JPH04165322A - 顕微鏡観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、撮像部で撮像した観察像を表示手段に表示す
るとともにその表示観察像の倍率を変更する変倍機構と
を有する顕微鏡観察装置に関する。

［従来の技術］ 手術用顕微鏡を用いて手術を行う場合、術者の手は手術
を行なっているためにふさがっている−ことが多い。こ
のため、表示画面に手術部位の像を拡大して観察するた
めの変倍操作はその手で行うことができないため、フッ
トスイッチを用いて足で行うようにしている。

この種の手術用顕微鏡装置の一例を第１０図において概
略的に示す。第１０図中９１は架台電装部、９２は架台
電装部９１に支持された支柱、９３は支柱９２の頂部に
設けられたランプハウス、９４は支柱９２に取付けられ
たアーム、９５はアーム９４の自由端に電動照準装置９
６を介して取付けられた実体顕微鏡の鏡体、９７はラン
プハウス９３から鏡体９５に組み込まれた図示しない照
明光学系へ照明光を導くためのライトガイド、９８は架
台電装部９１に内蔵された図示しない制御回路を介して
鏡体９５に内蔵された図示しない電動変倍装置および電
動照準装置９６を操作するためのフットスイッチである
。このフットスイッチ９８において、９９は電動照準装
置９６を介して鏡体９５をアップまたはダウン方向に移
動させるシーソーペダル式のスイッチ、１００は電動変
倍装置によって鏡体の変倍動作を行なうシーソーペダル
式のスイッチである。術者はシーソーペダル式のスイッ
チ９９および１００を踏むことにより焦準操作および変
倍操作を行なう。

また、例えば工業用の実体顕微鏡においては変倍系の微
動操作はハンドスイッチもしくは卓上または鏡体に設け
られた操作スイッチまたはレバーを手で操作することに
よって変倍操作を行なっている。

また、実体顕微鏡の観察方法としては、双眼の接眼レン
ズを覗いて観察する方法ではなく、観察者が変わるごと
に視度調節をしなくてよく、目の疲労度が少ない等の理
由から観察像を投影装置を介して鏡体部に設けられたス
クリーンに結像させて観察する方法がある。さらに、最
近では撮像装置によって観察像を撮影し、テレビモニタ
等の表示装置によって映像を観察するという方法が増え
てきている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、人間の習性として、拡大した像を見たい
と思ったとき、無意識に対象物に目を近づける癖がある
。つまり、テレビモニタ等の表示装置にて顕微鏡の観察
像を観察するときには詳細な部分の像を正確に見ようと
して無意識に画面に目を近づけるという動作をしがちで
ある。

ところが、テレビモニタによる観察にあってはテレビカ
メラの撮像素子およびモニタの表示素子の素子密度およ
び投影顕微鏡による観察における投影面の粒子密度等は
、その表示する観察像の像倍率によらず一定であるため
、観察像の解像力は光学系の像倍率によって左右される
。このため、画面に目を近づけても画面の表示素子もし
くは走査線が目立ち、観察像の悪きが気になるだけで、
詳細な画像は得られない。

また、拡大した観察像を得るためには、フットスイッチ
またはハンドスイッチ等を用いて足または手によって変
倍を行なわなくてはならない煩わしさがある。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは、観察者が手足を使わなくても表示装置
の解像性等が気にならず、適切な観察像が自動的に得ら
れる顕微鏡装置を提供することにある。

［課題を解決する手段および作用〕 上記課題を解決するための本発明のシステムを第１図に
示した概念図により説明する。

図中１は顕微鏡鏡体であって、図示しない対物レンズと
その観察光軸上に変倍光学系（図示しない。）と撮像部
２を内蔵する。また、前記変倍光学系は変倍駆動部（図
示しない。）によって駆動されるようになっている。ま
た、３は表示部であって、上記撮像部２によって撮影さ
れた像を写し出す。４は表示部３と観察者（図示せず）
との間の距離を測定する測距装置である。５は表示部３
と観察者との間の距離変化に応じて変倍指令を行なう変
倍駆動制御部である。

撮像部２は顕微鏡鏡体１に内蔵される対物レンズ、変倍
光学系を経て観察される観察像を撮影し、映像出力Ａを
表示部３へ出力する。表示部３においては撮像部２にお
いて撮影された映像が表示される。観察者はその表示部
３に表示される映像を観察する。表示部３と観察者との
距離が測距部４において測定され、距離出力Ｃが一定時
間おいて順次変倍駆動制御部５へ出力される。観察者が
拡大した観察像を得ようと表示部３の画面に目を近づけ
ると変倍駆動制御部５へ順次入力される距離出力Ｃに変
化が生じ、その距離変化に応じた変倍駆動制御出力Ｂが
、その変倍駆動制御部５から顕微鏡鏡体１内の変倍駆動
部５へ送られ、変倍駆動部５は入力した変倍駆動制御出
力Ｂに従って撮像部２における変倍光学系の変倍操作を
行なう。

［実施例］ 本発明の第１の実施例を第２図ないし第３図に従って説
明する。

第２図は本発明の第１の実施例の構成をブロックで示し
ている。第２図中１１は顕微鏡鏡体であり、これには対
物レンズ１３を有している。また、立体視可能なように
２本の観察光軸１２ａ。

１２ｂ上には変倍レンズ系１４が設けられ、この変倍レ
ンズ系１４は顕微鏡鏡体１〕内に内蔵する変倍駆動部１
５によって操作される。２本の観察光軸１２ａ、１２ｂ
上には結像光学系を内蔵した結像アダプタ１６ａ、Ｎ６
ｂを介してそれぞれに対応した撮像装置１７ａ、１７ｂ
が設置されている。この場合、撮像装置１７．ａ、１７
ｂは、例えばＣＣＤのような固体撮像素子、または撮像
管を用いたテレビカメ゛うであって、これらはそれぞれ
のカメラコントロールユニット１８ａ、１８ｂに接続さ
れている。カメラコントロールユニット１８ａ、１８ｂ
は撮像装置１７ａ、１７ｂを制御し、３Ｄ（３次元）映
像信号合成装置１９へ撮像信号ａｌ＋８２を出力する。

３Ｄ映像信号合成装置ｆ１９はカメラコントロールユニ
ット１８ａ。

１、８　ｂに接続される撮像信号入力回路から入力した
撮像信号を合成して３Ｄ映像信号Ｃにする３Ｄ映像信号
合成回路、テレビモニタ２０に３Ｄ映像信号Ｃを出力す
るように接続される３Ｄ映像信号出力回路、液晶偏光板
２１を３Ｄ映像信号Ｃに同期をかけて駆動する液晶偏光
板駆動回路、液晶偏光板駆動信号ｄを出力すべく液晶偏
光板２１に接続される液晶偏光板駆動信号出力回路（い
ずれも図示しない。）より構成されている。

また、２２はテレビモニタ２０と観察者２４との間の距
離を測定する測距装置である。この測距装置２２は例え
ばテレビモニタ２０のモニタ面周縁部または液晶偏光板
２１の偏光板面周縁部に設置される。

２４はテレビモニタ２０の観察者であり、観察者２４は
、例えば液晶式の偏光メガネ２５を装着してテレビモニ
タ２０の画面を観察する。

上記測距装置２２の構成を第３図に従って説明すると、
３１は同期信号発生回路であり、これは高周波パルス発
生回路３２と距離演算部３３に接続される。高周波パル
ス発生回路３２は電力増幅回路３４に接続され、電力増
幅回路３４は増幅した超音波パルスを伝えるべく送波器
３５に接続される。送波器３５と受波器３６は送波器３
５から送波した超音波パルスが物体に当たった反射波が
受波器３６で受波できるように隣接して設置される。高
周波増幅回路３７は受渡器３６で受波した超音波パルス
を入力するとともに受渡器３６に増幅した超音波パルス
を伝えるべく検波回路３８に接続される。波形成形回路
３つは検波回路３８で検波された超音波パルスを波形成
形してこれを受渡タイミング信号ｆとして出力すべく距
離演算部３３に接続されている。

距離演算部３３は、いずれも図示しない送波タイミング
信号ｅおよび受波タイミング信号ｆを入力するタイミン
グ信号入力回路と、テレビモニタ２０と観察者２４との
距離を演算する距離演算回路と、テレビモニタ２０と、
観察者２４との距離の変化を検出する距離変化検出回路
と、距離変化出力ｇを出力すべく変倍駆動制御部２３へ
出力する距離変化出力回路を有して構成されている。ま
た、変倍駆動制御部２３は、いずれも図示しないが距離
変化出力ｇを入力する距離変化入力回路と、変倍駆動部
１５の変倍指令を行なう変倍指令回路と、変倍駆動制御
信号りを出力すべく変倍駆動部１５と接続される変倍駆
動制御信号出力回路によって構成されている。

また、上記変倍駆動部１５はフットスイッチ２６も接続
されている。

この実施例の作用について説明する。まず、顕微鏡の観
察像をテレビモニタ２０を見て立体観察する方法につい
て説明する。

対物レンズ１３および変倍レンズ系１４を通して得られ
た観察光軸１２ａ、１２ｂの各観察像は結像アダプタ１
６ａ、１６ｂを介して撮像装置１７ａ、１７ｂによって
それぞれ撮影される。撮像装置１７ａ、１７ｂによって
撮影された観察像はカメラコントロールユニット１８ａ
、１８ｂｌ：よって撮像信号ａｌ＋　　８２として３Ｄ
映像信号合成装置１９へ出力される。３Ｄ映像信号合成
装置１９はその入力した撮像信号ａｌ＋８２が左右交互
となるような３Ｄ映像信号すを合成してテレビモニタ２
０へ出力する。また、液晶偏光板２１の偏光方向が３Ｄ
映像信号すに同期して変わるように液晶偏光板駆動信号
Ｃを液晶偏光板２１へ出力する。このようにして合成さ
れた３Ｄ画像を観察者２４は偏光メガネ２５を装着して
立体的に観察する。

次に、テレビモニタ２０と観察者２４の間の距離を測距
する方法について説明する。

同期信号発生回路３１より一定のパルス発生間隔をおい
て順次出力されるパルス発生指令信号ｄを入力した高周
波パルス発生回路３２にて超音波パルスが低いレベルで
発振され、電力増幅回路３４で電力増幅され送波器３５
から観察者２４へ向けて送波される。観察者２４で反射
した超音波パルスは受渡器３６にて受波され高周波増幅
回路３７で増幅され、検波回路３８、波形成形回路３９
で検波・波形成形され受波タイミング信号ｆとして距離
演算部３３へ出力される。また、距離演算部３３へは同
期信号発生回路３１よりパルス発生指令信号ｄと同時に
出力される送波タイミング信号ｅが入力される。距離演
算部３３に内蔵される距離演算回路においては送波タイ
ミング信号ｅおよび受波タイミング信号ｆが人力された
時間差と空気中での音速よりテレビモニタ２０と観察者
２４との距離を演算する。また、距離変化検出回路では
、距離演算回路より順次入力されるテレビモニタ２０と
観察者２４との変化が生じるとその距離変化量を検出し
距離変化出力回路より距離変化出力ｇを変倍駆動制御部
２３へ出力する。変倍駆動制御部２３においては、入力
された距離変化出力ｇに応じて変倍駆動部１５の拡大変
倍駆動量を変倍駆動指令部で決定し変倍駆動制御信号り
を変倍駆動部１５へ出力する。

変倍駆動部１５では、入力された変倍駆動制御信号りに
よって変倍レンズ系１４の拡大変倍操作を行なう。すな
わち、観察者２４がテレビモニタ２０の画面がよく見え
るように顔を近づけたとすると、観察者２４とテレビモ
ニタ２０との間ノ距離変化が距離演算部３３の距離変化
検出回路において検出され、距離変化量に応じた変倍駆
動が変倍駆動部１５においてなされる。このときの変倍
駆動量は観察者が見やすいように任意に設定することも
でき、また、観察者が顔を遠ざけたときには縮小の変倍
駆動を行なうように設定することもできる。ここにおい
て、変倍駆動制御部２３は、観察者２４がテレビモニタ
２０の拡大像を得ようとして、顔をテレビモニタ２０の
画面に近づけたときだけに動作するように、観察者２４
の標準観察距離範囲を設定し、観察者２４の頭が標準観
察範囲の内で一定時間停止したのちに観察者２４の顔が
モニタ２０の画面の方向に近づいたときの距離変化のみ
を距離演算部３３が検出して距離変化出力ｇを変倍駆動
制御部２３へ出力するような構成としてもよい。このよ
うにすれば、変倍駆動制御部２３は、観察者２４が、テ
レビモニタの拡大観察像を得ようとして顔をテレビモニ
タ２０の画面に近づけたときだけに動作し、観察者２４
が顔を揺り動かしただけでは動作しないようにすること
が可能である。ここでの観察者２４の標準観察距離範囲
は観察者２４の好みに応じて任意に設定することもでき
る。そして、通常はフットスイッチ２６によって変倍操
作することができ観察者の好みによって変倍駆動制御部
２３にスイッチ（図示しない。）を設け、そのスイッチ
を切ることによって本発明による機能を作動させないこ
とも可能である。

また、この実施例では測距装置２２に超音波測距装置を
用いているが、どんな形式の測距装置を用いてもよいこ
とは明らかである。さらに、この実施例では２光路を有
する実体顕微鏡および立体映像装置を用いて立体観察を
行なっているが、１光路しか有しない顕微鏡による平面
観察であっても構わない。

上述の如（、この実施例の構成によれば、観察者２４と
テレビモニタ２０の間の距離変化を検知して自動的に拡
大変倍されるように構成したため、観察者２４がテレビ
モニタ２０の拡大観察像を得ようとしてテレビモニタ２
０の画面に顔を近づけると自動的に拡大変倍されるため
、観察者２４は画面の解像の悪さが気にならない。

また、手足がふさがっていて、手足によるハンドスイッ
チ、フットスイッチ等の操作をせずに変倍操作を行ない
たいときに、テレビモニタ２０の画面に顔を近づけるだ
けで自動的に変倍操作が行なわれるという利点もある。

なお、この実施例では観察像の撮像手段とじてテレビカ
メラを、表示手段としてテレビモニタを使用しているが
、第４図に示すごとく、投影レンズ６１にて得られた観
察像を反射鏡６２を介して投影スクリーン６３で表示す
る構成をとることもできる。

第５図は本発明の第２の実施例を示すものである。

上述した第１の実施例と同様な構成の個所については、
同じ番号を付してその説明を省略する。

この第２の実施例は、超音波送波装置４１が観察者２４
が着装する偏光メガネ２５の縁の部分に設けられており
、この超音波送波装置４１は距離演算部３３に接続され
る。超音波送波装置４１は、第６図で示す通り、同期信
号発生回路３１、高周波パルス発生回路３２、電力増幅
回路３４、送波器３５よりなる。また、超音波受波装置
４２は、第１の実施例における測距装置２２と同様にテ
レビモニタ２０のモニタ面周縁部または液晶偏光板２１
の偏光板面周縁部に設置され、第７図に示すように受渡
器３６、高周波増幅器３７、検波回路３８、波形成形回
路３９よりなる。

この実施例においては、観察者２４が装着する偏光メガ
ネ２５に設けられた超音波送波装置４１に内蔵される送
波器３５より超音波パルスが送波され、テレビモニタ２
０のモニタ面周縁部または液晶偏光板２１の偏光板面周
縁部に設置された超音波受波装置４２によって受波され
る。送波と同時に同期信号発生回路３１より送波タイミ
ング信号ｅが、受波と同時に波形成形回路３９より受波
タイミング信号ｆが距離演算部３３へ送られる。

以下は上述した第１の実施例と同様に、観察者２４とテ
レビモニタ２０との間の距離の変化が距離変化検出回路
にて検出され、変倍駆動制御部２３によって距離変化に
応じた変倍駆動部１５の変倍駆動がなされるのである。

この実施例によれば、第１の実施例における効果に加え
て、観察者２４に超音波送波装置４１が、テレビモニタ
２０または液晶偏光板（パネル）２１に超音波受波装置
４２がそれぞれ設けられているため、観察者２４以外の
物体で反射した超音波を受波器３６が受は取ることがな
く、常に、観察者２４とテレビモニタ２０の間の距離が
正確に測定できるという利点がある。

第８図ないし第９図は本発明の第３の実施例を示すもの
である。第８図はこの第３の実施例の構成を示したもの
である。上述した第１の実施例と同様の構成個所につい
ては、第１の実施例のものと同一番号を付してその説明
を省略する。この実施例において、超音波送波装置４１
が、超音波受波選択装置５２とともにテレビモニタ２０
のモニタ面周縁部に設置される。第９図に示すように超
音波受波選択装置５２は受波器３６、高周波増幅回路３
７、検波・パルス選択回路８３、波形成形回路３９より
なる。５１は超音波送受波装置であって、観察者２４が
装着する偏光メガネ２５のレンズ面周縁部に設けられる
。

この実施例においては、超音波送波装置４１の送波器３
５より送波された超音波パルスが超音波送受波装置５１
に受波されると同時に超音波送受波装置５１からは受波
した超音波パルスとは別な振幅を持った超音波パルスを
超音波受波選択装置５２へ送波する。超音波受波選択装
置５２では、検波・パルス選択回路５３にて超音波送受
波装置５１より送られた超音波パルスを選択的に検波す
る。超音波送波装置４１より超音波パルスの送波と同時
に送波タイミング信号ｅが、超音波受波選択装置５２か
らは、超音波送受波装置５１より送波された超音波パル
スを受波すると同時に受渡タイミング信号ｆが距離演算
部３３へ送られ、第１実施例と同様に観察者２４とテレ
ビモニタ２０との間の距離の変化が距離変化検出回路に
て検出され変倍駆動制御部２３によって距離変化に応じ
た変倍駆動部１５の変倍駆動がなされる。

しかして、この実施例によれば、第２の実施例における
効果に加えて、距離演算部３３へ送波タイミング信号ｅ
を送る超音波送波装置４１および受波タイミング信号ｆ
を送る超音波受波選択装置５２が偏光メガネ２５ではな
く、テレビモニタ面周縁部または液晶偏光板２１の偏光
板面周縁部に設置されるため、偏光メガネ２５より顕微
鏡鏡体１〕に内蔵される距離演算部３３へ信号ケーブル
を接続する必要がなく、観察の際の煩わしさがないとい
う利点がある。

本発明は上記実施例のものに限定されるものではなく、
それ以外にも種々の変形例が考えられるものである。ま
た、上記各実施例のものを適宜組み合わせて構成するこ
ともできる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、観察者が表示装置
の観察像を観察しているとき、その表示装置の観察像の
拡大像を得ようとして表示装置に顔を近づけると、その
状態を検出して拡大像が自動的に表示されるため、観察
者の意図する拡大像か得られることになる。したがって
、モニタの像の解像度の悪さ等が気なることなく、良好
な観察が可能である。また、観察者が表示装置に顔を近
づけるだけで、その表示装置の観察像が自動的に拡大す
るため、フットスイッチ等の操作をわざわざ行う煩わし
さがなくなり、作業性の向上を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図は本発明の第１の実施
例の要部の構成を示すブロック図、第３図は本発明の第
１の実施例における測距装置の構成を示すブロック図、
第４図は第１の実施例の変形例を示すブロック図、第５
図は本発明の第２の実施例の要部の構成を示すブロック
図、第６図は本発明の第２の実施例における超音波送波
装置の要部の構成を示すブロック図、第７図は本発明の
第２の実施例における超音波受波装置の構成を示すブロ
ック図、第８図は本発明の第３の実施例の要部の構成を
示すブロック図、第９図は本発明の第３の実施例におけ
る超音波送波選択装置の構成を示すブロック図、第１０
図は一般的な顕微鏡観察装置の全体的な構成を示す側面
図である。 １・・・顕微鏡鏡体、２・・・撮像部、３・・・表示部
、４・・・測距装置、５・・・変倍駆動制御部。 出願人代理人　弁理士　坪井　　浮 筒１図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像部で撮像した観察像を表示手段に表示するとともに
   その表示観察像の倍率を変更する変倍機構とを有する顕
   微鏡観察装置において、 前記表示手段とその観察者との相対距離を測定する測距
   手段と、この測距手段の出力に従い上記変倍機構を操作
   する変倍制御手段と具備したことを特徴とする顕微鏡観
   察装置。