技術 付加的シャッタを備え、画像差込入射及び／又は取出射出可能な光学観察装置

0001

本発明は、例えば（ステレオ）手術顕微鏡等の光学観察装置、とりわけ取出射出信号に影響を与えることなく観察者へオン（光路開放）・オフ（光路遮断）切替をするための付加的シャッタを主ビーム路に備えた光学観察装置に関する。

0002

差込入射及び取出射出装置による差込入射及び取出射出は、光学システムの観察フィールドに差込入射される情報により使用者に多大な情報がもたらされるので、多くの分野で益々広く使用されている。被検対象の画像の取出射出は、被検対象の情報を、例えば手術助手等の副観察者に伝えるか、又は例えばビデオ−システム等の画像処理ユニットに入力するために使用される。典型的には、この差込入射及び取出射出は、主ビーム路のビームスプリッタによって行なわれる。

0003

観察領域及び／又は専ら差込入射画像のみを観察すべきかどうかを決定するための可能性ないし手段を利用者に与えるために、被検対象画像を差込入射及び取出射出するためのシャッタ（Blenden, Shutter）が使用される。このようなシャッタは、現在既知の装置では、対物レンズと対応するビームスプリッタとの間の主ビーム路の各々に配設される。

0004

これらのシャッタは、（それぞれ１つのビーム路を観察する）次の３つの観察状態を実現できるように構造上構成されている：
—被検対象の観察
— 被検対象と差込入射画像との共通（同時）の観察
— 差込入射画像のみの観察

0005

現在既知のシャッタでは、一般的に、必要に応じて手操作によりごく短時間のうちに簡単な方法で基本状態が結像されること、即ち両方の主ビーム路に被検対象の画像全体が現れることは保証されていない。

0006

更に、本発明者は、既知のシステムには以下の点に関し欠点があることを見出した：
ａ）取出射出が排除された主ビーム路のシャッタを閉じると、シャッタの閉鎖により取出射出システムもまた同時にその画像源（被検対象）から（光学的に）切り離されるので、場合によっては存在する共同観察者及び／又は例えばビデオシステム等の画像処理ユニットは、オフ（遮断）切替される。
ｂ） 例えば取出射出画像の差込入射のような射出取出と差込入射の結合ないし組合せは、上記３つの状態のどの場合でも実行することはできない。
ｃ）ステレオ顕微鏡に現在使用されているシャッタでは、例えば緊急事態が生じた場合に（シャッタ制御の完全な故障ないし停止が生じた場合にも）、被検対象に対する外科医の両眼の視野をごく短時間のうちに開放ないし確保することは不可能である。
ｄ） 現在の差込入射装置は、本来の及び／又はビデオ支援による被検対象の画像表示及び／又は計算機（コンピュータ）により生成される差込入射（画像）の間で互いに切替える手段ないし可能性は不十分なものに過ぎない。

0007

それゆえ、本発明の課題は、差込入射及び取出射出又は被検対象結像のどのような組合せが使用されるかということから独立して、前述の欠点を回避するような、画像データの差込入射及び取出射出装置を創成することである。更に、使用するシャッタの構造的特徴が簡易化されること、並びにごく短時間のうちに両方の主ビーム路へ被検対象の画像をオン切替（入射）することが可能とされるべきである（ので、そのような光学観察装置を創成することも本発明の課題である）。

0008

上記の課題を解決するために、本発明の視点により、以下の各手段を提供する：
i）取出射出ビームスプリッタと観察者用接眼レンズとの間の主ビーム路へのシャッタの配設及び／又は更なる発展形態又はこれらから独立して配設可能な代替手段。
ii）取出射出ビーム路へのシャッタの配設及び／又は更なる発展形態又はこれらから独立して配設可能な代替手段。
iii）電子的に生成される差込入射信号と任意のビデオ信号との間での切替手段ないし可能性及び／又は更なる発展形態又はこれらから独立して配設可能な代替手段。
iv）オーバーライド（割り込み制御）機能を有するシャッタ構造の配設。

0009

ビームスプリッタと観察者用接眼レンズとの間の主ビーム路及び／又は取出射出ビーム路におけるシャッタの使用は、それ自体新規で発明性があるが、とりわけ上述の他の特徴から独立して使用可能な、被検対象画像、取出射出及び差込入射の組合せ（画像）を生成する種々の新規な可能性の観点から新規で発明性がある。

0010

切替可能な又は組合せて使用される２つの別個の差込入射源（電子計算機的に生成される信号／ビデオ支援による被検対象画像）は、それ自体新規で発明性があるが、とりわけ上述の他の特徴から独立して使用可能な、観察者の視野中の付加的情報（の生成）の観点から新規で発明性がある。

0011

オーバーライド機能（クイック−リセット）を有するシャッタの使用は、それ自体新規で発明性があるが、とりわけ上述の他の特徴から独立して使用可能な、被検対象に対する自由な（開放された）視界状態へのとりわけ迅速かつ簡単な復帰可能性の観点から新規で発明性がある。

0012

本発明の種々の措置により、後続する各段階において以下のような改善を達成することができる：
・取出射出ビームスプリッタと観察者用接眼レンズとの間の主ビーム路にシャッタを使用することにより、取出射出信号は、例えば外科医等の観察者が被検対象を直接観察しているか否かという事象から独立し、このような事象から何ら影響を受けない。
・取出射出ビーム路にシャッタを使用することにより、観察者のための被検対象画像は、取出射出ビーム路がオフ（遮断）に切替えられているか、オン（開放）に切替えられているかという事象から独立し、このような事象から何ら影響を受けない。
・ 取出射出ビーム路に情報を差込入射するための差込入射ビーム路を設ける場合、例えば助手等の副観察者に、更に別の画像情報を与えることができる。
・ 全てのシャッタを、選択的に、各別に又は少なくとも部分的に一緒に切替作動可能に構成することにより、被検対象画像、取出射出及び差込入射との任意の組合せ（画像）を生成することができる。
・電子的に生成される差込入射信号と任意のビデオ信号との間で交換又は組合せる手段ないし可能性により、差込入射情報の（利用の）柔軟性を大きくすることができる。
・ 本発明のシャッタ構造を（複数の）主ビーム路に使用することにより、構造ないし設計上の費用が節減される。
・オーバーライド機能を使用することにより、（複数の）主ビーム路に配されたシャッタの各々に対するクイック−リセットが実現可能となり、そのため、実際に選択されているシャッタ状態の如何に関係なく、観察者には被検対象に対する自由な視野が直ちに与えられる。

0013

以下に記載する説明は、外科医と手術顕微鏡に関するものではあるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、むしろ差込入射及び取出射出装置及び／又は各ビーム路の遮断及び開放用のシャッタを備えた光学装置（例えば差込入射付加情報を伴うプロジェクタ、とりわけ両眼的利用の場合のビデオカメラ及び写真カメラ）に適用可能である。特許請求の範囲は、これらに対応して広く解釈されるべきである。

0014

図面参照符号、並びに図１、図２及び図３は、特許請求の範囲に記載ないし保護された対象と共に、本出願の開示内容に含まれる。

0015

各図面は相互に関連して包括的に記載してある。同一の参照符号は同一の構造要素を示し、異なる添え字を有する参照符号は機能が同一の構造要素を示す。
【実施例１】

0016

図１に、主対物レンズ１、左側及び右側主ビーム路２ａ及び２ｂ、シャッタ１２ａ、１２ｂ、右側主ビーム路２ｂの取出射出ビームスプリッタ３、取出射出ビームスプリッタ３と観察者用接眼レンズ５との間の右側主ビーム路２ｂに配設されている右側主ビーム路２ｂの本発明の付加的シャッタ４を有する光学観察装置の一例の全体構造を模式的に示した。更に、図示のように、取出射出ビーム路７、取出射出ビーム路のビームスプリッタ６、副観察者１０ないし例えばビデオシステム等の電子観察ユニット１１のための接続装置９も配されることがある。更に、図示のように、差込入射に必要な差込入射装置１５、本発明の付加的ビデオ信号（生成装置）１７、電子的に生成される差込入射信号（の生成装置）１９、切替スイッチ１８、差込入射ビーム路のシャッタ１３、並びに左側ビーム路２ａの差込入射ビームスプリッタ１６も配されることがある。しかしながら、本発明の光学観察装置は、この模式図の構成に限定されない。とりわけ、左側主ビーム路２ａにも右側主ビーム路２ｂにも、上述の構造及び上述の目的に適合するような態様で、取出射出ビーム路７及び差込入射ビーム路１４を使用することができる。

0017

図２に、オーバーライド機能（クイック−リセット）を有する本発明のシャッタ構造１２の一例の平面図を示した。このシャッタ構造１２は、３つの開口部２１、２２、２３を有し、回転軸３０の周りで回動可能なディスク状シャッタ２０、及びディスク状シャッタ２０を制御するための、モータと連結するピニオン等の駆動装置２４から基本的に構成される。更に、押しボタン２７を有するオーバーライド機能のためのレバー２７、戻しバネ（牽引バネ）２８、及びケーシング２９も含まれる。開口部２１、２２、２３には、必要に応じて、ディスク状フィルタを配することができるので、この構造は、フィルタホイール（タレット）のためのオーバーライド構造としても使用することができる。

0018

図３に、図２に示したシャッタ構造の側面図を示した。更に、本発明を構成する、オーバーライド機能に必要な要素としての、摺動可能なレバー２５、及び９０°の角度位置に配置している（複数の）カム２６も示した。

0019

(機能の説明)
被検対象からの光は、右側主ビーム路２ｂにおいて、主対物レンズ１、特別な構造を有するシャッタ１２、取出射出ビームスプリッタ３、及び本発明の付加的シャッタ４を介し、観察者用接眼レンズ５を通過して観察者８ｂへ導かれる。取出射出ビーム路７は、接続装置９のビームスプリッタ６により、例えば助手等の副観察者１０及び／又は例えばビデオシステム等の電子観察ユニット１１へ導かれる。ビームスプリッタ３と観察者用接眼レンズ５との間の主ビーム路２ｂへのシャッタ４の特別な配置により、本発明は、取出射出信号７に影響を与えることなく、観察者８ｂに対しオン（光路開放）・オフ（光路遮断）切替をすることができる。

0020

差込入射信号１４は、本発明によれば、選択的に及び／又は例えばプリズム等のスイッチ１８を介して、例えば被検対象画像等の任意のビデオ信号１７又は電子的差込入射信号１９により生成される。この差込入射信号１４は、差込入射装置１５とシャッタ１３とを介して、差込入射ビームスプリッタ１６により左側主ビーム路２ａに差込入射される。この構成は、本発明の（上述の）その他の特徴から独立して使用可能である。

0021

本発明により特別に構成されるシャッタ１２は、主ビーム路２ａ、２ｂにおいて、一方では簡単な機械的構造を、他方ではオーバーライド機能（割り込み；クイック−リセット）を可能にする。押しボタンを介してシャッタを機械的にリセット位置へもたらすことができるので、このオーバーライド機能により、観察者８は、必要に応じて、ごく短時間の内に被検対象画像の全体を観察することができる。この構成は、本発明の（上述の）その他の特徴から独立して使用可能である。

0022

本発明の回動可能なディスク状シャッタ２０は、その回転角度に応じて、左側主ビーム路２ａ又は右側主ビーム路２ｂを閉じることができる。このディスク状シャッタは、例えばピニオン等の駆動装置２４を介して、電気的及び／又は電子的に制御される電動機により駆動可能である。

0023

本発明により、摺動可能なレバー２５の押しボタン２７を押圧することによって、９０°の角度位置に配された２つのカム２６を介して、ディスク状シャッタ２０は、ごく短時間の内に図２に示した出発（初期）位置に旋回して復帰し、２つの主ビーム路２ａ、２ｂを開放する。

0024

【図１】
差込入射及び取出射出ビーム路を備えた、例えばステレオ手術顕微鏡等の光学観察装置の一例の全体構造の模式図。
【図２】
クイック−リセット機能を有するシャッタの一例の模式的正面図。
【図３】
図２に示したシャッタの模式的側面図。
【符号の説明】

0025

１主対物レンズ
２ 左側／右側主光路
３ 主光路の取出射出ビームスプリッタ
４ 主光路のシャッタ
５観察者用接眼レンズ
６取出射出ビーム路のビームスプリッタ
７ 取出射出ビーム路／取出射出信号
８主観察者
９ 取出射出ビーム路の接続装置
１０ 例えば助手等の副観察者
１１ 例えばビデオシステム等の電子観察装置
１２ 主光路のシャッタ
１３差込入射ビーム路のシャッタ
１４ 差込入射ビーム路／２つのビーム路のためのステレオ信号
１５ 主観察者用の差込入射装置
１５ａ 副観察者用の差込入射装置
１６主ビーム路の差込入射ビームスプリッタ
１７ビデオ信号
１８ 電子的に生成される信号／ビデオ信号を切換えるスイッチ
１９ 主観察者のための電子的に生成される差込入射信号
１９ａ 副観察者のための電子的に生成される信号
２０回動可能なディスク状シャッタ
２１ 開口部
２２ 開口部
２３ 開口部
２４駆動装置
２５オーバーライド機能のためのレバー
２６ オーバーライド機能のためのカム
２７ 押しボタン
２８牽引バネ
２９ケーシング
３０ 回転軸