(57)【要約】【課題】後の文書化を確実に行えるような手術用顕微鏡又は内視鏡を提供するため、光学観測装置を改良する。【解決手段】本発明により、観測対象物の画像を生成する光学系と、画像を記録して画像を表す画像信号を生成するビデオ装置（７）とを含む光学観測装置を提供する。本装置の特徴は、ビデオ装置（７）が、画像信号を一時的に保存する第一メモリ（７１）と、第一メモリ（７１）とデータ通信（７７）する第二メモリ（７３）と、両方のメモリ（７１，７３）と制御された通信状態（７６Ａ，７６Ｂ）にあって第一メモリの保存処理と第一メモリから第二メモリへのデータ転送を制御する制御装置（７５）とを含むことである。制御装置（７５）は、第一メモリ（７１）に保存されて所定の期間第一メモリに保存されたデータが上書きされ、トリガー信号に応じて第一メモリ（７１）の内容が第二メモリ（７３）へ転送されるように、保存処理とデータ転送を制御することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測された物体（１）の画像を生成する光学系（２）と、画像を記録して該画像に相当する画像信号を生成するビデオ装置（７）とを備えた光学観測装置であって、
該ビデオ装置（７）が、画像信号を一時的に保存する第一メモリ（７１）と、第一メモリ（７１）とデータ通信（７７）する第二メモリ（７３）と、両方のメモリ（７１、７３）と制御された通信状態（７６Ｂ、７６Ｃ）にあって保存処理、及び第一メモリから第二メモリへのデータ転送を制御する制御装置（７５）とを備え、該制御装置は、第一メモリ（７１）に保存されて一定の期間が経過したデータが上書きされ、且つトリガー信号に応じて第一メモリ（７１）の内容が第二メモリ（７３）へ転送されるように、保存処理とデータ転送を制御するように構成されていることを特徴とする、光学観測装置。
【請求項２】
第一メモリと第二メモリのデータ通信（７７）は高速データ転送に対応していることを特徴とする、請求項１に記載の光学観測装置。
【請求項３】
第二メモリ（７３）の記憶容量は第一メモリ（７１）の記憶容量の少なくとも２倍であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光学観測装置。
【請求項４】
第二メモリ（７３）が交換可能であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学観測装置。
【請求項５】
第一メモリ（７１）及び第二メモリ（７３）の両方とデータ通信（８１、８２）し、制御装置（７５）と信号通信（８３）する第三メモリ（８０）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の光学観測装置。
【請求項６】
光学系（２ａ、２ｂ）が立体光学系であること、該光学系（２ａ、２ｂ）によって生成された画像が２つの立体部分画像を含むこと、及びビデオ装置が２つの第一メモリと２つの第二メモリを備え、それぞれ１つの第一メモリと第二メモリが１つの立体部分画像に対応することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学観測装置。
【請求項７】
各立体部分画像の光学系がそれぞれの観測チャネル（２０ａ、２０ｂ）を含むことと、各観測チャネル（２０ａ、２０ｂ）には１つの第一メモリと１つの第二メモリが関連していることを特徴とする、請求項６に記載の光学観測装置。
【請求項８】
ビデオ装置（７）が静止カメラを含むことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光学観測装置。
【請求項９】
手術用顕微鏡又は内視鏡の形態であることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光学観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学観測装置、特にビデオ装置を備えた手術用顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕微鏡、望遠鏡又は内視鏡等の光学観測装置は、対象物が小さい、遠くにある、又は近づきにくい場合の観察に使用される。このような装置では、対象物は光学系により再現される場合が多く、そのようなシステムの最も単純なものが、中間画面と呼ばれる画面上の、中間画像という形態の対物レンズである。この中間画像は接眼レンズにより拡大して見ることができる。
【０００３】
しかしながら、中間画像の電子的分析が必要とされる場合がある。また、多くの場合、中間画像は一人の観察者だけでなく複数の観察者が同時に見ることができるものであることが好ましい。複数の観察者が同時に中間画像を見ることができるようにするために、中間画像をカメラによりアナログ又はディジタル形式で記録し、該記録した中間画像を一又は複数のモニタに表示することができる。さらに、特にディジタルカメラにより中間画像を記録することで、中間画像の電子的分析が可能になる。ビデオカメラと組み合わされ、ビデオカメラのイメージセンサで中間画像を記録する顕微鏡が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
ビデオ装置を備えた光学測定装置を使用する一方で、多くのユーザが書類作成のために観察状況の画像を記録することを望んでいる。しかしながら、一観察状況は短い時間の間に生じ、その時間が過ぎてしまうと再構築ができない。例えば、通常外科医は手術中に科学的な目的のために画像を保存する。しかしこの場合、外科医が手術を進めるのに忙しすぎて発生した状況を即座に記録することができず、該状況の記録が不完全であるか、又は全く記録されないことがよくある。また、後で録画しようとしても、該状況を望むように再構築することは不可能であることが多い。従って、従来技術による光学観測装置を使用してそのような状況を完全に文書化することはできない。
【特許文献１】特開平９−１０２８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明の目的は、特に手術用顕微鏡又は内視鏡となることができ、ユーザによる観測状況の文書化を簡素化するように改良した光学観測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、請求項１に記載の光学観測装置により達成される。本発明による光学観測装置の構成をさらに従属項に規定する。
【０００７】
本発明による光学観測装置は、観測された物体の画像を生成する光学系と、画像を録画して該画像に相当する画像信号を生成するビデオ装置とを含む。本装置は、ビデオ装置が画像信号を一時的に保存する第一メモリ、第一メモリとデータ通信する第二メモリ、及び両方のメモリと制御された通信状態にあって、第一メモリの保存処理及び第一メモリから第二メモリへのデータ転送を制御する制御装置を含むことを特徴とする。制御装置は、第一メモリに保存されて所定の期間が経過したデータを上書きし、トリガー信号に応じて第一メモリの内容を第二メモリへ転送するように、保存処理とデータ転送を制御する。好適には第一メモリの内容全てが第二メモリへ転送されるが、特に比較的大きい第一メモリを使用する場合は、メモリの内容の一部のみを第二メモリへ転送し、転送データの量を減らすこともできる。画像信号の記録に適したあらゆる保存媒体を第一メモリ又は第二メモリとして使用することができる。加えて、２つのメモリは物理的に分離したメモリである必要はなく、論理的に第一メモリと第二メモリ（第一メモリの領域と第二メモリの領域）とに分割した物理的に共通のメモリとすることもできる。
【０００８】
本発明の光学観測装置の構成により、観測される物体をユーザの補助無しで連続的に記録し、第一メモリの中間記憶装置に入れることが可能になる。第一メモリに既に所定の期間に亘って保存されているデータ、例えば第一メモリの最も古い記録は、この場合それぞれ新データ、例えば新しい記録により上書きされる。例えば、手術中に執刀する外科医が記録したいと思う状況が発生した場合、第一メモリの好ましくは全内容を第二メモリに転送することにより、第一メモリに保存された手術の全期間に亘る状況の記録を確実に保存することができる。画像が第一メモリの中間記憶装置に例えば５分間置かれる場合、状況の記録である第一画像は、録画されてから５分後に消去される。従って、光学観測装置のユーザは第二メモリへの転送を行うまで５分間の余裕を持つことになる。特に、その状況が既に終わってしまった場合でも、そのようにして短時間にのみ起こる状況を確実に記録することができる。
【０００９】
第一メモリから第二メモリへのデータ転送をできる限り高速で行うことを確実にするため、第一メモリと第二メモリの間のデータ通信が高速データ転送に対応していると有利である。また、第二メモリの容量が第一メモリの容量の少なくとも２倍であると、第一メモリからの複数回の転送を保存できるので有利である。また第二メモリが一杯になるまでの時間が延びるので、光学観測装置を中断無しで使用できる、つまり、第一メモリの中間記憶装置内の記録を第二メモリに転送することができる時間が長くなる。
【００１０】
光学観測装置の稼動可能時間は、第二メモリを固定設置型メモリの代わりに交換可能なメモリにすることで更に延ばすことができる。第二メモリは一杯になった時点ですぐ取り替える。第二メモリの交換に比較的短い時間が掛かった後、光学観測装置は通常動作を続けることができる。しかしながら、第二メモリの交換中は、第一メモリの内容を第二メモリへ転送することはできない。交換中のデータ転送をも可能にするために、少なくとも第一メモリの容量に匹敵する容量の、さらなる中間メモリとなる第三メモリを設置することができる。メモリ交換作業中に、ある状況の記録を第一メモリから第二メモリへ転送する場合、制御装置は最初に第三メモリで中間記憶を行う。新規第二メモリが制御装置に取り付けられるとすぐに、制御装置は第三メモリの内容を第二メモリへ転送する。
【００１１】
光学観測装置の光学系は立体光学系とすることができる。この場合、光学系によって生成された画像は２つの立体部分画像を含んでおり、ビデオ装置は第一メモリと第二メモリを２つずつ備え、それぞれ１つのメモリが１つの立体部分画像に対応している。特に、各立体部分画像の光学系はそれぞれ独自の観測チャネルを含むことができ、各観測チャネルにはそれぞれ１つの第１メモリと第２メモリが関連している。
【００１２】
ビデオ装置は、画像供給源として、ビデオ周波数に画像を記録するビデオカメラと、個々の画像を１０Ｈｚ未満の周波数で記録する特に高解像度の静止カメラの両方を含むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の特定の構成では、本光学観測装置は手術用顕微鏡であり、別の実施形態では内視鏡である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の別の特徴及び長所を、添付図面を参照し、具体的な実施形態を用いて以下にさらに説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第一の実施例として、手術用顕微鏡の概略図を図１に示す。図は、手術用顕微鏡の光軸ＯＡに沿った部分を表している。図には、画像を生成しようとする物体１、色消し対物レンズ３を備える光学系２、及び他のレンズ６（詳細は省く）、並びに中間画面４の光学系２により生成された物体１の中間画像５が示されている。
【００１６】
手術用顕微鏡はさらにアクティブカメラの表面１１を備えるビデオ装置７を含む。アクティブカメラ表面１１は、ビデオ装置７のセンサ表面に中間画像５を生成するカメラの対物レンズ、例えばＣＣＤチップか、又はセンサ表面自体とすることができる。センサ表面とする場合、中間画像５はセンサ表面に直接記録される。
【実施例２】
【００１７】
ビデオ装置７を図２の簡単なブロック図に示す。簡素化のため、本発明の理解に不要な要素は省略した。ビデオ装置７は第一メモリ７１と第二メモリ７３を含む。２つのメモリ７１、７３は、好ましくは高速で第一メモリ７１から第二メモリ７３へデータを転送するデータライン７７により相互に接続されている。第一メモリ７１はさらに、別のデータライン７８によりビデオ装置７のセンサ表面７９に接続されている。データライン７８は画像信号をセンサ表面７９から第一メモリへ転送する。ビデオ装置７は、制御ライン７６Ａ、７６Ｂ及び７６Ｃによりセンサ表面７９、第一メモリ７１及び第二メモリ７３に接続する制御装置７５をさらに含む。
【００１８】
第一メモリ７１は、センサ表面７９により記録された画像を、例えば３０秒から１０分、好適には２から５分の間でできれば調節可能な、所定の期間保存する短期メモリである。この場合、第一メモリ７１は、該所定期間に記録された全画像を保存できる大きさである。反対に、第二メモリ７３は、保存した画像が新規画像によって自動的に上書きされることのない長期メモリである。好適には、第二メモリ７３は、一杯になったとき、即ち保存スペースが無くなったときに新しい第二メモリ７３を取り付けることができるように、交換可能である。例えばフロッピーディスク（登録商標）、テープ又はスマートメディアカードなど、交換可能な一般的保存媒体を第二メモリ７３として使用することができる。また、第二メモリ７３は第一メモリ７１の内容の数倍の量を保存できる大きさであるとさらに好ましい。
【００１９】
光学観察装置の動作中、ビデオ装置は、制御ライン７８により、センサ表面７９により記録された画像が連続的に第一メモリ７１に転送されるように制御される。この場合、第一メモリ７１に保存された最も古い画像データはその都度新規に記録された画像データによって上書きされる。ここで、トリガーボタン又はその他適切なトリガー要素（図示せず）により、ユーザは制御装置７５から制御ライン７６Ｂ及び７６Ｃにより第一及び第二メモリ７１，７３へ制御信号を出力し、それにより第一メモリ７１の全内容を第二メモリ７３に転送することができる。
【００２０】
第１メモリ７１の内容の一部のみが第二メモリ７３へ転送されるようにビデオ装置が設計されている場合、その構成には、トリガーボタンの作動に応じて第二メモリ７３に転送されるメモリの内容の一部を設定又は選択する装置が含まれている。第一メモリ７１に保存されている時間が十分に長くなると、すなわち、画像データが記録され、それが第一メモリ７１に保存された後、それが時間の経過に伴って第一メモリ７１から削除される前に、メモリ内容の該当部分が転送される部分として選択される。反対に、その後選択の時間が残らないように画像データが第一メモリ７１に比較的短期間しか保存されずに削除される場合、光学観測装置の使用開始前に予め設定した値に基づいて自動的に選択が行われることが好ましい。
【００２１】
光学観測装置の使用終了後、又は第二メモリ７３の取り外し後、第二メモリ７３に保存された画像を別の保存媒体、例えば磁気テープ、ＣＤ又はＤＶＤに保管するために転送することができる。次回の使用の前に第二メモリ７３の内容は削除される。適切な制御ルーチンにより、光学観測装置の動作中に第二メモリ７３の内容を読み出すこともできるので、第二メモリ７３の変更を反映させる必要はない。
【００２２】
メモリが２つあることにより、引き続き状況を画像又は画像シーケンスの形態で保存することが可能である。例えば、本発明の装置を使用する外科医は、画像又は画像シーケンスを保存したいと思ったら、第一メモリの内容を第二メモリに転送開始する。さらに、そのような転送は、状況が発生した後、及び可能であればその状況が過ぎ去った後でも、開始することができる。これは、外科医が特別な操作をしなくても状況の一又は複数の画像が所定の期間短期メモリに保存され、長期メモリに転送可能な状態になっている限り可能である。従って、外科医は、まず（外科的手術の手順などの）重要度の高い他の作業を終了させてから長期メモリへの転送を開始する余裕を持つことができる。
【実施例３】
【００２３】
交換可能な第二メモリを備えるビデオ装置の特定の構成を図３に示す。図示された実施例は、第一メモリ７１と第二メモリ７３に加えて第三メモリ８０を有する点のみが図２の実施例と異なっている。第三メモリ８０は、データライン８１及び８２により第一メモリ及び第二メモリの両方と接続しており、少なくとも第一メモリ７１の保存容量に匹敵する保存容量を有する。さらに、該第三メモリは制御ライン８３により制御装置７５に接続している。これ以外の構成は図２と同じである。
【００２４】
本光学観測装置の通常の記録モードでは、第三メモリ８０はまったく機能しない。トリガー信号に応答し、データライン７７により第一メモリ７１の画像データが直接第二メモリ７３に書き込まれる。第二メモリ７３の交換中、すなわち第一メモリから転送されたデータを保存する第二メモリ７３が無いときにトリガーボタンが押された場合は状況が変化する。この場合、制御ライン７６Ｂ及び８３により、制御装置７５は第一メモリ７１と第三メモリ８０に制御信号を送ることにより、第一メモリ７１の内容を第二メモリ７３の代わりに、データライン８１により第三メモリ８０に転送する。保存のための十分な空き容量を有する第二メモリ７３が再びビデオ装置７に取り付けられると、直ちに制御装置７５が第二メモリ７３と第三メモリ８０に制御信号を送り、該制御信号により、第一メモリ７１から第三メモリ８０に転送されていた画像データが第二メモリ７３に送られるようになる。
【実施例４】
【００２５】
図４は、本発明による光学観測装置のさらに別の実施例を示す。本実施例は本発明によるビデオ装置が使用される手術用立体顕微鏡である。異なる角度から見た物体１を表す２つの部分画像が立体顕微鏡に生成されている。
【００２６】
図４は、図１と同様に、手術用顕微鏡の光軸に沿う部分を示す。本手術用立体顕微鏡は、それぞれが色消し対物レンズ３ａ又は３ｂと他のレンズ６ａ又は６ｂ（詳細は省く）とを備える光学系２ａ又は２ｂを含む、２つの観測チャネル２０ａ及び２０ｂを含む。物体１の画像は、光学系２ａ及び２ｂにより中間画面４に生成される。２つの観測チャネル２０ａと２０ｂは、上流で共通の色消し対物レンズ１９に接続している。
【００２７】
立体部分画像の記録のため、各観測チャネル２０ａ、２０ｂはそれぞれのビデオ装置７ａ、７ｂを含み、２つのビデオ装置は同期に制御される。使用するビデオ装置７ａ、７ｂは、図２及び３で記載したビデオ装置でよい。或いは、両方の観測チャネル２０ａ、２０ｂに共通のビデオ装置を使用することもできる。加えて、手術用立体顕微鏡が１つの観測チャネルを有するように設計し、該観測チャネルにより時間的に１つ置きに立体部分画像を生成するようにすることもできる。当然であるが、この場合、ビデオ装置は１つでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による光学観測装置の第一の実施形態を示す。（実施例１）
【図２】ビデオ装置の第一の実施形態を示す。（実施例２）
【図３】ビデオ装置の第二の実施形態を示す。（実施例３）
【図４】本発明による光学観測装置の第二の実施形態を示す。（実施例４）
【符号の説明】
【００２９】
１    物体、対象物
２、２ａ、２ｂ    光学系
３、１９    色消し対物レンズ
４    中間画面
５    中間画像
６    他のレンズ
７    ビデオ装置
１１    アクティブカメラ表面
２０ａ、２０ｂ    観測チャネル
７１    第一メモリ
７３    第二メモリ
７５    制御装置
７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃ、８３    制御ライン
７７、７８、８１、８２    データライン
７９    センサ表面
８０    第三メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004201287.tif 000005
【図４】
2004201287.tif 000006