(57)【要約】【解決手段】物体（３）がイメージとして映し出され、イメージ処理後にイメージがヘッドマウント式器具（１０）において該器具の使用者の眼の前方に各眼の視野のうちの限定された場所に表示される。ディスプレイ（１０）は、各眼の視野の限定された部分に各眼の前方に位置決めされるよう形成されていてイメージを表示するための二つのディスプレイモジュール（１３、１４）から構成されている。各ディスプレイモジュールは別個のイメージを表示するよう配置されていて、少なくとも使用者の下方および側方の周囲の視野を自由にするよう形成されている。二つの異なるイメージが前記使用者に表示されるのが有利であり、各イメージが各眼の前方に配置されており、それにより、前記使用者が、該使用者の視野の一部において該使用者の眼の前方の所定の距離にある奥行きを知覚することにより立体視イメージを認識できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体（３）がイメージとして映し出され、イメージ処理後にイメージがヘッドマウント式器具（１０）において該器具の使用者の眼の前方に表示されるようにしたイメージディスプレイ方法において、
イメージが使用者の眼のそれぞれの前方において各眼の視野のうちの限定された場所に表示され、それにより、前記使用者は少なくとも前記イメージの下方および側方において該使用者の周囲を認識することができるイメージディスプレイ方法。
【請求項２】
二つの異なるイメージが前記使用者に表示され、各イメージが各眼の前方に配置されており、それにより、前記使用者が、該使用者の視野の一部において該使用者の眼の前方の所定の距離にある奥行きを知覚することにより立体視イメージを認識できる請求項１に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項３】
認識されたイメージが使用者の通常の腕の長さおよび作業距離の範囲内であって使用者の眼から約０．２ｍから１．２ｍの距離に在ると認識されるように、イメージのそれぞれが表示される請求項２に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項４】
見るときに使用者が水平面に対してわずかに下方、適切には水平面に対して約２°から１２°の角度をなして凝視するように、前記イメージが表示される請求項１から３のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項５】
眼のそれぞれに対して少なくとも約１５°の視野角（β）の円形領域内に各イメージが表示される請求項１から４のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項６】
各イメージが色付きで表示される請求項１から５のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項７】
各イメージが電子的手段により表示される請求項１から６のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項８】
各イメージが使用者の眼に個々に適合した位置に表示される請求項１から７のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項９】
各イメージがダークフレーム内に表示されて、イメージを周囲から明確に区別する請求項１から８のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ方法。
【請求項１０】
イメージング装置（４）に接続されたイメージ処理装置（５）と、該イメージ処理装置に接続されたイメージビュー装置（６）とを備えており、イメージビュー装置は、使用者の眼の前方にイメージとして映し出された物体のイメージを表示するために使用者の頭部に着用されるようになっているディスプレイ（１０）を組み入れているイメージディスプレイ装置において、
前記ディスプレイ（１０）は、各眼の視野の限定された部分内において各眼の前方に位置決めされるよう形成された二つのディスプレイモジュール（１３、１４）から構成されており、各ディスプレイモジュールは前記使用者の視野の前記部分内にイメージを表示するよう配置されており、各ディスプレイモジュールは少なくとも前記使用者の下方および側方における周囲に向かって視野を自由にしているイメージディスプレイ装置。
【請求項１１】
二つの異なるイメージが前記使用者に表示され、各イメージが各眼の前方に配置されており、それにより、前記使用者が、該使用者の視野の一部において該使用者の眼の前方の所定の距離にある奥行きを知覚することにより立体視イメージを認識できる請求項１０に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１２】
各ディスプレイモジュールは各眼に対して最大で約５０°、適切には約３０°の視野角をなしている請求項１０または１１に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記二つのディスプレイモジュール（１３、１４）はディスプレイユニット（１１）内に一緒に組み込まれており、このディスプレイユニット（１１）は前記使用者の頭部にフィットするように整形されたホルダ（１２）に取り付けられるよう形成されており、前記ディスプレイユニットと前記ホルダとが一緒に前記ディスプレイを形成している請求項１０から１２に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記ホルダ（１２）は、有利には前記使用者に対して光学的に適合されうる前記使用者のための一対の保護メガネとして形成されており、前記ディスプレイモジュール（１３、１４）はこれら保護メガネの外側に位置決めされるよう配置されている請求項１３に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記イメージビュー装置（６）がさらに、前記ディスプレイ（１０）と該ディスプレイに接続されたドライバユニット（９）とを含んでおり、前記ドライバユニット（９）は前記ディスプレイ（１０）とは別個に前記使用者により着用されるよう形成されている請求項１０から１４のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記二つのディスプレイモジュール（１３、１４）の両方は、少なくとも使用者の眼幅において適した個々の位置設定のために調節可能である請求項１０から１５のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１７】
各ディスプレイモジュール（１３、１４）は見るために形成されたプリズム（１８）と、前記プリズムの上方側部に配置されたイメージスクリーン（１９）とを含んでおり、このイメージスクリーン（１９）は光源（２０）によって背面から照射されるように配置されており、それにより、前記プリズムを通じて前記イメージスクリーンを見ることができる請求項１０から１６のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１８】
各ディスプレイモジュール（１３、１４）には前記イメージスクリーン（１９）を制御するための電子回路（２１）が設けられており、この電子回路は好ましくは前記光源（２０）の上方に位置決めされている請求項１７に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記見る人に対面する前記プリズムの側部は凹状であって好ましくは使用者の眼の形状に対応するよう湾曲している請求項１７に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記ディスプレイモジュール（１３、１４）は、見る人が水平面に対してわずかに下方に凝視できるように見る人の眼に対して位置決めされている請求項１０から１９のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項２１】
前記一対のディスプレイモジュール（１３、１４）が所定の仕事の形式のために形成されており、これらディスプレイモジュール（１３、１４）が異なる仕事および視野要求のために変更できる請求項１０から２０のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【請求項２２】
前記イメージを周囲から明確に区別するために、前記ディスプレイモジュール（１３、１４）の両方が前記イメージをダークフレーム内に表示するよう配置されている請求項１０から２１のいずれか一項に記載のイメージディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前半部分に記載のイメージディスプレイ方法、および請求項１０の前半部分に記載のイメージディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の外科手術においては、外科医は外科医の眼により手術部位を直接的に見ており、それゆえ、外科医の通常の立体的視野により複数の動作を正確に行うことができる。しかしながら、外部の小型切開部のみを通じて人体内での手術を行う場合には非観血的手術技術を用いることが急速に普及しつつある。これにより、外科医は手術部位を良好に見ることが困難となる。この問題を解決するために、内視鏡を手術部位に挿入して、外科医が見ることのできるディスプレイスクリーン上に内視鏡によりイメージを表示する技術が利用されている。しかしながら、この形式のイメージ処理は、奥行についてのあらゆる情報を与えることができず、さらに、イメージが手術部位から移動されるという欠点を含んでおり、それにより、外科医は要求される正確さで作業を行うことが困難となっている。
【０００３】
イメージを所定の距離だけ離すか、モニタを見るのに使用される特別な３Ｄメガネを用いてイメージの奥行を認識させるために所定の距離をおいたモニタ上にイメージを表示する立体視イメージ技術を達成する試みがなされている。しかしながら、この形式の解決法は外科医にとっては使用が困難でかつ特に長時間にわたる手術時においては外科医を疲労させるものであることが分かっている。
【０００４】
外科医にさらに快適な作業場所を与えると共に外科医の頭部を手術時間全体にわたって作業部位に向けさせられるようにするために、ヘッドマウント式イメージディスプレイ装置を使用する試みもなされている。しかしながら、そのような器具は比較的重量があり、そのため使用するのに快適でなく、かなりの範囲にわたって周囲環境を隠すようになり、結果として使用者は手術環境において使用者自身の位置を確かめるのが困難であるという問題がある。次いで、このことにより、首の痛み、背中の問題、眼の疲労などを引き起こし、使用者にとっては船酔いに似た感覚をしばしば引き起こし、このような場合には正確な作業を行うのに問題が生じる。
【０００５】
これら背景に対して、当該技術分野において新規で良好な解決法に対する明白な要求が存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、例えば外科医が隠れた手術部位を従来の場合よりも視覚的にさらに良好に認識できつつ、同時に外科医が周囲、特に彼自身の手および手術器具を認識することができるようにすることである。他の目的は、良好な光学特性を有することによって使用者を快適にすると共に使用を単純にするのを解決することである。さらなる目的は、重いことを感じさせずかつ異なる個人に対してフィットさせるのが容易なヘッドマウント式装置を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これら目的は、請求項１に記載される特性を備えた方法および請求項１０に記載される特性を備えた装置を使用することにより、本発明に基づいて達成される。
【０００８】
ヘッドマウント式器具を使用することにより、イメージが個々の眼の前方に投影されるので、眼の前方の要求された距離にイメージが位置することにより、イメージの奥行を認識することができる。これらイメージ表示位置のそれぞれを使用者の全視野のうちの比較的限定された部分に占めさせることによって、器具の上方および下方ならびに側方に自由な視界を確保することができる。このような視界は、器具が使用される空間において使用者が良好に位置を確かめることをかなりの程度にまで維持させている。このことは、作業時間が延長した場合には特に重要である。
【０００９】
さらに、本発明によれば、一つまたは複数の構成要素を変更することによって、他の器具の全てを変更することなしに、異なる個人に対してフィットするのが容易な器具を得ることができる。例えば、各使用者はその人自身の視野に特別に適合されたその人自身の器具を使用でき、この器具は特別な作業のための追加の器具によって容易に補うことができる。
【００１０】
器具の重い部分は例えば使用者の腰の高さにおいて着用されるので、器具のヘッドマウント式部分の重量を少なくすることができ、これにより、使用者がさらに自由に運動できようになると共に特に長時間にわたって使用するときには使用者がさらに快適になる。しかしながら、このことに関連して、構成部品のさらなる発展の結果として、器具をさらに軽量化し、それにより、ユニット全体を頭部に取付られるようにするのが望まれる。
【００１１】
電子的イメージ処理によって、特別な作業状況のために特に適したイメージ技術およびイメージ結果のための特別のイメージ処理プログラムを選択することにより、工学的器具を変更することなしに、図示されるイメージを制御することができる。従って、例えば焦点、または例えば光強度およびコントラストを電子的手段により或る程度にまで変更することができる。要求されるイメージ形式を電子的手段により単純な方法で保存すると共に、これらを使用するためにメモリから引き出すこともできる。対応する方法により、例えば異なる作業環境およびライティング状況に適した設定を保存してメモリから迅速に引き出すこともできる。
【００１２】
さらに電子的手段により、要求されるとき、例えばＸ線イメージ、磁気カメラにより発生したイメージ、医療用記録物などについての一時的な情報を使用者に表示することができ、そのような情報を利用した後に実際の作業状況に戻すこともできる。
【００１３】
本発明に基づく解決法は、一つまたは複数の器具もしくは一つまたは複数のモニタを追加することにより、手術時に外科医が認識した作業状況を示すことができ、これらは例えば訓練目的のために有効である。
【００１４】
追加の特性および利点は以下の説明および特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００１５】
本発明は添付図面に示された実施形態を参照して以下に詳細にされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明に基づいて構成されたイメージディスプレイ装置のブロック線図を示しており、図１において使用者２は、通常は使用者から隠れている物体３を見ることができる。使用者２は例えば人体の内部組織を見る必要のある外科医であり、この外科医は閉鎖された手術室において行われる手術を実施することに関連しており、手術は、外科医が手術部位を直接的に見ることなしに、患者の体内で行われる。この場合においては、患者の体内に挿入された内視鏡４を用いて物体３すなわち手術部位を見ることができ、この内視鏡は光信号をイメージ処理装置５に伝達しており、イメージ処理装置５は使用者２により着用されたイメージビュー装置６に接続されている。このイメージビュー装置６によって使用者２は両方の眼により物体３を見ることができる。
【００１７】
内視鏡４から伝達される光信号は、光信号を物体３のイメージを表す電気信号に変換するカメラ７に伝えられる。この信号はカメラ７からコンピュータ８に伝えられ、コンピュータ８内において適切な信号処理が行われ、コンピュータ８において異なる状況の要求に基づいて信号処理を種々の方法で制御することができる。コンピュータ８に接続されたモニタ３０によって、異なる設定およびイメージ結果を視覚的に監視することができる。有利にはコンピュータ８は、カメラ７と共に、使用者に対して立体視イメージを表示できるイメージ・ベースを処理するよう形成されていてもよい。モニタ３０は通常はこの形式のイメージを表示するのに適していないかまたは表示するようになっていないが、モニタ３０は二次元イメージを表示するようになっている。要求される場合には、カメラ７およびコンピュータ８は二次元イメージを表示することができる。
【００１８】
適切なインターフェースによって、信号はコンピュータ８からイメージビュー装置６まで伝達され、イメージビュー装置６において信号は最初にドライバユニット９に到達し、次いでドライバユニット９内で処理された後に、信号はディスプレイ１０に到達する。このディスプレイ１０は、ホルダ１２に取り付けられるようになっているディスプレイユニット１１を含んでおり、ホルダ１２はメガネに対応した方法で使用者２によって着用されるようになっている。ディスプレイユニット１１は、使用者の眼のそれぞれのために用いられる二つの異なるディスプレイモジュール１３、１４に分割される。例えば内視鏡４を用いて物体３を立体的に映し出すことによって、制御ユニット７、コンピュータ８およびドライバユニット９内における適切なイメージ処理の後で、異なるイメージを二つのディスプレイモジュール１３、１４に表示することができ、それにより、使用者２は立体視ビジョンの結果として、二つのディスプレイモジュール１３、１４を通じて表示される物体３のイメージの奥行きを認識することができる。このことに関連して、使用者にとっては、使用者の眼の前方に表示される仮想の物体が実際の物体とほぼ同一の距離にあること、および仮想イメージの焦点距離が使用者からの所定の距離、つまり使用者である外科医にとっての通常の作業距離の範囲にあることが望ましい。あるいは、通常の二次元表示を選択することもできる。
【００１９】
ディスプレイ１０の形状は図２および図３にさらに詳細に示されている。ホルダ１２は、使用者の眼を保護するようになっている一対の保護メガネとして適切に形成されており、これら保護メガネは着用者に光学的に適合しているのが有利である。光学的適合作用はメガネレンズ自体に基づきうるか、またはメガネの適切には内部に取り付けられた特別の追加物を含みうる。従って、各使用者は独自の個々のホルダ１２を有している。図２においては、ディスプレイ１０は使用可能状態にあるよう示されていて、ディスプレイユニット１１がホルダ１２に取り付けられており、それにより、ディスプレイモジュール１３、１４のそれぞれは使用者の眼のそれぞれの前方に位置するようになる。図３においては、ディスプレイユニット１１はホルダ１２から取り外されて示されている。例えば接近作業またはマイクロ作業のための異なる視野要求に適合したディスプレイユニット１１をホルダ１２上に取り付けることによって、使用者の視野を要求される意図した作業状況に単純な方法で適合させることができる。図６に基づくように使用者２の腰の高さにおいて適切に着用されたドライバユニット９とディスプレイユニット１１との間を電気的に接続するために、ホルダ１２は、ホルダ１２および部分的にはディスプレイユニット１１に取り付けられたコネクタ１６を通じてディスプレイユニット１１に接続されうる一つまたは複数のリード１５を有している。このコネクタ１６は、ディスプレイモジュール１３および１４とドライバユニット９とを個々に接続するために、複数の方法で要求されるように形成されている。
【００２０】
図２および図３に示されるように、ディスプレイユニット１１は、ディスプレイモジュール１３、１４のみが使用者２の視野を遮るように形成されており、従って、使用者はディスプレイユニット１１の側部、上部および下部を自由に見ることができる。これにより、使用者は使用者の手および使用される器具を見ることができると共に、特に長い作業時間にわたって作業が行われる場所において自分の位置を良好に確かめられて作業場所内の空間を認識することができる。上下を見ることができることにより、使用者が不快感または船酔いを感ずる危険性を回避することができる。さらに、本発明によれば、ディスプレイユニット１１およびホルダ１２と組み合わされるディスプレイ１０は軽量であって、１００ｇよりも軽くなっており、このことは、首および背中における緊張が煩わしいものとして認識されないことを意味している。さらに、器具の電気エネルギ消費が低く、このことは煩わしい温度問題が生じないことを意味している。
【００２１】
図４および図５においてはディスプレイユニット１１の構成が詳細に示されている。図４は二つのディスプレイモジュール１３、１４がホルダ１２に取り付けられるよう形成されたジョイント固定具１７上で支持されることを示しており、最適視野を得られるように二つのディスプレイモジュール１３、１４の距離を眼幅ｄよりも離させて適合させるためにジョイント固定具１７によって二つのディスプレイモジュール１３、１４を位置を適切に決めることができる。使用者から見た二つのディスプレイモジュール１３、１４は例えば幅が高さよりも大きい略矩形であることも示されている。その寸法は、使用者が約５０°、適切には約３０°の角度α内の斜線を見ることができるようになっている。見ることのできる円形イメージ少なくとも約１５°、適切には約２５°の角度βをなしうる。さらに表示される物体３が意図される作業距離、例えば眼から約０．２ｍから１．２ｍの距離に位置するという印象を使用者に与えるような特性を表示される二つのイメージが有している必要がある。着座作業の場合には、適切な距離は約０．４ｍであり、立ち作業の場合には適切な距離は約０．６ｍから０．８ｍであり、腕の長さの位置である。一方、顕微鏡検査法においては、適切な距離は約０．２ｍと同じくらい小さくてもよい。
【００２２】
図５はディスプレイモジュール１３を通る縦断面図であり、対応する構成は他のディスプレイモジュール１４にも適用される。使用者は特別形状のプリズム１８内で表示されたイメージを見て、使用者は彼が凝視している表示された物体がプリズムの向こう側にあるように認識する。このイメージは、適切にはＬＣＤ形式であってプリズム１８上に略水平配置されたイメージスクリーン１９により電子的に発生し、このイメージスクリーン１９は光源２０によって背面から照射され、プリズム１８を通じて見られうる。それゆえ、日中の光においても良好に見れるようにするために、コントラストおよび光強度を適切に設定することが重要である。周囲環境からイメージフィールドを明確に限定するために、フレーム、例えばダークフレームがイメージフィールド周りに設けられている。イメージスクリーン１９を制御するようになっている電子回路２１が光源２０の上方に配置されている。前述した部品は図面には詳細に示さない軽量材料からなるカバーによって適切に保護されている。これにより、小型でかつ軽量の構成であるディスプレイモジュール１３が得られ、ディスプレイモジュール１３におけるプリズム１８はガラスまたは他の適切な材料から形成されている。リード１５は電気信号および電気エネルギを伝達するためにディスプレイモジュールをドライバユニット９に接続している。
【００２３】
使用者の眼筋が弛緩した状態で落ち着いた視野を形成するために、ディスプレイモジュール１３は図５に示されるように使用者が水平面に対してわずかに下方の角度δで凝視するように適切に位置している。この角度δの大きさは約２°から１２°の範囲であり、有利には約５°から９°でありうる。前述した眼幅ｄの設定に加えて、異なる使用者に対して個々に良好に適合させるために、使用者の他の物理的特性に適するように他の調整を行うことも可能である。従って、ディスプレイユニット１１とホルダ１２との間のジョイント固定具１７を種々の態様により調節可能にすることによって、例えば異なる使用者に対して適合させるようにできる。このことにより、例えばディスプレイユニット１１を瞳孔におけるディスプレイユニット１１中心の水平軸線回りに回転させられ、このことは、ジョイント固定具１７における適切に湾曲したトラックに沿ってディスプレイユニット１１を鉛直方向に移動可能にすると共に、ディスプレイユニット１１がホルダ１２に対して回転できるようにディスプレイユニット１１全体を取り付けることによって行われる。このことにより、視野方向を鉛直方向内において例えば水平線より約１０°上方から水平線より約１０°下方まで変更することができる。さらに、ジョイント固定具１７がディスプレイユニット１１から使用者の眼までの距離を変更できるようにすることによって、使用者の眼幅ｄに対する適合性と関連して、使用者とディスプレイユニット１１との間において使用者個々に対して良好に取り付けることができる。
【００２４】
プリズム１８の良好な個々の適合性を実現するために、眼に対面するプリズムの表面形状は使用者の眼の形状に対応するようにすべきである。眼の曲率半径は通常は水平面からみた曲率半径が鉛直方向からみた曲率半径よりも大きいので、眼に対面するプリズムの表面も眼の湾曲面に対応した曲率を有するようにすべきであり、水平面および鉛直面からみた眼およびプリズムの湾曲表面は概ね同一の曲率中心を有するべきである。このことは、眼の寸法が異なる使用者は、最適視野を形成するために個々に調節してディスプレイユニット１１を有することができることを意味している。プリズム１８を眼に対して調節可能にするために、プリズム１８は当該着用者の最適位置に配置されうる。この点に関し、異なる眼に対して最適に適合するために、プリズムまたはディスプレイユニット１１は側方向にわずかに回転できるのが望ましく、それにより、当該眼の形状、特に眼内部の筋肉の位置に対して正確な位置を設定できるようになる。
【００２５】
関連したハードウェアに適合した適切なイメージ処理プログラムによる電子的なイメージ処理によって、使用者が見るイメージを多数の異なる方法により操作することができる。ドライバユニット９の制御部を操作することにより、例えば単純にイメージ内の色、コントラスト、光強度を要求されるように変更することができる。このことにより、作業を進行させつつ、適切な変更を行うことができる。さらに、異なるパラメータからなる前述した多数の組み合わせを用いるか、これら組み合わせから要求されるように選択することも可能である。適切なソフトウェアによってイメージを操作することもでき、それにより、例えば詳細部を良好に見えるようにしたり全体像を良好に見えるようにするためにイメージが接近したり遠方に移動したりするように使用者が見えるようにできる。電子イメージ処理によって、異なる形式の周辺器具、例えばモニタまたはディスプレイ装置に互いに容易に適合するようにもできる。
【００２６】
図１に基づいて示されるイメージビュー装置６には、可聴音による通信、つまりボイスコントロールなどを使用者に可能とさせる音響設備２１を設けることもできる。この目的のために、例えば伝導式のマイクロフォンを、メガネフレームとして整形されたホルダ１２のアームに組み入れて使用者の頭蓋骨に接触させつつ、拡声器が使用者の耳に取付られたイヤホンを含むようにしてもよい。図６においては、使用者２は信号およびエネルギを伝達するリード２２によってイメージ処理装置５に接続されているが、ドライバユニット９内においてバッテリの形態をなす必要とされるエネルギ供給部を配置すること、イメージ処理装置５へのワイヤレス信号伝達部および他の装置を利用することは本発明の範囲に含まれる。例えば必要とされる場合には一つ以上のモニタ３０が設けられうるイメージ処理装置５に接続される一つ以上のイメージビュー装置６を設けることを本発明が妨げるものではない。
【００２７】
使用者の頭部の運動を検出する運動センサを備えた器具を設けることによって、頭部が移動するときに使用者の眼に関連付けられたイメージを移動させることが可能となる。
【００２８】
表示される二つのイメージのそれぞれは適切に色が付けられていると共に、例えば水平方向に約８００ピクセルでかつ鉛直方向に約６００ピクセルであってそれぞれ三原色ＲＧＢ（赤、緑および青）の解像度を有しており、従って、各イメージは３倍のピクセル数、すなわち約１４００万ピクセルを含みうる。現在市場で利用可能なカメラおよびモニタはそのような高解像度を有していないが、この理由のために使用可能なイメージの質は限定されている。前述したように、イメージの特性はドライバユニット９上の適切な制御部２３、または例えばボイスコントロールを操作することにより使用者が変更することができる。
【００２９】
立体視の場合には、内視鏡４およびカメラ７により生じたイメージ信号は二つのディスプレイモジュール１３、１４に種々の方法で伝達されうる。一方のリードが右側イメージを伝達すると共に他方のリードが左側イメージを伝達するようにした別個のリードを使用することもできる。ディスプレイユニットへの共用リードを使用して、右側イメージと左側イメージとをこの共用リードによって交互に伝達することもでき、またディスプレイユニット近傍において信号を各ディスプレイユニットのために二つのリードに分けるようにすることもできる。後者の場合には、リードに対する要求を低減することも可能である。
【００３０】
当然のことながら、本発明に基づくイメージディスプレイ装置を外科的処置以外の他の目的に使用することもできる。そのように適用可能な一つの分野は、検出作用または例えばアクセスするのが困難である機械的器具の分野における作業である。
【００３１】
器具の機能を確実なものとするために、少なくとも器具が使用されているときと定期的に使用されるときとに、定期的な機能制御を自動的に実施することによってコンピュータ８が器具を監視するようにするのが便利である。
【００３２】
本発明に基づくディスプレイ１０の追加の形態は図７から図９に詳細に示されている。図示されるように、ホルダ１２はフレーム２４およびバイザー２５によって使用者の顔および眼を包囲するように形成されているが、使用者がディスプレイユニット１１の側部ならびに上方および下方において良好な視野を確保できるようになっている。バイザー２５は、例えばクリーニングのために取り外しできるようにフレーム２４に適切に取り付けられている。前述した実施形態のように、ディスプレイユニット１１は取り外しできるようにホルダ１２に取付られていて、コネクタ（図示しない）によってホルダ１２に電気的に接続されうる。このホルダは、適切にはリード１５によってドライバユニット９に接続されるように形成されている。図９に基づくこのリード１５はホルダ１２において二つの枝部１５ａ、１５ｂに適切に分割されており、これら枝部のそれぞれはホルダ１２のアームを通じてディスプレイモジュール１３、１４のそれぞれまで延びている。
【００３３】
ディスプレイ１０を着用するのにさらに軽量にするために、フレーム２４の二つのアームがストラップ２６により後部において接続されており、使用者の頭部の後部に接触するよう形成されたパッド２７がストラップ２６に設けられている。ストラップ２６の長さとパッド２７の位置とを適切に調節して、当該使用者にフィットするようにできる。使用時におけるパッド２７の適切な位置が図６に示されている。使用者の頭部の後部および背中における張力を解放するために、例えばクリップなどの形態をなした張力捕獲部２８を適切に設けることができ、リード１５から使用者の頭部の後部への負荷を低減するために、この張力捕獲部２８を使用者の衣類に留めることもできる。
【００３４】
使用者の鼻に対する圧力を解放することによりディスプレイ１０を着用するのにさらに軽量にするために、図９に示されるようにフレーム２４の前方部分の両側に取り付けられたストラップ２８を設けることもできる。ストラップ２８は使用者の頭部の冠に亙って延伸すると共に或る距離をおいて配置された二つのパッド２９により支持されるようになっている。ストラップ２８の長さを調節することによって、使用者の鼻に対する圧力を要求される程度にまで解放することができ、パッド２９が或る距離をおいて配置されているので頭蓋骨の鋭敏な中心部に圧力が掛かるのを避けることもできる。
【００３５】
見る人にとって穏やかであるイメージの奥行きを認識することは焦点面をイメージ内のほぼ中心に配置することによって本発明により得ることができる。このことによって、物体が焦点面の前方または後方に位置することを自然に認識することができる。
【００３６】
前述したように、二つのディスプレイモジュール１３、１４を互いに関して移動可能にすることにより、ディスプレイユニット１１を使用者の眼幅ｄまで調節することができる。可能性のある他の利点はディスプレイユニット１１を眼幅ｄに対する少数の標準寸法品、例えば異なる三つの標準寸法品で製造することができることである。これによりディスプレイユニット１１が単純化され、同時に大多数の使用者がこれら標準寸法品の一つを使用することができるようになる。このことと関連して、眼幅ｄを微調整できるようにするために、二つのディスプレイモジュール１３、１４のそれぞれにおけるイメージを電子的手段により水平方向および鉛直方向にわずかに移動させられるようにするのが有利である。そのような動作の適切な値は例えば各横方向へは通常位置から８ピクセルでり、例えば各上下方向へは通常位置から６ピクセルでありうる。
【００３７】
使用者の視野を自由にできるようにするために、ディスプレイユニット１１が跳ね上がるように形成することもでき、それにより、要求される場合には、ディスプレイユニット１１を使用者の視野から離れるよう跳ね上げることもできる。
【００３８】
イメージの焦点面は使用者の手作業のために前述した使用者から適切な距離に配置する。特別な仕事の場合には、この距離を約２メートルまで増大させられる。
【００３９】
メガネを着用する使用者にとっての前述したディスプレイ１０の光学的調節は、光学的調節部が設けられてバイザーを備えたホルダ１２によって実施できる。しかしながら、使用者自身のメガネをディスプレイユニット１１の取付部として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に基づくイメージディスプレイ装置のブロック線図である。
【図２】本発明に基づくヘッド装着式ディスプレイの斜視図である。
【図３】図２のディスプレイを部分的に省略した側面図である。
【図４】背面から斜めにみたディスプレイ・モジュールの斜視図である。
【図５】ディスプレイ・モジュール内のユニットを通る縦断面図である。
【図６】本発明に基づく装置の使用者を示す図である。
【図７】本発明に基づく一つの態様のディスプレイの正面図である。
【図８】図７におけるディスプレイの側面図である。
【図９】図７および図８におけるディスプレイの上方から見た図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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