JP2005292453A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手術室の無影灯等の外光による影響を防止するようにした表示装置を提供することにある。
【解決手段】プロジェクター１の画像をホログラムとフレネルレンズを用いて観察する表示装置４において、外光を遮光するための部材を備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光の投射を受けて観察者が観察する画像を表示する表示装置に関する。

特許文献１の表示装置は投射機からの信号光をホログラムスクリーンに投射し、その映像を観察者が観察するようにしたものである。また、特許文献２の表示装置は２台の投射機からの光束をフレネルレンズに投射し、その視差の有する別々の画像を観察者が左右の眼で観察することにより立体的に観察できるようにしたものである。特許文献１の表示装置のホログラムスクリーンでは投射機からの光束を観察者の方向に回折する作用を持ち、特許文献２の表示装置ではフレネルレンズを利用することにより投射機からの光束を観察者の瞳に集光させる。
特開２００３−０６６５３６ 特開２００３−２３３０３１

上述した特許文献１，２の表示装置いずれの場合でも、投射機の近傍に照明用蛍光灯などの光源体が存在していると、その光源体から発せられる光束が観察者の瞳に入ってしまうことになる。すなわち、投射機からホログラムスクリーンやフレネルレンズに向かう光軸の延長上に蛍光灯などの光源体が存在する場合にはその蛍光灯等の光も同時に観察者の瞳に入ってしまう。このため、非常に観察がしづらい状況となる。特に、医療の分野では手術室内にある無影灯などの光の影響を受け易い。

本発明は上述したような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは投射装置を用いて表示部に表示した画像を観察する場合において、手術室の無影灯等の外光による影響を防止するようにした表示装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、投影光の投射を受けて観察者が観察する画像を表示する表示部と、上記投影光を上記表示部に向けて投射する投射部と、上記投影光以外の外光が上記表示部に入射することを阻止する遮光部と、を備えることを特徴とする表示装置である。
請求項２に係る発明は、上記遮光部は上記投射部から上記表示部に向かう投射光軸の後方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置である。
請求項３に係る発明は、上記遮光部は上記表示部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置である。
請求項４に係る発明は、上記表示部に設けられ、上記表示部に向けて投射する投影光以外の外光の光量を検知する検知手段と、上記検知手段からの信号に基づき上記遮光部の遮光形態を変更する遮光部可変手段と、を備えることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の表示装置である。

本発明によれば、例えば手術室の無影灯等の外光の影響を受けずに常に良好に画像の観察を行なうことができる。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る表示装置を図１から図３を参照して説明する。

（構成）
図１は本実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示した説明図である。同図中符号１は画像を投影するためのプロジェクター（投射部）であり、同図中符号２は上記プロジェクター１から投影される画像を反射し、その画像を観察者３の瞳に導光するパネル部である。このプロジェクター１とパネル部２を含む表示装置４は支持手段としての架台５に支持されている。

上記架台５は上記表示装置４を移動させるためのキャスター６を有したベース７と、このベース７の上面に配置された支柱８と、この支柱８に固定されて略水平方向に伸びる支持アーム９とを備える。上記プロジェクター１は上記支柱８の上端に昇降・回転・傾斜自在に支持されており、上記パネル部２は上記支持アーム９の先端に移動調整自在に支持されている。すなわち、プロジェクター１及びパネル部２は架台５により両者の相対的な関係を保持するように支持されていると同時に両者の相対的な位置関係の調整も可能なように支持されている。そして、図１に示すように、プロジェクター１と観察者３はパネル部２の前方に位置する。

上記パネル部２は、図２に示す如く、前面側に位置するホログラムスクリーン１１と背面側に位置するフレネルレンズ１２とを重ね合わせてパネル枠１３に取り付けてなる。図１に示すように、プロジェクター１の投射光軸Ｌ1はホログラムスクリーン１１の前面に対して斜め上方に傾いて延びている。また、観察者３はホログラムスクリーン１１の前面に垂直な観察軸Ｌ2の前方に位置する場所から上記パネル部２を観察することが適当である。

図１に示すように、プロジェクター１の後端部には遮光手段としての遮光板（遮光部）１４が固定され、この遮光板１４はプロジェクター１の後方近傍に配置される。また、この遮光板１４はホログラムスクリーン１１の光束取り込み範囲（図１において破線で示す内側領域）と同等の面積を有し、その光束取り込み範囲の領域１５を後方から遮蔽する。また、プロジェクター１の後方には無影灯（光源）１６が設置され、この無影灯１６は例えば手術室の天井１７に移動自在に支持されたアーム１８により保持されている。

（作用）
次に、上記表示装置４を使用する場合の作用について説明する。プロジェクター１には図示しない手術用顕微鏡や内視鏡などの撮像装置により撮像したものの映像信号が入力される。プロジェクター１から投影された信号光としての画像がパネル部２のホログラムスクリーン１１で回折し、フレネルレンズ１２で反射することにより観察者３の瞳に集光し、観察者３は投射された表示像を視認することができる。このような観察作用は上述した技術と同様である。

手術の進行により表示装置４の移動が必要な状況になった場合はキャスター６により表示装置４全体を移動させる。表示装置４を移動させることにより、パネル部２と無影灯１６の位置関係が図１に示す状態の場合、無影灯１６からの光の一部（図１実線で示すもの）はパネル部２の方向へと向かう。このとき、ホログラムスクリーン１１の光束取り込み範囲の領域１５には遮光板１４が位置しているため、無影灯１６の光束がホログラムスクリーン１１に入り込むことがない。したがって、観察者３の瞳に無影灯１６からの光束が入り込み、観察がしづらい状況となることを回避できる。

（効果）
本実施形態によれば、表示装置４が手術室内のどのポジションに配置されても無影灯１６等による外光の影響を受けることなく良好な観察を行なうことができる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る表示装置を図４から図６を参照して説明する。上述した第１実施形態と同様の構成のものについては同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

（構成）
図４に示すように、パネル部２のパネル枠１３の周縁はホログラムスクリーン１１及びフレネルレンズ１２の周囲から外方に突き出して露出しており、この露出したパネル枠１３の周縁部の前面には複数の光センサー２０ａ〜２０ｈが配置されている。各光センサー２０ａ〜２０ｈはホログラムスクリーン１１周囲のパネル枠１３の縁にほぼ等間隔でその全周にわたり配置されている。また、光センサー２０ａ〜２０ｈはホログラムスクリーン１１とプロジェクター１とを結ぶ（光軸L1）方向への指向性を備えることが望ましい。

また、図４に示すように、プロジェクター１の背面には複数の遮光部材２１ａ〜２１ｄが配置され、プロジェクター１の本体に取り付けられている。各遮光部材２１ａ〜２１ｄは要となる枢支点に回動軸２２ａ〜２２ｄを備え、この回動軸２２ａ〜２２ｄを中心として図５に点線で示す如く扇状に広がり得る伸縮または折畳み自在なものであり、回動軸２２ａ〜２２ｄを要とする扇様の開閉が可能なものである。図４及び図５に示すように、遮光部材２１ａ〜２１ｄの回動軸２２ａ〜２２ｄの軸上にはモーター２３ａ〜２３ｄが配置され、これらのモーター２３ａ〜２３ｄにより上記各遮光部材２１ａ〜２１ｄを個々に開閉する駆動が行なわれる。

図５に示すように、各モーター２３ａ〜２３ｄの動作は制御部２４でそれぞれ制御がなされる。制御部２４は光センサー２０ａ〜２０ｈからの信号に基づき、各モーター２３ａ〜２３ｄへ駆動信号を送信し、遮光部材２１ａ〜２１ｄの開閉動作を制御する。

（作用）
本実施形態に係る表示装置４を使用する状況において、上記プロジェクター１の光軸Ｌ1 方向に沿って無影灯１６からの外光がパネル部２に当ると、光センサー２０ａ〜２０ｈがその光量を感知する。光センサー２０ａ〜２０ｄはそれぞれ規定のしきい値を超えると、制御部２４へ信号を送信する。制御部２４では各光センサー２０ａ〜２０ｈの受光の有無により、モーター２３ａ〜２３ｄへ選択的に駆動信号を発信し、対応するモーター２３ａ〜２３ｄを駆動し、所定の遮光部材２１ａ〜２１ｄを個別的に開く。開いた遮光部材２１ａ〜２１ｄにより光センサー２０ａ〜２０ｄへの無影灯１６からの外光が遮断され、この時点で、制御部２４はモーター２３ａ〜２３ｄへの駆動信号を停止する。すなわち、制御部２４ではパネル部２の一部に外光が当っている状態ではその外光が当っている位置に対応した範囲の遮光部材２１ａ〜２１ｄが部分的に開くような制御が行なわれる。そのため、パネル部２に外光が全く当っていない状態では全ての遮光部材２１ａ〜２１ｄが閉じた状態となる。

（効果）
本実施形態によれば、遮光手段を構成する遮光部材２１ａ〜２１ｄの広がりが必要最小限で済むため、表示装置４の移動時に無影灯１６等との干渉が極力少なくなる。また、表示装置４の収納時の省スペース化が図れる。

なお、本発明は前述した各実施形態のものに限定されるものではなく、他の形態にも適用が可能なものである。例えば遮光板をパネル部の近傍に配置してもよい。また、前述した実施形態ではホログラムスクリーンを利用した表示部としたが、本発明は投射機からの光をフレネルレンズに投射し、その画像を観察者が左右の眼で観察するようにする表示装置等、他の形式の表示装置にも適用が可能なものである。

前述した説明によれば、以下の事項またはそれらの事項を組み合わせた事項の発明が得られる。
＜付記＞
１．投影光を照射する投射装置と、上記投射装置からの投影光を観察者の方向に回折し集光するためのホログラムスクリーンとフレネルレンズを有した表示パネル部と、を備えた表示装置において、上記投射装置と、上記表示パネル部を保持するための支持手段と、上記投射装置の近傍に配置された遮光手段を有することを特徴とする表示装置。
２．上記遮光手段は上記投射装置の表示パネル部に向かう光軸の延長上に配置されていることを特徴とする第１項に記載の表示装置。
３．上記遮光手段の面積を変更するための遮光面積可変手段を有することを特徴とする第１，２項に記載の表示装置。
４．上記支持手段は床面に対し移動可能なものであって、キャスターを有することを特徴とする第１，２，３項に記載の表示装置。
５．上記表示パネル部に配置された光量を検知するための検知手段と、上記検知手段からの信号に基づき上記遮光範囲を可変する遮光手段と、上記遮光手段による遮光手段の面積を制御するための制御手段とを有することを特徴とする表示装置。
６．上記検知手段がホログラムスクリーン近傍に配置された光センサーであることを特徴とする第５項に記載の表示装置。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す説明図。 同じく第１実施形態に係る表示装置におけるパネル部の斜視図。 同じく第１実施形態に係る表示装置におけるプロジェクターの斜視図。 本発明の第２実施形態に係る表示装置の構成を概略的に示す説明図。 同じく第２実施形態に係る表示装置におけるプロジェクターに取り付けた遮光部材の説明図。 同じく第２実施形態に係る表示装置におけるプロジェクター制御系を概略的に示す説明図。

符号の説明

１…プロジェクター
２…パネル部
３…観察者
４…表示装置
５…架台
１１…ホログラムスクリーン
１２…フレネルレンズ
１３…パネル枠
１４…遮光板
１６…無影灯

Claims (4)

1. 投影光の投射を受けて観察者が観察する画像を表示する表示部と、
   上記投影光を上記表示部に向けて投射する投射部と、
   上記投影光以外の外光が上記表示部に入射することを阻止する遮光部と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 上記遮光部は上記投射部から上記表示部に向かう投射光軸の後方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記遮光部は上記表示部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 上記表示部に設けられ、上記表示部に向けて投射する投影光以外の外光の光量を検知する検知手段と、
   上記検知手段からの信号に基づき上記遮光部の遮光形態を変更する遮光部可変手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の表示装置。

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