(57)【要約】  【課題】限られた手術スペースにおいて、簡単に視域内に観察者の瞳を合わせることができ、観察者に無理な姿勢を強いることなく、観察者の疲労を極力軽減し、且つ手術全体の作業効率を向上させて、手術時間を短縮し、患者の負担も軽減できる手術用立体観察装置を提供する。  【解決手段】術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段２１，２２と、立体画像表示手段を支持する支持部材２３と、支持部材２３と立体画像表示手段の表示面２２とを連結し、且つ、表示面２２の中心Ｓを通る軸Ｏ１，Ｏ２を中心として、表示面２２を上下又は左右に回動可能に支持する視域移動手段２４と、表示面２２に対する観察者の眼ＥＲ，ＥＬの位置を検出する検出手段２５と、検出手段２５の検出結果に基づき、視域移動手段２４を介した表示面２２の回動を制御する表示位置制御手段とを有する。【選択図】  図３
2006346106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段と、
前記立体画像表示手段を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記立体画像表示手段の表示面とを連結し、且つ、該立体画像表示手段の略表示面の中心を通る軸を中心として、少なくとも上下又は左右に該立体画像表示手段の表示面を回動可能に支持する視域移動手段と、
前記立体画像表示手段の表示面に対する観察者の眼の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の回動を制御する、表示位置制御手段と、
を有することを特徴とする手術用立体画像観察装置。
【請求項２】
術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段と、
前記所定の視域を移動可能とする視域移動手段と、
前記立体画像表示手段の表示面に対する観察者の眼の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記視域移動手段を制御する表示位置制御手段とを有し、
前記表示位置制御手段は、前記観察者の眼の位置と前記所定の視域の相対的な位置関係に基づいて、前記視域移動手段を駆動する駆動パラメータを算出すること
を特徴とする手術用立体画像観察装置。
【請求項３】
前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の移動のための、速度、加速度の少なくともいずれかを前記駆動パラメータの一つとして設定することを特徴とする請求項２に記載の手術用立体画像観察装置。
【請求項４】
前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の上下又は左右への移動の要否を前記駆動パラメータの一つとして設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の手術用立体画像観察装置。
【請求項５】
前記表示位置制御手段が、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の上下への移動と、左右への移動とで、各々別個の駆動パラメータを設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の手術用立体画像観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術における術部の画像を拡大して立体観察するための手術用立体画像観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、脳神経外科、眼科、整形外科等では、手術等に際し、術者が微細な術部の拡大像を立体観察するために左右の眼用の接眼レンズを備えた実体顕微鏡を構成した手術用顕微鏡が用いられる。しかし、術部の拡大像を観察するために、左右の眼用の接眼レンズを覗き込むような手術用顕微鏡では、観察位置や観察姿勢に大きな制約を受けてしまう。この制限を緩和し、自由な位置、姿勢での観察を可能にするために術部の画像をＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、これをＴＶモニターやヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの表示手段で表示するいわゆる電子画像顕微鏡がある。しかし、ＴＶモニターは、大型であり手術室内の作業スペースを狭めてしまう。また、ＨＭＤは、観察者の画像観察以外の視界をほぼ遮るため、観察者は周囲のアシスタント等とのコミュニケーションがとり難くなる。
そこで、従来、観察者の顔面に装着することなく、省スペースで作業性がよく術部の立体画像を観察することのできる手術用立体画像観察装置として、例えば、次の特許文献１に記載の立体観察装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２３３０３１号公報
【０００３】
特許文献１に記載の立体観察装置は、左右の眼に対応する投影光照射手段と、左右の投影光照射手段の照射軸が一致する位置にフレネル凹面鏡パネルなどの反射手段を備え、左右の投影光照射手段を介して左右の眼でそれぞれ視差を有する、異なる画像を観察することにより立体観察を行うことができるように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の立体観察装置では、立体観察するためには、左右の限られた視域（射出瞳）内に観察者（主として術者）の左右の眼が位置するように、観察者は頭部の位置を維持し続けなければならず、観察者に大きな疲労を与えてしまうという問題があった。また、一旦、観察者の眼が視域から外れたときには、観察者の眼が視域内に入る位置を観察者が探さなければならず、観察者の眼の位置合わせが煩雑化して手術全体の作業効率が低下する上、手術時間を長引かせてしまい、手術を受ける患者にも負担を強いることになる等の問題があった。
【０００５】
また、特許文献１に記載のような従来の手術用立体観察装置では、一般的に、観察者の手術位置に合わせて、アームを介してフレネル凹面鏡パネルなどの反射手段を左右の投影光照射手段と一体で移動させるように構成されていた。このため、移動時に補助者やその他の器具と干渉し易く、手術者の位置に応じてアームを介してフレネル凹面鏡パネルなどの反射手段を左右の投影光照射手段とを自由に移動させることが容易ではなかった。さらに、フレネル凹面鏡パネルなどの反射手段を左右の投影光照射手段と一体で移動させるには移動手段が大型化し、手術スペースが狭められてしまうという問題があった。さらにまた、フレネル凹面鏡パネルなどの反射手段を左右の投影光照射手段と一体で移動させるため、必然的にフレネル凹面鏡パネルの移動量が大きくなり、観察者は却ってその移動に伴い観察位置の位置合わせが煩雑化してしまうという問題があった。
このため、従来の手術用立体観察装置では、限られた手術用スペースにおいて、観察者の観察姿勢の自由度を狭めざるを得ず、観察者に与える疲労、手術全体の作業効率の低下、それに伴い患者に与える負担を軽減することができなかった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、限られた手術スペースにおいて、簡単に視域内に観察者の瞳を合わせることができ、観察者に無理な姿勢を強いることなく、観察者の疲労を極力軽減し、且つ手術全体の作業効率を向上させて、手術時間を短縮し、患者の負担も軽減できる手術用立体観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による手術用立体観察装置は、術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段と、前記立体画像表示手段を支持する支持部材と、前記支持部材と前記立体画像表示手段の表示面とを連結し、且つ、該立体画像表示手段の略表示面の中心を通る軸を中心として、少なくとも上下又は左右に該立体画像表示手段の表示面を回動可能に支持する視域駆動手段と、前記立体画像表示手段の表示面に対する観察者の眼の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記視域駆動手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の回動を制御する、表示位置制御手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による手術用立体観察装置は、術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段と、前記所定の視域を移動可能とする視域移動手段と、前記立体画像表示手段の表示面に対する観察者の眼の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記視域移動手段を制御する表示位置制御手段とを有し、前記表示位置制御手段は、前記観察者の眼の位置と前記所定の視域の相対的な位置関係に基づいて、前記視域移動手段を駆動する駆動パラメータを算出することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の手術用立体観察装置においては、前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の移動のための、速度、加速度の少なくともいずれかを前記駆動パラメータの一つとして設定するのが好ましい。
【００１０】
また、本発明の手術用立体観察装置においては、前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の上下又は左右への移動の要否を前記駆動パラメータの一つとして設定するのが好ましい。
【００１１】
また、本発明の手術用立体観察装置においては、前記表示位置制御手段が、前記視域移動手段を介した前記立体画像表示手段の所定の視域の上下への移動と、左右への移動とで、各々別個の駆動パラメータを設定するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、術者が視域を意識することなく、立体観察が可能となるので、手術に集中することができ、手術時間の短縮、疲労軽減を図ることができる。また、表示面を動かすためのスペースを最小限に抑えることができるので、狭い手術スペースにおける表示面が動くことに対する煩わしさが軽減される。
従って、本発明によれば、限られた手術スペースにおいて、簡単に視域内に観察者の瞳を合わせることができ、観察者に無理な姿勢を強いることなく、観察者の疲労を極力軽減し、且つ手術全体の作業効率を向上させて、手術時間を短縮し、患者の負担も軽減できる手術用立体観察装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第一実施形態
図１は本発明の第一実施形態にかかる手術用立体画像観察装置を用いた手術用立体画像顕微鏡システムの要部概略構成図である。図１中で、１は術部の観察画像を撮像する手術用立体顕微鏡画像撮像装置である。なお、各部材の説明の便宜上、図１では患者と観察者（術者）Ｄとを離して示している。
手術用立体画像顕微鏡システムは、手術用立体顕微鏡画像撮像装置１と、手術用立体画像観察装置２とを備えて構成されている。
手術用立体顕微鏡画像撮像装置１は、撮像装置本体部１１と、撮像装置本体部１１を移動自在に支持する、例えば、多関節アームなどの支持手段１２を備えている。多関節アーム１２は、複数のアーム１２ａと、アーム１２ａ同士を回動可能に連結する関節１２ｂを有し、一つのアーム１２ａの一端が撮像装置本体部１１に接続されている。
撮像装置本体部１１には、術部Ｐの観察像を電子画像として拡大３次元画像を撮像するための左右一対の、ＣＣＤなどからなる撮像素子１１ａＬ，１１ａＲ（図２参照）を備えた観察光学系が内蔵されている。
【００１４】
左右一対の撮像素子１１ａＬ，１１ａＲは、図１において図示省略したカメラコントローラ４５に内蔵された左右一対のＣＣＵ（カメラコントロールユニット）４５Ｌ，４５Ｒにそれぞれ接続されている。また、左右一対のＣＣＵ４５Ｌ，４５Ｒは、それぞれからの信号が左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒに別個に入力されるように、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒに接続されている。
【００１５】
手術用立体画像観察装置２は、術部の観察画像を立体的に表示する立体画像表示手段としての左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒ及び画像表示パネル２２と、立体画像表示手段を支持する立体画像表示手段支持部２３と、視域駆動手段としての表示パネル回動支持部２４と、観察位置検出装置２５と、後述する表示位置制御手段（図示省略）を有している。
左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒは、それぞれ左右のＣＣＵ４５Ｌ，４５Ｒからの信号を画像として表示する画像表示素子と投影レンズを有する投影光学系（図示省略）を内蔵している。そして、図３に示すように、それぞれの射出光軸ＰＬ，ＰＲが画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓで一致するように配置されており、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒからのそれぞれの観察像を一致させて画像表示パネル２２上に投影するようになっている。
画像表示パネル２２は、フレネル凹面鏡と拡散板を有して構成されている（図示省略）。
【００１６】
そして、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの投影光学系の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲが、画像表示パネル２２のフレネル凹面鏡のレンズ作用と、拡散板の光拡散作用により、図４に示すように、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓから所定の距離ＬＳ１離れた位置Ｐ１近傍に拡大され、図５に示すように、左右に分離された状態で、それぞれ所定の深度ｄ１で形成されるようになっている。
また、左右の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲは、例えば、深度ｄ１が３０ｍｍ程度、それぞれの中心点ＯＬ，ＯＲからの半径ｒ１が３０ｍｍ程度、左右の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲ間の距離ｄ２が５ｍｍ程度となるように設定されている。
そして、左右の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲ内に観察者（術者）Ｄの左右の眼ＥＬ，ＥＲが入るようにすることにより、画像表示パネル２２を見ている観察者Ｄの左眼ＥＬには、反射光軸ＷＬを中心として左眼用の画像投影機２１Ｌからの観察像が導かれ、観察者Ｄの右眼ＥＲには、反射光軸ＷＲを中心として右眼用の画像投影機２１Ｒからの観察像が導かれる。
その結果、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒから画像表示パネル２２に投影される観察像が、観察者Ｄによって３Ｄ（立体観察）されるようになっている。
【００１７】
立体画像表示手段支持部２３は、複数のアーム２３ａとアーム２３ａ同士を回動可能に連結する関節２３ｂを有する多関節アームと、立体画像表示手段支持アーム２３ｃを有している。
一つのアーム２３ａの一端部は、立体画像表示手段支持アーム２３ｃに接続されている。また、立体画像表示手段支持アーム２３ｃに接続されていない所定のアーム２３ａの一端部は、天井等の手術室の室内の一部に固定されている。
立体画像表示手段支持アーム２３ｃは、略Ｌ字形状に屈曲形成されている。立体画像表示手段支持アーム２３ｃの一端部には、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒが取り付けられている。また、立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部には、画像表示パネル２２が、表示パネル回動支持部２４を介して連結されている。さらに、立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部における画像表示パネル２２が連結されている部位の近傍には、立体画像表示手段の画像表示パネル２２の表示面に対する観察者（術者）Ｄの眼の位置を検出するための観察位置検出装置２５が取り付けられている。
【００１８】
表示パネル回動支持部２４は、図６に示すように、回動支持アーム２４ａと、左右方向回転軸部２４ｂと、上下方向回転軸部２４ｃを有している。
回動支持アーム２４ａは、画像表示パネル２２の輪郭に沿って略コの字形状に屈曲形成されている。
左右方向回転軸部２４ｂは、ステッピングモータ２４ｂ1と、ステッピングモータ２４ｂ１に接続する回転軸２４ｂ2とで構成されており、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る左右方向回転軸Ｏ１上において、回動支持アーム２４ａの中間部２４ａ1と立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部とを、回動可能に連結している。そして、左右方向回転軸部２４ｂは、ステッピングモータ２４ｂ1の駆動により、立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部に対して回動支持アーム２４ａを回動する機能を備えている。
上下方向回転軸部２４ｃは、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｃ11に接続する回転軸２４ｃ12と、回転軸２４ｃ2とで構成されており、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る上下方向回転軸Ｏ２上において、回動支持アーム２４ａの両端部２４ａ2，２４ａ3と、画像表示パネル２２とを回動可能に連結している。そして、上下方向回転軸部２４ｃは、ステッピングモータ２４ｃ11の駆動により、回動支持アーム２４ａに対して画像表示パネル２２を回動する機能を備えている。
このように、表示パネル回動支持部２４は、表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る左右方向回転軸Ｏ１、上下方向回転軸Ｏ２を中心として、表示パネル２２を上下および左右に回動することができるように支持している。
【００１９】
観察位置検出装置２５は、例えば、図７に示すように、赤外線光源２５ａと、赤外線カメラ２５ｂと、瞳検出部（図７では図示省略）を有して構成されている。
赤外線光源２５ａは、観察者Ｄの眼ＥＲ，ＥＬに向けて位置検出用の赤外光を照射するように配置されている。
赤外線カメラ２５ｂは、撮像光学系２５ｂ1と、受光素子２５ｂ2を備えている。
【００２０】
また、赤外線光源２５ａは、赤外線カメラ２５ｂの撮像光学系２５ｂ1の光軸Ｌ１に近い位置に配置されており、赤外線光源２５ａから出射された位置検出用の赤外光が観察者Ｄの眼ＥＲ（ＥＬ）の網膜で反射され、この反射光（眼底反射光）が赤外線カメラ２５ｂの撮像光学系２５ｂ1を経て受光素子２５ｂ2で撮像されるようになっている。なお、例えば、赤外線カメラ２５ｂに対する観察者Ｄの眼ＥＬ（ＥＲ）の相対的な位置関係が、図７において、実線で示す正面位置Ａから、破線で示す斜めの位置に変化しても、赤外線光源２５ａから出射された赤外光の眼底反射光は赤外線カメラ２５ｂによって撮像可能になっている。
【００２１】
また、赤外線カメラ２５ｂの受光素子２５ｂ2は、図示省略した瞳検出部に接続されている。
瞳検出部は、図示しないコンピュータの演算処理部に設けられている。
瞳検出部では、図４に示した画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓから左右の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲが形成される位置Ｐ１までの距離ＬＳ１分、画像表示パネル２２から離れた位置において、観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬを赤外線カメラ２５ｂで撮像した情報に基づいて観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの２次元方向の位置を検出する。
図８は観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光（瞳孔）の検出の原理説明図である。
図８中、ＰＥＬ，ＰＥＲは赤外線カメラ２５ｂで撮像された観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光（瞳孔）の像、ＰＬ０，ＰＲ０は観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光の中心点を示している。これらの中心点ＰＬ０，ＰＲ０間を結ぶ直線の中心位置Ｙが位置制御の基準位置である。そして、後述する初期位置設定操作時点で検出される観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光の中心点ＰＬ０，ＰＲ０間の中心位置Ｙを初期設定中心位置Ｙ０として設定する。
そして、例えば、観察者Ｄが移動した場合、瞳検出部は、赤外線カメラ２５ｂによって撮像される左右の眼底反射光の中心点ＰＬ１，ＰＲ１間の中心位置Ｙ１を検出し、この検出した中心位置Ｙ１における、初期設定中心位置Ｙ０からの上下、左右方向のズレ量αを検出することで、観察者Ｄの眼ＥＲ，ＥＬの瞳孔位置ＰＥＬ１，ＰＥＲ１を検出するように構成されている。
【００２２】
なお、観察位置検出装置２５は、図７に示したような赤外線カメラでなく、通常のカメラでもよい。そして、観察位置検出装置２５で観察者Ｄの頭部全体を撮像し、瞳検出部において画像処理（画像認識）をすることによって、観察者Ｄの左右の眼ＥＲ，ＥＬの瞳孔位置ＰＥＬ１，ＰＥＲ１を検出するようにしてもよい。
【００２３】
また、第一実施形態の手術用立体画像観察装置２は、観察位置検出装置２５の検出結果に基づいて、表示パネル回動支持部２４を介した画像表示パネル２２の上下、左右方向（図３における上下方向回転軸Ｏ２，左右方向回転軸Ｏ１を中心とした回転方向）への回動を制御するための表示位置制御手段（図示省略）を図示しないコンピュータの演算処理部に備えている。
【００２４】
このように構成された第一実施形態の手術用立体画像観察装置を用いた手術用立体画像顕微鏡システムでは、術者などの観察者Ｄは、まず、多関節アーム１２を介して、手術用立体顕微鏡画像撮像装置１における撮像装置本体部１１を、術部Ｐに対する位置決めをし、固定する。次いで、アーム２３ａと関節２３ｂとを有する多関節アームを介して、画像表示パネル２２を所望の手術開始位置へ位置決めをし、固定する。そして、この手術開始位置において、図示省略した初期位置設定操作ボタンをＯＮすることにより、初期位置設定操作を行う。
初期位置設定操作ボタンをＯＮすると、観察位置検出装置２５の赤外線光源２５ａから位置検出用の赤外光が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲに向けて出射される。出射された位置検出用の赤外光は、観察者Ｄの眼ＥＲ（ＥＬ）の網膜で反射され、その反射光（眼底反射光）は、赤外線カメラ２５ｂの撮像光学系２５ｂ1を経て受光素子２５ｂ2で撮像される。次いで、瞳検出部が駆動し、赤外線カメラ２５ｂで撮像された左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光の中心点ＰＬ０，ＰＲ０間を結ぶ直線の中心位置Ｙの測定値を初期設定中心位置Ｙ０として設定し、図示しないメモリに記憶する。初期設定終了後、自動又は手動により観察位置検出手段２５による初期設定中心位置Ｙ０からのズレ位置の検出駆動がＯＮの状態に設定される。
【００２５】
手術時には、撮像装置本体部１１を介して術部Ｐの観察が行なわれる。術部Ｐの観察像は、左右一対の撮像素子１１ａＬ，１１ａＲに結像され電気信号に変換された後、カメラコントローラ４５に出力される。次いで、カメラコントローラ４５内の左右一対のＣＣＵ４５Ｌ，４５Ｒが、この電気信号に基づいて左右一対の観察画像を生成する。左右一対のＣＣＣＵ４５Ｌ，４５Ｒを介して生成された画像信号は、手術用立体画像観察装置２の左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒに入力される。そして、左眼用観察画像は左眼用画像投影機２１Ｌ内の画像表示素子、投影光学系を介して、画像表示パネル２２に左眼用投影画像として投影され、右眼用観察画像は右眼用画像投影機２１Ｒ内の画像表示素子、投影光学系を介して、画像表示パネル２２に右眼用投影画像として投影される。画像表示パネル２２上に投影された左眼用投影画像は、画像表示パネル２２内のフレネル凹面鏡（図示省略）を介して観察者Ｄに向かって反射され、射出瞳ＯＰＬの結像位置Ｐ１において結像される。同様に、画像表示パネル２２上に投影された右眼用投影画像は、画像表示パネル２２内のフレネル凹面鏡（図示省略）を介して観察者Ｄに向かって反射され、射出瞳ＯＰＬの結像位置Ｐ１において結像される。このため、結像位置Ｐ１に結像される左右の射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に観察者（術者）Ｄの左右の眼ＥＬ，ＥＲが入った状態において、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒから画像表示パネル２２に投影される左右の視差を持つ画像を左右の眼でそれぞれ別個に観察することで、術部Ｐを立体観察することができる。
【００２６】
このような状態において、観察者（術者）Ｄが手術姿勢や手術位置を変えるなどして画像表示パネル２２に観察位置を変えた場合、観察位置検出装置２５の赤外線光源２５ａから位置検出用の赤外光が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲに向けて出射される。出射された位置検出用の赤外光は、観察者Ｄの眼ＥＲ（ＥＬ）の網膜で反射され、その反射光（眼底反射光）は、赤外線カメラ２５ｂの撮像光学系２５ｂ1を経て受光素子２５ｂ2で撮像される。次いで、瞳検出部（図示省略）が、赤外線カメラ２５ｂで撮像された左右の眼ＥＲ，ＥＬの眼底反射光の中心点ＰＬ１，ＰＲ１間を結ぶ直線の中心位置Ｙの測定値Ｙ１を検出する。さらに、この中心位置Ｙの測定値Ｙ１の初期設定中心位置Ｙ０からの上下、左右方向のズレ量αを検出することで、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置を検出する。
これにより、観察者Ｄが位置を変えても、画像表示パネル２２の表示面に対する観察者Ｄの位置が検出されることになる。
【００２７】
表示位置制御手段（図示省略）は、観察位置検出装置２５の検出結果に基づいて、表示パネル回動支持部２４を介した画像表示パネル２２の上下、左右方向（図３における上下方向回転軸Ｏ２，左右方向回転軸Ｏ１を中心とした回転方向）への回動を制御する。
具体的には、観察位置検出装置２５を介して検出された現在位置での観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲが、画像表示パネル２２を介して結像位置Ｐ１に結像されている、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に入るようにするために、射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの位置を移動させる。そのために、画像表示パネル２２を上下、左右方向に移動させるためのステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1の回動量を駆動パラメータとして算出し、算出した駆動パラメータの回動量に基づき、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1を駆動する。
これにより、画像表示パネル２２が、回動支持アーム２４ａに対して、上下方向回転軸Ｏ２を中心に所定量回動されるとともに、立体画像表示手段支持アーム２３ｃに対して回動支持アーム２４と共に左右方向回転軸Ｏ１を中心に所定量回動され、画像表示パネル２２が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲに対して、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に入るようになる。
【００２８】
従って、第一実施形態の手術用立体画像観察装置では、表示パネル回動支持部２４、観察位置検出装置２５、表示位置制御手段（図示省略）を介して、画像表示パネル２２の向きを観察者Ｄの位置変化に追従して、上下、左右方向に移動させて、画像表示パネル２２に表示される画像を観察する観察者Ｄの相対位置関係を一定に保つことができる。このため、術者などの観察者Ｄが自由に姿勢を変えても常に術部の拡大画像を観察することができる。そして、観察者Ｄが姿勢を変更したときに、画像表示パネル２２の向きを手動で変える面倒な操作や視域（射出瞳の領域）を探す必要がなくなるので、手術中における術者などの観察者Ｄの疲労を軽減することができ、手術全体の作業効率を向上させることができる。
【００２９】
しかも、第一実施形態の手術用立体画像観察装置では、表示パネル回動支持部２４を介して、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る、上下方向の軸Ｏ２、左右方向の軸Ｏ１を中心として画像表示パネル２２を回動可能に支持し、かつ、立体画像表示手段支持部２３と画像表示パネル２２とを連結している。このため、上下方向回転軸部２４ｃ及び左右方向回転軸部２４ｂ内のステッピングモータ２４ｃ11及びステッピングモータ２４ｂを駆動して、画像表示パネル２２を回動しても、回動スペースを最小限にすることができ、画像表示パネル２２の向きを立体画像表示手段支持部２３の多関節アームで変えるような場合に比べて、手術時の作業スペースを邪魔することが殆どない。しかも、画像表示パネル２２の変位量が僅かで済むため、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲへの立体画像観察装置の視域内への位置調整が容易になる。
【００３０】
第二実施形態
図９は本発明の第二実施形態にかかる手術用立体画像観察装置における画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順を示すフローチャート、図１０は図９に示す画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順における一変形例を示すフローチャートである。
なお、第二実施形態の手術用立体画像観察装置の基本的な構成要素は、図１〜図８に示した第一実施形態の手術用立体画像観察装置と同じであり、手術用立体顕微鏡画像撮像装置とともに手術用立体画像顕微鏡システムを構成する。
第二実施形態の手術用立体画像観察装置２では、第一実施形態の手術用立体画像観察装置２における、観察位置検出装置２５の瞳検出部（図示省略）、及び表示位置制御手段（図示省略）による駆動制御に関し、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲに対して、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲを追従させるために回動する画像表示パネル２２の速度や加速度を駆動パラメータとして算出するように構成されている。
【００３１】
具体的には、まず、観察位置検出装置２５の瞳検出部が、第一実施形態と同様に、測定値Ｙ１の初期設定中心位置Ｙ０からの上下、左右方向のズレ量αを検出することで、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置を検出する（ステップＳ１）。次いで、表示位置制御手段（図示省略）が、現在の画像表示パネル２２の回動位置に基づいて投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの位置を算出し、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置しているか否か(立体視が可能な視域内に位置しているか否か)を判定する（ステップＳ２）。観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置している場合、画像表示パネル２２の上下、左右方向への回動速度を低速に、回動加速度を小さく設定する（ステップＳ３）。一方、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置していない場合、画像表示パネル２２の上下、左右方向への回動速度を高速に、回動加速度を大きく設定する（ステップＳ４）。次いで、瞳検出部で検出した観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とから、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とが一致するために必要な画像表示パネル２２の上下、左右方向への駆動量を算出する（ステップＳ５）。次いで、算出した画像表示パネル２２の上下、左右方向への回動速度、回動加速度、回動量の駆動パラメータに基づき、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1を駆動する（ステップＳ６）。
【００３２】
このように構成された第二実施形態の手術用立体観察装置によれば、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置しているか否かによって、画像表示パネル２２を回動する速度、加速度を異ならせるようにしたので、観察者Ｄが煩わしいと感じないような画像表示パネル２２の回動による射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔への追従が可能となる。
具体的には、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内で移動するような小さな動きの場合には、画像表示パネル２２をゆっくり、緩やかに回動することで、煩わしさを感じさせずに観察させることができる。
一方、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲから外れるように変位した場合には、立体視が不可能となるため、画像表示パネル２２を極力早い速度で、すばやく回動することで、立体視が可能となる状態になるまで長く待たせるような煩わしさを感じさせずに観察させることができる。
【００３３】
従って、第二実施形態の立体画像観察装置によれば、立体視可能か否かによって、画像表示パネルの追従速度、加速度が異なるので、立体視可能な状態での画像表示パネル２２の動きが気にならず、煩わしさを感じることなく、観察に集中することができる。
【００３４】
なお、図９の例では、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内にある場合であっても、射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心位置ＯＬ，ＯＲに一致するように画像表示パネル２２を回動するようにしたが、図１０に示すように、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内（即ち、視域内）にある場合には、画像表示パネル２２を回動しないようにしてもよい。
【００３５】
具体的には、まず、観察位置検出装置２５の瞳検出部が、第一実施形態と同様に、測定値Ｙ１の初期設定中心位置Ｙ０からの上下、左右方向のズレ量αを検出することで、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置を検出する（ステップＳ１１）。次いで、表示位置制御手段（図示省略）が、現在の画像表示パネル２２の回動位置に基づいて投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの位置を算出し、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置しているか否か(立体視が可能な視域内に位置しているか否か)を判定する（ステップＳ１２）。観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置していない場合、瞳検出部で検出した観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とから、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とが一致するために必要な画像表示パネル２２の上下、左右方向への駆動量を算出する（ステップＳ１３）。次いで、算出した画像表示パネル２２の上下、左右方向への回動量、及び予め設定された回動速度、回動加速度の駆動パラメータに基づき、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1を駆動する（ステップＳ１４）。一方、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置している場合は画像表示パネル２２を回動するための処理を行わない。
【００３６】
なお、本発明の手術用立体観察装置においては、従来一般の表示パネル立体観察装置と同様、画像表示パネル２２の表示面で回折された１次光を観察するように設計されている。しかるに、画像表示パネル２２の表示面で回折されない０次光が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔に入射すると煩わしい。
そこで、第二実施形態の手術用立体観察装置において、０次光の入射位置が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔に重なる場合には、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒによる投影を停止するようにしてもよい。その場合には、例えば、観察位置検出装置２５の瞳検出部に、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒに対する画像表示パネル２２の向きに応じて０次光の入射位置を算出する機能を加えるとともに、表示位置制御手段（図示省略）に、算出した０次光の入射位置が観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔に重なる場合に画像投影機２１Ｌ，２１Ｒによる投影を停止する機能を加えればよい。
【００３７】
第三実施形態
図１１は本発明の第三実施形態にかかる手術用立体画像観察装置の概略構成図、図１２は図１１に示す画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順を示すフローチャートである。
第三実施形態の手術用立体画像観察装置２’では、画像表示パネルが、レンチキュラー方式の立体液晶画像表示装置２２’として構成されており、第一実施形態及び第二実施形態の手術用立体画像観察装置２のような画像投影機２１Ｌ，２１Ｒを備えていない。
画像表示パネル２２’は、液晶とバックライトとレンチキュラーレンズを有し（図示省略）、バックライトで照明された液晶からの像がレンチキュラーレンズを介して、左眼用画像と右眼用画像とに分離して投影されるように構成されている。また、画像表示パネル２２’は、手術室の床面に固定あるいは移動可能に配置された立体画像表示手段支持台２３’に、表示パネル回動支持部２４を介して連結されている。また、観察位置検出装置２５は、立体画像表示手段支持台２３’における画像表示パネル２２’が連結されている部位の近傍に取り付けられている。
表示パネル回動支持部２４の構成は、第一実施形態及び第二実施形態の手術用立体画像観察装置における表示パネル回動支持部２４と同じである。
【００３８】
第三実施形態の手術用立体画像観察装置２’のような、レンチキュラー方式の液晶立体画像装置では、視域が縦に長い。このため、例えば、画像表示パネル２２’の回動に関し、上下方向には回動速度を低速に、回動加速度を小さく設定し、かつ回動量を抑えるようにし、左右方向には回動速度を高速に、回動加速度を大きく設定し、かつ回動量を大きくとるように、画像表示パネル２２’の回動速度、回動加速度、回動量などの駆動パラメータの値を上下方向と左右方向とで異ならせて設定するように構成されている。
【００３９】
具体的には、図１２に示すように、まず、観察位置検出装置２５の瞳検出部が、第一実施形態と同様に、測定値Ｙ１の初期設定中心位置Ｙ０からの上下、左右方向のズレ量αを検出することで、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置を検出する（ステップＳ２１）。次いで、表示位置制御手段（図示省略）が、現在の画像表示パネル２２’の回動位置に基づいて投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの位置を算出し、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置しているか否か(立体視が可能な視域内に位置しているか否か)を判定する（ステップＳ２２）。観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置している場合、画像表示パネル２２’の上下、左右方向への回動速度を低速に、回動加速度を小さく設定する（ステップＳ２３）。あるいは、画像表示パネル２２’を回動しないようにしてもよい。一方、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔が、算出した画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に位置していない場合、画像表示パネル２２’の左右方向への回動速度を高速に、回動加速度を大きく設定するとともに、上下方向への回動速度を低速に、回動加速度を小さく設定する（ステップＳ２４）。次いで、瞳検出部で検出した観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とから、観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲの瞳孔の位置と画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの中心点ＯＬ，ＯＲの位置とが一致するために必要な画像表示パネル２２’の上下、左右方向への駆動量を算出する（ステップＳ２５）。なお、この場合における画像表示パネル２２’の駆動量を上下方向と左右方向とで異ならせてもよい。次いで、算出した画像表示パネル２２’の上下、左右方向への回動速度、回動加速度、回動量の駆動パラメータに基づき、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1を駆動する（ステップＳ２６）。
その他の構成は、第一実施形態及び第二実施形態の手術用立体画像観察装置２とほぼ同じである。
【００４０】
第三実施形態の手術用立体画像観察装置２’によれば、立体視を可能にするために必要な左右方向への画像表示パネル２２’の追従動作が速く、立体視を可能にするために必要でない上下方向への画像表示パネル２２’の追従動作が緩やかになる。このため、画像表示パネル２２’の立体視を可能にするために必要でない動きを極力抑えることができ、煩わしさを感じさせずに観察させることができる。
なお、第三実施形態の手術用立体画像観察装置２’では、上述のように視域が縦に長いため、上下方向と左右方向とで、画像表示パネル２２’の回動速度、回動加速度、回動量などの駆動パラメータの値を異ならせる構成を採用したが、視域が円形である第一及び第二実施形態の手術用立体画像観察装置２においても、上下方向と左右方向とで、画像表示パネル２２の回動速度、回動加速度、回動量などの駆動パラメータの値を異ならせるように構成してもよい。人間の感覚は左右方向のゆれ（移動）に比べて上下方向のゆれ（移動）に対して敏感に違和感を感じるため、この違和感を緩和できる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、第一及び第二実施形態の手術用立体観察装置２における画像表示パネル２２として、フレネルレンズと拡散板を有して構成された透過型の表示パネルを用いてもよい（図示省略）。
また、第一実施形態〜第三実施形態の手術用立体観察装置では、表示パネル回動支持部２４を介して画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’を回動するようにしたが、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’の表示面の中心Ｓを通る軸Ｏ１，Ｏ２を中心として、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’を上下、左右方向に回動可能に支持することができれば、例えばユニバーサルジョイントを用いて回動支持手段を構成してもよい。
あるいは、第一実施形態〜第三実施形態の手術用立体観察装置では、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’の表示面の中心Ｓを通る左右方向又は上下方向の軸Ｏ２，Ｏ１を中心として、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’を上下又は左右に回動可能に支持するように表示パネル回動支持部２４を構成したが、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’の表示面の中心Ｓを通る、表示面に対して垂直方向の軸を中心として、画像表示パネル２２又は画像表示パネル２２’を２次元方向に回動可能に支持する機能を加えて構成してもよい。
以上の実施形態においては画像表示パネルの表示面の向きを回動によって変えることで視域を変更した。一方、表示面の向きを変えずに視域を変更可能な立体表示装置においても、前記駆動パラメータを用いた眼の追従制御を行うことによって、常に立体観察が可能になるとともに、追従によって煩わしさが生じない。
【００４２】
第四実施形態
図１３は本発明の第四実施形態にかかる手術用立体観察装置における表示パネル回動支持部の構成を示す説明図であり、(a)は背面図、(b)は側面図、(c)は(b)の部分説明図である。
【００４３】
第四実施形態の手術用立体観察装置では、表示パネル回動支持部２４は、回動支持アーム２４ａと、左右方向回転軸部２４ｂと、上下方向回転軸部２４ｃに加えて、第二回動支持アーム２４ｄと、２次元方向回転軸部２４ｅを有している。
回動支持アーム２４ａは、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る２次元方向回転軸Ｏ３を中心として、画像表示パネル２２が回転できる間隔をあけて略コの字形状に屈曲形成されている。
左右方向回転軸部２４ｂは、ステッピングモータ２４ｂ1とステッピングモータ２４ｂ１に接続する回転軸２４ｂ2とで構成されており、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る左右方向回転軸Ｏ１上において、回動支持アーム２４ａの中間部２４ａ1と立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部とを、回動可能に連結している。そして、左右方向回転軸部２４ｂは、ステッピングモータ２４ｂ1の駆動により、立体画像表示手段支持アーム２３ｃの他端部に対して回動支持アーム２４ａを回動する機能を備えている。
上下方向回転軸部２４ｃは、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｃ11に接続する回転軸２４ｃ12と、回転軸２４ｃ2とで構成されており、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る上下方向回転軸Ｏ２上において、回動支持アーム２４ａの両端部２４ａ2，２４ａ3と、第二回動支持アーム２４ｄの両端部２４ｄ2，２４ｄ3を回動可能に連結している。そして、上下方向回転軸部２４ｃは、ステッピングモータ２４ｃ11の駆動により、回動支持アーム２４ａに対して第二回動支持アーム２４ｄを回動する機能を備えている。
【００４４】
第二回動支持アーム２４ａは、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る２次元方向回転軸Ｏ３を中心として、画像表示パネル２２が回動できる間隔をあけて略コの字形状に屈曲形成されている。
２次元方向回転軸部２４ｅは、ステッピングモータ２４ｅ1とステッピングモータ２４ｅ１に接続する回転軸２４ｅ2とで構成されており、画像表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る２次元方向回転軸Ｏ３上において、第２回動支持アーム２４ｄの中間部２４ｄ1と画像表示パネル２２を回動可能に連結している。そして、２次元方向回転軸部２４ｅは、ステッピングモータ２４ｅ1の駆動により、第２回動支持アーム２４ｅに対して画像表示パネル２２を回動する機能を備えている。
このように、表示パネル回動支持部２４は、表示パネル２２の表示面の中心Ｓを通る左右方向回転軸Ｏ１、上下方向回転軸Ｏ２、２次元方向回転軸Ｏ３を中心として、表示パネル２２を上下、左右及び２次元方向に回動することができるように支持している。
【００４５】
そして、第一実施形態の手術用立体画像観察装置における表示位置制御手段（図示省略）に相当する表示位置制御手段（図示省略）が、観察位置検出装置２５の検出結果に基づいて、表示パネル回動支持部２４を介した画像表示パネル２２の上下、左右及び２次元方向（図１３における上下方向回転軸Ｏ２，左右方向回転軸Ｏ１，２次元方向回転軸Ｏ３を中心とした回転方向）への回動を制御するように構成されている。
その場合、観察位置検出装置２５を介して検出された現在位置での観察者Ｄの眼ＥＬ，ＥＲが、画像表示パネル２２を介して結像位置Ｐ１に結像されている、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの領域内に入るようにするために、射出瞳ＯＰＬ，ＯＰＲの位置を移動させるために、画像表示パネル２２を上下、左右及び２次元方向に移動させるためのステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1と、ステッピングモータ２４ｅ1の回動量を駆動パラメータとして算出し、算出した駆動パラメータの回動量に基づいて、ステッピングモータ２４ｃ11と、ステッピングモータ２４ｂ1と、ステッピングモータ２４ｅ1を駆動するように構成されている。
その他の構成は、第一実施形態の手術用立体画像観察装置とほぼ同じである。
【００４６】
第四実施形態の手術用立体画像観察装置によれば、表示パネル回動支持部２４を介して、画像表示パネル２２の向きを観察者Ｄの位置変化に追従して、上下、左右方向に加えて２次元方向に移動させることができる。このため、術者などの観察者Ｄの姿勢を変えて立体観察できる自由度がより増加し、手術中における術者などの観察者Ｄの疲労をより軽減することができ、手術全体の作業効率をより向上させることができる。
【００４７】
以上、説明したように、本発明の手術用立体観察装置は、特許請求の範囲に記載した発明の他に、次のような特徴を備えている。
（１）術部の観察画像を立体的に表示する所定の視域を有した立体画像表示手段と、前記立体画像表示手段を支持する支持部材と、前記支持部材と前記立体画像表示手段の表示面とを連結し、且つ、該立体画像表示手段の略表示面の中心を通る軸を中心として、少なくとも上下又、左右又は２次元方向に該立体画像表示手段の表示面を回動可能に支持する回動支持手段と、前記立体画像表示手段の表示面に対する観察者の眼の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記回動支持手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の回動を制御する、表示位置制御手段と、を有することを特徴とする手術用立体画像観察装置。
【００４８】
（２）前記位置検出手段が、観察者の眼の位置を検出し、前記表示位置制御手段が、前記位置検出手段で検出した観察者の眼の位置と、前記立体画像表示手段の表示面の回動位置に基づいて算出された所定の視域との相対的な位置関係に応じて、前記回動支持手段を介して前記立体画像表示手段の表示面を回動する駆動パラメータを算出し、該駆動パラメータに基づいて前記回動支持手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の回動を制御することを特徴とする上記（２）に記載の手術用立体画像観察装置。
【００４９】
（３）前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記回動支持手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の上下、左右、又は２次元方向への回動のための、回動速度、加速度の少なくともいずれかを前記駆動パラメータの一つとして設定することを特徴とする上記（３）に記載の手術用立体画像観察装置。
【００５０】
（４）前記表示位置制御手段が、観察者の眼の位置が前記立体画像表示手段による立体視が可能な所定の視域内にあるか否かに応じて、前記回動支持手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の上下、左右又は２次元方向への回動の要否を前記駆動パラメータの一つとして設定することを特徴とする上記（３）又は（４）に記載の手術用立体画像観察装置。
【００５１】
（５）前記表示位置制御手段が、前記回動支持手段を介した前記立体画像表示手段の表示面の上下の回動と、左右への回動と、２次元方向への回動とで、各々別個の回動量を前記駆動パラメータとして設定することを特徴とする上記（３）又は（４）のいずれかに記載の手術用立体画像観察装置。
【００５２】
（６）前記立体画像表示手段が、第１及び第２の画像を形成可能な投影光を照射する投影光照射手段と、前記投影光照射手段に対して所定の位置に設けられ、観察者の眼の位置に前記投影光をレンズ作用を付して反射又は透過する表示手段を有することを特徴とする請求項１〜５、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の手術用立体画像観察装置。
【００５３】
（７）前記駆動パラメータにおける速度は、視域内における（回動）速度は視域外における速度よりも低速であることを特徴とする請求項３又は上記（３）に記載の手術用立体画像観察装置。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の手術用立体画像観察装置は、特に脳神経外科、眼科、整形外科等で使用される術部の拡大観察画像を表示する画像観察装置を使用する技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる手術用立体画像観察装置を用いた手術用立体画像顕微鏡システムの要部概略構成図である。
【図２】図１の手術用立体画像顕微鏡システムにおける撮像装置本体部と画像投影機との関係を示す原理説明図である。
【図３】図１の手術用立体画像顕微鏡システムにおける手術用立体画像観察装置の拡大図である。
【図４】図１の手術用立体画像観察装置における画像表示装置を介して結像される観察用の射出瞳を説明するための説明図である。
【図５】図１の手術用立体画像観察装置における画像表示装置を介して結像される観察用の射出瞳を示す平面図である。
【図６】図１の手術用立体画像観察装置における表示パネル回動支持部を示す説明図である。
【図７】図１の手術用立体画像観察装置の赤外線カメラによって撮像される眼底反射光の撮像状態を説明するための説明図である。
【図８】図１の手術用立体画像観察装置の瞳検出部による瞳検出の動作を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第二実施形態にかかる手術用立体画像観察装置における画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順における一変形例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第三実施形態にかかる手術用立体画像観察装置の概略構成図である。
【図１２】図１１に示す画像表示パネルの表示面の回動制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第四実施形態にかかる手術用立体観察装置における表示パネル回動支持部の構成を示す説明図であり、(a)は背面図、(b)は側面図、(c)は(b)の部分説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１            手術用立体顕微鏡画像撮像装置
２，２’      手術用立体画像観察装置
１１          撮像装置本体部
１１ａＬ，１１ａＲ      撮像素子
１２          支持手段（多関節アーム）
１２ａ        アーム
１２ｂ        関節
２１Ｌ，２１Ｒ          画像投影機
２２          画像表示パネル
２２’        画像表示パネル（レンチキュラー方式の立体液晶画像表示装置）
２３          立体画像表示手段支持部
２３’        立体画像表示手段支持台
２３ａ        アーム
２３ｂ        関節
２３ｃ        立体画像表示手段支持アーム
２４          表示パネル回動支持部
２４ａ        回動支持アーム
２４ａ1       中間部
２４ａ2，２４ａ3          両端部
２４ｂ        左右方向回転軸部
２４ｂ1       ステッピングモータ
２４ｂ2       回転軸
２４ｃ       上下方向回転軸部
２４ｃ11      ステッピングモータ
２４ｃ12，２４ｃ2        回転軸
２４ｄ        第二回動支持アーム
２４ｄ1       中間部
２４ｄ2，２４ｄ3          両端部
２４ｅ        ２次元方向回転軸部
２４ｅ1       ステッピングモータ
２４ｅ2       回転軸
２５          観察位置検出装置
２５ａ        赤外線光源
２５ｂ        赤外線カメラ
２５ｂ1       撮像光学系
２５ｂ2       受光素子
４５          カメラコントローラ
４５Ｌ，４５Ｒ          ＣＣＵ（カメラコントロールユニット）
Ｏ１          左右方向回転軸
Ｏ２          上下方向回転軸
Ｏ３          ２次元方向回転軸
【図１】
2006346106.tif 000003
【図２】
2006346106.tif 000004
【図３】
2006346106.tif 000005
【図４】
2006346106.tif 000006
【図５】
2006346106.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006346106.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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