JP2009095598A - ヘッドマウント型双眼ルーペ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手術者が観察している状況と一致した映像を撮影できヘッドマウント型双眼ルーペ装置を提供する。
【解決手段】対物光学系９からズーム光学系１３を経て導いた光束ｂを、ビームスプリッタ１９により２つに分け、一方を接眼光学系３１へ、他方をカメラ３８へ導いているため、手術者Ａが視認している術部の状況と、カメラ３８により撮影される映像は正確に一致する。従って、その映像をステレオビュア４９に表示すれば、手術者Ａとアシスタント等は全く同じ術部の状況を見ることができ、術部に関する両者の相互理解が得やすい。手術者Ａが接眼鏡筒を左右に回転させて眼幅調整をしても、術部を視認（撮影）している対物鏡筒は幅が固定されているので、手術者Ａが接眼鏡筒を動かしても常に同じ輻輳角で術部を視認（撮影）することができる。
【選択図】図２

Description

本発明はヘッドマウント型双眼ルーペ装置に関するものである。

従来より、一般外科、心臓血管外科、整形外科、脳神経外科、耳鼻科、歯科等の手術においてヘッドマウント型双眼ルーペ装置が使用されている。従来のヘッドマウント型双眼ルーペ装置は、使用者（手術者）の頭部に取付けるためのヘッドバンドの前部に、手術者の両眼に対応するルーペ鏡筒を支持し、そのルーペ鏡筒を介して、術部を拡大して観察するものである。

また、ヘッドバンドには、ルーペ鏡筒とは異なる位置に、術部を撮影する１つのカメラも取付けられ、このカメラにより術部の撮影すると共に、その撮影した電子映像を外部表示装置に表示して、アシスタント等の関係者が術部の状況を確認したり、或いは録画することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０４９７２号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、カメラがルーペ鏡筒とは異なる位置にあるため、手術者がルーペ鏡筒を介して術部を見ている角度と、カメラにより術部を撮影する角度が相違し、外部表示装置に表示されている術部の映像と、手術者が視認している術部の状況とが、正確に一致しない。そのため、手術者と、外部表示装置を見ているアシスタント等との間で、術部の状況に関する相互理解が困難な場合がある。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、手術者が観察している状況と一致した映像を撮影できるヘッドマウント型双眼ルーペ装置を提供するものである。

請求項１記載の発明は、 装置本体を使用者の頭部に取付けるためのヘッドバンドと、装置本体の前方下部に取付けられ使用者の両眼付近に所定幅を隔てた状態で位置し内部に対物光学系を備えた左右一対の対物鏡筒と、装置本体の内部で対物光学系から上向きに延びる左右一対の延長光学系と、装置本体の下部から使用者の両眼位置まで延び下端に両眼の瞳に対応する接眼部を有し内部に延長光学系の上部に設けられた光分岐手段から後方へ分岐した光束を接眼部まで導く接眼光学系を備え、上端を中心に接眼部が左右へ回転自在に軸支された左右一対の接眼鏡筒と、装置本体の内部で光分岐手段から上方へ分岐した光束を、装置本体の後方に設置されたカメラに導く左右一対の撮像光学系とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、カメラが一枚の撮像素子により右眼用の電子映像と左眼用の電子映像を同時に撮影可能な構造であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、延長光学系がズーム光学系であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、左右の対物鏡筒の間に照明装置を備えたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、対物光学系から延長光学系を経て導いた光束を、光分岐手段により、２つに分け、一方を接眼光学系へ、他方をカメラへ導いているため、手術者が視認している術部の状況と、カメラにより撮影される映像は正確に一致する。従って、その映像を外部表示装置に表示すれば、手術者とアシスタント等は全く同じ術部の状況を見ることができ、術部に関する両者の相互理解が得やすい。手術者が接眼鏡筒を左右に回転させて眼幅調整をしても、術部を視認（撮影）している対物鏡筒は幅が固定されているので、手術者が接眼鏡筒を動かしても常に同じ輻輳角で術部を視認（撮影）することができる。

請求項２記載の発明によれば、右眼用の電子映像と左眼用の電子映像を一枚の撮像素子により撮影するため、２台のカメラを用いる場合のような映像間での感度や相対位置の調整を行う必要がなく、撮影が容易である。

請求項３記載の発明によれば、延長光学系がズーム光学系であるため、通常４倍程度の倍率を、それ以上の倍率にすることができる。

請求項４記載の発明によれば、左右の対物鏡筒の間に照明装置を備えているため、術部を明るく照らすことができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。ヘッドバンド１は、手術者Ａの頭部４の回りに取付けられるチューブ２と、上下に掛け回すバンド３を備えている。チューブ２は圧縮空気により膨らんでいる。空気圧で締め付けるため、取付けが確実でありながら、頭部４に対する締付感が少ない。

ヘッドバンド１には装置本体５が取付けられている。装置本体５は、前方が下向きに曲折し、後方がテーパ状に広がった概略Ｌ形をしている。

装置本体５の前方下部には、左右一対の対物鏡筒６が取付けられている。対物鏡筒６の内部には、対物レンズ７とミラー８から成る対物光学系９が設けられている。この対物鏡筒６は手術者Ａの両眼１０付近に位置しているが、両眼１０と完全に一致している必要はない。両方の対物鏡筒６は装置本体５に固定されているため、両者間の幅も固定されている。

対物鏡筒６の間には、照明装置としてスポットライト１１が設けられている。このスポットライト１１の光源は装置本体５の内部に設けても良いし、外部に設けてライトチューブにより装置本体５内に導入しても良い。スポットライト１１の点灯操作は装置本体５の側面のスイッチ１２により行うことができる。

装置本体５の内部には、対物光学系９のミラー８から上方へ延びるズーム光学系（延長光学系）１３が設けられている。従って、対物鏡筒６内に導入された光束ａはミラー８にて上方へ反射され、このズーム光学系１３を通過する。ズーム光学系１３は４枚のレンズ１４、１５、１６、１７から構成され、内側の２枚のレンズ１５、１６を移動させることにより、倍率を４〜８倍の間で変化させることができる。ズーム光学系１３の駆動は図示せぬ小型モータにより行われ、装置本体５の側面のダイヤル１８により操作することができる。

ズーム光学系１３の上部には光分岐手段としてビームスプリッタ１９が設けられている。従って、ズーム光学系１３を通過した光束ｂは、ビームスプリッタ１９において上方と後方の２方向に分岐される。

ビームスプリッタ１９から後方へ分岐された光束ｃは左右一対の接眼鏡筒２０内に導入される。接眼鏡筒２０は、図５に示されているように、上部の水平な直筒部２１と、該直筒部２１の後端から前側へ概略Ｕ字形状に折り返された曲筒部２２とから構成されている。接眼鏡筒２０は、直筒部２１の後端に設けられた回転軸２３を中心に、全体が左右に回動するようになっている。接眼鏡筒２０の下端は後側に曲折されて接眼部２４となっている。

接眼鏡筒２０の内部には、結像レンズ２５、回転ミラー２６、ミラー２７、視野レンズ２８、ミラー２９、接眼レンズ３０からなる接眼光学系３１が内蔵されている。前記回転軸２３は回転ミラー２６に固定されている。回転ミラー２６は回転軸２３に対して若干下向きに傾斜している。この接眼光学系３１では、接眼部２４から両眼１０までのアイレリーフが長く設定され、手術者Ａが眼鏡を使用して双眼ルーペ装置を利用することができる。

回転軸２３には、互いに噛合したセクタギア３２、３３が固定されている。一方のセクタギア３２は厚く、他方のセクタギア３３は薄く形成されれている。そして、厚さの違いを利用して、厚い方のセクタギア３２にピニオンギア３４を噛合させている。ピニオンギア３４には前方へ延びる長尺のシャフト３５が設けられ、該シャフト３５の前端は装置本体５の前面のダイヤル３６に連結されている。

従って、このダイヤル３６を回転させることにより、ピニオンギア３４が回転し、一方のセクタギア３２が回転することにより、他方のセクタギア３３も同時に反対側へ回転するため、接眼鏡筒２０を左右へ同期した状態で回動させることができる。尚、接眼鏡筒２０は接眼部２４を手で持つことにより直接左右に回転させることもできる。

接眼鏡筒２０を左右に回動することができるため、接眼部２４を手術者Ａの両眼１０の瞳に完全に一致させることができる。

ビームスプリッタ１９から上方へ分岐された光束ｄは、後方へ延びる撮像光学系３７を介してカメラ３８に導入される。撮像光学系３７は、結像レンズ５２、ミラー３９、スリット４０、リレーレンズ４１、平行四辺形プリズム４２から構成される。このカメラ３８は既知の立体アダプター（例えば特許２６０７８２８号）を備えており、ＣＣＤエリアイメージセンサ等の一枚の２次元撮像素子で右眼用の電子映像と左眼用の電子映像を同時に撮影することができる。このようにカメラ３８を構成すれば、２台のカメラを用いる場合のようにカメラ間での感度調整を行う必要がなく、撮影が容易である。

また、カメラ３８は外部のステレオビュア４９に映像を出力する。このステレオビュア４９はアシスタントＢ等が観察する。ステレオビュア４９の内部にも一対の液晶パネル５０が設けられ、接眼部５１から液晶パネル５０を見ることにより、立体的な観察が行える。

次に作用を説明する。まず、切換ミラー４６を水平にした状態では、術部から反射された光束ａが対物光学系９、ズーム光学系１３を経て接眼光学系３１に導入されるため、左右の接眼部２４から術部の状況を立体的に観察することができる。

接眼鏡筒２０が左右に移動するため眼幅調整が容易である。尚、接眼鏡筒２０を両眼１０から大きく外れた位置に回転させれば、手術者Ａは周辺の状況を直接確認することができる。手術者Ａの両眼１０の直前には対物鏡筒６が位置しているが、対物鏡筒６には両眼１０の焦点が合っていないため、あまり気にならず、手術者Ａは自分の周辺の状況を確実に目視することができる。

また、ビームスプリッタ１９の上方に分岐された光束ｄは、撮像光学系３７を介してカメラ３８により撮影される。１つの光束ｂを２つに分けたものを撮影するため、カメラ３８により撮影される映像は、手術者Ａが目視している術部の状況と正確に一致する。特に、手術者Ａが接眼鏡筒２０を左右に回転させて眼幅調整をしても、術部を視認（撮影）している対物鏡筒６は幅が固定されているので、手術者Ａが接眼鏡筒２０を動かしても常に同じ輻輳角で術部を視認（撮影）することができる。

従って、そのカメラ３８により撮影された映像を、外部のステレオビュア４９に表示することにより、アシスタントＢ等も、手術者Ａと同様の状況を立体的に確認でき、術部の状況に関する相互理解が得やすい。

本発明の一実施形態に係るヘッドマウント型双眼ルーペ装置を示す斜視図。 ヘッドマウント型双眼ルーペ装置の内部構造を示す光路図。 正面から見た光路図。 ヘッドマウント型双眼ルーペ装置の内部構造を示す斜視図。 接眼鏡筒を示す斜視図。 接眼鏡筒を左右に回転させる構造を示す斜視図。 撮像光学系を示す平面図。 ステレオビュアを示す斜視図。 ステレオビュアの内部構造を示す断面図。

符号の説明

１ ヘッドバンド
４ 頭部
５ 装置本体
６ 対物鏡筒
９ 対物光学系
１０ 両眼
１１ スポットライト（照明装置）
１３ ズーム光学系
１９ ビームスプリッタ（光分岐手段）
２０ 接眼鏡筒
２３ 回転軸
２４ 接眼部
３０ 接眼レンズ
３１ 接眼光学系
３７ 撮像光学系
３８ カメラ
４９ ステレオビュア
Ａ 手術者
Ｂ アシスタント

Claims (4)

1. 装置本体を使用者の頭部に取付けるためのヘッドバンドと、
   装置本体の前方下部に取付けられ、使用者の両眼付近に所定幅を隔てた状態で位置し、内部に対物光学系を備えた左右一対の対物鏡筒と、
   装置本体の内部で対物光学系から上向きに延びる左右一対の延長光学系と、
   装置本体の下部から使用者の両眼位置まで延び、下端に両眼の瞳に対応する接眼部を有し、内部に延長光学系の上部に設けられた光分岐手段から後方へ分岐した光束を接眼部まで導く接眼光学系を備え、上端を中心に接眼部が左右へ回転自在に軸支された左右一対の接眼鏡筒と、
   装置本体の内部で光分岐手段から上方へ分岐した光束を、装置本体の後方に設置されたカメラに導く左右一対の撮像光学系と、
   を備えたことを特徴とするヘッドマウント型双眼ルーペ装置。
2. カメラが、一枚の撮像素子により右眼用の電子映像と左眼用の電子映像を同時に撮影可能な構造であることを特徴とする請求項１記載のヘッドマウント型双眼ルーペ装置。
3. 延長光学系がズーム光学系であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヘッドマウント型双眼ルーペ装置。
4. 左右の対物鏡筒の間に照明装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のヘッドマウント型双眼ルーペ装置。

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