JP4266409B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、手術用顕微鏡は、脳外科、耳鼻咽喉科、眼科等の外科手術に用いられており、術部の拡大観察を可能にして手術の能率を向上させるという重要な役割を果たしている。さらに近年では、手術をより確実に行なうため、手術用顕微鏡観察下のみで行なっていた従来の手術に、内視鏡観察が併用されており、手術用顕微鏡観察像と内視鏡観察像とを手術用顕微鏡視野内で同時に観察できることが望まれている。また、内視鏡観察像にとどまらず、術前のＣＴやＭＲＩの画像および術中の神経モニター等の情報の同時観察も望まれている。
【０００３】
このような要望に応えるべく、例えば、 特開昭６２−１６６３１０号公報には、顕微鏡の観察と第２の観察手段の観察とを顕微鏡視野内で同時に行なうための技術が開示されている。また、特開平３−１０５３０５号公報には、顕微鏡と内視鏡の同時観察を実現するための技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６２−１６６３１０号公報に開示された技術では、顕微鏡の結像面近傍に配置された反射部材によって、顕微鏡観察視野の一部が遮られる。そのため、この遮られた部分の観察をしたい時には、顕微鏡観察視野の遮られていない所に観察点をもってくるために、顕微鏡全体を移動させなければならない。顕微鏡部の全体を移動させる作業は、手術の流れを中断させ、手術効率を低下させる。また、この公報には、顕微鏡結像面と反射部材との位置関係が明示されておらず、図面にあるように反射部材の中心を顕微鏡結像面に配置した時には、反射部材の上方および下方が顕微鏡結像面から離れて焦点が合わなくなり、顕微鏡視野と画像（反射部材によって顕微鏡視野内にとりこまれる第２の観察手段の画像）との境界が明瞭に判別できなくなる。
【０００５】
一方、特開平３−１０５３０５号公報に開示された技術では、顕微鏡像と内視鏡像とがハーフミラーによって結合されるため、２つの像が重なり、これら２つの像の判別が困難となる。 また、内視鏡が常に顕微鏡の全体に重なっているため、術者は顕微鏡下の作業に集中することができない。
【０００６】
本発明は、 前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、顕微鏡観察を妨げることなく各種情報の同時観察が行なえるとともに、顕微鏡像と画像情報との境界が明瞭で且つ２つの像の識別を確実に行なうことができる手術用顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を表示する領域を形成し、上記観察視野画像の領域に対する上記モニタ画像を表示する領域の位置を変更する変更手段を備え、
上記変更手段は、上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置に上記モニタ画像を反射して観察視野領域に投影する反射部材を配置し、上記反射部材の反射面は上記観察視野画像の光を透過しない反射面とし、上記反射部材の出射面は上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置と略同一面上に設置され、更に上記モニタ画像を上記反射部材の反射面に入射させる画像光学系を備え、上記画像光学系は、上記モニタ画像をアフォーカルな光束とするレンズと、このアフォーカルな光束を結像レンズにより上記反射部材の反射面に入射させるとともに上記アフォーカルな光束内で上記結像レンズを移動し、この結像レンズの移動に追従して上記反射部材を上記顕微鏡光学系の光路を横切る向きに上記光路に対し相対的に移動して上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域の位置を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡である。
請求項２に係る発明は、顕微鏡光学系の結像位置において顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を映し出す液晶板を配置し、この液晶板の位置を変更する変更手段を備え、上記変更手段は、液晶板を傾き移動可能に支持し、顕微鏡光学系の結像位置において上記液晶板を移動させることにより上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡である。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、接眼光学系を有する手術用顕微鏡と、モニタ画像を前記接眼光学系に導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系は、手術用顕微鏡像と画像光学系によって前記接眼光学系の結像面に投影されたモニタ画像とを仕切るための画像光学系視野絞りを、前記接眼光学系の結像面と概同一位置に有することを特徴とする。
この請求項２に記載の発明によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界が明瞭に観察でき、各々の像を確実に認識できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図５は本発明の第１の実施形態を示している。図１は手術用顕微鏡および内視鏡の全体図を示し、図中１は顕微鏡部、２は左右光路共通の対物レンズ、３は左右一対の変倍光学系をそなえるズーム鏡体、４は接眼鏡筒である。ズーム鏡体３には、図示しない光源およびライトガイドからの光を術部に照射するための照明光学系が内蔵されている。また、図中５は顕微鏡部１を３次元的に支持する架台部、６は内視鏡、７は内視鏡６の観察像を撮影するためのＴＶカメラ、８はＴＶカメラ７のＣＣＵである。
【００１１】
次に、接眼鏡筒４の構成を図２〜図４を用いて説明する。なお、左右光路の構成は同一であるため、片側の光路についてのみ説明する。
接眼鏡筒４はズーム鏡体３と光学的に結合されている。具体的には、接眼鏡筒４には、ズーム鏡体３側から順に、結像レンズ９と、ミラー１０と、イメージローテータ１１と、偏向プリズム１２と、プリズム１３と、接眼レンズ１４とが配置されている。図中１５は接眼レンズ１４を保持する接眼レンズ枠である。
【００１２】
プリズム１３は図２に破線で示されるＡ方向に移動自在に支持されている。また接眼レンズ１４は、プリズム１３の移動に伴なって図２に破線で示されるＢ方向に移動可能に支持されている。２１は接眼レンズ１４の光軸を中心に回動可能に接眼レンズ枠１５に支持された画像光学系保持枠である。
【００１３】
図３および図４に詳しく示されるように、画像光学系保持枠２１には、画像光学系、すなわち、モニタ２０と、レンズ１９と、ミラー１８と、投影プリズム１７とが順次配置されている。投影プリズム１７の出射面２４は顕微鏡光学系の結像面１６の近傍に配置されている。また、投影プリズム１７の反射面２５にはミラーコートが施されている。
【００１４】
画像光学系保持枠２１は、公知のクリック機構等により、接眼レンズ枠１５に対して９０度毎に位置決めが行なえるようになっている。図３中、２２は画像光学系保持枠２１の回転状態を検出するセンサ、２３は公知の画像回転機能を有するビデオミキサである。 ビデオミキサ２３は、ＣＣＵ８から映像信号が入力され、モニタ２０に映像信号を出力する。また、センサ２２の信号はビデオミキサ２３に入力される。
【００１５】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図示しない光源およびライトガイドからの照明光は、ズーム鏡体３に内蔵された照明光学系により、対物レンズ２を通過して術部に照射される。術部からの光は、対物レンズ２とズーム鏡体３内の変倍光学系とを通過し、アフォーカル光束となって接眼鏡筒４に入射する。接眼鏡筒４に入射した光は、結像レンズ９によって、ミラー１０、イメージローテータ１１、偏向プリズム１２、プリズム１３を順次通過し、結像面１６に結像する。結像面１６の像は接眼レンズ１４によって拡大観察される。
【００１６】
なお、ここで、接眼鏡筒４の眼幅調整について説明すると、プリズム１３がＡ方向にスライドした時に、接眼レンズ１４がＢ方向に移動することにより、プリズム１３のスライドによる光路長の変化がキャンセルされるようになっている。すなわち、本実施形態では、いわゆる公知のイエンチ（Ｊｅｎｔｚｓｃｈｅ）方式によって眼幅の調整が行なわれる。
【００１７】
内視鏡６で得られた像は、 ＴＶカメラ７およびＣＣＵ８により映像信号となり、ミキサ２３を介してモニタ２０に映し出される。モニタ２０の画像は、レンズ１９によりミラー１８およびプリズム２４を介して、結像面１６に結像する。この時の接眼レンズ１４による観察像が図５の（ａ）に示されている。図示のように、結像レンズ９によって結像面１６上に結像した顕微鏡像は、プリズム１７の反射面２５に施されたミラーコートによって遮られる。一方、モニタ２０の画像はプリズム１７によって顕微鏡像と同一の結像面１６に結像するため、観察者は顕微鏡像とモニタ画像とを同時に観察できる。なお、この場合、結像面１６の近傍にプリズム１７の出射面２４が配置されているため、プリズム１７の出射面２４自体が顕微鏡像とモニタ画像との境界となる。
【００１８】
また、本実施形態では、画像光学系保持枠２１を回転させると、モニタ画像の位置を変更することができる。図５の（ａ）の状態から画像光学系保持枠２１を反時計回りに９０度回転させた時の観察像が図５の（ｂ）に示されている。画像光学系保持枠２１が回転されると、センサ２２により撮像光学系２１の回転が検出され、その信号がビデオミキサ２３に送られる。ビデオミキサ２３は、センサ２２からの信号に基づき、図５の（Ｃ）に示すようにモニタ画像を回転補正し、モニタ画像の向きを常に一定に保つ。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、 顕微鏡視野内の一部に投影されたモニタ画像の位置を顕微鏡視野内で移動させることができるため、顕微鏡観察の邪魔にならない位置にモニタ画像を配置することができる。また、顕微鏡像とモニタ画像の境界が明瞭に観察できるため、各々の像の認識が確実に行なえる。
【００２０】
なお、画像光学系保持枠２１の回転は、本実施形態において手動で行なわれるが、ステッピングモータ等を用いて電動で行なわれるようになっていても良い。この場合、 手を使わずに左右連動でモニタ画像を任意の位置に変更できる。また、ステッピングモータの信号により、画像光学系保持枠２１の回転検出が行なえるため、センサ２２が不要となる。
【００２１】
図６〜図１１は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態において第１の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
まず、図６〜図９を用いて画像光学系の構成について説明する。なお、左右光路の構成は同一であるため、片側の光路についてのみ説明する。図７に詳しく示されるように、画像光学系は、モニタ２６と、ミラー２７と、レンズ２８と、ミラー２９と、ミラー３０と、結像レンズ３１と、投影プリズム３２とからなる。ミラー２９からミラー３０に向かう光束の進行方向は、眼幅調整時に接眼レンズ１４が移動する方向（Ｂ方向）と同じである。ミラー３０と結像レンズ３１と投影プリズム３２は、眼幅調整時に接眼レンズ１４と一体で移動するように、接眼レンズ枠１５に支持されている。また、これらの光学要素３０，３１，３２は、軸３３に沿って、図８に破線で示されるＣ方向（結像面１６と平行）に移動できる。投影プリズム３２の出射面３５は結像面１６の近傍に配置され、出射面３５の外周には図９に示すようにコーティングによって視野マスク３６が施されている。
【００２３】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
モニタ２６の画像は、ミラー２７で反射されるとともに、レンズ２８によりアフォーカル光線となってミラー２９，３０で反射され、結像レンズ３１により投影プリズム３２を介して結像面１６上に結像される。この時の観察像が図１１の（ａ）に示されている。図示のように、投影プリズム３２の出射面３５には視野マスク３６が施されているため、顕微鏡像とモニタ画像との境界には縁取りが入る。また、図１１の（ｂ）に示すように、内視鏡６がモニタ画像の裏側に隠れてしまう場合には、プリズム３２と結像レンズ３１とミラー３０とを軸３３に沿って図８に示される破線位置へと移動させれば良い。これにより、図１１の（ｃ）に示されるような観察像が得られる。このような観察像が得られる理由は、図１０に示される光学原理に基づく。すなわち、モニタ２６の画像はレンズ２８によってアフォーカル光束となるため、アフォーカル光束内での結像レンズ３１の移動であれば、結像面１６上にモニタ２６の画像を投影することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、第１の実施形態とほぼ同様の効果が得られるとともに、モニタ画像を移動する時に画像光学系全体を移動させる必要がないため、接眼鏡筒４を小型にできる。また、顕微鏡像とモニタ画像との境界に縁取りがされているため、第１の実施形態に比べ、各々の像の判別が容易となる。これは、特に、左右の視差によって境界部（顕微鏡像とモニタ画像との境界部）の判別が行ないづらくなる３Ｄ画像投影時（モニタ画像として３Ｄ画像を投影した時）に有効である。
【００２５】
なお、本実施形態では、視野マスクが四角形状の縁取りとして形成されているが、円形の視野マスクでも同様の効果が得られる。
図１２〜図１５は本発明の第３の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第１および第２の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
まず、図１２を用いて本実施形態の構成を説明する。投影プリズム３２と結像レンズ３１は、 図中破線で示すＤ方向（光軸方向）に移動可能に支持されている。３８は投影プリズム３２および結像レンズ３１の移動量を検出するセンサであり、センサ３１の信号はビデオミキサ３９に入力される。ビデオミキサ３９は画像の表示範囲や表示倍率を変更できる機能を有しており、内視鏡画像および図示しない神経モニタからの波形情報が入力される。ビデオミキサ３９からの映像出力信号はモニタ２６に送信される。モニタ２６に送信される映像は、内視鏡像または神経モニタ波形であり、これらは選択可能となっている。
【００２７】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図１４の（ａ）は、投影プリズム３２および結像レンズ３１が図１２に実線で示される位置にある場合の観察像を示している。この時のビデオミキサ３９からの映像出力信号としては内視鏡像が選択されており、モニタ２６の表示は図１５の（ａ）に示されるように画面全体に映し出されている。次に、神経モニタの波形を観察する時には、投影プリズム３２および結像レンズ３１を図１２に破線で示される位置に移動させる。この時、センサ３８により投影プリズム３２および結像レンズ３１の移動が検出され、その検出信号がセンサ３８からビデオミキサ３９に送られる。これにより、ビデオミキサ３９の映像出力信号が切り替わり、モニタ２６の表示範囲は図１５の（ｂ）に示されるように、上半分になる。すなわち、投影プリズム３２が接眼レンズ１４で観察される範囲に対応してモニタ２６の表示範囲が切り替わる。この時の観察像が図１４の（ｂ）に示されている。この場合の光学原理は、図１３に示される通りである。すなわち、モニタ２６の像はレンズ２８によりアフォーカル光束となるため、結像レンズ３１が光軸方向に移動した場合でも、結像レンズ３１から結像面１６までの距離は変化しない。したがって、画像光学系の光路長が変化した場合でも、モニタ２６の画像は結像面１６上に結像する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、モニタ画像に投影される画像の種類によって、顕微鏡視野内でのモニタ画像表示の大きさを変えられるため、神経モニタ波形のようにモニタ画像表示が小さくても支障がない場合には、顕微鏡像のケラレを最小限にすることができる。また、画像光学系全体を移動させずにモニタ画像表示の大きさを変えられるため、接眼鏡筒４を小型化できる。
【００２９】
図１６および図１７は本発明の第４の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第１〜第３の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図１６および図１７に示されるように、本実施形態に係る手術用顕微鏡は液晶モニタ４０を有している。 この液晶モニタ４０は、結像面１６の近傍に配置され、結像面１６と平行な平面内を横方向（図１６に矢印で示されるＥ方向）および縦方向（図１７に矢印で示されるＦ方向）に移動可能に支持されている。
【００３１】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
液晶モニタ４０が 図１６に実線で示される位置に配置されている時の観察像は、図１１の（ａ）に示される観察像と同様になる。すなわち、顕微鏡像の一部が液晶モニタ４０によって遮られる。無論、液晶モニタ４０が結像面１６の近傍に配置されているため、 顕微鏡像とモニタ画像との同時観察は可能である。一方、液晶モニタ４０が図１６に破線で示される位置に移動されると、観察像は図１１の（ｃ）に示されるようなものとなる。また、液晶モニタ４０が図１７に実線で示される位置に配置されている時の観察像は図１４の（ａ）と同様であり、この実線位置から破線位置へと液晶モニタ４０が移動されると、図１４の（ｂ）に示されるような観察像が得られる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、第２および第３の実施形態とほぼ同様の効果が得られるとともに、液晶モニタ４０それ単体を移動させるだけで顕微鏡視野内におけるモニタ画像（表示）の位置および大きさを変更することができるため、装置を小型化できる。
【００３３】
図１８および図１９は本発明の第５の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第４の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図１８に示されるように、本実施形態に係る手術用顕微鏡は液晶モニタ４３を有している。この液晶モニタ４３は、結像面１６の近傍に配置され、回転軸４４を中心に矢印Ｇ方向に回動可能に支持されている。
【００３５】
図１９の（ａ）は、液晶モニタ４３が図１８に実線で示される位置に配置されている時の観察像を示している。図示のように、液晶モニタ４３には文字情報が投影されている。 この実線位置から液晶モニタ４３が破線位置へと移動されると、図１９の（ｂ）に示されるような観察像が得られる。
【００３６】
このように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、 顕微鏡視野内におけるモニタ画像の大きさを液晶モニタ４３の回転移動によって変更することができるため、文字情報のように液晶モニタ４３の斜め方向からの観察でも支障がない場合には、構成を簡単にすることができ、軽量かつ安価な装置を提供できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、液晶モニタ４３の観察を斜め方向から行なうようにしたが、液晶モニタ４３の回転量を検出する検出手段を設け、この検出手段からの情報によって液晶モニタ４３の表示を図２０の（ａ）（ｂ）に示されるように補正しても良い。
【００３８】
図２１〜図２３は本発明の第６の実施形態を示している。図２１および図２２に示されるように、ズーム鏡体と光学的に結合される接眼鏡筒４は、第１の実施形態と同様、左右一対の光路を有している。なお、左右光路の構成は同一であるため、以下、片側の光路についてのみ説明する。
【００３９】
接眼鏡筒４には、 ズーム鏡体３側から順に、結像レンズ４６と、ミラー４７と、イメージローテータ４８と、偏向プリズム４９と、プリズム５０と、接眼レンズ５２とが配置されている。プリズム５０の反射面５５にはミラーコートが施されている。また、プリズム５０は、図２２に矢印で示されるＨ方向に移動可能に支持されている。また、接眼レンズ５２の光軸の延長線上には、投影レンズ５４と液晶モニタ５３とが配置されている。この場合、投影レンズ５４は液晶モニタ５３の画像を結像面５１に結像するべく配置されている。
【００４０】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図示しないズーム鏡体からの光束は、 結像レンズ４６によって、ミラー４７とイメージローテータ４８と偏向プリズム４９とプリズム５０とを順次に通過して、結像面５１に結像する。結像面５１の像は接眼レンズ５２によって拡大観察される。この場合、プリズム５０が図２２の実線位置に配置されている時には、液晶モニタ５３からの光束は、プリズム５０の反射面５５に施されたミラーコートによって遮られるため、結像面５１に届かない。この時の観察像が図２３の（ａ）に示されている。 次に、プリズム５０を図２２の破線位置へと移動させると、液晶モニタ５３からの光束の一部が結像面５１に結像する。この時の観察像が図２３の（ｂ）に示されている。この状態からさらにプリズム５０を移動させると、図２３の（ｃ）に示されるような観察像が得られる。そして、プリズム５０が顕微鏡光路から完全に退避した状態では、観察像はモニタ画像のみとなる。
【００４１】
このように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、顕微鏡視野内における顕微鏡像とモニタ画像との投影比率を任意に変更することができる。
なお、以上説明してきた技術内容によれば、以下に示すような各種の構成が得られる。
【００４２】
１．顕微鏡視野内の一部に画像を投影するための画像投影光学系を備えた手術用顕微鏡において、顕微鏡視野内における投影画像の位置を変更する変更手段を備えていることを特徴とする手術用顕微鏡。
この第１項に記載の技術によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【００４３】
２．接眼光学系を有する手術用顕微鏡とモニタ画像を前記接眼光学系に導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系は、手術用顕微鏡像と画像光学系によって前記接眼光学系の結像面に投影されたモニタ画像とを仕切るための画像光学系視野絞りを、前記接眼光学系の結像面と概同一位置に有することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第２項に記載の技術によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界が明瞭に観察でき、各々の像を確実に認識できる。
【００４４】
３．接眼光学系を有する顕微鏡光学系と、モニタ画像を前記接眼光学系の結像面に投影する画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記接眼光学系の観察範囲内で前記接眼光学系の結像面近傍に投影されたモニタ画像を移動させるための光学部材移動手段を有することを特徴とする手術用顕微鏡。
４．接眼光学系を有する手術用顕微鏡とモニタ画像を前記接眼光学系へ導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系の一部が前記接眼光学系の結像面近傍に配置され且つ前記接眼光学系の観察範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第４項に記載の技術によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【００４５】
５．前記画像光学系は、前記接眼光学系の前記結像面に対して平行に移動することを特徴とする第４項に記載の手術用顕微鏡。
６．前記画像光学系が前記接眼光学系の光軸を中心に回転することを特徴とする第４項に記載の手術用顕微鏡。
第５項および第６項に記載の技術によれば、モニタ画像の結像位置が常に顕微鏡結像面と一致した状態で、モニタ画像の移動が行なえる。
【００４６】
７．接眼光学系を有する手術用顕微鏡と、モニタ画像を前記接眼光学系へ導く画像光学系とを具備し、前記画像光学系が、前記モニタ画像をアフォーカル光束とするリレー光学系と、前記アフォーカル光束を前記接眼光学系の結像面に結像する投影光学系とで構成され、前記投影光学系の一部が前記接眼光学系の観察範囲に配置された手術用顕微鏡において、
前記投影光学系は、前記リレー光学系から出射された前記アフォーカル光束の光束内で且つ前記接眼光学系の観察範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第７項に記載の技術によれば、 顕微鏡像内でモニタ画像を移動させる際に、画像光学系全体を移動させる必要がないため、接眼鏡筒の小型化を図ることができる。
【００４７】
８．前記投影光学系は前記アフォーカル光束の光軸に対し垂直方向に移動することを特徴とする第７項に記載の手術用顕微鏡。
この第８項に記載の技術によれば、顕微鏡像内でのモニタ画像の観察者に対する水平方向移動が、画像光学系全体を移動させることなく行なえるため、接眼鏡筒の小型化が図れる。
【００４８】
９．前記投影光学系は前記アフォーカル光束の光軸に対し平行方向に移動することを特徴とする第７項に記載の手術用顕微鏡。
この第９項に記載の技術によれば、顕微鏡像内でのモニタ画像の観察者に対する垂直方向移動が、画像光学系全体を移動させることなく行なえるため、接眼鏡筒の小型化が図れる。
【００４９】
１０．接眼光学系を有する顕微鏡光学系と、前記接眼光学系の観察範囲内で且つ結像面の近傍にモニタを備えた手術用顕微鏡において、前記モニタが前記接眼光学系の範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
１１．前記モニタが前記接眼光学系の結像面に対して平行に移動することを特徴とする第１０項に記載の手術用顕微鏡。
１２．前記モニタが前記接眼光学系の結像面に平行な回転軸回りに回転移動することを特徴とする第１０項に記載の手術用顕微鏡。
【００５０】
１３．接眼光学系と、この接眼光学系に光束を導くための反射部材を接眼光学系の結像面の近傍に備えた顕微鏡光学系と、前記接眼光学系にモニタ画像を導くための画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、
前記反射部材は、前記接眼光学系の結像面と画像光学系との間に配置され、前記接眼光学系の結像面に対して平行に移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
【００５１】
１４．前記画像光学系の移動を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果により前記モニタ画像の表示状態を変更する制御手段とを有することを特徴とする第１項または第３項〜第１３項のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
この第１４項に記載の技術によれば、顕微鏡像内のモニタ画像表示位置および範囲の変更に伴い、モニタ表示が切り替わるため、顕微鏡像内のモニタ画像は、常に一定の向きで表示され、また、表示範囲に対応した大きさで観察される。
【００５２】
１５．前記画像光学系視野絞りは、前記画像光学系の一部を構成するプリズムの出射面に施され、このプリズムは、前記モニタ画像を前記接眼光学系の結像面に投影するために前記接眼光学系の観察範囲内に配置されていることを特徴とする第２項に記載の手術用顕微鏡。
この第１５項に記載の技術によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界がプリズム自体により得られるため、小型化およびコストの低減を図ることができる。
１６．光学部材の移動は左右連動して移動することを特徴とする第１項または第３項〜第１３項のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の手術用顕微鏡によれば、顕微鏡観察の所望の位置を妨げることなく各種情報の同時観察がおこなえるとともに、顕微鏡とその一部に投影された画像情報の境界を明瞭にし、両方の像の識別を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】手術用顕微鏡および内視鏡の全体図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図３】図２の手術用顕微鏡の接眼レンズ部の上面図である。
【図４】図２の手術用顕微鏡の接眼レンズ部の側面図である。
【図５】図２の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図７】図６の手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図８】図６の手術用顕微鏡の画像光学系の上面図である。
【図９】図６の手術用顕微鏡の投影プリズムのコーティングを示す図である。
【図１０】図６の手術用顕微鏡の画像光学系の光学原理図である。
【図１１】図６の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図１３】図１２の手術用顕微鏡の画像光学系の光学原理図である。
【図１４】図１２の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図１５】モニタの表示範囲を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図１７】図１６の接眼鏡筒の側面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図１９】図１８の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図２０】図１９のモニタ表示画面を補正した状態を示す図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図２２】図２１の接眼鏡筒の側面図である。
【図２３】図２１の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【符号の説明】
４…接眼鏡筒
１７，３２…投影プリズム
４０，４３，５３…液晶モニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、手術用顕微鏡は、脳外科、耳鼻咽喉科、眼科等の外科手術に用いられており、術部の拡大観察を可能にして手術の能率を向上させるという重要な役割を果たしている。さらに近年では、手術をより確実に行なうため、手術用顕微鏡観察下のみで行なっていた従来の手術に、内視鏡観察が併用されており、手術用顕微鏡観察像と内視鏡観察像とを手術用顕微鏡視野内で同時に観察できることが望まれている。また、内視鏡観察像にとどまらず、術前のＣＴやＭＲＩの画像および術中の神経モニター等の情報の同時観察も望まれている。
【０００３】
このような要望に応えるべく、例えば、 特開昭６２−１６６３１０号公報には、顕微鏡の観察と第２の観察手段の観察とを顕微鏡視野内で同時に行なうための技術が開示されている。また、特開平３−１０５３０５号公報には、顕微鏡と内視鏡の同時観察を実現するための技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６２−１６６３１０号公報に開示された技術では、顕微鏡の結像面近傍に配置された反射部材によって、顕微鏡観察視野の一部が遮られる。そのため、この遮られた部分の観察をしたい時には、顕微鏡観察視野の遮られていない所に観察点をもってくるために、顕微鏡全体を移動させなければならない。顕微鏡部の全体を移動させる作業は、手術の流れを中断させ、手術効率を低下させる。また、この公報には、顕微鏡結像面と反射部材との位置関係が明示されておらず、図面にあるように反射部材の中心を顕微鏡結像面に配置した時には、反射部材の上方および下方が顕微鏡結像面から離れて焦点が合わなくなり、顕微鏡視野と画像（反射部材によって顕微鏡視野内にとりこまれる第２の観察手段の画像）との境界が明瞭に判別できなくなる。
【０００５】
一方、特開平３−１０５３０５号公報に開示された技術では、顕微鏡像と内視鏡像とがハーフミラーによって結合されるため、２つの像が重なり、これら２つの像の判別が困難となる。 また、内視鏡が常に顕微鏡の全体に重なっているため、術者は顕微鏡下の作業に集中することができない。
【０００６】
本発明は、 前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、顕微鏡観察を妨げることなく各種情報の同時観察が行なえるとともに、顕微鏡像と画像情報との境界が明瞭で且つ２つの像の識別を確実に行なうことができる手術用顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を表示する領域を形成し、上記観察視野画像の領域に対する上記モニタ画像を表示する領域の位置を変更する変更手段を備え、
上記変更手段は、上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置に上記モニタ画像を反射して観察視野領域に投影する反射部材を配置し、上記反射部材の反射面は上記観察視野画像の光を透過しない反射面とし、上記反射部材の出射面は上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置と略同一面上に設置され、更に上記モニタ画像を上記反射部材の反射面に入射させる画像光学系を備え、上記画像光学系は、上記モニタ画像をアフォーカルな光束とするレンズと、このアフォーカルな光束を結像レンズにより上記反射部材の反射面に入射させるとともに上記アフォーカルな光束内で上記結像レンズを移動し、この結像レンズの移動に追従して上記反射部材を上記顕微鏡光学系の光路を横切る向きに上記光路に対し相対的に移動して上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域の位置を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡である。
請求項２に係る発明は、顕微鏡光学系の結像位置において顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を映し出す液晶板を配置し、この液晶板の位置を変更する変更手段を備え、上記変更手段は、液晶板を傾き移動可能に支持し、顕微鏡光学系の結像位置において上記液晶板を移動させることにより上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡である。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【０００９】
また、請求項２に記載された発明は、接眼光学系を有する手術用顕微鏡と、モニタ画像を前記接眼光学系に導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系は、手術用顕微鏡像と画像光学系によって前記接眼光学系の結像面に投影されたモニタ画像とを仕切るための画像光学系視野絞りを、前記接眼光学系の結像面と概同一位置に有することを特徴とする。
この請求項２に記載の発明によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界が明瞭に観察でき、各々の像を確実に認識できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図５は本発明の第１の実施形態を示している。図１は手術用顕微鏡および内視鏡の全体図を示し、図中１は顕微鏡部、２は左右光路共通の対物レンズ、３は左右一対の変倍光学系をそなえるズーム鏡体、４は接眼鏡筒である。ズーム鏡体３には、図示しない光源およびライトガイドからの光を術部に照射するための照明光学系が内蔵されている。また、図中５は顕微鏡部１を３次元的に支持する架台部、６は内視鏡、７は内視鏡６の観察像を撮影するためのＴＶカメラ、８はＴＶカメラ７のＣＣＵである。
【００１１】
次に、接眼鏡筒４の構成を図２〜図４を用いて説明する。なお、左右光路の構成は同一であるため、片側の光路についてのみ説明する。
接眼鏡筒４はズーム鏡体３と光学的に結合されている。具体的には、接眼鏡筒４には、ズーム鏡体３側から順に、結像レンズ９と、ミラー１０と、イメージローテータ１１と、偏向プリズム１２と、プリズム１３と、接眼レンズ１４とが配置されている。図中１５は接眼レンズ１４を保持する接眼レンズ枠である。
【００１２】
プリズム１３は図２に破線で示されるＡ方向に移動自在に支持されている。また接眼レンズ１４は、プリズム１３の移動に伴なって図２に破線で示されるＢ方向に移動可能に支持されている。２１は接眼レンズ１４の光軸を中心に回動可能に接眼レンズ枠１５に支持された画像光学系保持枠である。
【００１３】
図３および図４に詳しく示されるように、画像光学系保持枠２１には、画像光学系、すなわち、モニタ２０と、レンズ１９と、ミラー１８と、投影プリズム１７とが順次配置されている。投影プリズム１７の出射面２４は顕微鏡光学系の結像面１６の近傍に配置されている。また、投影プリズム１７の反射面２５にはミラーコートが施されている。
【００１４】
画像光学系保持枠２１は、公知のクリック機構等により、接眼レンズ枠１５に対して９０度毎に位置決めが行なえるようになっている。図３中、２２は画像光学系保持枠２１の回転状態を検出するセンサ、２３は公知の画像回転機能を有するビデオミキサである。 ビデオミキサ２３は、ＣＣＵ８から映像信号が入力され、モニタ２０に映像信号を出力する。また、センサ２２の信号はビデオミキサ２３に入力される。
【００１５】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図示しない光源およびライトガイドからの照明光は、ズーム鏡体３に内蔵された照明光学系により、対物レンズ２を通過して術部に照射される。術部からの光は、対物レンズ２とズーム鏡体３内の変倍光学系とを通過し、アフォーカル光束となって接眼鏡筒４に入射する。接眼鏡筒４に入射した光は、結像レンズ９によって、ミラー１０、イメージローテータ１１、偏向プリズム１２、プリズム１３を順次通過し、結像面１６に結像する。結像面１６の像は接眼レンズ１４によって拡大観察される。
【００１６】
なお、ここで、接眼鏡筒４の眼幅調整について説明すると、プリズム１３がＡ方向にスライドした時に、接眼レンズ１４がＢ方向に移動することにより、プリズム１３のスライドによる光路長の変化がキャンセルされるようになっている。すなわち、本実施形態では、いわゆる公知のイエンチ（Ｊｅｎｔｚｓｃｈｅ）方式によって眼幅の調整が行なわれる。
【００１７】
内視鏡６で得られた像は、 ＴＶカメラ７およびＣＣＵ８により映像信号となり、ミキサ２３を介してモニタ２０に映し出される。モニタ２０の画像は、レンズ１９によりミラー１８およびプリズム２４を介して、結像面１６に結像する。この時の接眼レンズ１４による観察像が図５の（ａ）に示されている。図示のように、結像レンズ９によって結像面１６上に結像した顕微鏡像は、プリズム１７の反射面２５に施されたミラーコートによって遮られる。一方、モニタ２０の画像はプリズム１７によって顕微鏡像と同一の結像面１６に結像するため、観察者は顕微鏡像とモニタ画像とを同時に観察できる。なお、この場合、結像面１６の近傍にプリズム１７の出射面２４が配置されているため、プリズム１７の出射面２４自体が顕微鏡像とモニタ画像との境界となる。
【００１８】
また、本実施形態では、画像光学系保持枠２１を回転させると、モニタ画像の位置を変更することができる。図５の（ａ）の状態から画像光学系保持枠２１を反時計回りに９０度回転させた時の観察像が図５の（ｂ）に示されている。画像光学系保持枠２１が回転されると、センサ２２により撮像光学系２１の回転が検出され、その信号がビデオミキサ２３に送られる。ビデオミキサ２３は、センサ２２からの信号に基づき、図５の（Ｃ）に示すようにモニタ画像を回転補正し、モニタ画像の向きを常に一定に保つ。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、 顕微鏡視野内の一部に投影されたモニタ画像の位置を顕微鏡視野内で移動させることができるため、顕微鏡観察の邪魔にならない位置にモニタ画像を配置することができる。また、顕微鏡像とモニタ画像の境界が明瞭に観察できるため、各々の像の認識が確実に行なえる。
【００２０】
なお、画像光学系保持枠２１の回転は、本実施形態において手動で行なわれるが、ステッピングモータ等を用いて電動で行なわれるようになっていても良い。この場合、 手を使わずに左右連動でモニタ画像を任意の位置に変更できる。また、ステッピングモータの信号により、画像光学系保持枠２１の回転検出が行なえるため、センサ２２が不要となる。
【００２１】
図６〜図１１は本発明の第２の実施形態を示している。なお、本実施形態において第１の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
まず、図６〜図９を用いて画像光学系の構成について説明する。なお、左右光路の構成は同一であるため、片側の光路についてのみ説明する。図７に詳しく示されるように、画像光学系は、モニタ２６と、ミラー２７と、レンズ２８と、ミラー２９と、ミラー３０と、結像レンズ３１と、投影プリズム３２とからなる。ミラー２９からミラー３０に向かう光束の進行方向は、眼幅調整時に接眼レンズ１４が移動する方向（Ｂ方向）と同じである。ミラー３０と結像レンズ３１と投影プリズム３２は、眼幅調整時に接眼レンズ１４と一体で移動するように、接眼レンズ枠１５に支持されている。また、これらの光学要素３０，３１，３２は、軸３３に沿って、図８に破線で示されるＣ方向（結像面１６と平行）に移動できる。投影プリズム３２の出射面３５は結像面１６の近傍に配置され、出射面３５の外周には図９に示すようにコーティングによって視野マスク３６が施されている。
【００２３】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
モニタ２６の画像は、ミラー２７で反射されるとともに、レンズ２８によりアフォーカル光線となってミラー２９，３０で反射され、結像レンズ３１により投影プリズム３２を介して結像面１６上に結像される。この時の観察像が図１１の（ａ）に示されている。図示のように、投影プリズム３２の出射面３５には視野マスク３６が施されているため、顕微鏡像とモニタ画像との境界には縁取りが入る。また、図１１の（ｂ）に示すように、内視鏡６がモニタ画像の裏側に隠れてしまう場合には、プリズム３２と結像レンズ３１とミラー３０とを軸３３に沿って図８に示される破線位置へと移動させれば良い。これにより、図１１の（ｃ）に示されるような観察像が得られる。このような観察像が得られる理由は、図１０に示される光学原理に基づく。すなわち、モニタ２６の画像はレンズ２８によってアフォーカル光束となるため、アフォーカル光束内での結像レンズ３１の移動であれば、結像面１６上にモニタ２６の画像を投影することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、第１の実施形態とほぼ同様の効果が得られるとともに、モニタ画像を移動する時に画像光学系全体を移動させる必要がないため、接眼鏡筒４を小型にできる。また、顕微鏡像とモニタ画像との境界に縁取りがされているため、第１の実施形態に比べ、各々の像の判別が容易となる。これは、特に、左右の視差によって境界部（顕微鏡像とモニタ画像との境界部）の判別が行ないづらくなる３Ｄ画像投影時（モニタ画像として３Ｄ画像を投影した時）に有効である。
【００２５】
なお、本実施形態では、視野マスクが四角形状の縁取りとして形成されているが、円形の視野マスクでも同様の効果が得られる。
図１２〜図１５は本発明の第３の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第１および第２の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
まず、図１２を用いて本実施形態の構成を説明する。投影プリズム３２と結像レンズ３１は、 図中破線で示すＤ方向（光軸方向）に移動可能に支持されている。３８は投影プリズム３２および結像レンズ３１の移動量を検出するセンサであり、センサ３１の信号はビデオミキサ３９に入力される。ビデオミキサ３９は画像の表示範囲や表示倍率を変更できる機能を有しており、内視鏡画像および図示しない神経モニタからの波形情報が入力される。ビデオミキサ３９からの映像出力信号はモニタ２６に送信される。モニタ２６に送信される映像は、内視鏡像または神経モニタ波形であり、これらは選択可能となっている。
【００２７】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図１４の（ａ）は、投影プリズム３２および結像レンズ３１が図１２に実線で示される位置にある場合の観察像を示している。この時のビデオミキサ３９からの映像出力信号としては内視鏡像が選択されており、モニタ２６の表示は図１５の（ａ）に示されるように画面全体に映し出されている。次に、神経モニタの波形を観察する時には、投影プリズム３２および結像レンズ３１を図１２に破線で示される位置に移動させる。この時、センサ３８により投影プリズム３２および結像レンズ３１の移動が検出され、その検出信号がセンサ３８からビデオミキサ３９に送られる。これにより、ビデオミキサ３９の映像出力信号が切り替わり、モニタ２６の表示範囲は図１５の（ｂ）に示されるように、上半分になる。すなわち、投影プリズム３２が接眼レンズ１４で観察される範囲に対応してモニタ２６の表示範囲が切り替わる。この時の観察像が図１４の（ｂ）に示されている。この場合の光学原理は、図１３に示される通りである。すなわち、モニタ２６の像はレンズ２８によりアフォーカル光束となるため、結像レンズ３１が光軸方向に移動した場合でも、結像レンズ３１から結像面１６までの距離は変化しない。したがって、画像光学系の光路長が変化した場合でも、モニタ２６の画像は結像面１６上に結像する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、モニタ画像に投影される画像の種類によって、顕微鏡視野内でのモニタ画像表示の大きさを変えられるため、神経モニタ波形のようにモニタ画像表示が小さくても支障がない場合には、顕微鏡像のケラレを最小限にすることができる。また、画像光学系全体を移動させずにモニタ画像表示の大きさを変えられるため、接眼鏡筒４を小型化できる。
【００２９】
図１６および図１７は本発明の第４の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第１〜第３の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図１６および図１７に示されるように、本実施形態に係る手術用顕微鏡は液晶モニタ４０を有している。 この液晶モニタ４０は、結像面１６の近傍に配置され、結像面１６と平行な平面内を横方向（図１６に矢印で示されるＥ方向）および縦方向（図１７に矢印で示されるＦ方向）に移動可能に支持されている。
【００３１】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
液晶モニタ４０が 図１６に実線で示される位置に配置されている時の観察像は、図１１の（ａ）に示される観察像と同様になる。すなわち、顕微鏡像の一部が液晶モニタ４０によって遮られる。無論、液晶モニタ４０が結像面１６の近傍に配置されているため、 顕微鏡像とモニタ画像との同時観察は可能である。一方、液晶モニタ４０が図１６に破線で示される位置に移動されると、観察像は図１１の（ｃ）に示されるようなものとなる。また、液晶モニタ４０が図１７に実線で示される位置に配置されている時の観察像は図１４の（ａ）と同様であり、この実線位置から破線位置へと液晶モニタ４０が移動されると、図１４の（ｂ）に示されるような観察像が得られる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、第２および第３の実施形態とほぼ同様の効果が得られるとともに、液晶モニタ４０それ単体を移動させるだけで顕微鏡視野内におけるモニタ画像（表示）の位置および大きさを変更することができるため、装置を小型化できる。
【００３３】
図１８および図１９は本発明の第５の実施形態を示している。なお、本実施形態において、第４の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図１８に示されるように、本実施形態に係る手術用顕微鏡は液晶モニタ４３を有している。この液晶モニタ４３は、結像面１６の近傍に配置され、回転軸４４を中心に矢印Ｇ方向に回動可能に支持されている。
【００３５】
図１９の（ａ）は、液晶モニタ４３が図１８に実線で示される位置に配置されている時の観察像を示している。図示のように、液晶モニタ４３には文字情報が投影されている。 この実線位置から液晶モニタ４３が破線位置へと移動されると、図１９の（ｂ）に示されるような観察像が得られる。
【００３６】
このように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、 顕微鏡視野内におけるモニタ画像の大きさを液晶モニタ４３の回転移動によって変更することができるため、文字情報のように液晶モニタ４３の斜め方向からの観察でも支障がない場合には、構成を簡単にすることができ、軽量かつ安価な装置を提供できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、液晶モニタ４３の観察を斜め方向から行なうようにしたが、液晶モニタ４３の回転量を検出する検出手段を設け、この検出手段からの情報によって液晶モニタ４３の表示を図２０の（ａ）（ｂ）に示されるように補正しても良い。
【００３８】
図２１〜図２３は本発明の第６の実施形態を示している。図２１および図２２に示されるように、ズーム鏡体と光学的に結合される接眼鏡筒４は、第１の実施形態と同様、左右一対の光路を有している。なお、左右光路の構成は同一であるため、以下、片側の光路についてのみ説明する。
【００３９】
接眼鏡筒４には、 ズーム鏡体３側から順に、結像レンズ４６と、ミラー４７と、イメージローテータ４８と、偏向プリズム４９と、プリズム５０と、接眼レンズ５２とが配置されている。プリズム５０の反射面５５にはミラーコートが施されている。また、プリズム５０は、図２２に矢印で示されるＨ方向に移動可能に支持されている。また、接眼レンズ５２の光軸の延長線上には、投影レンズ５４と液晶モニタ５３とが配置されている。この場合、投影レンズ５４は液晶モニタ５３の画像を結像面５１に結像するべく配置されている。
【００４０】
次に、上記構成の手術用顕微鏡の作用について説明する。
図示しないズーム鏡体からの光束は、 結像レンズ４６によって、ミラー４７とイメージローテータ４８と偏向プリズム４９とプリズム５０とを順次に通過して、結像面５１に結像する。結像面５１の像は接眼レンズ５２によって拡大観察される。この場合、プリズム５０が図２２の実線位置に配置されている時には、液晶モニタ５３からの光束は、プリズム５０の反射面５５に施されたミラーコートによって遮られるため、結像面５１に届かない。この時の観察像が図２３の（ａ）に示されている。 次に、プリズム５０を図２２の破線位置へと移動させると、液晶モニタ５３からの光束の一部が結像面５１に結像する。この時の観察像が図２３の（ｂ）に示されている。この状態からさらにプリズム５０を移動させると、図２３の（ｃ）に示されるような観察像が得られる。そして、プリズム５０が顕微鏡光路から完全に退避した状態では、観察像はモニタ画像のみとなる。
【００４１】
このように、本実施形態の手術用顕微鏡によれば、顕微鏡視野内における顕微鏡像とモニタ画像との投影比率を任意に変更することができる。
なお、以上説明してきた技術内容によれば、以下に示すような各種の構成が得られる。
【００４２】
１．顕微鏡視野内の一部に画像を投影するための画像投影光学系を備えた手術用顕微鏡において、顕微鏡視野内における投影画像の位置を変更する変更手段を備えていることを特徴とする手術用顕微鏡。
この第１項に記載の技術によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【００４３】
２．接眼光学系を有する手術用顕微鏡とモニタ画像を前記接眼光学系に導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系は、手術用顕微鏡像と画像光学系によって前記接眼光学系の結像面に投影されたモニタ画像とを仕切るための画像光学系視野絞りを、前記接眼光学系の結像面と概同一位置に有することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第２項に記載の技術によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界が明瞭に観察でき、各々の像を確実に認識できる。
【００４４】
３．接眼光学系を有する顕微鏡光学系と、モニタ画像を前記接眼光学系の結像面に投影する画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記接眼光学系の観察範囲内で前記接眼光学系の結像面近傍に投影されたモニタ画像を移動させるための光学部材移動手段を有することを特徴とする手術用顕微鏡。
４．接眼光学系を有する手術用顕微鏡とモニタ画像を前記接眼光学系へ導く画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、前記画像光学系の一部が前記接眼光学系の結像面近傍に配置され且つ前記接眼光学系の観察範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第４項に記載の技術によれば、顕微鏡像の一部に投影されたモニタ画像の位置を移動することができ、顕微鏡観察の邪魔にならない位置でモニタ画像の同時観察が行なえる。
【００４５】
５．前記画像光学系は、前記接眼光学系の前記結像面に対して平行に移動することを特徴とする第４項に記載の手術用顕微鏡。
６．前記画像光学系が前記接眼光学系の光軸を中心に回転することを特徴とする第４項に記載の手術用顕微鏡。
第５項および第６項に記載の技術によれば、モニタ画像の結像位置が常に顕微鏡結像面と一致した状態で、モニタ画像の移動が行なえる。
【００４６】
７．接眼光学系を有する手術用顕微鏡と、モニタ画像を前記接眼光学系へ導く画像光学系とを具備し、前記画像光学系が、前記モニタ画像をアフォーカル光束とするリレー光学系と、前記アフォーカル光束を前記接眼光学系の結像面に結像する投影光学系とで構成され、前記投影光学系の一部が前記接眼光学系の観察範囲に配置された手術用顕微鏡において、
前記投影光学系は、前記リレー光学系から出射された前記アフォーカル光束の光束内で且つ前記接眼光学系の観察範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
この第７項に記載の技術によれば、 顕微鏡像内でモニタ画像を移動させる際に、画像光学系全体を移動させる必要がないため、接眼鏡筒の小型化を図ることができる。
【００４７】
８．前記投影光学系は前記アフォーカル光束の光軸に対し垂直方向に移動することを特徴とする第７項に記載の手術用顕微鏡。
この第８項に記載の技術によれば、顕微鏡像内でのモニタ画像の観察者に対する水平方向移動が、画像光学系全体を移動させることなく行なえるため、接眼鏡筒の小型化が図れる。
【００４８】
９．前記投影光学系は前記アフォーカル光束の光軸に対し平行方向に移動することを特徴とする第７項に記載の手術用顕微鏡。
この第９項に記載の技術によれば、顕微鏡像内でのモニタ画像の観察者に対する垂直方向移動が、画像光学系全体を移動させることなく行なえるため、接眼鏡筒の小型化が図れる。
【００４９】
１０．接眼光学系を有する顕微鏡光学系と、前記接眼光学系の観察範囲内で且つ結像面の近傍にモニタを備えた手術用顕微鏡において、前記モニタが前記接眼光学系の範囲内で移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
１１．前記モニタが前記接眼光学系の結像面に対して平行に移動することを特徴とする第１０項に記載の手術用顕微鏡。
１２．前記モニタが前記接眼光学系の結像面に平行な回転軸回りに回転移動することを特徴とする第１０項に記載の手術用顕微鏡。
【００５０】
１３．接眼光学系と、この接眼光学系に光束を導くための反射部材を接眼光学系の結像面の近傍に備えた顕微鏡光学系と、前記接眼光学系にモニタ画像を導くための画像光学系とを有する手術用顕微鏡において、
前記反射部材は、前記接眼光学系の結像面と画像光学系との間に配置され、前記接眼光学系の結像面に対して平行に移動することを特徴とする手術用顕微鏡。
【００５１】
１４．前記画像光学系の移動を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果により前記モニタ画像の表示状態を変更する制御手段とを有することを特徴とする第１項または第３項〜第１３項のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
この第１４項に記載の技術によれば、顕微鏡像内のモニタ画像表示位置および範囲の変更に伴い、モニタ表示が切り替わるため、顕微鏡像内のモニタ画像は、常に一定の向きで表示され、また、表示範囲に対応した大きさで観察される。
【００５２】
１５．前記画像光学系視野絞りは、前記画像光学系の一部を構成するプリズムの出射面に施され、このプリズムは、前記モニタ画像を前記接眼光学系の結像面に投影するために前記接眼光学系の観察範囲内に配置されていることを特徴とする第２項に記載の手術用顕微鏡。
この第１５項に記載の技術によれば、顕微鏡像とモニタ画像との境界がプリズム自体により得られるため、小型化およびコストの低減を図ることができる。
１６．光学部材の移動は左右連動して移動することを特徴とする第１項または第３項〜第１３項のいずれか１項に記載の手術用顕微鏡。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の手術用顕微鏡によれば、顕微鏡観察の所望の位置を妨げることなく各種情報の同時観察がおこなえるとともに、顕微鏡とその一部に投影された画像情報の境界を明瞭にし、両方の像の識別を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】手術用顕微鏡および内視鏡の全体図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図３】図２の手術用顕微鏡の接眼レンズ部の上面図である。
【図４】図２の手術用顕微鏡の接眼レンズ部の側面図である。
【図５】図２の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図７】図６の手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図８】図６の手術用顕微鏡の画像光学系の上面図である。
【図９】図６の手術用顕微鏡の投影プリズムのコーティングを示す図である。
【図１０】図６の手術用顕微鏡の画像光学系の光学原理図である。
【図１１】図６の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図１３】図１２の手術用顕微鏡の画像光学系の光学原理図である。
【図１４】図１２の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図１５】モニタの表示範囲を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図１７】図１６の接眼鏡筒の側面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の側面図である。
【図１９】図１８の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【図２０】図１９のモニタ表示画面を補正した状態を示す図である。
【図２１】本発明の第６の実施形態に係る手術用顕微鏡の接眼鏡筒の正面図である。
【図２２】図２１の接眼鏡筒の側面図である。
【図２３】図２１の手術用顕微鏡の観察状態を示す図である。
【符号の説明】
４…接眼鏡筒
１７，３２…投影プリズム
４０，４３，５３…液晶モニタ
Claims (2)
- 顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を表示する領域を形成し、上記観察視野画像の領域に対する上記モニタ画像を表示する領域の位置を変更する変更手段を備え、
上記変更手段は、上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置に上記モニタ画像を反射して観察視野領域に投影する反射部材を配置し、上記反射部材の反射面は上記観察視野画像の光を透過しない反射面とし、上記反射部材の出射面は上記顕微鏡の光学系の光路における結像位置と略同一面上に設置され、更に上記モニタ画像を上記反射部材の反射面に入射させる画像光学系を備え、上記画像光学系は、上記モニタ画像をアフォーカルな光束とするレンズと、このアフォーカルな光束を結像レンズにより上記反射部材の反射面に入射させるとともに上記アフォーカルな光束内で上記結像レンズを移動し、この結像レンズの移動に追従して上記反射部材を上記顕微鏡光学系の光路を横切る向きに上記光路に対し相対的に移動して上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域の位置を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡。 - 顕微鏡光学系の結像位置において顕微鏡の観察視野画像の領域内における一部領域にモニタ画像を映し出す液晶板を配置し、この液晶板の位置を変更する変更手段を備え、
上記変更手段は、液晶板を傾き移動可能に支持し、顕微鏡光学系の結像位置において上記液晶板を移動させることにより上記顕微鏡の観察視野画像の領域内における上記モニタ画像の領域を変更するようにしたことを特徴とする手術用顕微鏡。
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