(57)【要約】【課題】術者に対して向きが９０度相違する補助者の方向性での電子映像を容易に得ることができる手術用立体観察装置を提供する。【解決手段】左右一対のメイン光路Ａの他に９０度向きが相違する左右一対のサブ光路Ｂを設け、各光路にそれぞれ左右一対の撮像素子Ｄｌ、Ｄ２を設置しているため、メインの術者とその対向者の方向性でだけでなく、左右両側に位置する補助者の方向性での電子映像も得ることができる。そのため術者と補助者で協力して手術を行いやすい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの対物光学系を通過した光束の範囲内に、一対の光束をそれぞれ変倍光学系を通過して一対の撮像素子に導く２本のメイン光路と、該メイン光路と配列方向が９０度相違した状態で一対の光束をそれぞれ他の変倍光学系を通過して他の一対の撮像素子に導く２本のサブ光路とを備えたカメラと、
該カメラで撮影された方向性が９０度相違した電子映像をそれぞれ表示可能な電子映像表示装置と、を備えたことを特徴とする手術用立体観察装置。
【請求項２】
カメラ内に照明手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の手術用立体観察装置。
【請求項３】
カメラ内に対物光学系の光軸と平行な２本の光ビームを対物光学系に照射自在な光ビーム照射手段を設け、該２本の光ビームが対物光学系の焦点距離で一点に収束することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の手術用立体観察装置。
【請求項４】
光ビームが対物光学系において２組の変倍光学系を通過する光束とは異なる位置に照射されることを特徴とする請求項３記載の手術用立体観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手術用立体観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スタンド装置によりカメラを移動自在に支持し、カメラにより立体視可能な両眼視差を有する一対の電子映像を撮像してモニターに表示し、それを３Ｄ用の専用メガネを介して立体的に観察する手術用立体観察装置が知られている。モニターに表示する代わりに、３Ｄビュアーに内蔵した左右一対の表示パネルに表示し、それを３Ｄビュアーの接限部から左右の臆で見ることにより立体的観察する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１８９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような関連技術にあっては、左右一対の撮像素子しか備えられていないため、メインの術者の方向性での立体電子映像しか得られない。得られた電子映像の前後・左右を電子的に反転することができるが、その場合でも主術者の対向位置にある補助者の方向性での立体電子映像しか得られない。メインの術者の左右に位置する補助者は術者に対して向きが９０度相違するが、そのような左右両側の補助者の向きでの立体電子映像を得ることができなかった。
【０００５】
木発明はこのような関連技術に着目してなされたものであり、術者に対して向きが９０度相違する補助者の方向性での立体電子映像を容易に得ることができる手術用立体観察装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の技術的側面によれば、手術用顕微鏡装置は、１つの対物光学系を通過した光束の範囲内に、一対の光東をそれぞれ変倍光学系を通過して一対の撮像素子に導く２本のメイン光路と、該メイン光路と向きが９０度相違した状態で一対の光束をそれぞれ他の変倍光学系を通過して他の一対の撮像素子に導く２本のサブ光路とを備えたカメラと、該カメラで撮影された方向性が９０度相違した電子映像をそれぞれ表示可能な電子映像表示装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の他の技術的側面によれば、さらに、カメラ内に照明手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の技術的側面によれば、カメラ内に対物光学系の光軸と平行な２本の光ビームを対物光学系に照射自在な光ビーム照射手段を設け、該２本の光ビームが対物光学系の焦点距離で一点に収束することを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の技術的側面によれば、光ビームが対物光学系において２組の変倍光学系を通過する光束とは異なる位置に照射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の技術的側面によれば、左右一対のメイン光路の他に９０度向きが相違する左右一対のサブ光路を設け、各光路にそれぞれ左右一対の撮像素子を設置しているため、メインの術者とその対向者の方向性でだけでなく、左右両側に位置する補助者の方向性（９０度相違）での電子映像も得ることができる。そのため術者と補助者で協力して手術を行いやすい。
【００１１】
本発明の他の技術的側面によれば、カメラ内に照明手段を備えるため、カメラに照明を導入する光ケーブルを接続する必要がなく、カメラの動きが光ケーブルにより制限されることがない。
【００１２】
本発明の他の技術的側面によれば、対物光学系に光軸と平行な２本の光ビームを照射するため、術野に焦点が合った状態では２本の光ビームが１点のスポットとして収束する。そして焦点が合っていない状態では、２点のスポットとして表れる。肉眼でもモニター装置上でもスポットの状態により焦点が合っているかどうか瞬時に判別できるため、２つのスポットの状態を確認しながらスポットが１つになるまでカメラを上下に移動させることで焦点合わせを容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の他の技術的側面によれば、光ビームが対物光学系において変倍光学系を通過する光束とは異なる位置に照射されるため、光ビームの照射位置を変倍光学系と干渉することなく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】手術用立体観察装置を示す正面図。
【図２】手術用立体観察装置を示す側面図。
【図３】カメラを示す斜視図。
【図４】カメラの内部構造を示す斜視図。
【図５】メイン光路を示すカメラの内部構造正面図。
【図６】サブ光路を示すカメラの内部構造側面図。
【図７】光ビーム照射手段の設置位置を示す図。
【図８】撮像素子と観察方向との関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図８は本発明の好適な実施形態を示す図である。
【００１６】
スタンド装置１は横方向に延びる支持アーム２を有している。この支持アーム２は平行リンクを利用した構造で、支持アーム２を上下に移動させても、その先端リンク３は垂直が維持される。すなわち、先端リンク３は支持アーム２が構成する平行リンクの垂直リンク辺（先端部）を通る仮想垂直軸を有し、その下端を構成する先端部材４は垂直リンク辺に対して垂直軸Ｖのまわりに回動可能である。先端部材４にはカメラ５が補助アーム６により支持されている。更にカメラ５は補助アーム６の水平軸Ｈと斜め軸Ｓの２つの回転軸により自由に向きを変えることができる。このカメラ５は両眼視差を有する術野Ｇの光学像を立体的に撮影できるようになっている。
【００１７】
カメラ５の左右両側にはハンドル８が設けられている。このハンドル８を持ってカメラ５をスタンド装置１とともに動かし、カメラ５自体の空中位置を変化させることができると共に、空中位置が決まったらその位置でカメラ５の向きを変えることもできる。
【００１８】
スタンド装置１の本体には電子映像表示装置９が折り畳みアーム１０を介して支持されている。電子映像表示装置９は液晶パネルで、カメラ５から出力された信号を受信して両眼視差を有する一対の電子映像をリアルタイムで合成して表示することができる。術者及びアシスタント等は専用メガネ１１を掛けることで、電子映像表示装置９に表示された電子映像を立体的に観察することができる。
【００１９】
次にカメラ５の内部構造の説明をする。
【００２０】
カメラ５は立体観察可能な構造で、そのために左右２本のメイン光路Ａが内部に形成されている。カメラ５の下部には一組の対物光学系１２が設けられている。
【００２１】
対物光学系１２の後方には遮光板１３を介して照明手段１４がカメラ５に内蔵された状態で設けられ、術野Ｇに対して照明光Ｅを照射することができる。カメラ５には照明手段１４が内蔵されているため、外部から照明光を導入するための光ケーブルを接続する必要がない。光ケーブルは曲がるが剛性があり重量も電線に比べて重いため接続することによりカメラ５の動きを重くしていたが、本実施形態によればそのような心配はない。
【００２２】
対物光学系１２の上部にはその範囲内に２本の変倍光学系１５が一対設けられている。変倍光学系１５の２本の光軸の配列方向は術者の方向性ＲまたはＬに対応する。対物光学系１２を経て２本の変倍光学系１５を通過する光束がメイン光路Ａである。メイン光路Ａは結像レンズ１６を経て撮像素子Ｄ１に導かれる。撮像素子Ｄ１は典型的にはＣＣＤエリアイメージセンサである。
【００２３】
対物光学系１２の上部には同じその範囲内に別の２本の変倍光学系１７が一対設けられている。変倍光学系１７の２本の光軸の自己列方向は術者の方向性ＦまたはＣに対応し、変倍光学系１５の光軸の配列方向と直交する。この２本の変倍光学系１７を通過する光束がサブ光路Ｂである。サブ光路Ｂは結像レンズ１８を経て撮像素子Ｄ２に導かれる。メイン光路Ａとサブ光路Ｂは向きが９０度相違している。
【００２４】
またカメラ５内における対物光学系１２の上部には変倍光学系１５、１７が存在しない位置に一対の光ビーム照射手段７が設けられている。光ビーム照射手段７が変倍光学系１５、１７と異なる位置に設けられているため、変倍光学系１５、１７と干渉する心配がない。
【００２５】
光ビーム照射手段７は小型半導体レーザ照射装置で光軸Ｋに沿った状態で光ビームＴとして半導体レーザを照射することができる。本実施形態では光軸Ｋは対物光学系１２の光軸に一致する。すなわち、メイン光路Ａ、サブ光路Ｂおよび２本の光ビームＴの光路は、１つの対物光学系１２において光軸Ｋに平行かつ相互に干渉しないように規定される。また、光軸Ｋに平行なメイン光路Ａ、サブ光路Ｂおよび２本の光ビームＴの光路を構成する光線は１つの対物光学系１２を介して全て焦点Ｆを通る。したがって、光ビームＴは対物光学系１２を通過することにより、対物光学系１２の焦点距離で一点に収束する。対物光学系１２の焦点距離を変更してもそれに連動した焦点Ｆで一点に収束する。
【００２６】
光ビーム照射手段７は図示せぬコントローラを介してハンドル８の操作ボタンと連動しており、それらを押している間だけ光ビーム照射手段７から光ビームＴが照射されるようになっている。ハンドル８の操作ボタンはスタンド装置の可動部の電磁クラッチを解除したり、対物光学系１２の焦点距離を変更させる場合に押される。
【００２７】
本実施形態によれば、向きが９０皮相違する一対のメイン光路Ａとサブ光路Ｂが１つの対物光学系１２を通るように設けられ、それぞれの光束を撮像素子Ｄ１、Ｄ２で撮像することができる。そのため図８に示すように、メイン光路Ａの撮像素子Ｄ１で電子映像を得て、それを電子映像表示装置９に映す場合は、そのまま映せばメインの術者の方向性Ｆでの立体映像が得られる。図８中の記号Ｎは向きを示すため特殊な形を示している。黒い三角は術者が右手前から視野内に進入させた手術器具Ｍを示している。術者の方向性Ｆでの電子映像の向きを１８０°回転（上下反転および左右反転）させれば対向者の方向性Ｃでの立体映像が得られる。このとき、方向性Ｆにおける術者の右眼用の電子映像は方向性Ｃにおける術者の左眼用の電子映像に対応し、方向性Ｆにおける左眼用の電子画像は方向性Ｃにおける右眼用の電子画像に対応する。
【００２８】
次にサブ光路Ｂの撮像素子Ｄ２で得られた電子映像のうち、術者の右側９０度位置にいる補助者の電子映像を表示すれば、その補助者の方向性Ｒでの立体映像が得られる。その映像の前後・左右を反転させれば、左側９０度位置にいる補助者の方向性Ｌでの立体映像が得られる。このように術者と対向者だけでなく、左右の補助者のための映像も表示することができるため、術者と補助者で協力して手術を行いやすい。すなわち、すべての術者と補助者がそれぞれの位置から術野Ｇの対象を直接観察するように映像を観ることができる。
【００２９】
またカメラ５を移動するためハンドル８の操作ボタンを押すと、押している間は光ビーム照射手段７から光ビームＴが照射されているので、カメラ５を移動させて希望する位置に移動させるとその術野Ｇには光ビームＴのスポットＰが表れる。スポットＰは肉眼でも確認できるし、電子映像表示装置９上でも確認できる。
【００３０】
図７に示すように、焦点Ｆが合っている時はスポットＰは１つだが、焦点Ｆがずれている場合にはスポットＰが２つ表れる。またスポットＰが２つ表れる場合も、その間隔により焦点Ｆからのずれ量が分かる。２つのスポットＰの間隔が大きい場合にはずれ量が大きく、小さい場合はずれ量が小さい。
【００３１】
このようにハンドル８の操作ボタンを押してスタンド装置１を動かし、カメラ５を移動したような場合或いは対物光学系１２の焦点距離を変化させた場合にも、焦点Ｆが合っているかどうか肉眼でも（電子映像表示装置９上でも）瞬時に判別できるため、観察作業が容易である。
【００３２】
以上の実施形態では、電子映像表示装置９としてモニター（液晶パネル）を専用メガネ１１を掛けて観察する例を示したが、その代わりに或いはそれに加えて、いわゆる３Ｄビュアーに内蔵した左右一対の表示パネルに表示し、３Ｄビュアーの接眼部から左右の瞳で見ることにより立体的観察しても良い。
【符号の説明】
【００３３】
５  カメラ
９  電子映像表示装置
１２  対物光学系
１４  照明手段
１５  変倍光学系（メイン光路）
１７  変倍光学系（サブ光路）
Ｄ１  撮像素子（メイン光路）
Ｄ２  撮像素子（サブ光路）
Ａ  メイン光路
Ｂ  サブ光路
Ｅ  照明光
Ｍ  手術器具
Ｆ  術者の方向性
Ｃ  対向者の方向性
Ｒ  右側補助者の方向性
Ｌ  左側補助者の方向性
Ｋ  光軸
Ｇ  術野
Ｔ  光ビーム
【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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