JP4282120B2 - 手術用顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医療分野で使用される手術用顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手術用顕微鏡として例えば次の（１）〜（４）の文献に示されている構成が従来から知られている。（１）は特開昭６２−１６６３１０号公報である。ここには実体顕微鏡の接眼部に内視鏡像等の撮像画像をモニター表示させる手段が開示されている。さらに、ここでは実体顕微鏡の光学像と内視鏡像等のモニター画像とを同一の接眼光学系に導く技術が開示されている。
【０００３】
（２）は特開昭６３−１６７３１７号公報である。ここには実体顕微鏡等の接眼部にデータを表示する手段が開示されている。さらに、顕微鏡等のメインの観察光束の外側からデータ等の光束を入射させることにより、顕微鏡像の射出瞳の外側にデータ像の射出瞳を投影する技術が開示されている。
【０００４】
（３）は特開平３−１０５３０５号公報である。ここには実体顕微鏡の接眼部に２Ｄ内視鏡の光学像又は電子像を投影する手段が内蔵されている。さらに、ここには２Ｄ内視鏡の像を顕微鏡の左右光路に導く手段と、顕微鏡光束を遮光する部材とを備えた光学装置が開示されている。
【０００５】
（４）は特開平８−１４０９９１号公報である。ここには顕微鏡の視野内又はその近傍に内視鏡画像や、患者の生体データを表示する手段が開示されている。さらに、ここには内視鏡画像等をハーフミラーで顕微鏡視野内に導く技術や、顕微鏡光路と内視鏡光路とを平行状態に並べて接眼レンズまで導き、同一視野内に表示する技術等が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（１）、（３）及び（４）の先行例に対し、顕微鏡光学像を撮影したＴＶカメラの映像信号と内視鏡像などのモニターに投影する映像信号は各々全く独立していたため、看護婦などがモニターを見ながら状況を把握する場合に別々のモニターを観察する必要があり、大変わずらわしいばかりでなく、術者が観察が不要と判断している視野内のモニター重畳部分をも観察してしまうために状況の把握が難しくなっていた。また、両方の画像のビデオへの記録も全く別々に行う必要があり、設備的な無駄や撮影したテープの編集・保管などについても大変効率の悪いものであった。
【００１０】
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、同一視野内に良好な顕微鏡光学像及び画像投影光学系からのモニター画像を得ることができる手術用顕微鏡を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、術部を観察して前記術部の顕微鏡視野の光学像を得るための顕微鏡光学系と、前記顕微鏡視野内に、前記顕微鏡光学系で得た光学像とは別のモニター画像を投影する画像投影光学系と、前記顕微鏡光学系の光路に挿脱可能に設けられ、前記顕微鏡光学系の光路内に位置したときに前記顕微鏡視野内に前記モニター画像を投影可能なプリズムと、前記プリズムを前記顕微鏡光学系の光路内に挿脱するソレノドを有した切り換え手段と、前記顕微鏡視野の光学像を撮像し、映像信号に変換する撮影機構と、前記切り換え手段の動作に連動して前記撮影機構からの映像信号に前記モニター画像の映像信号を重畳するミキサー手段と、前記ミキサー手段により処理した映像出力を表示するモニターと、を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡システムである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１は本実施の形態における内視鏡併用マイクロサージャリーの手術用顕微鏡システム１の概略構成を示すものである。本実施の形態の手術用顕微鏡システム１には手術用顕微鏡２と、この手術用顕微鏡２と併用される硬性鏡（内視鏡）３とが設けられている。
【００１３】
また、本実施の形態の手術用顕微鏡２は図１に示すように対物レンズ４、ズーム光学系５、結像レンズ６、接眼レンズ７により、顕微鏡光学系が構成されている。このうち、ズーム光学系５、結像レンズ６、接眼レンズ７は各々左右１対の光学系（図１中に片側の光学系のみ図示）を成しており、立体観察光学系が構成されている。ここで、左右の各光学系構成要素は略同一構成になっているので、以下の説明では片側の光学系構成要素のみについて説明する。
【００１４】
すなわち、本実施の形態の左右の各光学系構成ユニットには結像レンズ６の結像点に顕微鏡視野の視野面積を調整する液晶シャッター（視野調整手段）８が配置されている。この液晶シャッター８は図２に示すように液晶ドライバー９に接続されている。
【００１５】
さらに、顕微鏡光学系を構成するズーム光学系５と結像レンズ６との間には、顕微鏡光学系の光軸ａに対して直交する方向に伸びる光軸ｂ方向に観察像を偏向するハーフミラー１０が配置されている。このハーフミラー１０から光軸ｂに沿って第２の結像レンズ１１が配置されている。この第２の結像レンズ１１の結像点には第１のＴＶカメラ１２が配置されている。そして、ハーフミラー１０、第２の結像レンズ１１、ＴＶカメラ１２によって撮影光学系が構成されている。なお、このＴＶカメラ１２は第１のＣＣＵ（カメラコントロールユニット）１３に接続されている。
【００１６】
また、対物レンズ４の後段には顕微鏡光学系の光軸ａ上から外れた位置に照明光用のプリズム１４が配設されている。このプリズム１４の後段にはズーム照明光学系１５、照野絞り１６、集光レンズ１７、ライトガイド１８が順次配置されており、照明光学系が構成されている。
【００１７】
ここで、照野絞り１６は照明光学系の照野面と共役な位置に配置されている。さらに、ズーム光学系５とズーム照明光学系１５との間には図示しない連動機構が設けられている。なお、ライトガイド１８の照明光入射端部は図示しない光源装置に接続されている。
【００１８】
また、照明光学系の集光レンズ１７とライトガイド１８との間にはハーフミラー１９が介設されている。このハーフミラー１９は第１のロータリーソレノイド２０の回転軸に取り付けられている。このロータリーソレノイド２０は第１のソレノイド駆動回路２１に接続されている。
【００１９】
また、ハーフミラー１９は第１のロータリーソレノイド２０の回転にともない照明光学系の光路中に挿脱自在に支持されている。ここで、ロータリーソレノイド２０がＯＦＦの場合にはハーフミラー１９は図１中に点線で示すように照明光学系から外れた待機位置で保持される。そして、ロータリーソレノイド２０がＯＮの場合にはハーフミラー１９は図１中に実線で示すように照明光学系の光路内に挿入されたセット位置に回動される。このとき、ハーフミラー１９はライトガイド１８からの光束の一部を照明光学系の光軸ｃと直交する方向に偏向するように配置される。
【００２０】
さらに、ハーフミラー１９で偏向された光路ｄ上には第２の集光レンズ２２、一対のミラー２３及び２４、光拡散板２５が順次配置されている。そして、この光路ｄ上に導光される光によって後述するＬＣＤモニタ２６のバックライトが構成されている。
【００２１】
また、光拡散板２５の拡散方向には近接してＬＣＤモニタ２６が設けられている。このＬＣＤモニタ２６は図示しないＬＣＤドライバーを介して図示しない画像セレクターに接続されている。そして、このＬＣＤモニタ２６には次に示すような各種の画像が表示できるようになっている。例えば、内視鏡画像、術前又は術中の診断画像（ＭＲＩ像、ＣＴ像、レントゲン像、蛍光観察像等）、ナビゲーション画像、コンピューター画面、患者の生体データ（血流量、呼吸数、 脈拍数、体温等）、計時画面等である。さらに、ＬＣＤモニタ２６の後段には結像レンズ２７、ミラー２８、プリズム２９が順次配設され、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Ｌが形成されている。
【００２２】
また、プリズム２９は第２のロータリーソレノイド（光路切り換え手段）３０の回転軸に取り付けられている。そして、このプリズム２９はロータリーソレノイド３０の回転にともない立体観察光学系の光路ａ内に挿脱自在に支持されている。すなわち、ロータリーソレノイド３０がＯＦＦの場合にはプリズム２９は図１中に点線で示すように立体観察光学系から外れた待機位置で保持される。そして、ロータリーソレノイド３０がＯＮの場合にはプリズム２９は図１中に実線で示すように立体観察光学系の光路ａ内の一部に挿入されたセット位置に回動されるようになっている。このとき、プリズム２９はＬＣＤモニタ２６の像が立体観察光学系の結像位置と略同一な面に結像されるように配置される。
【００２３】
なお、 プリズム２９の入射面及び出射面を除く面は全面が黒く塗装されている。さらに、第２のロータリーソレノイド３０は第２のソレノイド駆動回路３１に接続されている。
【００２４】
また、硬性鏡３は手術用顕微鏡２の使用中、術部に挿入されて手術用顕微鏡２による内視鏡併用観察に用いられる。この硬性鏡３の使用時にはこの硬性鏡３の手元側端部に第２のＴＶカメラ３２が取り付けられる。このＴＶカメラ３２は第２のＣＣＵ３３に接続されている。さらに、第２のＴＶカメラ３２のＣＣＵ３３及び顕微鏡２の撮像光学系を構成する第１のＴＶカメラ１２用のＣＣＵ１３はビデオミキサー３４に接続されている。このビデオミキサー３４にはＶＴＲ３５及びＴＶモニタ３６が各々接続されている。
【００２５】
また、図示しない顕微鏡架台にはコントローラ（絞り形状変形手段）３７が内蔵されている。このコントローラ３７には図示しないフォーカススイッチ、図示しないズームスイッチ、図示しない観察モード切替スイッチを有する入力手段３８、第１のソレノイド駆動回路２１、第２のソレノイド駆動回路３１、液晶ドライバー９、ビデオミキサー３４がそれぞれ接続されている。
【００２６】
また、ハーフミラー１０と顕微鏡２の撮像光学系の第２の結像レンズ１１との間には輝度センサ３９が設置されている。この輝度センサ３９はコントローラ３７に接続されている。そして、コントローラ３７では入力手段３８の図示しない観察モード切替スイッチの操作、例えば顕微鏡２の単独使用状態から顕微鏡２と硬性鏡３との併用状態に切り替える場合のような切替操作にともない第２のロータリーソレノイド３０の操作に連動して液晶シャッター８の形状を変形させるようになっている。
【００２７】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡システム１の使用時には術者は図示しない顕微鏡架台を移動して、術部の上方に手術用顕微鏡２の顕微鏡光学系を配置して術部の観察を行う。
【００２８】
そして、術部の観察時には図示しない光源装置で発せられた観察光はライトガイド１８から入射される。ここで、第１のロータリーソレノイド２０がＯＦＦである場合にはハーフミラー１９は図１中に点線で示すように照明光学系から外れた待機位置で保持される。そのため、ライトガイド１８から入射した観察光はその全てが集光レンズ１７にて集光され、照野絞り１６、ズーム照明光学系１５、プリズム１４、対物レンズ４を介して術部に照射される。この状態では術部には照野絞り１６による形状の観察光が、ズーム照明光学系１５により立体観察光学系を構成するズーム光学系５に対応した適当な大きさで導かれる。
【００２９】
また、術部で反射した観察光は対物レンズ４に入射し、ズーム光学系５、結像レンズ６、液晶シャッター８、接眼レンズ７を介して術者の眼に導かれ、術部の拡大観察が可能となる。このとき、液晶シャッター８は液晶ドライバー９の出力により図３（Ａ）に示す形状を有している。すなわち、液晶シャッター８には光を完全に透過する円形の透過部４１と、この透過部４１の外側に配置された遮光部４２とが形成されている。ここで、遮光部４２では完全に光を遮断するようになっている。さらに、円形の透過部４１の内径寸法は顕微鏡光学系が形成する結像面上のイメージサークル４０（図３（Ａ）中に点線で示す）の直径よりも若干小径に設定されている。そして、この液晶シャッター８は透過部４１の外側の遮光部４２で完全に光を遮断することで、立体観察光学系の視野絞りの役割を果たすようになっている。このために、術者は周辺までシャープな顕微鏡観察像を得ることができる。
【００３０】
また、術部の拡大観察中、顕微鏡光学系を通る観察光の光束の一部はハーフミラー１０で顕微鏡光学系の光軸ａに対して直交する方向に伸びる光軸ｂ方向に偏向される。ここで偏向された光束は、第２の結像レンズ１１を介して第１のＴＶカメラ１２の図示しない撮像素子上に結像される。さらに、この撮像素子上に結像された顕微鏡観察像は電気信号に変換されたのち、第１のＣＣＵ１３へ送られる。
【００３１】
このＣＣＵ１３では送られてきた電気信号を規格化された映像信号に変換し、ビデオミキサー３４に出力する。 この状態では、硬性鏡３を使用していないため、ビデオミキサー３４からは顕微鏡観察像のみがＴＶモニタ３６及びＶＴＲ３５に出力される。そのため、看護婦等は図４（Ａ）に示すＴＶモニタ３６の画面に表示される顕微鏡観察像Ｐを目視することにより、術部の様子を観察することができる。また、必要に応じてＶＴＲ３５により術部の様子（顕微鏡観察像Ｐ）を記録することができる。
【００３２】
次に、顕微鏡２の死角を観察するときなどに内視鏡を併用する際には、まず術者は図示しない内視鏡ホルダー等に装着された硬性鏡３を手に保持して術部に挿入する。このとき、硬性鏡３に装着されている第２のＴＶカメラ３２は、硬性鏡３の像を撮像し、第２のＣＣＵ３３を介してビデオミキサー３４に映像信号を出力する。
【００３３】
また、この硬性鏡３の挿入作業時には術者は、顕微鏡像を観察しながら周辺組織を傷つけないように慎重に硬性鏡３を挿入してゆく。そして、顕微鏡像を見ながら所望の観察位置まで硬性鏡３を導いたあと、入力手段３８に設置された図示しない観察モード切替スイッチを操作すると、この信号を受けたコントローラ３７は第１のソレノイド駆動回路２１、第２のソレノイド駆動回路３１、液晶ドライバー９、及びビデオミキサー３４に駆動信号を出力する。
【００３４】
ここで、第１のソレノイド駆動回路２１及び第２のソレノイド駆動回路３１は駆動信号を受けると、各々第１のロータリーソレノイド２０及び第２のロータリーソレノイド３０に駆動電力を供給し、第１のロータリーソレノイド２０及び第２のロータリーソレノイド３０がＯＮする。
【００３５】
さらに、第１のロータリーソレノイド２０がＯＮするとハーフミラー１９が照明光学系の光路中に挿入され、照明光の一部が集光レンズ２２の方向に偏向される。偏向された照明光は集光レンズ２２で集光され、ミラー２３及び２４を介して光拡散板２５に導かれる。この光拡散板２５に入射された照明光束は乱反射される。そして、この光拡散板２５で乱反射された光がＬＣＤモニタ２６のバックライトとして機能する。
【００３６】
また、ＬＣＤモニタ２６には図示しない画像セレクターで選択された任意の画像が投影できるが、ここでは図示しないセレクター機能により内視鏡画像が投影される。
【００３７】
また、第１のロータリーソレノイド２０と同時に第２のロータリーソレノイド３０がＯＮする。この第２のロータリーソレノイド３０のＯＮ操作時には、プリズム２９が立体観察光学系の光束の一部に挿入される。そのため、ＬＣＤモニタ２６に投影された内視鏡像は結像レンズ２７によってミラー２８及びプリズム２９を介して液晶シャッター８上に結像される。この際にプリズム２９は黒く塗装されているため、立体観察光学系の光束のうちプリズム２９でケラれる部分の光束は本プリズム２９で吸収され、液晶シャッター８には到達しない。なお、液晶シャッター８上には内視鏡像の結像位置と略同一面に立体観察光学系の光束も結像されている。
【００３８】
また、液晶ドライバー９はコントローラ３７からの制御信号を受け取ると、液晶シャッター８の透過率を図３（Ｂ）に示すように変更する。すなわち、本実施の形態では液晶シャッター８の視野の左上に完全に光束が透過される透過部４３が形成される。そして、この透過部４３にはＬＣＤモニタ２６に投影された内視鏡像が結像される領域が配置される。
【００３９】
さらに、 立体観察光学系の形成するイメージサークル４０（図３（Ｂ）中に点線で示す）よりも若干小さい円形の領域のうちでＬＣＤモニタ２６の結像領域である透過部４３以外の部分には所定の比率で減光される減光部４４が形成される。また、液晶シャッター８の透過部４３及び減光部４４を除く部分には完全に遮光される遮光部４５が形成される。
【００４０】
なお、減光部４４の減光比率は次のように決定される。すなわち、顕微鏡観察中、撮影光学系を構成するハーフミラー１０と第２の結像レンズ１１との間の輝度センサ３９によって観察光束の照度が検出される。この輝度センサ３９からの検出データはコントローラ３７に入力される。このコントローラ３７では輝度センサ３９の照度データを演算し、術者に最適な比率の顕微鏡像とモニター像の照度となるように液晶ドライバー９に制御信号を出力する。
【００４１】
これにより、術者は液晶シャッター８上に結像された顕微鏡像とＬＣＤモニター像（硬性鏡３の観察像）とを同時に最適な光量比で接眼レンズ７を介して観察することができる。
【００４２】
また、顕微鏡２と硬性鏡３との併用時にはビデオミキサー３４には第１のＴＶカメラ１２で撮像された顕微鏡像と、第２のＴＶカメラ３２で撮像された内視鏡像とが入力される。この状態で、ビデオミキサー３４はコントローラ３７からの制御信号を受け取ると、ＴＶモニタ３６及びＶＴＲ３５へ出力する画像モードを次のように切り替える。すなわち、顕微鏡２の単独使用時には図４（Ａ）に示すようにＴＶモニタ３６の表示画面に顕微鏡像のみを出力する全画面表示用の画像モードで保持される。そして、顕微鏡２と硬性鏡３との併用時には図４（Ｂ）に示すようにＴＶモニタ３６の表示画面に表示面積が大きい親画面４６と、この親画面４６よりも表示面積が小さい子画面４７とが形成される親子画面表示用の画像モードに切り替える。 ここでは術者が肉眼観察している状態と同じ状態の画面、すなわち親画面４６に顕微鏡像が表示されるとともに、この親画面４６の視野の左上位置に子画面４７が配置され、ここに内視鏡像が表示されるように設定されている。このＴＶモニタ３６の親子画面の画像の映像信号はＶＴＲ３５にも送られ、録画が行われる。
【００４３】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では第２のロータリーソレノイド３０の操作に連動して液晶シャッター８の形状を変形させるコントローラ３７を設け、画像投影光学系Ｌの視野絞りを液晶シャッター８により次のように変化させることができるようにした。すなわち、通常の顕微鏡観察時には液晶シャッター８の形状を図３（Ａ）に示すように円形の透過部４１とその周囲の遮光部４２とを備えた円形の視野絞りによる円形の視野が得られるようにするとともに、顕微鏡２と硬性鏡３との併用時には液晶シャッター８の視野絞りの形を図３（Ｂ）に示すように変形させ、ＬＣＤモニタ２６の像と顕微鏡観察像とを同時に表示できるようにした。そのため、通常のイメージサークル４０にとらわれない視野を得ることができるので、ＬＣＤモニタ２６の像の結像位置の自由度が増すだけでなく、接眼レンズ７の性能上許される範囲で可能な限りＬＣＤモニタ２６の結像位置を顕微鏡視野に対して外側にずらすことで、内視鏡観察併用時の顕微鏡観察像のケラレを最小限に押さえ良好な視野を得ることができる。また、顕微鏡観察時には通常の顕微鏡像と変わらない高品位の光学像を得ることができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態ではＬＣＤモニタ２６のバックライトとして顕微鏡用光源の照明光を流用しているため、あらたにインバータ等を搭載したバックライト用の光源を用意する必要が無く、鏡筒部の発熱を押さえられる。
【００４５】
また、内視鏡などのＬＣＤモニタ２６の像を観察する場合には、内視鏡のオリエンテーションを行う程度の作業となるので、通常の顕微鏡観察時ほどの照明量が不要であるが、 この際の余った光量をバックライト用の照明に流用できるので、照明効率が高い。
【００４６】
また、顕微鏡観察像とＬＣＤモニタ２６による内視鏡観察像の明るさの差が大きいと観察が難しくなるが、本実施の形態によれば液晶シャッター８の透過率を各観察像の明るさに合わせて自動的に変化させることで、常に最適な明るさで両方の画像を観察することができ、手術を効率的に行うことができる。
【００４７】
さらに、本実施の形態では内視鏡像を同時観察する際に、ＴＶモニタ３６の画像とＶＴＲ３５の画像も同時に術者と同じ視野を得ることができるため、学生などの教育上、有用であるばかりでなく、助手や看護婦等の介助の効率が大幅にあがり、ひいては手術時間の短縮、術者及び患者への負担の軽減等の大きな効果がある。
【００４８】
なお、本実施の形態では顕微鏡像の方が一般的にＬＣＤモニター像よりも明るいことが多いことを前提として顕微鏡像を減光する例のみを説明したが、眼科における応用等でレッドリフレクス像等の比較的暗い像を観察する場合にはこの関係が逆転することも考えられる。その際には減光部４４と透過部５４の関係を変化させることで対応が可能である。
【００４９】
また本実施の形態では顕微鏡２及び硬性鏡３の各観察像の明るさを制御するために両方の像の結像位置に視野絞りと共用の液晶シャッター８を用いたが、明るさ制御のための部材を視野絞りと共用せずに独立して設けてもよい。例えば、顕微鏡光学像のアフォーカル光束部に液晶シャッターまたは挿脱可能なＮＤフィルターを設けてもよい。
【００５０】
これによれば接眼レンズ７による明るさ制御部材のドットの拡大が行われないため、多少ドットの粗い液晶シャッターを使用しても問題無く、安価に構成できるという利点がある。また、ＮＤフィルターを使用した場合には液晶ドライバーが必要ないために、さらに安価で信頼性が高い。
【００５１】
なお、本実施の形態では、液晶ディスプレイの画面を顕微鏡観察像の一部に挿脱して表示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図１０に示す如く、移動可能なプリズム２９を固定ミラー１００としても良い。また、ＬＣＤモニタ２６を他の表示手段、例えばＣＲＴディスプレイ１０１としても良い。このような図１０の構成において、画像観察を行なわない場合には、図１１（Ａ）に示す如く液晶シャッター８が制御され、 顕微鏡光学像のみを観察できる。すなわち、液晶シャッター８は、斜線で示した遮光部１０２と、顕微鏡イメージサークル１０４よりも若干小さい透光部１０３とを成すように制御される。一方、画像観察を併用する場合には、図１１（Ｂ）に示す如く液晶シャッター８が制御され、顕微鏡光学像に加えて第２の透光部１０５を通して画像を観察できる。すなわち、ＣＲＴディスプレイ１０１から出た光速は、結像レンズ２７、ミラー２８、ミラー１００、液晶シャッター８の第２の透光部１０５を介して、接眼レンズ７に導かれ、顕微鏡観察像の左上に観察される。なお、１０６は画像観察併用時の遮光部である。
【００５２】
したがって、図１０に示すような構成によれば、プリズムの挿脱機構を省略できるため、小型・軽量化が可能となり、安価となる。
【００５３】
また、図５乃至図９（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図４（Ａ），（Ｂ）参照）の手術用顕微鏡システム１の構成を次の通り変更したものである。なお、図５乃至図９（Ａ），（Ｂ）中で、第１の実施の形態と同じ構成の部分には、第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
すなわち、本実施の形態では手術用顕微鏡２の鏡体５１の下面に１つの対物レンズ４、鏡体５１の上面に左右一対の接眼レンズ７（右眼用及び左眼用）がそれぞれ配設されている。さらに、 対物レンズ４と左右一対の接眼レンズ７との間には立体観察光学系を構成する左右の各観察光学系５２Ｌ，５２Ｒが配設されている。なお、本実施の形態の説明上、手術用顕微鏡２の立体観察光学系を構成している左右一対の各観察光学系５２Ｌ，５２Ｒの構成部分については特に必要のない限り、片側の構成部分（左目用の観察光学系５２Ｌ）についてのみの説明とする。
【００５５】
ここで、左目用の観察光学系５２Ｌにはズーム光学系５、プリズム５３、結像レンズ６が順次配設されている。なお、左右の各観察光学系５２Ｌ，５２Ｒのプリズム５３はズーム光学系５の各々の光軸中心の延長線上にある軸ａ₁ ，ａ₂ を中心に回動自在に取り付けられている。
【００５６】
さらに、プリズム５３と結像レンズ６との間には後述する第１の輝度センサ５４が配置されている。また、結像レンズ６と接眼レンズ７との間には第１の視野絞り５５と、第２の視野絞り５６とがそれぞれ設けられている。ここで、第１の視野絞り５５は結像レンズ６の結像面に固定されている。さらに、この第１の視野絞り５５は図７に示すように立体観察光学系の光束及び後述するＬＣＤモニタ２６からの光束の視野を確保する形状に形成されている。
【００５７】
また、第２の視野絞り５６の一端は第１のロータリーソレノイド５７の軸に取り付けられている。そして、この第２の視野絞り５６はロータリーソレノイド５７によって回動駆動されるようになっている。ここで、第２の視野絞り５６は、ロータリーソレノイド５７がＯＦＦの場合には図７中に一点鎖線で示すセット位置で保持され、ＯＮの場合には同図中に実線で示す待避位置に回動操作されるようになっている。なお、第１の視野絞り５５と第２の視野絞り５６とは略同一平面上に配置されている。
【００５８】
また、本実施の形態にも第１の実施の形態と同様にＬＣＤモニタ２６、結像レンズ２７、ミラー２８、プリズム２９とから構成されるモニター観察光学系が設けられている。ここで、プリズム２９は第２のロータリーソレノイド３０の回転軸に取り付けられている。そして、第２のロータリーソレノイド３０の回転にともない立体観察光学系の光路中にプリズム２９が挿脱自在であることも第１の実施の形態と同様である。
【００５９】
また、本実施の形態ではＬＣＤモニタ２６用のバックライト５８は立体観察光学系中の軸ａ₁ ，ａ₂ と垂直の面に配置されている。このバックライト５８の上部には２つ（左眼用及び右眼用）のプリズム５９が配設されている。ここで、各プリズム５９の一端は軸ａ₁ ，ａ₂ を中心に回動自在に支持されている。 さらに、各プリズム５９の他端はＬＣＤモニタ２６の下面と離間対向する位置に配置されている。なお、ＬＣＤモニタ２６と結像レンズ２７との間には第２の輝度センサ６０が取り付けられている。
【００６０】
また、 プリズム５３とプリズム５９とは図示しない連動機構で連動されている。なお、モニター観察光学系を構成するＬＣＤモニタ２６、第２の輝度センサ６０、結像レンズ２７、ミラー２８、プリズム２９、第２のロータリーソレノイド３０は、プリズム５９の回動端側に配置されており、プリズム５９と連動駆動するようになっている。
【００６１】
また、立体観察光学系の左右の各ズーム光学系５とプリズム５３との間にはビームスプリッター６１が挿入されている。このビームスプリッター６１は立体観察光学系の光束の一部をその光束の垂直方向に偏向するべく配置されている。ここで、偏向された左右光束のうちの任意の一方の光軸上には第１の実施の形態と同様に第２の結像レンズ１１が配設されている。
【００６２】
さらに、この第２の結像レンズ１１の結像面には第１のＴＶカメラ１２が配置されている。このＴＶカメラ１２は図６に示すように第１のＣＣＵ１３に接続されている。さらに、ＣＣＵ１３は第１の実施の形態と同様にビデオミキサー３４に接続されている。
【００６３】
また、本実施の形態の照明光学系には手術用顕微鏡２の鏡体５１に内蔵されたランプ６２が設けられている。さらに、対物レンズ４の後段には第１の実施の形態と同様に顕微鏡光学系の光軸ａ₁ ，ａ₂ 上から外れた位置に照明光用のプリズム１４が配設されている。このプリズム１４の後段にはズーム照明光学系１５が配設されている。
【００６４】
また、第１の実施の形態で照野絞り１６が配置されていた照野と共役な位置にはＬＣＤシャッタ６３が設けられている。このＬＣＤシャッタ６３は図９（Ａ）に示す第１の状態と、 図９（Ｂ）に示す第２の状態とに切換え可能になっている。すなわち、図９（Ａ）に示す第１の状態では円形の透光部６３ａと、この透光部６３ａの周囲に配設された遮光部６３ｂとが形成されるようになっている。さらに、ＬＣＤシャッタ６３が図９（Ｂ）に示す第２の状態に切換えられた場合には第１の状態の円形の透光部６３ａ内に任意の位置および大きさの減光部６３ｃが形成されるようになっている。
【００６５】
また、ＬＣＤシャッタ６３とランプ６２との間には集光レンズ１７が配設されている。そして、本実施の形態の照明光学系にはプリズム１４の後段にはズーム照明光学系１５、ＬＣＤシャッタ６３、集光レンズ１７、ランプ６２が順次配置されている。なお、ズーム照明光学系１５が立体観察光学系のズーム光学系５と図示しない連動機構で連動しているのは第１の実施の形態と同様である。
【００６６】
また、 ＬＣＤシャッタ６３はＬＣＤドライバ６４に接続されている。このＬＣＤドライバ６４はナビゲーション用のワークステーション６５に接続されている。
【００６７】
さらに、 立体観察光学系の左右のズーム光学系５には倍率検出手段６６が設けられている。この倍率検出手段６６はワークステーション６５に接続されている。
【００６８】
また、ワークステーション６５にはナビゲーション用撮像部６７およびコントローラ６８がそれぞれ接続されている。さらに、コントローラ６８には第１の輝度センサ５４、第２の輝度センサ６０、入力手段３８、ビデオミキサー３４、がそれぞれ接続されている。
【００６９】
また、バックライト５８は調光回路を内蔵するバックライト電源６９に接続されている。さらに、第２のロータリーソレノイド３０は第２のソレノイド駆動回路３１に、第１のロータリーソレノイド５７は第１のソレノイド駆動回路７０にそれぞれ接続されている。そして、バックライト電源６９、第２のソレノイド駆動回路３１、第１のソレノイド駆動回路７０はコントローラ６８にそれぞれ接続されている。また、ランプ６２は調光回路７１に接続されている。この調光回路７１はコントローラ６８に接続されている。
【００７０】
また、硬性鏡３、第２のＴＶカメラ３２、第２のＣＣＵ３３の構成は第１の実施の形態と同様であり、第２のＣＣＵ３３はビデオミキサー３４に接続されている。さらに、ビデオミキサー３４にはＶＴＲ３５及びＴＶモニタ３６が接続されているのも第１の実施の形態と同様である。
【００７１】
また、 本実施の形態では硬性鏡３には硬性鏡ナビゲーション用のマーカー７２、顕微鏡２の鏡体５１には顕微鏡ナビゲーション用のマーカー７３がそれぞれ取り付けられている。
【００７２】
次に、上記構成の本実施の形態の作用について説明する。本実施の形態の手術用顕微鏡システム１の使用時には術者は図示しない顕微鏡架台を移動して、術部の上方に手術用顕微鏡２の顕微鏡光学系を配置して術部の観察を行う。
【００７３】
そして、術部の観察時にはランプ６２から発せられた照明光は集光レンズ１７で集光され、ＬＣＤシャッタ６３、ズーム照明光学系１５、プリズム１４、対物レンズ４を順次介して術部に照射される。
【００７４】
この時、ＬＣＤシャッタ６３はＬＣＤドライバ６４によって図９（Ａ）に示す第１の状態で保持されている。すなわち、この第１の状態ではＬＣＤシャッタ６３の透光部６３ａを透過した観察光が術部に照射され、遮光部６３ｂに入射した観察光は遮光される。なお、ＬＣＤシャッタ６３は照野面に対して共役の位置に配置されているので、透光部６３ａの形状（本実施の形態では円形）が照野面に投影される。従って、ＬＣＤシャッタ６３は照野絞りの役割を果たしている。その他の作用は第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
また、術部で反射した観察光は対物レンズ４に入射し、ズーム光学系５、ビームスプリッター６１、プリズム５３、結像レンズ６、第１の視野絞り５５、第２の視野絞り５６、接眼レンズ７を介して術者の眼に導かれ、術部の拡大観察が可能となる。この時、第１のロータリーソレノイド５７はＯＦＦ状態で保持されているので、第２の視野絞り５６は図７中に一点鎖線で示す位置にある。従って、第１の視野絞り５５及び第２の視野絞り５６により形成される視野絞りは、 立体観察光学系で形成されるイメージサークル４０よりも若干小径に形成されるので、術者は周辺までシャープな顕微鏡観察像を得ることができる。
【００７６】
また、ビームスプリッター６１で偏向された一部の光束は、第２の結像レンズ１１を介して第１のＴＶカメラ１２に入射される。そして、図示しない撮像素子で電気信号に変換されて第１のＣＣＵ１３に送られる。このＣＣＵ１３では送られてきた電気信号を規格化された映像信号に変換し、ビデオミキサー３４に出力する。
【００７７】
この状態では、内視鏡を使用していないため、ビデオミキサー３４は第１の実施の形態と同様に顕微鏡観察像のみをＴＶモニタ３６に出力する。従って、看護婦等はＴＶモニタ３６の表示画面を目視することにより、術部の様子を観察することができる。
【００７８】
この時、ナビゲーション用撮像部６７は顕微鏡２の鏡体５１に取り付けられたマーカー７３を図示しない３個の撮像素子によって撮像し、そのデータをワークステーション６５に送る。さらに、ワークステーション６５では送られてきたデータをもとに顕微鏡２の鏡体５１の位置及び顕微鏡２の観察位置を算出する。この算出結果は図示しないモニター等に表示され、術者は術前診断画像等の画像上で現在の治療部位の特定などをすることができる。
【００７９】
次に、顕微鏡２の死角を観察するときなどに内視鏡を併用する際には、まず術者は図示しない内視鏡ホルダー等に装着された硬性鏡３を手に保持して術部に挿入する。
【００８０】
また、硬性鏡３の挿入作業中、硬性鏡３に装着されている第２のＴＶカメラ３２は硬性鏡３による観察像を撮像し、第２のＣＣＵ３３を介してビデオミキサー３４に映像信号を出力する。このとき、術者は顕微鏡像を観察しながら周辺組織を傷つけないように慎重に硬性鏡３を挿入していく。
【００８１】
さらに、硬性鏡３の挿入作業中、ナビゲーション用撮像部６７は硬性鏡３に取り付けられたマーカー７２を図示しない３個の撮像素子によって撮像し、そのデータをワークステーション６５に送る。このとき、ナビゲーション用撮像部６７によって顕微鏡用のマーカー７３も同時に撮像される。そして、その顕微鏡用のマーカー７３のデータも同時にワークステーション６５に送られる。
【００８２】
また、 ワークステーション６５では送られてきた顕微鏡用のマーカー７３のデータおよび硬性鏡３のマーカー７２のデータをもとに顕微鏡２の鏡体５１の位置、顕微鏡２の観察位置、硬性鏡３の先端位置、及び硬性鏡３の観察位置を算出する。そして、ワークステーション６５は硬性鏡３の観察位置が顕微鏡２の観察位置に入った状態を検出すると、ＬＣＤドライバ６４に対して制御信号を出力する。このとき、ＬＣＤドライバ６４は制御信号を受け取るとＬＣＤシャッタ６３を図９（Ａ）に示す第１の状態から図９（Ｂ）に示す第２の状態に切換えるように制御する。すなわち、ＬＣＤシャッタ６３の透光部６３ａの一部に減光部６３ｃが形成される。この減光部６３ｃの大きさ及び位置は、顕微鏡２の観察視野に対する硬性鏡３の観察部の大きさ及び位置によって可変であり、ワークステーション６５からの制御信号により制御される。
【００８３】
また、ワークステーション６５は検出した顕微鏡２の観察位置のデータと、硬性鏡３の観察位置のデータとから、硬性鏡３の観察位置と照野絞りを形成するＬＣＤシャッタ６３の位置との対応関係、すなわち硬性鏡３の観察位置とＬＣＤシャッタ６３のどの位置が対応しているかを算出し、 そのＬＣＤシャッタ６３上の硬性鏡３の観察位置のデータをＬＣＤドライバ６４に連続的に指示する。ここで、大きさに関しては、ワークステーション６５はズーム光学系５に設けられた倍率検出手段６６からのデータを受け取り、内視鏡観察部の顕微鏡観察範囲に対する比率を算出し、ＬＣＤドライバ６４に連続的に指示を出す。これにより、図８（Ｂ）に示すように、硬性鏡３の観察部Ｅは、常に顕微鏡の照明光が減光された状態となる。
【００８４】
また、顕微鏡像を見ながら所望の観察位置まで硬性鏡３を導いたあと、入力手段３８に設置された図示しない観察モード切替スイッチを操作すると、この信号を受けたコントローラ６８はビデオミキサー３４、バックライト電源６９、第２のソレノイド駆動回路３１、及び第１のソレノイド駆動回路７０に駆動信号を出力する。
【００８５】
このとき、ビデオミキサー３４はコントローラ６８からの信号を受け取ると、第１の実施の形態と同様にＴＶモニタ３６の表示画面を親子画面表示用の画像モードに切り替える。そして、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように表示面積が大きい親画面４６に顕微鏡像が表示されるとともに、この親画面４６の視野の左上位置に子画面４７が配置され、ここに内視鏡像が表示される。
【００８６】
また、 バックライト電源６９はコントローラ６８からの駆動信号を受け取ると、バックライト５８に対して電力を供給する。これにより、バックライト５８は点灯する。さらに、バックライト５８が点灯すると、このバックライト５８から発せられた光束はプリズム５９介してＬＣＤモニタ２６に照射される。
【００８７】
これと同時に、第２のソレノイド駆動回路３１、及び第１のソレノイド駆動回路７０は駆動信号を受けると、各々第２のロータリーソレノイド３０及び第１のロータリーソレノイド５７に駆動電力を供給し、第２のロータリーソレノイド３０及び第１のロータリーソレノイド５７がＯＮする。
【００８８】
ここで、 第２のロータリーソレノイド３０がＯＮすると、プリズム２９は第１の実施の形態と同様に図５中で点線位置から実線位置に回動駆動される。これによりバックライト５８により照射されたＬＣＤモニタ２６の像は結像レンズ２７、ミラー２８及びプリズム２９を介して第１の視野絞り５５と同一平面上のＬＣＤ結像位置７４に結像される。なお、ＬＣＤモニタ２６には第１の実施の形態と同様に様々な画像を表示することができるが、本実施の形態では硬性鏡３で観察した内視鏡画像を図示しない画像セレクターで選択して表示させている。
【００８９】
また、第１の実施の形態と同様にプリズム２９が黒く塗装されているので、立体観察光学系の光束のうち、プリズム２９でケラれる部分は、視野絞りの設けられている結像位置までは到達しない。
【００９０】
また、ロータリーソレノイド５７がＯＮするとその軸に取り付けられた第２の視野絞り５６が、図７中に実線で示す位置に移動する。すなわち、視野絞りの形状は顕微鏡像のイメージサークル４０の内側だけでなく、ＬＣＤ結像位置７４も透過するように変化する。
【００９１】
この時、コントローラ６８は、第１の輝度センサ５４からの検出信号により顕微鏡光学像の明るさを、また第２の輝度センサ６０からの検出信号によりＬＣＤモニタ２６の像の明るさを検出し、各々がほぼ同じ輝度となるように調光回路７１及びバックライト電源６９に調光信号を出力する。但し、顕微鏡２の光学像とＬＣＤモニタ２６の像との輝度の差は症例、投影する画像の種類、術者の好み等で適当な明るさの比率は異なるため、コントローラ６８に設けられた図示しない設定部で適宜調節できるようにしてもよい。
【００９２】
さらに、術者は顕微鏡２の左右の接眼レンズ７間の眼幅を調整する際に図示しない眼幅調整部を調整すると、プリズム５３が一端部側の軸ａ_l ，ａ₂ を中心に回動する。このとき、プリズム５３の他端側（回動端側）には輝度センサ５４、結像レンズ６、第１の視野絞り５５、第２の視野絞り５６、第１のロータリーソレノイド５７、接眼レンズ７が一体で取り付けられているので、眼幅調整によるプリズム５３の回動に合わせて回動し、観察を可能にする。
【００９３】
さらに、プリズム５３と連動してプリズム５９もこのプリズム５９の一端部側の軸ａ_l ，ａ₂ を中心に回動するため、このプリズム５９の他端側に取り付けられているＬＣＤモニタ２６、輝度センサ６０、結像レンズ２７、ミラー２８、プリズム２９、第２のロータリーソレノイド３０もプリズム５９の動きに合わせて移動する。そのため、ＬＣＤモニタ２６の観察も可能である。
【００９４】
したがって、これらの作用により術者は適度な眼幅で接眼レンズ７を介して顕微鏡光学像とＬＣＤモニタ２６に投影された内視鏡画像とを同時に、最適な光量比で観察することができる。
【００９５】
そこで、本実施の形態では次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態では第１の視野絞り５５と第２の視野絞り５６とをそれぞれ独立に設け、第１の視野絞り５５に対して第２の視野絞り５６を挿脱可能としたものである。 この場合、通常の顕微鏡２の観察時には円形の視野絞りによる円形の視野が得られる。そして、ＬＣＤモニタ２６による硬性鏡３の像と顕微鏡２の観察とを併用する場合には第２の視野絞り５６を待避させることで通常のイメージサークル４０にとらわれない視野を得ることができる。そのため、ＬＣＤモニタ２６の像の結像位置の自由度が増す効果がある。
【００９６】
さらに、接眼レンズ７の性能上、許される範囲で可能な限りＬＣＤモニタ２６の結像点を顕微鏡２の視野に対して外側にずらすことで、第１の実施の形態と同様に内視鏡観察併用時の顕微鏡２の観察像のケラレを最小限に押さえることができ、良好な視野を得ることができる。これに加えて、構造が簡単なため、安価に実現することができる。
【００９７】
また、本実施の形態では顕微鏡２の光学像とＬＣＤモニタ２６の画像の輝度を第１の輝度センサ５４、及び第２の輝度センサ６０によって各々検出し、ランプ６２及びバックライト５８の明るさを最適な光量比に調整するため、いずれの観察像も常に最適な光量で観察することができる。すなわち、脳神経外科の手術などでは顕微鏡２の光学像を非常に明るい状態で観察することが多いが、そのままではＬＣＤモニタ２６の像が顕微鏡２の像に比べて暗くなり、見にくくなってしまう場合などに、顕微鏡２の光量を若干落してＬＣＤモニタ２６の像を観察しやすくすることができる。
【００９８】
また、その逆に、眼科の手術などでレッドリフレックス像等を観察する場合には、ＬＣＤモニタ像２６が明るくなりすぎて顕微鏡２の光学像が見にくくなることを防ぐために、バックライト５８の輝度を落とすことで両方の画像を観察しやすくできる。さらに、バックライト５８又はランプ６２が劣化して、いずれかの光量が低下した場合でも、常に最適な光量比を得ることができる。
【００９９】
また、本実施の形態では１つのバックライト５８から供給されるバックライトの光を左右のプリズム５９によって左目用および右目用の各ＬＣＤモニタ２６にそれぞれ分割して供給する構成としたので、バックライト５８を点灯する回路が一つですみ、安価な上、眼幅調整時に２つのＬＣＤモニタ２６を同時に移動してもプリズム５９が眼幅に連動して回動することでバックライト５８の移動が必要ないため、観察の自由度が高く、可動による配線の劣化も防止できる。
【０１００】
さらに、本実施の形態ではナビゲーションシステムにより硬性鏡３の観察位置を検出し、その部分の顕微鏡２の照明光を減光する減光部７５を形成するため、硬性鏡３が照明している部位を顕微鏡２の光源でさらに照明してしまうことを防げる。そのため、内視鏡用ＴＶ画像の光量オーバーを防止することができる。
【０１０１】
また、硬性鏡３側の光源としてハロゲン光源を使用し、顕微鏡３側の光源としてキセノン光源を使用した場合でも、内視鏡観察部位にはキセノン光源の照明光は届かないので、硬性鏡３単体でホワイトバランスをとっていれば常に良好なカラーバランスで硬性鏡３による内視鏡観察が可能である。
【０１０２】
さらに、図８（Ａ）に示すように、ナビゲーションシステムにより硬性鏡３の先端位置を検出して、その部分に顕微鏡２の照明光を減光する減光部７５を形成するように構成すれば、硬性鏡３の先端が顕微鏡２の死角から外れた場合でも硬性鏡３に照明光が入射する量が減り、ハレーションなども防止できるため、硬性鏡３による良好な内視鏡画像が得られる。
【０１０３】
なお、本実施の形態では硬性鏡３の観察位置または先端位置の光量を減少した減光部７５を形成したが、この部分の光量は完全に遮光しても同様な結果が得られることは明白である。
【０１０４】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
【０１０５】
記
（付記項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 と、この画像投影光学系からの画像を顕微鏡視野内に挿脱するための切り換え手段と、顕微鏡視野の視野面積を調整する視野調整手段とを備えた手術用顕微鏡において、
前記切り換え手段の操作に連動して前記視野調整手段の形状を変形させる絞り形状変形手段を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１０６】
（付記項１−１） 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と、顕微鏡視野内での観察状態を切り換える切り換え手段とを備えた手術用顕微鏡において、
前記切り換え手段の操作に連動して視野絞りの形状を変形させる視野絞り形状変形手段を具備したことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１０７】
（付記項２） 前記視野絞りは液晶シャッターで構成されていることを特徴とする、付記項１または付記項１−１に記載の手術用顕微鏡。
（付記項３） 前記視野絞りの形状は、顕微鏡光学像のみを透過する形状、及び顕微鏡光学像と画像投影光学系の両方を透過する形状とを少なくとも有することを特徴とする、 付記項１、付記項１−１または付記項２に記載の手術用顕微鏡。
【０１０８】
（付記項４） 顕微鏡鏡体に内蔵され相対位置可変に設けられた複数のディスプレイと、顕微鏡視野内に前記ディスプレイの画像を投影するための画像投影光学系と、前記複数のディスプレイに光束を供給する単一の照明手段と、該照明手段からの光束を各々のディスプレイへ供給する導光手段を有する手術用顕微鏡において、前記複数のディスプレイは前記照明手段と略対称に配置されており、前記導光手段は前記ディスプレイと連動すことを特徴とした手術用顕微鏡。
【０１０９】
（付記項５） 顕微鏡鏡体に内蔵されたディスプレイと、顕微鏡視野内に前記ディスプレイの画像を投影するための画像投影光学系と、顕微鏡視野内における前記ディスプレイの画像の観察状態を切り換える切り換え手段と、顕微鏡視野を照明するための照明光学系を備える手術用顕微鏡において、前記照明光学系の一部にその光束の一部を偏向するための光路偏向部材と、該偏向された光束を前記ディスプレイに導く導光手段と、前記光路偏向部材を前記照明光学系の光路から挿脱する機構を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１１０】
（付記項６） 前記光路偏向部材の前記照明光学系の光路からの挿脱は前記切り換え手段と連動することを特徴とした付記項５に記載の手術用顕微鏡。
（付記項７） 顕微鏡視野内の一部に画像を投影する画像投影光学系を有する手術用顕微鏡において、顕微鏡光学像または顕微鏡視野内に投影する画像の少なくとも一方の明るさを検出する検出手段と、該検出結果に基づいて前記顕微鏡光学像または前記顕微鏡視野内に投影する画像の明るさの少なくとも一方を制御する制御手段を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１１１】
（付記項８） 前記制御手段は顕微鏡光路内に挿脱自在な減光フィルターであることを特徴とする、付記項７に記載の手術用顕微鏡。
（付記項９） 前記制御手段は顕微鏡照明用のランプの調光機構であることを特徴とする、付記項７に記載の手術用顕微鏡。
（付記項１０） 前記制御手段は画像の輝度調整手段である事を特徴とする、付記項７に記載の手術用顕微鏡。
【０１１２】
（付記項１１） 前記制御手段は顕微鏡光路内に設けられた液晶シャッターであることを特徴とする、付記項７に記載の手術用顕微鏡。
（付記項１２） 顕微鏡視野内の一部に画像を投影する画像投影光学系と、顕微鏡視野内における画像の観察状態を切り換える切り換え手段と、顕微鏡光学像を撮像し映像信号に変換する撮影機構を有する手術用顕微鏡システムにおいて、前記切り換え手段に連動して前記撮影機構からの映像信号に前記画像を重畳するミキサー手段を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡システム。
【０１１３】
（付記項１２−１） 前記ミキサー手段の映像出力を記録する記録手段を備えたことを特徴とする、付記項１２に記載の手術用顕微鏡システム。
（付記項１３） 前記ミキサー手段により重畳される前記画像の位置は、顕微鏡視野内に投影される画像の位置と略同一であることを特徴とする、付記項１２または付記項１２−１に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１１４】
（付記項１４） 前記切り換え手段と前記ミキサー手段の連動動作は、前記顕微鏡システムに接続されたフットスイッチにより行われることを特徴とする、付記項１２、付記項１２−１または付記項１３に記載の手術用顕微鏡システム。
【０１１５】
（付記項１５） 術部を照明し観察する第１光学系と、前記第１光学系よりも術部に近接して観察する第２光学系と、前記第１光学系の観察範囲及び前記第２光学系の先端位置を検出するナビゲーションシステムとを有する手術システムにおいて、前記第２光学系の先端が前記第１光学系の観察範囲に導かれたときに、前記第１光学系の観察範囲の照明位置のうち前記第２光学系の先端位置のみを遮光または減光する手段を有することを特徴とする手術システム。
【０１１６】
（付記項１６） 術部を照明し観察する第１光学系と、前記第１光学系よりも術部に近接して観察する第２光学系と、前記第１光学系の観察範囲及び前記第２光学系の観察位置を検出するナビゲーションシステムとを有する手術システムにおいて、前記第２光学系の観察位置が前記第１光学系の観察範囲に導かれたときに、前記第１光学系の観察範囲の照明位置のうち前記第２光学系の観察位置のみを遮光または減光する手段を有することを特徴とする手術システム。
【０１１７】
（付記項１７） 前記遮光または減光手段は顕微鏡の照野面と共役の位置に配置された液晶シャッターであることを特徴とした、付記項１５または付記項１６に記載の手術システム。
【０１１８】
（付記項１〜１７の従来技術） （１）特開昭６２−１６６３１０号公報には実体顕微鏡の接眼部に内視鏡像等の撮像画像をモニター表示させる手段が開示されている。実体顕微鏡の光学像とモニター画像を同一の接眼光学系に導く技術が開示されている。
【０１１９】
（２）特開昭６３−１６７３１７号公報には実体顕微鏡等の接眼部にデータを表示する手段が開示されている。顕微鏡等のメインの観察光束の外側からデータ等の光束を入射させ、顕微鏡像の射出瞳の外側にデータ像の射出瞳を投影する技術が開示されている。
【０１２０】
（３）特開平３−１０５３０５号公報には実体顕微鏡の接眼部に２Ｄ内視鏡の光学像又は電子像を投影する手段が内蔵されている。２Ｄ内視鏡の像を顕微鏡の左右光路に導く手段と、顕微鏡光束を遮光する部材を設けた光学装置が開示されている。
【０１２１】
（４）特開平８−１４０９９１号公報には顕微鏡の視野内又はその近傍に内視鏡画像や患者の生体データを表示する手段が開示されている。内視鏡画像等をハーフミラーで顕微鏡視野内に導く技術や、顕微鏡光路と内視鏡光路を平行させて接眼レンズまで導き同一視野内に表示する技術等が開示されている。
【０１２２】
（付記項１、１−１が解決しようとする課題） （１）において開示されているのは顕微鏡光学系とモニター光学系の像を同一の接眼光学系に導いているのみであり、モニター光学系の像を顕微鏡光学系の光学像の外側で観察しようとすると、顕微鏡視野絞りが邪魔になりモニター像がケラレるか、または顕微鏡視野絞りを外さなければならない。この場合顕微鏡像のみを観察したいときには本来モニター像が投影される領域に視野絞りが設けられていないため、顕微鏡光学系が形成するイメージサークルの外側まで見えてしまうことになり、常に画質の劣る周辺像をも観察しなければならず、画質の品位が低下して術者に無駄な疲労を生じさせる。
【０１２３】
（３）に関しては顕微鏡像と内視鏡像が同一の視野に重畳され、いづれかの画像を遮光しなければ各像の詳細な観察は出来ないため、顕微鏡視野内で内視鏡をオリエンテーションしながら内視鏡像を観察するような同時観察は困難である。
【０１２４】
（４）の図３における顕微鏡光路と内視鏡光路とを平行させて接眼レンズまで導く技術では、顕微鏡光路の外側に内視鏡光路を有し、かつ内視鏡光路は挿脱出来ないために内視鏡観察が必要ない場合でも内視鏡光路の部分には視野絞りが形成されず、（１）と同様に顕微鏡光学系のイメージサークルが見えてしまう。また内視鏡像を観察する場合にはモニター像をできるだけ大きく観察したいという要求があるが、この場合顕微鏡像を小さくする必要がありあまり実用的とは言えない。
【０１２５】
（付記項４が解決しようとする課題） （１）においては画像はモニタテレビによる投影と開示されているだけであり、２つのモニタテレビに対するバックライトが各々必要であり、高価格化と大型化を招いていた。また、各々のモニタテレビは固定されており、固定されたモニタテレビからの像を観察するための接眼光学系の自由度が極めて制限されるため、非常に使いにくいという問題点を有する。
【０１２６】
（付記項５が解決しようとする課題） （１）、（２）及び（４）に関しては内視鏡の電子画像を投影するためのバックライトは顕微鏡の照明光束と全く独立しているが、内視鏡観察時には内視鏡のオリエンテーションを行うだけなので、顕微鏡はそれほど明るさが要求されることがないにもかかわらず不要な光束を術部に照射しており、効率が悪かった。またこの状態でバックライトの点灯を独立して行っているので発熱も多かった。
【０１２７】
（付記項７が解決しようとする課題） （１）〜 （４）の全ての先行例に対し、顕微鏡光学像とモニター画像等の明るさの制御は各々独立しているため、モニター観察時に顕微鏡像が明るすぎるときなどには顕微鏡の明るさを手動で調光したり、また逆に眼科で眼底像等を観察する場合に顕微鏡像が暗いときなどにはモニターの輝度を落としたりしないと観察がしにくかった。これらは症例等により条件が異なるために、その度にいちいち調整を変更する必要があり、大変わずらわしかった。
【０１２８】
（付記項１２が解決しようとする課題） （１）、（３）及び（４）の先行例に対し、顕微鏡光学像を撮影したＴＶカメラの映像信号と内視鏡像などのモニターに投影する映像信号は各々全く独立していたため、看護婦などがモニターを見ながら状況を把握する場合に別々のモニターを観察する必要があり、大変わずらわしいばかりでなく術者が観察が不要と判断している視野内のモニター重畳部分をも観察してしまうために状況の把握が難しくなっていた。また両方の画像のビデオへの記録も全く別々に行う必要があり、設備的な無駄や撮影したテープの編集・保管などについても大変効率の悪いものであった。
【０１２９】
（付記項１５が解決しようとする課題） （１）、（３）及び（４）の先行例に対し、特に脳外分野等では顕微鏡像を観察する照明光は一般的には明るいほど良いとされているが、顕微鏡の死角を内視鏡などを使用して観察する場合に、術者の手で保持及び移動をされる内視鏡を常に顕微鏡照明光を避けながらオリエンテーションすることはほとんど不可能に近い。 従って術者がオリエンテーション中に顕微鏡の観察位置に内視鏡の先端を出してしまった場合、顕微鏡の照明光が内視鏡に入射してハレーションを起こし観察が不可能になってしまう場合があり、術者の疲労や手術の長時間化を招いてしまった。
【０１３０】
（付記項１６が解決しようとする課題） （１）、（３）及び（４）の先行例に対し、顕微鏡の死角を内視鏡などを使用して観察する場合に、完全な顕微鏡の死角ならば問題無くても、内視鏡などの視野の一部が顕微鏡の視野に入っている場合などに、視野の重なっている部分は顕微鏡の照明光と内視鏡の照明光の両方に照明されることになってしまう。このような場合、一般的に光量の大きい顕微鏡視野にはそれほどの影響は与えないが、内視鏡では入射する照明光が通常の場合よりも大幅に増えるために調光範囲を超えて白飛びしてしまったり、また顕微鏡照明光がキセノン光源で内視鏡照明光がハロゲン光源だった場合には極端にカラーバランスが狂ってしまい、最悪の場合観察ができなくなってしまう場合があった。
【０１３１】
（付記項１〜１７の目的） 上記問題点を解決し、同一視野内に良好な顕微鏡光学像及びモニター像を得ることを目的とする。
【０１３２】
（付記項１、１−１の課題を解決するための手段） 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と、この画像投影光学系からの画像を顕微鏡視野内に挿脱するための切り換え手段と、顕微鏡視野の視野面積を調整する視野調整手段とを備えた手術用顕微鏡において、前記切り換え手段の操作に連動して前記視野調整手段の形状を変形させる絞り形状変形手段を設けたことを特徴とする。
【０１３３】
また、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と、 顕微鏡視野内での観察状態を切り換える切り換え手段とを備えた手術用顕微鏡において、前記切り換え手段の操作に連動して視野絞りの形状を変形させる視野絞り形状変形手段を具備したことを特徴とする。
【０１３４】
（付記項４の課題を解決するための手段） 顕微鏡鏡体に内蔵され相対位置可変に設けられた複数のディスプレイと、顕微鏡視野内に前記ディスプレイの画像を投影するための画像投影光学系と、前記複数のディスプレイに光束を供給する単一の照明手段と、該照明手段からの光束を各々ディスプレイへ供給する導光手段を有する手術用顕微鏡において、前記複数のディスプレイは前記照明手段と略対称に配置されており、前記導光手段は前記ディスプレイと連動することを特徴とした。
【０１３５】
（付記項５の課題を解決するための手段） 顕微鏡鏡体に内蔵されたディスプレイと、顕微鏡視野内に前記ディスプレイの画像を投影するための画像投影光学系と、顕微鏡視野内における前記ディスプレイの画像の観察状態を切り換える切り換え手段と、顕微鏡視野を照明するための照明光学系を備える手術用顕微鏡において、前記照明光学系の一部にその光束の一部を偏向するための光路偏向部材と、該偏向された光束を前記ディスプレイに導く導光手段と、前記光路偏向部材を前記照明光学系の光路から挿脱する機構を備えたことを特徴とする。
【０１３６】
（付記項７の課題を解決するための手段） 顕微鏡視野内の一部に画像を投影する画像投影光学系を有する手術用顕微鏡において、 顕微鏡光学像または顕微鏡視野内に投影する画像の少なくとも一方の明るさを検出する検出手段と、該検出結果に基づいて前記顕微鏡光学像または前記顕微鏡視野内に投影する画像の明るさの少なくとも一方を制御する制御手段を設けたことを特徴とする手術用顕微鏡。
【０１３７】
（付記項１２の課題を解決するための手段） 顕微鏡視野内の一部に画像を投影する画像投影光学系と、顕微鏡視野内における画像の観察状態を切り換える切り換え手段と、顕微鏡光学像を撮像し映像信号に変換する撮影機構を有する手術用顕微鏡システムにおいて、前記切り換え手段に連動して前記撮影機構からの映像信号に前記画像を重畳するミキサー手段を備えたことを特徴とする。
【０１３８】
（付記項１５の課題を解決するための手段） 術部を照明し観察する第１光学系と、前記第１光学系よりも術部に近接して観察する第２光学系と、前記第１光学系の観察範囲及び前記第２光学系の先端位置を検出するナビゲーションシステムとを有する手術システムにおいて、前記第２光学系の先端が前記第１光学系の観察範囲に導かれたときに、前記第１光学系の観察範囲の照明位置のうち前記第２光学系の先端位置のみを遮光または減光する手段を有することを特徴とする。
（付記項１６の課題を解決するための手段） 術部を照明し観察する第１光学系と、前記第１光学系よりも術部に近接して観察する第２光学系と、前記第１光学系の観察範囲及び前記第２光学系の観察位置を検出するナビゲーションシステムとを有する手術システムにおいて、前記第２光学系の観察位置が前記第１光学系の観察範囲に導かれたときに、前記第１光学系の観察範囲の照明位置のうち前記第２光学系の観察位置のみを遮光または減光する手段を有することを特徴とする。
【０１３９】
（付記項１〜１７の効果） 本発明によれば顕微鏡像のみを観察する場合には通常の視野絞りと同じ形状の視野絞りとなり、内視鏡等の画像観察を併用する場合には顕微鏡の視野絞りの外側に画像観察用の視野絞りが形成されるため、常に良好な視野が得られ、かつ画像観察併用時にも顕微鏡視野のケラレを最低限に押さえることができる。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明によれば、同一視野内に良好な顕微鏡光学像及び画像投影光学系からのモニタ画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態における内視鏡併用マイクロサージャリーの手術用顕微鏡システムの概略構成図。
【図２】 第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡システムの制御系のブロック図。
【図３】 第１の実施の形態の手術用顕微鏡における視野絞りを構成する液晶シャッタの動作を説明するもので、（Ａ）は液晶シャッタの第１の形状を示す平面図、（Ｂ）は液晶シャッタの第２の形状を示す平面図。
【図４】 第１の実施の形態に係る手術用顕微鏡のモニタ観察画面を示すもので、（Ａ）は顕微鏡観察像の表示状態を示す平面図、（Ｂ）は顕微鏡像とＬＣＤモニタ像を同時に表示させた状態を示す平面図。
【図５】 本発明の第２の実施の形態における手術用顕微鏡システムの概略構成図。
【図６】 第２の実施の形態に係る手術用顕微鏡システムの制御系のブロック図。
【図７】 第２の実施の形態の手術用顕微鏡における視野絞りの構成及び動作を説明するための説明図。
【図８】 第２の実施の形態の手術用顕微鏡のモニター観察画面を示すもので、（Ａ）は硬性鏡の先端位置の部分の顕微鏡照明光を減光させた状態で顕微鏡像と内視鏡画像を同時に表示させた表示状態を示す平面図、（Ｂ）は顕微鏡像を親画面、内視鏡像を子画面にそれぞれ表示させた状態を示す平面図。
【図９】 第２の実施の形態の手術用顕微鏡における視野絞りを構成するＬＣＤシャッタの動作を説明するもので、（Ａ）はＬＣＤシャッタに円形の透光部と遮光部とが形成された第１の形状を示す平面図、（Ｂ）はＬＣＤシャッタの透光部の一部に減光部を形成した状態を示す平面図。
【図１０】第１の実施の形態の変形例に係る要部構成図。
【図１１】図１０の構成における視野絞りを形成する液晶シャッタの動作を説明するもので、（Ａ）は液晶シャッタの第１の形状を示す平面図、（Ｂ）は液晶シャッタの第２の形状を示す平面図。
【符号の説明】
Ｌ 画像投影光学系
３ 硬性鏡（内視鏡）
８ 液晶シャッター（視野調整手段）
３０ 第２のロータリーソレノイド（切り換え手段）
３７ コントローラ（絞り形状変形手段）

Claims (4)

1. 術部を観察して前記術部の顕微鏡視野の光学像を得るための顕微鏡光学系と、
   前記顕微鏡視野内に、前記顕微鏡光学系で得た光学像とは別のモニター画像を投影する画像投影光学系と、
   前記顕微鏡光学系の光路に挿脱可能に設けられ、前記顕微鏡光学系の光路内に位置したときに前記顕微鏡視野内に前記モニター画像を投影可能なプリズムと、
   前記プリズムを前記顕微鏡光学系の光路内に挿脱するソレノドを有した切り換え手段と、
   前記顕微鏡視野の光学像を撮像し、映像信号に変換する撮影機構と、
   前記切り換え手段の動作に連動して前記撮影機構からの映像信号に前記モニター画像の映像信号を重畳するミキサー手段と、
   前記ミキサー手段により処理した映像出力を表示するモニターと、
   を備えたことを特徴とする手術用顕微鏡システム。
2. 前記ミキサー手段の映像出力を記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手術用顕微鏡システム。
3. 前記ミキサー手段により重畳される前記モニター画像の位置は、顕微鏡視野内に投影されるモニター画像の位置と略同一であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の手術用顕微鏡システム。
4. 前記切り換え手段と前記ミキサー手段の連動動作は、前記顕微鏡システムに接続されたフットスイッチにより行われることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載の手術用顕微鏡システム。

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