回転軸に指向する方向で前後に移動可能な第二補償質量ないしおもり（second compensation mass）を含む。この特徴は、(全体の)補償質量の一部だけを移動可能に構成する必要があることを確実にする。この結果は、従来の提案と比較して、補償質量の移動のために対応する駆動システムがより小型化できるということであり、その結果、スタンドは全体として物理的により小型になり得、コストを削減できる。
【００１４】
特に、有用なことに、スタンドの第二アームに配設される搭載機器は、第二アームに配設される第二回転軸に関して回転可能であり、この第二回転軸は第一回転軸と平行に配向されて、第二回転軸は、補償質量が少なくとも部分的に前後に移動可能である、前記軸の(想像上の)延長線と交叉して延伸している。
【００１５】
この場合、補償質量が少なくとも部分的に前後に移動可能な軸は、第一回転軸の延在する方向に対して、有意に、直交して延伸し、よって、第二回転軸に対しても直交して延伸する。
【００１６】
概して、スタンドのいわゆる中立軸は、補償質量が少なくとも部分的に前後に移動可能な軸、および、その(想像上の)延長線に沿って延伸する。この中立軸に沿った補償質量の調節は、非常に有効であると認識される、つまり、比較的大きなトルクは相対的な短い移動で補償できる。
【００１７】
特に有利なことに、内部ロッドおよび外部ロッドを有する、平行要素リンク構造（ないし連結構造）ないし関節連結式平行四辺形構造として第一アームが構成され、第一回転軸は内部ロッドに構成され、少なくとも部分的に移動可能な補償質量は、第一平行要素リンク構造の連結ロッドの延長上のさらなる回転軸に関して旋回可能に支持される、ホルダーに取付けられ、ホルダーには第一平行要素リンク構造の外部ロッドに配設されるガイド要素が係合するガイドが配設される。この特徴は、特に、機械的に簡素な設計を提供し、この設計により、補償質量が少なくとも部分的に前後に移動可能な軸、第一回転軸および第二回転軸が、スタンドの中立軸上にある（存在する）ことが可能である。これを確実にするために必要なことは、少なくとも部分的に移動可能な補償質量と第一回転軸との間のガイド要素が、この中立軸上に、同様に存在することである。
【００１８】
好ましくは、第二アームも、第一および第二ロッドを有する平行要素リンク構造として構成される。
【００１９】
好ましくは、本発明によるスタンドは、スタンドに作用するモーメント（トルク）が検知できる手段による、少なくとも１つのセンサー要素を含み、この少なくとも１つのセンサー要素と相互作用して、補償質量が移動できるような手法で駆動システムを制御する、制御システムも同様に含む。このタイプの構成要素は、光学機器（特に、搭載機器に取付けられた外科用顕微鏡）の機能としてのスタンドの調節の簡素な方法を可能にする。
【００２０】
好ましくは、スタンドは、スタンドの位置が確定されるとその状態で固定保持するための制動装置を含む。
【００２１】
本発明において下記の形態が可能である。なおこれら形態に付記した図面参照符号は専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００２２】
（形態１）
第一の視点のとおり、第一回転軸（１０２ａ）に関して回転可能な第一アーム（１０４）と、該第一アーム（１０４）の一端に関節連結式に取付けられる第二アーム（１０６）と、該第二アーム（１０６）の末端に設けられる搭載装置（１１０）と、さらに、該第一アーム（１０４）に機能的に連結される補償質量ないしおもり（１２０、１３０）を有する調節可能なスタンドであって、当該補償質量（１２０、１３０）は、当該第一回転軸（１０２a）に指向する軸（２００）に沿って、少なくとも部分的に前後に移動可能に設けられる、スタンドが提供される。
【００２３】
（形態２）
本発明において、当該補償質量は、移動できない第一質量（１２０）と、当該第一回転軸（１０２ａ）に指向する軸（２００）に沿って前後に移動可能に構成される第二補償質量ないしおもり（１３０）とを含むことが好ましい。
【００２４】
（形態３）
本発明において、当該搭載装置は、前記第二アーム（１０６）に第二回転軸（１０７）に関して回転可能に設けられ、当該第二回転軸（１０７）は当該第一回転軸（１０２ａ）と平行に設けられ、かつ、当該第二回転軸（１０７）は、当該補償質量（１２０、１３０）が少なくとも部分的に前後に移動可能である、当該軸（２００）の想像上の延長線と交叉して延伸することが好ましい。
【００２５】
（形態４）
本発明において、当該第一アーム（１０４）は、内部ロッド（１０４ａ）と外部ロッド（１０４ｂ）を含む、平行要素リンク構造ないし関節連結式平行四辺形構造として設けられ、当該第一回転軸（１０２ａ）は当該内部ロッド（１０４ａ）に構成され、移動可能な補償質量は、当該内部ロッド（１０４ａ）と当該外部ロッド（１０４ｂ）を互いに連結する、連結ロッド（１０４ｃ）の延長線上の回転点（１８１）に関して旋回可能に支持されるホルダー（１８０）に取付けられており、当該ホルダー（１８０）には当該第一平行要素リンク構造の当該外部ロッド（１０４ｂ）に設けられるガイド要素（１９０）が係合するガイド（１８０ｃ）が設けられることが好ましい。
【００２６】
（形態５）
本発明において、当該第二アーム（１０６）は、第一ロッド（１０６ａ）および第二ロッド（１０６ｂ）を有する平行要素リンク構造として設けられることが好ましい。
【００２７】
（形態６）
本発明において、当該スタンドに作用するトルクまたはモーメントが検知できる手段による少なくとも一つのセンサー要素、および当該少なくとも一つのセンサー要素と相互作用して、補償質量が移動可能である手段により駆動装置を制御する制御システムを有することが好ましい。
【００２８】
（形態７）
本発明において、当該スタンドの位置が確定されるとその状態で固定保持する制動装置（２１０）を有することが好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、付記した図面参照符号は専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００３０】
本発明による調節可能なスタンドの好ましい実施形態は、図１で、その全体が参照番号１００で示される。スタンドは、キャリア要素としてキャリアカラム１０２を具備し、当該キャリアカラム１０２上で平行要素リンク構造が旋回可能に支持される。
【００３１】
平行要素リンク構造は、第一アームとして、ロッド１０４ａ、１０４ｂを具備する第一平行要素リンク構造１０４と、第二アームとして、ロッド１０６ａ、１０６ｂを具備する第二平行要素リンク構造１０６を含む。平行要素リンク構造１０４、１０６は、キャリアカラム１０２上に構成され、回転軸１０２ａに関して、その全体が旋回可能（pivotable）である。平行要素リンク構造１０６は、角度要素１０５ａ、回転軸１０５ｂ及び１０５ｃを含む機構ないし構造１０５により、平行要素リンク構造１０４に関して、さらに旋回可能である。したがって、平行要素リンク構造１０６は、平行要素リンク構造１０４の延長アームとしての役割をする。明確に説明するために、平行要素リンク構造のさらなる回転軸を小型の円形で図１に示すが、参照番号がすべて（の回転軸）に付されるとは限らない。好ましくは、スタンドの位置が確定されるとその状態で固定保持するための制動ないしロック装置２１０が配設される。この装置は、例えば、回転軸１０２ａの近傍、または一つのロッド１０４ａの一端の回転軸の近傍に配設できる。図１において、この装置２１０は、例えば、ロッド１０４ａの下端に配設される。
【００３２】
特に、外科用顕微鏡１１２、任意に、補助装置１１４、１１６を含む、医療光学機器は、搭載装置１１０によって、平行要素リンク構造１０６の自由な端ないし末端１０６ｃに搭載される。
【００３３】
医療光学機器１１２（任意で、補助装置１１４、１１６も）の重量により生じたモーメント（トルク）の釣り合いをとる（平衡させる）ために、第一補償おもり（compensation weight）１２０が、第一ないし内部ロッド１０４ａと第二ないし外部ロッド１０４ｂを連結する第一平行要素リンク構造１０４の水平の連結ロッド１０４ｃの延長線上に配設される。さらに、第二補償質量（おもり）１３０のためのホルダー１８０が、第一補償質量（おもり）１２０も配設される位置である、連結ロッド１０４ｃの延長線上の端部に配設される。このホルダー１８０は、連結ロッド１０４ｃの延長線で、回転軸１８１に関して旋回可能である。ホルダー１８０は、第二補償質量１３０（リニアキャリッジ（linear carriage）を構成する）が前後に移動可能であり、所望の位置で固定できる、リニアガイド（linear guide）として構成される第一領域１８０ａを含んで構成される。第二補償質量１３０の移動（可能な範囲）は、止め具（stops）または他の適切な手段で制限される。明瞭化のために、一つの止め具１８０ｂを図１に示す。
【００３４】
この止め具１８０ｂに隣接して、ホルダー１８０の第二領域１８０ｃがある。この第二領域１８０ｃは細長い穴（長穴）１８０ｄを含み、その主要な伸長（延在）方向は、第二補償質量１３０の移動可能な方向に対応する。好ましくは、ホルダー１８０の第一領域１８０ａと第二領域１８０ｃは一点部材で構成され、止め具１８０ｂは所望の位置に配設可能であり、かつ、固定することができる。
【００３５】
細長い穴１８０ｄは、第一平行要素リンク構造１０４の外部ロッド１０４ｂに配設されるガイド要素１９０のためのガイドとしての役割をする。例えば、ガイド要素１９０はガイドピンとして構成できる。
【００３６】
ガイド要素が、回転軸１８１と、第一ロッド１０４ａにおける第一平行要素リンク構造１０４の回転軸１０２ａとの間の(想像上の)接続ライン上にあるように、ロッド１０４ｂにおけるガイド要素１９０の位置は選択される。このライン（線）ないし軸は、図１に参照番号２００で示す。この結果は、ホルダー１８０における、リニアガイドとしての役割をする、第一領域１８０ａに沿った第二補償質量１３０の移動が、上記のライン２００に沿って、つまり、回転軸１０２ａに指向するか又は回転軸１０２ａから離れる方向における軸に沿って常に生じる、ということである。同時に、この移動は、回転軸１８１及び１０２ａに対して直交する方向に生じる。
【００３７】
さらなる回転軸、つまり、第二平行要素リンク構造１０６の第二ないし内部ロッド１０６ｂにおける搭載装置１１０の回転軸１０７が、（再度想像上の）ライン２００の延長線に位置することは明らかである。したがって、ライン２００はスタンドの中立軸を表す。
【００３８】
さらなるロッド１０４ｄが、第一平行要素リンク構造１０４のロッド１０４ａと１０４ｂとの間に配設される。このロッドは、その第一端で、キャリア要素１０２における旋回軸点ないしピボット点（pivot point）１０２ｂに関して旋回可能であり、また、その第二端で機構１０５の角度要素（angle element）１０５ａに連結される。
【００３９】
さらに、搭載装置１１０が、第二平行要素リンク構造１０６の２つのロッド１０６ａと１０６ｂを互いに連結する、連結ロッド１０６ｃの延長に取付けられることは明らかである。
【００４０】
連結ロッド１０６ｃは、ロッド１０６ｂに関して回転軸１０７の周りに旋回可能であり、かつ、ロッド１０６ａに関して回転軸１０８の周りに旋回可能である。下記でさらに説明されるように、この旋回は、スタンド１００の任意の位置における連結ロッド１０６ｃの鉛直な配向が確立できることを確実にする。
【００４１】
まず、スタンド１００が図１に示す位置で平衡であると仮定する。これは、連結ロッド１０６ｃに作用するモーメント（それは、外科用顕微鏡１１２および任意にさらなる構成要素１１４，１１６（また任意に搭載装置１１０の質量によって）によって実質的に引き起こされる）が補償質量１２０、１３０によって引き起こされるモーメントに対応することを意味する。この平衡を確立するために、移動可能なおもり１３０は、ホルダー１８０の第一領域１８０ａに沿って適切な位置に配置され、そして固定される。
【００４２】
例えば、より重い外科用顕微鏡１１２を設置、および／または、一層若しくはより重い補助装置１１２、１１４を取付けることによって、搭載装置１１０に取付けられた質量（おもさ）が変更ないし修正される場合、適切な位置に配置したトルクセンサーは、そこから生じる静的な不均衡（インバランス）を検知する。この型のセンサーによって得られる値は、有用に、制御装置（不図示）に転送され、駆動システム(不図示)を制御することによって、対応する外に向かう移動（つまり、旋回軸点１８１の方向での、ホルダー１８０の第一領域１８０ａに沿った第二補償質量１３０の移動）をもたらす。それによって、連結ロッド１０６ｃに作用する追加的なモーメントは効果的に補償できる。
【００４３】
例えば、矢印Ｐのうちの1つの方向に移動する場合、スタンド１００の上記平衡は、ほんのわずかな力（エネルギー）を必要として、スタンドの非常に迅速な調節を可能にする。図示された機構は、確立できる旋回軸点１８１のすべての位置において、ガイド要素１９０、回転軸１０２ａ、および回転軸１０７が、一つのラインないし線（中立軸２００）上に位置することを確実にする。
【００４４】
さらに、旋回軸（ピボット）機構１０５に対する第一平行要素リンク構造１０４の第三ロッド１０４ｄの影響は、横断するロッド１０６ｃに作用し、それによって、そこに取付けられる外科用顕微鏡は、常に、鉛直に搭載または配向される。
【００４５】
図示されるように、スタンド１００で確立できる任意の位置において、第二補償質量１３０を移動することにより、簡素な手法で、異なる質量の外科用顕微鏡または補助装置のためのスタンドを平衡させることが可能である。上記の方法に従えば、特に有利なことに、第二補償質量１３０だけを移動させる必要がある。第一補償質量１２０は、連結ロッド１０４ｃの延長に関し、静止した状態で配設することができる。特に、第二補償質量１３０は、第一補償質量１２０よりも実質的に小型にできる。したがって、第二補償質量１３０の移動のために、非常に小型の駆動システムを使用することができる。
【００４６】
上述の本発明の実施形態ないし実施例は、数ある実施形態ないし実施例の中の単なる例示であり、従って、本発明の限定として理解されるべきではない。
【００４７】
本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。即ち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００４８】
１００              調節可能なスタンド
１０２              キャリアカラム
１０２ａ            回転軸
１０２ｂ            旋回軸点
１０４              （第一）平行要素リンク構造、第一アーム、
１０４ａ、１０４ｂ  ロッド
１０４ｃ            連結ロッド
１０４ｄ            さらなる（第三）ロッド
１０５              旋回軸機構（構造）
１０５ａ            角度要素
１０５ｂ、１０５ｃ  回転軸
１０６              （第二）平行要素リンク構造、第二アーム
１０６ａ、１０６ｂ  ロッド
１０６ｃ            自由端ないし末端
１０７、１０８      回転軸
１１０              搭載装置
１１２              医療光学機器、外科用顕微鏡
１１４、１１６      補助装置
１２０              （第一）補償質量（おもり）
１３０              （第二）補償質量（おもり）
１８０              ホルダー
１８０ａ            ホルダーの第一領域（リニアガイド）
１８０ｂ            止め具
１８０ｃ            ホルダーの第二領域（ガイド）
１８０ｄ            細長い穴
１８１              回転軸
１９０              ガイド要素
２００              中立軸（ラインないし線）
２１０              制動ないしロック装置
【図１】
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