JPH10221637A - 頭部装着型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】術者の視機能が疲労によって低下することを未
然に防止する頭部装着型画像表示装置を提供すること。 【解決手段】使用者がＨＭＤ装置７を装着すると、押し
ボタンスイッチ２５の先端部が押し込まれることによっ
て、ゴーグル装着検出部７１から演算部８４にＨｉレベ
ル信号が出力される。又、立体映像を表示するための映
像信号がＨＭＤ装置７に出力されたとき立体映像表示検
出部８３から演算部８４にＨｉレベルの信号が出力され
る。そして、演算部８４にゴーグル装着検出部７１及び
立体映像表示検出部８３からのＨｉレベル信号が入力さ
れたとき、タイマ８５が作動を開始する。タイマ８５が
作動を開始してから設定時間が経過すると、左バックラ
イト７６Ｌ及び右バックライト７６Ｒを消灯し、左液晶
シャッタ７７Ｌ及び右液晶シャッタ７７ Ｒを開状態に
してシースルー機能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者が装着した
ゴーグル部に配置した画像表示部に、撮像手段によって
撮像した被写体像を表示して、被写体像の観察が可能な
頭部装着型画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療の外科分野において、内視鏡
と専用の処置具とを用いた低侵襲手技が普及しつつあ
る。従来なら開腹手術を必要とした疾病を、内視鏡下で
低侵襲に処置することが可能となることで、入院期間の
短縮等、患者の負担を軽減している。このため、低侵襲
手技である内視鏡下外科手術は、今後も期待されてい
る。

【０００３】この内視鏡下外科手術では、内視鏡で取得
した体腔内の被検査部位の画像をＴＶモニタ等に表示し
て、この画像を観察しながら処置具を遠隔操作して処置
を行うものである。この際の問題点として、処置具の誘
導の困難さが挙げられる。

【０００４】特に、画像の奥行き方向に関する情報は、
従来の内視鏡では得られないため、奥行き方向への処置
具誘導は試行錯誤で行わざるを得ず、処置に時間がかか
る等の問題が生じていた。このため、奥行き方向の情報
を観察者に提供するようにした立体視内視鏡システムが
開発されている。

【０００５】この立体視内視鏡システムは、通常２眼式
で、視差を有する観察部位の左右の像を撮像するための
観察光学系及び撮像素子を内蔵した立体視内視鏡と、こ
の立体視内視鏡からの左右の像の映像信号により立体像
の画像信号を生成する立体映像信号処理装置と、この立
体映像信号処理装置で生成した画像信号により立体像を
表示する立体表示装置とで構成されている。

【０００６】前記立体表示装置としては近年、小型の画
像表示部を両眼の直前に配置して、この眼前の画像表示
部に表示された画像を観察するようにした頭部装着型画
像表示装置（Head Mounted Display以下ＨＭＤ装置と略
記する）が開発されており例えば、特開平４−１３２４
８９号公報には各眼の前に配置された左右の画像表示部
にそれぞれ左目用のＲＧＢ出力信号及び右目用のＲＧＢ
出力信号を出力して立体視できるようにした液晶駆動回
路が開示されている。このＨＭＤ装置を装着して内視鏡
外科手術を行うと、被検部位の立体映像を見ながら手術
を行えるので、より正確な手技が可能になると期待され
ている。

【０００７】一般的なＨＭＤ装置の主な特徴としては、 （１）立体映像の観察が可能であること。

【０００８】（２）表示画面が常に使用者の眼の前にあ
ること。

【０００９】（３）外界の映像を遮断し、画面に没入で
きること。

【００１０】等が挙げられる。

【００１１】しかし、上述した外界の映像を遮断し画面
に没入できるというＨＭＤ装置の特徴が医療用の観察装
置として使用する場合不都合になることがある。一般的
に、医療現場では観察装置を見ながら手技を行う術者
は、手技を行うと同時に自分の手元や他の術者及び助手
等、常に回りの状況を把握して手技を続けなければなら
ないからである。このため、ＨＭＤ装置を医療現場で用
いる場合、画像表示部の側方及び下方に視界を確保する
ための空間を設け、使用者がこの空間から周囲の状況を
把握できるようにしている。

【００１２】又、前記ＨＭＤ装置で立体映像を観察しな
がら手技を行うことにより使用者の目に大きな負担をか
けているという問題も指摘されている。

【００１３】この原因の１つとして、前記ＨＭＤ装置を
装着して立体映像を観察する場合、目の輻輳角と焦点距
離とのバランスが崩れる可能性があるという点が挙げら
れている。実際、人による個人差はあるが、目の輻輳角
と焦点距離とのバランスが崩れることにより視機能に疲
労が生じるという現象がおこる。この現象は、立体映像
を観察している時間が比較的短い場合、症状が軽く、身
体に対する影響も少ないが、立体映像を観察している時
間が長くなるにつれて上述した現象が顕著に現れる。

【００１４】特に、ＨＭＤ装置を医療用として用いた場
合には、観察時間が数時間に及ぶことが予想されてい
る。そして、観察時間が数時間に及んで、術者の視機能
に疲労が現れた場合、視機能の低下によって誤った処置
を行ったり、或いは処置の続行が不可能になるおそれが
ある。

【００１５】一方、医療現場においては、厳密な立体感
は必要であるものの、立体映像による観察が終始必要と
されている訳ではない。このため、ＨＭＤ装置を使用し
ている術者の視機能の疲労を軽減するために、ＨＭＤ装
置に立体映像表示機能の他に使用者の周囲を観察するこ
とが可能なシースルー機能を設け、前記立体映像表示機
能とシースルー機能とを切り替え可能にして、シースル
ー状態のときにはモニター画面上に２次元表示される内
視鏡画像を観察できるようにして、ＨＭＤ装置の立体映
像とモニター画面の内視鏡画像を切り替えて見るという
方法が考えられている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＨＭＤ
装置にシースルー機能を設け、立体映像表示機能とシー
スルー機能とを切り替え可能にした場合、ＨＭＤ装置の
シースルー機能への切り替えのタイミングは術者が自ら
判断することになる。このため、術者がシースルー機能
に切り替えた段階では、ほとんどの場合視機能に疲労を
感じ初めたときである。このため、立体映像表示機能を
シースルー機能に切り換えることによって、視機能の疲
労が更に進行することは防止されるが、視機能の疲労を
根本的に予防することはできなかった。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、術者の視機能が疲労によって低下することを未然
に防止する頭部装着型画像表示装置を提供することを目
的にしている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の頭部装着型画像
表示装置は、使用者が眼前に装着したゴーグル部の左右
の眼に対応する位置に配置されている画像表示部に、撮
像手段によって撮像した被写体像を視差のある画像とし
て表示して、被写体像を立体的に観察することを可能に
した立体映像表示機能と、使用者の周囲を画像表示部を
通して目視にて観察することを可能にしたシースルー機
能とを有し、このシースルー機能と前記立体映像表示機
能とが切り替え可能な頭部装着型画像表示装置であっ
て、前記立体映像表示機能が作動状態であるか否かを検
出する立体表示検出手段と、この立体表示検出手段から
前記立体映像表示機能が作動状態であるとき出力される
検出信号を基に作動する計時手段とを備え、前記計時手
段による計測結果に基づいて前記立体映像表示機能を前
記シースルー機能に切り替えるこの構成によれば、使用
者が立体表示を観察している時間を制限し、立体表示に
よる観察が所定時間経過すると、頭部装着型画像表示装
置の立体映像表示機能がシースルー機能に切り替わる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１ないし図５は本発明の第１実
施形態に係り、図１は頭部装着型画像表示装置を使用し
た立体視内視鏡観察システムの構成例を示す説明図、図
２はゴーグル装着検出部の構成例を示す外観図、図３は
頭部装着型画像表示装置のゴーグル部及びコントローラ
ー部の構成例を示すブロック図、図４は映像信号処理部
の内部構成を示すブロック図、図５は演算部の構成を示
すブロック図である。

【００２０】図１に示すように本実施形態の立体視内視
鏡観察システム１は、左右の視差を有する画像を結像さ
せるための観察光学系を備えた立体視内視鏡２と、この
立体内視鏡２に観察用の照明光を供給する光源装置３
と、前記立体視内視鏡２でとらえた被検査部位の観察像
を電気信号に光電変換する固体撮像素子を備えたカメラ
ヘッド４と、このカメラヘッド４から出力される電気信
号を映像信号に信号処理するカメラコントロールユニッ
ト（以下ＣＣＵと略記する）５と、このＣＣＵ５で生成
された映像信号を２次元の内視鏡画像として表示するモ
ニタ６及び３次元の立体的な画像にして観察を可能にす
る頭部装着型画像表示装置（以下ＨＭＤ装置と略記す
る）７とで主に構成されている。

【００２１】前記立体視内視鏡２は、硬質で細長に形成
した挿入部２１を有し、この挿入部２１の内部に図示し
ない左右１本づつのリレーレンズ及び図示しないライト
ガイドを配設している。そして、この挿入部２１の先端
部２２に設けた図示しない左右１対の対物レンズでとら
えた観察像を、前記リレーレンズを介して前記先端部２
２とは反対側に位置する図示しない左右１対の接眼レン
ズを設けた接眼部２３まで伝達するように構成されてい
る。

【００２２】前記立体視内視鏡２の接眼部２３には前記
光源装置３からの観察光を立体視内視鏡２へ導くライト
ガイドケーブル３ａが接続されている。又、前記接眼部
２３の基端部にはアダプタ２４を介して前記カメラヘッ
ド４が着脱自在に取り付けられるようになっている。

【００２３】前記カメラヘッド４から延出するカメラケ
ーブル４ａは、ＣＣＵ５に接続されている。このＣＣＵ
５では、前記カメラヘッド４から出力された電気信号
を、例えばＲＧＢ３原色の映像信号等に生成する。

【００２４】前記ＣＣＵ５からは、このＣＣＵ５で生成
した左右の映像信号のうちどちらか一方の映像信号を前
記モニタ６に伝達する映像用ケーブル５ａと、立体的に
画像を観察可能にするＨＭＤ装置７に左右の映像信号を
伝達する左映像用ケーブル（以下Ｌケーブルと記載す
る）５Ｌ及び右映像用ケーブル（以下Ｒケーブルと記載
する）５Ｒが延出している。なお、前記Ｌケーブル５Ｌ
及びＲケーブル５Ｒは後述するコントローラ部８に接続
されている。

【００２５】なお、前記ＨＭＤ装置７は、前記左右の映
像信号を伝達するＬケーブル５Ｌ及びＲケーブル５Ｒが
接続されているコントローラ部８に接続されている。こ
のコントローラ部８は、前記ＨＭＤ装置７を制御するも
のであり、ＣＣＵ５から出力された映像信号は、コント
ロール部８を介してＨＭＤ装置７に出力されるようにな
っている。又、前記コントローラ部８に接続されるＨＭ
Ｄ７は１つ或いは複数であり、図に示すようにコントロ
ーラ部８とＨＭＤ装置７とはケーブル７ａによって接続
されている。

【００２６】図２（ｂ）に示すように前記ＨＭＤ装置７
は、使用者が頭部に装着することにより、使用者の左右
の眼の前にそれぞれ左目用画像表示部７０Ｌ及び右目用
画像表示部７０Ｒを設けたゴーグル部７０が設けられて
おり、これらの画像表示部７０Ｌ，７０Ｒに前記左右１
対の対物レンズでとらえた視差を有する内視鏡画像を表
示して立体映像による観察を可能にしている。

【００２７】図３に示すように前記コントローラ部８の
内部は、前記ＣＣＵ５からＬケーブル５Ｌ，Ｒケーブル
５Ｒを介して出力された映像信号が入力する映像入力部
８１と、これら映像信号を外部装置に出力するための信
号処理を行う映像信号処理部８２と、この映像信号処理
部８２から前記ゴーグル部７０に立体映像信号が出力さ
れているか否かを検出する立体表示検出手段である立体
映像表示検出部８３と、使用者がＨＭＤ装置７を装着し
ているか否かを検出する後述するゴーグル装着検出部７
１からの出力信号及び前記立体映像表示検出部８３から
の出力信号を演算処理する演算部８４と、この演算部８
４からの出力信号を受けて作動を開始する計時手段であ
るタイマ８５と、使用者が手動で操作することを可能に
する操作部８６とで構成されている。

【００２８】一方、前記ゴーグル部７０の内部にはこの
ゴーグル部７０が使用者に装着されているか否かを検出
する前記演算部８４に接続されるゴーグル装着検出部７
１と、前記コントローラ部８の映像信号処理部８２から
の出力を受けて作動する左液晶パネル駆動部（以下左Ｌ
ＣＤ駆動部と記載）７２Ｌ，右液晶パネル駆動部（以下
右ＬＣＤ駆動部と記載）７２Ｒ，バックライト駆動部７
３及び液晶シャッター駆動部７４と、前記左ＬＣＤ駆動
部７２Ｌの出力を受けて作動する左液晶パネル（以下左
ＬＣＤと記載）７５Ｌと、前記右ＬＣＤ駆動部７２Ｒの
出力を受けて作動する右液晶パネル（以下右ＬＣＤと記
載）７５Ｒと、前記バックライト駆動部７３の出力を受
けて作動する左バックライト７６Ｌ及び右バックライト
７６Ｒと、前記液晶シャッター駆動部７４の出力を受け
て作動する左液晶シャッタ７７Ｌ及び右液晶シャッタ７
７Ｒと、左ハーフミラー７８Ｌ及び右ハーフミラー７８
Ｒと、左接眼光学系７９Ｌ及び右接眼光学系７９Ｒと、
左対物光学系８０Ｌ，右対物光学系８０Ｒとから構成さ
れている。

【００２９】なお、前記左ハーフミラー７８Ｌ及び右ハ
ーフミラー７８Ｒは、それぞれ左ＬＣＤ７５Ｌ及び右Ｌ
ＣＤ７５Ｒに写し出された映像を使用者の左右それぞれ
の眼に反射させる向きに設置されている。又、左接眼光
学系７９Ｌ及び右接眼光学系７９Ｒは、それぞれ左ハー
フミラー７８Ｌ及び右ハーフミラー７８Ｒと使用者の左
右それぞれの眼との間の位置で、視線方向に対して垂直
になる向きにそれぞれ設置されている。さらに、左対物
光学系８０Ｌ及び右対物光学系８０Ｒは、それぞれ周囲
の左液晶シャッタ７７Ｌ及び右液晶シャッタ７７Ｒと、
左接眼光学系７９Ｌ及び右接眼光学系７９Ｒとを通し使
用者の眼に結像する位置に配置されている。

【００３０】図２（ａ），（ｂ）に示すようにゴーグル
装着検出部７１は、押しボタンスイッチ２５及びパッド
２６から構成されており、同図（ａ）はパッド２６を外
した状態であり、押しボタンスイッチ２５は装着面より
も窪んだ位置に設置されている。前記スイッチ２５の先
端部は、装着面より出っ張った状態で設けられており、
このスイッチ２５の先端面が装着面と並ぶ高さまで押し
込まれたときに、スイッチがオン状態になってゴーグル
装着検出部７１から演算部８４にＨＭＤ装置７が術者に
装着されている状態であることを告知する信号が出力さ
れる。なお、通常の使用状態では同図（ｂ）に示すよう
に術者の額が当たる部分にパッド２６が設けられてい
る。このパッド２６は押しボタンスイッチ２５の動作を
妨げないような十分な弾力性を有している。

【００３１】図４に示すように前記映像信号処理部８２
の内部は、左右の映像信号の垂直同期を一致させる時間
差吸収部８７と、インタレース信号をノンインタレース
信号に倍速変換処理する倍速変換部８８と、処理した映
像信号を前記ＨＭＤ装置７へ出力する映像信号出力部８
９と、バックライト補助駆動部９０と、液晶シャッター
補助駆動部９１とで構成されている。

【００３２】なお、前記コントローラ部８にＨＭＤ装置
７を複数接続する場合、それぞれのＨＭＤ装置７に対応
する映像信号出力部８９、バックライト補助駆動部９
０、液晶シャッター補助駆動部９１を、映像信号処理部
８２の内部に設けるように構成されている。

【００３３】上述のように構成した立体視内視鏡観察シ
ステム１の作用を説明する。まず、立体視内視鏡２でと
らえた視差を有する観察像をモニタ６の画面上に２次元
表示するまでの過程を説明する。

【００３４】光源装置３から照射された観察光は、ライ
トガイドケーブル３ａを通って立体視内視鏡２の接眼部
２３に伝送され、ここから挿入部２１内のライトガイド
を通って先端部２２から被検査対象部位に向かって照射
される。観察光が照射された被検査対象部位の観察像
は、左右それぞれの対物レンズから左右それぞれのリレ
ーレンズを通って左右それぞれの接眼レンズにより結像
される。

【００３５】この接眼レンズにより結像された観察像
は、アダプタ２４により接眼部２３に取り付けられてい
るカメラヘッド４に設けられた左右それぞれの固体撮像
素子に結像して電気信号に変換される。この固体撮像素
子で変換された電気信号は、カメラケーブル４ａを介し
ＣＣＵ５に入力される。

【００３６】このＣＣＵ５に入力された電気信号は、Ｒ
ＧＢ３原色等の映像信号に生成され、左右それぞれの映
像信号のうち一方の映像信号だけが映像用ケーブル５ａ
を介しモニタ６に出力されて、立体視内視鏡２でとらえ
た観察像がモニタ６に２次元の内視鏡画像として表示さ
れる。

【００３７】次に、立体視内視鏡２でとらえた視差を有
する観察像をＨＭＤ装置７で立体映像として観察すると
きのＨＭＤ装置７の立体映像表示機能について説明す
る。ＣＣＵ５に入力された電気信号がＲＧＢ３原色等の
映像信号に生成されるまでの過程は上述の過程と同様で
あるので説明を省略する。

【００３８】前記ＣＣＵ５で生成されたＲＧＢ３原色の
映像信号は、左右それぞれの映像信号として、Ｌケーブ
ル５Ｌ及びＲケーブル５Ｒからコントローラ部８出力さ
れる。

【００３９】このコントローラ部８に出力された映像信
号は、映像入力部８１に入力された後、映像信号処理部
８２内の時間差吸収部８７に出力される。この時間差吸
収部８７に入力された左右の映像信号は、ここで垂直同
期信号を一致させた後、倍速変換部８８へ出力されて、
ノンインターレース信号に変換されて映像信号出力部８
９へ出力される。

【００４０】使用者が操作部８６で立体映像の表示を選
択していると、前記映像信号出力部８９へ出力されてい
た左右それぞれの映像信号は、この映像信号出力部８９
から立体映像表示検出部８３に出力されると共に、ＨＭ
Ｄ装置７のゴーグル部７０の左ＬＣＤ駆動部７２Ｌ及び
右ＬＣＤ駆動部７２Ｒへ出力される。左ＬＣＤ駆動部７
２Ｌ及び右ＬＣＤ駆動部７２Ｒは、それぞれ左ＬＣＤ７
５Ｌ及び右ＬＣＤ７５Ｒを駆動させて、左眼用映像及び
右眼用映像を左画像表示部７０Ｌ及び右画像表示部７０
Ｒにそれぞれ表示する。

【００４１】このとき、バックライト補助駆動部９０
は、バックライト駆動部７３に左バックライト７６Ｌ及
び右バックライト７６Ｒを点灯させる信号を出力して左
バックライト７６Ｌ及び右バックライト７６Ｒを点灯さ
せる。

【００４２】また、液晶シャッター補助駆動部９１は、
液晶シャッター駆動部７４に左液晶シャッタ７７Ｌ及び
右液晶シャッタ７７Ｒを閉じさせる信号を出力して左液
晶シャッタ７７Ｌ及び右液晶シャッタ７７Ｒを閉じた状
態になって立体映像表示機能になる。

【００４３】このような状態になることにより、左ＬＣ
Ｄ７５Ｌ及び右ＬＣＤ７５Ｒに表示された映像は、前記
左バックライト７６Ｌ及び右バックライト７６Ｒにより
投影されて、左ハーフミラー７８Ｌ及び右ハーフミラー
７８Ｒで反射されて使用者の左右の眼にそれぞれ入射し
て立体映像として観察される。

【００４４】なお、左ハーフミラー７８Ｌ及び右ハーフ
ミラー７８Ｒで反射された映像は、左接眼光学系７９Ｌ
及び右接眼光学系７９Ｒにより焦点が合わせられて使用
者の左右それぞれの眼に入射するようになっている。

【００４５】なお、このＨＭＤ装置７で２次元映像とし
て観察する場合には使用者は操作部８６で２次元映像の
表示を選択する。すると、映像信号出力部８９からは右
眼用映像信号或いは左眼用映像信号のどちらか一方の映
像信号を、左ＬＣＤ駆動部７２Ｌ及び右ＬＣＤ駆動部７
２Ｒに同時に出力する。このことにより、左ＬＣＤ７５
Ｌ及び右ＬＣＤ７５Ｒには同じ映像が表示されるので観
察者は被検査部位の内視鏡画像を２次元像として観察す
ることができる。又、前記コントローラ部８に複数のＨ
ＭＤ装置７が接続されている場合、各ＨＭＤ装置７，
…，７においてそれぞれ独立して２次元映像による観察
或いは立体映像による観察を選択することが可能であ
る。

【００４６】次いで、前記ＨＭＤ装置７の立体映像表示
機能をシースルー機能に切り替える機能切り替えについ
て説明する。

【００４７】使用者がＨＭＤ装置７を装着すると、ゴー
グル部７０に設けられているパッド２６が使用者の額に
密着して、押しボタンスイッチ２５の先端部が押し込ま
れていく。このことによって、押しボタンスイッチ２５
がオン状態になってＨＭＤ装置７が使用者に装着された
ことをゴーグル装着検出部７１が検知する。すると、こ
のゴーグル装着検出部７１から演算部８４にＨｉレベル
信号が出力される。

【００４８】又、使用者がコントローラ部８を操作して
立体映像の表示を選択して、映像信号処理部８２から立
体映像を表示するための映像信号がＨＭＤ装置７に出力
されたとき、立体映像表示検出部８３にＨＭＤ装置７が
立体映像表示機能になったことを告知する信号が出力さ
れているので、この信号を受けた立体映像表示検出部８
３から演算部８４にＨｉレベルの信号が出力されてい
る。

【００４９】図５に示すように演算部８４は論理積にな
っている。このため、演算部８４にゴーグル装着検出部
７１及び立体映像表示検出部８３からのＨｉレベル信号
が入力されたとき、即ち使用者がＨＭＤ装置７を装着し
ている状態で、且つＨＭＤ装置７の機能を立体映像が表
示される立体映像表示機能を選択している場合、タイマ
８５にＨｉレベル信号を出力する。このことにより、タ
イマ８５が作動を開始する。なお、このタイマ８５の設
定時間は、使用者が立体映像を見続けたとき視機能に疲
労を感じない時間であり、使用者により個人差がある。
このため、視機能に疲労を感じ始めるまでにかかる時間
が最も短い人の経過時間を、設定時間として予め設定し
ておくことが望ましい。

【００５０】前記タイマ８５が作動を開始してから設定
時間が経過する。すると、タイマ８５から映像信号処理
部８２に信号が出力される。映像信号処理部８２では前
記タイマ８５からの信号を受けると、左ＬＣＤ駆動部７
２Ｌ及び右ＬＣＤ駆動部７２Ｒへの映像信号の出力を停
止させる信号を出力すると共に、バックライト駆動部７
３によって左バックライト７６Ｌ及び右バックライト７
６Ｒを消灯させる信号及び液晶シャッター駆動部７４に
よって左液晶シャッタ７７Ｌ及び右液晶シャッタ７７
Ｒを開状態にする信号を出力して、左バックライト７６
Ｌ及び右バックライト７６Ｒを消灯し、左液晶シャッタ
７７Ｌ及び右液晶シャッタ７７ Ｒを開状態にしてシー
スルー機能になる。

【００５１】このような状態になることにより、左ＬＣ
Ｄ７５Ｌ及び右ＬＣＤ７５Ｒには内視鏡画像が表示され
ることなく、使用者の周囲の景色が左対物光学系８０Ｌ
及び右対物光学系８０Ｒと、左液晶シャッタ７７Ｌ及び
右液晶シャッタ７７Ｒと、左接眼光学系７９Ｌ及び右接
眼光学系７９Ｒとを通過して周囲の状況を観察すること
ができる。なお、左接眼光学系７９Ｌ及び右接眼光学系
７９Ｒは、使用者の左右のそれぞれの眼に焦点が合わせ
られている。又、この立体視内視鏡システムでは、ＨＭ
Ｄ装置７の他に２次元の映像を表示するモニタ６が用意
されているので、使用者は自然に観察対象をＨＭＤ装置
７の立体映像表示からモニタ６の２次元内視鏡画像に切
り替えて観察を行える。

【００５２】そして、ＨＭＤ装置７のシースルー機能を
再び立体映像表示機能または２次元映像表示状態に切り
替える場合には、前記操作部８６で立体映像表示機能、
或いは２次元映像表示を選択して上述に示したように立
体映像観察或いは２次元映像の観察を行う。

【００５３】なお、前記コントローラ部８に複数のＨＭ
Ｄ装置７，…，７が接続されている場合、各ＨＭＤ装置
７は、使用者がゴーグル部７０を装着して、且つ立体映
像表示による観察を開始した時点で独立してタイマが作
動する。このタイマの設定時間は任意に設定できるよう
にしてもよく、この場合、個人差にも対応できる。

【００５４】このように、使用者がＨＭＤ装置を装着し
て、立体映像による観察を開始してから予め設定されて
いる時間が経過したとき、このＨＭＤ装置の立体映像表
示機能がシースルー機能に切り替わることによって、使
用者の視機能の疲労を未然に防止することができる。

【００５５】図６は本発明の第２実施形態に係るゴーグ
ル装着検出部の他の構成を示す外観図である。図に示す
ように本実施形態のゴーグル装着検出部７１は、第１実
施形態の押しボタンスイッチ２５の代わりに、赤外線発
光部２７ａと赤外線受光部２７ｂとで構成されている。
前記赤外線発光部２７ａと前記赤外線受光部２７ｂとは
対向して配置されており、前記赤外線発光部２７ａから
出射される赤外線が赤外線受光部２７ｂで受信されてい
るとき、ゴーグル装着検出部７１から演算部８４にＬｏ
ｗレベル信号が出力される。

【００５６】そして、使用者がＨＭＤ装置７を装着し
て、赤外線発光部２７ａから出射されていた赤外線を頭
部で遮って、赤外線受光部２７ｂで赤外線を受信しなく
なったとき、ゴーグル装着検出部７１から演算部８４に
Ｈｉレベル信号が出力されて、使用者がＨＭＤ装置７を
装着したことを告知する。その他の構成及び作用は前記
第１実施形態と同様である。

【００５７】このように、ＨＭＤ装置が装着されている
か否かを赤外線を使用して検出するようにすることによ
り、使用者は赤外線が出射されていることを意識するこ
となく、即ちＨＭＤ装置にゴーグル装着検出部となるス
イッチが設けられていることを意識することなく、ＨＭ
Ｄ装置を使用することができる。その他の効果は前記第
１実施形態と同様である。

【００５８】図７及び図８は本発明の第３実施形態に係
り、図７は映像信号処理部の他の構成例を示す説明図、
図８はメッセージ作成部で作成したメッセージ画面の１
例を示す図である。図に示すように本実施形態の映像信
号処理部８２には、ＨＭＤ装置７の機能が立体映像表示
機能からシースルー機能へ切り替えることを使用者に告
知するメッセージ映像（図８参照）を作成するメッセー
ジ作成部９２と、このメッセージ作成部９２で作成され
た告知メッセージ映像を画像合成する画像合成部９３と
がさらに設けられている。なお、タイマ８５には第１設
定時間として予め、使用者が視機能に疲労を感じない時
間が設定されると共に、第２設定時間としてＨＭＤ装置
７が立体映像表示機能からシースルー機能へ切り替わる
ことを使用者に伝える告知メッセージ映像を表示するま
での時間が設定されている。

【００５９】この第２設定時間は、前記第１設定時間よ
りも短い時間になっている。即ち、第１の設定時間と第
２の設定時間との時間差は、使用者が表示されている告
知メッセージ映像の内容を理解するのに十分な時間であ
る。その他の構成は前記実施形態と同様であり、同部材
には同符号を付して説明を省略する。

【００６０】上述のように構成した映像信号処理部８２
を有するＨＭＤ装置７の作用を説明する。使用者がＨＭ
Ｄ装置７を装着して、立体映像表示機能の使用を開始す
ると、タイマ８５が作動を開始する。そして、前記タイ
マ８５が作動を開始してから第２の設定時間が経過する
と、タイマ８５から画像合成部９３にメッセージ作成部
９２で作成されている告知メッセージ映像を表示するこ
とを指示する指示信号が出力される。

【００６１】前記指示信号を受けた画像合成部９３では
前記倍速変換部８８から出力された右眼用映像信号及び
左眼用映像信号に前記メッセージ作成部９２の図８に示
すような告知メッセージ映像９２ａをそれぞれ合成して
映像出力部８９に出力する。すると、この映像出力部８
９から左ＬＣＤ駆動部７２Ｌ及び右ＬＣＤ駆動部７２Ｒ
を介して左ＬＣＤ７５Ｌ及び右ＬＣＤ７５Ｒに「Change
to SEE THROUGH」と表示される。このことにより、図
９に示すような被検査対象部位の内視鏡画像９４を立体
観察しながら処置を行っていた術者の眼に、図１０に示
すようにシースルー機能へ切り替わる旨を告知するメッ
セージ映像９２ａが立体観察している内視鏡画像９４に
重なって表示されるので、使用者はシースルー機能に切
り替わることを立体観察中に認識する。

【００６２】そして、前記タイマ８５が作動を開始して
から第１の設定時間が経過したとき、ＨＭＤ装置７は立
体映像表示機能からシースルー機能に切り替わる。この
機能が切り替わると同時にメッセージ作成部９２から画
像合成部９３へのメッセージ映像９２ａの合成が停止さ
れる。

【００６３】このように、ＨＭＤ装置の有する立体映像
表示機能からシースルー機能に切り替わることを、事前
に使用者に告知するメッセージが画像表示部に表示され
ることにより、使用者は立体映像表示機能がシースルー
機能に切り替わる前に、シースルー機能に切り替わった
ときの対処をとることができる。その他の効果は上述の
実施形態と同様である。

【００６４】なお、メッセージとしては図８に示したよ
うな文字によるメッセージに限定されるものではなく、
機能切り換えを視覚的に表す記号や絵文字などであって
もよい。

【００６５】ところで、使用者が周囲の状況を認識する
ことができるように、ＨＭＤ装置の側方及び下方には十
分な視界を確保するための空間が設けられていた。しか
し、この空間から入る外光が画像表示部と使用者の顔面
との間に侵入することにより、画像表示部の表示面に使
用者の背後の情景や使用者の眼が映ってしまうことによ
り、観察像が見難くなる現象が発生することがあった。
この現象は、画像表示部に表示されている映像が暗いほ
ど顕著に現れる。このため、視界を確保することが可能
で、画像表示部の表示面に使用者の背後の情景や使用者
の眼が映ることを防止した外光透過量調整手段を有する
ＨＭＤ装置が望まれていた。

【００６６】図１１ないし図１３は本発明の第４実施形
態に係り、図１１は外光透過量調整手段を設けた頭部装
着型画像表示装置の構成例を示す説明図、図１２は頭部
装着型画像表示装置の外光透過量調整手段のゴーグル部
及びコントローラー部の構成例を示すブロック図、図１
３は映像信号処理部の内部構成を示すブロック図であ
る。なお、本実施形態では上述の実施形態で説明した立
体表示検出手段及び計時手段がＨＭＤ装置に設けられて
いるものであっても、設けられていないものであっても
よい。

【００６７】図１１に示すように本実施形態のＨＭＤ装
置７Ａのゴーグル部７０Ａの画像表示部の両側面にはこ
の画像表示部の表示面と使用者の顔面との間に侵入する
外光の透過量を調整することが可能な外光透過量調整手
段となる左液晶シャッター４１Ｌ及び右液晶シャッター
４１Ｒが設けてある。

【００６８】図１２に示すようにコントローラ部８の内
部には前記ＣＣＵ５からＬケーブル５Ｌ，Ｒケーブル５
Ｒを介して出力された映像信号が入力される映像入力部
８１と、これら映像信号を外部装置に出力するための信
号処理を行う映像信号処理部８２と、使用者が手動で操
作することが可能な透過状態調整手段となる操作部８６
の他に、前記ＨＭＤ装置７Ａの左液晶シャッタ４１Ｌ及
び右液晶シャッタ４１Ｒを透過する外光の光量を調整す
るための透過光量調整部４２が設けられている。

【００６９】前記ゴーグル部７０Ａの内部には前記左液
晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シャッタ４１Ｒを駆動する
液晶シャッター駆動部４３が設けられると共に、前記コ
ントローラ部８の映像信号処理部８２からの出力を受け
て作動する左ＬＣＤ駆動部７２Ｌ及び右ＬＣＤ駆動部７
２Ｒ，バックライト駆動部７３，液晶シャッター駆動部
７４と、前記左ＬＣＤ駆動部７２Ｌの出力を受けて作動
する左ＬＣＤ７５Ｌと、前記右ＬＣＤ駆動部７２Ｒの出
力を受けて作動する右ＬＣＤ７５Ｒと、前記バックライ
ト駆動部７３の出力を受けて作動する左バックライト７
６Ｌ及び右バックライト７６Ｒと、前記液晶シャッター
駆動部７４の出力を受けて作動する左液晶シャッタ７７
Ｌ及び右液晶シャッタ７７Ｒと、左ハーフミラー７８Ｌ
及び右ハーフミラー７８Ｒと、左接眼光学系７９Ｌ及び
右接眼光学系７９Ｒとが設けられている。なお、前記透
過光量調整部４２をゴーグル部７０Ａ側に設けるように
してもよい。

【００７０】そして、図１３に示すように映像信号処理
部８２の内部を、時間差吸収部８７、倍速変換部８８，
映像信号出力部８９，バックライト補助駆動部９０及び
液晶シャッター補助駆動部９１で構成している。その他
の構成は前記第１実施形態と同様であり、同部材には同
符号を付して説明を省略する。

【００７１】本実施形態のＨＭＤ装置７Ａの外光透過量
調整手段である左液晶シャッター４１Ｌ及び右液晶シャ
ッター４１Ｒの作用を説明する。まず、使用者は立体視
内視鏡２でとらえた画像をＨＭＤ装置７Ａで立体映像ま
たは２次元映像のどちらの映像で観察するかを選択す
る。

【００７２】次に、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シ
ャッタ４１Ｒの外光の透過量の調整を行うために、使用
者は操作部８６を操作する。すると、前記操作部８６か
らの操作指示信号を受け、透過光量調整部４２から液晶
シャッター駆動部４３に使用者が選択した光の透過量を
示す信号が出力される。このことにより、液晶シャッタ
ー駆動部４３は、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シャ
ッタ４１Ｒを駆動させてこの左液晶シャッタ４１Ｌ及び
右液晶シャッタ４１Ｒを透過する光の透過量を調整す
る。すると、ＨＭＤ装置７Ａの側方から入射する光量が
適宜調節されることによって、使用者の側方の視界を確
保する一方で、画像表示部７０Ｌ，７０Ｒの表示面と使
用者の顔面との間に侵入する外光による観察状態の不具
合が無くなる。

【００７３】このように、使用者は操作部を適宜操作す
ることにより、ＨＭＤ装置に設けた左液晶シャッタ及び
右液晶シャッタを透過する光の透過量を所望の状態に調
整することによって、ＨＭＤ装置の側方から入射する光
量を調節して最適な状態で内視鏡画像の観察を行うこと
ができる。このことによって、使用者が画像表示部を集
中的に観察したい場合には入射する外光が少なくなるよ
うに設定して鮮明な内視鏡画像の観察が可能になり、逆
に画像表示部と同様に周囲の状況にも注意を払いたい場
合には入射する外光が多くなるように設定して側方の視
界を確保することが可能になる。

【００７４】図１４及び図１５は第５実施形態に係り、
図１４は頭部装着型画像表示装置に設けた外光透過量調
整手段を自動調整するためのゴーグル部及びコントロー
ラー部の構成例を示すブロック図、図１５は計算部で計
算する関数の一例を示すグラフである。

【００７５】本実施形態のＨＭＤ装置７Ａは、前記第４
の実施形態とゴーグル部７０Ａの内部構成が異なるもの
であり、図１４に示すようにゴーグル部７０Ａの内部に
は外光透過量調整手段を自動調整するために、外部の光
量を検出する光量検出手段となる光量検出部４４と、こ
の光量検出部４４で検出した光量から左液晶シャッタ４
１Ｌ及び右液晶シャッタ４１Ｒの外光の透過量を計算す
る計算部４５と、前記透過光量調整部４２からの出力と
前記計算部４５からの出力とを切り替えて液晶シャッタ
ー駆動部４３を自動調整状態または手動調整状態に切り
替える切り替え部４６とが設けられている。その他の構
成は前記第４実施形態と同様であり、同部材には同符号
を付して説明を省略する。

【００７６】なお、前記光量検出部４４は、ゴーグル部
７０Ａの外側に配置されてゴーグル部７０Ａの周囲の光
量を検出するものであっても、ゴーグル部７０Ａの画像
表示部側に配置されて画像表示部の側方及び下方から入
射した光の光量を検出するものであってもよい。

【００７７】上述のように構成したＨＭＤ装置７Ａの作
用を説明する。まず、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶
シャッタ４１Ｒの透過量を自動調整するための動作を説
明する。

【００７８】使用者は、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液
晶シャッタ４１Ｒの外光の透過量を自動調整にするか手
動調整にするかを操作部８６で選択する。そして、自動
調整が選択されると、操作部８６から切り替え部４６に
切り替え信号が出力されて、前記計算部４５から出力さ
れた信号が液晶シャッター駆動部４３に出力されるよう
に切り替え部４６が設定される。

【００７９】この状態になると、ゴーグル部７０Ａに設
けた光量検出部４４では周囲の光量をリアルタイムに検
出する。この検出値は計算部４５に出力される。する
と、この計算部４５では光量検出部４４の検出値を、例
えば図１５に示すように予め設定した関数に代入して透
過する光量を算出した後、この計算部４５での計算結果
を切り替え部４６を通してそのまま液晶シャッター駆動
部４３に出力する。

【００８０】すると、液晶シャッター駆動部４３は、前
記切り替え部４６からの出力値即ち、計算部４５での計
算結果に基いて左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シャッ
タ４１Ｒを駆動させて光の透過量を調整する。

【００８１】次に、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シ
ャッタ４１Ｒの透過量を手動で調整するための動作を説
明する。使用者は、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シ
ャッタ４１Ｒの外光の透過量を自動調整にするか手動調
整にするかを操作部８６で選択する。そして、手動調整
が選択されると、操作部８６から切り替え部４６に切り
替え信号が出力されて、透過光量調整部４２から出力さ
れた信号が液晶シャッター駆動部４３に出力されるよう
に切り替え部４６が設定される。

【００８２】この状態になると、前記第４実施形態で説
明したように操作部８６からの指示信号が切り替え部４
６を通してそのまま透過光量調整部４２に出力されて、
左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シャッタ４１Ｒを駆動
させて光の透過量を所望の状態に調整する。

【００８３】このように、ＨＭＤ装置に周囲の光量を検
出する光量検出手段を設け、外光透過量調整手段である
左液晶シャッタ及び右液晶シャッタの外光の透過量を計
算部の計算結果によって自動的に調整することによっ
て、使用者は周囲の状況が変化して外光の光量が変化し
た場合でも常にほぼ一定の環境で内視鏡画像を観察する
ことができる。

【００８４】また、周囲の状況の変化に関わらず側方の
視界を確保したい場合には、切り替え部を手動調整状態
に切り替えることによって、前記第４実施形態と同様の
効果を得ることができる。その他の効果は上述の実施形
態と同様である。

【００８５】図１６及び図１７は前記第５実施形態の応
用例に係り、図１６は頭部装着型画像表示装置に設けた
外光透過量調整手段を自動調整するためのゴーグル部及
びコントローラー部の他の構成例を示すブロック図、図
１７は周囲の光量と画面の輝度と表示画面の見え方との
関係を説明する図である。

【００８６】図１６に示すように本実施形態のＨＭＤ装
置７Ａでは、前記計算部４５をコントローラ部８側に設
ける一方、このコントローラ部８に画像表示部７０Ｌ，
７０Ｒに表示される内視鏡画像の輝度を計算する輝度計
算部４７が設けられている。そして、前記計算部４５に
は前記ゴーグル部７０Ａに設けた光量検出部４４で検出
した周囲の光量の検出値が入力されると共に、前記輝度
計算部４７で計算された輝度値とが入力されるようにな
っている。即ち、計算部４５では、周囲の光量と画像表
示部に表示される輝度から左液晶シャッタ４１Ｌ及び右
液晶シャッタ４１Ｒの外光の適切な透過量を計算して、
この計算結果を切り替え部４６を通してそのまま液晶シ
ャッタ駆動部４３に出力して、左液晶シャッタ４１Ｌ及
び右液晶シャッタ４１Ｒを駆動して光の透過量を所定の
状態に調整するようになっている。その他の構成は前記
第５実施形態と同様であり、同部材には同符号を付して
説明を省略する。

【００８７】ここで、計算部４５について詳細に説明す
る。前記ゴーグル部７０Ａに設けた光量検出部４４から
の検出値が計算部４５に出力される一方、映像信号処理
部８２から出力される映像信号に関する信号情報が輝度
計算部４７に出力される。

【００８８】そして、輝度計算部４７に入力された映像
信号から画面の輝度を計算し、この計算結果を計算部４
５に出力する。

【００８９】すると計算部では、周囲の光量と画面の輝
度と表示画面の見え方との間に図１７に示すような関係
があることから、前記光量検出部４４からの検出値と前
記輝度計算部４７からの計算値を予め設定してある関数
に従って計算している。なお、この計算結果は、切り替
え部４６を通してそのまま液晶シャッタ駆動部４３に出
力されて、左液晶シャッタ４１Ｌ及び右液晶シャッタ４
１Ｒの外光の透過量を所定の値に調整する。その他の作
用は前記第５実施形態と同様である。

【００９０】このように、ＨＭＤ装置の周囲の光量を光
量検出手段により検出すると共に、画像表示部に表示さ
れる内視鏡画像の輝度を計算して、周囲の光量と画面の
輝度とを基にして左液晶シャッタ及び右液晶シャッタの
外光の透過量を自動的に調整することにより、使用者は
周囲の状況、画面の状態に関わらず、常に最適の状態で
内視鏡画像を観察することができる。そのほかの効果は
上述の実施形態と同様である。

【００９１】ところで、使用者がＨＭＤ装置を頭部に装
着した際、ゴーグル部に設けられている画像表示部は使
用者の顔面に対して一定の距離で固定されるが、この距
離は使用者の眼の位置や画像表示部の光学系の焦点距離
等といった点を全て考慮した上で、最適の位置に固定さ
れることが望ましい。

【００９２】一般的なＨＭＤ装置では使用者の個人差に
よる頭部の形状の違いに対して様々な調整方法に対応し
たものであり、最適な固定位置を決定する項目の１つで
ある使用者の眼と画像表示部との距離の関係については
考慮なされていなかった。

【００９３】この問題の解決策として、画像表示部を設
けたゴーグル部を使用者の前面に対して前後方向に移動
可能にすることにより、使用者が最適な位置で適宜固定
するという方法が考えられており、特開平５−９１５８
２号公報には装着部に対して表示部を前後方向に移動可
能にした技術が開示されている。

【００９４】しかし、この特開平５−９１５８２号公報
の技術では、画像表示部の位置を使用者にとって最適な
位置に固定することは可能になるが、医療現場において
はこの操作自体が使用者即ち医師の手を煩わすことにな
る。又、この操作を行うことによって滅菌されていない
不潔域に接触する可能性が起こるという新たな問題が発
生する。このため、医師の手を煩わせることなく、且つ
不潔域に接触すること無く、画像表示部を最適な位置に
設定することが可能な画像表示部位置調整手段を有する
ＨＭＤ装置が望まれていた。

【００９５】図１８ないし図２３は本発明の第６実施形
態に係り、図１８は画像表示部位置調整手段を設けた頭
部装着型画像表示装置の構成例を示す説明図、図１９は
頭部装着型画像表示装置の画像表示部位置調整手段のゴ
ーグル部及びコントローラー部の構成例を示すブロック
図、図２０は画像表示部位置調整手段の距離検出部の設
置状態を説明する外観図、図２１は画像表示部位置調整
手段の摺動部及び移動部の構造を示す構成図、図２２は
表示部と摺動部と移動部との設置状態を示す外観図、図
２３は映像信号処理部の内部の構成を示すブロック図で
ある。なお、本実施形態では上述の実施形態で説明した
立体表示検出手段及び計時手段や外光透過量調整手段が
ＨＭＤ装置に設けられているものであっても、設けられ
ていないものであってもよい。

【００９６】図１８に示すように本実施形態のＨＭＤ装
置７Ｂは、使用者の頭部に固定される頭部装着部５１
と、内視鏡画像が表示される画像表示部７０Ｌ，７０Ｒ
を設けたゴーグル部７０Ｂとで主に構成されている。

【００９７】前記頭部装着部５１は、前記ゴーグル部７
０Ｂが摺動する摺動部５１ａと使用者の頭部及び額に接
触するパッド部５１ｂとで構成されており、前記ゴーグ
ル部７０Ｂの上方部には前記摺動部５１ａ上を移動させ
るための画像表示部位置調整手段としての移動部５２が
設けられている。

【００９８】図１９に示すようにゴーグル部７０Ｂの内
部にはコントローラ部８の映像信号処理部８２からの出
力信号を受けて作動する左ＬＣＤ駆動部７２Ｌ，右ＬＣ
Ｄ駆動部７２Ｒ，バックライト駆動部７３，液晶シャッ
ター駆動部７４及び左ＬＣＤ駆動部７２Ｌの出力を受け
て作動する左ＬＣＤ７５Ｌ，右ＬＣＤ駆動部７２Ｒの出
力を受けて作動する右ＬＣＤ７５Ｒ，バックライト駆動
部７３の出力を受けて作動する左バックライト７６Ｌ・
右バックライト７６Ｒ，液晶シャッター駆動部７４の出
力を受けて作動する左液晶シャッタ７７Ｌ・右液晶シャ
ッタ７７Ｒ及び左ハーフミラー７８Ｌ・右ハーフミラー
７８Ｒ，左接眼光学系７９Ｌ・右接眼光学系７９Ｒに加
えて、画像表示部と使用者の顔面との間の距離を検出す
る画像表示部位置調整手段としての距離検出部５３が設
けられている。この距離検出部５３は、例えば赤外線発
光部５３ａと赤外線受光部５３ｂとによって構成されて
おり、前記赤外線発光部５３ａ及び赤外線受光部５３ｂ
は例えば図２０に示すようにゴーグル部７０Ｂの左画像
表示部７０Ｌと右画像表示部７０Ｒとの間に設けられて
いる。

【００９９】図２１及び図２２に示すように前記ゴーグ
ル部７０Ｂの移動部５２は、ギヤ５４，モータ５５，減
速装置５６及び前記モータ５５の動作を制御するモータ
制御部５７とで主に構成されており、前記モータ制御部
５７にはゴーグル部７０Ｂに設けた画像表示部の表示面
と使用者の顔面との間の距離を最適にする値が設定され
ている。又、摺動部５１ａ上には前記ギヤ５４に噛合す
るラック部５８を配設するための凹部が形成されてい
る。

【０１００】なお、前記図１９で示したようにコントロ
ーラ部８の内部は、ＣＣＵ５から出力された映像信号が
入力する映像入力部８１，映像信号を処理して外部装置
に出力する映像信号処理部８２，使用者が手動で操作す
るための操作部８６などで構成されている。又、図２３
に示すように映像信号処理部８２の内部には、時間差吸
収部８７，倍速変換部８８，映像信号出力部８９，バッ
クライト補助駆動部９０及び液晶シャッター補助駆動部
９１が設けられている。その他の構成は上述した実施形
態と同様であり、同部材には同符号を付して説明を省略
する。

【０１０１】上述のように構成したＨＭＤ装置７Ｂの作
用を説明する。まず、使用者がＨＭＤ装置７Ｂを装着す
る時について説明する。

【０１０２】頭部装着部５１を頭部に装着する。する
と、ゴーグル部７０Ｂに設けられている距離検出部５３
の赤外線発光部５３ａから使用者の額に向かって照射さ
れている赤外線が使用者の額で反射して、赤外線受光部
５３ｂに入射してゴーグル部７０Ｂに設けた画像表示部
７０Ｌ，７０Ｒの表示面と使用者の額との間の距離が検
出される。

【０１０３】前記距離検出部５３で検出された距離に関
する情報は、モータ制御部５７に出力される。このモー
タ制御部５７では距離検出部５３からの検出値を基にモ
ータ５５を所定量回転駆動させる。

【０１０４】すると、このモータ５５の回転は、減速装
置５６を介してギヤ５４に伝達され、このギヤ５４に噛
合しているラック部５８を所定の位置まで移動してい
く。そして、移動部５２が摺動部５１ａを所定量移動す
ることによってゴーグル部７０Ｂが移動していき、前記
距離検出部５３から出力された値に移動したところで、
モータ５５の回転を停止させてゴーグル部７０Ｂを固定
する。このことにより、ゴーグル部７０Ｂは最適な位置
に配置される。

【０１０５】次に、使用者がＨＭＤ装置７Ｂを頭部から
取り外す時について説明する。ＨＭＤ装置７Ｂを頭部か
ら取り外す。すると、距離検出部５３の赤外線受光部５
３ｂに入射していた赤外線が検出されなくなることか
ら、距離検出部５３ではＨＭＤ装置７Ｂが頭部から外れ
たことを検知し、この検知信号をモータ制御部５７に出
力する。ここで、モータ制御部５７ではゴーグル部７０
Ｂを最も額から離れた位置にするためにモータ５５を回
転させてゴーグル部７０Ｂを前方方向に移動させてい
く。即ち、前記ＨＭＤ装置７Ｂが装着されていない状態
では、ゴーグル部７０Ｂが常に最前方に位置している。

【０１０６】このように、使用者の顔面の距離を検出す
る距離検出部を設けると共に、この距離検出部で検出し
た結果からゴーグル部を前後方向に移動させる画像表示
部位置調整手段を設けたことにより、使用者の頭部の形
状に関わらずゴーグル部を最適の位置に自動的に固定し
て画像表示部に表示される内視鏡画像を観察することが
できる。このことにより、使用者は直接ゴーグル部に触
れる必要がなくなるため、たとえゴーグル部が滅菌され
ていない不潔域である場合でも、使用者がこの不潔域に
触れることによって起こる不具合が無くなる。

【０１０７】また、ＨＭＤ装置が装着されていない状態
の時、ゴーグル部は常に最前方に位置しているため、装
着の際にゴーグル部が邪魔になることを防止することが
できる。このことにより、例えば使用者が被っている手
術帽や眼鏡などに当たることが未然に防げる。

【０１０８】図２４は移動部５２の別の構成を示すもの
である。図に示すように本実施形態の移動部５２Ａを構
成するモータ５５及びモータ制御部５７は、摺動部５１
ａの内部の頭部装着部５１側に設置されており、モータ
５５の駆動力は、駆動力伝達ベルト５９によって第１の
ギヤ６１に伝達されて、第２のギヤ６２に巻回されてい
るベルト６３を回転させてゴーグル部７０Ｂを所定量移
動させるようになっている。

【０１０９】なお、符号６４ａ及び６４ｂは前記ゴーグ
ル部７０Ｂの移動距離を規制するストッパーである。
又、ゴーグル部７０Ｂは接合部６５によってベルト６３
に一体的に接合固定されている。その他の構成及び作用
は上述の第６実施形態と同様であり、同部材には同符号
を付して説明を省略する。

【０１１０】このように、摺動部の内部の頭部装着部側
にモータ及びモータ制御部などの移動部が内蔵されるた
め、ゴーグル部の重心位置が中心側（装着者側）によっ
て装着安定性を向上させることができる。その他の効果
は前記６実施形態と同様である。

【０１１１】なお、本発明は、以上述べた実施形態のみ
に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能である。

【０１１２】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができ
る。

【０１１３】（１） 使用者が眼前に装着したゴーグル
部の左右の眼に対応する位置に配置されている画像表示
部に、撮像手段によって撮像した被写体像を視差のある
画像として表示して、被写体像を立体的に観察すること
を可能にした立体映像表示機能と、使用者の周囲を画像
表示部を通して目視にて観察することを可能にしたシー
スルー機能とを有し、このシースルー機能と前記立体映
像表示機能とが切り替え可能な頭部装着型画像表示装置
において、前記立体映像表示機能が作動状態であるか否
かを検出する立体表示検出手段と、この立体表示検出手
段から前記立体映像表示機能が作動状態であるとき出力
される検出信号を基に作動する計時手段とを備え、前記
計時手段による計測結果に基づいて前記立体映像表示機
能を前記シースルー機能に切り替わる頭部装着型画像表
示装置。

【０１１４】（２）前記計時手段は、前記立体表示検出
手段から出力される出力信号と、使用者が前記ゴーグル
部を所定の位置に装着しているか否かを検出するゴーグ
ル装着検出手段からゴーグルが装着されているときに出
力される出力信号とを検出したとき作動する付記１記載
の頭部装着型画像表示装置。

【０１１５】（３）前記画像表示部の立体映像表示機能
をシースルー機能に切り替えるとき、機能が切り替わる
ことを告知する告知機能を設け、告知メッセージが表示
された後、機能が切り替わる付記１または付記２記載の
頭部装着型画像表示装置。

【０１１６】（４）使用者が頭部に装着した状態で観察
可能な画像表示部を有し、この画像表示部の下方及び側
方に視野を確保するための空間部を有する頭部装着型画
像表示装置において、前記画像表示部の側方に、透過す
る光量を可変にする外光透過量調整手段と、この外光透
過量調整手段により透過光量を任意に調整する透過状態
調整手段を備えた頭部装着型画像表示装置。

【０１１７】（５）前記外光透過量調整手段は、前記頭
部装着型画像表示装置外部の光量を検出する光量検出手
段により検出した光量に基いて透過光量が調整される付
記４記載の頭部装着型画像表示装置。

【０１１８】（６）前記外光透過量調整手段は、前記光
量検出手段により検出された光量と前記映像表示手段が
表示する映像の輝度とを基に透過光量が調整される付記
４記載の頭部装着型画像表示装置。

【０１１９】（７）使用者が頭部に装着した状態で観察
可能な画像表示部を有する頭部装着型画像表示装置にお
いて、使用者の頭部に固定される頭部装着部と、この頭
部装着部に対する前記画像表示部の位置を可変させる移
動部と、前記画像表示部と使用者の額との間の距離を検
出する距離検出部と、前記移動部を前記装着部上で移動
させる画像表示部位置調整手段とを備えた頭部装着型画
像表示装置。

【０１２０】（８）前記画像表示部位置調整手段を、前
記装着部側に設けた付記７記載の頭部装着型画像表示装
置。

【０１２１】（９）前記画像表示部位置調整手段を、前
記移動部側に設けた付記７記載の頭部装着型画像表示装
置。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、術
者の視機能が疲労によって低下することを未然に防止す
る頭部装着型画像表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ないし図５は本発明の第１実施形態に係
り、図１は頭部装着型画像表示装置を使用した立体視内
視鏡観察システムの構成例を示す説明図

【図２】ゴーグル装着検出部の構成例を示す外観図

【図３】頭部装着型画像表示装置のゴーグル部及びコン
トローラー部の構成例を示すブロック図

【図４】映像信号処理部の内部構成を示すブロック図

【図５】演算部の構成を示すブロック図

【図６】本発明の第２実施形態に係るゴーグル装着検出
部の他の構成を示す外観図

【図７】図７及び図８は本発明の第３実施形態に係り、
図７は映像信号処理部の他の構成例を示す説明図

【図８】メッセージ作成部で作成したメッセージ画面の
１例を示す図

【図９】内視鏡観察像の１例を示す図

【図１０】内視鏡観察像にメッセージ画面を重ねて表示
した状態を示す図

【図１１】図１１ないし図１３は本発明の第４実施形態
に係り、図１１は外光透過量調整手段を設けた頭部装着
型画像表示装置の構成例を示す説明図

【図１２】頭部装着型画像表示装置の外光透過量調整手
段のゴーグル部及びコントローラー部の構成例を示すブ
ロック図

【図１３】映像信号処理部の内部構成を示すブロック図

【図１４】図１４及び図１５は第５実施形態に係り、図
１４は頭部装着型画像表示装置に設けた外光透過量調整
手段を自動調整するためのゴーグル部及びコントローラ
ー部の構成例を示すブロック図

【図１５】計算部で計算する関数の一例を示すグラフ

【図１６】図１６及び図１７は前記第５実施形態の応用
例に係り、図１６は頭部装着型画像表示装置に設けた外
光透過量調整手段を自動調整するためのゴーグル部及び
コントローラー部の他の構成例を示すブロック図

【図１７】周囲の光量と画面の輝度と表示画面の見え方
との関係を説明する図

【図１８】図１８ないし図２３は本発明の第６実施形態
に係り、図１８は画像表示部位置調整手段を設けた頭部
装着型画像表示装置の構成例を示す説明図

【図１９】頭部装着型画像表示装置の画像表示部位置調
整手段のゴーグル部及びコントローラー部の構成例を示
すブロック図

【図２０】画像表示部位置調整手段の距離検出部の設置
状態を説明する外観図

【図２１】画像表示部位置調整手段の摺動部及び移動部
の構造を示す構成図

【図２２】表示部と摺動部と移動部との設置状態を示す
外観図

【図２３】映像信号処理部の内部の構成を示すブロック
図

【図２４】移動部の別の構成を示す図

【符号の説明】

７…ＨＭＤ装置 ７０…ゴーグル部 ７１…ゴーグル装着検出部 ８３…立体映像表示検出部 ８４…演算部 ８５…タイマー ８６…操作部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者が眼前に装着したゴーグル部の左
   右の眼に対応する位置に配置されている画像表示部に、
   撮像手段によって撮像した被写体像を視差のある画像と
   して表示して、被写体像を立体的に観察することを可能
   にした立体映像表示機能と、使用者の周囲を画像表示部
   を通して目視にて観察することを可能にしたシースルー
   機能とを有し、このシースルー機能と前記立体映像表示
   機能とが切り替え可能な頭部装着型画像表示装置におい
   て、 前記立体映像表示機能が作動状態であるか否かを検出す
   る立体表示検出手段と、 この立体表示検出手段から前記立体映像表示機能が作動
   状態であるとき出力される検出信号を基に作動する計時
   手段とを備え、 前記計時手段による計測結果に基づいて前記立体映像表
   示機能を前記シースルー機能に切り替えることを特徴と
   する頭部装着型画像表示装置。