(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬性内視鏡をその先端に備えられた固定部材によって保持する硬性内視鏡用架台であって、
その基部と前記固定部材との間に、前記固定部材によって保持されている硬性内視鏡の中心軸と交差する第１の軸を中心として、それ自体よりも先端側部分を回転させる第１回転機構が備えられており、
前記第１回転機構と前記固定部材との間に、前記硬性内視鏡の中心軸上において前記第１の軸と直交する第２の軸を中心として前記固定部材を回転させる第２回転機構が備えられているとともに、
前記第２回転機構は、
前記第１回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記第２の軸と平行な水平軸に沿って延び、その先端側部分を前記水平軸を中心として回転させる第１水平軸回転機構と、
前記第１水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記水平軸に直交する方向に延びた第１リンク部材と、
前記第１の軸と平行に配置された第２リンク部材と、
前記第１リンク部材の先端と前記第２リンク部材の基端とを、前記第２のリンク部材が前記水平軸を中心として回転するように連結する第２水平軸回転機構と、
前記第２リンク部材が前記第１の軸と平行な状態を維持するように前記第２水平軸回転機構による前記第２リンク部材の回転を規制する第１回転規制手段と、
前記第２のリンク部材の先端に、前記第１水平軸回転機構と平行に設けられ、その先端側部分を前記水平軸を中心として回転させる第３水平軸回転機構と、
前記第３水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記水平軸に直交する方向に延びた第３リンク部材と、
前記第３リンク部材の先端に取り付けられ且つその先端にて前記硬性内視鏡を保持する前記固定部材と、
前記固定部材に固定される硬性内視鏡が前記第１リンク部材と平行となるように、前記第３水平軸回転機構の先端側部分の回転を規制する第２回転規制手段と
からなる
ことを特徴とする硬性内視鏡用架台。
【請求項２】
硬性内視鏡をその先端に備えられた固定部材によって保持する硬性内視鏡用架台であって、
その基部と前記固定部材との間に、前記固定部材によって保持されている硬性内視鏡の中心軸と交差する第１の軸を中心として、それ自体よりも先端側部分を回転させる第１回転機構が備えられており、
前記第１回転機構と前記固定部材との間に、前記硬性内視鏡の中心軸上において前記第１の軸と直交する第２の軸を中心として前記固定部材を回転させる第２回転機構が備えられているとともに、
前記第２回転機構は、
前記第１回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記第２の軸と平行に延びた第１アームと、
前記第１アームの先端に前記第１の軸と平行に固定された第２アームと、
前記第２アームの先端に、前記第１アームと平行に設けられ、その先端側部分を前記第２の軸と同軸に回転させる水平軸回転機構と、
前記水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記第２の軸と直交する方向に延びた第３アームと、
前記第３アームの先端に取り付けられ且つその先端にて前記硬性内視鏡を保持する前記固定部材と
からなる
ことを特徴とする硬性内視鏡用架台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬性内視鏡をフリーアームの先端にて支持するための架台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば内臓や関節の患部の手術を体壁を大きく切開することなく内視鏡観察下で行うために用いられる内視鏡装置の一つとして、体壁に貫通させられたトカラールと呼ばれるパイプを通じて患者の体内に挿入される硬性内視鏡と、この硬性内視鏡によって得られる患部の像を術者やその他の医療スタッフにモニタ表示させるための撮影を行うビデオ撮影装置とから構成されているビデオ式硬性内視鏡装置が、実用されている。
【０００３】
本出願人は、このようなビデオ式硬性内視鏡装置の新規構成を、先に、特願2000-346439において提案した。この出願によって開示されたビデオ式硬性内視鏡では、硬性内視鏡を構成する複数のリレーレンズを透過した光路をそのまま直線状に進行する光路と像反転プリズムを経た後に前記光路と平行に進行する光路とに分割する光学系が、ビデオ撮影装置に含まれている。さらに、このビデオ撮影装置には、前者の光路を経た被写体光に基づいて被写体の広角な画像を撮影する撮影装置（撮影光学系及び撮像デバイス）と、後者の光路を経た被写体光に基づいて被写体の拡大画像を撮影する撮影装置（撮影光学系及び撮像デバイス）とが、含まれている。前者の撮影装置によって撮影される画像内における後者の撮影装置によって撮影される領域は、上記像反転プリズムを光路に直交する面内で移動させることにより、任意に移動させることができる。これにより、術者及びその他の手術スタッフは、一方のモニタに表示されている患部全体の画像を見つつ、その一部の領域を他方のモニタに拡大して表示させて、観察することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようなビデオ式硬性内視鏡装置は、従来、手術助手によって手で保持されていたが、画像のブレを避けるためには、一般的に用いられているフリーアーム付きの架台を利用し、そのフリーアームの先端にビデオ式硬性内視鏡装置を装着することが考えられる。
【０００５】
ところで、上述したビデオ式硬性内視鏡であろうと、伝統的な光学式硬性内視鏡であろうと、凡そ硬性内視鏡は、ファイバースコープとは異なり、その先端に湾曲部を持たない。その為、術者は、観察方向を変えたい場合には、体壁に対するトラカールの貫通点を中心として、硬性内視鏡（及びトラカール）全体を歳差運動させることによって、硬性内視鏡の先端の向きを変更させなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、硬性内視鏡（上述したビデオ式硬性内視鏡装置を構成する硬性内視鏡を含む）を支持するための架台に、その硬性内視鏡を患者の体壁に対する貫通点を中心として歳差運動させるための機能を持たせることを、課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために案出された本発明の硬性内視鏡用架台の第１の態様は、硬性内視鏡をその先端に備えられた固定部材によって保持する硬性内視鏡用架台であって、その基部と前記固定部材との間に、前記固定部材によって保持されている硬性内視鏡の中心軸と交差する第１の軸を中心として、それ自体よりも先端側部分を回転させる第１回転機構が備えられており、前記第１回転機構と前記固定部材との間に、前記硬性内視鏡の中心軸上において前記第１の軸と直交する第２の軸を中心として前記固定部材を回転させる第２回転機構が備えられているとともに、前記第２回転機構は、前記第１回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記第２の軸と平行な水平軸に沿って延び、その先端側部分を前記水平軸を中心として回転させる第１水平軸回転機構と、前記第１水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記水平軸に直交する方向に延びた第１リンク部材と、前記第１の軸と平行に配置された第２リンク部材と、前記第１リンク部材の先端と前記第２リンク部材の基端とを、前記第２のリンク部材が前記水平軸を中心として回転するように連結する第２水平軸回転機構と、前記第２リンク部材が前記第１の軸と平行な状態を維持するように前記第２水平軸回転機構による前記第２リンク部材の回転を規制する第１回転規制手段と、前記第２のリンク部材の先端に、前記第１水平軸回転機構と平行に設けられ、その先端側部分を前記水平軸を中心として回転させる第３水平軸回転機構と、前記第３水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記水平軸に直交する方向に延びた第３リンク部材と、
前記第３リンク部材の先端に取り付けられ且つその先端にて前記硬性内視鏡を保持する前記固定部材と、前記固定部材に固定される硬性内視鏡が前記第１リンク部材と平行となるように、前記第３水平軸回転機構の先端側部分の回転を規制する第２回転規制手段とからなることを、特徴とする。また、本発明の第２の態様は、硬性内視鏡をその先端に備えられた固定部材によって保持する硬性内視鏡用架台であって、その基部と前記固定部材との間に、前記固定部材によって保持されている硬性内視鏡の中心軸と交差する第１の軸を中心として、それ自体よりも先端側部分を回転させる第１回転機構が備えられており、前記第１回転機構と前記固定部材との間に、前記硬性内視鏡の中心軸上において前記第１の軸と直交する第２の軸を中心として前記固定部材を回転させる第２回転機構が備えられているとともに、前記第２回転機構は、前記第１回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記第２の軸と平行な水平軸に沿って延びた第１アームと、前記第１アームの先端に前記第１の軸と平行に固定された第２アームと、前記第２アームの先端に、前記第１アームと平行に設けられ、その先端側部分を前記水平軸を中心として回転させる水平軸回転機構と、前記水平軸回転機構によって回転されるように取り付けられ且つ前記水平軸と直交する方向に延びた第３アームと、前記第３アームの先端に取り付けられ且つその先端にて前記硬性内視鏡を保持する前記固定部材とからなることを、特徴とする。
【０００８】
このように構成されているので、この硬性内視鏡用架台によって保持されている硬性内視鏡は、その中心軸上の一点において直交する第１の軸及び第２の軸を中心に夫々回転する。従って、これら両軸を中心とした回転を同時に行うことにより、両軸の交点を中心として硬性内視鏡を歳差運動させることができる。従って、両軸の交点が患者の体壁に対する貫通点と一致するように硬性内視鏡の挿入深さを調整すれば、この貫通点を中心として硬性内視鏡を歳差運動させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する何れの実施の形態においても、硬性内視鏡１０は、ビデオ撮影装置１４とともにビデオ式硬性内視鏡装置１を構成し、このビデオ撮影装置１４を介して、架台１のフリーアーム２３の先端に取り付けられる。
【００１０】
【実施形態１】
図１は、本発明の第１の実施形態による内視鏡システムを示す。
（ビデオ内視鏡装置）
先ず、最初に、本実施形態による架台２によって支持される対象であるビデオ式硬性内視鏡１について、説明する。このビデオ式構成内視鏡装置１は、患者の腹壁に嵌め込まれたトラカール３を介して患者の体腔内に挿入される硬性内視鏡１０と、この硬性内視鏡１０の基端（接眼レンズ１３を収容するアイピース１０ａ）に接続されたビデオ撮影装置１４とから、構成されている。
【００１１】
硬性内視鏡１０は、図２の光学構成図に示されているように、体腔内の像を形成してリレーするための対物光学系１１，１２と、体腔内を照明するために図示せぬ光源装置からの照明光を先端部へ導く図示せぬライトガイドとを、体腔内に挿入される円筒状の管の内部に有している。そして、この対物光学系は、対物レンズ群１１と複数のリレーレンズ１２とから構成されている。なお、対物レンズ群１１は、広い範囲（例えば、１２０°以上の画角）の視野の像を形成可能なレトロフォーカス型の対物レンズとして、構成されている。この対物レンズ群１１により形成される体腔内部の像は、結像面１１ｉに結像する。この結像面１１ｉ上の像は、各リレーレンズ１２により夫々の結像面１２ｉに順次結像されてリレーされ、最終のリレーレンズ１２の結像面１２ｉに結像される。
【００１２】
この硬性内視鏡１０のアイピースは、上述したアイピース１０ａとして、上記管よりも大径に形成されている。この基端の表面には、硬性内視鏡１０をビデオ撮影装置１４に対して固定するための雄ねじマウントが形成されている。また、その内部に収容されている接眼レンズ１３は、光軸方向へ位置調整可能に保持されており、ビデオ撮影装置１４に固定される場合には、プラスディオプトリの位置（即ち、結像面１２ｉに形成された像の実像を結像面１３ｉに再結像できる位置）に移動される。
【００１３】
ビデオ撮影装置１４は、角柱状のケーシングを備えている。このケーシングの側面における下端近傍には、図２に示すように、硬性内視鏡１０の基端が嵌め込まれる受け口１４ａが形成されている。この受け口１４ａの内面には、硬性内視鏡１０の雄ねじマウントに係合するメスネジマウントが、形成されている。
【００１４】
また、図２に示すように、このビデオ撮影装置１４のケーシング内には、受け口１４ａに装着された硬性内視鏡１０からの被写体光の光路上に順番に配置された反射部材として、ハーフミラー１５及び反射鏡１６が、設けられている。このハーフミラー１５は、接眼レンズ１３の光軸に対して４５度傾けて配置されており、物体光の一部を透過させるとともに反射させることによって光軸を分岐し、分岐後の一方の光軸Ax1をケーシングの中心軸と平行な方向（上方）へ、９０度折り曲げる。また、反射鏡１６は、ハーフミラー１５と平行に配置されており、分岐後の他方の光軸Ax２を光軸Ax1と平行に折り曲げる。
【００１５】
光軸Ax1上には、順番に、一枚の正レンズからなる広角用再結像光学系（結像光学系）１７及び広角用ＴＶカメラ（撮像デバイス）３１が配置されている。また、光軸Ax2上には、光軸シフトプリズム３０，フォーカスレンズ１８，第１乃至第３レンズ群１９ａ〜１９ｃからなる拡大用再結像光学系（結像光学系）１９，及び、拡大用ＴＶカメラ３２が、配置されている。なお、広角用ＴＶカメラ（撮像デバイス）３１及び拡大用ＴＶカメラ３２は、共に、ビデオ撮影装置１４５のケーシングの端部に装着されており、撮像面に形成された像をビデオ信号に変換する。そして、各ＴＶカメラ３１，３２から出力されたビデオ信号は、夫々、広角画像用モニタ３３，拡大画像用モニタ３４に入力されて、これらモニタ３３，３４上に画像を表示させる。
【００１６】
上記広角用再結像光学系１７は、結像面１３ｉに結像された像のほぼ全域を、広角用ＴＶカメラ３１の撮像面上に再結像させる。
【００１７】
また、光軸シフトプリズム３０は、アッベプリズム，ダハプリズム，ポロプリズム等の像反転プリズム（像を上下左右に反転させるプリズム）であり、図示せぬ移動機構によって光軸Ax２に直交する面内で移動させられることにより、自己の内部を通過した光軸Ax2を、その移動方向と同じ方向へ、その移動量の二倍の量だけシフトさせる。
【００１８】
フォーカスレンズ１８は、初期位置にある光軸シフトプリズム３０を通過した光軸Ax２と同軸に、配置されている。このフォーカスレンズ１８は、その光軸に沿って移動可能に保持されている。
【００１９】
拡大用再結像光学系１９の第１乃至第３レンズ群１９ａ〜１９ｃも、初期位置にある光軸シフトプリズム３０を通過した光軸Ax２に対して同軸となるように、フォーカスレンズ１８と拡大用ＴＶカメラ３２との間に配置されている。拡大用再結像光学系１９を構成する第３レンズ群１９ｃは、固定されているが、第１及び第２レンズ群１９ａ，１９ｂは、それらの光軸に沿って移動可能に保持されている。これら第１及び第２レンズ群１９ａ，１９ｂが光軸方向に移動されることにより、拡大用再結像光学系１９の倍率は、任意に調整される。
【００２０】
これらフォーカシングレンズ１８及び拡大用再結像光学系１９は、結像面１３ｉに形成された像を、広角用再結像光学系１７による倍率よりも大きい倍率にて、拡大用ＴＶカメラ３２の撮像面上に再結像させる。この拡大用再結像光学系１９によって形成された像は、拡大用ＴＶカメラ３２の撮像面よりも大きい。従って、対物光学系によって形成された像の一部領域が、拡大されて、拡大用ＴＶカメラ３２によって撮像される。
【００２１】
ビデオ撮影装置１４のケーシングにおける口金１４ａが設けられた側面の上端近傍には、ビデオ式硬性内視鏡装置１を架台２に装着するための取付部材３３が、口金１４ａに固定された硬性内視鏡１０の軸方向と平行に突出した状態で取り付けられている。この取付部材３３は全体的に略円柱状の形状を有している。
（架台）
次に、架台２について説明する。図１に示すように、この架台２は、大重量の台座（基部）２０と、この台座２０から垂直に術者の背丈よりも高く伸びた支柱２１と、この支柱２１の先端から水平方向に伸びたビーム２２と、このビーム２２の先端から更に伸びているフリーアーム２３とから、構成されている。
【００２２】
このフリーアーム２３を、ビデオ式硬性内視鏡１０とともに図１における矢印III方向から見た背面図を図３に示し、図１における手前右上から見た斜視図を図４に示す。これら各図に示されるように、フリーアーム２３は、ビーム２２の先端から垂下した基準軸２２１（図１）の先端に同軸に取り付けられたα回転軸２３０と、このα回転軸２３０の下端近傍からその軸方向に直交する方向へ伸びた第１アーム２３１と、この第１アーム２３１の先端に固定されたジョイント２３２と、α回転軸２３０と平行となるように当該ジョイント２３２に固定された第２アーム２３３と、この第２アーム２３３の先端において第１アームと平行となるように固定されたβ回転軸２３４と、このβ回転軸２３４の先端においてその軸方向に直交する方向へ伸びた第３アーム２３５と、その基端側が第３アーム２３５の先端に対して垂直に固定されているとともにその先端側が第１アーム２３１と平行となっている略Ｌ字型且つ断面矩形の固定部材２３６とから、構成されている。
【００２３】
第１回転機構としてのα回転軸２３０は、その軸方向において二分割されており、分割された一方が基準軸２２１に固定されているとともに、他方が第１アーム２３１に固定され、その中心軸（α軸：第１の軸）を回転軸として互いに回転可能且つ脱落不能になっている。また、第２回転機構としてのβ回転軸２３４も、その軸方向において二分割されており、分割された一方が第２アーム２３３に固定されているとともに、他方が第３アーム２３５に固定され、その中心軸（β軸：第２の軸）を回転軸として互いに回転可能且つ脱落不能になっている。これらα軸及びβ軸は、上述した構成の為に、空間中の一点において互いに直交する。
【００２４】
固定部材２３６の先端側には、α軸を含み且つβ軸に直交する面内において第３アーム２３５と平行な貫通孔（図示略）が、開けられている。この貫通孔には、上述したビデオ式硬性内視鏡装置１の取付部材３３が挿入され、それにより、ビデオ撮影装置１４が固定部材２３６の基端側と平行となった状態で、ビデオ式硬性内視鏡装置１が固定部材２３６の先端に固定される。なお、固定部材２３６の基端側の長さは、ビデオ式硬性内視鏡装置１の硬性内視鏡１０の中心軸が、β軸に対して直交するとともに、このβ軸とα軸との交点と交わるように、設定されている。
【００２５】
以上の構成により、フリーアーム２３の固定部材２３６に固定されたビデオ式硬性内視鏡装置１は、α回転軸２３０が動作することによってα軸を中心として回転できるようになっている。さらに、このビデオ式硬性内視鏡装置１は、図５の側面図及び図６の斜視図に示されるように、β回転軸２３４が動作することによってβ軸を中心として回転できるようになっている。従って、硬性内視鏡１０の中心軸上におけるα軸及びβ軸の交点が患者の体壁との貫通点と一致するように、患者の体壁を貫通しているトラカール３を通じて硬性内視鏡１０が患者の体内に挿入されていれば、患者の体壁に対するトラカール３の貫通点を中心として、硬性内視鏡１０を歳差運動させることができる。その結果、患者の体壁にあまりストレスを掛けることなく、硬性内視鏡１０の先端の方向（即ち、観察方向）を変化させることができる。
【００２６】
なお、硬性内視鏡１０を患者の体内へ挿入する深さ如何に依らずに、患者の体壁への貫通点を中心として当該硬性内視鏡１０を歳差運動させるには、硬性内視鏡１０を患者の体内へ挿入させる深さに応じて、α軸及びβ軸の交点を患者の体壁との貫通点に常時一致させるように、第３アーム２３５を伸縮させることが望ましい。第３アーム２３５を伸縮させるための機構としては、カムやスクリューを用いた既知の伸縮機構を用いることができる。
【００２７】
また、患者の体格やトラカール３を貫通させる部位如何によっては、β回転軸２３４が患者の体に干渉してしまう場合も起こりうる。それに対処するには、既知の伸縮機構を用いて、第１アーム２３１及び固定部材２３６の先端側を互いに同期させて伸縮させることが望ましい。第１アーム２３１及び固定部材２３６の先端側を夫々伸縮させるための機構としては、カムやスクリューを用いた既知の伸縮機構を用いることができる。
【００２８】
さらに、既知の伸縮機構を用いて第２アーム２３３を伸縮可能に構成すれば、構成内視鏡１０の位置を、α軸及びβ軸の交点（即ち、歳差運動の中心）と一緒に、α軸方向へ移動させることが可能になる。
（変形例）
上述した第１実施形態によると、β回転軸２３４よりも先に在る構成（即ち、第３アーム２３５，固定部材２３６，ビデオ式硬性内視鏡装置１）の全体としての重心は、当然ながら、β軸から大きく偏っている。従って、β回転軸２３４には、常時、図１における時計方向への回転トルクが掛かっている。そのため、第１実施形態では、β回転軸２３４に、その基端側と先端側との間を任意にロック又はフリーにできるクラッチ機構を設けるか、常時ビデオ式硬性内視鏡装置１に手を添えていなければならなかった。この不具合を解消する為の本変形例では、側面図である図７（図１に相当）及び斜視図である図８（図４に相当）に示されるように、β回転軸２３４の先端に、第３アーム２３５とは反対側へ伸びるステー２３７ａを介して、β回転軸２３４よりも先に在る構成の全体としての重心をβ軸に一致させるカウンターウェイト２３７が取り付けられている。
【００２９】
これにより、本変形例においては、β回転軸２３４にクラッチ機構が無くても、また、手術助手がビデオ式硬性内視鏡装置１を支えなくても、術者の意に反するビデオ式硬性内視鏡装置１の回転が防がれている。
【００３０】
【実施形態２】
上述した第１実施形態においては、硬性内視鏡１０をβ軸を中心に回転させるための回転機構が、β軸上に存在しているβ回転軸２３４のみから構成されていたが、本発明の第２の実施形態では、第１実施形態における第２回転機構としてのβ回転軸２３４の機能を、β軸外に存在する３つの回転軸２４２，２４４，２４６、及び、これら回転軸相互間を連結する３本のリンク部材２４３，２４５，２４７によって、置き換えている。
【００３１】
図９は本第２実施形態によるフリーアーム２４の側面図であり、図１０は、図９における手前右上から見た斜視図である。これら各図に示されるように、フリーアーム２４は、ビーム２２の先端から垂下した基準軸２２１（図１参照）の先端に同軸に取り付けられたα回転軸２４０と、このα回転軸２４０の下端に同軸に固定されたステー２４１と、このステー２４１の先端がその基端近傍においてその中心軸と直交するように固定された第１β回転軸２４２と、この第１β回転軸２４２の先端近傍においてその中心軸と直交する方向へ伸びた第１リンク部材２４３と、この第１リンク部材２４３の先端がその基端近傍に固定されることによって上記第１β回転軸２４２と平行に設置されている第２β回転軸２４４と、この第２β回転軸２４４の先端近傍においてその中心軸と直交する方向へ伸びた第２リンク部材２４５と、この第２リンク部材２４５の先端がその基端近傍に固定されることによって上記第１β回転軸２４２と平行に設置されている第３β回転軸２４６と、この第３β回転軸２４６の先端近傍においてその中心軸と直交する方向へ伸びた第３リンク部材２４７と、この第３リンク部材２４７の先端がその基端近傍に固定されることによって上記第１β回転軸２４２と平行に設置されている角柱状の固定部材２４８とから、構成されている。
【００３２】
第１回転機構としてのα回転軸２４０は、その軸方向において二分割されており、分割された一方が基準軸２２１に固定されているとともに、他方がステー２４１に固定され、その中心軸（α軸：第１の軸）を回転軸として互いに回転可能且つ脱落不能になっている。
【００３３】
上述した第１β回転軸２４２は、具体的には、基端側（図１０における左側）から順番に、ステー２４１がその外周面に固定された円柱状の基端部２４２ａと、第１リンク部材２４３がその外周面に固定された円筒状の先端部２４２ｂと、プーリー２４２ｃとを、相互に同軸に配置することによって構成されている。そして、基端部２４２ａとプーリー２４２ｃとは、互いの中心軸同士を連結する軸２４２ｄによって、相互に回転不能となるように固定され、先端部２４２ｂは、この軸２４２ｄを中心として回転可能となっている。
【００３４】
第２β回転軸２４４は、具体的には、基端側（図１０における左側）から順番に、第１プーリー２４４ａ，第１リンク部材２４３がその外周面に固定された円柱状の基端部２４４ｂと、第２リンク部材２４５がその外周面に固定された円筒状の先端部２４４ｃと、第２プーリー２４４ｄとを、相互に同軸に配置することによって構成されている。そして、第１プーリー２４４ａと基端部２４４ｂとが一体に形成され、先端部２４４ｃと第２プーリー２４４ｄとが一体に形成され、基端部２４４ｂと先端部２４４ｃとが軸２４４ｅによって相互回転となっている。
【００３５】
第３β回転軸２４６は、具体的には、基端側（図１０における右側）から順番に、第２リンク部材２４５がその外周面に固定された円柱状の基端部２４６ａと、第３リンク部材２４７がその外周面に固定された円柱状の先端部２４６ｂとを、相互に同軸に配置することによって構成されている。そして、基端部２４６ａと先端部２４６ｂとが、軸２４６ｄによって相対回転可能となっている。また、先端部２４６ｂの外周面における軸方向の中間には、環状のプーリー２４６ｃが一体に突出形成されている。
【００３６】
さらに、第１β回転軸２４２のプーリー２４２ｃと第２β回転軸２４４の第２プーリー２４４ｄとの間には、第２リンク部材２４５がステー２４１に対して平行にされた状態で、ベルト２４９が掛けられている。このベルト２４９により、第１β回転軸２４２のプーリー２４２ｃと第２β回転軸２４４の第２プーリー２４４ｄとは、常時、同位相となる。これら第１β回転軸２４２の先端部２４２ｂ及びプーリー２４２ｃ，ベルト２４９，第２β回転軸２４４の第２プーリー２４４ｄ及び先端部２４４ｃが、第１回転規制手段に相当する。
【００３７】
また、第２β回転軸２４４の第１プーリー２４４ａと第３β回転軸２４６のプーリー２４６ｃとの間には、第３リンク部材２４７が第１リンク部材２４３に対して垂直にされた状態で、ベルト２５０が掛けられている。このベルト２５０により、第２β回転軸２４４の第１プーリー２４４ａと第３β回転軸２４６のプーリー２４６ｃとは、常時、同位相となる。これら第２β回転軸２４４の第１プーリー２４４ａ，ベルト２５０，第３β回転軸２４６のプーリー２４６ｃ及び先端部２４６ｂが、第２回転規制手段に相当する。
【００３８】
固定部材２４８の先端近傍には、この固定部材２４８自体の軸及び第３リンク部材２４７の軸に夫々直交する方向に、貫通孔（図示略）が開けられている。この貫通孔には、上述したビデオ式硬性内視鏡装置１の取付部材３３が挿入され、それにより、ビデオ撮影装置１４が第３リンク部材２４７と平行になった状態で、ビデオ式硬性内視鏡装置１が固定部材２４８の先端に固定される。
【００３９】
以上に説明した第１乃至第３β回転軸２４２，２４４，２４６及び第１及び第２リンク部材２４３，２４５が機能することにより、側面図である図１１（図９に相当）及び斜視図である図１２（図１０に相当）に示すように、第１リンク部材２４３を図９における反時計方向に回転させると、この第１リンク部材２４３と一体に、第１β回転軸２４２の先端部２４２ｂが基端部２４２ａに対して回転するが、プーリー２４２ｃは基端部２４２ａに対して回転しない。そのため、ベルト２４９によって回転が規制されている第２β回転軸２４４の第２プーリー２４４ｄも、自転はしない。従って、この第２プーリー２４４ｄと一体な先端部２４４ｃに固定されている第２リンク部材２４５は、ステー２４１と平行な状態を維持する。
【００４０】
また、第１リンク部材２４３の回転に伴って第２β回転軸２４４の第１プーリー２４４ａも一体に自転することになるので、ベルト２５０によって回転が規制されている第３β回転軸２４６のプーリー２４６ｃも、同一位相で自転する。従って、このプーリー２４６ｃと一体な先端部２４６ｂに固定されている第３リンク部材２４７は、第２リンク部材２４３に対して垂直な状態を維持し、固定部材２４８を介してこの第３リンク部材２４７に固定されたビデオ式硬性内視鏡装置１の硬性内視鏡１０は、第２リンク部材２４３に対して平行な状態を維持する。
【００４１】
このように、第２リンク部材２４５がステー２４１に対して平行な状態を維持すると共に硬性内視鏡１０が第１リンク部材２４３に対して平行な状態を維持するので、この硬性内視鏡１０は、側面から見て、第１乃至第３β回転軸２４２，２４４，２４６とともに平行四辺形の各頂点に相当する位置を占めるβ軸（第２の軸）を中心として、回転できるようになっている。
【００４２】
一方、フリーアーム２４全体は、α回転軸２４０が動作することによってα軸を中心として回転するが、このα軸は、当然にβ軸と直交している。そして、固定部材２４８の長さは、固定内視鏡１０がこのα軸と交差するように、設定されている。そのため、この固定内視鏡１０は、α軸を中心として回転できるようになっている。
【００４３】
従って、硬性内視鏡１０の中心軸上におけるα軸及びβ軸の交点が患者の体壁との貫通点と一致するように、患者の体壁を貫通しているトラカール３を通じて硬性内視鏡１０が患者の体内に挿入されていれば、患者の体壁に対するトラカール３の貫通点を中心として、硬性内視鏡１０を歳差運動させることができる。その結果、患者の体壁にあまりストレスを掛けることなく、硬性内視鏡１０の先端の方向（即ち、観察方向）を変化させることができる。
（変形例）
上述した第２実施形態によると、第１β回転軸２４２よりも先に在る構成（即ち、第１リンク部材２４３，第２β回転軸２４４，第２リンク部材２４５，第３β回転軸２４６，第３リンク部材２４７，固定部材２４８，ビデオ式硬性内視鏡装置１）の全体としての重心は、当然ながら、第１β回転軸２４２から大きく偏っている。従って、第１β回転軸２４２には、常時、図９における時計方向への回転トルクが掛かっている。同様に、第３β回転軸２４６よりも先に在る構成（即ち、第３リンク部材２４７，固定部材２４８，ビデオ式硬性内視鏡装置１）の全体としての重心は、第３β回転軸２４６よりも上方に偏っている。従って、ビデオ式硬性内視鏡１装置は不安定な状態にある。
【００４４】
本変形例では、側面図である図１３（図９に相当）及び斜視図である図１４（図１０に相当）に示されるように、ビデオ式硬性内視鏡装置１の姿勢を安定化させるために、第３β回転軸２４６の先端部２４６ｂに、第３リンク部材２４７とは反対側へ伸びるステー２５１ａを介して、第３β回転軸２４６よりも先に在る構成の全体としての重心をその中心軸に一致させるカウンターウェイト２５１が取り付けられている。また、第１β回転軸２４２に掛かる回転トルクを打ち消すために、第１β回転軸２４２の先端部２４２ｂに、第１リンク部材２４３とは反対側へ伸びるステー２５２ａを介して、第１β回転軸２４２よりも先に在る構成（カウンターウェイト２５１を含む）の全体としての重心をその中心軸に一致させるカウンターウェイト２５２が取り付けられている。
【００４５】
これにより、本変形例においては、各β回転軸２４２〜２４６にクラッチ機構が無くても、また、手術助手がビデオ式硬性内視鏡装置１を支えなくても、術者の意に反するビデオ式硬性内視鏡装置１の回転が防がれている。
【００４６】
【実施形態３】
上述した第３実施形態においては、硬性内視鏡１０をβ軸によって回転させるための回転機構が、β軸外に存在する３つの回転軸（第１乃至第３β回転軸２４２，２４４，２４６）と、これら回転軸相互間を連結する２本のリンク部材（第１乃至第３リンク部材２４３，２４５，２４７）とから構成されていたが、本発明の第３の実施形態においては、回転軸の数が２個に削減されている。
【００４７】
図１６は本第３実施形態によるフリーアーム２５の側面図である。この図１６に示されるように、フリーアーム２５は、ビーム２２の先端から垂下した基準軸２２１（図１参照）の先端に同軸に取り付けられたα回転軸２５０と、このα回転軸２５０の下端に同軸に固定されたステー２５１と、このステー２５１の先端がその基端近傍においてその中心軸と直交するように固定された第１β回転軸２５２と、この第１β回転軸２５２の先端近傍においてその中心軸と直交する方向へ伸びた第１リンク部材２５３と、この第１リンク部材２５３の先端がその基端近傍に固定されることによって上記第１β回転軸２５２と平行に設置されている第２β回転軸２５４と、この第２β回転軸２５４の先端近傍においてその中心軸と直交する方向へ伸びた第２リンク部材２５５とから、構成されている。
【００４８】
第１回転機構としてのα回転軸２５０は、その軸方向において二分割されており、分割された一方が基準軸２２１に固定されているとともに、他方がステー２５１に固定され、その中心軸（α軸：第１の軸）を回転軸として互いに回転可能且つ脱落不能になっている。
【００４９】
第１β回転軸２５２及び第２β回転軸２５４は、上述した第２実施形態における第１β回転軸２４２及び第２β回転軸２４４と比較して、プーリー２４２ｃ，２４４ａ，２４４ｄが無い点を除いて同一機構を有している。但し、第１回転軸２５２には、第１リンク部材２５３の回転角を検知して図示せぬ制御装置へ入力する回転角センサ（図示略）が設けられており、第２回転軸２５４には、図示せぬ制御装置からの制御に応じて第２リンク部材２５５を第１リンク部材２５３に対して回転させるアクチュエータ（図示略）が設けられている。
【００５０】
これら第１リンク部材２５３及び第２リンク部材２５５は、夫々、既知のカムやスクリューを用いた伸縮機構が組み込まれることによって、伸縮可能に構成されている。これら各リンク部材２５３，２５５の伸縮機構は、上述した図示せぬ制御装置からの制御に応じて駆動される。また、第２リンク部材２５５の先端近傍は、固定部材として、この第２リンク部材２５５の軸及び各回転軸２５２，２５４の軸に夫々直交する方向に、貫通孔（図示略）が開けられている。この貫通孔には、上述したビデオ式硬性内視鏡装置１の取付部材３３が挿入され、それにより、ビデオ撮影装置１４が第２リンク部材２５５と平行になり且つ硬性内視鏡１０がα回転軸２５０の中心軸（α軸）と交差する状態で、ビデオ式硬性内視鏡装置１が第２リンク部材２５５の先端に固定される。
【００５１】
上述した図示せぬ制御装置は、第１回転軸２５２の回転角センサによって検出された第１リンク部材２５３の回転角に基づいて、第２回転軸２５４のアクチュエータを適宜駆動するとともに、両リンク部材２５３，２５５の伸縮機構を適宜駆動することにより、図１６に示すように、硬性内視鏡１０を、α軸との交点に直交するとともに第１回転軸２５２の中心軸と平行な軸（β軸：第２の軸）を中心として回転させる。これら第１回転軸２５２，第２回転軸２５４，第１リンク部材２５３，第２リンク部材２５５が、第２回転機構に相当する。
【００５２】
一方、フリーアーム２５全体は、α回転軸２５０が動作することによってα軸を中心として回転する。そのため、この固定内視鏡１０は、α軸を中心として回転できるようになっている。
【００５３】
従って、硬性内視鏡１０の中心軸上におけるα軸及びβ軸の交点が患者の体壁との貫通点と一致するように、この硬性内視鏡１０が患者の体壁を貫通しているトラカール３を通じて患者の体内に挿入されていれば、患者の体壁に対するトラカール３の貫通点を中心として、硬性内視鏡１０を歳差運動させることができる。その結果、患者の体壁にあまりストレスを掛けることなく、硬性内視鏡１０の先端の方向（即ち、観察方向）を変化させることができる。
【００５４】
なお、上述した図示せぬ制御装置は、第２回転軸２５４のアクチュエータ及び両リンク部材２５３，２５５の伸縮機構を適宜駆動することにより、α回転軸２５０を固定したまま硬性内視鏡１０のみを軸方向に移動させたり、固定内視鏡１０及びβ軸をα軸方向に平行移動させることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明による硬性内視鏡用架台によれば、硬性内視鏡を支持しながら、その硬性内視鏡を患者の体壁に対する貫通点を中心として歳差運動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態である内視鏡システムの全体構成図
【図２】  ビデオ式硬性内視鏡装置の内部構造を示す光学硬性図
【図３】  図１における矢印III方向から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の背面図
【図４】  図１における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図５】  図１の状態から硬性内視鏡をβ軸を中心に回転させた状態を示す側面図
【図６】  図５における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図７】  第１実施形態の変形例を示すフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の側面図
【図８】  図７における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図９】  本発明の第２の実施形態によるフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の側面
【図１０】  図９における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図１１】  図９の状態から硬性内視鏡をβ軸を中心に回転させた状態を示す側面図
【図１２】  図１１における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図１３】  第２実施形態の変形例を示すフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の側面図
【図１４】  図１３における手前右上から見たフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の斜視図
【図１５】  本発明の第３の実施形態によるフリーアーム及びビデオ式硬性内視鏡の側面
【図１６】  図１５の状態から硬性内視鏡をβ軸を中心に回転させた状態を示す側面図
【符号の説明】
１        ビデオ式硬性内視鏡装置
２        架台
３        トラカール
１０        硬性内視鏡
１４        ビデオ撮影装置
２３０        α回転軸
２３４        β回転軸
２４０        α回転軸
２４２        第１β回転軸
２４３        第１リンク部材
２４４        第２β回転軸
２４５        第２リンク部材
２４６        第３β回転軸
２４９        第１ベルト
２５０        第２ベルト
【図１】
0003911190.tif 000002
【図２】
0003911190.tif 000003
【図３】
0003911190.tif 000004
【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】
0003911190.tif 000011
【図１１】
0003911190.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0003911190.tif 000014
【図１４】
0003911190.tif 000015
【図１５】
0003911190.tif 000016
【図１６】
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