JP4523356B2 - 立体画像観察装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば外科手術等に用いられ、術部を立体観察するための立体画像観察装置に関する。

例えば特許文献１には、変倍光学系を含む単一の対物光学系と、その対物光学系に複数の瞳を設定する接眼光学系とを有する観察装置に関する技術が開示されている。接眼光学系は３つの撮像素子を備えている。１つの撮像素子を共有化し、共有された１つの撮像素子を一方のモニタの移動に伴って移動させて、３つの撮像素子で２方向からの立体観察像を鏡体に取り付けられた２つのモニタに映し出す。

特許文献２には、鏡体に対して助手が観察する位置に応じて３つの光束を撮像する撮像手段のうち、所定の２つの撮像手段からの画像をフェイスマウントディスプレーのそれぞれのファインダーに表示して立体観察可能な観察装置に関する技術が開示されている。
特開平５−３２３１９９号公報 特開２００１−１４５６４０号公報

特許文献１に開示された観察装置では、共有された１つの撮像素子を一方のモニタ（表示装置）の移動に伴って移動させるため、鏡体に対する表示装置の取り付け位置が限定されてしまう。このため、手術スタイルに応じて鏡体や表示装置を配置する場合に制限が生じ、結果として術者に無理な姿勢を強いることとなってしまう。そうすると、術者に疲労が溜まり易くなる。

特許文献２に開示された観察装置では、電子画像を生成する撮像素子に入射される左右１対の観察光軸を含む平面と、ファインダーに表示される画像の向き（回転方向）とにズレが生じる。そのため、撮像素子による術部の立体観察時の左右視差の方向と、ファインダーに表示される観察画像の向き（回転方向）とにズレがある。したがって、実際には立体観察のための左右の観察像の融像を行なうことが困難である。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、鏡体を不用意に大型化することなく、観察者の観察姿勢に対応した自然な像の向きで観察可能な立体画像観察装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明の立体画像観察装置は、４つの観察光学系による光束を各々撮像するための４つの撮像手段と、前記撮像手段による所定の１対の画像を立体表示するための立体画像表示手段とを有し、前記４つの観察光学系のうち、３つは互いにその距離が等しくなる位置に配置されて光軸中心が略正三角形を構成するとともに、残る１つの観察光学系が任意の頂点から略正三角形を２分する線分方向に、前記略正三角形の一辺と略等距離離間した位置に配置されている。

上記課題を解決するために、この発明の立体画像観察装置は、鏡体と、前記鏡体に設けられ、少なくとも４つの観察光学系による光束を各々撮像するための、前記観察光学系の数に対応した数を有する撮像手段と、前記撮像手段による所定の１対の画像を立体表示するための立体画像表示手段とを有し、前記観察光学系は、前記観察光学系の数よりも１つ少ない観察光学系の数の頂点を有する略正多角形の頂点にそれぞれ光軸中心を備え、残りの１つの観察光学系が前記略正多角形の互いに隣接する任意の頂点間を結ぶ線分に対して直交し、かつ、前記線分を２分する線分方向に、前記略正多角形の一辺と略等距離離間した位置に配置されている。

また、好ましくは、前記鏡体及び前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えている。

また、好ましくは、前記立体画像表示手段は、左眼用および右眼用の画像が分離して表示される左眼用表示部および右眼用表示部を備えている。

この発明によれば、鏡体を不用意に大型化することなく、観察姿勢に対応した自然な像の向きで観察可能な立体画像観察装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）について説明する。

第１の実施の形態について図１ないし図７を用いて説明する。

図１に示すように、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０は、例えば術部等を観察するための鏡体１２と、鏡体１２を空間内の任意の位置に位置決め可能な支持アーム１４とを備えている。支持アーム１４は、例えば部屋の天井（図示せず）などに一端が支持され、他端が鏡体１２に支持されている。すなわち、支持アーム１４の他端部は、接続部１６によって鏡体１２に連結されている。

鏡体１２は、鏡体本体（ハウジング）２２と、この鏡体本体２２内に設けられた観察光学系２４と、鏡体本体２２の外周に配設された画像表示装置２６とを備えている。この鏡体本体２２は、天井側に向けられる一端部が閉塞され、術部側に向けられる他端部が開口された円筒状に形成されている。鏡体本体２２の一端部には接続部１６が配設され、支持アーム１４に連結されている。

次に、手術用立体観察装置１０の観察光学系２４の構成について説明する。

図２に示すように、鏡体本体２２には、対物レンズ（対物光学系）３２と、第１ないし第５の鏡体内光学系３４ａ−３４ｅとが観察光学系２４として配設されている。対物レンズ３２は、鏡体本体２２の他端部に配設され、鏡体本体２２の内部を閉塞している。第１ないし第５の鏡体内光学系３４ａ−３４ｅは、対物レンズ３２と鏡体本体２２の一端部との間に配設されている。

第１の鏡体内光学系３４ａは、第１のズーム光学系３６ａと、第１の結像レンズ３８ａと、第１の撮像素子４０ａとを対物レンズ３２と鏡体本体２２の一端部との間で対物レンズ３２側から鏡体本体２２の一端部側に向かって順次備えている。これら第１のズーム光学系３６ａ、第１の結像レンズ３８ａおよび第１の撮像素子４０ａは、共通の第１の光軸Ｏａを光軸中心として配設されている。このため、対物レンズ３２から鏡体本体２２内に入射された光束は、第１のズーム光学系３６ａによって拡大され、第１の結像レンズ３８ａによって第１の撮像素子４０ａの撮像面に結像される。

第２の鏡体内光学系３４ｂは、第２のズーム光学系３６ｂと、第２の結像レンズ３８ｂと、第２の撮像素子４０ｂとを第１の鏡体内光学系３４ａに並設された状態で備えている。第３の鏡体内光学系３４ｃは、第３のズーム光学系３６ｃと、第３の結像レンズ３８ｃと、第３の撮像素子４０ｃとを第１および第２の鏡体内光学系３４ａ，３４ｂにそれぞれ並設された状態で備えている。

第４の鏡体内光学系３４ｄは、第４のズーム光学系３６ｄと、第４の結像レンズ３８ｄと、第４の撮像素子４０ｄとを第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃにそれぞれ並設された状態で備えている。第５の鏡体内光学系３４ｅは、第５のズーム光学系３６ｅと、第５の結像レンズ３８ｅと、第５の撮像素子４０ｅとを第１ないし第４の鏡体内光学系３４ａ−３４ｄにそれぞれ並設された状態で備えている。

第２の鏡体内光学系３４ｂは共通の第２の光軸Ｏｂを光軸中心として配設され、第３の鏡体内光学系３４ｃは共通の第３の光軸Ｏｃを光軸中心として配設され、第４の鏡体内光学系３４ｄは共通の第４の光軸Ｏｄを光軸中心として配設され、第５の鏡体内光学系３４ｅは共通の第５の光軸Ｏｅを光軸中心として配設されている。すなわち、鏡体１２は、第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅを光軸中心とする５本の光束を撮像可能に第１ないし第５の鏡体内光学系３４ａ−３４ｅを備えている。

図３に示すように、第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅは、対物レンズ３２の中心軸Ｏからそれぞれ等距離離間した位置に配置されている。第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅは、互いに隣接する光軸中心と等距離離間した位置に配置されている。例えば第１の光軸Ｏａは、第２の光軸Ｏｂと第５の光軸Ｏｅと等距離離間している。第２の光軸Ｏｂは、第１の光軸Ｏａと第３の光軸Ｏｃと等距離離間している。第３の光軸Ｏｃは、第２の光軸Ｏｂと第４の光軸Ｏｄと等距離離間している。第４の光軸Ｏｄは、第３の光軸Ｏｃと第５の光軸Ｏｅと等距離離間している。第５の光軸Ｏｅは、第４の光軸Ｏｄと第１の光軸Ｏａと等距離離間している。このように、第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅは、対物レンズ３２の中心軸Ｏを共通の中心とし、この中心軸Ｏに対して直交する面内で、中心軸Ｏから任意の距離の正五角形の頂点の位置に配置されている。

次に、手術用立体観察装置１０の画像表示装置２６の構成について説明する。

図１および図４（Ａ）に示すように、画像表示装置２６は、第１および第２の回動部４４ａ，４４ｂと、第１および第２のモニタ支持部４６ａ，４６ｂと、第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂとを備えている。

第１および第２の回動部４４ａ，４４ｂは、リング状に形成され、鏡体本体２２の周囲に沿って回転可能に並設されている。これら第１および第２の回動部４４ａ，４４ｂの内周面には、それぞれ後述するピニオンギヤ５４ａ，５４ｂに対してラックとしての機能を有する第１および第２のギヤ５０ａ，５０ｂが形成されている。

第１のモニタ支持部４６ａの一端は第１の回動部４４ａに固定され、他端は第１のモニタ４８ａに固定されている。第２のモニタ支持部４６ｂの一端は第２の回動部４４ｂに固定され、他端は第２の立体モニタ４８ｂに固定されている。なお、第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂは、それぞれレンチキュラー方式などの立体画像表示装置である。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、第１の回動部４４ａの内周面に形成された第１のギヤ５０ａには、第１のピニオンギヤ５４ａが噛み合わせられている。この第１のピニオンギヤ５４ａは、第１のエンコーダ（移動量検出器）５６のシャフト５６ａに固定されている。ここで、この第１のエンコーダ５６は鏡体本体２２と一体的に固定されている。この第１のエンコーダ５６は、シャフト５６ａの回転量を検出し、鏡体本体２２に対する第１の立体モニタ４８ａの相対位置を検出する検出手段としての機能を備えている。

第２の回動部４４ｂも第１の回動部４４ａと同様に形成されているので、第２の回動部４４ｂの構成の説明は省略する。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の第１ないし第５の鏡体内光学系３４ａ−３４ｅを用いて得られる画像を画像表示装置２６を用いて表示するための電気的接続状態について説明する。

図５に示すように、第１ないし第５の撮像素子４０ａ−４０ｅは、対応する第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅに電気的に接続されている。第１ないし第５の撮像素子４０ａ−４０ｅによって撮像された信号は、対応する第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅに伝達され、それぞれ映像信号化される。

第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅは画像選択手段としての画像セレクタ６２にそれぞれ電気的に接続されている。この画像セレクタ６２は４つの映像出力端子（図示せず）を備えている。各映像出力端子は表示画像制御手段としての第１ないし第４の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒ，６６Ｌ，６６Ｒに電気的に接続されている。第１の画像制御回路６４Ｌと第２の画像制御回路６４Ｒとによって、１つの立体画像を作成し、第３の画像制御回路６６Ｌと第４の画像制御回路６６Ｒとによって、１つの立体画像を作成する。

第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒは、第１の立体モニタ４８ａに電気的に接続されている。このため、第１の立体モニタ４８ａは、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒそれぞれの画像、または、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒによって作成された立体画像を選択的に表示可能である。

第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒは、第２の立体モニタ４８ｂに電気的に接続されている。このため、第２の立体モニタ４８ｂは、第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒそれぞれの画像、または、第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒによって作成された立体画像を選択的に表示可能である。

第１のエンコーダ５６は、第１の回転制御回路７０ａに電気的に接続されている。第１の回転制御回路７０ａは、画像セレクタ６２と、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒとに電気的に接続されている。

同様に第２のエンコーダ５８は第２の回転制御回路７０ｂに電気的に接続されている。第２の回転制御回路７０ｂは、画像セレクタ６２と、第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒとに電気的に接続されている。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の作用について説明する。

図示しない術者によって支持アーム１４に支持された鏡体１２を術部を観察する任意の位置に移動する。そうすると、鏡体１２は所定の範囲内の所望の位置に配置される。

例えば術部から対物レンズ３２によって鏡体本体２２の内部に入射された光は、第１の鏡体内光学系３４ａでは、第１の光軸Ｏａを中心として第１のズーム光学系３６ａによって任意の倍率に拡大される。第１のズーム光学系３６ａによって拡大された光は、第１の結像レンズ３８ａで第１の撮像素子４０ａ上に結像される。第１の撮像素子４０ａは、第１の撮像素子４０ａ上で結像された像を撮像する。第１の撮像素子４０ａで撮像された画像は、第１の撮像素子４０ａから出力され、第１のカメラコントロールユニット６０ａに入力されて映像信号化される。

第２ないし第５の鏡体内光学系３４ｂ−３４ｅでも、第２ないし第５の光軸Ｏｂ−Ｏｅを中心とした光学像がそれぞれ第２ないし第５の撮像素子４０ｂ−４０ｅ上に結像される。第２ないし第５の撮像素子４０ｂ−４０ｅは、第２ないし第５の撮像素子４０ｂ−４０ｅ上で結像された像をそれぞれ撮像する。第２ないし第５の撮像素子４０ｂ−４０ｅで撮像された画像は、第２ないし第５の撮像素子４０ｂ−４０ｅから出力され、第２ないし第５のカメラコントロールユニット６０ｂ−６０ｅに入力されて映像信号化される。

第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅによって映像信号化された信号は第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅからそれぞれ出力され、画像セレクタ６２に全て入力される。

画像セレクタ６２は、第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅによる映像信号を第１および第２の回転制御回路７０ａ，７０ｂから入力される信号に基づいて選択する。画像セレクタ６２は、選択した映像信号を出力し、第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅの数（５つ）よりも少数の第１ないし第４の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒ，６６Ｌ，６６Ｒに入力される。すなわち、第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅから出力された映像信号の少なくとも１つは、画像セレクタ６２で遮断される。

第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒは、画像セレクタ６２からの出力により入力された映像信号に基づいて映像を作成してその信号を出力する。第１および第２の画像制御装置６４Ｌ，６４Ｒから出力された信号は、それぞれ第１の立体モニタ４８ａに入力されてその映像が合成されて第１の立体モニタ４８ａに表示される。このため、第１の立体モニタ４８ａには、立体画像が表示される。

なお、第１の立体モニタ４８ａは、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒによって作成された画像をそれぞれ選択的に、または同時に表示可能である。

同様に、第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒは、画像セレクタ６２からの出力により入力された映像信号に基づいて映像を作成してその信号を出力する。第３および第４の画像制御装置６６Ｌ，６６Ｒから出力された信号は、それぞれ第２の立体モニタ４８ｂに入力されてその映像が合成されて第２の立体モニタ４８ｂに表示される。このため、第２の立体モニタ４８ｂには、立体画像が表示される。

なお、第２の立体モニタ４８ｂは、第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒによって作成された画像をそれぞれ選択的に、または同時に表示可能である。

上述したように鏡体１２を配置し、例えば術部を第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂで表示可能な状態で、術者の位置により、例えば第１の立体モニタ４８ａを術者の目の前に動かしたい場合がある。この場合、手術スタイルに応じて第１の立体モニタ４８ａを鏡体本体２２の周りに回転させ、鏡体本体２２に対する第１の立体モニタ４８ａの任意の位置を決める。具体的には、第１の立体モニタ４８ａの位置は、第１の回動部４４ａの鏡体本体２２周りの回転によって移動する。

第１の回動部４４ａが鏡体本体２２の周りに回転すると、第１の回動部４４ａの内周面の第１のギヤ５０ａが鏡体本体２２の中心軸周りに移動する。第１のギヤ５０ａの移動は、第１のギヤ５０ａに噛み合わせられ、鏡体本体２２に固定された第１のエンコーダ５６のシャフト５６ａに固定されたピニオンギヤ５４ａの回転力に変換される。

このため、このピニオンギヤ５４ａに回転により、第１のエンコーダ５６のシャフト５６ａを回転させる。そうすると、第１のエンコーダ５６によって第１の立体モニタ４８ａの鏡体本体２２周りの回転量が検出される。この検出信号は、第１のエンコーダ５６から出力され、第１の回転制御回路７０ａに入力される。第１の回転制御回路７０ａは、第１のエンコーダ５６からの検出信号に基づいて第１の立体モニタ４８ａの位置を算出する。すなわち、第１のエンコーダ５６による検出信号により、例えば対物レンズ３２の中心軸Ｏに対して第１の光軸Ｏａからどれだけ回転した位置にあるかが第１の回転制御回路７０ａによって算出される。したがって、鏡体本体２２に対する第１の立体モニタ４８ａの位置が算出される。

第１の回転制御回路７０ａの算出信号は、第１の回転制御回路７０ａから出力され、画像セレクタ６２と、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒとにそれぞれ入力される。このため、画像セレクタ６２は、第１の立体モニタ４８ａの位置に基づいて第１ないし第５のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｅの映像信号のうちの２つを第１の立体モニタ４８ａに表示するために第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒに出力する。第１および第２の画像制御回路は、第１の立体モニタ４８ａの位置に基づいて最適な画像が表示されるように画像セレクタ６２から出力された映像信号を回転させる。

このため、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒによって映像が作成される。第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒによって作成された映像は、第１の立体モニタ４８ａに出力され、第１の立体モニタ４８ａで例えば立体表示される。

ここで、第１の立体モニタ４８ａを鏡体本体２２の周りに回転させ、図６中に斜線で示す領域αに第１の立体モニタ４８ａを配置した場合について説明する。この領域αは対物レンズ３２の中心軸Ｏから第１および第２の光軸Ｏａ，Ｏｂに至る線分の延長線上で、鏡体本体２２の周りに区切られる領域である。

第１の回転制御回路７０ａの算出信号に基づいて、画像セレクタ６２から第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒに入力される信号が選択される。この場合、第１の画像制御回路６４Ｌに入力される信号は第１の撮像素子４０ａによって撮像された信号が入力される。第２の画像制御回路６４Ｒに入力される信号は第２の撮像素子４０ｂによって撮像された信号が入力される。

図７に示すように、第１の画像制御回路６４Ｌは、第１の撮像素子４０ａにより撮像された画像から、第１の立体モニタ４８ａに表示する左側画像７２Ｌの一部を切り出し、第１の立体モニタ４８ａの位置に基づいて切り出した左側画像７４Ｌを回転させる。第２の画像制御回路６４Ｒは、第２の撮像素子４０ｂにより撮像された画像から、第１の立体モニタ４８ａに表示する右側画像７２Ｒの一部を切り出し、第１の立体モニタ４８ａの位置に基づいて切り出した右側画像７４Ｒを回転させる。第１の立体モニタ４８ａでは、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒによって切り出され、かつ、回転させた左側画像７４Ｌおよび右側画像７４Ｒを立体表示するために重ね合わせる。したがって、第１の立体モニタ４８ａには、第１および第２の鏡体内光学系３４ａ，３４ｂを用いて観察される画像７４が立体表示される。

なお、第２の立体モニタ４８ｂにおける画像も第１の立体モニタ４８ａにおける画像と同様にして作成されて表示される。第１の立体モニタ４８ａと第２の立体モニタ４８ｂとが異なる位置に配置されている場合、互いに異なる画像が表示される。

以上説明したように、この実施の形態によれば、以下のことが言える。

第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂを鏡体本体２２の周りに回転可能に保持し、かつ、その第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂの鏡体本体２２に対する相対位置を容易に検出可能である。そして、その相対位置に基づいて、第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂに表示される画像を選択し、また、その画像の向きを容易に設定することができる。

ここでは、円筒状の鏡体本体２２の中心軸と同一の中心軸を有する正五角形の頂点の位置にそれぞれ観察光学系２４の第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅを配置した。このため、隣接する光軸間距離と、中心軸Ｏに対する第１ないし第５の光軸Ｏａ−Ｏｅの距離とをそれぞれ一定に保つことができる。この状態で、第１の立体モニタ４８ａを鏡体本体２２に対して回転させて術者が観察するのに最適な位置に配置した場合に、鏡体本体２２に入射される立体画像を術者から術部を観察する方向と同一方向に表示させることができる。一方、第２の立体モニタ４８ｂを鏡体本体２２に対して回転させて助手が観察するのに最適な位置に配置した場合に、鏡体本体２２に入射される立体画像を助手から術部を観察する方向と同一方向に表示させることができる。したがって、第１および第２の立体モニタ４８ａ，４８ｂを用いて術部を観察する場合に術者や助手がそれぞれ立体画像の向きを考慮することなく、観察することができる。

したがって、鏡体１２の周りに自在にモニタ４８ａ，４８ｂを配置することができるので、術者が術部に対して自由な位置・姿勢で、術部の拡大観察を行なうことができる。さらに、その観察画像が観察姿勢に対応した像の向きで、かつ、どの向きからも変わらぬ立体感で観察することができる。そうすると、術者の疲労軽減に効果があるとともに、手術の進行がスムーズになり、手術時間の短縮に効果がある。

次に、第２の実施の形態について図８ないし図１２を用いて説明する。この実施の形態は第１の実施の形態の変形例であって、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

図８に示すように、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０は、第１の実施の形態で説明した手術用立体観察装置１０と同様に、鏡体１２と、支持アーム１４とを備えている。すなわち、支持アーム１４の他端部は、接続部１６によって鏡体１２に連結されている。鏡体１２は、鏡体本体（ハウジング）２２と、この鏡体本体２２内に設けられた観察光学系２４と、鏡体本体２２の外周に配設された画像表示装置２６とを備えている。

次に、手術用立体観察装置１０の観察光学系２４の構成について説明する。この実施の形態に係る観察光学系２４では、第１の実施の形態で説明した観察光学系２４とは異なり、第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃのみを備えている。

図９に示すように、鏡体本体２２には、対物レンズ３２と、第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃとが観察光学系２４として配設されている。すなわち、鏡体１２は、第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃを光軸中心とする３本の光束を撮像可能に第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃを備えている。

図１０に示すように、第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃの第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃは、対物レンズ３２の中心軸Ｏからそれぞれ等距離離間した位置に配置されている。第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃは、互いに隣り合わせになる光軸と等距離離間した位置に配置されている。例えば第１の光軸Ｏａは、第２の光軸Ｏｂと第３の光軸Ｏｃと等距離離間している。第２の光軸Ｏｂは、第１の光軸Ｏａと第３の光軸Ｏｃと等距離離間している。このため、第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃは、対物レンズ３２の中心軸Ｏを共通の中心とした正三角形の頂点の位置に配置されている。

鏡体本体２２の内部で、第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃを頂点とする正三角形の中心の位置、すなわち対物レンズ３２の中心軸Ｏ上には、照明光学系７６（図１１参照）が配設されている。図１１に示すように、照明光学系７６は、図示しない照明電源に接続されて電力が供給されると発光する照明ランプ７８と、この照明ランプ７８の発光光を集光する集光レンズ８０とを備えている。照明ランプ７８は、鏡体本体２２の閉塞された一端部側に配設されている。すなわち、照明ランプ７８と対物レンズ３２との間に集光レンズ８０が配設されている。このため、照明ランプ７８の発光光は、集光レンズ８０を通して術部を照明可能である。

次に、手術用立体観察装置１０の画像表示装置２６の構成について説明する。この実施の形態に係る画像表示装置２６では、第１の実施の形態で説明した画像表示装置２６とは異なり、第１および第２の回動部４４ａ，４４ｂが除去されている。

図８および図１０に示すように、画像表示装置２６は、第１ないし第３のモニタ支持部４６ａ−４６ｃと、第１ないし第３の立体モニタ４８ａ−４８ｃとを備えている。図１０に示すように、第１ないし第３のモニタ支持部４６ａ−４６ｃの一端は、それぞれ鏡体本体２２の外周に固定されている。第１のモニタ支持部４６ａの他端には、第１の立体モニタ４８ａが固定されている。第２のモニタ支持部４６ｂの他端には、第２の立体モニタ４８ｂが固定されている。第３のモニタ支持部４６ｃの他端には、第３の立体モニタ４８ｃが固定されている。

第１の立体モニタ４８ａの表示面は、第１の光軸Ｏａと第２の光軸Ｏｂとを結ぶ線分に対して平行に配置されている。同様に、第２の立体モニタ４８ｂの表示面は、第２の光軸Ｏｂと第３の光軸Ｏｃとを結ぶ線分に対して平行に配置されている。第３の立体モニタ４８ｃの表示面は、第３の光軸Ｏｃと第１の光軸Ｏａを結ぶ線分に対して平行に配置されている。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃを用いて得られる画像を画像表示装置２６を用いて表示するための電気的接続状態について説明する。

図１２に示すように、第１ないし第３の撮像素子４０ａ−４０ｃは、対応する第１ないし第３のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｃにそれぞれ電気的に接続されている。第１のカメラコントロールユニット６０ａは、第１の画像制御回路６４Ｌおよび第６の画像制御回路６８Ｒに電気的に接続されている。第２のカメラコントロールユニット６０ｂは、第２の画像制御回路６４Ｒおよび第３の画像制御回路６６Ｌに電気的に接続されている。第３のカメラコントロールユニット６０ｃは、第４の画像制御回路６６Ｒおよび第５の画像制御回路６８Ｌに電気的に接続されている。

第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒは、第１の立体モニタ４８ａに電気的に接続されている。第３および第４の画像制御回路６６Ｌ，６６Ｒは、第２の立体モニタ４８ｂに電気的に接続されている。第５および第６の画像制御回路６８Ｌ，６８Ｒは、第３の立体モニタ４８ｃに電気的に接続されている。

第１の実施の形態で図５を用いて説明したブロック図の構成とは、画像セレクタ６２および回転制御回路７０ａ，７０ｂの有無が主な相違点である。この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０では、画像セレクタ６２および回転制御回路７０ａ，７０ｂが除去されている。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の作用について説明する。

照明光学系７６の照明ランプ７８の発光光は集光レンズ８０および対物レンズ３２によって適当に集光されて術部に照射される。このため、術部は、集光中心から適当な範囲内が照明される。

術部からの光は、対物レンズ３２、第１ないし第３のズーム光学系３６ａ−３６ｃ、および第１ないし第３の結像レンズ３８ａ−３８ｃを通して第１ないし第３の撮像素子４０ａ−４０ｃによってそれぞれ撮像される。

第１ないし第３の撮像素子４０ａ−４０ｃで撮像された画像は、第１ないし第３のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｃによって映像信号化される。第１のカメラコントロールユニット６０ａによる映像信号は、第１の画像制御回路６４Ｌおよび第６の画像制御回路６８Ｒに入力される。同様に、第２のカメラコントロールユニット６０ｂの映像信号は第２および第３の画像制御回路６４Ｒ，６６Ｌに入力され、第３のカメラコントロールユニット６０ｃの映像信号は第４および第５の画像制御回路６６Ｒ，６８Ｌに入力される。

第１ないし第６の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒ，６６Ｌ，６６Ｒ，６８Ｌ，６８Ｒでは第１の実施の形態の図７に示す処理と同様の処理を行ない、第１ないし第３の立体モニタ４８ａ−４８ｃに観察像を表示する。この実施の形態では、前述した条件で配置される３本の光束を備えていることから、第１の立体モニタ４８ａに表示される切り出し画像との関係が一義的に決定される。

前述した処理を行なった第１および第６の画像制御回路６４Ｌ，６８Ｒによる画像を切り出して、第１の立体モニタ４８ａに立体画像として表示される。同様に、第２および第３の画像制御回路６４Ｒ，６６Ｌの画像は第２の立体モニタ４８ｂに立体画像として表示され、第４および第５の画像制御回路６６Ｒ，６８Ｌの画像は第３の立体モニタ４８ｃで立体画像として表示される。もちろん、第１の立体モニタ４８ａは、第１の画像制御回路６４Ｌによる画像のみを表示可能であり、第６の画像制御回路６８Ｒによる画像のみを表示可能である。すなわち、第１の立体モニタ４８ａは、２つの画像を切り出して合わせた立体画像と、第１および第６の画像制御回路６４Ｌ，６８Ｒによる画像とを選択的に表示する。これは、第２および第３の立体モニタ４８ｂ，４８ｃも同様である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、以下のことが言える。

立体観察可能な鏡体１２周りの観察面ごとに立体モニタ、すなわち第１ないし第３の立体モニタ４８ａ−４８ｃが設けられているので、いちいち鏡体１２に対する立体モニタ４８ａ−４８ｃの位置検出機構を設ける必要がなく、簡素な構成で所望の位置での立体観察を実現することができる。このため、術者が鏡体１２の周りに観察角度を変えた場合でも、わざわざ立体モニタ４８ａ−４８ｃを鏡体１２の周りに回転（移動）させる手間をなくすことができる。

次に、第３の実施の形態について図１３ないし図１６を用いて説明する。この実施の形態は第１および第２の実施の形態の変形例であって、第１および第２の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。

図１３に示すように、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０は、第１の実施の形態で説明した手術用立体観察装置１０と同様に、鏡体１２と、支持アーム１４とを備えている。すなわち、支持アーム１４の他端部は、接続部１６によって鏡体１２に連結されている。

鏡体１２は、鏡体本体（ハウジング）２２と、この鏡体本体２２内に設けられた観察光学系２４と、鏡体本体２２の一端部（閉塞部）の外縁部に並設された複数の受光素子８４と、鏡体本体２２に対して分離された画像表示装置２６とを備えている。受光素子８４は鏡体本体２２の一端部の外縁部に等間隔に配置されている。これら受光素子８４は、後述するＦＭＤ８６の相対位置を検出する位置検出手段を構成する。

次に、手術用立体観察装置１０の観察光学系２４の構成について説明する。この実施の形態に係る観察光学系２４では、第１および第２の実施の形態で説明した観察光学系２４とは異なり、第１ないし第４の鏡体内光学系３４ａ−３４ｄを備えている。

図１４に示すように、鏡体本体２２には、対物レンズ３２と、第１ないし第４の鏡体内光学系３４ａ−３４ｄとが観察光学系２４として配設されている。すなわち、鏡体１２は、第１ないし第４の光軸Ｏａ−Ｏｄを光軸中心とする４本の光束を撮像可能に第１ないし第４の鏡体内光学系３４ａ−３４ｄを備えている。

図１５に示すように、第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃの第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃは、第２の実施の形態で説明した第１ないし第３の鏡体内光学系３４ａ−３４ｃの第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃと同様に配置されている。このため、第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃは、対物レンズ３２の中心軸Ｏを共通の中心とした正三角形の頂点の位置に配置されている。

第４の光軸Ｏｄは、第１ないし第３の光軸Ｏａ−Ｏｃによって形成される正三角形の外側に備えている。第４の光軸Ｏｄは、第１および第３の光軸Ｏａ，Ｏｃを結ぶ線分に対して対物レンズ３２の中心に対して直交する方向に配置され、かつ、第１および第３の光軸Ｏａ，Ｏｃを結ぶ線分の長さと対物レンズ３２の中心軸Ｏからの距離とが等しい位置に配置されている。すなわち、第１の光軸Ｏａと対物レンズ３２の中心軸Ｏとの間、第１の光軸Ｏａと第４の光軸Ｏｄとの間、第２の光軸Ｏｂと対物レンズ３２の中心軸Ｏとの間、第２の光軸Ｏｂと第４の光軸Ｏｄとの間のそれぞれの距離は等しい。

次に、手術用立体観察装置１０の画像表示装置２６の構成について説明する。

図１３に示すように、画像表示装置２６は、術者の顔に装着して、物体の観察像を表示するフェイスマウントディスプレー（以下、ＦＭＤという）８６を備えている。このＦＭＤ８６は、ＦＭＤ本体（ＦＭＤハウジング）８８と、赤外ダイオード（ＩＲ−ＲＥＤ）９０と、表示素子９２Ｌ，９２Ｒとを備えている。ＦＭＤ本体８８は、例えば眼鏡のように術者の顔面に装着される。ＦＭＤ本体８８は、例えばブリッジを有するフロントフレームと、術者の耳などにかけるための１対の蔓（つる）とを備えている。赤外ダイオード９０は、ブリッジなどの前面に設けられ、受光素子８４に向けて赤外光を発光する。表示素子９２Ｌ，９２Ｒは、ＦＭＤ本体８８のフロントフレームに装着され、術者の左眼および右眼にそれぞれ対応した位置に配置されている。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の第１ないし第４の鏡体内光学系３４ａ−３４ｄを用いて得られる画像を画像表示装置２６を用いて表示するための電気的接続状態について説明する。

図１６に示すように、第１ないし第４の撮像素子４０ａ−４０ｄは、対応する第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄにそれぞれ電気的に接続されている。第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄは、それぞれ画像セレクタ６２に電気的に接続されている。

この画像セレクタ６２は２つの映像出力端子（図示せず）を備えている。各映像出力端子は表示画像制御手段としての第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒに電気的に接続されている。第１の画像制御回路６４Ｌは、ＦＭＤ８６の左眼用表示素子９２Ｌに電気的に接続されている。第２の画像制御回路６４Ｒは、ＦＭＤ８６の右眼用表示素子９２Ｒに電気的に接続されている。

各受光素子８４は、位置検出回路９４に電気的に接続されている。この位置検出回路９４には、図示しないメモリなどの記録手段によって受光素子８４の鏡体１２に対する位置と、第１ないし第４の光軸Ｏａ，Ｏｄの位置との関係が予め記録されている。この位置検出回路９４は、画像セレクタ６２、第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒに電気的に接続されている。

次に、この実施の形態に係る手術用立体観察装置１０の作用について説明する。

対物レンズ３２を通して鏡体本体２２内に入射された光束は第１の実施の形態に係る手術用立体観察装置１０と同様に各々の撮像素子４０ａ−４０ｄで撮像される。各撮像素子４０ａ−４０ｄに電気的に接続されたカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄで映像信号化されて映像信号化される。

第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄによって映像信号化された信号は、第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄからそれぞれ出力され、画像セレクタ６２に全て入力される。

ここで、ＦＭＤ８６の赤外ダイオード９０から発せられた赤外光は、ＦＭＤ８６を装着した術者に近接する位置の受光素子８４によって受光される。受光素子８４によって赤外光が受光されると、その受光素子８４は、位置検出回路９４にその信号を送信する。位置検出回路９４は、複数の受光素子８４のうち赤外光を受光した受光素子８４の位置に基づいて術者の位置（赤外ダイオード９０による赤外光の発光位置）を特定する。すなわち、鏡体本体２２に対する各受光素子８４の位置と、各光軸中心Ｏａ−Ｏｄの位置関係とから赤外ダイオード９０による発光光に対する周方向の位置が検出されて特定される。

画像セレクタ６２は、第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄによる映像信号を位置検出回路９４から入力される信号に基づいて選択する。画像セレクタ６２は、選択した映像信号を出力し、第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄの数（４つ）よりも少数の第１および第２の画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒに入力される。すなわち、第１ないし第４のカメラコントロールユニット６０ａ−６０ｄから出力された映像信号の少なくとも２つは、画像セレクタ６２で遮断される。

ＦＭＤ８６の位置が図１５に示す矢印（観察方向）Ｄ１の位置にあり、その位置が前記位置検出回路９４によって検出された場合について説明する。

ＦＭＤ８６の赤外ダイオード９０からの赤外光の向きが観察方向Ｄ１のとき、位置検出回路９４からの信号によって画像セレクタ６２は第３の撮像素子４０ｃによって得られる映像信号を画像制御回路６４Ｌに出力し、かつ第１の撮像素子４０ａによって得られる映像信号を画像制御回路６４Ｒに出力する。

画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒでは位置検出回路９４の信号に基づいて所定の画像の向きで映像信号を切り出す処理を行ない（図７参照）、ＦＭＤ８６の各々の表示素子９２Ｌ，９２Ｒに表示する。ここでは観察方向Ｄ１であり、図１５に示す向きに撮像素子が取り付けられているので画像の向きは変えずに、表示素子９２Ｌ，９２Ｒに表示可能な大きさで切り出すのみの制御となる。

ＦＭＤ８６が観察方向Ｄ６にあるとき、位置検出回路９４からの信号によって画像セレクタ６２は第２の撮像素子４０ｂによって得られる映像信号を画像制御回路６４Ｌに出力し、かつ第３の撮像素子４０ｃによって得られる映像信号を画像制御回路６４Ｒに出力する。画像制御回路６４Ｌ，６４Ｒは線分Ｏｂ−Ｏｃが画像の底面となるように画像の向きを変えて、それぞれ表示素子９２Ｌ，９２Ｒに映像信号を出力する。

以下同様に、観察方向が矢印Ｄ４または矢印Ｄ８の場合には、第１および第２の撮像素子４０ａ，４０ｂによって得られる映像信号を、観察方向が矢印Ｄ３または矢印Ｄ７の場合には、第２および第４の撮像素子４０ｂ，４０ｄによって得られる映像信号を選択して、切り出して対応する左右の表示素子９２Ｌ，９２Ｒに表示する。

以上説明したように、この実施の形態によれば以下のことが言える。

術者（ＦＭＤ８６）が鏡体１２の周りに移動しても自動的に術者の向きにあった画像が選択されるとともに、４つの撮像素子４０ａ−４０ｄで例えば８方向から、立体感がほとんど変わらない観察像を得ることができる。

なお、この実施の形態では、観察像を表示する表示手段としてＦＭＤ８６を用いたが、第１の実施の形態で説明したように、鏡体本体２２の周方向に沿って移動可能な立体表示装置２６を用いても良い。

これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

上記説明によれば、下記の事項の発明が得られる。また、各項の組み合わせも可能である。

［付記］
（付記項１）
少なくとも３つ以上の観察光学系及び前記観察光学系による光束を各々撮像するための複数の撮像手段とを有する鏡体部と、
一対の前記光束の撮像手段による画像を表示する一つないし複数の立体画像表示手段と、
前記鏡体部及び立体画像表示手段の相対位置を検出する位置検出手段と、
を有する手術用立体画像観察装置において
前記位置検出手段の検出結果に基づいて一対の前記撮像手段による画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段に基づき表示形態を制御する表示画像制御手段と、
を有することを特徴とする手術用立体画像観察装置。

（付記項２）
前記光束は光束と平行な所定の軸中心に略等距離離間し、かつ互いに隣り合わせとなる各光束との距離が等しくなるよう配置されたことを特徴とする付記項１に記載の手術用立体画像観察装置。

（付記項３）
前記立体画像表示手段は一対の所定の撮像手段に対応する数だけ設けられるとともに、
前記撮像手段による撮像画像を各々の立体画像表示手段に対応した表示形態に制御する制御手段を有すること
を特徴とする手術用立体画像観察装置。

（付記項４）
４つの観察光学系による光束を各々撮像するための４つの撮像手段と、
前記撮像手段による所定の一対の画像を立体表示するための立体画像表示手段と、
を有する立体画像観察装置において、
前記４つの観察光学系のうち、３つは互いにその距離が等しくなる位置に配置されて光軸中心が略正三角形を構成するとともに、
残る一つの観察光学系が任意の頂点から略正三角形を２分する線分方向に、前記略正三角形の一辺と略等距離離間した位置に配置されること
を特徴とする手術用立体画像観察装置。

（付記項５）
鏡体本体と、この鏡体本体内に設けられ、前記鏡体本体内に入射される光を撮像する撮像手段をそれぞれ有する少なくとも３つの観察光学系とを有する鏡体と、
前記撮像手段で撮像された像のうち、少なくとも１対の画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段により選択された画像の表示形態を制御する表示画像制御手段と、
前記表示画像制御手段により作成された画像を立体表示可能な立体画像表示機構と
を具備することを特徴とする立体画像観察装置。

（付記項６）
前記鏡体および前記立体画像表示装置の相対位置を検出する位置検出機構をさらに具備することを特徴とする付記項５に記載の立体画像観察装置。

（付記項７）
前記各観察光学系は、所定の軸中心に対して略等距離離間し、かつ、互いに隣接する観察光学系に対して等距離離間した光軸を有することを特徴とする付記項５もしくは付記項６に記載の立体画像観察装置。

（付記項８）
前記観察光学系は、前記鏡体本体に配設され、他の観察光学系と共同して使用される対物光学系と、前記撮像手段に前記対物光学系によって入射された光を結像する結像レンズとをそれぞれさらに備えていることを特徴とする付記項５ないし付記項７のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

（付記項９）
前記鏡体は、筒状の鏡体本体を備え、
前記観察光学系は、前記鏡体本体の一端部の開口部に設けられた対物光学系を備え
前記観察光学系の少なくとも一部は、前記対物光学系の中心軸と同一の中心軸を有する略正多角形の頂点の位置に配置されていることを特徴とする付記項５ないし付記項８のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

（付記項１０）
鏡体本体と、
前記鏡体本体に設けられ、前記鏡体本体の内部に入射される光による像を撮像するための少なくとも４つの撮像手段を有する観察光学系と、
前記観察像画像の表示形態を制御する表示画像制御手段と、
前記撮像手段により撮像された画像のうち、選択された１対の画像を立体表示可能な立体画像表示手段と
を具備し、
前記観察光学系は、前記観察光学系の数よりも１つ少ない観察光学系の数の頂点を有する略正多角形の頂点にそれぞれ光軸を備え、残りの１つの観察光学系が前記略正多角形の互いに隣接する任意の頂点間を結ぶ線分に対して直交し、かつ、前記線分を二分する線分上で前記略正多角形の中心から前記頂点間を結ぶ線分を越えた位置に配置され、前記略正多角形の一辺と略等距離離間した位置に光軸を備えていることを特徴とする立体画像観察装置。

（付記項１１）
前記鏡体に対する前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする付記項１０に記載の立体画像観察装置。

（付記項１２）
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体と、前記立体画像表示機構が前記鏡体本体の外周に対して移動可能に設けられた移動部とを備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体対して固定され、前記鏡体本体に対する前記移動部の移動量を検出する移動量検出器を備えていることを特徴とする付記項１１に記載の立体画像観察装置。

（付記項１３）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像が分離して表示される左眼用表示部および右眼用表示部を備えていることを特徴とする付記項１２に記載の立体画像観察装置。

（付記項１４）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像がそれぞれ独立して表示される少なくとも１対の表示部と、所定の方向に向かって光を出射する光出力機構とを有するフェイスマウントディスプレーを備え、
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体を備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体に等間隔に並設され、前記光出力機構から出射された光を検出する複数の光検出センサを備えていることを特徴とする付記項１１に記載の立体画像観察装置。

（付記項１５）
前記被仮出力機構は、赤外線を出射する赤外線出射機構を備え、
前記光検出センサは、任意の閾値以上の前記赤外線を検出する赤外線受光センサを備えていることを特徴とする付記項１４に記載の立体画像観察装置。

（付記項１６）
鏡体本体と、
前記鏡体本体に設けられ、前記鏡体本体の内部に入射される光による像を撮像するための少なくとも４つの撮像手段を有する観察光学系と、
前記観察光学系により得られた画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段により選択された画像の表示形態を制御する表示画像制御手段と、
前記撮像手段により撮像された画像のうち、選択された１対の画像を立体表示可能な立体画像表示手段と
を具備し、
前記観察光学系は、前記観察光学系の数よりも１つ少ない観察光学系の数が奇数の頂点を有する略正多角形の頂点にそれぞれ光軸を備え、残りの１つの観察光学系が前記略正多角形の互いに隣接する任意の頂点間を結ぶ線分に対して対向した頂点から前記線分を二分する線分上で前記対向した頂点から前記頂点間を結ぶ線分を越えた位置に配置され、前記対向した頂点と前記頂点間を結ぶ線分の一端の頂点との間と略等距離離間した位置に光軸を備えていることを特徴とする立体画像観察装置。

（付記項１７）
前記鏡体に対する前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする付記項１６に記載の立体画像観察装置。

（付記項１８）
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体と、前記立体画像表示機構が前記鏡体本体の外周に対して移動可能に設けられた移動部とを備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体対して固定され、前記鏡体本体に対する前記移動部の移動量を検出する移動量検出器を備えていることを特徴とする付記項１７に記載の立体画像観察装置。

（付記項１９）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像が分離して表示される左眼用表示部および右眼用表示部を備えていることを特徴とする付記項１８に記載の立体画像観察装置。

（付記項２０）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像がそれぞれ独立して表示される少なくとも１対の表示部と、所定の方向に向かって光を出射する光出力機構とを有するフェイスマウントディスプレーを備え、
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体を備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体に等間隔に並設され、前記光出力機構から出射された光を検出する複数の光検出センサを備えていることを特徴とする付記項１７に記載の立体画像観察装置。

（付記項２１）
前記被仮出力機構は、赤外線を出射する赤外線出射機構を備え、
前記光検出センサは、任意の閾値以上の前記赤外線を検出する赤外線受光センサを備えていることを特徴とする付記項２０に記載の立体画像観察装置。

（付記項２２）
鏡体内に配置された少なくとも３つの観察光学系でそれぞれ異なる観察像を得る工程と、
前記観察像を映像信号化する工程と、
鏡体に対して相対的に移動可能なモニタの鏡体に対する位置を検出する工程と、
前記映像信号化した観察像を前記モニタの位置に基づいて選択する工程と、
選択した観察像を切り出す工程と、
前記観察像を重ね合わせて前記モニタに表示する工程と
を具備する立体画像観察方法。

（付記項２３）
鏡体内に配置された少なくとも３つの観察光学系でそれぞれ異なる観察像を得る工程と、
前記観察像を映像信号化する工程と、
鏡体の外側で前記観察光学系の光軸に平行に配置されたモニタに合わせて観察像を切り出す工程と、
前記観察像を重ね合わせて前記モニタに表示する工程と
を具備する立体画像観察方法。

（付記項２４）
鏡体内に配置された少なくとも３つの観察光学系でそれぞれ異なる観察像を得る工程と、
前記観察像を映像信号化する工程と、
鏡体に対して相対的に移動可能なモニタの鏡体に対する位置を検出する工程と、
前記映像信号化した観察像を前記モニタの位置に基づいて選択する工程と、
選択した観察像の画像を切り出す工程と、
前記観察像を前記モニタに表示する工程と
を具備する立体画像観察方法。

（付記項２５）
それぞれ異なる観察像を得る少なくとも３つの観察光学系を有し、前記観察光学系のうちの少なくとも一部の前記観察光学系の光軸中心が互いに対して略等距離離間した状態で配置された鏡体と、
前記鏡体の外側に設けられ、観察像を立体表示可能な立体画像表示機構と、
前記観察像の表示形態を制御し、前記立体画像表示機構に前記観察像を立体表示可能な表示画像制御手段と
を具備することを特徴とする立体画像観察装置。

（付記項２６）
前記鏡体に対する前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段と、
前記観察光学系により得られた観察像を前記立体画像表示機構に表示するために前記位置検出手段による検出位置に基づいて最適に選択する画像選択手段と
をさらに具備することを特徴とする付記項２５に記載の立体画像観察装置。

（付記項２７）
前記鏡体は、筒状の鏡体本体を備え、
前記観察光学系は、前記鏡体本体の一端部の開口部に設けられた共通の対物光学系を備え、
前記観察光学系の少なくとも一部は、前記対物光学系の中心軸に対して直交する面内で、前記中心軸を中心とする略正多角形の頂点の位置に光軸をそれぞれ備えていることを特徴とする付記項２５もしくは付記項２６に記載の立体画像観察装置。

このため、対物光学系の中心軸を中心として略等距離に観察光学系を配置することができる。そうすると、例えば鏡体の外周に複数の立体画像表示機構を配置したときに容易に観察することができる。

（付記項２８）
前記立体画像表示機構は、前記略正多角形の辺の数と同じ数の表示部を備え、
前記表示部の表示面は、前記略正多角形の隣接する頂点を結ぶ線分に対してそれぞれ平行に配設されていることを特徴とする付記項２７に記載の立体画像観察装置。

このため、略正多角形の頂点に配置された隣接する観察光学系を用いてその頂点同士を結ぶ線分に平行に設けられた表示部を有する立体画像表示機構を用いて観察像を立体観察可能である。このとき、表示部に向かって左側および右側が自動的に規定されるので、観察像を回転等させることなく、向きをそのまま認識することができる。

（付記項２９）
前記鏡体は、筒状の鏡体本体を備え、
前記観察光学系は、前記鏡体本体の一端部の開口部に設けられた共通の対物光学系を備え、
前記鏡体本体は、前記対物光学系の中心軸上に配置された照明光学系を備えていることを特徴とする付記項２５ないし付記項２８のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

このため、例えば術部等を鏡体の外側から照明する必要がなく、より確実な照明を得ることができる。

（付記項３０）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像がそれぞれ独立して表示される少なくとも１対の表示部と、所定の方向に向かって光を出射する光出力機構とを有するフェイスマウントディスプレーを備え、
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体を備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体に略等間隔に並設され、前記信号出力機構から発する信号を検出する複数の信号検出センサを備えていることを特徴とする付記項２５ないし付記項２７のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

このため、鏡体本体に対してフェイスマウントディスプレーが移動する、すなわち、術者が移動するとともに、信号出力機構による信号を検出センサで検出可能であるので、向きが最適な立体観察像を常に得ることが可能である。

（付記項３１）
前記鏡体は、前記鏡体本体の外側に設けられ、前記立体画像表示機構を前記鏡体本体の外周に対して移動可能な移動部をさらに備えていることを特徴とする付記項２５ないし付記項２７のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

このため、立体画像表示機構を術者に対して最適な向きに向けることができる。

（付記項３２）
前記立体画像表示機構は、観察像を立体表示する立体モニタを備えていることを特徴とする付記項２５ないし付記項２９のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

このため、立体モニタを用いて観察像を立体観察可能である。

（付記項３３）
鏡体本体と、
前記鏡体本体に設けられ、それぞれ異なる観察像を得る少なくとも４つの観察光学系と、
前記観察像の表示形態を制御する表示画像制御手段と、
前記撮像手段により撮像された画像のうち１対の画像を立体表示可能な立体画像表示手段と
を具備し、
前記観察光学系は、前記観察光学系の数よりも少なくとも１つ少ない観察光学系の数の頂点を有する略正多角形の頂点にそれぞれ光軸を備え、残りの観察光学系が前記略正多角形の互いに隣接する任意の頂点間を結ぶ線分に対して直交し、かつ、前記線分を二分する線分上で前記略正多角形の中心から前記頂点間を結ぶ線分を越えた位置に配置され、前記略正多角形の一辺と略等距離離間した位置に光軸を備えていることを特徴とする立体画像観察装置。

このため、略正多角形の頂点の位置を結ぶ線分に平行もしくは略平行な観察像を立体観察可能であるとともに、略正多角形の頂点の位置以外の位置に設けられた観察光学系により得られる観察像と略正多角形の頂点の位置に設けられた観察光学系により得られる観察像とにより、立体観察像を得ることができる。すなわち、鏡体を不用意に大型化することなく、鏡体周りに観察者が移動しても変わらぬ立体感で、かつ観察姿勢に対応した自然な像の向きで観察することができる。

（付記項３４）
前記観察光学系により得られた観察像を選択する画像選択手段をさらに具備することを特徴とする付記項３３に記載の立体画像観察装置。

（付記項３５）
前記鏡体本体に対する前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする付記項３３もしくは付記項３４に記載の立体画像観察装置。

このため、鏡体の周りの立体画像表示機構の位置を検出可能であるので、立体画像表示機構に表示する観察像を少なくとも３つの観察光学系から最適に２つ選択することができる。

（付記項３６）
前記立体画像表示機構は、左眼用および右眼用の画像がそれぞれ独立して表示される少なくとも１対の表示部と、所定の方向に向かって光を出射する光出力機構とを有するフェイスマウントディスプレーを備え、
前記鏡体は、前記観察光学系が配設された鏡体本体を備え、
前記位置検出手段は、前記鏡体本体に略等間隔に並設され、前記光出力機構から出射された光を検出する複数の光検出センサを備えていることを特徴とする付記項３５に記載の立体画像観察装置。

（付記項３７）
前記光出力機構は、赤外線を出射する赤外線出射機構を備え、
前記光検出センサは、所定の閾値以上の前記赤外線を検出する赤外線受光センサを備えていることを特徴とする付記項３６に記載の立体画像観察装置。

（付記項３８）
前記鏡体本体は、前記鏡体本体の外側に設けられ、前記立体画像表示機構を前記鏡体本体の外周に対して移動可能な移動部をさらに備えていることを特徴とする付記項３３に記載の立体画像観察装置。

（付記項３９）
前記立体画像表示機構は、観察像を立体表示する立体モニタを備えていることを特徴とする付記項３３に記載の立体画像観察装置。

第１の実施の形態に係る立体画像観察装置の概略的な斜視図。 第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示す概略的な斜視図。 第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示す概略的な上面図。 （Ａ）は第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における画像表示装置の概略図、（Ｂ）は（Ａ）の一部を示す概略的な斜視図。 第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における画像表示装置の電気的接続を示す概略図。 第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示すとともに、第１の立体モニタが配設された領域を示す概略的な上面図。 第１の実施の形態に係る立体画像観察装置における画像制御回路を用いて切り取られた画像を立体表示する作用を示す概略図。 第２の実施の形態に係る立体画像観察装置の概略的な斜視図。 第２の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示す概略的な斜視図。 第２の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示すとともに、画像表示装置を示す概略的な上面図。 第２の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部に配設された照明光学系を示す概略的な側面図。 第２の実施の形態に係る立体画像観察装置における画像表示装置の電気的接続を示す概略図。 第３の実施の形態に係る立体画像観察装置の概略的な斜視図。 第３の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示す概略的な斜視図。 第３の実施の形態に係る立体画像観察装置における鏡体の内部の観察光学系の配置を示す概略的な上面図。 第３の実施の形態に係る立体画像観察装置における画像表示装置の電気的接続を示す概略図。

符号の説明

４０ａ…第１の撮像素子、４０ｂ…第２の撮像素子、４０ｃ…第３の撮像素子、４０ｄ…第４の撮像素子、４０ｅ…第５の撮像素子、４８ａ…第１の立体モニタ、４８ｂ…第２の立体モニタ、５６…第１のエンコーダ、５８…第２のエンコーダ、６０ａ…第１のカメラコントロールユニット、６０ｂ…第２のカメラコントロールユニット、６０ｃ…第３のカメラコントロールユニット、６０ｄ…第４のカメラコントロールユニット、６０ｅ…第５のカメラコントロールユニット、６２…画像セレクタ、６４Ｌ…第１の画像制御回路、６４Ｒ…第２の画像制御回路、６６Ｌ…第３の画像制御回路、６６Ｒ…第４の画像制御回路、７０ａ…第１の回転制御回路、７０ｂ…第２の回転制御回路

Claims (5)

1. ４つの観察光学系による光束を各々撮像するための４つの撮像手段と、
   前記撮像手段による所定の１対の画像を立体表示するための立体画像表示手段と
   を有する立体画像観察装置において、
   前記４つの観察光学系のうち、３つは互いにその距離が等しくなる位置に配置されて光軸中心が略正三角形を構成するとともに、残る１つの観察光学系が任意の頂点から略正三角形を２分する線分方向に、前記略正三角形の一辺と略等距離離間した位置に配置されることを特徴とする立体画像観察装置。
2. 鏡体と、
   前記鏡体に設けられ、少なくとも４つの観察光学系による光束を各々撮像するための、前記観察光学系の数に対応した数を有する撮像手段と、
   前記撮像手段による所定の１対の画像を立体表示するための立体画像表示手段と
   を有する立体画像観察装置において、
   前記観察光学系は、前記観察光学系の数よりも１つ少ない観察光学系の数の頂点を有する略正多角形の頂点にそれぞれ光軸中心を備え、残りの１つの観察光学系が前記略正多角形の互いに隣接する任意の頂点間を結ぶ線分に対して直交し、かつ、前記線分を２分する線分方向に、前記略正多角形の一辺と略等距離離間した位置に配置されることを特徴とする立体画像観察装置。
3. 前記鏡体及び前記立体画像表示機構の相対位置を検出する位置検出手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の立体画像観察装置。
4. 前記立体画像表示手段は、左眼用および右眼用の画像がそれぞれ独立して表示される少なくとも１対の表示部と、所定の方向に向かって光を出射する光出力機構とを有するフェイスマウントディスプレーを備え、
   前記位置検出手段は、前記鏡体に等間隔に並設され、前記光出力機構から出射された光を検出する複数の光検出センサを備えていることを特徴とする請求項３に記載の立体画像観察装置。
5. 前記立体画像表示手段は、左眼用および右眼用の画像が分離して表示される左眼用表示部および右眼用表示部を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１に記載の立体画像観察装置。

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