(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源からの照明光を観察部位に投影する照明光学系と、
前記観察部位から反射された反射光による被観察像を導く２つの主光路が設けられ、前記術者の角膜からの反射光の位置情報に基づいて前記術者の視線を検出する視線検出手段を備えた観察光学系と、
撮像素子を備えるとともに、この撮像素子による被観察像の撮像範囲を変更させる撮像範囲変更手段を具備し、前記主光路の途中から分岐して配置された撮像光学系と、
前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記撮像範囲変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする医用実体顕微鏡。
【請求項２】
前記撮像光学系は、撮像範囲変更手段により保持され前記被観察像を撮像素子の受光面に結像させる結像レンズを有し、
前記制御手段は、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記撮像範囲変更手段をこの撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記結像レンズを移動させるものである請求項１記載の医用実体顕微鏡。
【請求項３】
前記撮像光学系は、撮像範囲変更手段により保持された撮像素子を有し、
前記制御手段は、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記撮像範囲変更手段をこの撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記撮像素子を移動させるものである請求項１記載の医用実体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用実体顕微鏡に関し、より詳しくは、観察部位を電子的に撮像する電子撮像素子を有する医用実体顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の医用実体顕微鏡においては、照明光源からの照明光を観察部位に照明光学系を介して投影して、この観察部位からの反射光による被観察像を観察光学系の２つの主光路を介して接眼レンズまで導くことにより、術者が観察部位（例えば被検眼の手術部位等）を双眼で観察できるようにしている。
【０００３】
しかも、手術助手や看護婦は術者と共同で手術に携わるので、術者と同じように観察部位を観察できる必要がある。
【０００４】
このため、医用実体顕微鏡では、一方の主光路の途中から分岐する補助の光学系を設けて、この光学系に設けている撮像素子により前記被観察像を撮像し、ＣＲＴディスプレイ等の表示手段の画面に被観察像を表示することで、助手や看護婦も観察部位を観察し得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、術者が自らの視野の周辺部で手術している場合、術者は医用実体顕微鏡を手術し易い位置とし、観察に適した倍率に設定して観察部位を見ていることになるが、この場合、観察部位の全ての範囲を見ているわけではない。
【０００６】
術者が接眼レンズを通して見る観察部位の範囲に比べて、前記撮像素子を介して表示手段の画面で見る観察部位の範囲は一般的に狭くなっているため、術者が自らの視野の周辺部で手術をしている場合、表示手段の画面上には当該周辺部の被観察像が表示されにくくなり、手術助手や看護婦が当該周辺部の被観察像を見ることが困難になったり、全く見えなくなることがある。
【０００７】
このような状態になることは、術者と、手術助手や看護婦とが共同で行う手術作業に支障をきたす。
【０００８】
このような問題を解決するためには、術者の注視している観察部位を手術助手や看護婦も確実に観察し得るようにすればよい。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察部位に対する術者の視認範囲と、手術助手や看護婦の視認範囲とを確実に整合させることができる医用実体顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る医用実体顕微鏡は、照明光源からの照明光を観察部位に投影する照明光学系と、前記観察部位から反射された反射光による被観察像を導く２つの主光路が設けられ、前記術者の角膜からの反射光の位置情報に基づいて前記術者の視線を検出する視線検出手段を備えた観察光学系と、撮像素子を備えるとともに、この撮像素子による被観察像の撮像範囲を変更させる撮像範囲変更手段を具備し、前記主光路の途中から分岐して配置された撮像光学系と、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記撮像範囲変更手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、前記撮像光学系に撮像素子による被観察像の撮像範囲を変更させる撮像範囲変更手段を具備し、制御手段により、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記撮像範囲変更手段を制御するものである。
【００１５】
これにより、前記観察光学系を使用した観察部位に対する術者の視認範囲内に、撮像光学系による被観察像の撮像範囲を設定することが可能となる。
【００１６】
従って、術者の視認範囲を、手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明に係る医用実体顕微鏡は、請求項１記載の医用実体顕微鏡において、前記撮像光学系は、撮像範囲変更手段により保持され前記被観察像を撮像素子の受光面に結像させる結像レンズを有し、前記制御手段は、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記撮像範囲変更手段をこの撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記結像レンズを移動させるように構成したものである。
【００１８】
この発明によれば、前記制御手段により、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記結像レンズを保持した撮像範囲変更手段を撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内とするものであるから、術者の視認範囲を、手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明に係る医用実体顕微鏡は、請求項１記載の医用実体顕微鏡において、前記撮像光学系は、撮像範囲変更手段により保持された撮像素子を有し、前記制御手段は、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記撮像範囲変更手段をこの撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して、前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内となるように前記撮像素子を移動させるように構成したものである。
【００２０】
この発明によれば、前記制御手段により、前記視線検出手段による術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを基に、前記撮像素子保持した撮像範囲変更手段を撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動して前記術者の視線位置が撮像光学系による撮像範囲内とするものであるから、術者の視認範囲を、手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の医用実体顕微鏡の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の医用実体顕微鏡の全体構成図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
図１、図２に示す医用実体顕微鏡１は、略円筒状に形成したハウジングＨと、このハウジングＨから図１において各々左右両側方に突出配置した小径の鏡筒部ｈ1 、鏡筒部ｈ2 とを具備し、前記ハウジングＨの下方に位置する観察部位ＯＰの画像を観察するように構成している。
【００２４】
観察部位ＯＰとしては、被検眼や他の手術部等があるが、以下の説明では観察部位ＯＰが被検眼である場合を主に説明する。
【００２５】
この医用実体顕微鏡１は、前記ハウジングＨに設けられた観察撮影用の照明光学系１ａ（図２参照）及び主観察光学系２、前記鏡筒部ｈ1 に設けた補助観察光学系３（図１参照）、前記鏡筒部ｈ2 に設けた観察部位ＯＰの画像を撮像する撮像光学系４を有している。
【００２６】
前記照明光学系１ａは、ハロゲンランプ１０、照明用レンズ１１、プリズム１２、対物レンズ１３を備え、ハロゲンランプ１０からの照明光を、照明用レンズ１１、プリズム１２、対物レンズ１３を経由してこの対物レンズ１３に対峙させる観察部位ＯＰに照射するようになっている。
【００２７】
前記ハロゲンランプ１０は、ＣＰＵ回路７３の制御の基に動作する制御回路８１により調光駆動されるようになっている。
【００２８】
前記主観察光学系２は、双眼による観察を可能とするための左右２つの光学系２ａ，２ｂを有している。
【００２９】
光学系２ａは、対物レンズ１３、変倍レンズ３０、ビームスプリッタ３１、結像レンズ３２、正立プリズム３３、眼幅調整用の菱形プリズム３４、接眼レンズ３５をこの順に配置している。
【００３０】
光学系２ｂは、前記光学系２ａと同様に、対物レンズ１３、変倍レンズ４０、ビームスプリッタ４１、結像レンズ４２、正立プリズム４３、眼幅調整用の菱形プリズム４４、接眼レンズ４５をこの順に配置している。
【００３１】
更に接眼レンズ４５の近傍には、術者の視線の情報を検出する視線検出部７１と、前記ＣＰＵ回路７３により制御され、視線検出部７１により検出する術者の視線の情報を処理する検出処理回路７２を有している。
【００３２】
また、視線検出部７１は、図２に示すように、赤外ＬＥＤ７１０、投影レンズ７１１、ハーフミラー７１２、ダイクロ面を持つプリズム７１３、結像レンズ７１４、二次元ＣＣＤ７１５を有している。
【００３３】
そして、観察部位ＯＰからの反射光による被観察像は、左右の光学系２ａ，２ｂを介して術者の両眼により観察される。
【００３４】
更に前記ハウジングＨ内のビームスプリッタ３１，４１に対応して、補助観察光学系３を収納した鏡筒部ｈ1 、撮像光学系４を収納した鏡筒部ｈ2 の開口部が配置されている。
【００３５】
前記補助観察光学系３は、ビームスプリッタ３１からの光束を集光する結像レンズ５０、反射ミラー５１、図示を省略した光学部材、接眼レンズ５２を有している。
【００３６】
そして、観察部位ＯＰからの反射光による被観察像は、対物レンズ１３、変倍レンズ３０、ビームスプリッタ３１、結像レンズ５０、反射ミラー５１、図示を省略した光学部材、接眼レンズ５２等を介して、手術助手により観察されるようになっている。
【００３７】
前記撮像光学系４は、ビームスプリッタ４１からの光束を集光する結像レンズ６０、反射ミラー６３ａ、鏡筒部ｈ2 に固定した電子カメラ６４をこの順に有している。
【００３８】
また、鏡筒部ｈ2 は、結像レンズ６０を保持するＸ方向駆動位置検出ユニット７５、Ｙ方向駆動位置検出ユニット７６を有し、これらを駆動回路７４によりＸ方向、Ｙ方向に各々駆動することで、結像レンズ６０をＸ方向、Ｙ方向に各々移動させるようになっている。そして、前記結像レンズ６０で集光され、反射ミラー６３ａで反射した光束を、電子カメラ６４に入射して、電子カメラ６４に設けている撮像素子であるエリアＣＣＤ６４ａの受光面に被観察像を結像させるようになっている。
【００３９】
前記電子カメラ６４で撮像され出力される被観察像の画像信号は、ＣＣＵ（カメラ  コントロール  ユニット）６６を介してモニターテレビ６７に送られ、このモニターテレビ６７の画面に図３に示すように被観察像が表示されるようになっている。
【００４０】
次に、上述した構成の医用実体顕微鏡の作用を観察部位ＯＰが被検眼である場合を例にとり説明する。
【００４１】
前記ハロゲンランプ１０からの照明光は、照明用レンズ１１、プリズム１２、対物レンズ１３を介して観察部位ＯＰである被検眼を照明する。
【００４２】
この被検眼からの反射光による被観察像である被検眼像は、左右の光学系２ａ、２ｂを介して術者の両眼により図３に示すように観察され、術者は、この被検眼像を見ながら、被検眼の観察や手術を行う。術者の両眼が観察する被検眼像を含む観察範囲ＥＲを図３において円で囲んで示す。
【００４３】
一方、被検眼からの反射光は、対物レンズ１３、変倍レンズ４０、ビームスプリッタ４１、結像レンズ６０、反射ミラー６３ａを介して、電子カメラ６４に入射して、電子カメラ６４のエリアＣＣＤ６４ａの入射面に被観察像が結像され、電子カメラ６４により信号処理されてＣＣＵ６６を経てモニターテレビ６７に送られ、被検眼からの反射光による被検眼像が、モニターテレビ６７の画面に表示される。前記エリアＣＣＤ６４ａによる撮像範囲ＰＥを図３において四角形で示す。
【００４４】
手術助手や看護婦は、このモニターテレビ６７に表示される被検眼像を見ながら、術者の手術を補助する作業を行う。
【００４５】
次に、術者の視線を検出し、モニターテレビ６７の画面上に術者の視線範囲内又はその付近の画像を表示する手順を図３を参照して説明する。
【００４６】
前記赤外光源７１０を光源とし、投影レンズ７１１、ハーフミラー７１２、プリズム７１３、ダイクロイックフィルター７１６を通して、菱形プリズム３４、接眼レンズ３５に導光された視線検出用赤外光が術者の角膜に投影され、この反射光が接眼レンズ３５、菱形プリズム３４、ダイクロイックフィルター７１６、プリズム７１３を通り、ハーフミラー７１２で反射し、結像レンズ７１４により二次元ＣＣＤ７１５に赤外光源７１０の像が投影される。
【００４７】
二次元ＣＣＤ７１５の出力信号は検出処理回路７２で処理され、角膜反射光の位置情報をＣＰＵ回路７３に入力する。これが術者の視線方向の情報になる。即ち、術者が注視している被検眼像に対する視線位置Ｐを図３に示す。
【００４８】
また、前記結像レンズ６０のＸ方向、Ｙ方向の位置検出と位置移動を行うＸ方向駆動位置検出ユニット７５とＹ方向駆動位置検出ユニット７６とからの各位置検出信号により、結像レンズ６０の位置（被検眼の撮像範囲）をＣＰＵ回路７３が認識する。
【００４９】
次に、このようにしてＣＰＵ回路７３に入力された術者の視線位置Ｐと結像レンズ６０の位置で定まるエリアＣＣＤ６４ａの撮像範囲ＰＥの略中央ＣとのＸ方向、Ｙ方向の各差分ｘ、ｙをＣＰＵ回路７３で求める。
【００５０】
そして、ＣＰＵ回路７３は、求めたＸ方向、Ｙ方向の差分ｘ、ｙだけ前記結像レンズ６０を移動するように、ＣＰＵ回路７３から駆動回路７４に補正信号を出力し、これにより、駆動回路７４は、Ｘ方向駆動位置検出ユニット７５、Ｙ方向駆動位置検出ユニット７６を各々前記補正信号に応じてＸ方向、Ｙ方向に差分ｘ、ｙだけ駆動し、結像レンズ６０の位置を変更する。このような動作が適時繰り返される。
【００５１】
この結果、図３の右欄に示すように、術者の視線位置Ｐと前記エリアＣＣＤ６４ａの撮像範囲の略中央Ｃとが合致し、前記術者の視線位置Ｐと撮像光学系４による撮像範囲ＰＥの中心とを一致させるようにすることができ、術者の視線位置Ｐ、さらには観察範囲ＥＲを、手術助手や看護婦も撮像光学系４、モニタテレビ６７を介して確実に視認することができる。
【００５２】
（実施の形態２）
次に、図４、図５を参照して本発明の実施の形態２を説明する。尚、図４、図５に示す本発明の実施の形態２の医用実体顕微鏡において、図１、図２に示す本発明の実施の形態１の医用実体顕微鏡と同一の機能を有するものには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
図４、図５に示す本発明の実施の形態２の医用実体顕微鏡は、前記実施の形態１の医用実体顕微鏡と略同一の構成であるが、鏡筒部ｈ2 における撮像光学系４の電子カメラ６４を、Ｘ方向駆動位置検出ユニット６４１、Ｙ方向駆動位置検出ユニット６４２により各々保持し、これらを駆動回路６４３により各々Ｘ方向、Ｙ方向に移動可能としたことが特徴である。
【００５４】
次に、上述した実施の形態２の医用実体顕微鏡の作用を説明する。
【００５５】
ハロゲンランプ１０からの照明光は、照明用レンズ１１、プリズム１２、対物レンズ１３を介して観察部位ＯＰである被検眼を照明する。
【００５６】
この被検眼からの反射光による被検眼像は、左右の光学系２ａ，２ｂを介して術者の両眼により観察され、術者は、この被検眼像を見ながら、被検眼の観察や手術を行う。
【００５７】
一方、被検眼からの反射光は、対物レンズ１３、変倍レンズ４０、ビームスプリッタ４１、結像レンズ６０、反射ミラー６３ａを介して、電子カメラ６４に入射して、電子カメラ６４のエリアＣＣＤ６４ａの入射面に被検眼像が結像され、この被検眼像は、既述した場合と同様にしてモニターテレビ６７の画面に表示される。
【００５８】
手術助手や看護婦は、このモニターテレビ６７に表示される被検眼像を見ながら、術者の手術を補助する作業を行う。
【００５９】
次に、術者の視線を検出し、モニターテレビ６７の画面上に術者の視認範囲内又はその付近の被検眼像を表示する手順を説明する。
【００６０】
赤外光源７１０を光源とし、投影レンズ７１１、ハーフミラー７１２、プリズム７１３を通して、ダイクロイックフィルター７１６、菱形プリズム３４、接眼レンズ３５に導光された視線検出用赤外光が術者の角膜に投影され、この反射光が接眼レンズ３５、菱形プリズム３４、ダイクロイックフィルター７１６、プリズム７１３を通り、ハーフミラー７１２で反射し、結像レンズ７１４により二次元ＣＣＤ７１５に赤外光源７１０の像が投影される。
【００６１】
二次元ＣＣＤ７１５の出力信号は検出処理回路７２で処理され、被検眼の角膜反射光の位置情報をＣＰＵ回路７３に入力する。これが視線方向情報になる。
【００６２】
また、前記Ｘ方向駆動位置検出ユニット６４１、Ｙ方向駆動位置検出ユニット６４２からの各位置検出信号により、電子カメラ６４の位置をＣＰＵ回路７３が認識する。
【００６３】
次に、このようにしてＣＰＵ回路７３に入力された術者の視線方向の情報と、電子カメラ６４の位置で定まるエリアＣＣＤ６４ａの撮像範囲ＰＥの略中央ＣとのＸ方向、Ｙ方向の各差分ｘ、ｙをＣＰＵ回路７３で求める。
【００６４】
そして、ＣＰＵ回路７３は、求めたＸ方向、Ｙ方向の差分だけ電子カメラ６４を移動するように、ＣＰＵ回路７３から駆動回路６４３に補正信号を出力し、これにより、駆動回路６４３は、Ｘ方向駆動位置検出ユニット６４１、Ｙ方向駆動位置検出ユニット６４２を各々前記補正信号に応じて駆動し、エリアＣＣＤ６４ａを保持している電子カメラ６４をＸ方向、Ｙ方向に差分ｘ、ｙだけ移動し、電子カメラ６４の位置を変更する。このような動作が適時繰り返される。
【００６５】
この結果、実施の形態１の場合と同様、図３に示すように、術者の視線位置Ｐと前記エリアＣＣＤ６４ａの撮像範囲の略中央Ｃとが合致し、前記術者の視線位置Ｐを撮像光学系４による撮像範囲ＰＥ内に入るようにすることができ、術者の視線位置Ｐ、さらには観察範囲ＥＲを、手術助手や看護婦も撮像光学系４、モニタテレビ６７を介して確実に視認することができる。
【００６６】
尚、上述した実施の形態１、２において、術者の視線を検出し、結像レンズ６０又は電子カメラ６４を動かす繰り返し周期としては、第１に一定間隔で行う場合、第２に術者の視線検出を常時行い、前記差分ｘ、ｙがある程度以上になった時のみ、結像レンズ６０又は電子カメラ６４を動かす等の態様をあげることができる。
【００６７】
また、術者の視線検出と結像レンズ６０又は電子カメラ６４の移動を一切行わないモードを採用することももちろん可能である。
【００６８】
さらに、図示していないが操作スイッチを設け、この操作スイッチが押された時だけ、術者の視線検出、結像レンズ又は電子カメラ６４の移動を行うモード等を追加することも可能である。
【００６９】
以上説明したように、この発明の実施の形態１、２によれば、モニターテレビ５７の画面には術者が注視している範囲が表示されることになるため、手術に集中している術者の動きを手術助手や看護婦等が的確に把握でき、手術助手や看護婦等が手術の進行に迅速に対処することが可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、術者の視線の検出情報と、撮像光学系による被観察像の撮像範囲の情報とを利用し、撮像範囲変更手段を制御することで、術者の視認範囲内に撮像範囲を設定して、術者の視認範囲を手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる実体顕微鏡を提供することが可能となる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、前記結像レンズを保持した撮像範囲変更手段を撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動し、術者の視線位置を撮像光学系による撮像範囲内とするものであるから、術者の視認範囲を、手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる実体顕微鏡を提供することが可能となる。
【００７３】
請求項３記載の発明によれば、前記撮像素子を保持した撮像範囲変更手段を撮像光学系の光軸と直交する２次元方向に駆動し、術者の視線位置を撮像光学系による撮像範囲内とするものであるから、術者の視認範囲を、手術助手や看護婦も撮像光学系を介して確実に視認することができる実体顕微鏡を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の医用実体顕微鏡の全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の術者の視認範囲とエリアＣＣＤ６４ａの撮像範囲との関係を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２の医用実体顕微鏡の全体構成図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１  医用実体顕微鏡
ｈ1 鏡筒部
ｈ2   鏡筒部
ＯＰ  観察部位
１ａ  照明光学系
２  主観察光学系
２ａ  光学系
２ｂ  光学系
３  補助観察光学系
４  撮像光学系
１０  ハロゲンランプ
１１  照明用レンズ
１２  プリズム
１３  対物レンズ
３０  変倍レンズ
３１  ビームスプリッタ
３２  結像レンズ
３３  正立プリズム
３４  菱形プリズム
３５接眼レンズ
６０  結像レンズ
６３ａ  反射ミラー
６４  電子カメラ
６４ａ  エリアＣＣＤ
６６  ＣＣＵ
６７  モニターテレビ
７２  検出処理回路
７３  ＣＰＵ回路
７５  Ｘ方向駆動位置検出ユニット
７６  Ｙ方向駆動位置検出ユニット
【図１】
0003990012.tif 000002
【図２】
0003990012.tif 000003
【図３】
0003990012.tif 000004
【図４】
0003990012.tif 000005
【図５】
0003990012.tif 000006