(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143200
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】眼科用顕微鏡装置
(51)【国際特許分類】
A61F 9/007 20060101AFI20241003BHJP
A61B 3/13 20060101ALI20241003BHJP
【FI】
A61F9/007 200C
A61B3/13
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023055742
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000220343
【氏名又は名称】株式会社トプコン
(74)【代理人】
【識別番号】240000327
【弁護士】
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 和広
【テーマコード(参考)】
4C316
【Fターム(参考)】
4C316AA01
4C316AA09
4C316AB16
4C316AB17
4C316FB11
4C316FC12
4C316FY01
4C316FY05
4C316FZ01
(57)【要約】
【課題】眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体感を得る補正要求と共に、立体視モードの変更要求に応える眼科用顕微鏡装置を提供すること。
【解決手段】眼科用顕微鏡装置Aは、撮像カメラ60L,60Rと、制御部200と、モニタ装置8と、を備える。2系統の光学系からモニタ装置8までのいずれかの位置に、1つのモニタ画面81に表示される左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを調整する視差量調整部70を設ける。視差量調整部70に、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行うフットスイッチ7を接続する。視差量調整部70は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整、及び、クロス視から平行視への変更調整が行える設定にする。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検眼を観察する2系統の光学系と、前記2系統の光学系のそれぞれに配置される2台の撮像カメラと、前記2台の撮像カメラの左右の撮像素子から左右のデジタル画像データを入力する制御部と、前記制御部からの画像表示信号に基づいてカメラ画像を表示するモニタ装置と、を備える眼科用顕微鏡装置であって、
前記2系統の光学系から前記モニタ装置までのいずれかの位置に、1つのモニタ画面に表示される左カメラ画像と右カメラ画像の視差量を調整する視差量調整部を設け、
前記視差量調整部に、前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の視差量の調整操作を行う操作部を接続し、
前記視差量調整部は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の視差量を補正する補正調整が行えると共に、前記平行視から前記クロス視への変更調整、及び、前記クロス視から前記平行視への変更調整が行える設定にする
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項2】
請求項1に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記制御部は、必要データを記憶しておく記憶部を有し、
前記記憶部は、術者による前記操作部への操作により、前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の視差量の調整操作を行って眼科手術が実施されると、前記術者毎に視差量の調整位置をプリセット情報として記憶しておく
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項3】
請求項2に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記視差量調整部は、対物レンズと被検眼の間から前置レンズを外した前眼部観察モードでの眼科手術の際、前記平行視の前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の視差量を補正する補正調整が行えると共に、前記平行視から前記クロス視への変更調整、及び、前記クロス視でのずれ量調整が行える設定にする
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項4】
請求項2に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記視差量調整部は、対物レンズと被検眼の間に前置レンズを入れた後眼部観察モードでの眼科手術の際、前記クロス視の前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の視差量を補正する補正調整が行えると共に、前記クロス視から前記平行視への変更調整、及び、前記平行視でのずれ量調整が行える設定にする
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項5】
請求項1から4までのいずれか一項に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記視差量調整部は、前記2台の撮像カメラに設けられた左カメラリレーレンズユニット及び右カメラリレーレンズユニットと、レンズ駆動アクチュエータと、レンズユニット視差量調整制御部と、を有し、
前記左カメラリレーレンズユニット及び前記右カメラリレーレンズユニットは、前記2系統の光学系と前記左右の撮像素子のそれぞれを結ぶ光路上に配置され、
前記レンズ駆動アクチュエータは、前記左カメラリレーレンズユニットと前記右カメラリレーレンズユニットのそれぞれを、少なくとも前記モニタ画面での視差量調整方向に駆動して視差量を調整し、
前記レンズユニット視差量調整制御部は、前記操作部からの操作信号を入力し、前記操作信号に対応する前記左カメラリレーレンズユニットと前記右カメラリレーレンズユニットの駆動指令を生成し、前記レンズ駆動アクチュエータに前記駆動指令を出力する
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項6】
請求項1から4までのいずれか一項に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記視差量調整部は、前記左右の撮像素子と、撮像素子駆動アクチュエータと、撮像素子視差量調整制御部と、を有し、
前記左右の撮像素子は、前記2台の撮像カメラに設けられ、少なくとも前記モニタ画面で視差量調整方向に移動可能に配置し、
前記撮像素子駆動アクチュエータは、前記左右の撮像素子のそれぞれを、少なくとも前記モニタ画面での視差量調整方向に駆動して視差量を調整し、
前記撮像素子視差量調整制御部は、前記操作部からの操作信号を入力し、前記操作信号に対応する前記左右の撮像素子の駆動指令を生成し、前記撮像素子駆動アクチュエータに前記駆動指令を出力する
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【請求項7】
請求項1から4までのいずれか一項に記載された眼科用顕微鏡装置において、
前記視差量調整部は、前記制御部に設けられた視差量調整画像処理部を有し、
前記視差量調整画像処理部は、前記操作部からの操作信号及び前記左撮像素子と前記右撮像素子からの前記左右のデジタル画像データを入力し、前記操作信号に応じて視差量を調整した左カメラ視差調整画像データと右カメラ視差調整画像データを生成すると共に、生成した2つの画像データをそれぞれ画像表示信号に変換し、前記モニタ装置へ前記画像表示信号を出力する
ことを特徴する眼科用顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、眼科用顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、被検眼を観察するための眼科観察装置であって、前記被検眼を撮影して第1動画像を生成する動画像生成部と、前記第1動画像に含まれる静止画像に対して所定の画像パラメータの異なる複数の値を用いた第1画像処理をそれぞれ適用して複数の加工画像を作成する画像処理部と、前記複数の加工画像を第1表示装置に表示させる表示制御部とを含む、眼科観察装置が知られている(特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、モニタ装置のモニタ画面に映し出された画像を立体視する際には、左右の画像を表示させ、両画像に視差を付けて観察を行う。例えば、右眼は右にずらした画像、左眼は左にずらした画像の観察を行うことで、奥行き感のある像を立体視することができる(平行視)。一方、右眼で左側の画像、左眼で右側の画像の観察を行うことで、手前に強調された飛び出し感のある像を立体視することができる(クロス視)。
【0005】
これに対し、特許文献1に記載の先行技術では、被検眼を観察する左右に分けた2系統の光学系を有する装置であるため、眼科手術において前眼部を観察する際に、対物レンズと被検眼の間から前置レンズを退避させると平行視が得られることになる。一方、眼科手術において後眼部を観察する際に、対物レンズと被検眼の間に前置レンズを挿入するとクロス視が得られることになる。
【0006】
しかし、先行技術は、モニタ画面に映し出される2つの画像の視差量が、2系統の光学系の構成により一義的に決まる固定量になる。このため、クロス視のときに手術し易さや術者の好みに合わせた飛び出し感にする補正要求に応えることができない。また、平行視のときに手術し易さや術者の好みに合わせた奥行き感にする補正要求に応えることができない。さらに、眼科手術において前眼部を観察する際に、平行視からクロス視への変更要求があってもこの要求に応えることができない。また、眼科手術において後眼部を観察する際に、クロス視から平行視への変更要求があってもこの要求に応えることができない、という課題がある。
【0007】
本開示は、上記課題に着目してなされたもので、眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体感を得る補正要求と共に、立体視モードの変更要求に応える眼科用顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本開示の眼科用顕微鏡装置は、被検眼を観察する2系統の光学系と、前記2系統の光学系のそれぞれに配置される2台の撮像カメラと、前記2台の撮像カメラの左右の撮像素子から左右のデジタル画像データを入力する制御部と、前記制御部からの画像表示信号に基づいてカメラ画像を表示するモニタ装置と、を備える。前記2系統の光学系から前記モニタ装置までのいずれかの位置に、1つのモニタ画面に表示される左カメラ画像と右カメラ画像の視差量を調整する視差量調整部を設ける。前記視差量調整部に、前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の前記視差量の調整操作を行う操作部を接続する。前記視差量調整部は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき前記左カメラ画像と前記右カメラ画像の前記視差量を補正する補正調整が行えると共に、前記平行視から前記クロス視への変更調整、及び、前記クロス視から前記平行視への変更調整が行える設定にする。
【発明の効果】
【0009】
本開示の眼科用顕微鏡装置では、操作部への調整操作によって、平行視又はクロス視のときに左カメラ画像と右カメラ画像の視差量を補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整やクロス視から平行視への変更調整が行える。よって、眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体感を得る補正要求と共に、立体視モードの変更要求に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】実施例1の眼科用顕微鏡装置を示す全体図である。
【
図2】実施例1の眼科用顕微鏡装置の顕微鏡本体部に内蔵されている顕微鏡光学系の構成を示す平面図である。
【
図3】実施例1の眼科用顕微鏡装置の顕微鏡本体部に内蔵されている顕微鏡光学系の構成を示す側面図である。
【
図4】実施例1の眼科用顕微鏡装置において制御系構成を示すブロック図である。
【
図5】実施例1の2系統の光学系内の左右のカメラリレーレンズユニットを動かすことで視差量調整する視差量調整部の構成を示す図である。
【
図6】左右のカメラ画像が映し出されるモニタ画面を両眼視するときに両眼視差によって立体像の見える位置が変わる状態を示す説明図である。
【
図7】眼科手術の一例として前眼部観察モードでの白内障手術の後に後眼部観察モードでの眼底手術を実施するときの動作を示すフローチャートである。
【
図8】白内障手術を実施する前に前眼部観察モードで行われる視差量調整作用を示す作用説明図である。
【
図9】眼底側の手術を実施する前に後眼部観察モードで行われる視差量調整作用を示す作用説明図である。
【
図10】実施例2の撮像カメラの左右の撮像素子を動かすことで視差量調整する視差量調整部の構成を示す図である。
【
図11】実施例3の左右のデジタル画像データに基づく視差量調整画像処理を施すことで視差量調整する視差量調整部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示に係る眼科用顕微鏡装置を実施するための形態を、図面に示す実施例1~3に基づいて説明する。実施例1~3は、観察モードとして、前眼部(例えば、角膜、虹彩、前房、隅角、水晶体、毛様体、チン小帯など)を観察する前眼部観察モードと、後眼部(例えば、網膜、脈絡膜、強膜、硝子体など)を観察する後眼部観察モードと、を有する眼科用顕微鏡装置への適用例である。なお、各図面において、対物レンズの光軸方向をZ方向(例えば、手術時には鉛直方向、上下方向)とする。Z軸に直交する所定の方向をX方向(例えば、手術時には水平方向、術者及び患者にとっては左右方向)とする。Z方向及びX方向の双方に直交する方向をY方向(例えば、手術時には水平方向、術者にとって前後方向、患者にとって体軸方向)とする。
【実施例0012】
[装置全体構成(
図1)]
まず、被検眼Eを撮影してデジタル画像データ(動画像データ)を生成する眼科用顕微鏡装置Aの全体構成を、
図1を参照しながら説明する。眼科用顕微鏡装置Aは、
図1に示すように、脚部1と、支柱2と、第1アーム部3と、第2アーム部4と、X-Y微動装置5と、顕微鏡本体支持アーム6と、フットスイッチ7と、モニタ装置8と、前置レンズ支持機構9と、顕微鏡本体部10と、を備えている。
【0013】
脚部1は、移動可能であり、脚部1に支柱2が支持されている。支柱2には、前方に屈曲した第1アーム部3が係合しており、第1アーム部3には、眼科用顕微鏡装置Aを吊り下げて固定する第2アーム部4が連結している。第2アーム部4を上下させることにより、眼科用顕微鏡装置Aの高さを制御することができる。また、第2アーム部4と眼科用顕微鏡装置Aとの間には、X-Y微動装置5が設けられていて、顕微鏡本体支持アーム6を介して垂下支持される顕微鏡本体部10の水平方向であるXY方向の位置を微調整することができる。
【0014】
フットスイッチ7は、術者の足により被検眼Eを観察しながら操作できるスイッチである。フットスイッチ7では、顕微鏡本体部10の位置制御操作、前置レンズ支持機構9に保持されている前置レンズ21の位置制御操作、モニタ装置8のモニタ表示制御操作などを多機能に行うことができる。モニタ装置8は、眼科手術中に術者や助手から視認し易い位置に配置されていて、モニタ画面81に前眼部や後眼部などの眼科手術に必要な観察画像を表示する。
【0015】
前置レンズ支持機構9は、顕微鏡本体部10の側面位置に上端部が固定され、下端部の位置に前置レンズ21が着脱可能に取り付けられる。前置レンズ21は、前置レンズセットとして用意された複数種類の中から選択される。ここで、モニタ装置8のモニタ画面81に映し出される前眼部画像を観察しながら実施する眼科手術の際は、顕微鏡本体部10と被検眼Eとの間から前置レンズ21が外される。一方、モニタ装置8のモニタ画面81に映し出される後眼部画像を観察しながら実施する眼科手術の際は、顕微鏡本体部10と被検眼Eの間の位置に前置レンズ21が配置される。
【0016】
[顕微鏡光学系の構成(
図2、
図3)]
次に、顕微鏡本体部10に内蔵されている顕微鏡光学系の構成を、
図2及び
図3を参照しながら説明する。顕微鏡光学系は、
図2及び
図3に示すように、対物レンズ20と、反射ミラーRMと、ダイクロイックミラーDMと、照明光学系30と、観察光学系40と、ズームエキスパンダ50と、撮像カメラ60と、左カメラリレーレンズユニット71Lと、右カメラリレーレンズユニット71Rと、を備えている。
【0017】
対物レンズ20は、被検眼Eに対向するように配置される。対物レンズ20の光軸OAは、Z方向に平行に配置される。対物レンズ20は、2枚以上のレンズを含んでいてもよい。対物レンズ20と被検眼Eの間の位置には、眼科手術において後眼部像をモニタ装置8により観察する際に前置レンズ21が配置される。ここで、後眼部像を観察する際の前置レンズ21としては、眼底像などを広い範囲を見たいときに広角レンズ(例えば、120Dなど)が使用され、眼底像などの中から見たいポイントを決めて解像力を上げて見たいときに狭い範囲のレンズ(例えば、40D、80Dなど)が使用される。
【0018】
反射ミラーRMは、対物レンズ20の上方に配置されていて、Z方向に延びる対物レンズ20の光軸OAの上端は、反射ミラーRMの位置に配置されている。また、反射ミラーRMは、Y方向に延びる左眼用観察光学系40L及び右眼用観察光学系40Rの各光軸OBを、対物レンズ20の光軸OAと平行な向き(Z方向)になるように偏向する。反射ミラーRMにおいて、対物レンズ20の光軸OAは、左眼用観察光学系40Lの光軸OBと右眼用観察光学系40Rの光軸OBとの中間に位置している。第1照明光学系31L及び31Rは、ダイクロイックミラーDMの上方に設けられている。第2照明光学系32は、対物レンズ20の上方に設けられている。第2照明光学系32は、反射ミラーRMに対してダイクロイックミラーDM側に偏位した位置に配置されている。つまり、第2照明光学系32の光軸OSは、対物レンズ20の光軸OAよりもダイクロイックミラーDM側に位置している。
【0019】
ダイクロイックミラーDMは、照明光学系30(第1照明光学系31L及び31R)の光路と観察光学系40の光路を結合する。ダイクロイックミラーDMは、ズームエキスパンダ50と反射ミラーRMの間の位置に配置される。ダイクロイックミラーDMは、照明光学系30(第1照明光学系31L及び31R)からの照明光を反射して反射ミラーRM、対物レンズ20、前置レンズ21を介して被検眼Eに導く。これと共に、前置レンズ21、対物レンズ20、反射ミラーRMによって導かれた被検眼Eからの戻り光を透過させてズームエキスパンダ50を介して撮像カメラ60に導く。
【0020】
照明光学系30は、対物レンズ20及び前置レンズ21を介して被検眼Eを照明するための光学系である。照明光学系30は、色温度が異なる2以上の照明光のいずれかによって被検眼Eを照明するように構成されてもよい。照明光学系30は、制御部200の制御に下に、指定された色温度の照明光を被検眼Eに投射する。照明光学系30は、第1照明光学系31L及び31Rと、第2照明光学系32とを含んでいる。
【0021】
第1照明光学系31L及び31Rを用いた照明法は、いわゆる「同軸照明」であり、それにより、被検眼Eの眼底での拡散反射を利用した徹照像を得ることができる。つまり、ユーザーは、被検眼Eの徹照像を左眼用観察光学系40L及び右眼用観察光学系40Rの双方で撮影し、得られた一対の徹照像をモニタ装置8のモニタ画面81に表示することが可能である。
【0022】
第2照明光学系32の光軸OSは、対物レンズ20の光軸OAからY方向に偏位した位置に配置されている。第1照明光学系31L及び31R並びに第2照明光学系32は、対物レンズ20の光軸OAに対する光軸OL及びORの偏位よりも大きくなるように配置されている。これにより、いわゆる「角度付き照明(斜め照明、傾斜照明)」を実現することができ、角膜反射などに起因するゴーストの混入を防止しつつ被検眼Eを双眼で観察することが可能になる。さらに、被検眼Eの部位や組織の凹凸を詳細に観察することも可能になる。
【0023】
第1照明光学系31Lは、光源31aと、コンデンサーレンズ31bとを含む。光源31aは、例えば、3000K(ケルビン)の色温度に相当する可視領域の波長の照明光を出力する。光源31aから出力された照明光は、コンデンサーレンズ31bを通過し、ダイクロイックミラーDMに反射され、反射ミラーRMに反射され、対物レンズ20及び前置レンズ21を通過して被検眼Eに入射する。第1照明光学系31Rについても同様である。
【0024】
第2照明光学系32は、光源32aと、レンズ32bと、指標部材35とを含む。指標部材35は、光源32aとレンズ32bの間の位置に配置されている。光源32aは、図示しないコンデンサーレンズを含んでいてもよい。光源32aは、例えば、4000K~6000Kの色温度に相当する可視領域の波長の照明光を出力する。指標部材35には、複数の指標が設けられている。レンズ32bは、指標部材35に設けられた複数の指標を被検眼Eに投影する他の作用を奏する。
【0025】
観察光学系40は、左眼用観察光学系40L及び右眼用観察光学系40Rを含む。そして、左眼用観察光学系40Lの光路と左眼用照明光学系(第1照明光学系31L)の光路とは、ダイクロイックミラーDMにより同軸に結合する。右眼用観察光学系40Rの光路と右眼用照明光学系(第1照明光学系31R)の光路とは、ダイクロイックミラーDMにより同軸に結合する。
【0026】
ズームエキスパンダ50は、ビームエキスパンダ、可変ビームエキスパンダとも呼ばれ、左眼用ズームエキスパンダ50Lと、右眼用ズームエキスパンダ50Rとを含んでいる。左眼用ズームエキスパンダ50Lと右眼用ズームエキスパンダ50Rのそれぞれは、複数のズームレンズ51、52及び53を含む。複数のズームレンズ51、52及び53の少なくとも1つは、後述する変倍機構50Ld,50Rdによって光軸方向に移動可能である。変倍機構50Ld,50Rdは、左眼用ズームエキスパンダ50Lの各ズームレンズ51、52及び53と、右眼用ズームエキスパンダ50Rの各ズームレンズ51、52及び53とを、独立に又は一体的に光軸方向に移動するように構成されてよい。それにより、被検眼Eを撮影する際の拡大倍率が変更される。
【0027】
撮像カメラ60は、観察光学系40により形成される像を撮影してデジタル画像データを生成するデバイスであり、典型的には、デジタルビデオカメラである。撮像カメラ60は、左眼用撮像カメラ60Lと右眼用撮像カメラ60Rとを含んでいる。左眼用撮像カメラ60Lと右眼用撮像カメラ60Rとは、同様の構成である。
【0028】
左眼用撮像カメラ60Lは、左撮像素子62Lを含んでいる。左撮像素子62Lは、エリアセンサであり、典型的には、電化結合素子(CCD)イメージセンサ又は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)イメージセンサであってもよい。左撮像素子62Lは、制御部200の制御の下に動作する。
【0029】
右眼用撮像カメラ60Rは、右撮像素子62Rを含んでいる。右撮像素子62Rは、エリアセンサであり、典型的には、電化結合素子(CCD)イメージセンサ又は相補型金属酸化膜半導体(CMOS)イメージセンサであってもよい。右撮像素子62Rは、制御部200の制御の下に動作する。
【0030】
左カメラリレーレンズユニット71Lは、視差量の調整が可能な結像レンズであり、左眼用ズームエキスパンダ50Lを通過した戻り光に基づく像を左撮像素子62Lの撮像面に形成する。
【0031】
右カメラリレーレンズユニット71Rは、視差量の調整が可能な結像レンズであり、右眼用ズームエキスパンダ50Rを通過した戻り光に基づく像を右撮像素子62Rの撮像面に形成する。
【0032】
[制御系構成(
図4)]
次に、眼科用顕微鏡装置Aの制御系構成を、
図4を参照しながら説明する。眼科用顕微鏡装置Aの制御系は、
図4に示すように、制御部200と、照明光学系30と、観察光学系40と、フットスイッチ7と、モニタ装置8と、移動機構31d,32dと、変倍機構50Ld,50Rdと、データ処理部210と、を備えている。
【0033】
制御部200は、眼科用顕微鏡装置Aの各部の制御を行う。制御部200は、主制御部201と記憶部202とを含む。主制御部201は、プロセッサを含み、眼科用顕微鏡装置Aの各部を制御する。例えば、プロセッサは、所望の機能を実現するため、記憶部202、又は、他の記憶装置に格納されているデータや情報を利用することができる。
【0034】
主制御部201は、照明光学系30の2つの光源31aのそれぞれの制御、照明光学系30の光源32aの制御、観察光学系40の左右の撮像素子62L,62Rのそれぞれの制御、移動機構31d及び32dのそれぞれの制御、変倍機構50Ld及び50Rdのそれぞれの制御、フットスイッチ7の制御、モニタ装置8の制御などを実行する。
【0035】
光源31aの制御には、光源の点灯、消灯、光量調整、照明絞りの調整などがある。照明光学系30が色温度を変更可能な光源を含む場合、主制御部201は、この光源を制御することによって、出力される照明光の色温度を変更することができる。
【0036】
左撮像素子62Lと右撮像素子62Rの制御には、露光調整、ゲイン調整、撮影レート調整などがある。主制御部201は、左右の撮像素子62L,62Rの撮影タイミングが一致するように2つの左右の撮像素子62L,62Rを制御すること、又は、左右の撮像素子62L,62Rの撮影タイミングの差が所定時間以内になるように左右の撮像素子62L,62Rを制御することができる。さらに、主制御部201は、左右の撮像素子62L,62Rにより得られたデジタルデータの読み出し制御を行うことができる。
【0037】
移動機構31dは、対物レンズ20の光軸に交差する方向に2つの光源31aを独立に又は一体的に移動する。主制御部201は、移動機構31dを制御することにより、対物レンズ20の光軸OAに対して照明光学系30の光軸OL及びORを独立に又は一体的に移動することができる。
【0038】
移動機構32dは、対物レンズ20の光軸に交差する方向に光源32aを移動する。主制御部201は、移動機構32dを制御することにより、対物レンズ20の光軸OAに対して光軸OSを移動することができる。
【0039】
変倍機構50Ldは、左眼用ズームエキスパンダ50Lの複数のズームレンズ51~53の少なくとも1つを光軸方向に移動する。主制御部201は、変倍機構50Ldを制御することによって左眼用観察光学系40Lの拡大倍率を変更することができる。
【0040】
変倍機構50Rdは、右眼用ズームエキスパンダ50Rの複数のズームレンズ51~53の少なくとも1つを光軸方向に移動する。主制御部201は、変倍機構50Rdを制御することによって右眼用観察光学系40Rの拡大倍率を変更することができる。
【0041】
フットスイッチ7の制御には、操作許可制御、操作禁止制御、フットスイッチ7からの操作信号の送信制御及び/又は受信制御などがある。主制御部201は、フットスイッチ7により生成された操作信号を受信し、この受信信号に対応する制御を実行する。
【0042】
モニタ装置8に対する制御には、情報表示制御などがある。主制御部201は、表示制御部として、左右の撮像素子62L,62Rにより生成されたデジタル画像データに基づく画像をモニタ装置8に表示させることができる。典型的には、左右の撮像素子62L,62Rによりそれぞれ並行して生成された一対の映像データ(映像信号)に基づいて、一対の映像(一対の動画像)を並行してモニタ装置8に表示させることができる。また、主制御部201は、一対の映像のいずれかに含まれる静止画像(フレーム)をモニタ装置8に表示させることができる。さらに、主制御部201は、左右の撮像素子62L,62Rにより生成されたデジタル画像データを加工して得られた画像(動画像、静止画像など)をモニタ装置8に表示させることができる。また、主制御部201は、眼科用顕微鏡装置Aにより生成された任意の情報や、眼科用顕微鏡装置Aが外部から取得した任意の情報をモニタ装置8に表示させることができる。
【0043】
データ処理部210は、各種のデータ処理を実行する。データ処理部210は、例えば、左眼用観察光学系40Lの左撮像素子62Lにより左眼用映像データとして逐次に生成されるデジタル画像データ(フレーム)に対して逐次に所定の処理(画像処理)を適用することができる。また、右眼用観察光学系40Rの右撮像素子62Rにより右眼用映像データとして逐次に生成されるデジタル画像データ(フレーム)に対して逐次に所定の処理(画像処理)を適用することができる。
【0044】
[視差量調整部構成(
図5)]
次に、視差量調整する実施例1の視差量調整部70の構成を、
図5を参照しながら説明する。視差量調整部70は、2系統の光学系内の左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rを動かすことで視差量調整する。なお、実施例1では、術者が補助器具である偏光眼鏡73を装着してモニタ画面81を見ることで立体像が観察できる立体視手法を採用している。偏光眼鏡73は、吸収軸を直交して重ねると光は遮断され、吸収軸を互いに平行にすると光は透過する偏光フィルタによる左偏光レンズ73Lと右偏光レンズ73Rを有する。
【0045】
視差量調整部70は、2系統の光学系からモニタ装置8までのいずれかの位置に配置され、モニタ画面81に表示される左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを調整する。視差量調整部70には、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行う操作部としてのフットスイッチ7が接続される。フットスイッチ7は、偏光眼鏡73を装着した術者の足によって、左カメラ画像ILの視差量PAの調整と右カメラ画像IRの視差量PAの調整がそれぞれ独立に操作、或いは、所定のずれ量を決めて連動して操作される。視差量調整部70は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整、及び、クロス視から平行視への変更調整が行える設定にされる。つまり、視差量調整部70による左右の視差調整範囲を、平面視やクロス視での立体感の補正調整が行えるだけでなく、立体視モードの変更が行える範囲に設定している。
【0046】
視差量調整部70は、左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rと、左右のレンズ駆動アクチュエータ72L,72Rと、レンズユニット視差量調整制御部270と、を有している。視差量調整部70に関連する構成としては、記憶部202と、モニタ画像生成部203と、を有している。
【0047】
左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rは、2系統の光学系と左右の撮像素子62L,62Rのそれぞれを結ぶ光路上にそれぞれ配置されている。左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rのそれぞれは、平行に入ってきた光を左右の撮像素子62L,62R上で結像するように1枚のレンズ、又は、複数枚の組み合わせレンズにより構成されている。そして、左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rのそれぞれは、X方向(モニタ画面81にて左右方向)及びZ方向(モニタ画面81にて上下方向)に移動可能な構成とされている。左右のカメラリレーレンズユニット71L,71RのそれぞれをX方向に移動させることで、平行に入ってきた光の光路を変え、左右の撮像素子62L,62R上での結像位置を移動して視差量PAを調整する。
【0048】
左右のレンズ駆動アクチュエータ72L,72Rは、左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rのそれぞれを、少なくともモニタ画面81での視差量調整方向(左右方向)に駆動して視差量PAを調整する。実施例1では、視差量調整方向(左右方向)に加え、視差量調整方向に直交する方向(上下方向)にも駆動し、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの上下方向に対する位置合わせをする構成としている。
【0049】
レンズユニット視差量調整制御部270は、主制御部201に設けられ、フットスイッチ7からの操作信号を入力し、操作信号に対応する左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rの駆動指令を生成する。そして、生成した駆動指令を、左右のレンズ駆動アクチュエータ72L,72Rに出力する。
【0050】
記憶部202は、制御部200に有し、術者によるフットスイッチ7への操作により、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行って眼科手術が実施されると、術者毎に視差量PAの調整位置をプリセット情報として記憶しておく。つまり、ある特定の術者が、視差量PAの調整操作を行って眼科手術を実施すると、同じ術者が次回の眼科手術を行うときは、プリセット情報を読み出して視差量PAを調整駆動することで、眼科手術を行う毎に視差量PAを調整する操作を不要にしている。
【0051】
モニタ画像生成部203は、2台の撮像カメラ60L,60Rの左右の撮像素子62L,62Rから左右のデジタル画像データを入力し、モニタ画面81に表示する左右の画像表示信号を生成する。そして、左右の画像表示信号を、モニタ画像生成部203からモニタ装置8に出力することで、視差量PAを調整した左カメラ画像ILと右カメラ画像IRをモニタ画面81に表示する。
【0052】
[背景技術(
図6)]
モニタ装置のモニタ画面に映し出された画像を立体視する際には、左右の画像を表示させて、視差を付けて観察を行う。例えば、
図6の左部に示すように、右眼は右にずらした画像、左眼は左にずらした画像の観察を行うことで、物体が奥にある状態の奥行き感のある像を立体視することができる(平行視)。一方、
図6の右部に示すように、右眼で左側の画像、左眼で右側の画像を観察することで、物体が飛び出している状態の飛び出し感のある像を立体視することができる(クロス視)。ここで、左右眼により画面上でずれなく完全一致している2つの画像を見ると、
図6の中央部に示すように、物体が画面上にある状態の像を平面視することになる。なお、
図6は、観察者の両眼位置からモニタ画面までの距離が同じで、かつ、モニタ画面のサイズが同じ場合、左右のカメラ画像が映し出されるモニタ画面を両眼視するときに両眼視差によって立体像の見える位置が変わる状態を示す説明図である。
【0053】
これに対し、被検眼を観察する2系統(左右)の光学系を有する構成の眼科用顕微鏡装置による背景技術では、眼科手術において前眼部を観察する際に、対物レンズと被検眼の間に配置される前置レンズを退避させると立体視モードとして平行視が得られる。一方、眼科手術において後眼部を観察する際に、対物レンズと被検眼の間に前置レンズを挿入すると立体視モードとしてクロス視が得られる。
【0054】
しかし、背景技術は、モニタ画面に映し出される2つの画像の視差量が、2系統の光学系の構成により一義的に決まる固定量になる。このため、クロス視のときに手術し易さや術者の好みに合わせた飛び出し感にする補正要求に応えることができない。また、平行視のときに手術し易さや術者の好みに合わせた奥行き感にする補正要求に応えることができない。さらに、眼科手術において前眼部を観察する際に、平行視からクロス視への変更要求があってもこの要求に応えることができない。また、眼科手術において後眼部を観察する際に、クロス視から平行視への変更要求があってもこの要求に応えることができない。
【0055】
[眼科手術の実施作用(
図7~
図9)]
上記背景技術の課題に対し、眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体像が得られる合成画像を表示すると、術者の実施しやすい状態で手術を行うことができる、という点に着目した。
【0056】
すなわち、1つのモニタ画面81に表示される左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを調整する視差量調整部70を設ける。視差量調整部70に、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行うフットスイッチ7を接続する。視差量調整部70は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整、及び、クロス視から平行視への変更調整が行える設定にする手段を採用した。なお、視差量PAの調整の方法としては、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRを、それぞれリニアに動かしてもよいし、また、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRを、それぞれ1回のステップ量を決めて動かしてもよい。
【0057】
このため、眼科用顕微鏡装置Aでは、フットスイッチ7への調整操作によって、平行視又はクロス視のときに左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行える。この補正調整と共に、平行視からクロス視への変更調整やクロス視から平行視への変更調整が行える。よって、眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体感を得る補正要求と共に、立体視モードの変更要求に応えることができる。
【0058】
例えば、
図7に示すフローチャートを参照しながら、眼科手術の一例として、白内障手術の後に前置レンズ21を挿入して眼底手術を実施するときの動作を説明する。
【0059】
ステップS1では、前眼部観察モードにより白内障手術を実施する前に、モニタ装置8のモニタ画面81に表示されている左右のカメラ画像IL,IRが、手術方式に合わない表示画像、或いは、術者の好みに合わない表示画像であったとする。この場合、術者はモニタ装置8のモニタ画面81を見ながら、平行視の調整量を補正する操作、或いは、平行視をクロス視に変更してクロス視のずれ量を調整する操作を行う。
【0060】
つまり、前置レンズ21を抜いた前眼部観察モードの場合、
図8に示すように、右眼は右にずらした右カメラ画像IR、左眼は左にずらした左カメラ画像ILを観察する平行視になる。よって、平行視を変えないままでの平行視調整量補正のうち、視差量PAを広くする補正を行うと前眼部のカメラ画像の奥行き感が高まり、逆に、視差量PAを狭くする補正を行うと前眼部のカメラ画像の奥行き感が低くなる。また、前置レンズ21を抜いた前眼部観察モードの場合、右カメラ画像IRを、
図8の左方向に左カメラ画像ILを超える位置まで移動させ、左カメラ画像ILを、
図8の右方向に右カメラ画像IRを超える位置まで移動させると、平行視からクロス視に変更される。さらに、所定の飛び出し感が得られるクロス視への変更後、クロス視の左右方向のずれ量(=視差量PA)を大きくする調整を行うと飛び出し感が高まり、クロス視の左右方向のずれ量を小さくする調整を行うと飛び出し感が低くなる。なお、
図8において、ILAは左カメラ画像ILの視差調整範囲、IRAは右カメラ画像IRの視差調整範囲である。また、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRに上下方向のずれ量がある場合は、上下方向のずれ量をゼロにするように補正される。
【0061】
ステップS1に続くステップS2では、白内障手術を実施し、次のステップS3では、白内障手術が完了したか否かが判断される。つまり、ステップS3にて白内障手術が完了したと判断されるまでは、ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返される。前眼部観察モードでの白内障手術では、2つの撮像素子62から取得した白内障手術に必要な前眼部像であって、手術方式に合った、或いは、術者の好みに合った左右のカメラ画像IL,IRが、モニタ装置8のモニタ画面81に表示される。
【0062】
ステップS3にて白内障手術が完了したと判断されるとステップS4へと進み、ステップS4では前置レンズ21が光路(=光軸OA)に挿入される。次のステップS5では前置レンズ21のXYZ方向の位置合わせが行われる。
【0063】
ステップS5にて前置レンズ21のZ方向の位置合わせが行われると、ステップS6へ進む。ステップS6では、後眼部観察モードにより眼底側の手術を実施する前に、モニタ装置8のモニタ画面81に表示されている左右のカメラ画像IL,IRが、手術方式に合わない表示画像、或いは、術者の好みに合わない表示画像であったとする。この場合、術者はモニタ装置8のモニタ画面81を見ながら、クロス視の調整量を補正する操作、或いは、クロス視を平行視に変更して平行視のずれ量を調整する操作を行う。
【0064】
つまり、前置レンズ21を入れた後眼部観察モードの場合、
図9に示すように、右眼は左カメラ画像IL、左眼は右カメラ画像IRを観察するクロス視になる。よって、クロス視を変えないままでのクロス視調整量補正のうち、視差量PAを広くする補正を行うと後眼部のカメラ画像の飛び出し感が高まり、逆に、視差量PAを狭くする補正を行うと後眼部のカメラ画像の飛び出し感が低くなる。また、前置レンズ21を入れた後眼部観察モードの場合、右カメラ画像IRを、
図9の右方向に左カメラ画像ILを超える位置まで移動させ、左カメラ画像ILを、
図9の左方向に右カメラ画像IRを超える位置まで移動させると、クロス視から平行視に変更される。さらに、所定の奥行き感が得られる平行視への変更後、平行視の左右方向のずれ量(=視差量PA)を大きくする調整を行うと奥行き感が高まり、平行視の左右方向のずれ量を小さくする調整を行うと奥行き感が低くなる。なお、
図8において、ILAは左カメラ画像ILの視差調整範囲、IRAは右カメラ画像IRの視差調整範囲である。また、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRに上下方向のずれ量がある場合は、上下方向のずれ量をゼロにするように補正される。
【0065】
ステップS6に続くステップS7では、眼底側の手術を実施し、次のステップS8では、眼底側の手術が完了したか否かが判断される。つまり、ステップS8にて眼底側の手術が完了したと判断されるまでは、ステップS7→ステップS8へと進む流れが繰り返される。眼底側の手術では、前置レンズ21が挿入されていることで、2つの撮像素子62から取得した眼底側の手術に必要な後眼部像(眼底像など)であって、手術方式に合った、或いは、術者の好みに合った左右のカメラ画像IL,IRが、モニタ装置8のモニタ画面81に表示される。
【0066】
ステップS8にて眼底側の手術が完了したと判断されると、ステップS8からステップS9へと進み、ステップS9では、前置レンズ21を光路から退避させ、次のステップS10では、プリセット情報を記憶し、エンドへ進む。ここで、プリセット情報とは、術者と前眼部観察モードとに紐付けして記憶させる視差量PAの調整量情報、及び、術者と後眼部観察モードとに紐付けして記憶させる視差量PAの調整量情報をいう。
【0067】
このように、前眼部観察モードでの眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた平行視での奥行き感を得たいという補正要求に応えることができる。また、平行視からクロス視へ変更したいという変更要求に応えることができる。加えて、クロス視へ変更した後、手術し易さや術者の好みに合わせたクロス視での飛び出し感を得たいという調整要求に応えることができる。特に、前眼部観察モードでの眼科手術においては、平行視からクロス視への変更要求に応えることで、モニタ画面81に被検眼Eの前眼部凸形状に合致する自然な飛び出し感のある立体像を表示できる。
【0068】
一方、後眼部観察モードでの眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせたクロス視での飛び出し感を得たいという補正要求に応えることができる。また、クロス視から平行視へ変更したいという変更要求に応えることができる。加えて、平行視へ変更した後、手術し易さや術者の好みに合わせた平行視での奥行き感の調整要求に応えることができる。特に、後眼部観察モードでの眼科手術においては、クロス視から平行視への変更要求に応えることで、モニタ画面81に眼底凹形状に合致する自然な奥行き感のある立体像を表示できる。
【0069】
以上説明したように、実施例1の眼科用顕微鏡装置Aにあっては、下記に列挙する効果を奏する。
(1)眼科用顕微鏡装置Aは、被検眼Eを観察する2系統の光学系と、2系統の光学系のそれぞれに配置される2台の撮像カメラ60L,60Rと、2台の撮像カメラ60L,60Rの左撮像素子62Lと右撮像素子63Rから左右のデジタル画像データを入力する制御部200と、制御部200からの画像表示信号に基づいてカメラ画像を表示するモニタ装置8と、を備える。2系統の光学系からモニタ装置8までのいずれかの位置に、1つのモニタ画面81に表示される左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを調整する視差量調整部70を設ける。視差量調整部70に、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行う操作部(フットスイッチ7)を接続する。視差量調整部70は、立体視モードが平行視又はクロス視のとき左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整、及び、クロス視から平行視への変更調整が行える設定にする。このため、眼科手術において被検眼画像をモニタ観察する際、手術し易さや術者の好みに合わせた立体感を得る補正要求と共に、立体視モードの変更要求に応えることができる。
【0070】
(2)制御部200は、必要データを記憶しておく記憶部202を有する。記憶部202は、術者による操作部(フットスイッチ7)への操作により、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAの調整操作を行って眼科手術が実施されると、術者毎に視差量PAの調整位置をプリセット情報として記憶しておく。このため、眼科手術を実施する毎に改めて視差量PAの調整操作を行うことを省略でき、立体視画像の補正要求や変更要求に応えながら、眼科手術を実施する術者の視差量PAの調整操作負担を軽減することができる。
【0071】
(3)視差量調整部70は、対物レンズ20と被検眼Eの間から前置レンズ21を外した前眼部観察モードでの眼科手術の際、平行視の左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、平行視からクロス視への変更調整、及び、クロス視でのずれ量調整が行える設定にする。このため、前眼部観察モードでの眼科手術において、平行視からクロス視への変更要求に応えることで、モニタ画面81に被検眼Eの前眼部凸形状に合致する自然な飛び出し感のある立体像を表示することができる。
【0072】
(4)視差量調整部70は、対物レンズ20と被検眼Eの間に前置レンズ21を入れた後眼部観察モードでの眼科手術の際、クロス視の左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの視差量PAを補正する補正調整が行えると共に、クロス視から平行視への変更調整、及び、平行視でのずれ量調整が行える設定にする。このため、後眼部観察モードでの眼科手術において、クロス視から平行視への変更要求に応えることで、モニタ画面81に眼底凹形状に合致する自然な奥行き感のある立体像を表示することができる。
【0073】
(5)視差量調整部70は、2台の撮像カメラ60L,60Rに設けられた左カメラリレーレンズユニット71L及び右カメラリレーレンズユニット71Rと、レンズ駆動アクチュエータ72L,72Rと、レンズユニット視差量調整制御部270と、を有する。左カメラリレーレンズユニット71L及び右カメラリレーレンズユニット71Rは、2系統の光学系と左右の撮像素子62L,62Rのそれぞれを結ぶ光路上に配置される。レンズ駆動アクチュエータ72L,72Rは、左カメラリレーレンズユニット71Lと右カメラリレーレンズユニット71Rのそれぞれを、少なくともモニタ画面81での視差量調整方向に駆動して視差量PAを調整する。レンズユニット視差量調整制御部270は、操作部(フットスイッチ7)からの操作信号を入力し、操作信号に対応する左カメラリレーレンズユニット71Lと右カメラリレーレンズユニット71Rの駆動指令を生成し、レンズ駆動アクチュエータ72L,72Rに駆動指令を出力する。このため、顕微鏡光学系の左右の光路上に配置した左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rを用いる構成により、視差量PAを調整した左右のカメラ画像IL,IRをモニタ画面81に映し出すことができる。
視差量調整部70’は、左右の撮像素子62L,62Rと、撮像素子駆動アクチュエータ74L,74Rと、撮像素子視差量調整制御部271と、を有している。視差量調整部70’に関連する構成としては、記憶部202と、モニタ画像生成部203と、を有している。なお、2台の撮像カメラ60L,60Rは、左右の撮像素子62L,62Rと、左右の結像レンズ61L,61Rと、を有する。
左右の撮像素子62L,62Rは、2台の撮像カメラ60L,60Rに設けられ、少なくともモニタ画面81での視差量調整方向(左右方向)に移動可能に配置される。実施例1において左右の撮像素子62L,62Rは、X方向(モニタ画面81にて左右方向)及びZ方向(モニタ画面81にて上下方向)に移動可能な構成とされている。
撮像素子駆動アクチュエータ74L,74Rは、左右の撮像素子62L,62Rのそれぞれを、少なくともモニタ画面81での視差量調整方向(左右方向)に駆動して視差量を調整する。実施例2では、実施例1と同様に、視差量調整方向(左右方向)に加え、視差量調整方向に直交する方向(上下方向)にも駆動し、左カメラ画像ILと右カメラ画像IRの上下方向に対する位置合わせをする構成としている。
撮像素子視差量調整制御部271は、主制御部201に設けられ、フットスイッチ7からの操作信号を入力し、操作信号に対応する左右の撮像素子62L,62Rの駆動指令を生成し、撮像素子駆動アクチュエータに前記駆動指令を出力する。
なお、記憶部202及びモニタ画像生成部203は、実施例1と同様であるため説明を省略する。また、作用についても、実施例2では、視差量PAを調整するとき、実施例1の左右のカメラリレーレンズユニット71L,71Rの移動に代え、左右の撮像素子62L,62Rが移動する点でのみ異なる。