JP3694002B2

JP3694002B2 - Surgical microscope

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Publication number: JP3694002B2
Application number: JP2003072144A
Authority: JP
Inventors: 正彦絹川; 宏藤原; 雅巳浜田; 孝深谷; 豊治榛澤; 正煕金田; 伸章安久井; 進高橋; 克行斉藤; 義直大明
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2003262799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、術部を拡大観察することが可能な観察光学系と各光路を撮像する撮像手段とを有する手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術方法、手術用具の発達に伴い、微細な手術いわゆるマイクロサージャリーが頻繁に行われるようになってきた。マイクロサージャリーには、眼科や脳神経外科に例を見るように、術部を拡大観察するための観察光学系を有する鏡体を備えた手術用顕微鏡が用いられる。
【０００３】
一般に手術用顕微鏡は、術部を拡大観察するための顕微鏡からなる鏡体と、この鏡体を所望の位置、角度に移動し保持するための顕微鏡支持装置とで構成されている。
【０００４】
また、手術用顕微鏡において、対物光学系を備えた観察光学系と撮像手段とを備えたものも、例えば特開平３−３９７１１号公報で知られている。これは対物光学系による被観察体の結像位置に受光面を有する撮像手段を有しており、撮像手段によって撮像された像を表示手段としてのディスプレイに表示し、ディスプレイに表示された画像を観察できるようにしたものである。
【０００５】
また、東独特許第２５９２６５号においては、撮像手段によって得た画像を術者の頭部に取り付けたヘッドマウントディスプレイやテレビモニターに表示し、術者は反射鏡を利用してそれぞれ右眼、左眼のモニター像を観察できるようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像手段によって得た画像を観察しながら手術を行う、いわゆるビデオ顕微鏡は、電気部品の故障や信号ケーブルの断線等が発生した場合、突然画像が消え、手術が続行できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、右眼、左眼の片方での画像が得られなくなっても、入力信号を切換えることにより、簡単に立体画像が得られ、また、鏡体の小形化が図れる手術用顕微鏡を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、被検体の第１の光学像を撮像可能で前記第１の光学像に基づく第１の撮像信号を出力可能な第１の撮像手段と、前記第１の光学像とは所定の視差を有した被検体の第２の光学像を撮像可能で前記第２の光学像に基づく第２の撮像信号を出力可能な第２の撮像手段と、前記第１の撮像信号を入力可能な第１の入力部と前記第２の撮像信号を入力可能な第２の入力部とを有し、前記第１の光学像の画像と前記第２の光学像の画像とに基づいて前記被検体の画像を立体視可能に表示する表示手段と、を有する手術用顕微鏡において、前記第１の撮像手段に第１の光学像を結像する第１の光束もしくは前記第２の撮像手段に第２の光学像を結像する第２の光束を第１の領域及び第２の領域で前記所定の時間をおいて交互に遮蔽し、第１又は第２の領域を透過する光束をそれぞれ別々に、一方の撮像手段において結像可能にするための光束遮蔽手段と、前記第１の光束上と前記第２の光束上とのどちらか一方に前記光束遮蔽手段を選択的に配置する配置手段と、前記配置手段により前記光束遮蔽手段が前記一方の光束上に配置されたときに、前記光束遮蔽手段が配置された光束が結像される第１の撮像手段もしくは第２の撮像手段から出力される撮像信号を、前記所定の時間おきに前記第１の入力部及び前記第２の入力部に交互に入力し、第１の領域を透過する光束を撮像手段において結像して得られた画像信号と、第２の領域を透過する光束を撮像手段において結像して得られた画像信号とをそれぞれ別の入力に入力できるようにする、入力信号切換え手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
前述したように、第１の撮像手段に第１の光学像を結像する第１の光束もしくは第２の撮像手段に第２の光学像を結像する第２の光束を第１の領域及び第２の領域で所定の時間をおいて交互に遮蔽するための光束遮蔽手段を設け、第１の光束上と第２の光束上とのどちらか一方に光束遮蔽手段を選択的に配置し、光束遮蔽手段が一方の光束上に配置されたときに、光束遮蔽手段が配置された光束が結像される第１の撮像手段もしくは第２の撮像手段から出力される撮像信号を、所定の時間おきに第１の入力部及び第２の入力部に交互に入力する入力信号切換えを行うことにより、片方での画像が得られなくなっても、簡単に立体画像が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１および図２は第１の実施例を示す。図１は本実施例のヘッドマウントディスプレイの構成図、図２は鏡体の構成図である。図１に示す、１は頭部固定部材であり、術者の頭部に装着される。頭部固定部材１の上部には表示部２が設けられ、この表示部２には左右一対（一方のみ図示）のレンズ３Ｌ，３Ｒおよびディスプレイ４Ｌ，４Ｒが設けられている。
【００１２】
前記頭部支持部材１の前部には上下方向に突出するミラー支持部材５が設けられ、このミラー支持部材５の上部にはディスプレイ４Ｌ，４Ｒに対して４５゜の角度で対向する固定ミラー６Ｌ，６Ｒが設けられている。ミラー支持部材５の下部には枢支軸７を支点として回動可能な可動ミラー８Ｌ，８Ｒが設けられ、この可動ミラー８Ｌ，８Ｒを下方へ回動したときは術者の視線９に対して４５゜の角度で対向し、前記ディスプレイ４Ｌ，４Ｒに写し出された画像を観察でき、上方へ回動したときは術者の視線９から退避できるようになっている。
【００１３】
前記頭部支持部材１の最前部には術者の左眼、右眼に対応して光学的観察手段としての拡大鏡１０Ｌ，１０Ｒが設けられている。すなわち、この拡大鏡１０Ｌ，１０Ｒは前記可動ミラー８Ｌ，８Ｒの光軸の延長上に設置されており、可動ミラー８Ｌ，８Ｒを上方へ回動したとき、術者は被観察部を拡大鏡１０Ｌ，１０Ｒによって観察できるように構成されている。
【００１４】
次に、図２に示す、鏡体１１の構成を説明する。鏡体１１の内部には１つの対物レンズ１３、一対の変倍光学系１４Ｌ，１４Ｒ、一対の結像レンズ１５Ｌ，１５ＲおよびＲＧＢ撮像装置１６Ｌ，１６Ｒが被観察部側から順次配設されて構成されている。
【００１５】
ＲＧＢ撮像装置１６Ｌ，１６Ｒは、色分解プリズム１７とＲ撮像素子１８ａ、Ｇ撮像素子１８ｂ、Ｂ撮像素子１８ｃとから構成され、このＲＧＢ撮像装置１６Ｌ，１６Ｒはプロセッサ１９Ｌ，１９Ｒを介して前記ディスプレイ４Ｌ，４Ｒに接続されている。前記プロセッサ１９Ｌ，１９Ｒは、ＲＧＢ撮像装置１６Ｌ，１６Ｒを駆動、光電変換信号を読み出す駆動回路、ＲＧＢの各画像信号を生成する画像生成回路を備えている。
【００１６】
この実施例によれば、通常は、対物レンズ１３および変倍光学系１４Ｌ，１４Ｒを通して得られた術部等の被観察部の像は色分解プリズム１７を通してＲ，Ｇ，Ｂの各光路に分けられ、それぞれＲ撮像素子１８ａ、Ｇ撮像素子１８ｂ、Ｂ撮像素子１８ｃに入射される。Ｒ撮像素子１８ａ、Ｇ撮像素子１８ｂ、Ｂ撮像素子１８ｃのそれぞれの画像情報信号は、プロセッサ１９Ｌ，１９Ｒの画像生成回路によって画像信号に変換され、ディスプレイ４Ｌ，４Ｒに画像として表示される。
【００１７】
したがって、ディスプレイ４Ｌ，４Ｒに写し出された画像は、レンズ３Ｌ，３Ｒ、固定ミラー６Ｌ，６Ｒおよび可動ミラー８Ｌ，８Ｒを介して術者の左眼、右眼に入射するため、ディスプレイ４Ｌ，４Ｒに表示された画像を立体視できる。
【００１８】
このように撮像手段によって被観察部を観察しながら手術中に、電気部品の故障や信号ケーブルの断線等のトラプルが発生し、突然画像が消えた場合、つまり、画像による観察が行えなくなった場合、可動ミラー８Ｌ，８Ｒを枢支軸７を支点として上方へ回動（跳ね上げ）すると、術者は被観察部を拡大鏡１０Ｌ，１０Ｒによって観察でき、手術を続行できる。したがって、手術中に電気的なトラブルが発生しても安全であり、また、可動ミラー８Ｌ，８Ｒを枢支軸７を支点として跳ね上げるという簡単な操作によって切換えることができる。
【００１９】
図３〜図５は第２の実施例を示す。図３は鏡体支持装置を示す、架台２１は床面を移動自在であり、基台２１ａとこの基台２１ａに対して立設された支柱２１ｂとから構成されている。支柱２１ｂの上端には図示しない光源が内蔵された第１アーム２２が軸Ｏａを中心に回動可能に取り付けられ、第１アーム２２の他端には軸Ｏｂを中心に回動可能な第２アーム２３が取り付けられている。
【００２０】
第２アーム２３の他端には軸Ｏｃを中心に回動可能な第３アーム２４が取り付けられ、第３アーム２４には軸Ｏｄにて一端を支持された平行四辺形リンクの構成により、鏡体２７が術者の観察方向に対し前後方向の俯仰操作と、軸Ｏｅを中心として鏡体２７が術者の観察方向に対し、左右方向の俯仰操作とが可能とすべく構成されている。俯仰アーム２５の先端部にはハンドル２６および鏡体２７が設けられている。
【００２１】
そして、鏡体２７を空間的に自在に位置操作できるようになっており、軸Ｏａ〜Ｏｅの各部には後述する電磁クラッチ３８ａ〜３８ｅが設けられ、ハンドル２６に設けたスイッチ２８によって各軸Ｏａ〜Ｏｅを選択的にロック・アンロックできるように構成されている。
【００２２】
次に、図４に示す、鏡体２７の光学系の構成を説明する。図４は左側光路を示すもので、対物レンズ３０Ｌ、変倍光学系３１Ｌ、結像レンズ３２Ｌが被観察部側から順次配設されて構成されている。結像レンズ３２Ｌの結像点には撮像素子３３Ｌが設けられ、この撮像素子３３Ｌは回転軸３４Ｌを軸心として回動可能な取付け部材３５Ｌに取付けられている。
【００２３】
回転軸３４Ｌはソレノイド（図示しない）によって駆動され、撮像素子３３Ｌを光路上（実線位置）と光路外（破線位置）に移動できるようになっている。さらに、鏡体２７には結像レンズ３２Ｌの結像点に焦点が位置するように接眼レンズ３６Ｌが設けられている。
【００２４】
次に、図５に示す、電気回路を説明する。前記ハンドル２６に設けられたスイッチ２８は駆動回路３７を介して各軸Ｏａ〜Ｏｅの各部に設けられた電磁クラッチ３８ａ〜３８ｅに電気的に接続されている。
【００２５】
また、前記撮像素子３３Ｌ，３３Ｒと接続され、左右の画像信号を生成する画像生成回路を備えたプロセッサ３９Ｌ，３９Ｒは積分回路４０Ｌ，４０Ｒ、比較回路４１Ｌ，４１Ｒを介してＯＲ回路４２に接続され、このＯＲ回路４２は前記ソレノイドを駆動するソレノイド駆動回路４３に接続されている。
【００２６】
そして、プロセッサ３９Ｌ，３９Ｒからの画像信号の有無を積分回路４０Ｌ，４０Ｒ、比較回路４１Ｌ，４１Ｒによって検出し、いずれか一方でも無となると、ＯＲ回路４２を介してソレノイド駆動回路４３によってソレノイドが駆動される。したがって、回転軸３４Ｌ，３４Ｒが回動して取付け部材３５Ｌ，３５Ｒを介して撮像素子３３Ｌ，３３Ｒが光路外（破線位置）に退避し、接眼レンズ３６Ｌ，３６Ｒによって観察ができる。
【００２７】
この実施例によれば、ヘッドマウントディスプレイを外すだけでよいので、鏡体２７において滅菌等のため、ドレープを使用していても、ドレープにおいて接眼部の開口をあらかじめ設定しておけば、手術中に故障が生じても何ら問題なく光学的観察が行える。
【００２８】
図６〜図１０は第３の実施例を示し、第１の実施例と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。この実施例は片側の光路のみで瞳分割による立体撮像を行うもので、図６および図７に示すように、鏡体４４の内部の瞳位置には光束遮蔽手段としての液晶シャッタ４５が設けられている。この液晶シャッタ４５はガイド部材４６上をスライド自在に支持されているとともに、液晶シャッタ４５には鏡体４４の外部に突出する配置手段としての操作ハンドル４７が設けられている。
【００２９】
液晶シャッタ４５は、通常時は左光路Ｌと右光路Ｒとの間（実線位置）に設置され、操作ハンドル４７によって液晶シャッタ４５を左光路Ｌに位置すると、左スイッチ４８がＯＮとなり、液晶シャッタ４５を右光路Ｒに位置すると、右スイッチ４９がＯＮとなり、液晶シャッタ４５の位置を確認できるように構成されている。前記液晶シャッタ４５は、図８に示すように、瞳分割するためのフィルタであり、左右の半分ずつが、ＯＮ（透過）、ＯＦＦ（遮光）の動作を行うように形成されている。
【００３０】
次に、図９に示す、電気回路、図１０に示す、タイミングチャートに基づき作用について説明する。通常は、液晶シャッタ４５は左光路Ｌと右光路Ｒとの間（実線位置）にあり、プロセッサ１９Ｌ，１９Ｒによる画像信号が図示しないディスプレイに表示される。
【００３１】
ここで、例えば右光路Ｒによる画像が撮像素子１６Ｒもしくはプロセッサ１９Ｒ等の故障により得られないときについて説明する。今、右眼の表示画像が消えたとき、術者が操作ハンドル４７を左側へ移動させると、液晶シャッタ４５が図７の破線位置Ｌとなる。このとき、左スイッチ４８がＯＮとなり、ロジック回路５０Ｌを介して選択回路５１に、プロセッサ１９Ｒの画像信号を出力すべくスイッチをコントロールする。
【００３２】
さらに、ＯＲ回路５２を介して入力信号切換え手段としての切換え回路５３Ｌ，５３Ｒによって切り換わる。フィールド検出回路５４ａではＥＶＥＮ、ＯＤＤのフィールドの判定を行い、検出出力によりフィールド切換え回路５４ｂのスイッチングと液晶ドライバ５５による液晶シャッタ４５の駆動を行う。
【００３３】
図１０に示すように、Ｄ１撮像時は、液晶シャッタ４５は図８に示すように、左側がＯＮ（透過）となっており、このときの画像信号はフィールド切換え回路５４ｂを介して画像メモリ５６Ｌに入力され、ここでは入力された画像信号をメモリを用いることにより、フィールド検出信号にしたがって２回連続出力する。これが左眼にて観察される。
【００３４】
一方、Ｅ１の画像信号においては、液晶シャッタ４５の右側がＯＮ（透過）となっており、このときの画像信号はフィールド切換え回路５４ｂを介して画像メモリ５６Ｌに入力され、ここでは入力された画像信号をメモリを用いることにより、フィールド検出信号にしたがって２回連続出力する。これが右眼にて観察される。
【００３５】
このように片方での画像が得られなくなっても、簡単に立体画像が得られる。また、鏡体４４に液晶シャッタ４５を追加するだけであるため小形化が図れるとともに、ズーム等の光学系をそのまま利用できるという効果がある。
【００３６】
図１１〜図１５は第４の実施例を示し、第１の実施例と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。この実施例は、鏡体１１の内部の瞳位置に設けられた絞り５８Ｌ，５８Ｒと結像レンズ１５Ｌ，１５Ｒとに各々の光路を偏向すべく可動ミラー５９を設け、この可動ミラー５９を鏡体１１に対して移動可能な可動鏡体６０と連動するように構成したものである。
【００３７】
すなわち、鏡体１１には回転軸６１が設けられ、この回転軸６１を曲率中心とする円弧面１２ａが設けられている。回転軸６１にはアーム６２の一端部が固定され、このアーム６２の他端部には可動鏡体６０が支持され、可動鏡体６０は円弧面１２ａに沿って９０゜回動可能に構成されている。
【００３８】
さらに、回転軸６１には小歯車６３が嵌着され、この小歯車６３はミラー軸６４に嵌着された大歯車６５とアイドル歯車６５ａを介して噛合している。ミラー軸６４にはミラー台６６の基端部が固定され、このミラー台６６に前記可動ミラー５９が固定されている。ここで、小歯車６３と大歯車６５のギャ比は１：２であり、回転軸６１が９０゜回動すると、ミラー軸６４は同方向に４５゜回動するようになっている。
【００３９】
また、前記可動鏡体６０には支持部６７を有しており、この支持部６７には回転ミラー６８を有するテイルト部６９とプリズム７０Ｌ，７０Ｒおよび接眼レンズ７１Ｌ，７１Ｒが設けられている。
【００４０】
そして、可動鏡体６０は、図１１に示す撮像位置と、図１２に示す光学的観察位置の２つのポジションに切換えでき、可動鏡体６０を下方へ９０゜回動して光学的観察位置にセットしたとき、回転軸６１が回転し、この回転は小歯車６３、アイドル歯車６５ａ、大歯車６５を介してミラー軸６４が回動して回動ミラー５９が４５゜回動し、この回動ミラー５９によって偏向されてリレーレンズ７２Ｌ，７２Ｒを介して光路が可動鏡体６０に導かれるようになっている。なお、７３は鏡体１２の側壁に設けられリレーレンズ７２Ｌ，７２Ｒに対向する開口窓を開閉する扉である。
【００４１】
したがって、可動鏡体６０を図１１に示すように、手術に邪魔にならないように撮像位置に回動して退避することにより、可動ミラー５９も回動して光路から退避し、第１の実施例と同様に撮像素子１６Ｌ，１６Ｒ、プロセッサ１９Ｌ，１９Ｒによる画像が立体観察される。
【００４２】
このように画像観察による手術中にいずれかに故障が生じ、観察できない場合には図１２に示すように、可動鏡体６０を下方へ回動して光学的観察位置にセットすると、回動ミラー５９が４５゜回動し、この回動ミラー５９によって偏向されてリレーレンズ７２Ｌ，７２Ｒを介して光路が可動鏡体６０に導かれ、可動鏡体６０による光学観察ができ手術を続行できる。
【００４３】
次に、図１５に示す、電気回路について説明する。７４は可動鏡体６０の位置を判定するスイッチであり、このスイッチ７４はロジック回路７５からの指令はなくプロセッサ１９Ｌ，１９Ｒによる画像信号に基づいて明るさ演算部７６により駆動回路７７を介して絞り５８Ｌ，５８Ｒを調節する。
【００４４】
可動鏡体６０を図１２に示す、光学的観察位置に移動させると、スイッチ７４がＯＮとなり、ロジック回路７５によりスイッチ回路７８を切換え、設定メモリ７９に対して出力命令を出す。したがって、絞り５８Ｌ，５８Ｒは設定メモリ７９からのデータにより駆動回路７７にて調節され、ランプ８１の点灯回路８０においても同様に明るさが設定される。
【００４５】
設定メモリ７９に対しては可動鏡体６０を介して光学的観察の場合において最適となる条件が記憶される。撮像による観察時は焦点深度向上等のため絞り５８Ｌ，５８Ｒがかなり絞られ、かつランプ８１による照明も点灯回路８０により明るく設定される。
【００４６】
このように通常は、可動鏡体６０が手術の邪魔にならない位置に退避しており、故障の際にも操作性が容易である。光学観察の切換えに伴って照明、絞り等の設定も最適となるように設定し直すことにより、故障時の切換えにおいても違和感がなく手術を続行できる。
【００４７】
図１６および図１７は第５の実施例を示し、第４の実施例と同一構成部分については説明を省略する。この実施例は、鏡体１１の内部の結像レンズ１５Ｌ，１５Ｒより上部に回転軸心８３を中心として回転可能な回転台８４を設け、この回転台８４に、回転軸心８３を中心として対称的に撮像部８５と光学観察用鏡体８６とを設置し、回転台８４の１８０゜回転によって撮像位置と光学的観察位置が切換えられるように構成したものである。
【００４８】
すなわち、前記光学観察用鏡体８６には支持部８７を有しており、この支持部８７には第１のミラー８８と第２のミラー８９を有するテイルト部９０が設けられ、光路がプリズム７０Ｌ，７０Ｒ、接眼レンズ７１Ｌ，７１Ｒに導かれるようになっている。
【００４９】
したがって、光学観察用鏡体８６を図１６および図１７に示すように、手術に邪魔にならないように退避することにより、撮像部８５により第１の実施例と同様に撮像素子１６Ｌ，１６Ｒ、プロセッサ１９Ｌ，１９Ｒによる画像が立体観察される。
【００５０】
このように画像観察による手術中にいずれかに故障が生じ、観察できない場合には回転台８４を１８０゜回転して鏡体１１の内部の結像レンズ１５Ｌ，１５Ｒに光学観察用鏡体８６の第１のミラー８８を対向させることにより、第２のミラー８９を介して光路がプリズム７０Ｌ，７０Ｒ、接眼レンズ７１Ｌ，７１Ｒに導かれ、光学観察用鏡体８６による光学観察ができ手術を続行できる。
【００５１】
図１８および図１９は開示例１を示し、鏡体１００の内部には１つの対物レンズ１０１、一対の変倍光学系１０２Ｌ，１０２Ｒ、一対の結像レンズ１０３Ｌ，１０３ＲおよびＲＧＢ撮像装置１０４Ｌ，１０４Ｒが被観察部側から順次配設されて構成されている。
【００５２】
ＲＧＢ撮像装置１０４Ｌ，１０４Ｒは、色分解プリズムとＲ撮像素子、Ｇ撮像素子、Ｂ撮像素子とから構成され、このＲＧＢ撮像装置１０４Ｌ，１０４Ｒはプロセッサ１０５Ｌ，１０５Ｒに接続されている。前記プロセッサ１０５Ｒからの右眼用映像信号は、図１９に示すようなマーク１０６をスーパインボーズするスーパインボーズ回路１０７、立体映像信号構成回路１０８により立体映像信号にあわせて表示部１０９ａを覆うように設けられた液晶偏光板１０９を駆動する液晶駆動回路１１０と反転信号により立体映像信号と液晶偏光板１０９のタイミングを反転させるためのロジック回路（図示しない）とから構成されている。このように右眼用映像信号のみにマーク１０６を入れ、これにより常に確認することができ、反転させることもできる。
【００５３】
図２０および図２１は開示例２を示し、第２の実施例における鏡体支持装置の俯仰アーム２５に、開示例１の鏡体１００を組み合わせたもので、鏡体１００の俯仰操作終了を検出するロジック回路１１１を設け、スイッチ２８による電磁クラッチ３８ａ〜３８ｅの操作信号がスイッチ回路２８ａを介して入力される。
【００５４】
この操作終了信号にしたがって視野変更後と判断し、開示例１と同様に右眼用映像信号にマーク１０６をある時間表示させる。視野変更により映像信号に変化が生じるので、このとき立体感の確認を行う。
【００５５】
図２２は開示例３を示し、プロセッサ１０５Ｌ，１０５Ｒからの映像信号によって積分回路１１２Ｌ，１１２Ｒ，比較回路１１３Ｌ，１１３Ｒを介して映像信号の有無を検出するもので、切換え回路１１４Ｌ，１１４Ｒでは各々の映像信号検出信号により映像信号選択を行う。
【００５６】
通常の状態においては、プロセッサ１０５Ｌ，１０５Ｒからの映像信号が切換え回路１１４Ｌ，１１４Ｒと、片側の画像である図示しない表示をスーパインポーズすべくスーパインボーズ回路１１５Ｌ，１１５Ｒを介してそれぞれ発信機１１６Ｌ，１１６Ｒに入力され、これら発信機１１６Ｌ，１１６Ｒからヘッドマウントディスプレイの受信機１１７に送信されているが、どちらか一方、例えば右眼側が故障した場合、積分回路１１２Ｒ、比較回路１１３Ｒにより映像信号出力がなされていないことを検出し、切換え回路１１４Ｒが切り換わり、プロセッサ１０５Ｌによる映像信号がスーパインポーズ回路１１５Ｒに送出される。スーパインボーズ回路１１５Ｌ，１１５Ｒには前記比較回路１１３Ｒからの出力に従ってＯＲ回路１１８を介して信号が出力され、各々切換え回路１１４Ｌ、１１４Ｒを介して入力されるプロセッサ１０５Ｌの映像信号に片側のみの画像である(非立体観察)という表示を挿入する。発信機１１６Ｌ、１１６Ｒから前記スーパインボーズ回路１１５Ｌ、１１５Ｒからの映像信号がヘッドマウントディスプレイの受信機１１７に送信される。術者は左右眼にて上記左側光路におけるプロセッサ１０５Ｌによる映像を観察する。このとき映像中の表示により非立体観察であることの確認ができる。
【００５７】
図２３〜図２５は開示例４を示し、第１の実施例における鏡体支持装置の俯仰アーム２５に、開示例１の鏡体１００を組み合わせたもので、電磁クラッチ３８ａ〜３８ｅの操作終了を検出し、その信号に合わせてその後しばらくの間、撮影のためのシャッタスピードを短くして振動によるブレの影響をなくすようにしたものである。
【００５８】
すなわち、スイッチ回路２８ａはロジック回路１１９を介してパルス回路１２０に接続されており、操作終了信号によってパルス回路１２０にてタイマ１２１に設定された時間内においてシャッタスピードを速くすべく駆動読み出し回路１２２Ｌ，１２２Ｒにクロックパルス信号を送り、それ以外の時間は通常のクロックパルスを駆動読み出し回路１２２Ｌ，１２２Ｒに送る。なお、駆動読み出し回路１２２Ｌ，１２２Ｒは映像信号処理回路１２３Ｌ，１２３Ｒを介して左右眼用のモニター１２４Ｌ，１２４Ｒに接続されている。
【００５９】
図２６および図２７は開示例５を示し、ズーム変倍における倍率を検出する手段を設け、さらに鏡体１００の振動を検出し、その振動周波数を算出することにより、変倍値と振動周波数からシャッタスピードを設定するようにしたものである。
【００６０】
すなわち、鏡体１００に変位センサ（加速度センサ）１２５を設け、この信号を増幅回路１２６を介してゼロクロス検出回路１２７にてパルス信号化する。また、クロック回路１２８による単位時間内のパルスをカウンタ１２９によってカウントし、ｆ検出回路１３０により周波数検出を行う。
【００６１】
一方、変倍用の駆動回路１３１ａからの駆動信号によって駆動する変倍用モータ１３１にエンコーダ１３２を設け、倍率検出回路１３３により倍率を検出し、この周波数と倍率値に応じてシャッタスピード設定回路１３４から駆動読み出し回路１２２Ｌ，１２２Ｒにクロックパルス信号を送り、図２７に示すように撮像素子の露出時間、つまりシャッタスピードを可変する。このように構成することにより、倍率が高いと振動による影響が大きくなるが、この像のブレをなくし、観察がしやすくなるという効果がある。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の手術用顕微鏡は、第１の撮像手段に第１の光学像を結像する第１の光束もしくは第２の撮像手段に第２の光学像を結像する第２の光束を第１の領域及び第２の領域で所定の時間をおいて交互に遮蔽するための光束遮蔽手段を設け、第１の光束上と第２の光束上とのどちらか一方に光束遮蔽手段を選択的に配置し、光束遮蔽手段が一方の光束上に配置されたときに、光束遮蔽手段が配置された光束が結像される第１の撮像手段もしくは第２の撮像手段から出力される撮像信号を、所定の時間おきに第１の入力部及び第２の入力部に交互に入力する入力信号切換えを行うことにより、片方での画像が得られなくなっても、簡単に立体画像が得られる。また、光束遮蔽手段を追加するだけであるため鏡体の小形化が図れるとともに、ズーム等の光学系をそのまま利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係わる手術用顕微鏡のヘッドマウントディスプレイを示す側面図。
【図２】同実施例の鏡体の構成図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す鏡体支持装置の側面図。
【図４】同実施例の鏡体の光学系の構成図。
【図５】同実施例の電気系のブロック図。
【図６】本発明の第３の実施例を示す鏡体の光学系の構成図。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図８】同実施例の液晶シャッタの正面図。
【図９】同実施例の電気系のブロック図。
【図１０】同実施例のタイミングチャート図。
【図１１】本発明の第４の実施例を示し、撮像時の鏡体の構成図。
【図１２】同実施例の光学的観察時の鏡体の構成図。
【図１３】同実施例の鏡体の側面図。
【図１４】同実施例の可動ミラーの側面図。
【図１５】同実施例の電気系のブロック図。
【図１６】本発明の第５の実施例を示す鏡体の正面図。
【図１７】同実施例の鏡体の平面図。
【図１８】手術用顕微鏡の開示例１を示す構成図。
【図１９】同開示例の表示画像を示す説明図。
【図２０】手術用顕微鏡の開示例２を示す鏡体支持装置の側面図。
【図２１】同開示例の電気系のブロック図。
【図２２】手術用顕微鏡の開示例３を示す電気系のブロック図。
【図２３】手術用顕微鏡の開示例４を示す鏡体支持装置の側面図。
【図２４】同開示例の電気系のブロック図。
【図２５】同開示例の鏡体の構成図。
【図２６】手術用顕微鏡の開示例５の電気系のブロック図。
【図２７】同開示例の説明図。
【符号の説明】
１６Ｌ，１６Ｒ…ＲＧＢ撮像装置、４４…鏡体、４５…液晶シャッタ(光束遮蔽手段)、４７…操作ハンドル(配置手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surgical microscope having an observation optical system capable of magnifying and observing a surgical site and imaging means for imaging each optical path.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of surgical methods and surgical tools, fine surgery, so-called microsurgery, has been frequently performed. For microsurgery, a surgical microscope equipped with a mirror having an observation optical system for magnifying and observing a surgical part is used as seen in examples in ophthalmology and neurosurgery.
[0003]
In general, a surgical microscope is composed of a mirror body composed of a microscope for magnifying and observing a surgical site, and a microscope support device for moving and holding the mirror body at a desired position and angle.
[0004]
A surgical microscope having an observation optical system having an objective optical system and an imaging means is also known, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-39711. This has an image pickup means having a light receiving surface at the imaging position of the object to be observed by the objective optical system, and displays an image picked up by the image pickup means on a display as a display means, and displays the image displayed on the display. It can be observed.
[0005]
Further, in German Patent No. 259265, an image obtained by the imaging means is displayed on a head mounted display or a television monitor attached to the operator's head, and the operator uses a reflector to respectively right eye and left eye. The monitor image can be observed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, a so-called video microscope that performs an operation while observing an image obtained by an imaging means has a problem that when an electrical component failure or a signal cable disconnection occurs, the image disappears suddenly and the operation cannot be continued.
[0007]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to easily switch a stereoscopic image by switching an input signal even when an image with one of the right eye and the left eye cannot be obtained. It is another object of the present invention to provide a surgical microscope capable of reducing the size of a mirror body.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first imaging unit capable of capturing a first optical image of a subject and outputting a first imaging signal based on the first optical image; A second imaging unit capable of capturing a second optical image of a subject having a predetermined parallax and outputting a second imaging signal based on the second optical image; and A first input unit capable of inputting the second imaging signal and a second input unit capable of inputting the second imaging signal, and an image of the first optical image and an image of the second optical image And a display means for displaying the image of the subject in a stereoscopic view based on the first light beam or the first light beam that forms a first optical image on the first imaging means. The second light beam that forms the second optical image on the two imaging means is placed in the first region and the second region for the predetermined time. Shielding alternately In addition, the light beams that pass through the first or second region can be imaged separately on one imaging means. A light shielding means for arranging the light shielding means, a placement means for selectively placing the light flux shielding means on either the first light flux or the second light flux, and the light shielding means by the placement means. An imaging signal output from the first imaging unit or the second imaging unit that forms an image of the luminous flux on which the luminous flux shielding unit is arranged when arranged on the one luminous flux is output at the predetermined time interval. Alternately input to the first input unit and the second input unit The image signal obtained by imaging the light beam transmitted through the first region by the imaging unit and the image signal obtained by imaging the light beam transmitted through the second region by the imaging unit are separated from each other. So that you can type in Input signal switching means.
[0009]
As described above, the first light beam that forms the first optical image on the first image pickup unit or the second light beam that forms the second optical image on the second image pickup unit is used as the first region and A light shielding means for alternately shielding the second region after a predetermined time is provided, and the light shielding means is selectively disposed on either the first light flux or the second light flux; When the light beam shielding unit is disposed on one light beam, an imaging signal output from the first imaging unit or the second imaging unit on which the light beam on which the light beam shielding unit is disposed is imaged for a predetermined time. By switching input signals alternately inputted to the first input unit and the second input unit every other, a stereoscopic image can be easily obtained even if an image on one side cannot be obtained.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
1 and 2 show a first embodiment. FIG. 1 is a configuration diagram of a head-mounted display according to the present embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of a mirror body. As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a head fixing member which is attached to the operator's head. A display unit 2 is provided on the top of the head fixing member 1, and a pair of left and right lenses (only one is shown) 3L, 3R and displays 4L, 4R are provided on the display unit 2.
[0012]
A mirror support member 5 protruding in the vertical direction is provided at the front portion of the head support member 1, and a fixed mirror 6L facing the displays 4L and 4R at an angle of 45 ° is provided above the mirror support member 5. , 6R are provided. Below the mirror support member 5 are provided movable mirrors 8L and 8R which are rotatable about the pivot shaft 7 as a fulcrum. When the movable mirrors 8L and 8R are rotated downward, the operator's line of sight 9 is not affected. Opposites at an angle of 45 °, the images projected on the displays 4L and 4R can be observed, and can be retracted from the operator's line of sight 9 when rotated upward.
[0013]
Magnifying mirrors 10L and 10R as optical observation means are provided at the foremost part of the head support member 1 corresponding to the left and right eyes of the operator. That is, the magnifying mirrors 10L and 10R are installed on the extension of the optical axis of the movable mirrors 8L and 8R, and when the movable mirrors 8L and 8R are rotated upward, the operator moves the observed portion to the magnifying glass 10L. , 10R can be observed.
[0014]
Next, the configuration of the mirror body 11 shown in FIG. 2 will be described. Inside the mirror body 11, one objective lens 13, a pair of variable magnification optical systems 14L and 14R, a pair of imaging lenses 15L and 15R, and RGB imaging devices 16L and 16R are sequentially arranged from the observed portion side. Has been.
[0015]
The RGB imaging devices 16L and 16R are composed of a color separation prism 17, an R imaging device 18a, a G imaging device 18b, and a B imaging device 18c. The RGB imaging devices 16L and 16R are connected to the display 4L via processors 19L and 19R. , 4R. The processors 19L and 19R include a drive circuit that drives the RGB imaging devices 16L and 16R, reads photoelectric conversion signals, and an image generation circuit that generates RGB image signals.
[0016]
According to this embodiment, normally, an image of an observed part such as a surgical part obtained through the objective lens 13 and the variable magnification optical systems 14L and 14R is divided into R, G, and B optical paths through the color separation prism 17. Are incident on the R imaging element 18a, the G imaging element 18b, and the B imaging element 18c, respectively. The image information signals of the R image sensor 18a, the G image sensor 18b, and the B image sensor 18c are converted into image signals by the image generation circuits of the processors 19L and 19R and displayed as images on the displays 4L and 4R.
[0017]
Accordingly, the images projected on the displays 4L and 4R are incident on the left and right eyes of the operator via the lenses 3L and 3R, the fixed mirrors 6L and 6R, and the movable mirrors 8L and 8R. The displayed image can be viewed stereoscopically.
[0018]
In this way, during the operation while observing the part to be observed by the imaging means, a trouble such as a failure of an electrical component or a disconnection of the signal cable occurs, and the image suddenly disappears, that is, the observation by the image cannot be performed. When the movable mirrors 8L and 8R are rotated upward (bounced up) about the pivot shaft 7 as a fulcrum, the operator can observe the observed portion with the magnifiers 10L and 10R and can continue the operation. Therefore, it is safe even if an electrical trouble occurs during the operation, and the movable mirrors 8L and 8R can be switched by a simple operation of flipping up the pivot shaft 7 as a fulcrum.
[0019]
3 to 5 show a second embodiment. FIG. 3 shows a mirror body support device. The gantry 21 is movable on the floor surface, and is composed of a base 21a and a support column 21b standing on the base 21a. A first arm 22 containing a light source (not shown) is attached to the upper end of the column 21b so as to be rotatable about the axis Oa, and a second arm 22 is rotatable to the other end of the first arm 22 about the axis Ob. An arm 23 is attached.
[0020]
A third arm 24 is attached to the other end of the second arm 23 so as to be rotatable about the axis Oc. The third arm 24 has a parallelogram link structure having one end supported by the axis Od. The body 27 is configured to be able to perform an up / down operation in the front-rear direction with respect to the operator's observation direction and a mirror body 27 about the axis Oe in the left / right direction with respect to the operator's observation direction. A handle 26 and a mirror body 27 are provided at the tip of the lifting arm 25.
[0021]
The mirror body 27 can be spatially and freely operated. Electromagnetic clutches 38a to 38e, which will be described later, are provided at the respective portions of the axes Oa to Oe, and each axis Oa is provided by a switch 28 provided on the handle 26. -Oe can be selectively locked / unlocked.
[0022]
Next, the configuration of the optical system of the mirror body 27 shown in FIG. 4 will be described. FIG. 4 shows the left optical path, which is constructed by sequentially arranging an objective lens 30L, a variable magnification optical system 31L, and an imaging lens 32L from the observed portion side. An imaging element 33L is provided at an imaging point of the imaging lens 32L, and the imaging element 33L is attached to an attachment member 35L that can rotate about a rotation shaft 34L.
[0023]
The rotating shaft 34L is driven by a solenoid (not shown) so that the image sensor 33L can be moved on the optical path (solid line position) and outside the optical path (broken line position). Further, the lens body 27 is provided with an eyepiece lens 36L so that the focal point is located at the image forming point of the image forming lens 32L.
[0024]
Next, an electric circuit shown in FIG. 5 will be described. A switch 28 provided on the handle 26 is electrically connected to electromagnetic clutches 38a to 38e provided on each part of each axis Oa to Oe via a drive circuit 37.
[0025]
The processors 39L and 39R connected to the image pickup devices 33L and 33R and provided with image generation circuits for generating left and right image signals are connected to an OR circuit 42 via integration circuits 40L and 40R and comparison circuits 41L and 41R. The OR circuit 42 is connected to a solenoid drive circuit 43 that drives the solenoid.
[0026]
Then, the presence or absence of image signals from the processors 39L and 39R is detected by the integration circuits 40L and 40R and the comparison circuits 41L and 41R, and when either one becomes none, the solenoid is driven by the solenoid drive circuit 43 via the OR circuit 42. Is done. Therefore, the rotation shafts 34L and 34R rotate, and the image sensors 33L and 33R are retracted out of the optical path (broken line positions) via the attachment members 35L and 35R, and can be observed by the eyepieces 36L and 36R.
[0027]
According to this embodiment, since it is only necessary to remove the head-mounted display, even if a drape is used for sterilization or the like in the mirror body 27, if the opening of the eyepiece is set in advance in the drape, the operation can be performed. Even if a failure occurs, optical observation can be performed without any problem.
[0028]
6 to 10 show a third embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In this embodiment, stereoscopic imaging by pupil division is performed only on one side of the optical path. As shown in FIGS. 6 and 7, a liquid crystal shutter 45 as a light beam shielding means is provided at a pupil position inside the mirror body 44. ing. The liquid crystal shutter 45 is slidably supported on the guide member 46, and the liquid crystal shutter 45 is provided with an operation handle 47 as a disposing means that protrudes outside the mirror body 44.
[0029]
The liquid crystal shutter 45 is normally installed between the left optical path L and the right optical path R (solid line position). When the liquid crystal shutter 45 is positioned in the left optical path L by the operation handle 47, the left switch 48 is turned on, and the liquid crystal shutter When 45 is positioned in the right optical path R, the right switch 49 is turned on so that the position of the liquid crystal shutter 45 can be confirmed. As shown in FIG. 8, the liquid crystal shutter 45 is a filter for dividing the pupil, and is formed so that the left and right halves perform ON (transmission) and OFF (light shielding) operations.
[0030]
Next, the operation will be described based on the electric circuit shown in FIG. 9 and the timing chart shown in FIG. Normally, the liquid crystal shutter 45 is located between the left optical path L and the right optical path R (solid line position), and image signals from the processors 19L and 19R are displayed on a display (not shown).
[0031]
Here, for example, a case where an image by the right optical path R is not obtained due to a failure of the image sensor 16R or the processor 19R will be described. Now, when the display image of the right eye disappears, when the operator moves the operation handle 47 to the left side, the liquid crystal shutter 45 becomes the broken line position L in FIG. At this time, the left switch 48 is turned on, and the switch is controlled to output the image signal of the processor 19R to the selection circuit 51 via the logic circuit 50L.
[0032]
Further, switching is performed by switching circuits 53L and 53R as input signal switching means via the OR circuit 52. In the field detection circuit 54a, the EVEN and ODD fields are determined, the field switching circuit 54b is switched by the detection output, and the liquid crystal shutter 45 is driven by the liquid crystal driver 55.
[0033]
As shown in FIG. 10, at the time of D1 imaging, the liquid crystal shutter 45 is ON (transmitted) on the left side as shown in FIG. 8, and the image signal at this time is sent to the image memory 56L via the field switching circuit 54b. Here, the input image signal is continuously output twice according to the field detection signal by using a memory. This is observed with the left eye.
[0034]
On the other hand, in the E1 image signal, the right side of the liquid crystal shutter 45 is ON (transmission), and the image signal at this time is input to the image memory 56L via the field switching circuit 54b. The signal is continuously output twice according to the field detection signal by using the memory. This is observed with the right eye.
[0035]
Thus, even if an image on one side cannot be obtained, a stereoscopic image can be easily obtained. Further, since only the liquid crystal shutter 45 is added to the mirror body 44, the size can be reduced, and an optical system such as zoom can be used as it is.
[0036]
11 to 15 show a fourth embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In this embodiment, a movable mirror 59 is provided to deflect the respective optical paths in the diaphragms 58L and 58R and the imaging lenses 15L and 15R provided at the pupil position inside the mirror body 11, and the movable mirror 59 is used as the mirror body. 11 is configured to be interlocked with a movable mirror body 60 that is movable with respect to 11.
[0037]
That is, the mirror body 11 is provided with a rotating shaft 61, and an arcuate surface 12a having the rotating shaft 61 as the center of curvature is provided. One end of an arm 62 is fixed to the rotary shaft 61, and a movable mirror 60 is supported on the other end of the arm 62. The movable mirror 60 is configured to be rotatable by 90 ° along the arc surface 12a. ing.
[0038]
Further, a small gear 63 is fitted on the rotary shaft 61, and the small gear 63 is engaged with a large gear 65 fitted on the mirror shaft 64 via an idle gear 65a. A base end portion of a mirror table 66 is fixed to the mirror shaft 64, and the movable mirror 59 is fixed to the mirror table 66. Here, the gear ratio between the small gear 63 and the large gear 65 is 1: 2, and when the rotating shaft 61 rotates 90 °, the mirror shaft 64 rotates 45 ° in the same direction.
[0039]
The movable mirror 60 has a support portion 67. The support portion 67 is provided with a tail portion 69 having a rotating mirror 68, prisms 70L and 70R, and eyepiece lenses 71L and 71R.
[0040]
The movable mirror body 60 can be switched between two positions, that is, the imaging position shown in FIG. 11 and the optical observation position shown in FIG. 12, and the movable mirror body 60 is rotated downward by 90 ° to the optical observation position. When set, the rotating shaft 61 rotates, and this rotation is caused by the mirror shaft 64 rotating via the small gear 63, the idle gear 65a, and the large gear 65, and the rotating mirror 59 rotating 45 °. The optical path is deflected by the mirror 59 and guided to the movable mirror 60 via the relay lenses 72L and 72R. A door 73 is provided on the side wall of the mirror body 12 and opens and closes an opening window facing the relay lenses 72L and 72R.
[0041]
Therefore, as shown in FIG. 11, when the movable mirror 60 is rotated and retracted to the imaging position so as not to interfere with the operation, the movable mirror 59 is also rotated and retracted from the optical path. Similarly to the example, images by the image pickup devices 16L and 16R and the processors 19L and 19R are stereoscopically observed.
[0042]
In this way, when a failure occurs during surgery by image observation and observation is impossible, as shown in FIG. 12, when the movable mirror 60 is rotated downward and set at the optical observation position, the rotating mirror is set. 59 is rotated by 45 [deg.], Deflected by this rotating mirror 59, the optical path is guided to the movable mirror 60 via the relay lenses 72L and 72R, optical observation by the movable mirror 60 can be performed, and the operation can be continued.
[0043]
Next, an electric circuit shown in FIG. 15 will be described. Reference numeral 74 denotes a switch for determining the position of the movable mirror 60. This switch 74 has no command from the logic circuit 75, and the aperture is controlled by the brightness calculator 76 via the drive circuit 77 based on the image signals from the processors 19L and 19R. 58L and 58R are adjusted.
[0044]
When the movable mirror 60 is moved to the optical observation position shown in FIG. 12, the switch 74 is turned on, the switch circuit 78 is switched by the logic circuit 75, and an output command is issued to the setting memory 79. Accordingly, the apertures 58L and 58R are adjusted by the drive circuit 77 based on the data from the setting memory 79, and the brightness is similarly set in the lighting circuit 80 of the lamp 81.
[0045]
In the setting memory 79, the optimum conditions in the case of optical observation are stored through the movable mirror 60. During observation by imaging, the apertures 58L and 58R are considerably reduced to improve the depth of focus and the illumination by the lamp 81 is also set bright by the lighting circuit 80.
[0046]
Thus, normally, the movable mirror body 60 is retracted to a position that does not interfere with the operation, and operability is easy even in the event of a failure. By re-setting the settings for illumination, diaphragm, etc. to be optimal as the optical observation is switched, the operation can be continued without causing a sense of incongruity even when switching at the time of failure.
[0047]
16 and 17 show a fifth embodiment, and the description of the same components as those in the fourth embodiment is omitted. In this embodiment, a turntable 84 that is rotatable about a rotation axis 83 is provided above the imaging lenses 15L and 15R inside the mirror body 11, and the turntable 84 is symmetrical about the rotation axis 83. In particular, the imaging unit 85 and the optical observation mirror 86 are installed, and the imaging position and the optical observation position are switched by rotating the turntable 84 by 180 °.
[0048]
That is, the optical observation mirror 86 has a support portion 87. The support portion 87 is provided with a tail portion 90 having a first mirror 88 and a second mirror 89, and the optical path is prism 70L. , 70R and eyepieces 71L, 71R.
[0049]
Therefore, as shown in FIG. 16 and FIG. 17, the optical observation mirror 86 is retracted so as not to obstruct the operation, so that the imaging device 85 uses the imaging elements 16L and 16R, the processor, as in the first embodiment. The images by 19L and 19R are stereoscopically observed.
[0050]
As described above, when a failure occurs in one of the operations during the image observation and the observation cannot be performed, the turntable 84 is rotated by 180 ° to form the optical observation mirror 86 on the imaging lenses 15L and 15R inside the mirror 11. By making the first mirror 88 face each other, the optical path is guided to the prisms 70L and 70R and the eyepieces 71L and 71R through the second mirror 89, and the optical observation by the optical observation mirror 86 can be performed and the operation can be continued. .
[0051]
FIGS. 18 and 19 show a first disclosure example. Inside the mirror body 100, there is one objective lens 101, a pair of variable magnification optical systems 102L and 102R, a pair of imaging lenses 103L and 103R, and RGB imaging devices 104L and 104R. Are arranged sequentially from the observed portion side.
[0052]
The RGB imaging devices 104L and 104R include a color separation prism, an R imaging device, a G imaging device, and a B imaging device, and the RGB imaging devices 104L and 104R are connected to the processors 105L and 105R. The right eye video signal from the processor 105R covers the display unit 109a in accordance with the 3D video signal by the superbose circuit 107 and the 3D video signal configuration circuit 108 for superbose the mark 106 as shown in FIG. Are provided with a liquid crystal driving circuit 110 for driving the liquid crystal polarizing plate 109 and a logic circuit (not shown) for reversing the timing of the stereoscopic video signal and the liquid crystal polarizing plate 109 by an inversion signal. In this way, the mark 106 is put only in the video signal for the right eye so that it can be always confirmed and can be reversed.
[0053]
20 and 21 show a second disclosed example, in which the mirror 100 of the first disclosed example is combined with the lifting arm 25 of the mirror support device in the second embodiment, and the end of the lifting operation of the mirror 100 is detected. The logic circuit 111 is provided, and operation signals for the electromagnetic clutches 38a to 38e by the switch 28 are input via the switch circuit 28a.
[0054]
According to this operation end signal, it is determined that the visual field has been changed, and the mark 106 is displayed on the right-eye video signal for a certain period of time, as in the first disclosure example. Since the video signal changes due to the change of the visual field, the stereoscopic effect is confirmed at this time.
[0055]
FIG. 22 shows disclosure example 3, which detects the presence / absence of a video signal via the integration circuits 112L and 112R and the comparison circuits 113L and 113R based on the video signals from the processors 105L and 105R. The switching circuits 114L and 114R The video signal is selected by the video signal detection signal.
[0056]
In a normal state, the video signals from the processors 105L and 105R are transmitted through the switching circuits 114L and 114R and the transmitters 116L through the superbose circuits 115L and 115R to superimpose a display (not shown) which is an image on one side, respectively. , 116R and transmitted from these transmitters 116L, 116R to the receiver 117 of the head mounted display. When one of the right eye side breaks down, for example, the video signal is output by the integrating circuit 112R and the comparing circuit 113R. Is detected, the switching circuit 114R is switched, and a video signal from the processor 105L is sent to the superimpose circuit 115R. A signal is output to the superbose circuits 115L and 115R via the OR circuit 118 in accordance with the output from the comparison circuit 113R, and the video signal of the processor 105L input via the switching circuits 114L and 114R, respectively, is an image on only one side. (Non-stereoscopic observation) is inserted. Video signals from the super inboard circuits 115L and 115R are transmitted from the transmitters 116L and 116R to the receiver 117 of the head mounted display. The surgeon observes the image by the processor 105L in the left optical path with the left and right eyes. At this time, the non-stereoscopic observation can be confirmed by the display in the video.
[0057]
FIGS. 23 to 25 show a fourth disclosed example in which the mirror body 100 of the first disclosed example is combined with the lifting arm 25 of the mirror support device in the first example, and the operation of the electromagnetic clutches 38a to 38e is terminated. According to the detected signal, the shutter speed for photographing is shortened for a while to eliminate the influence of vibration due to vibration.
[0058]
That is, the switch circuit 28a is connected to the pulse circuit 120 via the logic circuit 119, and the drive readout circuit 122L, in order to increase the shutter speed within the time set in the timer 121 by the pulse circuit 120 by the operation end signal. A clock pulse signal is sent to 122R, and normal clock pulses are sent to the drive readout circuits 122L and 122R at other times. The drive readout circuits 122L and 122R are connected to the left and right eye monitors 124L and 124R via the video signal processing circuits 123L and 123R.
[0059]
FIGS. 26 and 27 show a fifth disclosed example, which is provided with means for detecting the magnification in zoom magnification, further detects the vibration of the mirror body 100, and calculates the vibration frequency, thereby calculating the magnification value and the vibration frequency. The shutter speed is set.
[0060]
That is, a displacement sensor (acceleration sensor) 125 is provided in the mirror body 100, and this signal is converted into a pulse signal by the zero cross detection circuit 127 via the amplifier circuit 126. Further, the pulse within the unit time by the clock circuit 128 is counted by the counter 129, and the frequency is detected by the f detection circuit 130.
[0061]
On the other hand, an encoder 132 is provided in a scaling motor 131 driven by a driving signal from a scaling drive circuit 131a, a magnification is detected by a magnification detection circuit 133, and a shutter speed setting circuit 134 is detected according to the frequency and the magnification value. Then, a clock pulse signal is sent to the drive readout circuits 122L and 122R to vary the exposure time of the image sensor, that is, the shutter speed, as shown in FIG. With this configuration, when the magnification is high, the influence of vibration becomes large, but there is an effect that the image is not blurred and easy to observe.
[0062]
【The invention's effect】
As explained above, the surgical microscope of the present invention forms the first optical image on the first image pickup means or the second optical image on the second image pickup means. The light flux shielding means for alternately shielding the two light fluxes in the first region and the second region with a predetermined time is provided, and the light flux is either on the first light flux or the second light flux. When the shielding means is selectively disposed and the light beam shielding means is disposed on one of the light beams, the light beam on which the light shielding means is disposed is output from the first imaging means or the second imaging means. By switching the input signal that alternately inputs the captured image signal to the first input unit and the second input unit at predetermined time intervals, even if one of the images cannot be obtained, a stereoscopic image can be easily obtained. Is obtained. Further, since only the light beam shielding means is added, the size of the mirror can be reduced, and an optical system such as zoom can be used as it is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a head-mounted display of a surgical microscope according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a mirror body according to the embodiment.
FIG. 3 is a side view of a mirror support device showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical system of a mirror body according to the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram of an electric system according to the embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of an optical system of a mirror body showing a third embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 8 is a front view of the liquid crystal shutter of the embodiment.
FIG. 9 is a block diagram of an electric system according to the embodiment.
FIG. 10 is a timing chart of the embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a mirror body at the time of imaging according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a mirror body during optical observation of the example.
FIG. 13 is a side view of the mirror body according to the embodiment.
FIG. 14 is a side view of the movable mirror of the embodiment.
FIG. 15 is a block diagram of an electric system according to the embodiment.
FIG. 16 is a front view of a mirror body showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a plan view of the mirror body according to the embodiment.
FIG. 18 is a configuration diagram showing a disclosure example 1 of a surgical microscope.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a display image of the disclosed example.
FIG. 20 is a side view of a lens body support device showing a second disclosed example of a surgical microscope.
FIG. 21 is a block diagram of an electric system according to the disclosed example.
FIG. 22 is a block diagram of an electric system showing a third disclosure example of a surgical microscope.
FIG. 23 is a side view of a lens body support device showing a fourth disclosed example of a surgical microscope.
FIG. 24 is a block diagram of an electric system according to the disclosed example.
FIG. 25 is a configuration diagram of a mirror body according to the disclosed example.
FIG. 26 is a block diagram of an electrical system of a disclosure example 5 of a surgical microscope.
FIG. 27 is an explanatory diagram of the disclosed example.
[Explanation of symbols]
16L, 16R ... RGB imaging device, 44 ... mirror body, 45 ... liquid crystal shutter (light beam shielding means), 47 ... operation handle (placement means)

Claims

First imaging means capable of capturing a first optical image of a subject and outputting a first imaging signal based on the first optical image;
A second imaging means capable of imaging a second optical image of a subject having a predetermined parallax with the first optical image, and capable of outputting a second imaging signal based on the second optical image;
A first input unit capable of inputting the first imaging signal; and a second input unit capable of inputting the second imaging signal; and an image of the first optical image and the second optical Display means for displaying the image of the subject in a stereoscopic manner based on the image of the image;
In a surgical microscope having
A first light beam that forms a first optical image on the first image pickup means or a second light beam that forms a second optical image on the second image pickup means is used as a first region and a second light beam. A light shielding means for alternately shielding light at a predetermined time in a region, and allowing each of light fluxes transmitted through the first or second region to be imaged separately on one imaging means ;
Disposing means for selectively disposing the light shielding means on either the first light flux or the second light flux;
When the light flux shielding means is arranged on the one light flux by the placement means, the light flux on which the light flux shielding means is arranged is output from the first imaging means or the second imaging means. An image signal obtained by alternately inputting an imaging signal to the first input unit and the second input unit every predetermined time , and forming an image of a light beam transmitted through the first region in the imaging unit And an input signal switching unit that allows an image signal obtained by forming an image of the light beam transmitted through the second region in the imaging unit to be input to different inputs ,
A surgical microscope characterized by comprising: