(57)【要約】本発明は、少なくとも１つのランプと、特に電子式のカメラと、前記少なくとも１つのランプとカメラを人の頭部に保持する保持装置と、少なくとも１つのマークを前記ランプにより照明されるカメラ視野に投影する光学式照準装置とを有する、特に医療用のヘッド・ランプ／カメラユニットに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
例えば医療用の、ヘッド・ランプ／カメラユニットであって、
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有する形式のヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
光学式の照準装置が設けられており、該照準装置は、前記発光手段により照明された前記カメラの視野に少なくとも１つのマークを投影する、ことを特徴とするヘッド・ランプ／カメラユニット。
【請求項２】
前記照準装置は前記カメラにより撮影された視野の中央にマークを投影する、請求項１記載のユニット。
【請求項３】
前記光学式照準装置が複数のマークを投影する、請求項１記載のユニット。
【請求項４】
前記マークが前記視野の境界を示す、請求項３記載のユニット。
【請求項５】
前記マークが生じる場所が前記カメラの焦点領域内にある場合、前記マークは１つの点に統合される、請求項３記載のユニット。
【請求項６】
前記光学式照準装置は少なくとも１つのレーザポインタを有している、請求項１から５のいずれか１項記載のユニット。
【請求項７】
前記マークは前記カメラユニットの画像内に電子的又は光学的に溶暗されている、請求項１から６のいずれか１項記載のユニット。
【請求項８】
前記照明装置は、照明光が入力結合される少なくとも１つの導光ファイバを有しており、該導光ファイバの光射出端は、射出する光円錐を前記カメラの視野に投射するレンズとともに、前記発光手段の光射出面を形成している、請求項１から７のいずれか１項記載のユニット。
【請求項９】
複数の導光ファイバが設けられており、
各導光ファイバには、個々の導光ファイバの光束が前記カメラの視野内でオーバーラップするように、レンズが割当てられている、請求項８記載のユニット。
【請求項１０】
前記各導光ファイバはおよそ０．５ｍｍの直径を有している、請求項９記載のユニット。
【請求項１１】
個々のファイバの光のオーバーラップにより生じる明るい光点が、周囲照明が明るい場合でもターゲットとして使用される、請求項８から１０のいずれか１項記載のユニット。
【請求項１２】
前記照明装置は、例えば放電ランプである少なくとも１つのランプを有しており、該ランプの光は前記導光ファイバ内に入力結合される、請求項８から１１のいずれか１項記載のユニット。
【請求項１３】
前記照明装置は少なくとも１つの発光ダイオードを有している、請求項１から１１のいずれか１項記載のユニット。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの発光ダイオードは遠位に配置されており、前記発光手段を形成している、請求項１３記載のユニット。
【請求項１５】
前記発光ダイオードは、白色ダイオード又はＵＶもしくはＩＲ領域で発光するダイオードである、請求項１３又は１４記載のユニット。
【請求項１６】
前記発光手段又は発光手段の光射出面は、前記カメラの対物レンズを包囲している、請求項１から１５のいずれか１項記載のユニット。
【請求項１７】
前記カメラは、例えばオートフォーカス装置を備えたビデオカメラである、請求項１から１６のいずれか１項記載のユニット。
【請求項１８】
前記ビデオカメラはズーム対物レンズ及び／又は交換可能な対物レンズを有している、請求項１７記載のユニット。
【請求項１９】
前記発光手段により照明されるスポットは、使用される各対物レンズの視野又は前記ズーム対物レンズの焦点距離の設定に合わせられる、請求項１８記載のユニット。
【請求項２０】
前記保持装置はヘッドバンド又は帽子を有している、請求項１から１９のいずれか１項記載のユニット。
【請求項２１】
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有するヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
前記カメラと前記ヘッドバンド又は帽子に保持されている少なくとも１つの別ユニットとの間に固定的な位置関係を成立させるために、前記保持装置は堅い部材を有しており、前記カメラ及び前記別ユニットは該部材に固定されている、請求項１から２０のいずれか１項記載のヘッド・ランプ／カメラユニット。
【請求項２２】
前記堅い部材は前記ヘッドバンド又は前記帽子に固定されている、請求項２１記載のユニット。
【請求項２３】
前記堅い部材は、前記ヘッドバンド又は前記帽子の構成部材である堅いリングである、請求項２１記載のユニット。
【請求項２４】
前記堅いリングの内側には、各着用者の頭部の形状に合わせるために使用される少なくとも１つの膨張可能なクッションが取り付けられている、請求項２３記載のユニット。
【請求項２５】
前記別ユニットも同様にビデオカメラである、請求項２１から２４のいずれか１項記載のユニット。
【請求項２６】
前記２つのビデオカメラはステレオ記録を可能にする、請求項２５記載のユニット。
【請求項２７】
前記照明装置及びカメラ制御・エネルギ供給ユニットは、前記ヘッドユニットから離して配置されており、少なくとも１つのケーブルを介して前記発光手段及び前記カメラと接続されている、請求項１から２６のいずれか１項記載のユニット。
【請求項２８】
前記ケーブルは、少なくとも１つの光源からの光を前記発光手段へと導く複数の導光ファイバを有している、請求項２７記載のユニット。
【請求項２９】
前記照明装置及び前記カメラ制御・エネルギ供給ユニットは、ただ１つのケーブルを介して前記カメラ及び前記発光手段と接続されている、請求項２７又は２８記載のユニット。
【請求項３０】
前記照明装置及び前記カメラ制御・エネルギ供給ユニットは、モジュールとしてただ１つのハウジングの中に配置されており、
また幾つかのケーブルに対して、導光ケーブルの接続、レーザモジュール又はビデオモジュールの操作等のような様々な機能のための複数のシリアルコネクタを１つのコンビネーションコネクタハウジング内に統合したコンビネーションコネクタが設けられており、すべてのシリアルコネクタを共通に差し込むことが可能である、請求項２９記載のユニット。
【請求項３１】
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有するヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
ユニット着用者と遠隔「ステーション」との間の例えば双方向の通信を可能にするオーディオモジュールが設けられている、請求項１から３０のいずれか１項記載のユニット。
【請求項３２】
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有するヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
記録された画像を遠隔「ステーション」に伝送することのできるビデオモジュールが設けられている、請求項１から３０のいずれか１項記載のユニット。
【請求項３３】
オーディオ及び／又はビデオ信号の伝送がワイヤレスで行われる、請求項３１又は３２記載のユニット。
【請求項３４】
ビデオ信号は例えばＭＰＥＧ　ＩＶに従って圧縮されて伝送される、請求項３３記載のユニット。
【請求項３５】
前記モジュールは前記ヘッドユニットから離して配置されている、請求項３１から３４のいずれか１項記載のユニット。
【請求項３６】
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有するヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
前記ユニットと「遠隔ステーション」との間の双方向通信を可能にするモジュールが設けられている、請求項１から３４のいずれか１項記載のユニット。
【請求項３７】
オペレータが前記ユニットの着用者に関する情報を前記遠隔ステーションに伝送することができる、請求項３６記載のユニット。
【請求項３８】
前記ユニットはさらにヘッドアップディスプレイを有している、請求項３７記載のユニット。
【請求項３９】
オペレータは、前記遠隔ステーションにおいて前記光学式照準装置を制御すること、例えば、前記光学式照準装置をオペレータに知られているターゲットに合わせることができる、請求項３７又は３８記載のユニット。
【請求項４０】
例えばビデオカメラのような電子カメラと、
光射出面から前記カメラの視野を照明するための光が射出する少なくとも１つの発光手段を備えた照明装置と、
前記少なくとも１つの発光手段及び前記カメラを人の頭部に保持する保持装置とを有するヘッド・ランプ／カメラユニットにおいて、
携帯用の制御・エネルギ供給ユニットが設けられている、請求項１から３０のいずれか１項記載のユニット。
【請求項４１】
前記制御・エネルギ供給ユニットはリュックサック内に収納されている、請求項４０記載のユニット。
【請求項４２】
前記制御・エネルギ供給ユニットは、液化ガスタンクを備えた燃料電池を有している、請求項４０又は４１記載のユニット。
【請求項４３】
アーカイブシステムが設けられている、請求項１から４２のいずれか１項記載のユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術の分野
本発明は、とりわけ医療用のヘッド・ランプ／カメラユニットに関する。
【０００２】
技術の状況
複数の分野において、例えばヘッドバンド又は帽子又はヘルメットに装着されるヘッドランプが使用される。単なる例として、採鉱、医療、特に外科における使用が挙げられる。さらに、この種のヘッドランプは内装工事でも使用される。もちろん、このリストは完全なものではない。
【０００３】
ヘッドランプは、着用者が見る領域を固定されたサーチライト又は手に持つランプを必要とせずに照明するという利点を有している。
【０００４】
他方で、医療技術においては−しかし、他の領域においても−、少し前から益々ドキュメンテーションシステムが使用されるようになっている。この種のシステムの使用は、一方では場合によって生じうる責任問題の際のドキュメンテーションに役立ち、他方ではＩＳＯ認証取得に役立つ。手術の際、この種のドキュメンテーションシステムでは通常ビデオカメラが使用され、このビデオカメラによって手術の過程が撮影され、レコーダによって記録される。従来の技術によれば、このビデオカメラは例えば手術照明の中央又は手術台の上方の他の場所に配置される。このビデオカメラの配置の不利な点は、本来の手術野がしばしば手術医又はアシスタントにより隠されてしまうことである。
【０００５】
さらに、ビデオカメラが手術照明の中央又はその近辺に配置されていない場合、手術スタッフ等によってつくられる視野内の影による問題が生じる。
【０００６】
固定されたビデオカメラを使用する他の使用形態においても、同様の問題が生じる。
【０００７】
他方で、可動のビデオカメラの使用は、操作に手間がかかり、通常はビデオ撮影だけに集中するオペレータを必要とする。
【０００８】
発明の説明
本発明の課題は、処理すべき領域が覆われること、とりわけ手術野が覆われること及び影ができること、及び／又は、ほとんどすべての使用ケースにおいて、他の領域が所望の位置として撮影されることを防止するビデオカメラの構成を提供することである。
【０００９】
さらに、撮影された画像の直接伝送及び他のステーションとの通信を可能にするヘッド・ランプ／カメラユニットが提供される。
【００１０】
さらにまた、本発明の別の実施形態では、複数のパースペクティブからの撮影、とりわけステレオ撮影が可能である。
【００１１】
本発明による解決手段は独立請求項に示されている。本発明の発展形態は従属請求項の対象である。
【００１２】
本発明によれば、医療において使用する場合、カメラを、とりわけビデオカメラのような電子カメラをそのつどの仕事を行う人、例えば手術医の頭部に取り付けることにより、処理すべき領域、とりわけ手術野が覆われる事態が高い確率で防止されることが知られている。この人は、自由な視野を望んでいるという事実からして、自らの頭部と自分が処理すべき領域、例えば手術野との間に物体や他の人がいないことに留意する。
【００１３】
それゆえ、本発明はヘッド・ランプ／カメラユニットを提供する。このヘッド・ランプ／カメラユニットは、少なくとも１つの発光手段ととりわけ電子式のカメラとを有しており、前記少なくとも１つの発光手段と電子カメラは、保持装置に取り付けられており、この保持装置により人の頭部に保持される。保持装置は、例えばヘッドバンド又は帽子又はヘルメットを有していてもよい。
【００１４】
さらに、本発明によれば、カメラを頭部に取り付けても、特にオペレータの額に取り付けても、第１に関心のある位置が視野の中央に来ることが無条件に保証されるわけではないことが知られている。したがって、本発明では、少なくとも１つのマークを発光手段により照明されるカメラ視野に投影する光学式照準装置が設けられている。
【００１５】
これにより、カメラを頭部に装着したオペレータは、どの時点においても、関心領域がカメラにより撮影された領域の中央にあるか否かをチェックすることができる。個々のケースにおいて、この領域を中央の外に置きたいとき、又はドキュメンテーションの目的で、所定のシーケンスにおいて周囲を撮影したいときには、オペレータは頭部を相応して動かすことにより容易にこれを行うことができる。
【００１６】
異なった表現をすれば、カメラを装着したオペレータは、このためにモニタ又はそれと同等のものを観察しなくても、照準を定めて所定のシーンを撮影することができる。
【００１７】
視野を特に効果的に照明するためには、１つ又は複数の発光手段の光射出面がカメラの対物レンズを包囲するようにすると特に有利である。
【００１８】
照準装置の構成については様々な可能性がある：
例えば、照準装置はカメラにより撮影される視野の中央にマークを投影することができる。これにより、オペレータは、どの時点においても、どの位置が撮影された画像の中央にあるのかを知っている。この構成には、１つのマークを投影するだけでよいという利点がある。
【００１９】
択一的に又は付加的に、光学式照準装置が複数のマークを投影するようにしてもよい：
このようにして、マークにより視野の境界を示すことが可能である。この構成の利点は、オペレータがつねに撮影される領域の境界について知らされているということである。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、マークが現れる場所がカメラの焦点領域内にあるときには、マークは１つの点に統合される。この構成の利点は、とりわけカメラがオートフォーカスを使用できない場合にも、オペレータが、撮影された領域がカメラの作動領域内にあるか否かについて知らされていることである。
【００２１】
光学式照準装置の構成については、様々な実施形態が可能である。例えば、光学式照準装置は少なくとも１つのレーザポインタを有していてもよい。
【００２２】
主にオペレータを案内するために使用されるマークが、撮影された画像を検討する際に邪魔になるならば、マークをカメラユニットの画像に電子的又は光学的に溶暗させてもよい。
【００２３】
照明装置として、例えば内視鏡検査で使用されるような装置と同様の装置を使用してもよい。もちろん、高出力ランプの使用の際に、ＩＲ帯域消去フィルタなどを使用することも可能である。
【００２４】
本発明の１つの有利な実施形態では、照明装置は少なくとも１つの導光ファイバを有している。照明光はこの導光ファイバに入力結合される。導光ファイバの光射出端には、射出する光円錐をカメラ視野に投射するレンズが取り付けてある。複数の導光ファイバを設け、個々の導光ファイバの光束がカメラ視野内でオーバーラップするように、各導光ファイバに１つのレンズが割当てると特に有利である。
【００２５】
また、各導光ファイバがおよそ０．５ｍｍの直径を有していると特に有利である。このようなファイバから射出する光は、６０〜８０ｃｍの通常の作業距離の場合、導光ファイバの光射出端の近傍に配置された小さなレンズによって容易に１００ｍｍ以上の直径に広げられる。さらにこの場合、レンズは光射出端の一部であってもよく、端部を適切に溶解させて作ってもよい。
【００２６】
例えばおよそ１００個のファイバを使用する場合、これらファイバの光射出端は容易にカメラの対物レンズの周りにリング状に配置することができ、照明装置の光は１００Ｗ以上でカメラの視野に導かれる。このために照明装置は一般に、導光ファイバに入力結合される光を放射する少なくとも１つのランプ、とりわけ放電ランプを有している。
【００２７】
択一的には、照明装置は少なくとも１つの発光ダイオードを有していてもよい。この場合、この少なくとも１つの発光ダイオードを遠位に配置し、間接的に１つ又は複数の発光手段を形成するようにしてもよい。発光ダイオードとして白色ダイオード又はＵＶもしくはＩＲ領域で発光するダイオードを使用してもよい。もちろん、発光ダイオードを「近位に」配置し、その光をファイバ束に入力結合してもよい。
【００２８】
本発明による構成によって、手術照明のもとでも可視の明るい照明スポットが得られる。また、レーザポインタのような固有の照明源を有する別個の光学式照準装置を使用しないで済ますことも可能である。個々のファイバの光のオーバーラップにより生じる明るい光点は、周囲の照明が明るいときでもターゲットとして使用される。
【００２９】
カメラとして、様々なカメラを、例えば電子カメラや従来のスチルカメラを使用することもできる。しかし、カメラが特にオートフォーカス装置を備えたビデオカメラであると特に有利である。
【００３０】
ヘッドバンド又は帽子のような保持装置は、複数の使用形態、とりわけ医療における使用から公知である。同様に、制御・読取ユニット及び照明装置も含めた適切な小型カメラも公知である。また、カメラの対物レンズの周りにリング状に配置することができ、カメラがズーム対物レンズ及び／又は交換可能な対物レンズを使用している場合にもカメラ視野を照明するリング状ランプも入手可能である。
【００３１】
択一的に及び有利には、照明装置により照明されるスポットを、そのつど使用されている対物レンズの視野又はズーム対物レンズの設定された焦点距離に適合させることも可能である。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、カメラと、ヘッドバンド又は帽子に保持された少なくとも１つの別ユニットとの間に固定的な位置関係を成立させるために、保持装置は堅い部材を有しており、この堅い部材にカメラと別ユニットとが固定される。
【００３３】
この堅い部材はヘッドバンド又は帽子に固定することができる。択一的に、この堅い部材をヘッドバンド又は帽子の構成部分である堅いリングにしてもよい。
【００３４】
堅いリングは柔軟なヘッドバンドと異なり各着用者の頭部の形状に合わせることができないため、堅いリングの内側に、各着用者の頭部の形状に合わせるために使用される少なくとも１つの膨張可能なクッションを取り付けると有利である。
【００３５】
上記別ユニットは、原則的に、例えば加工用レーザのような様々なユニットであってよい。本発明の有利な発展形態では、上記別ユニットもビデオカメラである。これにより、様々なパースペクティブからの撮影やステレオ撮影が可能である。
【００３６】
ランプとカメラユニットとに対する給電ユニットは、有利には、ヘッドユニットとは分離して配置されており、本発明によるユニットと少なくとも１つのケーブルを介して接続されている。このケーブルは、有利には複数の導光ファイバを有しており、導光ファイバは、少なくとも１つのランプからの光を１つ又は複数の発光手段へと導く。
【００３７】
とりわけ、ケーブルは、少なくとも１つの光源からの光を１つ又は複数の発光手段に導く複数の導光ファイバを有している。
【００３８】
ヘッドユニット着用者による妨害をできるだけ少なく保つためには、照明装置及びカメラ制御・エネルギ供給ユニットをただ１つのケーブルを介してカメラ及び１つ又は複数の発光手段と接続すると特に有利である。
【００３９】
照明装置とカメラ制御・エネルギ供給ユニットとがモジュールとしてただ１つのハウジング内に配置され、幾つかのケーブルに対して、導光ケーブルの接続、レーザモジュール又はビデオモジュールの操作等のような様々な機能のための複数のシリアルコネクタを１つのコンビネーションコネクタハウジング内に統合した１つのコンビネーションコネクタが設けられており、したがって、すべてのシリアルコネクタが共通に１つの相応するハブ内で各モジュールに差込可能である場合には、特に簡単な構造を得ることが急務である。
【００４０】
本発明によるユニットは、プロセスのドキュメンテーションだけでなく、他のステーションへの「オンライン伝送」にも適している。
【００４１】
ヘッドユニット着用者が第３者と通信できるためには、ユニット着用者と遠隔「ステーション」との間のとりわけ双方向の通信を可能にするオーディオモジュールが設けられているとさらに有利である。これにより、他のステーションにいる人が、ヘッドユニット着用者にヘッドユニット着用者のそのつどの行動に対する指示及び／又はサポートを与えることができる。
【００４２】
このためには、撮影された画像を遠隔「ステーション」に伝送することのできるビデオモジュールが設けられていると特に有利である。
【００４３】
各ケースにおいて、オーディオ信号及び／又はビデオ信号の伝送をワイヤレスで行うと有利である。ビデオ信号を例えばＭＰＥＧ　ＩＶに従って圧縮して伝送すると、ビデオ信号の特に簡単な伝送が可能である。
【００４４】
ヘッドユニット着用者に対する負荷をできるだけ少なく保つためには、モジュールをヘッドユニットから分離して配置すると有利である。
【００４５】
ヘッドユニット着用者と第３者との間の通信は、ユニットがヘッドディスプレイを有しているとさらに改善される。択一的に又は付加的に、遠隔ステーションにいるオペレータが、光学式照準装置を制御し、とりわけオペレータにより認識されたターゲットに合わせることができるようにすることも可能である。これにより、遠隔ステーションにいるオペレータは照準装置を介して直接ヘッドユニット着用者を誘導することができる。
【００４６】
すでに説明したように、モジュールを保持装置に取り付けないことが有利である。ヘッドユニット着用者の運動自由度を制限しないためには、制御・エネルギ供給ユニットを携帯用にすると有利である。この場合、制御・エネルギ供給ユニットはリュックサック内に収納されていてもよい。
【００４７】
長時間の作業を可能にするためには、制御・エネルギ供給ユニットが液化ガスタンクを備えた燃料電池を有していると有利である。
【００４８】
さらに、アーカイブシステム、画像処理ユニット及び／又は表示ユニットが設けられていてもよい。
【００４９】
関連分野に従事する専門家は、上記説明に基づいて、本発明によるヘッド・ランプ／カメラユニットをいつでも実施することができるので、図面を用いた実施例の説明は省略する。
【国際公開パンフレット】
2004514514.tif 000002
2004514514.tif 000003
2004514514.tif 000004
2004514514.tif 000005
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2004514514.tif 000013
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2004514514.tif 000018
2004514514.tif 000019
2004514514.tif 000020
2004514514.tif 000021
2004514514.tif 000022
2004514514.tif 000023
【国際調査報告】
2004514514.tif 000024
2004514514.tif 000025
2004514514.tif 000026
2004514514.tif 000027
2004514514.tif 000028
2004514514.tif 000029