JP2014102419A - 電子映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手術顕微鏡の直接観察と違和感なく観察することができる電子映像表示装置を提供する。
【解決手段】電子映像表示装置５のケース２３の内部にも対物光学系２９と結像光学系３０が設けられ、それらにより形成された一次像Ｆ２を接眼光学系２８を介して観察するようにしたため、電子映像表示装置５で観察する場合も、手術顕微鏡４で直接観察する場合と同様の感覚で違和感なく観察を行うことができる。従って、電子映像表示装置５の観察性能が向上し、長時間観察しても疲れなくなる。
【選択図】 図７

Description

本発明は電子映像表示装置に関するものである。

手術用顕微鏡に組み付けられた撮像装置で、例えば立体視可能な所定の両眼視差を有する一対の電子映像を撮像し、その左右一対の電子映像をそれぞれ左右一対の表示パネルに表示し、それを左右の接眼レンズから見ることにより立体的な映像観察が行える電子映像表示装置が知られている。

この種の電子映像表示装置としては、ケースの手間側に左右一対の接眼レンズを有する接眼部が設けられ、ケース内部の奥側に電子映像を表示可能な左右一対の表示パネルが設置された構造をしている。

メインのドクターは手術顕微鏡の接眼部から術部の状態を光学的に立体観察し、アシスタントは電子映像表示装置によりメインドクターと同じ視野を電子映像により立体観察することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３２０７２２号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、電子映像表示装置の表示パネルを接眼レンズのみを介して観察する構造のため、電子映像表示装置の観察者は、手術顕微鏡で術部を観察する場合と比べて違和感を感じる。

電子映像表示装置で観察する場合は接眼レンズのみのため、光は全方向に広がり、どの位置に瞳をおいても電子映像の観察はできる。しかし、手術顕微鏡の場合は、対物レンズと結像レンズでいったん一次像を形成し、その一次像を接眼レンズで観察するため、光は特定方向に進んでおり、接眼レンズの外側で光束が一点に交わるアイポイントに瞳をおかないと観察できない。医療従事者はふだん接眼レンズのアイポイントに瞳をおく手術顕微鏡の観察に慣れているため、アイポイントがない電子映像表示装置での観察の場合は違和感を感じる。

本発明によれば、このような従来の技術に着目してなされたものであり、手術顕微鏡の直接観察と違和感なく観察することができる電子映像表示装置を提供することができる。

請求項１記載の発明は、内部に左右一対の表示パネルが設けられ且つ一端に左右一対の接眼光学系を有する接眼部が設けられたケース内に、各表示パネルからの光束を受ける左右一対の対物光学系と、対物光学系の透過光束を結像させて接眼光学系で拡大観察するための一次像をそれぞれ形成する左右一対の結像光学系とを収納したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、表示パネルに表示される電子映像が、手術顕微鏡内の２本の光路からそれぞれ形成された両眼視差を有していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、表示パネルに表示される電子映像が、手術顕微鏡内の２本の光路のうちの一方を分岐した視差を有していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、表示パネルが有機ＥＬ方式であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、電子映像表示装置のケースの内部にも対物光学系と結像光学系が設けられ、それらにより形成された一次像を接眼光学系を介して観察するようにしたため、電子映像表示装置で観察する場合も、通常の手術顕微鏡で観察する場合と同様の感覚で違和感なく観察を行うことができる。従って、電子映像表示装置の観察性能が向上し、長時間観察しても疲れなくなる。またケースの内部に対物光学系と結像光学系が設けられているため光学性能が向上し、表示パネル側の解像度や応答速度等の性能向上に応じて、より精細な電子映像を観察することができる。

請求項２記載の発明によれば、表示パネルに表示される電子映像が手術顕微鏡内の２本の光路から形成された両眼視差を有しているため、立体的な観察を行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、表示パネルに表示される電子映像が手術顕微鏡内の２本の光路のうちの一方を分岐した視差を有しているため、擬似的に立体感のある観察を行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、表示パネルが有機ＥＬ方式であるため、応答性能及びコンストラスト性能に優れ、より精細な電子映像を観察することができる。

本発明の第１実施形態に係る電子映像表示装置を示す斜視図。 手術顕微鏡の内部構造を示す断面図。 手術顕微鏡の内部構造を示す斜視図。 手術顕微鏡の光学系を示す説明図。 カメラと表示パネル等との関係を示す図。 電子映像表示装置の内部構造を示す側面図。 電子映像表示装置の内部構造を示す平面図。 本発明の第２実施形態に係る手術顕微鏡を示す斜視図。 手術顕微鏡の内部構造を示す斜視図。 カメラの内部構造を示す断面図。

図１〜図７は、本発明の第１実施形態を示す図である。

手術室に設置された図示せぬスタンド装置の横方向に延びる支持アーム１の先端２には、概略コ字形（Ｕ字状）に曲がった吊下げアーム３が取付けられており、該吊下げアーム３の下端部にはドクターＤ１用の手術顕微鏡４が支持されている。

また、手術顕微鏡４の右側には、ドクターＤ１に対して右側に位置するアシスタントＤ２用の電子映像表示装置５が、同様に先端２から延びる保持アーム６により支持されている。

この手術顕微鏡４は立体観察可能な構造で、そのために左右２本のメイン光路Ａが内部に形成されている。手術顕微鏡４の下部には光束取入口７が形成されており、その光束取入口７の上部には対物光学系８としてのレンズ群が垂直方向に設けられている。対物光学系８の上部にはプリズム９が設置され、そのプリズム９から後方へ向けて水平な変倍光学系１０としてのレンズ群が設けられている。

変倍光学系１０の後方にはビームスプリッタ１１とプリズム１２が上下に設けられ、これらによりメイン光路Ａは上方に向けられた後に前方へ向けて折り返される。上方へ折り返されたメイン光路Ａは結像光学系１３を経た後、いったん一次像Ｆ１を形成し、その後に接眼部１４に導かれる。接眼部１４には接眼光学系１５が設けられ、そこからドクターＤ１が一次像Ｆ１を光学的に立体観察できるようになっている。

すなわち、図４に示すように、術部Ｔから所定の輻輳角θで対物光学系８に導かれた光束Ｌは対物光学系８を透過してから、ドクターＤ１の左右の瞳に対応して二系統に別れ、それぞれ前述のようにプリズム９等を経て、最終的には左右一対の接眼部１４に導かれる。輻輳角θにより接眼部１４から観察できる一次像Ｆ１には両眼視差が生じており立体観察が可能となる。

メイン光路Ａ中のビームスプリッタ１１から一部の光束がサブ光路Ｂとして分岐される。サブ光路Ｂはプリズム１６やレンズ１７等を介して前側へ折り返され、更にリレーレンズ１８と断面平行四辺形状のプリズム１９（図５）を介して手術顕微鏡４の上部に取付けられたカメラ２０に導入される。

カメラ２０の内部には二次元撮像素子として左右一対のＣＣＤイメージセンサ２１（以下ＣＣＤという。）が設けられている。このＣＣＤ２１により両眼視差を有する一対の電子映像が撮影される。カメラ２０のＣＣＤ２１で撮影された電子映像はコントローラ２２を介して電子映像表示装置５に出力される。

電子映像表示装置５は、ケース２３の内部に左右一対の表示パネル２４を備えている。表示パネル２４は有機ＥＬで、それぞれ基板２５に組み付けられている。この基板２５に前記コントローラ２２からの信号が入力される。ケース２３の内部には空間を左右に仕切る仕切壁２６が設けられている。ケース２３における表示パネル２４の反対側には左右一対の接眼部２７が設けられている。この接眼部２７の内部には接眼光学系２８が設けられている。

このケース２３には接眼部２７だけでなく対物光学系２９及び結像光学系３０も設けられている。対物光学系２９と結像光学系３０の間にはリレー光学系Ｒも設けられている。対物光学系２９は表示パネル２４からの光束を受け、結像光学系３０は対物光学系２９を透過した光束を結像させて一次像Ｆ２を形成する。この一次像Ｆ２は接眼光学系２８で拡大観察されてアシスタントＤ２の瞳に導入される。瞳は接眼光学系２８からの光束が交差するアイポイントにおかれて一次像Ｆ２の観察をする。左右一対の表示パネル２４が両眼視差を有する電子映像を表示するため、それらを接眼部２７から立体的に観察することができる。

この実施形態によれば、アシスタントＤ２が観察する電子映像表示装置５が手術顕微鏡４とは別に支持されているため、ドクターＤ１が手術顕微鏡４の向きを変えたりしても、電子映像表示装置５自体は動かない。そのため、ドクターＤ１とアシスタントＤ２は、それぞれ手術顕微鏡４と電子映像表示装置５の向きを自由に変更できるようになり、両者の操作性が向上する。

そして電子映像表示装置５のケース２３の内部には、対物光学系２９と結像光学系３０が設けられ、それらにより形成された一次像Ｆ２を接眼光学系２８を介して観察するため、電子映像表示装置５で観察する場合も、通常の手術顕微鏡４で観察する場合と同様の感覚で違和感なく観察を行うことができる。従って、電子映像表示装置５の観察性能が向上し、長時間観察しても疲れない。

またケース２３の内部に対物光学系２９と結像光学系３０が設けられているため光学性能が向上し、表示パネル２４側の解像度や応答速度等の性能向上に応じて、より精細な電子映像を観察することができる。すなわち表示パネル２４が有機ＥＬ方式で、液晶方式に比べて応答性能及びコンストラスト性能に優れるが、対物光学系２９及び結像光学系３０を介して接眼部２７より観察することにより、その優れた性能をそのまま引き出すことができる。

図８〜図１０は、本発明の第２実施形態を示す図である。本実施形態は前記第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よってそれら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。

この実施形態に係る手術顕微鏡４０では、メイン光路Ａはプリズム３１により上方へ全反射されて接眼部１４へ折り返され、先の第１実施形態のようなサブ光路は形成されない。

その代わりにメイン光路Ａの結像光学系１３の手前にビームスプリッタ３２が設けられ、そこからメイン光路Ａの一部を左右両側へ直角に分岐したサブ光路Ｃが形成される。このサブ光路Ｃは手術顕微鏡４の左右両側に設けられた光束取出部３３から外部へ取り出すことができる。この実施形態では右側だけの光束取出部３３を使用し、反対側は塞いでいる。そして、この右側の光束取出部３３にはカメラ３４が取付けられている。

カメラ３４の内部には、スリットプレート３５と、断面平行四辺形状で左右一対のプリズム３６とリレーレンズ３７が設けられ、これらにより光分割手段が構成されている。

スリットプレート３５には左右一対の孔３８が形成されており、手術顕微鏡４内のビームスプリッタ３２から分岐された一つのサブ光路Ｃを更に２つの平行な光束Ｌに分割する。その平行な光束ＬはそれぞれＣＣＤ３９に導入される。ＣＣＤ３９で撮影された電子映像は先の実施形態同様にコントローラを介して電子映像表示装置５に出力される。

メイン光路Ａのうちの１つの一部をサブ光路Ｃとして分岐し、そのサブ光路Ｃを更に２つの平行な光束Ｌに分岐するため、平行な光束Ｌ間に僅かな視差ｄが生じる。この視差ｄにより電子映像表示装置５では単純な２Ｄでなく擬似的に３Ｄ感のある電子映像が得られる。

以上の各実施形態では、電子映像表示装置５を手術顕微鏡４の右側に支持したが、電子映像表示装置５の位置は手術顕微鏡４に対してどの位置に支持しても良く、手術顕微鏡４の左側でも、ドクターＤ１の対向位置でも良い。

また、電子映像表示装置５はアシスタントＤ２用として使用されるだけでなく、手術室とは異なる場所に設置して、それを看護士や研修医等が学習用として見るようにしても良い。

更に、電子映像表示装置５の表示パネル２４は有機ＥＬに限定されず、透過型又は反射側の液晶でも良く、それ以外の方式でも良い。

４、４０ 手術顕微鏡
５ 電子映像表示装置
２３ ケース
２４ 表示パネル
２７ 接眼部
２８ 接眼光学系
２９ 対物光学系
３０ 結像光学系
２３ ケース
Ａ メイン光路
Ｂ サブ光路
Ｃ サブ光路
Ｄ１ ドクター
Ｄ２ アシスタント
Ｆ１、Ｆ２ 一次像

Claims (4)

1. 内部に左右一対の表示パネルが設けられ且つ一端に左右一対の接眼光学系を有する接眼部が設けられたケース内に、各表示パネルからの光束を受ける左右一対の対物光学系と、対物光学系の透過光束を結像させて接眼光学系で拡大観察するための一次像をそれぞれ形成する左右一対の結像光学系とを収納したことを特徴とする電子映像表示装置。
2. 表示パネルに表示される電子映像が、手術顕微鏡内の２本の光路からそれぞれ形成された両眼視差を有していることを特徴とする請求項１記載の電子映像表示装置。
3. 表示パネルに表示される電子映像が、手術顕微鏡内の２本の光路のうちの一方を分岐した視差を有していることを特徴とする請求項１記載の電子映像表示装置。
4. 表示パネルが有機ＥＬ方式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子映像表示装置。

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