JP7528258B2 - 頭部装着可能ディスプレイデバイスおよび顕微鏡から受信された画像を表示する方法 - Google Patents

Description

実施例は、頭部装着可能ディスプレイ上に顕微鏡画像を表示することに関し、特に、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスおよび方法に関する。

顕微手術では、多くの場合、歪みのない手術野の拡大立体視が必要となる。デジタル立体顕微鏡は、かかる手術野におけるビューを提供することができる。画像は、顕微鏡の接眼レンズを通して見ることができるか、または外部スクリーン上にもしくは頭部装着可能ディスプレイによって表示することができる。

一実施形態は、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスに関する。頭部装着可能ディスプレイデバイスは、顕微鏡から受信される、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイを備える。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイスは、第１のディスプレイの前に位置し、少なくとも１つのレンズを備える、第１の光学装置を備える。加えて、頭部装着可能ディスプレイデバイスは、第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造を備える。頭部装着可能ディスプレイデバイスは、装着構造がユーザの頭部に固定されている場合に、ユーザが第１の光学装置を通して第１のディスプレイを見ている間、ユーザの第１の眼から第１のディスプレイの外側のユーザの視野内の対象物への直接視線を可能にするように構成されている。表示方向と直接視線との間の角度は５０°未満であり、表示方向は第１のディスプレイに直交する。

頭部装着可能ディスプレイデバイスを使用している間、ユーザに対象物への直接視線を可能にすることによって、ユーザのビューを完全にまたはほぼ完全に遮るディスプレイデバイスと比較して、ユーザが自身の直接的な環境（例えば、他の人またはツール）とやり取りすることがより容易になる。

別の実施形態は、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスに関する。頭部装着可能ディスプレイデバイスは、顕微鏡から受信される、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイを備える。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイスは、第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造を備える。装着構造は、第１のディスプレイをユーザの第１の眼に位置合わせするように構成されたノーズピースを備える。さらに、装着構造は、頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の４０％未満がノーズピースを介してユーザの鼻にかかるように構成されている。

ノーズピースは、ユーザの眼に対するディスプレイの安定した位置合わせを可能にすることができる。このようにして、ユーザの眼に対するディスプレイの位置合わせ不良および移動を著しく低減することができ、またはさらには完全に回避することができる。一方、装着構造は、頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の主要部分を、鼻ではなくユーザの頭部上で支持することを可能にする。このようにして、高い着用快適性を可能にすることができる。

別の実施形態は、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスに関する。頭部装着可能ディスプレイデバイスは、顕微鏡から受信される、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイを備える。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイスは、第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造を備える。加えて、頭部装着可能ディスプレイデバイスは、第１のディスプレイの前に位置する第１の光学装置を備える。第１の光学装置は、３つのレンズを備える。また、３つのレンズのうち少なくとも１つのレンズは非球面レンズである。

ディスプレイとユーザの眼との間に少なくとも３つのレンズを使用することによって、倍率および収差に関して良好な光学性能を得ることができる。少なくとも１つの非球面レンズを使用することによって、球面レンズのみを使用するシステムと比較して、光学装置のサイズおよび重量を大幅に低減することができる。したがって、小型、軽量で、良好な光学性能を有する頭部装着可能ディスプレイデバイスを提供することができる。

装置および／または方法のいくつかの例を、例示としてのみ、添付の図面を参照して以下に説明する。

頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 ２つのディスプレイを備える別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 瞳孔間距離の調整を可能にする別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 第１の状態における別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 第２の状態における図４ａの頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 図５ａの頭部装着可能ディスプレイデバイスの正面図である。 別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 図５ｃの頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 図５ｃの頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 別の頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 図５ｆの頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 図５ｆの頭部装着可能ディスプレイデバイスの側面図である。 ユーザのビューの図である。 別の頭部装着可能ディスプレイデバイスおよび顕微鏡システムの概略図である。 ノーズピースを有する頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 少なくとも３つのレンズを備える光学装置を有する頭部装着可能ディスプレイデバイスの概略図である。 頭部装着可能ディスプレイデバイスのための光学装置の概略図である。 顕微鏡から受信された画像を表示する方法のフローチャートである。

ここで、いくつかの例が示されている添付の図面を参照して、種々の例をより完全に説明する。図面において、線の太さ、層および／または領域の厚さは、明確にするために誇張したところがある。

図１は、一実施形態による、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスを示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、対象物１４の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ１０を備え、第１の画像は顕微鏡１２から受信される。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、第１のディスプレイ１０の前に位置する第１の光学装置３０を備える。第１の光学装置３０は、少なくとも１つのレンズ３２を備える。加えて、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、第１のディスプレイ１０をユーザの頭部に固定するように構成された装着構造２０を備える。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、装着構造２０がユーザの頭部に固定されている場合に、ユーザが第１の光学装置を通して第１のディスプレイ１０を見ている間、ユーザの第１の眼から第１のディスプレイ１０の外側のユーザの視野内の対象物１４への直接視線１６を可能にするように構成されている。表示方向１８と直接視線との間の観察角は５０°未満（または４５°未満または４０°未満）であり、表示方向１８は第１のディスプレイ１０に直交する。

頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、例えば、第１のディスプレイ１０、第１の光学装置３０のサイズおよび／もしくは幾何形状、ならびに／またはユーザの眼に対する第１の光学装置３０の位置および／もしくは距離に起因して、対象物１４に対する直接視線１６を可能にすることができる。以下に説明する第１のディスプレイ１０および／または第１の光学装置３０を使用することによって、ディスプレイおよび光学装置のサイズを小さく保つことができ、かつ／または眼までの距離を大きく保つことができるので、例えば５０°未満の観察角での直接視線を可能にすることができる。このようにして、ユーザは、ディスプレイ上の第１の画像を見ている間、第１のディスプレイ１０の外側の周辺にある対象物に対して遮られないビューを有することができる。例えば、脳外科医が、ディスプレイ上の手術部位の拡大像を見ながら、ディスプレイの外側で、患者の身体もしくは頭部に、かつ／または手の中もしくは患者の頭部の近くのツールに対し、直接視線を有することができる。このようにして、外科医は、周辺ビューが遮られた場合と比較して、自身の環境をはるかに良好に制御および／または理解することができる。

例えば、直接視線１６とは、ユーザの眼（例えば、ユーザの眼の瞳孔）と対象物１４との間の直線であって、その間にいかなる不透明または非透明な構造もなく、またはその間にいかなる構造も全くないものでありうる。ユーザの視野は、第１のディスプレイ１０および／または第１の光学装置３０の外側で遮られないようにすることができる。ユーザが第１の光学装置３０を通して第１のディスプレイ１０上の画像を見る場合、ユーザは、５０°より大きい（または４５°より大きい、または４０°より大きい）観察角で自身の環境を見ることが依然として可能でありうる。例えば、観察角は、表示方向１８と直接視線１６との間で測定される。表示方向１８は、第１のディスプレイ１０の前面に対して直交していてよい。例えば、表示方向１８は、第１のディスプレイ１０の中央で第１のディスプレイ１０の前面に直交していてよい。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、表示方向１８がユーザの第１の眼に位置合わせされている間、ユーザの第１の眼から第１のディスプレイ１０の外側のユーザの視野内の対象物１４への直接視線１６を可能にするように構成することができる。例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、第１のディスプレイ１０の周りの少なくとも１８０°（または少なくとも１６０°または少なくとも１４０°）のフィールドにわたって直接視線１６を可能にするように構成されうる。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、第１のディスプレイ１０の少なくとも下方に直接視線１６を可能にするように構成されていてもよい。

装着構造２０は、第１のディスプレイ１０をユーザの頭部に固定、固着、添着および／または装着するように構成される。装着構造２０は、ユーザの頭部への頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の確実で安定した装着を可能にするための種々の構造的特徴を備えうる。例えば、装着構造２０は、ヘッドバンド、ヘッドストラップ、調整可能フレームおよび／または頭部装着可能ディスプレイデバイス１０の重量をユーザの頭部にわたって分散させるように構成された頭部懸架配置を備えうる。装着構造２０は、第１のディスプレイ１０の重量（例えば全重量）を担持するように構成されていてよい。装着構造２０は、頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の４０％未満（または５０％未満、３０％未満、もしくは２０％未満）がユーザの鼻の上にかかるように、または頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量がユーザの鼻の上に（例えばノーズピースを通して）かからないように構成されていてよい。ユーザの鼻にかかる重量を低減することによって、頭部装着可能ディスプレイデバイス１０の着用快適性を大幅に向上させることができる一方で、頭部装着可能ディスプレイデバイス１０の安定性および／または眼に対する位置合わせを依然として確保することができる。例えば、装着構造２０は、ユーザの頭部に固定されたときに、ユーザに対する頭部装着可能ディスプレイデバイス１０の位置合わせを制御するように構成された位置合わせピース（例えばノーズピース）を備えうる。例えば、ノーズピースによってユーザの眼に対する頭部装着可能ディスプレイデバイス１０の位置合わせを制御することによって、安定性を改善することができ、かつ／または動きによる位置合わせ不良を低減することができる。装着構造２０は、ユーザの瞳孔間距離に対する第１のディスプレイ１０の位置の調整を可能にするように構成されていてもよい。このようにして、ユーザの眼に対する第１のディスプレイ１０および第１の光学装置３０の位置合わせを改善することができる。

第１の光学装置３０は、ユーザのために第１のディスプレイ１０上の画像を拡大するため、光学要素（例えば少なくとも１つのレンズ）を備えうる。第１の光学装置３０は、第１のディスプレイ１０の前面に取り付ける（例えば接着する）ことができる。例えば、第１のディスプレイ１０の表示方向は、第１の光学装置３０の光軸に対して平行であってもよい。第１の光学装置３０の少なくとも１つのレンズは、非球面レンズであってよい。非球面レンズは、球面レンズと比較して、サイズおよび重量を低減することができる。例えば、第１の光学装置３０は少なくとも３つのレンズを備えることができる。３つのレンズにより、倍率および収差に関して良好な光学性能を可能にすることができる。例えば、第１の光学装置３０は、少なくとも３つの非球面レンズを備える。非球面レンズにより球面レンズと比較してサイズおよび重量の低減を可能にしつつ、３つのレンズにより倍率および収差に関して良好な光学性能を可能にすることができる。付加的または代替的に、第１の光学装置３０は、その視度の調整を可能にするように構成することができる。このようにして、ユーザは、デバイスを自身の個々の眼に適合させることが可能となりうる。

例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、装着構造２０がユーザの頭部に固定されている場合に、ユーザが第１の光学装置３０を通して第１のディスプレイ１０を見ている間、ユーザの第１の眼から第１の光学装置３０の外側のユーザの視野内の対象物１４への直接視線１６を可能にするように構成されてもよい。第１の光学装置３０の光軸と直接視線との間の観察角は、５０°未満（または４５°未満または４０°未満）であってよい。例えば５０°未満の観察角が、第１の光学装置３０の光軸と直接視線１６との間で測定されうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、対象物の一部の第２の画像を表示するように構成された第２のディスプレイ４０をさらに備えうる。第２の画像は、顕微鏡から受信することができる。第１の画像および／または第２の画像は、顕微鏡からの画像のライブストリームの一部でありうる。第２のディスプレイ４０は、第１のディスプレイ１０と同一または類似の方式によって、装着構造２０に取り付けることができる。第２のディスプレイ４０は、ユーザが第１の眼で第１のディスプレイ１０を、第２の眼で第２のディスプレイ４０を見ることができるよう、第１のディスプレイ１０に対して位置決めすることができる。装着構造２０は、第２のディスプレイ４０をユーザの頭部に固定するように構成することができる。第１の画像および／または第２の画像は、有線接続または無線接続を介して頭部装着可能ディスプレイデバイス１００に伝送することができる。

第１のディスプレイ１０および／または第２のディスプレイ４０は、ＬＣＤディスプレイ（液晶ディスプレイ）、ＴＦＴディスプレイ（薄膜トランジスタディスプレイ）またはＯＬＥＤディスプレイ（有機発光ダイオードディスプレイ）でありうる。第１のディスプレイ１０および／または第２のディスプレイ４０のディスプレイ対角線は、少なくとも０．５インチ（または少なくとも０．６インチ）および／または最大１インチ（または最大０．８インチ）でありうる。

２つの独立したディスプレイを使用することによって、ディスプレイ間の距離を調整することができる。例えば、装着構造２０は、第２のディスプレイ４０に対する第１のディスプレイ１０の距離の調整を可能にするように構成されていてよい。このようにして、ユーザは、２つのディスプレイ間の距離をユーザの個々の瞳孔間距離に調整することができる。

第２のディスプレイの代わりに、第１のディスプレイ１０の第１の部分が第１の画像を表示し、第１のディスプレイ１０の第２の部分が対象物の一部の第２の画像を表示するように構成されてもよい。例えば、第１のディスプレイ１０が分割画面モードで動作するように構成され、ディスプレイの第１の部分がユーザの第１の眼のための画像を示し、ディスプレイの第２の部分がユーザの第２の眼のための画像を示す。単一のディスプレイを使用することによって、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の構成要素の数を低減することができる。

２つのディスプレイが使用されるかまたは単一のディスプレイが使用されるかとは無関係に、第１の画像および第２の画像は、立体視を可能にするように構成することができる。ユーザは、第１の眼で第１の画像を、第２の眼で第２の画像を同時に見た際に、対象物または対象物の一部の３次元印象を得ることができる。

対象物１４は、人体、人体の一部（例えば頭部または胸部）、手術部位、またはマイクロ電子デバイス（例えば半導体チップ）でありうる。ユーザは、外科医または対象物の拡大画像を必要とする任意の他の人物でありうる。

例えば、ディスプレイ上に示される対象物と同じ対象物を、周辺ビューにおいて見ることができる。例えば、第１の画像は、対象物の表面の一部を示していてもよく、対象物の表面または対象物の表面の別の部分が、ディスプレイの外側のユーザの視野内にあってもよい。例えば、第１の画像は手術中の人間の脳の表面の一部を示し、この人間の脳の表面もユーザが周辺ビューにおいて見ることができる。

周辺ビューは、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の外側および下方の方向に限定されなくてもよい。（例えば一部の制限を伴って）上方および内側の方向（例えば鼻に向かう方向）を見ることも可能でありうる。例えば、これは、ディスプレイを眼の視線方向と同軸方向に配置することによって可能となりうる。周辺ビューの性能がこれらの付加的な方向において理想的ではない場合であっても、ユーザにその環境とのやり取りの機会を与えることができる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、デジタルビューアまたはデジタル接眼レンズと称されることもある。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、ユーザの頭部で支持することができ、画像、ビデオおよび／またはライブストリームをユーザに示すためのディスプレイを有するデバイスでありうる。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、例えばエネルギ貯蔵デバイス（例えば１つまたは複数の電力バンク）および／または受信機（例えば１つまたは複数の無線画像受信機）として、種々の付加的な任意選択手段としての構成要素を備えうる。例えば、エネルギ貯蔵デバイスは、第１のディスプレイ１０のための電力供給を提供することができ、かつ／または頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の装着構造２０に取り付け可能であってよく、または頭部を除くユーザの一部に（例えばウエストバンドまたはアームバンドを通して）取り付け可能であってもよい。受信機は、有線または無線の受信機でありうる。例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、画像を無線で受信するように構成されてもよい。受信機は、第１のディスプレイ１０によって表示される画像を受信するように構成することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００を使用している間、最大で６００ｇ（または最大で７００ｇ、最大で５００ｇ、または最大で４００ｇ）の重量がユーザの頭部にかかるように構成することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の総重量は、より大きくてもよいが、（例えばエネルギ貯蔵デバイスおよび／または受信機のための）残りの重量は、ユーザの身体の他の部分によって（例えばウエストバンドまたはアームバンドを通して）担持される。

例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイスの待機時間は、最大で７０ｍｓ（または最大で９０ｍｓ、最大で６０ｍｓ、または最大で５０ｍｓ）であってよい。待機時間とは、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の受信機において画像を受信することと、第１および／または第２のディスプレイ上に画像を表示することと、の間の時間でありうる。受信機および／またはディスプレイおよび／または付加的な画像処理構成要素のための高速電気構成要素を使用することによって、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、対象物１４の少なくとも一部のライブもしくはリアルタイム画像またはビデオストリームを表示することが可能となりうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、様々な種類の顕微鏡とともに使用可能でありうる。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、好適なインタフェースを用いて任意の顕微鏡に接続可能でありうる。例えば、顕微鏡１２は、デジタル立体顕微鏡、または対象物を２Ｄで視覚化するために１つのカメラのみを有するデジタル顕微鏡であってよい（例えば、唯一のカメラからの画像が複製され、この一意の画像が、両方のディスプレイに、または１つのディスプレイのみが実装される場合には１つのチャネルのみに提供されうる）。顕微鏡は、頭部装着可能ディスプレイデバイス１００の一部ではない。

頭部装着可能ディスプレイデバイス１００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば図２～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス１００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図２は、一実施形態による２つのディスプレイを備える頭部装着可能ディスプレイデバイス２００の概略図を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス２００は、図１に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。第１のディスプレイ１０および第２のディスプレイ４０は、装着構造２０に取り付けることができる。第２のディスプレイ４０は、ユーザが第１の眼で第１のディスプレイ１０を、第２の眼で第２のディスプレイ４０を見ることができるように、第１のディスプレイ１０に対して位置決めすることができる。第１の光学装置３０は、第１のディスプレイ１０の前面に装着され、第２の光学装置５０は、第２のディスプレイ４０の前面に装着される。第１の光学装置３０および第２の光学装置５０は、１つまたは複数の光学要素（例えばレンズ）を備えうる。第２の光学装置５０は、レンズの数およびタイプに関して第１の光学装置３０と同様に、または等しく実装されてもよい。

頭部装着可能ディスプレイデバイス２００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１または図３～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス２００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図３は、一実施形態による瞳孔間距離の調整を可能にする頭部装着可能ディスプレイデバイス３００を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス３００は、図２に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。また、装着構造２０は、第２のディスプレイ４０に対する第１のディスプレイ１０の距離の調整を可能にするように構成される。このようにして、ユーザは、２つのディスプレイ間の距離を個々の瞳孔間距離に調整することができる。さらに、第１の光学装置３０は、その視度の調整を可能にするように構成することができる。例えば、１つまたは複数の光学要素（例えば、レンズ）とディスプレイとの間の距離は、調整可能であってよい。このようにして、ユーザは、デバイスを自身の個々の眼に適合させることが可能となりうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス３００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図２または図４ａ～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス３００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図４ａおよび図４ｂは、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイス４００を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス４００は、図１、図２または図３に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。加えて、頭部装着可能ディスプレイデバイス４００は、ユーザの視野からの第１のディスプレイ１０の少なくとも部分的な取り外しを可能にするように構成される。例えば、第１のディスプレイ１０は、少なくとも部分的にユーザのビューから外れるように、手動または自動で回転可能であるかまたは摺動可能であってよい。例えば、装着構造２０は、識別された事象に応答して（例えば、ユーザによる事象の検出または自動での事象の検出によって生じた制御信号を受信して）、第１のディスプレイ１０を自動的に取り外すように構成されうる。図４ａは、第１の状態（例えば通常使用段階）にある頭部装着可能ディスプレイデバイス４００を示している。第１の状態では、第１のディスプレイ１０の表示方向および／または第１の光学装置３０の光軸を、ユーザの眼に位置合わせすることができる。例えば、第１の光学装置３０の光軸は、第１の状態においてユーザの眼の瞳孔を通過する。図４ｂは、第２の状態（例えば取り外された状態）にある頭部装着可能ディスプレイデバイス４００を示している。第２の状態では、ユーザは、ユーザの視野の中心にある対象物への直接視線および／または遮られていない視線を有することができる。第２の状態では、第１のディスプレイ１０および第１の光学装置３０は、第１のディスプレイ１０の表示方向および／または第１の光学装置３０の光軸がユーザの眼に位置合わせされない位置に配置される。第２の状態では、第１の光学装置３０の光軸は、例えばユーザの眼へは延在しない。装着構造２０は、図４ａおよび４ｂに示されているように、第１のディスプレイ１０をユーザの視野から少なくとも部分的に取り外すように構成されたヒンジ２８を備えうる。第１のディスプレイ１０は、ヒンジ２８に機械的に接続可能である。代替的にまたは付加的に、装着構造２０は、第１のディスプレイ１０をユーザの視野から少なくとも部分的に取り外すように構成された摺動機構を備えていてもよい。第１のディスプレイ１０が摺動機構に機械的に接続されていてもよい。

図４ａおよび図４ｂは、ビューア（頭部装着可能ディスプレイデバイス）の一例を示し、ビューアは、光学部品をユーザのビューの外に移動させるための機構を含みうる。この移動は自動および／または手動で実現することができ、デジタルビューから直接ビューへの変更を可能にしうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス４００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図３または図５ａ～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス４００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図５ａおよび図５ｂは、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイス５００を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス５００は、図１に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス５００は、装着構造２０がユーザの頭部に固定されている場合に、ユーザが第１の光学装置３０を通して第１のディスプレイ１０を見ている間、ユーザの第１の眼から第１のディスプレイ１０および第１の光学装置３０の外側のユーザの視野内の対象物への直接視線を可能にする。表示方向１８と直接視線１６との間の観察角１７は、少なくとも４３°である。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイス５００は、第１のディスプレイ１０の周りの少なくとも１８０°のフィールドにわたって直接視線１６を可能にするように構成されている。

頭部装着可能ディスプレイデバイス５００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図４ｂまたは図５ｃ～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス５００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図５ｃは、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０の側面図を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０は、図１に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０は、頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０の基準面５５２に対して傾斜するように構成されている。図５ｃでは、ディスプレイの表示方向１８および／または光学装置の光軸は、基準面５５２に対して平行である。図５ｄでは、ディスプレイの表示方向１８および／または光学装置の光軸は、基準面５５２の下方に－５°傾斜している。図５ｅでは、ディスプレイの表示方向１８および／または光学装置の光軸は、基準面５５２の上方に＋５°傾斜している。例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０は、頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０の基準面５５２に対して少なくとも＋／－１０°および／または最大で＋／－２０°傾斜するように構成されうる。頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０は、光学装置の側とは反対のディスプレイの側で、ユーザの両眼の間に配置される、傾斜の手動調整のための傾斜調整器５５４を備えてもよい。

頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図５ｂまたは図５ｆ～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス５５０は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図５ｆは、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０の側面図を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、図１に関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、光学装置とユーザの眼との間の距離の調整を可能にするように構成されている。図５ｆでは、光学装置とユーザの眼との間の基準距離５９２に対する距離オフセットは０である。図５ｇでは、光学装置とユーザの眼との間の基準距離５９２に対する距離オフセット５９６は＋６ｍｍである。図５ｈでは、光学装置とユーザの眼との間の基準距離５９２に対する距離オフセット５９６は－６ｍｍである。例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、基準距離５９２に対して少なくとも＋／－１０ｍｍおよび／または最大で＋／－１５ｍｍのオフセット距離５９６の調整を可能にするように構成されうる。頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、距離の手動調整のための距離調整器５９４を備えてもよい。距離調整器５９４は、光学装置の側とは反対のディスプレイの側で、ユーザの両眼の間に配置されうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、図５ｃ～図５ｅに関連して説明したように、傾斜の手動調整のための傾斜調整器５５４をさらに備えうる。例えば、傾斜調整器５５４および距離調整器５９４は、相互の軸線の周りで回転可能でありうるが、傾斜および距離の調整は独立に可能であってよい。距離調整器５９４は、傾斜調整器５５４とディスプレイとの間に配置されうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図５ｅまたは図６～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス５９０は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図６は、前述または後述の頭部装着可能ディスプレイデバイスのうちの１つのための可能なユーザのビューの一例である。図６は、第１のディスプレイ１０上の左チャネル画像６１０、第２のディスプレイ４０上の右チャネル画像６２０および人間の脳の手術部位が遮られていない周辺ビュー６３０の例を示している。

図７は、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイス７００および顕微鏡システム７９０を示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス７００は、図１、図２、図３、図４ａ、図４ｂ、図５ａおよび／または図５ｂに関連して説明した実現形態と同様に実装することができる。頭部装着可能ディスプレイデバイス７００は、第１のディスプレイ１０のための電力バンク７１０および無線画像受信機７２０と、第２のディスプレイ４０のための電力バンク７１０および無線画像受信機７２０と、を備える。代替的に、第１のディスプレイ１０および第２のディスプレイ４０は、共通の電力バンク７１０によって電力が供給されるものであってもよいし、かつ／または共通の無線画像受信機７２０によって受信された画像が提供されるものであってもよい。顕微鏡システム７９０は、１つまたは複数のカメラコントローラ７９４によって制御される１つまたは複数のカメラを備えたデジタル顕微鏡７９２を備えていてよく、当該１つまたは複数のカメラコントローラ７９４は、１つまたは複数の無線画像送信機７９６を備える。

頭部装着可能ディスプレイデバイス７００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図６または図８～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス７００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図８は、一実施形態による、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスを示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス８００は、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ１０を備え、第１の画像は顕微鏡から受信される。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイス８００は、第１のディスプレイ１０をユーザの頭部に固定するように構成された装着構造２０を備える。装着構造２０は、第１のディスプレイ１０をユーザの第１の眼に位置合わせするように構成されたノーズピース２５を備える。さらに、装着構造２０は、頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の４０％未満（または５０％未満、３０％未満、または２０％未満）がノーズピース２５を介してユーザの鼻にかかるように構成されている。

ノーズピース２５は、装着構造２０がユーザの頭部に固定された場合に、ユーザの鼻に、鼻の左側の少なくとも１点で、かつ鼻の右側の少なくとも１点で接触するように構成することができる（例えば、こうした幾何学的形状を含むことができる）。このようにして、ユーザが頭部を動かした場合に、頭部装着可能ディスプレイデバイス８００が鼻に対して右または左に動くことを著しく低減し、または回避することができる。

例えば、頭部装着可能ディスプレイデバイス８００は、頭部装着可能ディスプレイデバイス８００を使用している間、最大で２５０ｇ（または最大で２００ｇ、最大で１５０ｇまたは最大で１００ｇ）の重量がユーザの鼻にかかるように構成される。

例えば、ユーザが頭部装着可能ディスプレイデバイスを使用している間、頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の少なくとも１０％（または少なくとも２０％または少なくとも３０％）が、ノーズピース２５を通してユーザの鼻の上にかかっていてよい。このようにして、安定した位置合わせを確保することができる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス８００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図７または図９～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス８００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図９は、顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイスを示している。頭部装着可能ディスプレイデバイス９００は、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ１０を備え、第１の画像は顕微鏡から受信される。さらに、頭部装着可能ディスプレイデバイス９００は、第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造２０を備える。加えて、頭部装着可能ディスプレイデバイス９００は、第１のディスプレイ１０の前に位置する第１の光学装置３０を備える。第１の光学装置３０は、３つのレンズ３２、３４、３６を備える。また、３つのレンズ３２、３４、３６のうち少なくとも１つのレンズは非球面レンズである。

ディスプレイとユーザの眼との間に少なくとも３つのレンズを使用することによって、倍率および収差に関して良好な光学性能を得ることができる。少なくとも１つの非球面レンズを使用することによって、球面レンズのみを使用するシステムと比較して、光学装置のサイズおよび重量を大幅に低減することができる。

例えば、第１の光学装置３０は、第１のレンズ３２と、第２のレンズ３４と、第３のレンズ３６と、を備える。第１のレンズ３２は、３つのレンズのうち第１のディスプレイ１０に最も近いレンズでありうる。第２のレンズ３４は、第１のレンズ３２と第３のレンズ３６との間に配置されてもよい。第１の光学装置３０は、正確に３つのレンズを備えることができ、または３つよりも多いレンズを備えることができる。３つのレンズは、ガラスレンズであってもよく、または他の好適な材料から作製されてもよい。

３つのレンズの非球面レンズは、第１、第２または第３のレンズでありうる。例えば、非球面レンズを第２のレンズ３４としてもよく、第１のレンズ３２および第３のレンズを球面レンズとしてもよい。代替として、３つ全てのレンズが非球面レンズであってもよい。このようにして、第１の光学装置３０のサイズおよび重量を小さく保つことができる。

例えば、３つのレンズの各レンズは、第１の表面および第２の表面を備えてもよい。３つのレンズの表面は、一連の表面を表すか、または形成することができる。例えば、第１の非球面レンズの第１の面は第１の球面であってよく、第１の非球面レンズの第２の面は第１の非球面であってよく、第２の非球面レンズの第１の面は第２の球面であってよく、第２の非球面レンズの第２の面は第２の非球面であってよく、第３の非球面レンズの第１の面は第３の球面であってよく、第３の非球面レンズの第２の面は第３の非球面であってよい。一連の表面は、第１の球面と、これに続く第１の非球面と、これに続く第２の球面と、これに続く第２の非球面と、これに続く第３の球面と、これに続く第３の非球面と、を含みうる。例えば、一連の表面は回折面を含まない。光学装置３０を通る光路は、回折面を全く含まなくてもよい。

例えば、３つのレンズの各レンズは、異なるガラス材料を含む。３つの異なるガラス材料を３つのレンズに使用することができる。例えば、第１のレンズは、第１のガラス材料を含むかまたはこれから構成されていてよく、第２のレンズは、第２のガラス材料を含むかまたはこれから構成されていてよく、第３のレンズは、第３のガラス材料を含むかまたはこれから構成されていてよい。例えば、第１のガラス材料、第２のガラス材料および第３のガラス材料は、３つの異なるガラス材料である。

例えば、第１のレンズ３２は、正レンズおよび／または非球面レンズであってよい。第１のレンズ３２の焦点距離は、最大で２５ｍｍ（または最大で２０ｍｍまたは最大で３０ｍｍ）および／または少なくとも１５ｍｍ（または少なくとも１０ｍｍまたは少なくとも２０ｍｍ）であってよい。

例えば、第２のレンズ３４は、負レンズおよび／または非球面レンズであってよい。第２のレンズ３４の焦点距離は、最大で－１５ｍｍ（または最大で－２０ｍｍまたは最大で－１３ｍｍ）および／または少なくとも－５ｍｍ（または少なくとも－１０ｍｍまたは少なくとも－３ｍｍ）であってよい。

例えば、第３のレンズ３６は、正レンズおよび／または非球面レンズであってよい。第３のレンズ３６の焦点距離は、最大で２０ｍｍ（または最大で２５ｍｍまたは最大で１７ｍｍ）および／または少なくとも１０ｍｍ（または少なくとも１３ｍｍまたは少なくとも７ｍｍ）であってよい。

上記のパラメータの１つまたは複数を使用することによって、所望の観察角、全体サイズ、重量および／または射出瞳サイズを得ることができる。

例えば、３つの非球面レンズのうちの１つまたは複数は、フリーフォームレンズであってもよい。このようにして、サイズおよび重量をさらに低減することができるが、コストは増大する可能性がある。

３つのレンズ（例えば、第１のレンズ３２、第２のレンズ３４および第３のレンズ３６）の総重量は、最大で３０ｇ（または最大で２５ｇ、最大で２０ｇ、または最大で３５ｇ）でありうる。３つのレンズ（例えば、第１のレンズ３２、第２のレンズ３４および第３のレンズ３６）の各レンズの直径は、最大で２５ｍｍ（または最大で２０ｍｍまたは最大で３０ｍｍ）でありうる。第１の光学装置３０の全焦点距離は、最大で３０ｍｍ（または最大で３５ｍｍまたは最大で２５ｍｍ）および／または少なくとも１５ｍｍ（または少なくとも１０ｍｍまたは少なくとも２０ｍｍ）でありうる。第１の光学装置３０によって生じる第１のディスプレイ１０とユーザの眼との間の総最適距離は、最大で６０ｍｍ（または最大で７０ｍｍ、最大で５５ｍｍ、または最大で５０ｍｍ）でありうる。言及したパラメータのうちの１つまたは複数を用いて第１の光学装置３０を実装することによって、第１の光学装置３０および頭部装着可能ディスプレイデバイス９００のサイズおよび／または重量を小さく保つことができる。

第１のディスプレイ１０のディスプレイ対角線は、少なくとも０．５インチ（または少なくとも０．６インチ）および／または最大１インチ（または最大０．８インチ）でありうる。このようにして、重量を小さく保ちながら、十分に大きな画像を表示することができる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス９００は、一部の他の例に関連して説明したように、第２のディスプレイと第２の光学装置とを備えうる。

頭部装着可能ディスプレイデバイス９００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図８または図１０～図１１）に関連して説明する。頭部装着可能ディスプレイデバイス９００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図１０は、一実施形態による頭部装着可能ディスプレイデバイスのための光学装置１０００を示している。光学装置１０００は、図１および／または図９に関連して説明した第１の光学装置の実現形態と同様に実装することができる。光学装置１０００は、３つの非球面レンズを備える。第１のレンズ３２は正レンズであり、第２のレンズ３４は負レンズであり、第３のレンズ３６は正レンズである。光学装置１０００の全焦点距離は、最大で３０ｍｍであり、少なくとも１５ｍｍである。第１のレンズ３２の焦点距離は、最大で２５ｍｍであり、少なくとも１５ｍｍであり、第２のレンズ３４の焦点距離は、最大で－１５ｍｍであり、少なくとも－５ｍｍであり、第３のレンズ３６の焦点距離は、最大で２０ｍｍであり、少なくとも１０ｍｍである。３つのレンズ３２、３４、３６の総重量は、最大で３０ｇである。３つのレンズ３２、３４、３６の各レンズの直径は、最大で２５ｍｍである。光学装置１０００によって生じる第１のディスプレイ１０とユーザの眼との間の総最適距離は、最大で６０ｍｍである。

図１０に示す光学装置１０００は、前述または後述の頭部装着可能ディスプレイデバイスのうちの１つの第１の光学装置および／または第２の光学装置として使用することができる。

光学装置１０００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば、図１～図９または図１１）に関連して説明する。光学装置１０００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

図１１は、一実施形態による、顕微鏡から受信された画像を表示するための方法のフローチャートを示している。方法１１００は、顕微鏡から対象物の一部の第１の画像を受信すること（１１１０）と、頭部装着可能ディスプレイデバイスの装着構造によってユーザの頭部に固定された頭部装着可能ディスプレイデバイスの第１のディスプレイ上に第１の画像を表示すること（１１２０）と、を含む。頭部装着可能ディスプレイデバイスは、頭部装着可能ディスプレイデバイスが装着構造によってユーザの頭部に固定されている場合に、ユーザが第１の光学装置を通して第１のディスプレイを見ている間、ユーザの第１の眼から第１のディスプレイの外側のユーザの視野内の対象物への直接視線を可能にするように構成される。さらに、表示方向と直接視線との間の角度は５０°未満である。加えて、表示方向は第１のディスプレイに直交し、第１の光学装置は、第１のディスプレイの前に位置し、少なくとも１つのレンズを備える。

方法１１００のさらなる詳細および態様を、提案している概念および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例（例えば図１～図１０）に関連して説明する。方法１１００は、提案している概念の１つまたは複数の態様および／または前述もしくは後述の１つまたは複数の例の１つまたは複数の態様に対応する１つまたは複数の付加的な任意選択手段としての特徴を備えうる。

いくつかの実施形態は、上記で説明される実施例のうちの１つによる、デジタル顕微鏡および／または頭部装着型デジタルビューアもしくはデジタル接眼レンズからの画像をライブでデジタル的に可視化するための頭部装着型デバイスに関する。ユーザを完全に包囲し、ゴーグルによってユーザの周辺ビューを遮るシステムと比較して、提案しているシステムは、例えば周辺ビューが遮られないことを可能にする。さらに、重いデジタルビューアを有するシステムと比較して、提案しているシステムは、安定性を改善して、各チャネルの前の各眼の位置合わせを維持することができる。デジタルビューアは、片眼に１つずつ、２つの別個のチャネルを備えうる。各チャネルは、１つまたは複数の光学要素とディスプレイとを備えていてよい（例えば図２参照）。

光学部品は、ディスプレイのビューを拡大するために使用され、デジタル顕微鏡によって伝送される画像の立体視を可能にしうる。光学部品は、例えば図６に示されているように、（例えば、デバイスが頭部に着用されることによる頭部／筋肉の痛みを回避するために）軽量であるように設計され、小型であって、（例えば、外科医が、例えば必要に応じてツール、手およびアシスタントを見ることを可能にするために）ユーザにとって遮られない周辺ビューを可能にしうるものであってよい。

機構は、遮られない周辺ビューを可能にするために、軽量、小型、かつ人間工学的であるように設計されうる。画像伝送および電力供給のためのケーブルは、機構によって取り扱い可能である。デジタルビューアは、電力供給されるものであってよく、無線で画像を受信するものであってもよい。例えば、デジタルビューアは、電源バンクおよび画像伝送ドングルを使用しうる。

デジタルビューアは、ユーザの頭部または身体上に装着されてもよく、例えば、２つの光学チャネルを両眼に位置合わせするように、鼻の上に配置される載置部分によって位置決めされてもよい。デジタルビューアの幾何形状は、多くの眼鏡の中央部分をベースにしており、ヘッドストラップとともに、ディスプレイモジュールの必要な安定性を個々の眼に提供することができる。この静止のコンセプト（例えば、鼻の上で制御される向きおよび頭部の上のストラップによる固定）により、純粋なゴーグルまたは純粋な頭部装着型ソリューションの欠点を克服することができる。

ビューア全体は、頭部の周りのストラップまたは調整可能なフレームによって所定の位置に保持することができる。機構は、１つまたは複数の調整オプションによって個々の頭部の幾何学的形状に適合するように設計され、光学部品をユーザのビューから移動させるための機構を含みうる。

提案している頭部装着可能ディスプレイデバイスは、視度不整合および瞳孔間距離に合わせた２つのデジタルチャネルの個別の適応、顕微鏡および周辺ビューのライブ同時表示、デジタルビューから直接ビューへの変更、鼻の上のレストパッドおよび頭部上のストライプの組み合わせを用いたデジタルビューアの位置決め、ならびに／または無線接続およびモバイル電力サポートを可能にすることができる。

例えば、視覚顕微鏡を用いて立体的な印象を得るためには、個々の接眼レンズの射出瞳が人間の眼の瞳に合うように両方の視覚チャネルを調整する必要がある。これは、瞳孔間距離（ＩＰＤ）の調整によって実現することができる。純粋な視覚顕微鏡と比較して、デジタルビューアの光学システムは、その設計された射出瞳の外側に画像を提供することができる。人間の眼にとって最良の位置は、個々の接眼レンズの中心軸でありうる。両眼が理想的な横方向位置に位置していない場合、たとえＩＰＤが正しく調整されていても、システムの光学性能が損なわれる可能性がある。これは、立体的な印象を生成する能力が失われるまで、画像に様々な収差をもたらす可能性がある。提案している光学システムの設計では、それぞれの取り組み（例えばレンズの数および形状）によってこのリスクを防止することができる。

３つの非球面レンズを有する光学設計は、光学モジュールのサイズおよび重量を最適化するように選択することができる。例えば、視度調整および眼鏡を使用する可能性を伴うコンパクトな方法で、所望の倍率で表示内容をゆったりと見るために、表示内容を無限大にする要素が使用されうる。例えば、６０ｍｍ未満の全長（眼への距離）をもたらす３つのレンズが使用されてもよい。

本明細書で使用されるように、用語「および／または（かつ／または）」は、関連する記載項目のうちの１つまたは複数の項目のあらゆる全ての組み合わせを含んでおり、「／」として略記されることがある。

いくつかの態様を装置の文脈において説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明も表していることが明らかであり、ここではブロックまたは装置がステップまたはステップの特徴に対応している。同様に、ステップの文脈において説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明も表している。

１０ 第１のディスプレイ
１２ 顕微鏡
１４ 対象物
１６ 直接視線
１７ 観察角
１８ 表示方向
２０ 装着構造
２５ ノーズピース
２８ ヒンジ
３０ 第１の光学装置
３２ 第１のレンズ
３４ 第２のレンズ
３６ 第３のレンズ
４０ 第２のディスプレイ
５０ 第２の光学装置
１００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
２００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
３００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
３１０ 瞳孔間距離調整
３２０ 視度調整
４００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
５００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
５５０ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
５５２ 基準面
５５４ 傾斜調整器
５９０ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
５９２ 基準距離
５９４ 距離調整器
５９６ 距離オフセット
６１０ 左チャネル
６２０ 右チャネル
６３０ 遮られていない周辺ビュー
７００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
７０２ 供給ユニット
７１０ エネルギ貯蔵デバイス
７２０ 無線画像受信機
７９０ 顕微鏡システム
７９２ デジタル顕微鏡
７９４ カメラコントローラ
７９６ 無線画像送信機
８００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
９００ 頭部装着可能ディスプレイデバイス
１０００ 光学装置
１１００ 顕微鏡から受信された画像を表示する方法
１１１０ 第１の画像を受信する
１１２０ 第１の画像を表示する

Claims (35)

1. 顕微鏡（１２）から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイス（１００，２００，３００，４００，５００，５５０，５９０，７００）であって、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、
   顕微鏡（１２）から受信される、対象物（１４）の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ（１０）と、
   前記第１のディスプレイ（１０）の前に位置し、少なくとも１つのレンズ（３２）を備える第１の光学装置（３０）と、
   前記第１のディスプレイ（１０）をユーザの頭部に固定するように構成された装着構造（２０）と、
   を備え、
   前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記装着構造（２０）が前記ユーザの頭部に固定されている場合に、前記ユーザが前記第１の光学装置（３０）を通して前記第１のディスプレイ（１０）を見ている間、前記ユーザの第１の眼から前記第１のディスプレイ（１０）の外側の前記ユーザの視野内の前記対象物（１４）への直接視線（１６）を可能にするように構成されており、表示方向（１８）と前記直接視線との間の角度は、５０°未満であり、前記表示方向（１８）は、前記第１のディスプレイ（１０）に直交し、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記第１のディスプレイ（１０）の周囲の少なくとも１８０°のフィールドにわたって前記直接視線（１６）を可能にするように構成されており、
   前記装着構造（２０）は、前記ユーザの頭部に固定されたときに前記ユーザに対する前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの位置合わせを制御するように構成された位置合わせ部品を備えており、
   前記位置合わせ部品は、前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの第１の眼に位置合わせするように構成されたノーズピース（２５）である、
   頭部装着可能ディスプレイデバイス。
2. 顕微鏡（１２）から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイス（１００，２００，３００，４００，５００，５５０，５９０，７００）であって、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、
   顕微鏡（１２）から受信される、対象物（１４）の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ（１０）と、
   前記第１のディスプレイ（１０）の前に位置し、少なくとも１つのレンズ（３２）を備える第１の光学装置（３０）と、
   前記第１のディスプレイ（１０）をユーザの頭部に固定するように構成された装着構造（２０）と、
   を備え、
   前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記装着構造（２０）が前記ユーザの頭部に固定されている場合に、前記ユーザが前記第１の光学装置（３０）を通して前記第１のディスプレイ（１０）を見ている間、前記ユーザの第１の眼から前記第１のディスプレイ（１０）の外側の前記ユーザの視野内の前記対象物（１４）への直接視線（１６）を可能にするように構成されており、表示方向（１８）と前記直接視線との間の角度は、５０°未満であり、前記表示方向（１８）は、前記第１のディスプレイ（１０）に直交し、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記第１のディスプレイ（１０）の周囲の少なくとも１８０°のフィールドにわたって前記直接視線（１６）を可能にするように構成されており、
   前記装着構造（２０）は、識別された事象に応答して前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの視野から少なくとも部分的に自動的に取り外すように構成されている、
   頭部装着可能ディスプレイデバイス。
3. 前記第１の光学装置（３０）は、少なくとも３つのレンズを備える、
   請求項１または２記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
4. 前記第１の光学装置（３０）は、少なくとも３つの非球面レンズを備える、
   請求項３記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
5. 前記第１の光学装置（３０）は、その視度の調整を可能にするように構成されている、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
6. 前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記画像を無線で受信するように構成されている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
7. 前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、
   前記顕微鏡から受信される、前記対象物の前記一部の第２の画像を表示するように構成された第２のディスプレイ（４０）をさらに備え、
   前記装着構造（２０）は、前記第２のディスプレイ（４０）を前記ユーザの前記頭部に固定するようにさらに構成されている、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
8. 前記装着構造（２０）は、前記第２のディスプレイ（４０）に対する前記第１のディスプレイ（１０）の距離の調整を可能にするようにさらに構成されている、
   請求項７記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
9. 前記第１のディスプレイ（１０）の第１の部分は、前記第１の画像を表示するように構成されており、
   前記第１のディスプレイ（１０）の第２の部分は、前記顕微鏡から受信される、前記対象物の前記一部の第２の画像を表示するように構成されている、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
10. 前記第１の画像および前記第２の画像は、立体視を可能にするように構成されている、
    請求項７から９までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
11. 前記装着構造（２０）は、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの重量の４０％未満が前記ユーザの鼻にかかるように構成されている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
12. 前記装着構造（２０）は、前記第１のディスプレイ（１０）の重量を担持するように構成されている、
    請求項１から１１までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
13. 前記装着構造（２０）は、ヘッドバンドを備える、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
14. 前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記第１のディスプレイ（１０）のための電源を提供するように構成されたエネルギ貯蔵デバイス（７１０）をさらに備える、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
15. 前記エネルギ貯蔵デバイス（７１０）は、頭部を除く前記ユーザの一部に取り付け可能である、
    請求項１４記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
16. 前記装着構造（２０）は、前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの視野から少なくとも部分的に取り外すように構成されたヒンジ（２８）をさらに備え、前記第１のディスプレイ（１０）は、前記ヒンジ（２８）に機械的に接続されている、
    請求項２記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
17. 前記装着構造（２０）は、前記ユーザの瞳孔間距離に対する前記第１のディスプレイ（１０）の位置の調整を可能にするように構成されている、
    請求項１から１６までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
18. 前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記表示方向が前記第１の眼に位置合わせされている間、前記ユーザの第１の眼から前記第１のディスプレイの外側の前記ユーザの視野内の前記対象物への直接視線を可能にするように構成されている、
    請求項１から１７までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
19. 顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイス（９００）であって、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、
    顕微鏡から受信される、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ（１０）と、
    前記第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造（２０）と、
    前記第１のディスプレイ（１０）の前に位置する第１の光学装置（３０）と、
    を備え、前記第１の光学装置（３０）は、第１の非球面レンズ（３２）、第２の非球面レンズ（３４）および第３の非球面レンズ（３６）を含む３つのレンズを含み、前記第１の非球面レンズ（３２）は、前記３つのレンズのうち前記第１のディスプレイ（１０）に最も近いレンズであり、前記第２の非球面レンズ（３４）は、前記第１の非球面レンズ（３２）と前記第３の非球面レンズ（３６）との間に配置されており、前記３つのレンズの各レンズは、第１の表面および第２の表面を含み、前記３つのレンズの表面は、第１の球面と、これに続く第１の非球面と、これに続く第２の球面と、これに続く第２の非球面と、これに続く第３の球面と、これに続く第３の非球面と、を含む、一連の表面を表しており、
    前記装着構造（２０）は、前記ユーザの頭部に固定されたときに前記ユーザに対する前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの位置合わせを制御するように構成された位置合わせ部品を備えており、
    前記位置合わせ部品は、前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの第１の眼に位置合わせするように構成されたノーズピース（２５）である、
    頭部装着可能ディスプレイデバイス。
20. 顕微鏡から受信された画像を表示するための頭部装着可能ディスプレイデバイス（９００）であって、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、
    顕微鏡から受信される、対象物の一部の第１の画像を表示するように構成された第１のディスプレイ（１０）と、
    前記第１のディスプレイをユーザの頭部に固定するように構成された装着構造（２０）と、
    前記第１のディスプレイ（１０）の前に位置する第１の光学装置（３０）と、
    を備え、前記第１の光学装置（３０）は、第１の非球面レンズ（３２）、第２の非球面レンズ（３４）および第３の非球面レンズ（３６）を含む３つのレンズを含み、前記第１の非球面レンズ（３２）は、前記３つのレンズのうち前記第１のディスプレイ（１０）に最も近いレンズであり、前記第２の非球面レンズ（３４）は、前記第１の非球面レンズ（３２）と前記第３の非球面レンズ（３６）との間に配置されており、前記３つのレンズの各レンズは、第１の表面および第２の表面を含み、前記３つのレンズの表面は、第１の球面と、これに続く第１の非球面と、これに続く第２の球面と、これに続く第２の非球面と、これに続く第３の球面と、これに続く第３の非球面と、を含む、一連の表面を表しており、
    前記装着構造（２０）は、識別された事象に応答して前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの視野から少なくとも部分的に自動的に取り外すように構成されている、
    頭部装着可能ディスプレイデバイス。
21. 前記一連の表面は、回折面を含まない、
    請求項１９または２０記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
22. 前記３つのレンズの各レンズは、異なるガラス材料を含む、
    請求項１９から２１までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
23. 前記第１の光学装置（３０）の全焦点距離は、最大で３０ｍｍであり、少なくとも１５ｍｍである、
    請求項１９から２２までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
24. 前記第１の非球面レンズ（３２）の焦点距離は、最大で２５ｍｍであり、少なくとも１５ｍｍである、
    請求項１９から２３までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
25. 前記第２の非球面レンズ（３４）の焦点距離は、最大で－１５ｍｍであり、少なくとも－５ｍｍである、
    請求項１９から２４までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
26. 前記第３の非球面レンズ（３６）の焦点距離は、最大で２０ｍｍであり、少なくとも１０ｍｍである、
    請求項１９から２５までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
27. 前記第１の非球面レンズ（３２）は、正レンズのうちの少なくとも１つである、
    請求項１９から２６までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
28. 前記第２の非球面レンズ（３４）は、負レンズのうちの少なくとも１つである、
    請求項１９から２７までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
29. 前記第３の非球面レンズ（３６）は、正レンズのうちの少なくとも１つである、
    請求項１９から２８までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
30. 前記３つのレンズ（３２，３４，３６）の総重量は、最大で３０ｇである、
    請求項１９から２９までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
31. 前記３つのレンズ（３２，３４，３６）の各レンズの直径は、最大で２５ｍｍである、
    請求項１９から３０までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
32. 前記第１の光学装置（３０）によって生じる前記第１のディスプレイ（１０）とユーザの眼との間の総最適距離は、最大で６０ｍｍである、
    請求項１９から３１までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
33. 前記第１のディスプレイ（１０）の表示対角線は、少なくとも０．５インチであり、最大で１インチである、
    請求項１から３２までのいずれか１項記載の頭部装着可能ディスプレイデバイス。
34. 顕微鏡から受信された画像を表示するための方法（１１００）であって、前記方法は、
    顕微鏡から対象物の一部の第１の画像を受信するステップ（１１１０）と、
    頭部装着可能ディスプレイデバイスの装着構造（２０）によって、ユーザの頭部に固定された前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの第１のディスプレイ上に前記第１の画像を表示するステップ（１１２０）と、
    を含み、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスが装着構造（２０）によってユーザの頭部に固定されている場合に、前記ユーザが第１の光学装置を通して前記第１のディスプレイを見ている間、前記ユーザの第１の眼から前記第１のディスプレイの外側の前記ユーザの視野内の前記対象物への直接視線を可能にするように構成されており、表示方向と前記直接視線との間の角度は、５０°未満であり、前記表示方向は、前記第１のディスプレイに直交し、前記第１の光学装置は、前記第１のディスプレイの前に位置し、少なくとも１つのレンズを備え、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記第１のディスプレイ（１０）の周りの少なくとも１８０°のフィールドにわたって前記直接視線（１６）を可能にするように構成されており、
    前記装着構造（２０）は、前記ユーザの頭部に固定されたときに前記ユーザに対する前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの位置合わせを制御するように構成された位置合わせ部品を備えており、
    前記位置合わせ部品は、前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの第１の眼に位置合わせするように構成されたノーズピース（２５）である、
    方法。
35. 顕微鏡から受信された画像を表示するための方法（１１００）であって、前記方法は、
    顕微鏡から対象物の一部の第１の画像を受信するステップ（１１１０）と、
    頭部装着可能ディスプレイデバイスの装着構造（２０）によって、ユーザの頭部に固定された前記頭部装着可能ディスプレイデバイスの第１のディスプレイ上に前記第１の画像を表示するステップ（１１２０）と、
    を含み、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスが装着構造（２０）によってユーザの頭部に固定されている場合に、前記ユーザが第１の光学装置を通して前記第１のディスプレイを見ている間、前記ユーザの第１の眼から前記第１のディスプレイの外側の前記ユーザの視野内の前記対象物への直接視線を可能にするように構成されており、表示方向と前記直接視線との間の角度は、５０°未満であり、前記表示方向は、前記第１のディスプレイに直交し、前記第１の光学装置は、前記第１のディスプレイの前に位置し、少なくとも１つのレンズを備え、前記頭部装着可能ディスプレイデバイスは、前記第１のディスプレイ（１０）の周りの少なくとも１８０°のフィールドにわたって前記直接視線（１６）を可能にするように構成されており、
    前記装着構造（２０）は、識別された事象に応答して前記第１のディスプレイ（１０）を前記ユーザの視野から少なくとも部分的に自動的に取り外すように構成されている、
    方法。

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