(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投影手段と、光線反射手段と、支持手段とを備え、前記光線反射手段に対し前記画像投影手段が投影した画像を観察者が観察できる立体観察装置であって、前記画像投影手段は、互いに視差を持つ少なくとも２つの画像を投影する投影光学系を有し、前記光線反射手段は、前記画像投影手段に対面する側から見て正パワーのレンズ作用を有し、前記支持手段は、前記画像投影手段が投影する少なくとも２つの画像を、前記光線反射手段上に略一致させて重ね、かつ、前記光線反射手段のレンズ作用を利用し、前記画像投影手段の投影光学系の射出瞳を、観察者の左右眼の位置に投影すべく前記画像投影手段と光線反射手段とを支持する立体観察装置と、
手術ナビゲーションシステムと、
処置具と、を組み合わせた手術装置において、
前記立体観察装置には、位置を検出されるためのマーカが取り付けられ、
前記手術ナビゲーションシステムは、位置検出カメラアレイを備えて、機器の動作制御を割り当てたアイコンを、観察画像と合わせて前記立体観察装置に表示し、
前記処置具には、位置を検出させるためのマーカが取り付けられ、
前記位置検出カメラアレイが、前記立体観察装置に取り付けられたマーカの位置と、前記処置具に取り付けられたマーカの位置とを検出することによって、観察者が前記アイコンを前記処置具の先端で触ることで機器の動作制御を行えることを特徴とする手術装置。
【請求項２】
前記アイコンの画像は、右眼で見ても左眼で見ても視差の無い画像として表示されることを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医用画像を立体観察する場合に好適な手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像を立体観察する手段として、ヘッドマウントディスプレイと呼ばれる小型立体表示装置がある。これは、画像表示手段に表示された互いに視差を持つ画像からの光束を観察者の顔面の極近く配置された光学系により直接、それぞれ画像に対応する観察者の左右の瞳（眼）に投光し、等価的に大画面の画像情報を虚像として立体観察させるようにしたもの（以下ＨＭＤ方式とする）である。
【０００３】
また、もう１つの従来例として、同一位置のモニタ上に互いに視差のある画像を順次表示し、観察者はモニタの画像順次切り替えと同期した左右順次切り替えシャッタ機能を有する眼鏡を装着して前記モニタを見ると立体観察できるようにしたもの（以下モニタ方式とする）がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例、ＨＭＤ方式、モニタ方式ともに、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着するなどして目の前極近くに配置しなければならず、これら方式により提供される立体観察像を観察するだけにおいては有効であるが、医用画像を立体観察する立体観察装置、特に手術等の作業をしながら立体画像観察する立体観察装置においては有効ではない。
【０００５】
なぜなら、立体画像観察は手術一連の作業の一部でしかなく、術部を直接目視観察したり、アシスタントとのコミュニケーションや、処置具の受け渡し等の際にいちいち観察光学系やシャッタ機能を有する眼鏡を着脱する必要があり、作業の流れを停滞させてしまう。
【０００６】
また、ＨＭＤ方式は観察者の眼の前極近くに２つの画像表示手段、２つの観察光学系、これらを支持する支持手段等を配置しなければならず、観察者の視界を画像観察のためにほぼ遮ることとなり、画像以外の周囲の状況を見ることが出来なくなる。前述したように、手術等の作業をしながら立体画像観察しつつ、観察者の周囲にいるアシスタントとのコミュニケーション等が行えない。
【０００７】
また、モニタ方式は観察者の周囲にＴＶモニタを配置する必要がある。これも、観察する場所が手術室等であった場合、室内は麻酔機や各種医療機器であふれており、さらにＴＶモニターのような大型なものを室内に配置することになると、手術室内の人の作業スペースを狭めてしまう。また、ＴＶモニタを観察者の見やすい位置に支持する支持手段もＴＶモニタのような重量な物を支持するため、支持手段そのものの大型化が必要になり、さらに手術室内の作業スペースを狭めてしまうこととなる。
【０００８】
医用画像を立体観察する立体観察装置においては、作業性向上のために上記問題の解決は必須であり、従来の技術での問題解決は不可能であった。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着することなく立体画像観察を可能とし、かつ立体画像観察中においても画像以外の周囲の視界を保ち、非常に軽量、省スペースで作業性がよい、医用画像を立体観察する場合に好適な手術装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の手術装置は、画像投影手段と、光線反射手段と、支持手段とを備え、前記光線反射手段に対し前記画像投影手段が投影した画像を観察者が観察できる立体観察装置であって、前記画像投影手段は、互いに視差を持つ少なくとも２つの画像を投影する投影光学系を有し、前記光線反射手段は、前記画像投影手段に対面する側から見て正パワーのレンズ作用を有し、前記支持手段は、前記画像投影手段が投影する少なくとも２つの画像を、前記光線反射手段上に略一致させて重ね、かつ、前記光線反射手段のレンズ作用を利用し、前記画像投影手段の投影光学系の射出瞳を、観察者の左右眼の位置に投影すべく前記画像投影手段と光線反射手段とを支持する立体観察装置と、
手術ナビゲーションシステムと、
処置具と、を組み合わせた手術装置であって、
前記立体観察装置には、位置を検出されるためのマーカが取り付けられ、
前記手術ナビゲーションシステムは、位置検出カメラアレイを備えて、機器の動作制御を割り当てたアイコンを、観察画像と合わせて前記立体観察装置に表示し、
前記処置具には、位置を検出させるためのマーカが取り付けられ、
前記位置検出カメラアレイが、前記立体観察装置に取り付けられたマーカの位置と、前記処置具に取り付けられたマーカの位置とを検出することによって、観察者が前記アイコンを前記処置具の先端で触ることで機器の動作制御を行えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、図１を用いて本発明の光学系原理を説明する。図中符号１は観察者、符号２は観察者の右眼、符号３が光線反射手段（本図ではフレネル凹面鏡パネル）、符号４は観察者の右眼に対応する画像投影手段、符号５は画像表示手段、符号６は画像投影光学系、符号７は画像表示手段に表示した画像、符号８は画像投影光学系により光線反射手段上に投影された画像、符号９は画像投影光学系の射出瞳、符号１０はミラーコーティング、符号１１は画像投影手段に対面する側から見て正パワーのフレネル凹面鏡、符号１３はフレネル凹面鏡により投影された画像投影光学系の射出瞳をそれぞれ示す。
【００１２】
なお、図１では観察者の左眼に対応する画像投影手段の図示は省略する。
【００１３】
図１において、画像表示手段５により表示された画像７は画像投影光学系６により投影され、光線反射手段３上に投影される。また、光線反射手段３を構成するフレネル凹面鏡１１は、そのレンズ作用により、画像投影光学系６の射出瞳９を観察者１の右眼２に重なるように投影する。
【００１４】
つまり、画像投影手段４から受けた光を反射し、観察者１の右眼２付近にのみ集光させている。よって、観察者１は右眼２にて、観察者１の右眼２に対応する画像投影手段４により投影された画像を観察することができる。
【００１５】
同様に図示しない左眼でも、同じく図示しない観察者１の左眼に対応する画像投影手段により投影された画像を観察することができる。
【００１６】
また、右の眼は左の眼が観察できる画像を観察することができない。よって、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。
【００１７】
図２は本発明の光学系の斜視図である。図中符号１４は観察者の右眼、符号１５は観察者の左眼、符号１６は光線反射手段、符号１７は観察者の右眼に対応する画像投影手段、符号１８は観察者の左眼に対応する画像投影手段、符号１００は観察者の老眼に対応する画像投影手段から射出した光束が光線反射手段で反射され、観察者の右眼に集光する光束をそれぞれ示す。この図２は図１では伝わらない本発明の光学系の三次元的な配置を示している。
【００１８】
図３は本発明の全体構成を表す斜視図である。図中符号１９は観察者の左眼用画像投影手段、符号２０は観察者の右眼用画像投影手段、符号２１は画像投影パネル、符号２２は観察者の右眼、符号２３は観察者の左眼、符号２４は２つの画像投影手段と光線反射手段を支持する支持手段、符号２５は光線反射手段中のフレネル凹面鏡のレンズ作用により投影された右眼用画像投影手段に内蔵する図示しない画像投影光学系の射出瞳、符号２６は光線反射手段中のフレネル凹面鏡のレンズ作用により投影された左眼用画像投影手段に内蔵する図示しない画像投影光学系の射出瞳をそれぞれ示す。
【００１９】
図３において、支持手段２４は、画像投影手段１９，２０が投影する画像を互いに光線反射手段２１上で略一致して重ね、かつ両画像投影手段が内蔵する図示しない画像投影光学系の射出瞳が、光線反射手段２１中のフレネル凹面鏡のレンズ作用により観察者の眼の位置に投影されるように光線反射手段２１と両画像投影手段１９，２０を支持している。
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００２１】
図４ないし図６は本発明の第１の実施の形態に係わり、図４は立体観察装置の構成を示す図、図５は図４の立体観察装置の作用を説明する第１の図、図６は図４の立体観察装置の作用を説明する第２の図である。
【００２２】
本実施の形態の立体観察装置を示す図４において、図中符号２７は観察者、符号２８は観察者の左眼、符号２９は画像投影パネル、符号３０は図示しない観察者２７の右眼に対応する画像投影機、符号３１は観察者２７の左眼２８に対応する画像投影機、符号３２は画像投影パネル２９と２つの画像投影機３０，３１を支持する支持アーム、符号３３は画像投影パネル２９上の拡散面、３４は画像投影パネル２９上のフレネルレンズ面、符号３５はアルミ蒸着コート、符号３６は画像投影パネ２９ル上に一致して重ねられた右眼用、左服用両画像投影機３０，３１が投影した画像、符号３７は画像投影機３０，３１の光学系構成図、符号３８は画像投影パネル２９の拡大断面図、符号３９は小型ＬＣＤ、符号４０は投影光学系、符号４１は小型ＬＣＤ３９、投影光学系４０を支持する鏡枠、符号４２は投影光学系４０の射出瞳、符号４３は画像投影パネル２９のレンズ作用により投影された、観察者２７の左眼２８に対応する画像投影機３１が内蔵する投影光学系の射出瞳、符号４４は画像投影パネル２９のレンズ作用により投影された、観察者２７の右服に対応する画像投影機３０が内蔵する投影光学系の射出瞳、符号４５は画像投影パネル２９上のフレネルレンズの中心をそれぞれ示している。
【００２３】
２つの画像投影機３０、３１は共に内蔵する小型ＬＣＤ３９に互いに視差を持つ画像３６を表示させる。そして、その画像３６を投影光学系４０が画像投影パネル２９上に投影する。また、画像投影パネル２９は、画像投影機３０、３１に対面する側から順に、拡大断面図３８で示す様に拡散面３３、フレネルレンズ面３４から成っている。
【００２４】
さらに、フレネルレンズ面３４にはアルミ蒸着コート３５が施され、画像投影機３０、３１に対面する側から見て正パワーのフレネル凹面鏡となっている。支持アーム３２は画像投影パネル２９を支持し、また、両画像投影機３ ０、３１が投影する画像を互いに画像投影パネル２９上で一致して重ね、かつ、両画像投影機が内蔵する投影光学系４０の射出瞳４２が、画像投影パネル２９中のフレネル凹面鏡のレンズ作用により観察者２７の瞳の位置に投影されるように両画像投影機３ ０、３１を支持している。また、画像投影パネル２９のレンズ作用により投影された画像投影機３ ０、３１の投影光学系の射出瞳４ ３、４４は、画像投影パネル２９中の拡散面３３の光拡散作用により拡大されている。
【００２５】
この構成によれば、両画像投影機３ ０、３１から射出する光束は画像投影パネル２９中のフレネル凹面鏡により反射され、観察者２７のそれぞれ対応する瞳の付近に集光するため、観察者２７は左右の眼にて、それぞれ対応する画像投影機３ ０、３１が投影する画像のみを観察することができる。
【００２６】
よって、ＨＭＤ方式や、モニタ方式のように観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体画像を観察することができる。また、立体画像観察しない時でも眼鏡などの着脱が不要となるため作業の流れの停滞を防ぐことができる。
【００２７】
また、図５で説明するように、ＨＭＤ方式の場合、観察者２７の目前近くに図示しないＬＣＤや観察光学系を内蔵するＨＭＤ立体観察装置４７が配置されるため、観察者２７の視界を、立体画像観察のためにほぼ遮ることとなる。また、わずかに残った視界４８も両眼での観察は行えない。このため、画像以外の周囲の状況を見る事ができなくなり、手術等の作業をしなから立体画像観察しつつ、観察者の周囲にいるアシスタントとのコミュニケーションが行えない。
【００２８】
そこで、本実施の形態の立体観察装置によれば、図６で説明するように、観察者２７から画像表示パネル２９までの距離を離すことができ（本実施施の形態では例えば４５０ｍｍ）、立体画像観察をしつつも、観察者２７の視界の遮りを最小限に止め、残った視界５１でも両眼での観察が行える。
【００２９】
図７は本発明の第２の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００３０】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態を示す図７において、図中符号５２は第１の実施の形態で説明した立体観察装置、符号５３は立体観察装置５２が内蔵する図示しない小型ＬＣＤに画像を表示するコントローラ、符号５４は被術者、符号５５は術部、符号５６は術部５５を立体撮像する手術用実体顕微鏡、符号５７は手術用実体顕微鏡５６を支持する支持アーム、符号５８は術部５５を立体撮像する立体内視鏡、符号５９は立体内視鏡５８を支持する支持アーム、符号６０は立体観察装置５２の画像投影パネル、符号６１は画像投影パネル６０に投影された手術用実体顕微鏡５６の画像、符号６２は画像投影パネル６０に投影された立体内視鏡５８の画像、符号６３は観察者が観察している画像、符号６４は観察者が立体観察している手術用実体顕微鏡５６の画像、符号６５は観察者が立体観察している立体内視鏡５８の画像、符号６６は立体観察装置５２を支持する支持アームをそれぞれ示している。
【００３２】
手術用実体顕微鏡５６や立体内視鏡５８はそれぞれ内蔵する図示しないＣＣＤにより、視差を有する１対の術部５５の画像を撮像している。これら撮像された画像はコントローラ５３に送られている。また、立体観察装置５２内の小型ＬＣＤは、コントローラ５３からそれぞれ対応する画像を送られ表示する。
【００３３】
この構成によると、手術用実体顕微鏡５６により撮像した画像や、立体内視鏡５８により撮像した画像も、観察光学系やシャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体することができる。
【００３４】
図８ないし図１０は本発明の第３の実施の形態に係わり、図８は手術装置の構成を示す図、図９は図８の手術装置の第１の変形例を示す図、図１０は図８の手術装置の第２の変形例を示す図である。
【００３５】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３６】
本実施の形態を示す図８において、図中の符号６７は画像投影機、符号６８は画像投影パネル、符号６９は画像投影機６７と画像投影パネル６８を支持する支持アーム、符号７０は手術用椅子、符号７１は立体観察装置、符号７２は手術用椅子７０に対し立体観察装置７１の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２支持アーム、符号７３は観察者、符号７４は第２支持アーム７２の関節、符号７５は立体観察装置７１を移動させる時につまむ保持部をそれぞれ示している。
【００３７】
また、本実施の形態の第１の変形例を示す図９において、図中の符号７６は画像投影機、符号７７は画像投影パネル、符号７８は画像投影機７６と画像投影パネル７７を支持する支持アーム、符号７９は立体観察装置、符号８０は手術室の天井、符号８１は手術室の天井８０に対し立体観察装置７９の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２支持アーム、符号８２は観察者、符号８３は第２支持アーム８１の関節、符号８４は立体観察装置７９を移動させる時につまむグリップをそれぞれ示している。
【００３８】
また、本実施の形態の第２の変形例を示す図１０において、図中の符号８５は画像投影機、符号８６は画像投影パネル、符号８７は画像投影機８５と画像投影パネル８６を支持する支持アーム、符号８８は立体観察装置、符号８９は手術室の壁、符号９０は手術室の壁８９に対し立体観察装置８８の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２支持アーム、符号９１は観察者、符号９２は第２支持アーム９０の関節、符号９３は立体観察装置８８を移動させる時につまむグリップをそれそれ示している。
【００３９】
これら構成によれば、観察者は常に立体観察装置を見やすい位置で観察することができ、かつ、立体観察が不要な場合にはすぐに目前から邪魔にならない場所に移動させることができる。
【００４０】
図１１ないし図１４は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１１は手術装置の構成を示す図、図１２は図１１の手術装置の作用を説明する第１の図、図１３は図１１の手術装置の作用を説明する第２の図、図１４は図１１の手術装置の作用を説明する第３の図である。
【００４１】
第４の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態を示す図１１において、図中符号９４は手術用実体顕微鏡、符号９５は手術用実体顕微鏡支持アーム、符号９６は画像投影機、符号９７は画像投影パネル、符号９８は画像投影機９６と画像投影パネル９７を支持する支持アーム、符号９９は立体観察装置、符号１０１は手術用実体顕微鏡９４に対し立体観察装置９９の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２支持アーム、符号１０２は観察者、符号１０３は被観察物体、符号１０４は第２支持アーム１０１の関節をそれぞれ示している。
【００４３】
この構成によれば、観察者１０２は常に立体観察装置９９を見やすい位置で観察することができ、かつ、立体観察が不要な場合はすぐに目前から邪魔にならない場所に移動させることができる。
【００４４】
さらに、立体観察装置は手術用実体顕微鏡９４に対してその位置が固定されているため、手術用実体顕微鏡を移動させた時はその手術用実体顕微鏡９４の移動に伴い移動する。よって、観察者１０２は手術用実体顕微鏡９４と共に移動した立体観察装置９９を見るために自分の体を移動させることになる。これにより、手術用実体顕微鏡が撮像している方向と観察者１０２の方向が一致し、見ている画像の空間座標と、手元の作業している空間座標に大きなズレが発生せず作業を効率良く続行することが出来る。
【００４５】
図１２及び図１３は手術用実体顕微鏡の移動に伴い立体観察装置が追従して移動しない場合の説明図である。図１２は手術用実体顕微鏡移動前の図であり、図１３は手術用実体顕微鏡移動後の図である。
【００４６】
図１２及び図１３において、符号１０５は観察者、符号１０６は手術用実体顕微鏡、符号１０７は立体観察装置の画像投影パネル、符号１０８は観察者１０５の手、符号１０９は処置具、符号１１０は術部、符号１１１は観察者１０５が立体観察している画像、符号１１２は撮像された観察者１０５が右手に持つ処置具、符号１１３は撮像された観察者１０５が左手に持つ処置具、符号１１４は撮像された術部、符号１１５は移動した手術用実体顕微鏡、符号１１６は移動した手術用実体顕微鏡１１５により撮像された観察者１０５が左手に持つ処置具、符号１１７は移動した手術用実体顕微鏡１１５により撮像された観察者１０５が右手に持つ処置具、符号１１８は移動した手術用実体顕微鏡１１５により撮像された術部をそれぞれ示している。
【００４７】
図１２では、観察者１０５の右手の方向と、立体観察像の右手の方向が一致しており容易に作業ができる。図１３では、観察者１０５の右手の方向と、立体観察像の右手の方向がまったく一致しておらず容易に作業できない。
【００４８】
図１４は手術用実体顕微鏡の移動に伴い立体観察装置が追従して移動する場合の説明図である。図中符号１１９は移動する前の手術用実体顕微鏡、符号１２０は手術用実体顕微鏡１１９が移動する前の画像投影パネルの位置、符号１２１は手術用実体顕微鏡１１９が移動する前の観察者の位置、符号１２２は手術用実体顕微鏡１１９が移動した後の観察者、符号１２３は移動した手術用実体顕微鏡、符号１２４は手術用実体顕微鏡が移動した後の画像投影パネル、符号１２５は観察者の手、符号１２６は処置具、符号１２７は術部、符号１２８は観察者が立体観察している画像、符号１２９は撮像された観察者が右手に持つ処置具、符号１３０は撮像された観察者が左手に持つ処置具、符号１３１は撮像された術部をそれぞれ示している。
【００４９】
図１４では、手術用実体顕微鏡の移動に伴い画像投影パネルも移動する。よって観察者は画像投影パネルに投影される画像が見えるように体を移動させる。このため常に観察者の右手の方向と、立体観察像の右手の方向が一致し、容易に作業ができる。
【００５０】
図１５は本発明の第５の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００５１】
第５の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態を示す図１５において、図中符号１３２はコンピュータを内蔵し、手術前に撮影した患者のＣＴ・ＭＲ画像をもとに３次元画像構築をする手術ナビケーションシステム、符号１３３はＴＶモニタ、符号１３４はコンピュータを内蔵するトロリー、符号１３５は位置検出カメラアレイ、符号１３６は立体観察装置、符号１３７はトロリー１３４に対して立体観察装置１３６の位置を固定する支持アーム、符号１３８は観察者、符号１３９は観察者１３８が観察する立体観察像をそれぞれ示している。
【００５３】
手術ナビゲーションシステム１３２は術前に撮影した患者のＣＴ・ＭＲ画像をもとに２つの異なる点から見た２つの画像を構築する。この２つの画像は互いに視差を持ち、立体観察装置１３６にて観察者１３８に観察される。よって、観察者１３８は手術ナビゲーションシステム１３２が３次元構築構築した画像を真に立体観察することができ、より病巣などの画像をリアルに見ることができる。
【００５４】
図１６は本発明の第６の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００５５】
第６の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５６】
本実施の形態を示す図１６において、図中符号１４０は立体観察装置、符号１４１は立体観察装置の画像投影パネル、符号１４２は手術ナビゲーションシステム、符号１４３は手術ナビゲーションシステム１４２が立体観察装置１４０を介して画像投影パネル１４１上に投影させたアイコン、符号１４４は観察者、符号１４５は手術ナビゲーションシステム１４２の位置検出カメラアレイ、符号１４８は処置具、符号１４６は処置具１４８に取り付けられたマーカ、符号１４７は立体観察装置１４０に取り付けられたマーカをそれぞれ示す。
【００５７】
手術ナビゲーションシステム１４２は立体観察装置１４０に機器の動作制御を割り当てたアイコン１４３を立体観察装置１４０で表示させる。このアイコン１４３の画像は右眼で見ても左眼で見ても変わらない視差の無い画像として表示されている。また、位置検出カメラアレイ１４５に立体観察装置に取り付けられたマーカ１４７を撮像させ、画像表示パネル１４１に投影されているアイコン１４３の位置を検出する。
【００５８】
また、同じく位置検出カメラアレイ１４５に処置具に取り付けられたマーカ１４６を撮像させ処置具先端の位置を検出する。さらに、マーカの位置と処置具先端の位置が一致した時そのマーカに割り当てられた動作制御を実施させる。
【００５９】
よって、観察者は機器のある機能を動作もしくは停止させたい場合、その制御か割り当てられたアイコン１４３を処置具先端で触るだけで制御できる。術部周辺に別途コンソールを置く必要が無く、立体観察装置をバーチャルコンソールとすることができる。
【００６０】
図１７は本発明の第７の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００６１】
第７の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６２】
本実施の形態を示す図１７において、図中符号１４８はＸ線写真撮影機、符号１４９はＸ線写真を撮影される患者、符号１５０は撮影したＸ線写真、符号１５１は立体観察装置、符号１５２は観察者、符号１５３は観察者が立体観察する×線写真をそれぞれ示している。
【００６３】
Ｘ線写真撮影機１４８は患者１４９の２方向からのＸ線写真を撮影する。この２つのＸ線写真１５０は視差を有し、立体観察装置で表示される。
【００６４】
この構成によれば、Ｘ線写真撮影機１４８で撮影した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【００６５】
図１８は本発明の第８の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００６６】
第８の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６７】
本実施の形態を示す図１８において、図中符号１５４は本実施の形態の立体観察装置、符号１５５は第１の実施の形態で説明した立体観察装置、符号１５６は手術室の壁、符号１５７は手術室の壁１５６に貼られた画像投影パネル、符号１５８は画像投影機、符号１５９は壁１５６に対して画像投影機１５８を保持する支持アーム、符号１６０は観察者をそれぞれ示す。
【００６８】
支持アーム１５９は壁１５６に貼られた画像投影パネル１５７と、自身が支持する画像投影機１５８の位置関係を前記第１の実施の形態で説明した位置関係に保っている。
【００６９】
この構成によれば、非常に省スペースな教育用立体観察装置とすることができ、手術室を広く有効に活用することができる。
【００７０】
図１９は本発明の第９の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００７１】
第９の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７２】
本実施の形態を示す図１９において、図中符号１６１は手術室の無影蛍光灯、符号１６２は画像投影パネル、符号１６３は画像投影機、符号１６４は観察者、符号１６５は画像投影パネル１６２と画像投影機１６３を支持する支持アームをそれぞれ示している。
【００７３】
支持アーム１６５は横に広がりを持つ板状をしており、画像投影パネル１６２に対して無影灯１６１からの照明光が映り込むことを防いでいる。
【００７４】
この構成によると、無影灯１６１などの室内照明光が画像投影パネル１６２に映り込み観察画像を劣化させることも無くクリアな画像が観察できる立体観察装置とすることができる。
【００７５】
図２０は本発明の第１０の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図である。
【００７６】
第１０の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７７】
本実施の形態を示す図２０において、図中符号１６６が画像投影機、符号１６７は画像投影パネル、符号１６８は画像投影機１６６と画像投影パネル１６７を支持する支持アーム、符号１６９は画像投影パネル着脱機構をそれぞれ示す。
【００７８】
支持アーム１６８は画像投影パネル１６７を支持しているが、必要に応じて画像投影パネル１６７を着脱することができる。
【００７９】
この構成によれば、立体観察が不要な場合はすぐに目前から画像投影パネル１６７を取り外すことができ、不要に観察者の視界を遮ってしまうことを防ぐことができる。
【００８０】
図２１ないし図２４は本発明の第１１の実施の形態に係わり、図２１はディスポーザブルパネルを説明する第１の図、図２２は図２１のディスポーザブルパネルを説明する第２の図、図２３は図２１のディスポーザブルパネルを説明する第３の図、図２４は図２１のディスポーザブルパネルを説明する第４の図である。
【００８１】
第１１の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００８２】
本実施の形態では第１の実施の形態で説明した立体観察装置の画像投影パネルを滅菌されたディスポーザブルパネルとしている。
【００８３】
図２１ないし図２３は、滅菌されたディスポーザブルパネルを説明する図である。
【００８４】
図２１ないし図２３において、図中符号１６９は滅菌された画像投影パネル、符号１７０は内戴物を滅菌状態に保つ滅菌パック、符号１７１は立体観察装置、符号１７２は開封された滅菌パック、符号１７３は使用状態の画像投影パネル、符号１９０は画像投影パネルが外された立体観察装置、符号１７４はごみ箱、符号１７５は捨てられた画像投影パネルをそれぞれ示す。
【００８５】
図２１は使用前の画像投影パネルの状態を示し、あらかじめ滅菌された画像投影パネル１６９は滅菌パック１７０に内蔵され滅菌状態を保たれている。
【００８６】
図２２は使用中の画像投影パネルの状態を示し、滅菌パックを開封され取り出さ
れた画像投影パネルは立体観察装置１７１に取り付けられ観察者に立体観察を提供
する。
【００８７】
図２３は使用後の画像投影パネルの状態を示し、立体観察装置１７３から取り外され捨てられる。
【００８８】
この構成によれば、特に手術室でこの立体観察装置を用いる場合、画像投影パネルを滅菌状態にするために別途滅菌ドレープで覆う必要が無く、また、図２４で説明するような、光束が滅菌ドレープを透過することで発生する観察画像の画質劣化を防ぐことができる。
【００８９】
すなわち、図２４において、図中符号１７６は立体観察装置、符号１７７は滅菌ドレープ、符号１７８は光束が滅菌ドレープを透過する時に発生する反射散乱光、符号１７９は観察者、符号１８０が画像投影パネルをそれぞれ示す。
【００９０】
画像投影パネル１８０は滅菌ドレープ１７７で覆われている。この時光束が滅菌ドレープ１７７を透過する際、反射光や散乱光１７８が発生する。この反射散乱光が観察画像の画質劣化を発生させてしまう。
【００９１】
［付記］
（付記項１）画像投影手段（１）と、光線反射手段（２）、と、支持手段（３）とからなり、前記光線反射手段に対し前記画像投影手段が投影した画像を観察者か観察できる立体観察装置であって、
前記画像投影手段（１）、光線反射手段（２）、支持手段（３）の特徴は次の通りである。
画像投影手段（１）は、
・互いに視差を持つ少なくとも２つの画像を投影する。
・画像表示手段と投影光学系とからなる。
光線反射手段（２）は、
・画像投影手段（１）に対面する側から見て正パワーのレンズ作用を有する。
支持手段（３）
・画像投影手段（１）が投影する少なくとも２つの画像を、前記光線反射手段（２）上に略一致させて重ね、かつ、前記光線反射手段（２）のレンズ作用を利用し、
画像投影手段（１）の投影光学系の射出瞳を、観察者の左右眼の位置に投影すべく前記画像投影手段（１）と光線反射手段（２）を支持する。
【００９２】
（付記項２）  付記項１において、光線反射手段の特徴は次のとおりである。
・画像投影手段に対面する側から順に、拡散面、フレネルレンス面で構成された平行平板形状をしている。
・前記フレネルレンズ面にはミラーコートを施し、画像投影手段に対面する側から見て正パワーのフレネル凹面鏡とする。
【００９３】
（付記項３）  付記項１において、立体撮像装置で撮像した互いに視差を有する２つの画像を、画像投影手段にて投影する
ことを特徴とする立体観察装置。
【００９４】
付記項３に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、立体撮像装置で撮像した互いに視差を有する２つの画像を、画像投影手段にて投影することを特徴としている。
【００９５】
この構成によれば、立体撮像装置により撮像した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【００９６】
（付記項４）  付記項３において、立体撮像装置は立体内視鏡である
ことを特徴とする立体観察装置。
【００９７】
付記項４に記載の立体観察装置によれば、前記付記項３において、前記請求項２において、立体撮像装置は立体内視鏡であることを特徴としている。
【００９８】
この構成によれば、立体内視鏡により撮像した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【００９９】
（付記項５）  付記項１において、前記支持手段は、床、壁、あるいは天井に対して支持物の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２の支持手段に支持される
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１００】
付記項５に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、支持手段は、床、壁、あるいは天井に対して支持物の位置を固
定し、その固定位置を任意に変えられる第２の支持手段に支持されることを特徴としている。
【０１０１】
この構成によれば、観察者は常に立体観察装置を見やすい位置で観察することができ、かつ立体観察が不要な場合はすぐに目前から邪魔にならない場所に移動させることができる。
【０１０２】
（付記項６）  付記項３において、立体撮像装置は実体顕微鏡である
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１０３】
付記項５に記載の立体観察装置によれば、前記付記項３において、立体撮像装置は実体顕微鏡であることを特徴としている。
【０１０４】
この構成によれば、実体顕微鏡により撮像した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【０１０５】
（付記項７）  付記項６において、前記支持手段は、実体顕微鏡に対して支持物の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２の支持手段に支持される
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１０６】
付記項７に記載の立体観察装置によれば、前記付記項６において、支持手段は、実体顕微鏡に対して支持物の位置を固定し、その固定位置を任意に変えられる第２の支持手段に支持されることを特徴としている。
【０１０７】
この構成によれば、観察者は常に立体観察装置を見やすい位置で観察することかでき、かつ立体観察が不要な場合はすぐに目前から邪魔にならない場所に移動させることができる。また、立体観察装置は実体顕微鏡に対してその位置を固定しているため、実体顕微鏡を移動させた時はその実体顕微鏡の移動に伴い立体観察装置も移動する。よって観察者は実体顕微鏡と共に移動した立体観察装置を見るために自分の体を移動させることになる。これにより、実体顕微鏡が観察している方向と観察者の方向が−致し、見ている画像の空間座標と、手元の作業している空間座標に大きなズレが発生せず作業を効率よく続行することが出来る。
【０１０８】
（付記項８）  付記項１において、コンピュータで作製した互いに視差を有する２つの画像を、前記画像投影手段にて投影する
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１０９】
付記項８に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、コンピュータで作製した互いに視差を有する２つの画像を、画像投影手段にて投影することを特徴としている。
【０１１０】
この構成によれば、コンピュータにて作製した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鍍などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【０１１１】
（付記項９）  付記項１において、Ｘ線写真撮影機で撮影した互いに視差を有する２つの画像を、前記画像投影手段にて投影する
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１１２】
付記項９に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、Ｘ線写真撮影機で撮影した互いに視差を有する２つの画像を、画像投影手段にて投影することを特徴としている。
【０１１３】
この構成によれば、Ｘ線写真撮影機で撮影した画像も、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着すること無く立体観察することができる。
【０１１４】
（付記項１０）  付記項１において、前記支持手段の一部は部屋の壁である
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１１５】
付記項１０に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、支持手段の一部は部屋の壁であることを特徴としている。
【０１１６】
この構成によれば、光線反射手段を壁に保持させることが可能となり省スペースな立体観察装置とすることが出来る。
【０１１７】
（付記項１１）  付記項１において、前記支持手段は前記光線反射手段に外光が映り込むのを防止する遮光手段を兼ねている
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１１８】
付記項１１に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、支持手段は光線反射手段に外光が映り込むのを防止する遮光手段を兼ねていることを特徴としている。
【０１１９】
この構成によれば、室内照明光などか光線反射手段に映り込み観察画像を劣化させることもなく、クリアな画像が観察できる立体観察装置とすることが出来る。
【０１２０】
（付記項１２）  付記項１において、前記光線反射手段は、前記支持手段に対して着脱自在である
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１２１】
付記項１２に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１において、光線反射手段は、支持手段に対して着脱自在であることを特徴としている。
【０１２２】
この構成によれば、立体観察が不要な場合はすぐに目前から光線反射手段を取り外すことができ、不要に観察者の視界を遮ってしまうことを防ぐことが出来る。
【０１２３】
（付記項１３）  付記項１２において、前記光線反射手段は滅菌されたディスポーザブルパネルである
ことを特徴とする立体観察装置。
【０１２４】
付記項１３に記載の立体観察装置によれば、前記付記項１２において、光線反射手段は滅菌されたディスポーザブルパネルであることを特徴としている。
【０１２５】
この構成によれば、特に手術室でこの立体観察装置を用いる場合、別途滅菌ドレープで立体観察装置を覆う必要が無く、また、光束が滅菌ドレープを透過することで発生する観察画像の画質劣化を防ぐことが出来る。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、観察光学系や、シャッタ機能を有する眼鏡などを顔面に装着することなく立体画像観察を可能とし、かつ立体画像観察中においても画像以外の周囲の視界を保ち、非常に軽量、省スペースで作業性がよく、医用画像を立体観察でき、この立体観察状態で手術を行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学系原理を説明する図
【図２】本発明の光学系の斜視図
【図３】本発明の全体構成を表す斜視図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る立体観察装置の構成を示す図、図５は、図６は
【図５】図４の立体観察装置の作用を説明する第１の図
【図６】図４の立体観察装置の作用を説明する第２の図
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図９】図８の手術装置の第１の変形例を示す図
【図１０】図８の手術装置の第２の変形例を示す図
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図１２】図１１の手術装置の作用を説明する第１の図
【図１３】図１１の手術装置の作用を説明する第２の図
【図１４】図１１の手術装置の作用を説明する第３の図
【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図１６】本発明の第６の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図１８】本発明の第８の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図１９】本発明の第９の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図２０】本発明の第１０の実施の形態に係る手術装置の構成を示す図
【図２１】本発明の第１１の実施の形態に係るディスポーザブルパネルを説明する第１の図
【図２２】図２１のディスポーザブルパネルを説明する第２の図
【図２３】図２１のディスポーザブルパネルを説明する第３の図
【図２４】図２１のディスポーザブルパネルを説明する第４の図
【符号の説明】
１…観察者
２…右眼
３…光線反射手段
４…画像投影手段
５…画像表示手段
６…画像投影光学系
７…画像表示手段に表示した画像
８…光線反射手段上に投影された画像
９…画像投影光学系の射出瞳
１０…ミラーコーティング
１１…フレネル凹面鏡
１３…フレネル凹面鏡により投影された画像投影光学系の射出瞳
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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【図１４】
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【図１５】
0003905393.tif 000016
【図１６】
0003905393.tif 000017
【図１７】
0003905393.tif 000018
【図１８】
0003905393.tif 000019
【図１９】
0003905393.tif 000020
【図２０】
0003905393.tif 000021
【図２１】
0003905393.tif 000022
【図２２】
0003905393.tif 000023
【図２３】
0003905393.tif 000024
【図２４】
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