(57)【要約】【課題】生体における透明膜や半透明の薄い膜などの視認性を向上させることが可能となる生体観察装置を提供する。【解決手段】本発明の生体観察装置１００は、観察対象部位の撮影画像データを取得する画像撮影部７０と、該画像撮影部７０で取得された撮影画像データを表示画像データに処理する画像処理部１０と、該画像処理部１０によって処理された表示画像データが入力されてユーザーに対する表示像を形成する画像表示部８０と、該画像処理部１０には、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とするとき、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１で色成分の変換処理を行う色変換部５０と、を有することを特徴とする。【選択図】      図１
2009020040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象部位の撮影画像データを取得する画像撮影部と、
該画像撮影部で取得された撮影画像データを表示画像データに処理する画像処理部と、
該画像処理部によって処理された表示画像データが入力されてユーザーに対する表示像を形成する画像表示部と、
該画像処理部には、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とするとき、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、
Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１
で色成分の変換処理を行う色変換部と、を有することを特徴とする生体観察装置。
【請求項２】
観察対象部位の撮影画像データが記録される画像記録部と、
該画像記録部に記録された撮影画像データを表示画像データに処理する画像処理部と、
該画像処理部によって処理された表示画像データが入力されてユーザーに対する表示像を形成する画像表示部と、
該画像処理部には、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とするとき、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、
Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１
で色成分の変換処理を行う色変換部と、を有することを特徴とする生体観察装置。
【請求項３】
該色変換部がα＝１、β＝１、γ＝１によって色成分の変換処理を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生体観察装置。
【請求項４】
該画像撮影部は観察対象部位における動画像の撮影画像データを取得することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の生体観察装置。
【請求項５】
該画像処理部には、Ｒ２＝Ｒ１、Ｇ２＝Ｇ１、Ｂ２＝Ｂ１として、色成分の変換処理を行わない非色変換部と、
該画像表示部に入力する撮影画像データを該色変換部によって生成されたものとするか、該非色変換部によって生成されたものとするかに係る切り換えを行う表示モード切換部とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体観察装置。
【請求項６】
該画像処理部には、Ｒ２＝Ｒ１、Ｇ２＝Ｇ１、Ｂ２＝Ｂ１として、色成分の変換処理を行わない非色変換部と、
該色変換部によって生成された撮影画像データと、該非色変換部によって生成された撮影画像データとの両方を該画像表示部に入力する同時表示モード選択部とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体観察装置。
【請求項７】
該観察対象部位の光学像の表示を行う光学表示部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体観察装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体観察装置を用いたことを特徴とする医療用顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に脳神経外科等で微細部位の手術に使用される生体観察装置に関し、より詳しくは顕微鏡光学観察に加え、生体組織の像を撮像し画像処理した上で表示装置への表示を行うことにより、異なった画像を同時に観察することが可能な生体観察装置及びそのような装置を用いた医療用顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脳神経外科領域では、より微細な手術を確実に行うために、術部を立体で拡大観察する医療用顕微鏡が多く利用されている。さらに、近年では手術を確実に行なうため、医療用顕微鏡観察下のみで行なっていた従来の手術に、内視鏡観察が併用されており、医療用顕微鏡観察像と内視鏡観撮像とを医療用顕微鏡視野内で同時に観察できることが望まれている。また、内視鏡観撮像にとどまらず、術前のＣＴやＭＲの画像及び術中の神経モニター等の情報の同時観察も望まれている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００６−３０１５２３号公報）には、光学的観察用の光学系と、被検体を照明する照明光学系と、前記被検体の観察像を撮影する少なくとも一つの撮像素子とを有する医療用顕微鏡において、前記照明光学系の光源が、白色光ＬＥＤを含む少なくとも二種類の異なる波長域の光を発するＬＥＤ光源で構成され、前記各ＬＥＤは、その集光光軸中心が略同軸になるように配置され、前記撮像素子は前記ＬＥＤの少なくとも一種類の波長域に対応した感度を持つことを特徴とする医療用顕微鏡が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３０１５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような従来の医療用顕微鏡などにおいては、特に、生体における透明膜や半透明の薄い膜などの視認性がよくない、という問題があった。これは、生体内部における散乱光は赤色成分が強く、従って、その補色にある緑の散乱光が目立たなくなることが原因であると推定された。そこで、前記補色の関係になく、ある程度膜の散乱があり、目の感度が高い緑色を強くすることで対応することが考えられた。例えば、光源やライトガイドに緑がかったものを使い、その照射光で観察対象部位の生体膜を照射する、というような工夫を行ったところ比較的良好な視認性を得ることが可能となった。しかしながら、このような照射光による観察でも、透明膜や半透明の薄い膜などの視認性改善には限界があり、問題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためのものであり、そのために請求項１に係る発明は、観察対象部位の撮影画像データを取得する画像撮影部と、該画像撮影部で取得された撮影画像データを表示画像データに処理する画像処理部と、該画像処理部によって処理された表示画像データが入力されてユーザーに対する表示像を形成する画像表示部と、該画像処理部には、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とするとき、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１で色成分の変換処理を行う色変換部と、を有することを特徴とする生体観察装置である。
【０００６】
また、請求項２に係る発明は、観察対象部位の撮影画像データが記録される画像記録部と、該画像記録部に記録された撮影画像データを表示画像データに処理する画像処理部と、該画像処理部によって処理された表示画像データが入力されてユーザーに対する表示像を形成する画像表示部と、該画像処理部には、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とするとき、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１で色成分の変換処理を行う色変換部と、を有することを特徴とする生体観察装置である。
【０００７】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の生体観察装置において、該色変換部がα＝１、β＝１、γ＝１によって色成分の変換処理を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の生体観察装置において、該画像撮影部は観察対象部位における動画像の撮影画像データを取得することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体観察装置において、該画像処理部には、Ｒ２＝Ｒ１、Ｇ２＝Ｇ１、Ｂ２＝Ｂ１として、色成分の変換処理を行わない非色変換部と、該画像表示部に入力する撮影画像データを該色変換部によって生成されたものとするか、該非色変換部によって生成されたものとするかに係る切り換えを行う表示モード切換部とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体観察装置において、該画像処理部には、Ｒ２＝Ｒ１、Ｇ２＝Ｇ１、Ｂ２＝Ｂ１として、色成分の変換処理を行わない非色変換部と、該色変換部によって生成された撮影画像データと、該非色変換部によって生成された撮影画像データとの両方を該画像表示部に入力する同時表示モード選択部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体観察装置において、該観察対象部位の光学像の表示を行う光学表示部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体観察装置を用いたことを特徴とする医療用顕微鏡である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源やライトガイドといったハードウエア構成を変更することなく、生体における透明膜や半透明の薄い膜などの視認性を向上させることが可能となる生体観察装置及びそのような生体観察装置を用いた医療用顕微鏡を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図であり、図２は本発明の実施の形態に係る生体観察装置の画像処理部における非変換処理部のブロック構成を示す図であり、図３は本発明の実施の形態に係る生体観察装置の画像処理部における変換処理部のブロック構成を示す図である。
【００１５】
図１乃至図３において、１０は画像処理部、２０は表示モード切換部、３０は非色変換部、３１は撮影画像データ、３２は撮影画像データＲ成分、３３は撮影画像データＧ成分、３４は撮影画像データＢ成分、４１は表示画像データ、４２は表示画像データＲ成分、４３は表示画像データＧ成分、４４は表示画像データＢ成分、５０は色変換部、５１は撮影画像データ、５２は撮影画像データＲ成分、５３は撮影画像データＧ成分、５４は撮影画像データＢ成分、５５は色成分変換処理部、５６は色変換係数α、５７は色変換係数β、５８は色変換係数γ、６１は表示画像データ、６２は表示画像データＲ成分、６３は表示画像データＧ成分、６４は表示画像データＢ成分、７０は画像撮像部、８０は画像表示部、９０は画像記録部、１００は生体観察装置をそれぞれ示している。
【００１６】
生体観察装置１００は、主要な構成として、ユーザーが観察しようとする生体内部などの観察対象部位における動画像や静止画像を撮影することが可能な画像撮影部７０と、この画像撮影部７０で撮影された撮影画像データを画像処理する画像処理部１０と、画像撮影部７０などで取得された撮影画像データを、画像処理部１０を介して読み書き可能に記録する画像データ記録部８０と、該画像処理部１０で撮影画像データから表示画像データへと処理されたデータを入力することによってユーザーに対して表示像を形成する画像表示部８０とを有している。
【００１７】
画像処理部１０は、撮影画像データを入力し、これを画像処理して表示画像データを生成するものであり、さらに詳細には、少なくとも  表示モード切換部２０、非色変換部３０、色変換部５０の各構成を有している。
【００１８】
非色変換部３０は、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、及び表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とすると、図２に示すように、Ｒ２＝Ｒ１、Ｇ２＝Ｇ１、Ｂ２＝Ｂ１として、色成分の変換処理を行わないものである。このような非色変換部３０からの出力である表示画像データが画像表示部８０に入力されると、画像表示部８０にて、オリジナルの観察対象部位と同じ色調の画像が再現される。
【００１９】
色変換部５０は、撮影画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、及び表示画像データのＲＧＢ成分を（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）とすると、図２に示すように、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α（５６）、β（５７）、γ（５８）を用いて、Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１で色成分の変換処理を行う色成分変換処理部５５を具備している。画像表示部８０において、このような色変換部５０から出力される表示画像データが入力されると、生体内部における赤色成分が除去された画像が再現され、光源やライトガイドといったハードウエア構成を変更することなく、生体における透明膜や半透明の薄い膜などの視認性を向上させることができる。
【００２０】
ここで、本発明における具体的な色成分変換処理について説明する。図７は画像撮影部で取得されたオリジナルの撮影画像データを示す図である。また、図８は画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＲ成分のみを抽出した画像データを示す図であり、図９は画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＧ成分のみを抽出した画像データを示す図であり、図１０は画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＢ成分のみを抽出した画像データを示す図である。なお、図８乃至図１０において、抽出されたＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分は白によって示されている。
【００２１】
図７のオリジナル撮影画像において、点線で囲まれた部分が透明膜である。このようなオリジナル撮影画像では、生体内の赤色の散乱光のために当該透明膜が認識しづらい。このような視認性の問題を、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に分けて、図８乃至図１０において検討している。図７はリジナル撮影画像のＲ成分のみを抽出して白に置換した画像であるが、この画像に示されるように先の透明膜に該当する部分では、全くその存在を確認することができない。このようなことを鑑み、本発明の生体観察装置１００では、オリジナル撮影画像におけるＲ成分に係るデータは捨てて、Ｇ成分、Ｂ成分のデータによって、表示画像データを生成するものである。
【００２２】
図１１はオリジナル撮影画像データを、本発明の手法で色変換処理して画像表示部に再現した画像を示す図である。図１１は、Ｒ２＝Ｇ１、Ｇ２＝Ｂ１、Ｂ２＝Ｂ１（すなわち、α＝１、β＝１、γ＝１）によって色成分の変換処理を行った表示画像データを画像表示部８０で再現したものである。本発明の生態観察装置によれば、図１１に示すように、生体内部における赤色成分が除去され、生体における透明膜の視認性を良くする。
【００２３】
なお、Ｒ２＝Ｇ１、Ｇ２＝Ｂ１、Ｂ２＝Ｂ１とすることは、色変換係数はいずれも１であるので計算処理等のハードウエアの負担を軽減することができるので好ましい。ただ、色変換係数α、β、γは、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３の範囲で定めることができる。
【００２４】
本発明は、１≦α／β≦３及び１≦α／γ≦３によって定まる色変換係数α、β、γを用いて、Ｒ２＝αＧ１、Ｇ２＝βＢ１、Ｂ２＝γＢ１で色成分の変換処理を行うと、生体内部における赤色成分が除去され、生体における透明膜の視認性を向上することができる、という知見を得てなされたものである。
【００２５】
表示モード切換部２０は、画像表示部８０に入力する表示画像データを、非色変換部３０で生成されたものとするか、或いは、色変換部５０で生成されたものとするか、を切り換える構成であり、このような構成を備えることにより、本発明の生体観察装置１００では、画像表示部８０において、オリジナルの観察対象部位と同じ色調の画像を再現するか、生体における透明膜や半透明の薄い膜などを強調する色調の画像を再現するかを切り換えることが可能となる。
【００２６】
本発明では、画像撮影部７０で取得された撮影画像データに加え、画像記録部９０に記録されている撮影画像データも上記のように色変換処理を行うことによって、生体膜の観察に有効な表示画像を再現することが可能である。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図である。図４において、１００’は生体観察装置、１０は画像処理部、７０は画像撮影部、８０は画像表示部、９０は画像記録部、２１０は対物レンズ、２２０は光学表示部、２３０は第１光学系、２４０は第２光学系をそれぞれ示している。
【００２８】
図４に示す他の実施の形態に係る生体観察装置１００’における画像処理部１０、画像撮影部７０、画像表示部８０、画像記録部９０は先の実施形態と同様の構成のものでるので説明を省略する。本実施形態においては、画像表示部８０の近傍に光学表示部２２０が一緒に設けられており、ユーザーは画像撮影部７０による電子的な再現像とともに、光学表示部２２０で光学像も参照することが可能なように構成されている。
【００２９】
ユーザーに上記のような光学像を提示するために、本実施形態における生体観察装置１００’では、観察対象部位の画像を取得する対物レンズ２１０が設けられており、この対物レンズ２１０と光学表示部２２０との間には第１光学系２３０が設けられる。また、対物レンズ２１０で取得される観察対象部位の画像を画像撮影部７０のＣＣＤなどに光学像を結像させるための第２光学系２４０を有している。
【００３０】
このような本発明の他の実施形態によれば、ユーザーは画像表示部８０におけるオリジナル撮影画像、色変換処理された生体膜を強調する色変換画像、そして光学像の３種類を適宜参照することによって、観察部位の状態をより的確に把握することができるようになる。
【００３１】
また、このような本発明の他の実施形態のる生体観察装置１００’は、医療用顕微鏡に適用されると使い勝手の良いものとなる。すなわち、ユーザーは通常は光学表示部２２０の光学像を参照しつつ手術などの医療行為を行い、透明な膜を詳しく参照したいときに画像表示部８０において色変換処理画像を参照したりすることができるようになる。このような生体観察装置１００’を医療用顕微鏡に適用した場合の光学系については後に詳しく説明する。なお、後における光学系の説明と、先の第１光学系２３０、第２光学系２４０との説明は必ずしも一致するものではない。
【００３２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図５は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図である。図５において、１００’’は生体観察装置、１０は画像処理部、２０は表示モード切換部、２５は同時表示モード選択部、３０非色変換部、５０色変換部、７０は画像撮影部、８０は画像表示部、９０は画像記録部をそれぞれ示している。なお、先の実施形態と同様の参照番号が付されている構成については、先のものと同様であるので説明を割愛する。
【００３３】
本実施形態では、ユーザーが画像撮影部７０で電子的な再現像を参照するときにおいて、オリジナル撮影画像及び色変換処理された生体膜を強調する色変換画像の両方を同時に参照することができるようになっている。そのために、本実施形態では、非色変換部３０で生成された撮影画像データと、色変換部５０で色変換処理され生成された撮影画像データの両方を画像表示部８０に入力し、そして画像表示部８０では、入力された２つの画像データを表示することができるようになっている。図６は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置における画像表示部での表示イメージを示す図である。
【００３４】
このような本実施形態の構成によれば、ユーザーは一つの画像表示部８０の画面内で、オリジナルの色調の画像と、生体膜を強調した画像の両方を参照することができるので、生体における観察対象部位の状態を把握しやすい、というメリットがある。
【００３５】
次に、本発明の生体観察装置を利用した医療用顕微鏡の光学系について説明する。先に実施形態においても説明したように、本発明の生体観察装置を利用した医療用顕微鏡では、ユーザーは通常は光学表示部の光学像を参照しつつ手術などの医療行為を行い、透明な膜を詳しく参照したいときに画像表示部において色変換処理画像を参照したりすることができるようになり、より観察部位を明確に把握することが可能となる。
【００３６】
図１２は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の主要光学系を示す図であり、図１３は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の主要光学系を斜視的に示す図である。図１２及び図１３において、５０１は光源、５０２は照明レンズ系、５０３、５０４は反射部材（プリズム）、５０５は楔型ハーフミラー、５０６は対物レンズ、５０７は開口絞り、５０８は反射部材（プリズム）、５０９はアフォーカルズームレンズ、５１０はビームスプリッタ、５１１は反射部材（プリズム）、５１２は結像レンズ、５１３は反射部材（プリズム）、５１４は結像点、５１５は反射部材（プリズム）、５１６はミラー、５１７、５１８は反射部材（プリズム）、５１９はリレー系コリメータレンズ、５２０は反射プリズム、５２３は副観察者、５２４は撮影系をそれぞれ示している。主要光学系は医療用顕微鏡の本体部の鏡体部７０１内に構成されている。
【００３７】
まず主要光学系における照明系から説明する。光源５０１から発した光は、照明レンズ系５０２によりプリズム５０４付近に結像させる。プリズム５０３は、観察光学系との干渉を避けるため、照明光学系を曲げるために設置したものである。このプリズムには、ＮＡの大きな照明光束すべての光束を全反射させるため頂角が９０°以上のプリズムを使う。反射部材５０４を通った光束は、楔型ハーフミラー５０５を透過して物体面を照明する。なお、光源は５０１は、ライトガイドの射出端面でもよい。
【００３８】
次に、主要光学系における観察系についてまず説明する。物体からの光束は、楔型のハーフプリズム５０５で反射され、作動距離を変化できる１つの対物レンズ５０６に入射する。この対物レンズ５０６は、構成するレンズ群の一部を動かすことにより、作動距離をかえることができる。対物レンズ５０６は、物体からの光束をアフォーカル光束にする。対物レンズ５０６射出後に、左右の光束に分割する鏡筒の左右開口絞りとズーム最高倍で共役の位置にある開口絞り５０７を通る。この開口絞り５０７は、ズーム系の高倍側で観察する光束の外側を遮る。開口絞り５０７を通った光束は、プリズム５０８により上側に反射され、アフォーカルズームレンズ５０９に入射する。アフォーカルズームレンズ５０９は、構成するレンズ群の少なくとも２群が動くことにより、アフォーカル光束を射出したまま、変倍を可能にする。アフォーカルズーム群５０９の射出光束は、ビームスプリッタ５１０に入射する。ビームスプリッタ５１０は、反射側に主観察系、透過側に副観察者５２３と撮影系５２４を配置する。副観察者５２３以降には副観察者用光学系が、また撮影系５２４以降には撮影用光学系が配置される。撮影用光学系については後に詳しく説明する。
【００３９】
主観察系は、ビームスプリッタ５１０の反射側射出後、反射部材５１１により下方に反射される。反射部材５１１射出後、１回結像リレー系の結像レンズ５１２に入射し、このレンズ５１２により結像点５１４に結像する。リレー系結像レンズ５１２射出後に、プリズム５１３により図１２で紙面奥側に反射し、プリズム５１５で上方に反射し、ミラー５１６により対物光軸に平行で観察者側に反射する。その後、プリズム５１７、５１８により、対物レンズ５０６とアフォーカルズームレンズ５０９の光軸を含む平面に光軸を移動する。なお、プリズム５１１、５１３、５１５とミラー５１６でII型ポロプリズムを構成し、１回結像による像の反転を補正している。
また、反射部材５０８を直角より大きい角度で反射すると、鏡体の水平使用の場合、に頭が鏡体に当たるのを避けることができる。このように構成した場合、プリズム５０８で直角に反射した場合の光路と同じにするのには、ミラー５１６の反射角度で調整するのが構成が簡単で小型にできる。
【００４０】
プリズム５１８射出後に、リレー系コリメータレンズ５１９によりアフォーカル光束にする。１回結像リレー系の結像レンズ５１２とコリメータレンズ５１９の焦点距離を等しくして倍率をアフォーカルリレー倍率を１倍にすると、光束径の差が小さくなり小型化しやすい。リレー系コリメータレンズ５１９射出後に２回反射プリズム５２０により光軸が４５°下方にし、プリズム５２１で４５°上方にする。プリズム５２１射出後に、左右１対の結像レンズと左右それぞれの像を１８０°回転させる正立プリズムと１対の接眼レンズにより構成する鏡筒７００を取り付ける。
【００４１】
観察者光学系７００は、プリズム５２１射出光軸を回転軸に回転でき、観察者が首を傾げた場合でも観察できるように調整できる。また、鏡筒を上下方向にティルトできると、観察者はより楽な姿勢で観察するように調整できる。
【００４２】
次に、本実施形態における撮影用光学系について説明する。図１４の（Ａ）乃至（Ｃ）に示す図は、本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の撮影用光学系を３方向からみたものを示す図である。  図１４において、６０１は結像レンズ、６０２、６０３は反射部材、６０４は中間結像点、６０５、６０６は反射部材、６０７はリレー光学系、６０８は撮像素子をそれぞれ示している。
【００４３】
ビームスプリッタ５１０の透過したアフォーカル光束は、結像レンズ６０１に入射し、中間結像点６０４に結像する。結像レンズ６０１は、反射部材６０２を間にあり、光軸を直角方向に曲げている。結像点付近には、反射部材６０３、６０５、６０６を配置し、光軸をＭ型に折り曲げる。これにより、少ないスペースで光路長を長くとることができる。反射部材６０６の射出側には、結像点６０４をリレーするリレー光学系６０７を配置する。このリレー光学系作る中間結像点６０４の像を撮像素子６０８で撮影する。リレー光学系６０７は交換可能で、撮像素子６０８の撮像サイズに合わせてリレー倍率を変えられる。この撮像素子６０８は、画像撮像部７０の一部を構成するものである。
【００４４】
次に、本実施形態における観察者用光学系について説明する。図１５は本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の観察者用光学系（双眼接眼鏡筒部）を示す図である。また、図１６は、図１５の観察者用光学系（双眼接眼鏡筒部）を上面からみた図である。図１５及び図１６において、７０１は鏡体部、７０４ａ、７０４ｂは眼幅調整ハウジング、７０５ａ、７０５ｂは接眼ハウジング、７０７は固定ハウジング、７０８は接続部、７０９ａ、７０９ｂは結像レンズ、７１０ａ、７１０ｂはミラー、７１１ａ、７１１ｂはイメージローテータプリズム、７１２ａ、７１２ｂはプリズム、７１３ａ、７１３ｂは三角プリズム、７１４は可動ハウジング、７１５ａ、７１５ｂは平行プリズム、７１６ａ、７１６ｂは入射反射面、７１７ａ、７１７ｂは出射反射面、７１８ａ、７１８ｂは接眼光学系、７２０ａ、７２０ｂは第２の接眼ハウジング、７２１ａ、７２１ｂは小型ＬＣＤモニター、７２２ａ、７２２ｂはリレー光学系、７２３ａ、７２３ｂはプリズム、７２４ａ、７２４ｂはプリズム、７２５ａ、７２５ｂは第２の接眼光学系をそれぞれ示している。
【００４５】
図１５、図１６に従い、観察者用光学系（双眼接眼鏡筒部）の構成について説明する。７０７は前記鏡体部７０１に接続部７０８を介して一体的に取付けられる固定ハウジングで、その内部には左右一対の結像レンズ７０９ａ、７０９ｂ配置されている。該結像レンズ７０９ａ、７０９ｂは前記鏡体部７０１から出射される左右観察光束を入射させるべく、鏡体部７０１の図示しない観察光学系と光学的に接続されている。
【００４６】
また、７１０ａ、７１０ｂは前記結像レンズ７０９ａ、７０９ｂを介した光束を各々９０°外方に反射させるミラーで、その出射光軸上にはイメージローテータプリズム７１１ａ、７１１ｂが配置されている。イメージローテータプリズム７１１ａ、７１１ｂの後方には、両観察光束を各々１８０°反転させるプリズム７１２ａ、７１２ｂが配置されている。さらに、その後方には該プリズム７１２ａ、７１２ｂからの出射光軸を、後述する第１の接眼光学系による観察光軸ＯＬ、ＯＲと平行方向に反射させる三角プリズム７１３ａ、７１３ｂが光学的に配置固定されており、前記プリズム７１２ａ、７１２ｂ、三角プリズム７１３ａ、７１３ｂは可動ハウジング７１４内に内蔵されている。
【００４７】
可動ハウジング７１４は接続部７１５を介して軸Ｏ、すなわち前記プリズム７１２ａ、７１２ｂへの入射光軸まわりに回転可能になっている。また、前記イメージローテータプリズム７１１ａ、７１１ｂは図示しないカム機構等により、前記可動ハウジング７１４の固定ハウジング７０７に対する回転に対して、１／２の角度だけ、軸Ｏ中心に回転可能となっている。
【００４８】
また、７１５ａ、７１５ｂは入射反射面７１６ａ、７１６ｂ、出射反射面７１７ａ、７１７ｂからなり、前記眼幅調整ハウジング７０４ａ、７０４ｂに内蔵された平行プリズムで、その出射反射面７１７ａ、７１７ｂからの光束は各々前記接眼ハウジング７０５ａ、７０５ｂに内蔵された左右一対の第１の接眼光学系７１８ａ、７１８ｂに導かれ、顕微鏡光学観察像として、観察光軸ＯＬ、ＯＲを構成している。
【００４９】
一方、７２０ａ、７２０ｂ（図中７２０ａのみ）は第２の観察光学系を収納する第２の接眼ハウジングで、第２の観察光学系は以下により構成されている。図中左側光路のみであるが、右側も同様の構成となっている。７２１ａ、７２１ｂは図示しないコントローラからの制御により、内視鏡等の画像を電子画像として表示する小型ＬＣＤモニターで、前記眼幅調整ハウジング７０４ａ、７０４ｂの下方における可動ハウジング７１４との間に配置固定されている。小型ＬＣＤモニター７２１ａ、７２１ｂは、画像表示部８０の一部を構成するものである。
【００５０】
７２２ａ、７２２ｂは前記ＬＣＤモニター７２１ａ、７２１ｂからの出射光軸ＯＭａ、ＯＭｂ上に配置されるリレー光学系で、その内部には該光軸ＯＭａ、ＯＭｂを略９０°反射させる、プリズム７２３ａ、７２３ｂが配置されている。
【００５１】
また、７２４ａ、７２４ｂは前記プリズム７２３ａ、７２３ｂによって反射せしめられた光軸を前記観察光軸ＯＬ、ＯＲ方向に向かって偏向させるプリズムで、その出射光軸Ｏ２Ｌ、Ｏ２Ｒ上には、第２の接眼光学系７２５ａ、７２５ｂが光学的に配置接続されており、前記観察光軸ＯＬとＯ２Ｌ、およびＯＲとＯ２Ｒはその射出瞳位置近傍で各々交差している。
【００５２】
以上、本発明によれば、光源やライトガイドといったハードウエア構成を変更することなく、生体における透明膜や半透明の薄い膜などの視認性を向上させることが可能となる生体観察装置及びそのような生体観察装置を用いた医療用顕微鏡を提供することができる。
【００５３】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る生体観察装置の画像処理部における非変換処理部のブロック構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る生体観察装置の画像処理部における変換処理部のブロック構成を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置の原理を説明するブロック図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置における画像表示部での表示イメージを示す図である。
【図７】画像撮影部で取得されたオリジナルの撮影画像データを示す図である。
【図８】画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＲ成分のみを抽出した画像データを示す図である。
【図９】画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＧ成分のみを抽出した画像データを示す図である。
【図１０】画像撮影部で取得されたオリジナル撮影画像データのＢ成分のみを抽出した画像データを示す図である。
【図１１】オリジナル撮影画像データを色変換処理して画像表示部に再現した画像を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の主要光学系を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の主要光学系を斜視的に示す図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の撮影用光学系を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の観察者用光学系を側面からみた図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態に係る生体観察装置である医療用顕微鏡の観察者用光学系を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０・・・画像処理部、２０・・・表示モード切換部、２５・・・同時表示モード選択部、３０・・・非色変換部、３１・・・撮影画像データ、３２・・・撮影画像データＲ成分、３３・・・撮影画像データＧ成分、３４・・・撮影画像データＢ成分、４１・・・表示画像データ、４２・・・表示画像データＲ成分、４３・・・表示画像データＧ成分、４４・・・表示画像データＢ成分、５０・・・色変換部、５１・・・撮影画像データ、５２・・・撮影画像データＲ成分、５３・・・撮影画像データＧ成分、５４・・・撮影画像データＢ成分、５５・・・色成分変換処理部、５６・・・色変換係数α、５７・・・色変換係数β、５８・・・色変換係数γ、６１・・・表示画像データ、６２・・・表示画像データＲ成分、６３・・・表示画像データＧ成分、６４・・・表示画像データＢ成分、７０・・・画像撮像部、８０・・・画像表示部、９０・・・画像記録部、１００・・・生体観察装置、２１０・・・対物レンズ、２２０・・・光学表示部、２３０・・・第１光学系、２４０・・・第２光学系、５０１・・・光源、５０２・・・照明レンズ系、５０３、５０４・・・反射部材（プリズム）、５０５・・・楔型・・・フミラー、５０６・・・対物レンズ、５０７・・・開口絞り、５０８・・・反射部材（プリズム）、５０９・・・アフォーカルズームレンズ、５１０・・・ビームスプリッタ、５１１・・・反射部材（プリズム）、５１２・・・結像レンズ、５１３・・・反射部材（プリズム）、５１４・・・結像点、５１５・・・反射部材（プリズム）、５１６・・・ミラー、５１７、５１８・・・反射部材（プリズム）、５１９・・・リレー系コリメータレンズ、５２０・・・反射プリズム、５２３・・・副観察者、５２４・・・撮影系、６０１・・・結像レンズ、６０２、６０３・・・反射部材、６０４・・・中間結像点、６０５、６０６・・・反射部材、６０７・・・リレー光学系、６０８・・・撮像素子、７００・・・観察者光学系、７０１・・・鏡体部、７０４ａ、７０４ｂ・・・眼幅調ハウジング、７０５ａ、７０５ｂ・・・接眼ハウジング、７０７・・・固定ハウジング、７０８・・・接続部、７０９ａ、７０９ｂ・・・結像レンズ、７１０ａ、７１０ｂ・・・ミラー、７１１ａ、７１１ｂ・・・イメージローテータプリズム、７１２ａ、７１２ｂ・・・プリズム、７１３ａ、７１３ｂ・・・三角プリズム、７１４・・・可動・・・ウジング、７１５ａ、７１５ｂ・・・平行プリズム、７１６ａ、７１６ｂ・・・入射反射面、７１７ａ、７１７ｂ・・・出射反射面、７１８ａ、７１８ｂ・・・接眼光学系、７２０ａ、７２０ｂ・・・第２の接眼ハウジング、７２１ａ、７２１ｂ・・・小型ＬＣＤモニター、７２２ａ、７２２ｂ・・・リレー光学系、７２３ａ、７２３ｂ・・・プリズム、７２４ａ、７２４ｂ・・・プリズム、７２５ａ、７２５ｂ・・・第２の接眼光学系
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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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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