JPH11174335A - 手術用顕微鏡装置及び顕微鏡較正器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作動距離、拡大率、あるいは集光瞳の位置を得
るためのエンコーダを較正することにより、適切な手術
支援用情報を観察者に提示できる手術用顕微鏡装置、及
び、かかる較正に用いられる簡単な構成の顕微鏡較正器
を提供すること 【解決手段】顕微鏡本体２の光学系の可動部には、その
動作量を計測するとともに計測結果を数値化して出力す
るエンコーダが設けられている。当該エンコーダからの
出力に基づく光学系の作動距離、拡大率、及び集光瞳の
位置に応じて、上述した３次元プロセッサ３は手術支援
用画像を作成する。上記可動部の機械製作精度やその磨
耗によって、光学系の特性が必ずしも意図したものとは
ならないことに起因するエンコーダからの出力の誤差を
補正する。３次元プロセッサ３は、補正がなされたエン
コーダからの出力に応じて手術支援用画像を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば術者に手術
支援用情報を提供する手術用顕微鏡装置及び同装置に用
いられる顕微鏡較正器に関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡画像に手術支援用情報をスーパー
インポーズ（重畳）するためには、手術用顕微鏡装置の
位置及び方向を計測する必要があることは言うまでもな
い。特開昭６３−２４０８５１号（特公平６−８５７８
４号）に記載の「手術用３次元ビューアーシステム」は
このようなシステムの典型例である。このシステムで言
うところの直視系としては、光学式の手術用顕微鏡装
置、あるいは手術用ビデオ顕微鏡装置を用いることがで
きる。

【０００３】直視系として光学式の手術用顕微鏡装置を
用いる場合は、光学像を観察者が観察する。この場合の
光学像を「直視光学像」という。ここで、観察者に対し
手術支援用情報を提供するためには、ディスプレイ装置
に表示した手術支援用情報を示す像をハーフミラー等の
手段によって直視光学像にスーパーインポーズする。

【０００４】一方、直視系として手術用ビデオ顕微鏡装
置を用いる場合、観察者はディスプレイ装置に表示され
た直視像を観察することになる。すなわち、ビデオカメ
ラにより光学像が一旦撮像され、その像が直視像として
ディスプレイ装置に表示される。手術支援用情報を観察
者に提供するためには、映像ミキサー等の手段により手
術支援用情報を示す画像の電気信号（画像信号）を、直
視像の信号に対し合成することで、手術支援用情報を示
す画像をスーパーインポーズする。

【０００５】ところで、光学式の手術用顕微鏡装置及び
手術用ビデオ顕微鏡装置（「顕微鏡装置」と総称する）
には、拡大率が可変であるもの、あるいは作動距離が可
変であるものを利用することができる。顕微鏡装置の拡
大率又は作動距離を変化させた場合、手術支援用情報を
示す画像もまた、これら拡大率又は作動距離に応じて変
更する必要がある。

【０００６】例えば手術対象物の輪郭を線画によって表
現した図形を手術支援用情報として提示する場合におい
て、顕微鏡装置の作動距離を変化させた場合、顕微鏡装
置の焦点の位置が移動するため、この焦点移動に応じて
手術支援用情報を選択して表示することが望ましい。ま
た、顕微鏡装置の拡大率を変化させた場合、この図形を
拡大又は縮小して提示しなくてはならない。

【０００７】また、光学系の設計によっては、作動距離
あるいは拡大率の変化に伴って集光瞳の位置が変化する
顕微鏡装置が知られている。ここで言う「集光瞳」と
は、被写体側から見たときの絞りの像の中心を意味す
る。光学式の手術用顕微鏡装置あるいはビデオ顕微鏡装
置を介して被写体を見たときの像には、丁度、集光瞳に
目を置いて観察した場合と同等の遠近法の効果が生じ
る。ゆえに手術支援用情報の映像は、集光瞳の位置を考
慮し、適切な遠近法を用いて描画されていることが望ま
しい。

【０００８】以上述べたように顕微鏡装置の作動距離、
拡大率、あるいは集光瞳の位置に応じて手術支援用情報
を変化させて提示するにあたって、従来では次のような
手段が講じられている。すなわち、作動距離あるいは拡
大率を調節するための顕微鏡装置のカム・ギア等に例え
ばエンコーダを取り付け、このエンコーダを通じて作動
距離あるいは拡大率の値をコンピュータが常時読み取れ
るようにし、その値の変化に応じて手術支援用情報の映
像を変化させるようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来例には
次のような問題点がある。すなわち、エンコーダを通じ
てコンピュータが読み取った作動距離あるいは拡大率
と、実際の作動距離あるいは拡大率とが必ずしも一致し
ているとは限らないことである。これは、特に顕微鏡装
置内部のカムの機械製作精度やその磨耗によって、光学
系の特性が必ずしも意図したものとはならないことに起
因する。そこで、顕微鏡装置を随時に較正する必要が生
じる。

【００１０】本発明はかかる事情を考慮してなされたも
のであり、その目的は、以下の手術用顕微鏡装置及び顕
微鏡較正器を提供することにある。 (1) 作動距離、拡大率、あるいは集光瞳の位置を得るた
めのエンコーダを較正することにより、適切な手術支援
用情報を観察者に提示できる手術用顕微鏡装置。(2) 上
記較正に用いられる簡単な構成の顕微鏡較正器。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、目的
を達成するために本発明の手術用顕微鏡装置及び顕微鏡
較正器は次のように構成されている。 （１）本発明の手術用顕微鏡装置は、機構的な可動部を
動作させることにより作動距離、拡大率、及び集光瞳の
位置の少なくとも一つを調整可能な光学系を有し、当該
光学系を介して被検体の直視像を表示する顕微鏡本体
と、前記光学系の可動部の動作量を計測し、その計測結
果を出力する出力手段と、前記光学系の作動距離、拡大
率、及び集光瞳の位置の少なくとも一つを計測するため
の計測手段と、前記計測手段による計測結果に基づいて
前記出力手段からの出力を較正する較正手段と、前記較
正手段により較正された出力手段からの出力に応じた手
術支援用画像を作成する作成手段と、前記作成手段によ
り作成された手術支援用画像を、前記直視像に重畳させ
て表示する重畳表示手段と、を具備する。

【００１２】このような構成によれば、出力手段（例え
ばエンコーダ）からの出力、すなわち光学系の可動部
（例えばカム・ギア等）の動作量の計測結果（作動距
離、拡大率、及び集光瞳の位置）を較正することがで
き、較正された出力に応じた手術支援用画像を作成でき
る。この手術用支援画像は直視像に重畳されて表示され
る。

【００１３】より具体的に構成された本発明において
は、前記手術支援用画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影
装置や磁気共鳴診断装置等の医用画像診断装置により得
られた３次元情報を有する画像データであり、当該画像
データはメモリに保存されるものであって、重畳表示手
段は、前記画像データをメモリから読み出して前記直視
像に重畳させて表示することを特徴とする。

【００１４】また、前記重畳させる画像データは臓器等
の３次元表面形状を表すものであることを特徴とし、前
記顕微鏡本体の位置又は向きに応じて変更することを特
徴とする。 （２）本発明の手術用顕微鏡装置は、上記（１）に記載
の装置であって、且つ前記計測手段は、前記光学系の光
軸に略平行な長手方向を有するレール部材と、前記レー
ル部材の長手方向に沿って移動可能な第１の板状部材
と、前記第１の板状部材の前記レール部材上における位
置を計測する位置計測手段と、を具備する。

【００１５】このような構成によれば、前記位置計測手
段による前記第１の部材の位置の計測に基づいて作動距
離の計測を行なうことができる。 （３）本発明の手術用顕微鏡装置は、上記（１）に記載
の装置であって、且つ前記顕微鏡本体の光学系の表示領
域に第１の目盛りが設けられているとともに、前記計測
手段は前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレ
ール部材と、前記レール部材の長手方向に沿って移動可
能であって前記光学系を介して読取り可能な第２の目盛
りが設けられた第１の板状部材と、前記第１の板状部材
の前記レール部材上における位置を計測する位置計測手
段と、を具備する。

【００１６】このような計測手段によれば、前記位置計
測手段による前記第１の部材の位置の計測と、光学系を
介して第２の目盛りの像を読み取ることによる第１の目
盛りの計測とに基づいて拡大率の計測を行うことができ
る。 （４）本発明の手術用顕微鏡装置は、上記（１）に記載
の装置であって、且つ前記計測手段は、前記光学系の光
軸に略平行な長手方向を有するレール部材と、前記レー
ル部材の長手方向に沿って移動可能であって、前記光学
系を介して読取り可能な第１の目盛りが設けられた第１
の板状部材と、前記レール部材の長手方向に沿って移動
可能であって、前記光学系を介して読取り可能な第２の
目盛りが設けられた第２の板状部材と、前記第１又は第
２の板状部材の前記レール部材上における位置を計測す
る位置計測手段と、を具備し、前記第１の板状部材の第
１の目盛りは、前記光学系を介し前記第２の板状部材の
第２の目盛りの像を用いて計測可能である。

【００１７】このような計測手段によれば、位置計測手
段による第１、第２の板状部材の位置の計測、及び光学
系を介して第２の目盛りの像を読み取ることによる第１
の目盛りの計測とに基づいて集光瞳の計測を行なうこと
ができる。 （５）本発明の顕微鏡較正器は、光学系を有する顕微鏡
装置に用いられる顕微鏡較正器において、前記光学系の
光軸に略平行な長手方向を有するレール部材と、前記レ
ール部材の長手方向に沿って移動可能な第１の板状部材
と、前記第１の板状部材の前記レール部材上における位
置を計測する位置計測手段と、を具備する。

【００１８】このような構成によれば、前記位置計測手
段により前記第１の部材の位置を計るという簡単な計測
によって、光学系の作動距離の較正を行うことができ
る。 （６）本発明の顕微鏡較正器は、表示領域に第１の目盛
りが設けられた光学系を有する顕微鏡装置に用いられる
顕微鏡較正器において、前記光学系の光軸に略平行な長
手方向を有するレール部材と、前記レール部材の長手方
向に沿って移動可能であって、前記光学系を介して読取
り可能な第２の目盛りが設けられた第１の板状部材と、
前記第１の板状部材の前記レール部材上における位置を
計測する位置計測手段と、を具備する。

【００１９】このような構成によれば、前記位置計測手
段により前記第１の部材の位置を計り、光学系を介して
第２の目盛りの像を読み取ることにより第１の目盛りを
計るという簡単な計測によって、光学系の拡大率の較正
を行うことができる。 （７）本発明の顕微鏡較正器は、光学系を有する顕微鏡
装置に用いられる顕微鏡較正器において、前記光学系の
光軸に略平行な長手方向を有するレール部材と、前記レ
ール部材の長手方向に沿って移動可能であって、前記光
学系を介して読取り可能な第１の目盛りが設けられた第
１の板状部材と、前記レール部材の長手方向に沿って移
動可能であって、前記光学系を介して読取り可能な第２
の目盛りが設けられた第２の板状部材と、前記第１又は
第２の板状部材の前記レール部材上における位置を計測
する位置計測手段と、を具備し、前記第１の板状部材の
第１の目盛りは、前記光学系を介し前記第２の板状部材
の第２の目盛りを用いて計測可能である。

【００２０】このような構成によれば、位置計測手段に
より第１、第２の板状部材の位置を計り、光学系を介し
て第２の目盛りの像を読み取ることにより第１の目盛り
を計るという簡単な計測により光学系の集光瞳の位置を
較正できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。先ず本実施形態の手術用顕微鏡
装置の概略的な構成について説明し、次に顕微鏡較正器
について説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施形態に係る手術用顕
微鏡装置の概略構成を示す図である。同図において、１
は３次元メモリでありＸ線コンピュータ断層撮影装置
（ＣＴ）又は磁気共鳴診断装置（ＭＲＩ）などの医用画
像診断装置（「モダリティ」とも云う）によって予め被
検体４をスキャンして得られた画像データが格納されて
いる。

【００２３】２は顕微鏡本体（ビューアー）であり、任
意方向に対し位置及び向きが移動可能なようにアーム５
に取付けられている。この顕微鏡本体２は、図２に示す
ように光学系（８，９ａ，９ｂ，９ｃ）を有しており、
この光学系を介して医師６が患者４の直視像を観察可能
となっている。また、モニタ７には手術支援用画像が表
示されるとともに、この手術支援用画像と直視像とがハ
ーフミラー８を介して光学的に合成された合成像を観察
可能となっている。すなわち、直視像に対し手術支援用
画像を重畳して表示することができる。医師６はこのよ
うな合成像を観察しながら患者４の手術を行う。なお、
顕微鏡本体２は上述したビデオ顕微鏡装置によって構成
しても良い。この場合、直視像は図示しないディスプレ
イ装置に表示されることになる。

【００２４】図３（ａ）、（ｂ）はモニタ７に表示され
た手術支援用画像の具体例としての３次元像を示すもの
であり、同図（ａ）は病巣１１の表示例、同図（ｂ）は
臓器表面を模式的に表すワイヤーフレーム１２に病巣１
１を重ねて表示した場合の例を示すものである。また、
図４は直視像の表示例を示している。３次元像と直視像
とはハーフミラー８によって光学的に合成され、図５に
示すように合成像として表示される。

【００２５】３は３次元プロセッサであり、顕微鏡本体
２の位置及び向きに応じて、上記図３に示した３次元像
を作成する。３次元像は３次元メモリ１に格納された画
像データを用いて作成される。画像データは、より具体
的には、ボクセルデータ、ワイヤフレームデータ、サー
フェスデータ及び各種データを含む３次元データであ
る。顕微鏡本体２から観察する患者４は、患者固定フレ
ーム１０によってその位置が固定される。その状態にお
いて顕微鏡本体２の位置及び向きをアーム５によって検
出する。

【００２６】顕微鏡本体２の位置及び向きに応じた３次
元像を作成する方法については、特開昭６３−２４０８
５１号（特公平６−８５７８４号）「手術用３次元ビュ
ーアーシステム」に記載の方法を用いることができる。

【００２７】図６（ａ）、（ｂ）は各々直視光学系及び
モニタ光学系を示し、図７は合成像の光学系を示すもの
である。Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はレンズの位置、Ｋは虚像
（合成像）の位置、Ｈはハーフミラーの位置、Ｍ’，Ｍ
は実像の位置、Ｅは観察の位置を示している。また、ｍ
はＫ位置の像の大きさ、ｐはＭ’位置の像の大きさを示
している。Ｍ’−ＭとＭ−Ｈの距離は同じに設定され、
図６（ａ）、（ｂ）のＫ位置は同じ位置になるように調
整が行われる。

【００２８】そして３次元プロセッサ３は、図８に示す
ように、直視光学系をシミュレートした際にＭ’にでき
る実像としての３次元像を作成する。以上のような構成
によると、光学系を介して得られる患者４の直視像に対
し、３次元プロセッサ３により作成された手術支援用画
像が重畳されて表示されるので、医師６は直接外からは
見えない臓器表面や、手術計画の際に決めた仮想的な線
などの手術支援のための情報を効果的に得ることができ
る。

【００２９】ところで、上記顕微鏡本体２が備える光学
系は、機構的な可動部（例えばカム・ギア等）を有して
おり、この可動部を動作させることにより作動距離、拡
大率、及び集光瞳の位置を調整可能となっている。顕微
鏡本体２は、当該光学系を介して患者４の直視像を表示
する。光学系の可動部には、その動作量を計測するとと
もに計測結果を数値化して出力するエンコーダが設けら
れている。当該エンコーダからの出力に基づく光学系の
作動距離、拡大率、及び集光瞳の位置に応じて、上述し
た３次元プロセッサ３は手術支援用画像を作成する。

【００３０】そして本実施形態においては、上記光学系
の可動部に設けられるエンコーダとは別に、光学系の作
動距離、拡大率、及び集光瞳の位置を計測するための計
測手段を設ける。この計測手段は顕微鏡装置の較正に用
いられる。より具体的には、上記可動部の機械製作精度
やその磨耗によって、光学系の特性が必ずしも意図した
ものとはならないことに起因するエンコーダからの出力
の誤差を前記計測手段による計測結果に基づいて補正す
る。３次元プロセッサは、補正がなされたエンコーダか
らの出力に応じて手術支援用画像を作成する。

【００３１】ここで、上記計測手段の具体的な構成につ
いて説明する。図９は顕微鏡本体に設けられた計測手段
の概略構成を示す図である。同図において２は顕微鏡本
体、２１は作動距離及び拡大率エンコーダ、３０はレー
ルをそれぞれ示している。レール３０は顕微鏡本体（鏡
筒）２の端部に着脱自在に取付けられる。このレール３
０は顕微鏡本体２の光学系の光軸に略平行な長手方向を
有し、当該長手方向に沿って、所定の寸法を刻んだ目盛
り３１が設けられている。

【００３２】レール３０に対し着脱自在に取付けられる
板Ｕ及びＬは、レール３０の長手方向に沿って移動可能
である。板Ｕは図９（ａ）に示すように、その表面に十
字型孔３２が形成されているとともに、この十字型孔３
２の辺縁に沿って、所定の寸法を刻んだ目盛り３２が設
けられる。これら十字型孔及び目盛り３３は、顕微鏡本
体２の光学系を介して観察者によって観察可能である。
また、顕微鏡を介して観察者が板Ｕを観察すると、この
十字型孔３２を通じて板Ｌも観察可能である。

【００３３】板Ｌは図９（ｃ）に示すように、その表面
に所定の寸法を刻んだマス目状の目盛り３４が設けられ
る。なお、本実施形態では、板Ｌの表面を照らす補助照
明４０が適宜設けられる。

【００３４】また、後述する拡大率の計測のために、光
学系の接眼レンズに所定の寸法を刻んだ目盛り（図示し
ない）が設けられる。なお、顕微鏡本体２をビデオ顕微
鏡装置によって構成した場合、モニタ上の一定の長さを
当該目盛りの代わりに用いる。

【００３５】以上のように構成された本実施形態の計測
手段は、光学系の作動距離、拡大率、及び集光瞳の位置
のいずれかを選択的に計測可能となっている。 ＜作動距離の計測＞図１０は、作動距離の計測に係る図
である。ここでは、レール３０の目盛り３１を用いるこ
とによる板Ｌの位置の計測によって作動距離の計測を行
う。このため板Ｌのみを使用する。板Ｕは取り外すか、
あるいは鏡筒２の端面に非常に近いところに移動させ、
十字型孔３２を通して板Ｌを容易に観察できるようにす
る。

【００３６】目盛り３１に従って板Ｌを鏡筒２の端面か
らＤの距離に移動させ、顕微鏡２により板Ｌを観察し、
焦点が合うように作動距離を調節する。このとき、作動
距離エンコーダ２１の読み（出力値）が、距離Ｄに対応
する。このような計測をＤを変えながら幾つか行うこと
により、エンコーダの読みと作動距離Ｄとの関係式を計
測結果として得ることができる。 ＜拡大率の計測＞図１１は、拡大率の計測に係る図であ
る。ここでは、レール３０の目盛り３１を用いた板Ｌの
位置の計測と、光学系を介し板Ｌの目盛り３４の像を読
み取ることによる上記接眼レンズの目盛りの計測とに基
づいて拡大率の計測を行う。このため板Ｌだけを使用す
る。板Ｕは取り外すか、あるいは鏡筒２の端面に非常に
近いところに移動させ、十字型孔３２を通して板Ｌを容
易に観察できるようにする。

【００３７】目盛り３１に従って板Ｌを鏡筒２の端面か
らＤの距離に移動させ、顕微鏡２により板Ｌを観察し、
焦点が合うように作動距離を調節する。ここで、上記接
眼レンズの目盛りの長さを、板Ｌの目盛り３４の像に基
づいて測る。図１１（ｂ）は、同等の計測をビデオ顕微
鏡によって行う場合を示す。同図において、Ｗはモニタ
上の一定の長さ（幅）を示し、３５は板Ｌの目盛り３４
の像を示している。

【００３８】計測した値をｍとするとき、Ｍ＝（Ｅ＋
Ｄ）／ｍが拡大率に比例する。従って、このときの拡大
率エンコーダの読みが、Ｍに対応する。ここに、Ｅは鏡
筒２の端面から集光瞳までの距離である。

【００３９】このような計測を拡大率を変えながら幾つ
か行うことによって、エンコーダの読みと拡大率Ｍとの
関係式を計測結果として得ることができる。 ＜集光瞳の位置の計測＞図１２は、集光瞳の位置の計測
に係る図である。ここでは、レール３０の目盛り３１を
用いた板Ｕの位置の計測、レール３０の目盛り３１を用
いた板Ｌの位置の計測、板Ｌの目盛り３４を用いた板Ｕ
の目盛り３３の計測とに基づいて集光瞳の位置の計測が
行われる。このため、板ＵとＬを使う。板Ｕは鏡筒２の
端面からＤＵの距離に移動させ、板Ｌは鏡筒２の端面か
らＤＬの距離に移動させる。

【００４０】板Ｕの十字型孔３２を通して板Ｌの目盛り
３４が観察できる。ここで、両方の板の目盛りを正確に
読み取るためには、図９に示したような補助照明４０を
用いて像を明るくし、顕微鏡２の絞りを最小に絞ること
によって焦点深度を大きくすると良い。

【００４１】板Ｕの目盛り３２を使って適当な長さを決
め、これをｍＵとする。同じ長さを板Ｌの目盛り３４で
測ったものをｍＬとする。この場合、 （ＤＬ＋Ｅ）ｍＵ＝（ＤＵ＋Ｅ）ｍＬ という関係が成り立ち、 Ｅ＝（ｍＬ−ｍＵ）／（ＤＬｍＵ−ＤＵｍＬ） によってＥ、すなわち集光瞳の位置を計測結果として求
めることができる。

【００４２】以上述べたように、光学系の作動距離、拡
大率、及び集光瞳の位置のいずれかを選択的に計測可能
である。したがって、エンコーダからの出力、すなわち
光学系の可動部（例えばカム・ギア等）の動作量の計測
結果（作動距離、拡大率、及び集光瞳の位置）を簡単な
構成の計測手段により較正することができ、較正された
出力に応じた手術支援用画像を作成できる。この手術用
支援画像は直視像に重畳されて表示される。

【００４３】ところで、上述した顕微鏡装置本体２は、
単眼式顕微鏡のみならず双眼式顕微鏡であっても本発明
は適用可能である。また、次の＜Ａ＞〜＜Ｄ＞において
説明するように、本実施形態を適宜変形しても良い。 ＜Ａ：ビデオ顕微鏡における目盛りの像の計測＞顕微鏡
本体２をビデオ顕微鏡によって構成した場合、図１１に
おいて説明した板Ｌの目盛り３４の像の計測、又は図１
２において説明した板Ｕの目盛り３３の像の計測におい
て、ビデオ顕微鏡からの映像をコンピュータによって処
理し、これら目盛りの数を計数することは容易である。 ＜Ｂ：リニアエンコーダによる計測＞図１０、図１１、
図１２において説明したように、鏡筒２の端面からの板
Ｕ又は板Ｌの位置の計測（すなわち距離Ｄ，ＤＵ，ＤＬ
の計測）は、レール３０の目盛り３１を用いて行った
が、リニアエンコーダ等の手段を付加し、このリニアエ
ンコーダにより上記距離の計測を自動的に行うように構
成しても良い。 ＜Ｃ：ＡとＢの併用＞上記＜Ａ＞および＜Ｂ＞を併用す
る。すなわち、コンピュータ処理により上記目盛りの像
の計測を行なうとともに、上記リニアエンコーダからの
出力も上記コンピュータによって処理するように構成す
れば、数値の読取りに関し人間が介在する必要がない。
すなわち、計測を概ね自動的に行うことができる。 ＜Ｄ：作動距離、拡大率等の自動調整＞さらに、距離Ｄ
を変化させたり、拡大率、作動距離を変化させること
を、コンピュータ制御のモータによって行なうように構
成しても良い。この場合、顕微鏡較正器の取り付け、取
り外し以外は、人間が介在する必要がない。

【００４４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、作動距離、拡大率、あるいは集光瞳の位置を得るた
めのエンコーダを較正することにより、適切な手術支援
用情報を観察者に提示できる手術用顕微鏡装置、及びこ
のような手術用顕微鏡装置を較正するために用いられる
簡単な構成の顕微鏡較正器を提供できる。なお、本発明
は上述した実施形態のみに限定されず、さらに変形して
実施可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作動距離、拡大率、あるいは集光瞳の位置を得るための
エンコーダを較正することにより、適切な手術支援用情
報を観察者に提示できる手術用顕微鏡装置、及び、かか
る較正に用いられる簡単な構成の顕微鏡較正器を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る手術用顕微鏡装置の
概略構成を示す図。

【図２】顕微鏡本体の詳細構成を示す図。

【図３】モニタに表示された手術支援用画像の具体例と
しての３次元像を示す図。

【図４】直視像の表示例を示す図。

【図５】３次元像と直視像の合成像を示す図。

【図６】直視光学系（ａ）及びモニタ光学系（ｂ）を示
す図。

【図７】合成像の光学系を示す図。

【図８】光学系のシミュレーション例を示す図。

【図９】顕微鏡本体に設けられた計測手段（顕微鏡較正
器）の概略構成を示す図。

【図１０】作動距離の計測に係る図。

【図１１】拡大率の計測に係る図。

【図１２】集光瞳の計測に係る図。

【符号の説明】

１…３次元メモリ ２…顕微鏡本体 ３…３次元（３Ｄ）プロセッサ ４…患者 ５…アーム ６…医師 １０…患者固定フレーム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機構的な可動部を動作させることにより
   作動距離、拡大率、及び集光瞳の位置の少なくとも一つ
   を調整可能な光学系を有し、当該光学系を介して被検体
   の直視像を表示する顕微鏡本体と、 前記光学系の可動部の動作量を計測し、その計測結果を
   出力する出力手段と、前記光学系の作動距離、拡大率、
   及び集光瞳の位置の少なくとも一つを計測するための計
   測手段と、 前記計測手段による計測結果に基づいて前記出力手段か
   らの出力を補正する補正手段と、 前記補正手段により補正された出力手段からの出力に応
   じた手術支援用画像を作成する作成手段と、 前記作成手段により作成された手術支援用画像を、前記
   直視像に重畳させて表示する重畳表示手段と、 を具備することを特徴とする手術用顕微鏡装置。
2. 【請求項２】 前記手術支援用画像は、Ｘ線コンピュー
   タ断層撮影装置や磁気共鳴診断装置等の医用画像診断装
   置により得られた３次元情報を有する画像データであ
   り、当該画像データはメモリに保存されるものであっ
   て、 前記重畳表示手段は、前記画像データをメモリから読み
   出して前記直視像に重畳させて表示することを特徴とす
   る請求項１に記載の手術用顕微鏡装置。
3. 【請求項３】 前記重畳させる画像データは、臓器等の
   ３次元表面形状を表すものであることを特徴とする請求
   項２に記載の手術用顕微鏡装置。
4. 【請求項４】 前記重畳させる画像データは、前記顕微
   鏡本体の位置又は向きに応じて変更することを特徴とす
   る請求項２に記載の手術用顕微鏡装置。
5. 【請求項５】 前記計測手段は、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
   材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能な第１の板
   状部材と、 前記第１の板状部材の前記レール部材上における位置を
   計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記位置計測手段による前記第１の部材の位置の計測に
   基づいて前記作動距離の計測が行われることを特徴とす
   る請求項１乃至４のいずれか一項に記載の手術用顕微鏡
   装置。
6. 【請求項６】 前記顕微鏡本体の光学系の表示領域に第
   １の目盛りが設けられているとともに、 前記計測手段は、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
   材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
   前記光学系を介して読取り可能な第２の目盛りが設けら
   れた第１の板状部材と、 前記第１の板状部材の前記レール部材上における位置を
   計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記位置計測手段による前記第１の板状部材の位置の計
   測と、前記光学系を介して第２の目盛りの像を読み取る
   ことによる前記第１の目盛りの計測とに基づいて前記拡
   大率の計測が行われること特徴とする請求項１乃至４の
   いずれか一項に記載の手術用顕微鏡装置。
7. 【請求項７】 前記計測手段は、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
   材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
   前記光学系を介して読取り可能な第１の目盛りが設けら
   れた第１の板状部材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
   前記光学系を介して読取り可能な第２の目盛りが設けら
   れた第２の板状部材と、 前記第１又は第２の板状部材の前記レール部材上におけ
   る位置を計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記第１の板状部材の第１の目盛りは、前記光学系を介
   し前記第２の板状部材の第２の目盛りの像を用いて計測
   可能であるとともに、 前記位置計測手段による前記第１、第２の板状部材の位
   置の計測、及び前記光学系を介して第２の目盛りの像を
   読み取ることによる前記第１の目盛りの計測とに基づい
   て前記集光瞳の位置の計測が行われることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の手術用顕微鏡装
   置。
8. 【請求項８】 光学系を有する顕微鏡装置に用いられる
   顕微鏡較正器において、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
   材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能な第１の板
   状部材と、 前記第１の板状部材の前記レール部材上における位置を
   計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記前記位置計測手段による前記第１の部材の位置の計
   測に基づいて前記光学系の作動距離の較正が行われるこ
   とを特徴とする顕微鏡較正器。
9. 【請求項９】 表示領域に第１の目盛りが設けられた光
   学系を有する顕微鏡装置に用いられる顕微鏡較正器にお
   いて、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
   材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
   前記光学系を介して読取り可能な第２の目盛りが設けら
   れた第１の板状部材と、 前記第１の板状部材の前記レール部材上における位置を
   計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記位置計測手段による前記第１の板状部材の位置の計
   測と、前記光学系を介して第２の目盛りの像を読み取る
   ことによる前記第１の目盛りの計測とに基づいて前記光
   学系の拡大率の較正が行われることを特徴とする顕微鏡
   較正器。
10. 【請求項１０】 光学系を有する顕微鏡装置に用いられ
    る顕微鏡較正器において、 前記光学系の光軸に略平行な長手方向を有するレール部
    材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
    前記光学系を介して読取り可能な第１の目盛りが設けら
    れた第１の板状部材と、 前記レール部材の長手方向に沿って移動可能であって、
    前記光学系を介して読取り可能な第２の目盛りが設けら
    れた第２の板状部材と、 前記第１又は第２の板状部材の前記レール部材上におけ
    る位置を計測する位置計測手段と、 を具備し、 前記第１の板状部材の第１の目盛りは、前記光学系を介
    し前記第２の板状部材の第２の目盛りを用いて計測可能
    であるとともに、 前記位置計測手段による前記第１、第２の板状部材の位
    置の計測、及び前記光学系を介して第２の目盛りの像を
    読み取ることによる前記第１の目盛りの計測とに基づい
    て前記光学系の集光瞳の位置の較正が行われることを特
    徴とする顕微鏡較正器。