JPH11501403A - 顕微鏡、特に手術用顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 顕微鏡にセンサ又はひとみ位置を把握するための装置（３Ａ）、及び好ましくは操作要素を表わす記号の表示装置を備え、眼の動きにより顕微鏡の種々の機能又は種々のアクセサリを制御するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 顕微鏡、特に手術用顕微鏡 本発明は、顕微鏡特に手術用顕微鏡に関する。 従来、２種の主なグループが顕微鏡にある １）１チューブ式単接眼式 ２）２チューブ式立体式 顕微鏡の光学的構成部分及び／又は作業テーブルの位置移動機構は、双方の形 式において公知である。 使用者は通常顕光観察対象の観察に集中するので、かかる移動機構は、対物レ ンズと接眼レンズの間の領域に配設し使用者がよく、触手できるようにする必要 がある。 本発明の課題は、上述の従来技術とそれに付随する欠点から出発して、上述の 問題を解消し、適切に遠隔操作可能な顕微鏡を、操作者の手が顕微鏡の作業によ ってわずらわされることのないようにし、そして特に適した顕微鏡の操作機構を 創作することにある。新しい顕微鏡は手に対し完全な運動の自由を保証し、そし て使用者の足を多数回わずらわすことをやめるべきである。さらに、例えば、ビ デオ立体顕微鏡、ビデオステレオタキシー等及び少くとも遠隔操作又は自動機能 （例えば自動焦点）が備えられた他の応用のような、 様々な共用モジュールを使ったコンピュータ支援システムにおいて新しい顕微鏡 の良好な統合可能性が与えられるべきである。新しい操作機構は小型で顕微鏡に 良く統合できるべきである。 この課題は、例えば、請求項１の特徴の応用により初めて解消され、その場合 センサの下に各装置は、眼の動き、又は眼の動きに対する神経命令を把握でき、 それから実行されたもしくは計画された眼の動きを導出できるものと理解される 。 本発明を、図示の実施例を介して、詳述する。 図１は、本発明の操作機構により遠隔操作できる機能及び装置の可能な選択を 示すブロック図である。 図２は、ＬＣＤからシンボルを入射する系の略図。 図３は、手術顕微鏡の略図。 図４は、唯一の撮像装置を有する顕微鏡の詳細図。 図面は互いに関連して示されている。同じ符号は同じ要素を示す。類似機能の 要素は異ったインデックスを伴った符号で示す。 図１は、１２で、観察者に生ずる像を示し、この観察者は、接眼レンズにより 本発明の顕微鏡２３のチューブを見る。ここで像内に見当らないものは、場合に よっては見られるであろう、物体（対象）である；これは像１２の表示野に光学 的に抑止されている。図示の実施例において、対象への注視が純粋に光学的要素 により達成されるか、又は、場合によりまたビデオ信号処理も介在されているか は、本質的ではない。後者は、例えば、ビデオ−エンドスコープのようなもので 、これは本発明の枠内にある。図２は、像１２が顕微鏡２３ｂのチューブ（鏡筒 ）光路内へ入射される様子を示す。ＬＣＤ−又はＣＲＴ−ディスプレイ２ａは、 データ処理（手段）２４により生成された像を、光学系７ｅ及び分割ミラー１０ を経て、接眼レンズ８を介して観察者の眼１の中へ投射する。図１には、かかる ＬＣＤ又はＣＲＴを２で示す。 ビデオエンドスコープ又は手術顕微鏡のようなＬＣＤ−もしくはＣＲＴ−ディ スプレイを物体再現ユニットとして備えたものの場合、像が電子的方法で物体の 像と結合されるとき、像の別個の光学的入射は省略できる。 図１は、像１２の右にひとみ位置検出装置３ａを模式的に示し、この装置は、 略図的に接眼レンズ８並びに半透明ミラー５−これは好ましくは赤外線のみを反 射する−を含み、このミラーに対し観察者のひとみの位置をＣＣＤ６等が走査す る。ひとみは、その際ＩＲ−ＬＥＤ１３で照明され、ひとみの立体的形状が、Ｃ ＣＤ６に明瞭に結像されるようにする。詳記しない像処理系、例えばデータ処理 系２４により、そのように走査されたひとみ位置情報が評価されそれにより、像 １２中で眼がどこを見ているか（視線の対象）が確認される。そのようにして、 １２中で点線で示したフィールド内の何に眼が向いているかを、それから対応し て望まれる命令を導出できるようにするため、検知することができる。図示の変 形例においては、足スイッチ２７も備えられ、これにより、直前に眼で選択され た機能を確認してクリックする。 可能な命令及び機能の選択は、例示的に不十分に挙げられている：即ち、命令 フィールド１２のオン／オフ；顕微鏡２３ａのために倍率（γ）とズーム設定を 変更できる。自動焦点追跡は、物体のどの位置へ眼が向いているかを、直ちに顕 微鏡２３ａをその位置へ合焦するため、常時ひとみ位置認識装置３が検出する； 顕微鏡に接続したビデオカメラ２６の制御（操作）系；ビデオレコーダ１９の制 御系；使用者にガイドの助けを与えるため、物体での事象の最終の秒（時点）を 再びＬＣＤ又はＣＲＴに再現する、短期反復機能；ＭＲＩ−撮像系２０又はＸ− 線撮像系２１等の同位置にある像との、物体像の重畳；顕微鏡２３ａの照明の制 御；例えば（血圧、ＥＫＧ、脈拍等の患者データ（Ｍｅｄデータ）２２の重畳； 上述した機能の外にさらにカーソルとして可動「マウス」を表面活性に構成する こともでき、これは眼の動きにより、コンピュータ表示管でマウスにより可能な 如く、制御することができ る。関連する足スイッチでの確認を伴った像の一部における「マウス」の位置決 めは、例えば、即時もしくは後の像データ処理や輪郭線の描出等のための、所定 個所のマスキングのような、既述のもしくは他の補足的な機能も対応してレリー スすることができる。 通例、上述の装置の全ての機能及び制御（操作）は、データ処理系により制御 される。より迅速なデータ処理のため、このデータ処理系２４にデータ処理準備 ユニット２５を前置し、これは全ての、部分的に異ったデータ形成（フォーマッ ト）を共通の処理可能なフォーマットに変換するか又は命令データを適切な装置 制御データに変換する。 図３は、主対物レンズ１８を模式的に示し、これ自体（示すように）、又は（ 図示しない）その移動（調節）可能な光学系は、焦点調節駆動系１６によって制 御可能であり、そして顕微鏡照明系１７を示す。さらに適当なズーム駆動系１５ を有するズーム１４も備えている。 分割ミラー（ビームスプリッター）１０は２つのＬＣＤ２ａ、ｂ（これらは夫 々２つの光路の一方に配属される）からの像情報の入射を行う。ＬＣＤは、像１ ２及び場合によりＭＲＩ−、Ｘ−線−もしくは患者データを再現する。ＬＣＤの 後には、背景照明系１１が配される。光学系７ｃ、ｄは結像の改良に資する。十 字線（マーク）９ｂ、ｃは象徴的にかつ９０°像面に回転した状態で示してある が、これは例えば、スライド可能なガラスプレートに各光路毎に挿入され校正目 的に用いる。 半透明ＩＲ−ミラー５ａ、ｂは、可視域内での物体に対する自由な透視を可能 にする。赤外（ＩＲ）線は、これに対し、光学系７ａ、ｂを介して、ＣＣＤ６ａ 、ｂに結像され、光学系７ａ、ｂは、ＣＣＤに観察者の眼１のひとみが結像され るように配設される。しかし好ましくは、眼の（注視）欠落位置の場合等におい て評価時の誤解を避けるため、選択時に、眼のみを常時考慮する。両眼は、接眼 レンズ８ａ、ｂ及び／又はそれとは独立してＩＲ−ＬＥＤ１３により前述のＣＣ Ｄ６での結像を可能にするため、照明する接眼レンズ８ａ、ｂを通しての照明の 場合、これらの小さな入射要素４ａ、ｂが前置され、これらの要素４ａ、ｂは、 小さな反射面上へのＩＲ−照明を観察者の眼に対し導く。照明に用いた光が十分 散乱する限り、どこに小反射面がもたらされるかは問題でない。眼球表面の中心 への光コーンによる同心的な散乱の少ない照明の際には、小反射面を光路の軸に 可及的に配することが好ましい。 図３の対象は、さらに、特に立体顕微鏡のための本発明のさらなる、しかも独 立に用いることのできる視 点を示す。２つのひとみ位置認識装置３ａ、３ｂがあるので、ひとみ位置は互い には無関係に一つのＣＣＤ６ａ又は６ｂにひとみの位置を結像する。この構成は 、ひとみの光路中心からの測定された距離に応じて、二つのチューブを互いに動 かす詳述していない駆動装置により、二つのひとみが顕微鏡により最適視を得る ように、眼の距離を自動調節することを可能にする。このように装着した顕微鏡 は事実上自動的に作動し、観察者が、最も重要な調節を達成するため、注視すれ ば十分である。ある所定の観察者に対しこれがすでに予め定っており記憶（録） されている場合、当該使用者の提示（入力）例えば、コードを操作フィールド内 へ入力すること（キー又は選択スイッチによる入力）で十分である。 公知のため、ビデオカメラ等の再生（再現表示）装置の詳述はしない。しかし 、図４は、本発明の枠内において、しかし、これとは独立して、有利に用いるこ とができる分割プリズム２８を示し、その分割面２９には、物体の観察された像 が、部分的に側方へ光学系７を介してカメラＣＣＤ６に投射されるが、一方で他 の部分は眼１に至る。同時に眼から来るＩＲ線は、分割面２９で左側へ反射され 、鏡面３０に当り、そこから、分割面２９及び光学系７を介してやはりＣＣＤ６ に投射される。接眼レンズ及び、図示を省いたその他 の通常の光学系は、光路中において、物体と眼の表面が十分にＣＣＤに結像され るよう配列され、かくて、重畳された像から計算によって必要なひとみ位置情報 が得られ、そして赤外線のビデオ像からの挿入（Einttrag）をその後消すように する。このような構成の利点は、第２ＣＣＤを用いないことにある。分割プリズ ム２８の特別な点として、任意に備えられるチャンファ（角の面取）３１につい て述べる。これは、−特に赤外線を反射するよう構成され、かくて、ＩＲ−ダイ オード１３からの光線を眼１に指向けるものである。 本発明は上述のものとはまた独立に適用できる局面にも関する：即ち、接眼レ ンズの域に好ましくは使用者の頭ないしは顔面の位置決め（載置）支持具（Aufl age）を置き、この支持具は使用者の顔の部分の固定により水平−及び／又は垂 直−参照及び／又は力ぬき保持装置（Entspannungshalterung）として用いる。 このような位置決め支持具は、それにより、一度選択された顕微鏡の調節が一度 使用者が頭を顕微鏡からはなした後に正しくかつ評価可能なものとして再採用で きることを、確実にするという課題を果たす。 ひとみ位置認識装置は、もちろん、スイッチ回路（要素）を備え、これにより 測定ルーチン及び従って調節ルーチンを、ひとみ位置認識装置がひとみを検知で きなくなると直ちに、中断する。 符号の説明 ４ａ、ｂ 入射（差込）要素 ５ａ、ｂ 半透明ＩＲミラー（赤外線に対し約１ ００％、残余光線に対し約０％反射率） ６ａ、ｂ ＣＣＤないしは類似機能のセンサ （ひとみ位置決定用） ７ａ〜ｅ 結像光学系 ８ａ、ｂ 接眼レンズ １０ａ、ｂ 分割ミラー １２ ＬＣＤ又はＣＲＴの像の一例（接眼レ ンズ８から眼が見る様子）で、観察物 体の像に重畳されたもの １３ 赤外線用ＬＥＤ、 場合によりクロック化 １４ａ、ｂ ズーム １５ ズーム駆動 １６ １８ 主対物レンズ １９ ビデオレコーダ ２０ 観察物体のＭＲＩ−データのための像 供給装置 ２１ 観察物体のＸ線データのための像供給 装置 ２２ 像情報ジェネレータ（患者に関連する 情報、名前、年令、血圧、脈拍等） Ｏ 物体（対象） ＳＬ 光路（中心） ＳＲ 光路（中心）

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年３月２４日 【補正内容】 明細書（全文訂正） 発明の名称 顕微鏡、特に手術用顕微鏡 本発明は、顕微鏡特に手術用顕微鏡に関する。 従来、２種の主なグループが顕微鏡にある： １）１チューブ式単接眼式 ２）２チューブ式立体式 顕微鏡の光学的構成部分及び／又は作業テーブルの位置移動機構は、双方の形 式において公知である。 使用者は通常顕光観察対象の観察に集中するので、かかる移動機構は、対物レ ンズと接眼レンズの間の領域に配設し使用者がよく、触手できるようにする必要 がある。 各種用途（特に、手術用顕微鏡）において、使用者（術者）にとって、顕微鏡 をこのように操作することは困難である。なぜならば、対象に対して手術または 操作を実施するには、一般に、両手が必要であるからである。使用者のこのよう な状況に対処するため、遠隔操作機構（電気スイッチ）を介して所望の調節また は変位を実施するため電動操作機構か開発された。この場合、使用者の両手を完 全に解放するため、使用者が各種の限られた調節（例えば、ズーミング、フォー カシング、ｅｔｃ．）を行うための足踏みスイッチを顕微鏡に設置する。 しかしながら、正に手術時に、視野および両手に集中している使用者にとって 、各種の足踏みスイッチなどの作動のため足の補足運動を調整するのは容易では ない。従って、以降の大掛かりの開発において、使用者の言語によって操作され る言語制御式操作機構が創成された。しかしながら、この場合、言語認識ソフト ウエアにはミスがあり、特に手術のストレスを受けている状態では、命令誤認に よって顕微鏡の誤操作が生ずるという危険性があり、従って、特定の困難な手術 の場合、患者にとって悲劇的な結果が生ずることになる。更に、言語認識ソフト ウエアは、一般に、異なる使用者を理解するのに不適であるか、煩瑣な言語習得 訓練によってすべての使用者の言語プロフィルを記憶しなければならず、従って 、独自の経費が掛かり、顕微鏡の使用可能性が減少される。更に、口スイッチも 開発されたが、この種のスイッチは、第１に、不快であり、第２に、口の保護が 必要である場合にはほぼ使用不可能である。 もちろん、多様なアイ・トラッキング法が知られている。少なくとも１９９４ 年始めから既に、カメラメーカのキャノンは、オートフォーカシングに関して知 られている。フランスの“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｑｕｅ９２”誌は、１９９２年代 に、術者が鏡筒を介する注視方向を変更する場合（例えば、左方を見る場合）、 顕微鏡の空間位置が変化し、鏡筒が術者の新しい注視方向へ配位または旋回され るようアイ・トラッキングによって顕微鏡を制御する完成されたシステムを開発 している。この方法は、実際には使用されていない。なぜならば、術者は、概ね 、これまで見えていたものが、場合によっては、視角から消失することを望まな いからである。更に、この公知の教示に対応して顕微鏡を自動的に調節した場合 、もともと光学的に調整されている顕微鏡が、突然、その注視方向の中心におい て非調整状態となることが起こり得る。なぜならば、一般に、鏡筒の旋回によっ てＺ−方向距離も変化するからである。倍率が低い場合に限りまたは顕微鏡に外 部のオートフォーカス系（眼に調整されていない）を組込んだ場合に限り、上記 システムを場合によっては実際に使用できる。 日本の公報ＪＰ−Ａ−５１１０８２５２は、１９９３年代におけるコンピュー タの眼制御カーソルに関する。コンピュータ・モニタの観察時、使用者は監視さ れ、従って、使用者の眼の動きで像スクリーンの現象を制御できる。しかしなが ら、この先行技術は、顕微 鏡とは無縁であり、これからは、本発明に係る教示に関する示唆も得られない。 顕微鏡駆動装置などの制御は類推されない。コンピュータ・モニタの観察時に使 用者の眼を監視し、かくして、コンピュータまたはその周縁部を制御する可能性 を使用者に与えることを既に以前に提案している米国特許第４９７３１４０号に ついても、同様なことが云える。ＷＯ−Ａ−９３／１４４５４は、同じく、１９ ９３年代におけるアイ・トラッキングによるコンピュータ・モニタの制御に関す る。 本発明の課題は、上述の従来技術とそれに付随する欠点から出発して、上述の 問題を解消し、適切に遠隔操作可能な顕微鏡を、操作者の手が顕微鏡の作業によ ってわずらわされることのないようにし、そして特に適した顕微鏡の操作機構を 創作することにある。新しい顕微鏡は手に対し完全な運動の自由を保証し、そし て使用者の足を多数回わずらわすことをやめるべきである。さらに、例えば、ビ デオ立体顕微鏡、ビデオステレオタキシー等及び少くとも遠隔操作又は自動機能 （例えば自動焦点）が備えられた他の応用のような、様々な共用モジュールを使 ったコンピュータ支援システムにおいて新しい顕微鏡の良好な統合可能性が与え られるべきである。新しい操作機構は小型で顕微鏡に 良く統合できるべきである。 この課題は、例えば、請求項１の特徴の応用により初めて解消され、その場合 センサの下に各装置は、眼の動き、又は眼の動きに対する神経命令を把握でき、 それから実行されたもしくは計画された眼の動きを導出できるものと理解される 。 顕微鏡の少なくとも１つの鏡筒に眼位置またはひとみ位置検知装置を組込むの が好ましい。この検知装置は、本発明にもとづき、顕微鏡を覗く使用者の所定の ひとみ調節にもとづき、ひとみ調節（位置）を検知し、これから使用者の所定の 調節命令を引出し、この調節命令を電気機械式操作機構に送る電子式評価ユニッ トに結合される。 鏡筒毎にひとみ検知装置を設けたバリエーションも、本発明の枠内にある。し かしながら、使用者の眼位置が不正な場合に検知時の誤認を避けるため、１つの 検知装置のみを利用するのが好ましい。この場合、一使用者の選択に応じて一設 けた２つのうちの１つを利用すればよい。各使用者の指示眼（利き目）で調節を 行うのが好ましい。 即ち、使用者にとって、例えば、鏡筒のマーキングまたは鏡筒内に挿入された 像、シンボルなどを固定することによって、極めて迅速に（眼の運動はヒトの最 速の運動に属する）且つ明確に命令を与えることが可能である。 更に他の遠隔制御機器、例えば、像送り装置、手術用器具、ｅｔｃ．を含むコ ンピュータ支援のシステム内に本発明に係る顕微鏡を組込んだ場合、必要に応じ て、上記機器のすべての機能についてマーキング、シンボル，ｅｔｃ．を設ける ことができ、かくして、使用者は、像スクリーン（利用者）に関して能動的なコ ンピュータ・モニタ表面の場合と同様に制御命令を与えることができる。この場 合、使用者は、対応するシンボルを固定するため、コンピュータ・マウスの代わ りに、その視覚のみを利用する。この場合、対応するシンボルまたは命令の賦活 は、使用者が、より長時間、当該シンボルを観察することによってまたは使用者 が、所定時間内に２つのシンボルの間で視線を動かすことによって、実施できる 。この場合、命令が登録されたことを使用者に示すため、例えば、シンボルの色 調を変更でき、点滅を開始できまたは他のシンボルと置換えることができる。音 響による表示方式も本発明の範囲内にある。 しかしながら、既知の遠隔制御機構、例えば、既知の機構とは異なり１つの機 能（例えば、対応するシンボルの“始動（Ａｎｋｌｉｃｋｅｎ）”または賦活の 機能）のみを有する足踏みスイッチとの組合せも、本発明の枠内にある。例えば 、所定シンボルを固定する間に使用者の１つの音声のみが必要であるような簡単 化された言語制御も、本発明の枠内にある。 観察すべき制御シンボルを使用者の視野内に置くため、特に下記を含む各種の 方法が考えられる：適切なマーキング（例えば、周縁にマーキングを含む十字線 など）を備え光路に挿入されたガラス板、例えば、ＬＥＤによって励起される鏡 筒内面の光点、例えば、分光器を介して入射されるＬＣＤ像スクリーン、ｅｔｃ .。この場合、有利なことには、校正ルーチンを行うことができる。この場合、 使用開始時に、観察者は、所定の箇所（例えば、鏡筒内の十字線）を注視し、次 いで、例えば、スイッチによってまたは自動的に校正ルーチンを開始し、所定箇 所とは異なる位置をより良く評価できるよう、所定筒所または十字線に対する注 視がどのひとみ箇所に対応するかという制御条件を求める。別の方策として、所 定筒所（例えば、十字線）を適切な担体上に摺動自在に構成し、かくして、眼位 置を任意にー例えば、出願人（使用者）に最適にー選択した場合に、注視方向を 所定筒所と一致させ、制御命令に際して、眼を上記位置から旋回させて適切な基 準を得ることもできる。この場合、眼に見える命令視野は、 例えば、眼に向くディスプレー表面において追従される。利用開始時に基準を見 つけるため、所定筒所からの眼の相対運動を検知するのに適している限り、他の 方法も使用できる。 ひとみ位置の検知のため、同じく、各種のバリエーションも本発明の枠内にあ る。これらのうち、眼に向けられたＩＲレーザの測定光束をＣＣＤによって眼表 面から光学的に再び走査し、かくして、眼位置またはひとみ位置を検知するバリ エーションが好ましい。これに関連して、他の専門分野ービデオ技術ーにおいて 公知の“アイ・コントロール”法を参照する（これは、例えば、キャノン社から ＵＣ−Ｘ１Ｈｉなる商品名として市販されている）。この場合、上記製品に使用 されている眼位置検知のために入手したデータは、特に、カメラの対物レンズの オートフォーカス機能をカメラマンの視野の所定範囲に合わせるのに使用される 。顕微鏡のオートフォーカスシステムが光学的操作機構またはシンボルおよび上 記機構と接続された制御系と共働し、かくして、オートフォーカスシステムが、 使用者が正に注意を集中しようとする限られた細部に顕微鏡のピントを合わせる ために、使用者の注視先に追従するバリエーションは、もちろん、本出願の枠内 にある。光学的な眼運動検知に代わるものとして、使用者 の他の身体箇所から運動または運動命令の神経刺激を取出して評価する方法は、 すべて、本発明の枠内にある。即ち、例えば、眼の注視位置を検知するため、眼 筋肉の運動を、例えば、電極などによって測定できる。 使用者の視野内の操作機構・シンボルが自由にプログラミングできる機能を可 能とするバリエーションは、特に有利である。この場合、多様な機器、測定装置 、電子メモリ，ｅｔｃ．の多様なデータを像処理および迅速なデータ評価のため に加工できる、“ライカ・ボックス”として市販されている装置との特に好適な 組合せが得られる。これに関連して、本出願人の包袋記号０１０９１／９４−３ のスイス出願を参照する。この出願の教示は、本出願の枠内にあり、双方の教示 の可能な適切な組合せのために開示されたもの云える。 複数の各使用者にとって、一度設定した調節値を記憶して必要に応じて呼出せ ば有利であり、かくして、所定の使用者のために記憶した調節値を選択すれば、 校正または位置調整作業を要することなく、直ちに鏡検できる。 更に、本出願人の包袋記号０１０９２／９４−５のスイス出願を参照する。な ぜならば、この出願に開示の小さい入射要素は、本発明に係る顕微鏡に最適に使 用できるからである。主対物レンズと対象または観察 された対象細部との間の距離の場合にとっては必要な測定と関連して、本発明の 別の実施例の提示のために本出願に開示した本出願人の包袋記号０１０９０／９ ４−１のスイス出願の教示を参照する。特に、図面および関連の詳細な説明部分 を挙げる。眼で狙った対象範囲のピント測定のために、例えば、所定の輪郭の縁 のピントを測定し、これから、結像ピントを推定し、対応する操作機構を制御し て結像ピントを改善する像信号処理系を使用することもできる。 ＩＲダイオードによって使用者の眼を照明する場合に過度のＩＲ光束から網膜 を保護するため、本発明の別の実施例にもとづき、ＣＣＤの読出速度のタイミン グに同期してＩＲダイオードをパルス作動させる。この場合、ＣＣＤ読出速度を 任意に選択できれば好ましい。 本発明の他の詳細および特徴は、請求の範囲に開示し、特徴づけてある。この 限りにおいて、上記の説明は、発明を限定するものではない。すべての実施例お よびバリエーションは、請求項を含む出願の全本文に開示されている。 本発明を、図示の実施例を介して、詳述する。 図１は、本発明の操作機構により遠隔操作できる機能及び装置の可能な選択を 示すブロック図である。 図２は、ＬＣＤからシンボルを入射する系の略図。 図３は、手術顕微鏡の略図。 図４は、唯一の撮像装置を有する顕微鏡の詳細図。 図面は互いに関連して示されている。同じ符号は同じ要素を示す。類似機能の 要素は異ったインデックスを伴った符号で示す。 図１は、１２で、観察者に生ずる像を示し、この観察者は、接眼レンズにより 本発明の顕微鏡２３のチューブを見る。ここで像内に見当らないものは、場合に よっては見られるであろう、物体（対象）である；これは像１２の表示野に光学 的に抑止されている。図示の実施例において、対象への注視が純粋に光学的要素 により達成されるか、又は、場合によりまたビデオ信号処理も介在されているか は、本質的ではない。後者は、例えば、ビデオ−エンドスコープのようなもので 、これは本発明の枠内にある。図２は、像１２が顕微鏡２３ｂのチューブ（鏡筒 ）光路内へ入射される様子を示す。ＬＣＤ−又はＣＲＴ−ディスプレイ２ａは、 データ処理（手段）２４により生成された像を、光学系７ｅ及び分割ミラー１０ を経て、接眼レンズ８を介して観察者の眼１の中へ投射する。図１には、かかる ＬＣＤ又はＣＲＴを２で示す。 ビデオエンドスコープ又は手術顕微鏡のようなＬＣ Ｄ−もしくはＣＲＴ−ディスプレイを物体再現ユニットとして備えたものの場合 、像が電子的方法で物体の像と結合されるとき、像の別個の光学的入射は省略で きる。 図１は、像１２の右にひとみ位置検出装置３ａを模式的に示し、この装置は、 略図的に接眼レンズ８並びに半透明ミラー５−これは好ましくは赤外線のみを反 射する−を含み、このミラーに対し観察者のひとみの位置をＣＣＤ６等が走査す る。ひとみは、その際ＩＲ−ＬＥＤ１３で照明され、ひとみの立体的形状が、Ｃ ＣＤ６に明瞭に結像されるようにする。詳記しない像処理系、例えばデータ処理 系２４により、そのように走査されたひとみ位置情報が評価されそれにより、像 １２中で眼がどこを見ているか（視線の対象）が確認される。そのようにして、 １２中で点線で示したフィールド内の何に眼が向いているかを、それから対応し て望まれる命令を導出できるようにするため、検知することができる。図示の変 形例においては、足スイッチ２７も備えられ、これにより、直前に眼で選択され た機能を確認してクリックする。 可能な命令及び機能の選択は、例示的に不十分に挙げられている：即ち、命令 フィールド１２のオン／オフ；顕微鏡２３ａのために倍率（γ）とズーム設定を 変更できる。自動焦点追跡は、物体のどの位置へ眼が向いているかを、直ちに顕 微鏡２３ａをその位置へ合焦するため、常時ひとみ位置認識装置３が検出する； 顕微鏡に接続したビデオカメラ２６の制御（操作）系；ビデオレコーダ１９の制 御系；使用者にガイドの助けを与えるため、物体での事象の最終の秒（時点）を 再びＬＣＤ又はＣＲＴに再現する、短期反復機能；ＭＲＩ−撮像系２０又はＸ− 線撮像系２１等の同位置にある像との、物体像の重畳；顕微鏡２３ａの照明の制 御；例えば（血圧、ＥＫＧ、脈拍等の患者データ（Ｍｅｄデータ）２２の重畳； 上述した機能の外にさらにカーソルとして可動「マウス」を表面活性に構成する こともでき、これは眼の動きにより、コンピュータ表示管でマウスにより可能な 如く、制御することができる。関連する足スイッチでの確認を伴った像の一部に おける「マウス」の位置決めは、例えば、即時もしくは後の像データ処理や輪郭 線の描出等のための、所定個所のマスキングのような、既述のもしくは他の補足 的な機能も対応してレリースすることができる。 通例、上述の装置の全ての機能及び制御（操作）は、データ処理系により制御 される。より迅速なデータ処理のため、このデータ処理系２４にデータ処理準備 ユニット２５を前置し、これは全ての、部分的に異った データ形成（フォーマット）を共通の処理可能なフォーマットに変換するか又は 命令データを適切な装置制御データに変換する。 図３は、主対物レンズ１８を模式的に示し、これ自体（示すように）、又は（ 図示しない）その移動（調節）可能な光学系は、焦点調節駆動系１６によって制 御可能であり、そして顕微鏡照明系１７を示す。さらに適当なズーム駆動系１５ を有するズーム１４も備えている。 分割ミラー（ビームスプリッター）１０は２つのＬＣＤ２ａ、ｂ（これらは夫 々２つの光路の一方に配属される）からの像情報の入射を行う。ＬＣＤは、像１ ２及び場合によりＭＲＩ−、Ｘ−線−もしくは患者データを再現する。ＬＣＤの 後には、背景照明系１１が配される。光学系７ｃ、ｄは結像の改良に資する。十 字線（マーク）９ｂ、ｃは象徴的にかつ９０°像面に回転した状態で示してある が、これは例えば、スライド可能なガラスプレートに各光路毎に挿入され校正目 的に用いる。 半透明ＩＲ−ミラー５ａ、ｂは、可視域内での物体に対する自由な透視を可能 にする。赤外（ＩＲ）線は、これに対し、光学系７ａ、ｂを介して、ＣＣＤ６ａ 、ｂに結像され、光学系７ａ、ｂは、ＣＣＤに観察者の 眼１のひとみが結像されるように配設される。しかし好ましくは、眼の（注視） 欠落位置の場合等において評価時の誤解を避けるため、選択時に、眼のみを常時 考慮する。両眼は、接眼レンズ８ａ、ｂ及び／又はそれとは独立してＩＲ−ＬＥ Ｄ１３により前述のＣＣＤ６での結像を可能にするため、照明する接眼レンズ８ ａ、ｂを通しての照明の場合、これらの小さな入射要素４ａ、ｂが前置され、こ れらの要素４ａ、ｂは、小さな反射面上へのＩＲ−照明を観察者の眼に対し導く 。照明に用いた光が十分散乱する限り、どこに小反射面がもたらされるかは問題 でない。眼球表面の中心への光コーンによる同心的な散乱の少ない照明の際には 、小反射面を光路の軸に可及的に配することが好ましい。 図３の対象は、さらに、特に立体顕微鏡のための本発明のさらなる、しかも独 立に用いることのできる視点を示す。２つのひとみ位置認識装置３ａ、３ｂがあ るので、ひとみ位置は互いには無関係に一つのＣＣＤ６ａ又は６ｂにひとみの位 置を結像する。この構成は、ひとみの光路中心からの測定された距離に応じて、 二つのチューブを互いに動かす詳述していない駆動装置により、二つのひとみが 顕微鏡により最適視を得るように、眼の距離を自動調節することを可能にする。 このように装着した顕微鏡は事実上自動的に作動し、観 察者が、最も重要な調節を達成するため、注視すれば十分である。ある所定の観 察者に対しこれがすでに予め定っており記憶（録）されている場合、当該使用者 の提示（入力）例えば、コードを操作フィールド内へ入力すること（キー又は選 択スイッチによる入力）で十分である。 公知のため、ビデオカメラ等の再生（再現表示）装置の詳述はしない。しかし 、図４は、本発明の枠内において、しかし、これとは独立して、有利に用いるこ とができる分割プリズム２８を示し、その分割面２９には、物体の観察された像 が、部分的に側方へ光学系７を介してカメラＣＣＤ６に投射されるが、一方で他 の部分は眼１に至る。同時に眼から来るＩＲ線は、分割面２９で左側へ反射され 、鏡面３０に当り、そこから、分割面２９及び光学系７を介してやはりＣＣＤ６ に投射される。接眼レンズ及び、図示を省いたその他の通常の光学系は、光路中 において、物体と眼の表面が十分にＣＣＤに結像されるよう配列され、かくて、 重畳された像から計算によって必要なひとみ位置情報が得られ、そして赤外線の ビデオ像からの挿入（Einttrag）をその後消すようにする。このような構成の利 点は、第２ＣＣＤを用いないことにある。分割プリズム２８の特別な点として、 任意に備えられるチャンフ ァ（角の面取）３１について述べる。これは、−特に赤外線を反射するよう構成 され、かくて、ＩＲ−ダイオード１３からの光線を眼１に指向けるものである。 本発明は上述のものとはまた独立に適用できる局面にも関する：即ち、接眼レ ンズの域に好ましくは使用者の頭ないしは顔面の位置決め（載置）支持具（Aufl age）を置き、この支持具は使用者の顔の部分の固定により水平−及び／又は垂 直−参照及び／又は力ぬき保持装置（Entspannungshalterung）として用いる。 このような位置決め支持具は、それにより、一度選択された顕微鏡の調節が一度 使用者が頭を顕微鏡からはなした後に正しくかつ評価可能なものとして再採用で きることを、確実にするという課題を果たす。 ひとみ位置認識装置は、もちろん、スイッチ回路（要素）を備え、これにより 測定ルーチン及び従って調節ルーチンを、ひとみ位置認識装置がひとみを検知で きなくなると直ちに、中断する。 符号の説明 １ａ、ｂ 観察者の眼 ２ａ、ｂ、ｃ 接眼系光路における表示のためのＬＣ Ｄ又はＣＲＴ ３ａ、ｂ 瞳位置検出装置 ４ａ、ｂ 入射（差込）要素 ５ａ、ｂ 半透明ＩＲミラー（赤外線に対し約１ ００％、残余光線に対し約０％反射率） ６ａ、ｂ ＣＣＤないしは類似機能のセンサ （ひとみ位置決定用） ７ａ〜ｅ 結像光学系 ８ａ、ｂ 接眼レンズ １０ａ、ｂ 分割ミラー １１ ＬＣＤ背景照明 １２ ＬＣＤ又はＣＲＴの像の一例（接眼レ ンズ８から眼が見る様子）で、観察物 体の像に重畳されたもの １３ 赤外線用ＬＥＤ、 場合によりクロック化 １４ａ、ｂ ズーム １５ ズーム駆動 １６ 焦点調節駆動 １８ 主対物レンズ １９ ビデオレコーダ ２０ 観察物体のＭＲＩ−データのための像 供給装置 ２１ 観察物体のｘ線データのための像供給 装置 ２２ 像情報ジェネレータ（患者に関連する 情報、名前、年令、血圧、脈拍等） ２３ 顕微鏡 ２４ データ処理 ２５ データフォーマット統一のためのデー タ処理（Ｌｅｉｃａ Ｂｏｘ） ２６ ビデオカメラ ２７ 足踏スイッチ ２８ 分割プリズム ２９ 分割面 ３０ 特に赤外線の反射面 ３１ 反射面 Ｏ 物体（対象） ＳＬ 光路（中心） ＳＲ 光路（中心） 請求の範囲 １．少くとも一つのチューブと、少くとも一つの操作機構と及び少くとも一つの 遠隔操作位置決め機構のための少くとも一つの制御系と、該位置決め機構の制御 のため観察者の眼の眼−又はひとみ位置を把握するためのセンサとを有する顕微 鏡、特に手術用顕微鏡であって、 位置決め機構が自動ズーム及び／又は他の周辺装置（１５−１７，１９−２２ ）を顕微鏡の位置変更装置の排除の下に有することを特徴とする、顕微鏡。 ２．チューブの域において、眼（１）にチューブの内部で操作機構のシンボルが 使用者に見られるよう配設され、眼の位置認識装置がデータ処理装置（２４）を 介して注視先把握のため、操作機構シンボルと、そしてさらに位置決め機構もし くは該装置等（１５−１７、１９−２２）と接続されている、ことを特徴とする 請求項１の顕微鏡。 ３．少くとも眼（１）にスイッチシンボルの入射のためのディスプレイ又は操作 機構シンボルのためのディスプレイをチューブの内部で使用者に見えるよう配設 し、ディスプレイとして好ましくは操作機構シンボル並びに任意的にＭＲＩ−、 Ｘ−線−もしくは患者デー タのため、特に夫々一つのＬＣＤ（２ｂ又はｃ）を配設し、該ＬＣＤは、特に各 一つの光学系（７ｃ又はｄ）及び特に各一つの分割ミラー（１０ａ又はｂ）を介 して観察者の眼（１ａ、１ｂ）内へ結像し、立体顕微鏡の場合、二つのＣＣＤに 好ましくは共通の背景照明（１１）を配設すること、 を特徴とする請求項１又は２の顕微鏡。 ４．眼又はひとみの位置認識装置（３）が少くとも一つのＩＲ−ＬＥＤ（３）及 び少くも一つのＣＣＤ（６）をＩＲ−ＬＥＤ（３）の光の眼の表面での走査のた め有し、該ＣＣＤ（６）は評価回路ないしはデータ処理装置（２４）に接続され 、これらの回路ないしは装置（２４）は、位置決め機構、前記装置等（１５−１ ７、１９−２２）を制御することを特徴とする、請求項１〜３の一の顕微鏡。 ５．観察者の各眼（１ｂ，１ｂ）に対しひとみ位置認識装置（３ａ、３ｂ）が配 設され、この認識装置は、各ひとみのそれに配属された光路中心からの位置（距 離）を検出できるようにし、そしてチューブの距離を観察者の眼の距離に自動的 に適合させる眼の距離調節装置に接続されることを、特徴とする、請求項１〜４ の一の顕微鏡。 ６．２つのひとみ位置認識装置（３ａ、３ｂ）が選択 的に、一方のみと操作に採用できること、及び／又は、様々の機能に対し、構成 要素的にまとめることができもしくは、オン又はオフ切換可能であるモジュール （ユニット）が配属されること、を特徴とする請求項１〜５の一の顕微鏡。 ７．データ処理装置（２４）が顕微鏡の調節データもしくは同過程の使用者コー ドに応じて自動的読み出しのためのメモリを備えることを特徴とする請求項１〜 ６の一の顕微鏡。 ８．ひとみ位置認識装置（３）が、データ処理装置（２４）と、そしてこれを介 して下記の装置の少くとも一つと接続されること、もしくは、これらの装置を眼 の位置に応じて制御すること：機械的顕微鏡駆動系（２３ｄ）、顕微鏡照明系（ １７）、患者データ再現装置（２２）、ビデオカメラ（２６）、ビデオレコーダ （１９）、像供給装置（ＭＲＩ−又はＸ線−像データ（２０）、（２１）等のた めのもの）、を特徴とする請求項１〜７の一の顕微鏡。 ９．データ処理装置（２４）が、またスイッチ機構、特に足スイッチ（２７）、 音響スイッチ等を備え、命令又は命令シンボルの選択を行うことを、特徴とする 請求項１〜９の一の顕微鏡。 １０．顕微鏡のチューブに少くとも支持要素が配設さ れ、その上に、マーキング、例えば十字線（９）等があり、これは、観察者に対 し接眼レンズを通して固定可能であり、ひとみ位置認識装置（３）は、任意の眼 の位置に応じて校正ルーチンを行うよう構成され、それに基づいて １１．ひとみの正常位置が確認できること、を特徴とする、請求項１〜１０の一 の顕微鏡。 １２．操作シンボルが使用者にアクティブなディスプレイ面に構成され、この面 には指示シンボル「マウス」が配属され、この「マウス」は−ひとみ位置認識装 置（３）を介して行われる−ひとみ運動を制御−又はスライド可能であること、 及び、位置決めされた指示シンボルにより、上述の又は付加的機能をレリース可 能であることを特徴とする請求項１〜１１の一の顕微鏡。 １３．データ処理装置（２４）は、データ準備装置（２５）と接続され、これは 付加的装置からのデータを、コンパチブルな、迅速に処理可能なデータに準備処 理し、もしくはＥＤＶ−データを適切な制御データに変換することを特徴とする 請求項１〜１２の一の顕微鏡。 １４．接眼レンズ域に、使用者の頭または顔の位置決め装置が設けてあり、上記 位置決め装置が、使用者の顔部分の固定によって水平基準および／または垂直基 準および／または無応力ホルダとして役立つことを特 徴とする先行請求項１〜１３の１つに記載の顕微鏡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少くとも一つのチューブと、少くとも一つの操作機構と及び少くとも一つの 遠隔操作位置決め機構のための少くとも一つの制御系と、該位置決め機構の制御 のため観察者の眼の眼−又はひとみ位置を把握するためのセンサとを有する顕微 鏡、特に手術用顕微鏡であって、 位置決め機構が自動ズーム及び／又は他の周辺装置（Geraete oder Vorrichtu ngen）（１５−１７，１９−２２）を顕微鏡の位置変更装置（Geraeten）の排除 の下（unter Ausschluss von）に有すること（umfassｔ）を特徴とする、顕微鏡 。 ２．チューブの域において、眼（１）にチューブの内部で操作機構のシンボルが 使用者に見られるよう配設され、（眼の）位置認識装置（Erkennungseinrichtun g）がデータ処理装置（２４）を介して注視先把握（Blickdeckungserfassung） のため、操作機構シンボルと、そしてさらに位置決め機構もしくは該装置（Gera eten，Vorrichtungen）等（１５−１７、１９−２２）と接続されている、こと を特徴とする請求項１の顕微鏡。 ３．少くとも眼（１）にスイッチシンボルの入射のためのディスプレイ又は操作 機構シンボルのためのディ スプレイをチューブの内部で使用者に見えるよう配設し、ディスプレイとして好 ましくは操作機構シンボル並びに任意的にＭＲＩ−、Ｘ−線−もしくは患者デー タのため、特に夫々一つのＬＣＤ（２ｂ又はｃ）を配設し、該ＬＣＤは、特に各 一つの光学系（７ｃ又はｄ）及び特に各一つの分割ミラー（１０ａ又はｂ）を介 して観察者の眼（１ａ、１ｂ）内へ結像し、立体顕微鏡の場合、二つのＣＣＤに 好ましくは共通の背景照明（１１）を配設すること、 を特徴とする請求項１又は２の顕微鏡。 ４．眼又はひとみの位置認識装置（３）が少くとも一つのＩＲ−ＬＥＤ（３）及 び少くも一つのＣＣＤ（６）をＩＲ−ＬＥＤ（３）の光の眼の表面での走査のた め有し、該ＣＣＤ（６）は評価回路ないしはデータ処理装置（２４）に接続され 、これらの回路ないしは装置（２４）は、位置決め機構、前記装置等（Geraete 又はVorrichtung）（１５−１７、１９−２２）を制御することを特徴とする、 請求項１〜３の一の顕微鏡。 ５．観察者の各眼（１ｂ，１ｂ）に対しひとみ位置認識装置（３ａ、３ｂ）が配 設され、この認識装置は、各ひとみのそれに配属された光路中心からの位置（距 離）を検出できるようにし、そしてチューブの距離を観察者の眼の距離に自動的 に適合させる眼の距離調節装置に接続されることを、特徴とする、請求項１〜４ の一の顕微鏡。 ６．２つのひとみ位置認識装置（３ａ、３ｂ）が選択的に、一方のみと操作に採 用できること、及び／又は、様々の機能に対し、構成要素的にまとめることがで きもしくは、オン又はオフ切換可能であるモジュール（ユニット）が配属される こと、を特徴とする請求項１〜５の一の顕微鏡。 ７．データ処理装置（２４）が顕微鏡の調節データもしくは同過程の使用者コー ドに応じて自動的読み出しのためのメモリを備えることを特徴とする請求項１〜 ６の一の顕微鏡。 ８．ひとみ位置認識装置（３）が、データ処理装置（２４）と、そしてこれを介 して下記の装置の少くとも一つと接続されること、もしくは、これらの装置を眼 の位置に応じて制御すること：機械的顕微鏡駆動系（２３ｄ）、顕微鏡照明系（ １７）、患者データ再現装置（２２）、ビデオカメラ（２６）、ビデオレコーダ （１９）、像供給装置（ＭＲＩ−又はＸ線−像データ（２０）、（２１）等のた めのもの）、を特徴とする請求項１〜７の一の顕微鏡。 ９．データ処理装置（２４）が、またスイッチ機構、特に足スイッチ（２７）、 音響スイッチ等を備え、命令又は命令シンボルの選択を行うことを、特徴とする 請求項１〜９の一の顕微鏡。 １０．顕微鏡のチューブに少くとも支持要素が配設され、その上に、マーキング 、例えば十字線（９）等があり、これは、観察者に対し接眼レンズを通して固定 可能であり、ひとみ位置認識装置（３）は、任意の眼の位置に応じて校正ルーチ ンを行うよう構成され、それに基づいて １１．ひとみの正常位置が確認できること、を特徴とする、請求項１〜１０の一 の顕微鏡。 １２．操作シンボルが使用者にアクティブなディスプレイ面に構成され、この面 には指示シンボル「マウス」が配属され、この「マウス」は−ひとみ位置認識装 置（３）を介して行われる−ひとみ運動を制御−又はスライド可能であること、 及び、位置決めされた指示シンボルにより、上述の又は付加的機能をレリース可 能であることを特徴とする請求項１〜１１の一の顕微鏡。 １３．データ処理装置（２４）は、データ準備装置（２５）と接続され、これは 付加的装置からのデータを、コンパチブルな、迅速に処理可能なデータに準備処 理し、もしくはＥＤＶ−データを適切な制御データに変換することを特徴とする 請求項１〜１２の一の顕微鏡。 １５（１４）接眼レンズ域に、頭又は顔の位置決め装置を有することを特徴とす る請求項１〜１３の一の顕 微鏡。