JP6532744B2 - 表示装置、および医用画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、表示装置、および医用画像診断装置に関する。

ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）など、Ｘ線や磁気を利用した医用診断装置が知られている。これらの診断装置では、ユーザをガントリ内に配置した状態で画像撮影を行うため、ユーザに心理的な圧迫感を与える場合がある。

そこで、医用診断装置の載置された室内の壁面に画像を投影する技術や、ユーザの眼に接眼鏡を載置し、接眼鏡を介して液晶ディスプレイを視認させる技術が開示されている。

特表２０１３−５４６０２４号公報 米国特許第５８７７７３２号公報

しかし、従来の技術では、閉塞空間を構成する部材によって壁面に投影された画像が視認出来ない場合や、接眼鏡の載置により圧迫感を与える場合があった。すなわち、従来では、ユーザの閉塞感の軽減を十分に図ることは困難であった。

本発明が解決しようとする課題は、ユーザの閉塞感の軽減を図ることができる、表示装置、および医用画像診断装置を提供することである。

実施の形態によれば、表示装置は、反射部材と、表示部と、を備える。反射部材は、反射面を有する。反射面は、平行光が入射した際に反射光が焦点に集まる光学特性を有する。反射部材は、ユーザが搭載される天板に固定されている。表示部は、画像を表示する表示面を有する。表示部の表示面は、焦点と反射面との間において該反射面と向かい合うように天板に固定されている。

医用画像診断装置の一例を示す模式図。 筒状部材と天板との位置関係を示す模式図。 表示装置を拡大して示した模式図。 反射部材の模式図。 表示面と反射面との位置関係を示す模式図。 天板１４が筒状部材の内側の奥まで挿入された状態を示す模式図。 反射部材と入射光との関係を示す模式図。 医用画像診断装置の一例を示す模式図。 表示装置の模式図。 制御部が実行する手順の一例を示すフローチャート。 ハードウェア構成例を示すブロック図。

（第１の実施の形態）
以下、実施の形態の表示装置、および医用画像診断装置を、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態では、表示装置を医用画像診断装置に搭載した形態を一例として説明する。

図１は、医用画像診断装置１０の一例を示す模式図である。医用画像診断装置１０は、医用画像診断部１１と、表示装置３０と、を備える。

医用画像診断部１１は、筒状部材１２と、天板１４と、寝台１５と、駆動部１６と、制御部１８と、磁場アンプ２０と、受信部２２と、送信部２４と、を備える。

筒状部材１２は、磁場空間を形成する磁場発生源を含む、筒状の部材である。筒状部材１２は、ガントリと称される場合がある。天板１４は、診断対象のユーザＰを搭載する板状の部材である。本実施の形態では、天板１４の長手方向（Ｘ軸方向）は、水平方向に一致する場合を説明する。また、天板１４の厚み方向（Ｚ軸方向）は、鉛直方向に一致する場合を説明する。また、天板１４の幅方向（Ｙ軸方向）は、水平方向および厚み方向の双方に直交する場合を説明する。なお、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、およびＹ軸方向は、互いに直交する方向であればよく、Ｘ軸方向が水平方向に一致し、Ｚ軸方向が鉛直方向に一致する形態に限定されない。

筒状部材１２は、静磁場磁石１２Ａと、傾斜磁場コイル１２Ｂと、送信コイル１２Ｃと、受信コイル１２Ｄと、を含む。

静磁場磁石１２Ａは、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１２Ａは、例えば、永久磁石、超伝導磁石等である。傾斜磁場コイル１２Ｂは、静磁場磁石１２Ａの内側に配置されている。傾斜磁場コイル１２Ｂは、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。送信コイル１２Ｃは、傾斜磁場コイル１２Ｂの内側に配置されている。送信コイル１２Ｃは、高周波磁場を発生する。

このため、筒状部材１２の内側（空間Ｑ参照）には、磁場空間が形成される。

受信コイル１２Ｄは、傾斜磁場コイル１２Ｂの内側に配置されている。受信コイル１２Ｄは、磁気共鳴信号（以下、適宜「ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号」と称する）を受信する。受信コイル１２Ｄは、高周波磁場の影響によってユーザＰから放射されるＭＲ信号を受信する。そして、受信コイル１２Ｄは、受信したＭＲ信号を受信部２２へ出力する。なお、受信コイル１２Ｄと送信コイル１２Ｃを一体的に構成し、送受信コイルとしてもよい。

制御部１８は、シーケンス制御部１８Ａと、計算部１８Ｂと、を含む。

計算部１８Ｂは、医用画像診断部１１の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。計算部１８Ｂは、シーケンス制御部１８Ａおよび駆動部１６を制御する。

シーケンス制御部１８Ａは、計算部１８Ｂから送信されるシーケンス情報に基づいて、磁場アンプ２０、受信部２２、および送信部２４を制御する。シーケンス情報は、撮影を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、静磁場磁石１２Ａに供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信部２４が送信コイル１２Ｃに供給するＲＦパルスの強さやＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスを印加するタイミング、受信部２２がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。

具体的には、シーケンス制御部１８Ａは、計算部１８Ｂから受信したシーケンス情報に基づく制御信号を、磁場アンプ２０、受信部２２、および送信部２４の各々へ送信する。

磁場アンプ２０は、シーケンス制御部１８Ａから送信される制御信号に従って、傾斜磁場コイル１２Ｂに電力を供給する。送信部２４は、シーケンス制御部１８Ａから送信される制御信号に従って、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１２Ｃに送信する。受信部２２は、シーケンス制御部１８Ａから送信される制御信号に従って、受信コイル１２から出力されたＭＲ信号に基づきＭＲ信号データを生成する。具体的には、受信部２２は、受信コイル１２Ｄから出力されたＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを、シーケンス制御部１８Ａを介して計算部１８Ｂへ送信する。計算部１８Ｂは、ＭＲ信号データからＭＲ画像を生成する。

駆動部１６は、寝台１５を駆動し、天板１４を、天板１４のＸ軸方向および上下方向へ移動する。すなわち、駆動部１６は、天板１４を、筒状部材１２の内側または外側へ移動する。これにより、天板１４に載置されたユーザＰは、筒状部材１２の内側へと挿入、または内側から外側へと搬送される。なお、駆動部１６は、後述する表示装置３０に設けられた構成であってもよい。

図２は、筒状部材１２と天板１４との位置関係を示す模式図である。図２に示すように、筒状部材１２は、中空の円筒状に形成されている。天板１４の長手方向と、筒状部材１２の長手方向と、は、Ｘ軸方向に一致する。天板１４は、Ｘ軸方向に移動可能に設けられており、Ｘ軸方向の一端側から筒状部材１２の内側へ挿入、または他端側から筒状部材１２の外側へ搬送される。

次に、表示装置３０について説明する。

図３は、天板１４が筒状部材内１２に侵入した際の表示装置３０と、ユーザＰとの関係を示す模式図である。図３に示したように、表示装置３０は、反射部材３２と、表示部３４と、制御部３６と、保持部３８と、を備える。本実施の形態では、表示部３４は、投影部３４Ａと、表示面３４Ｃを有する被投影部材３４Ｂとを備える。

保持部３８は、被投影部材３４Ｂと反射部材３２とを天板１４に固定する。投影部３４Ａと制御部３６とは、情報が送受信可能なように有線または無線によって接続されている。制御部３６は、表示対象の画像データを投影部３４Ａに送る。投影部３４Ａは、受信した画像データに基づく画像情報を含む光を被投影部材３４Ｂへ向けて投影する。投影部３４Ａは、例えば、プロジェクタである。なお、投影部３４Ａと制御部３６とを一体的に構成してもよい。

被投影部材３４Ｂは、投影部３４Ａから投影された光を表示面３４Ｃに表示（投影）可能な部材であればよい。本実施の形態では、被投影部材３４Ｂは、背面側から投影された画像を表面（反射部材３２と対向する面）側の表示面３４Ｃに表示する、リア投影スクリーンである場合を説明する。なお、被投影部材３４Ｂは、リア投影スクリーンに限定されない。表示面３４Ｃは、反射部材３２の焦点Ｒ（図３では図示省略）と反射面Ｔとの間に、該反射面Ｔに向かい合うように配置されている。なお、反射面Ｔに向かい合うように配置、とは、表示面３４Ｃに表示された画像が反射面Ｔで反射可能に配置された状態を示す。このため、反射面Ｔと表示面３４Ｃとは、互いに向かい合うように平行に設置された形態に限定されず、非平行に配置されていてもよい。

被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃは、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。曲面状である場合、表示面３４Ｃは、反射部材３２から離れる方向に向かって突出した曲面状であることが好ましい。具体的には、表示面３４Ｃは、ドーム形状であってもよい。また、表示面３４Ｃが曲面状である場合、投影部３４Ａに設けられた投影レンズ（図示を省略）に補正レンズを更に備えた構成としてもよい。補正レンズは、投影部３４Ａから投影された光を、表示面３４Ｃの形状に合わせて焦点を結ぶように補正可能なレンズが好ましい。このような補正レンズを用いることで、表示面３４Ｃ全体でピントの合った画像を提示することができる。

被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃの外形は限定されないが、筒状部材１２の内壁の形状に沿った外形であり、且つ、天板１４上へのユーザＰの載置および天板１４のＸ軸方向への移動を阻害しない外形であることが好ましい。また、被投影部材３４ＢのＺ軸方向の大きさは、被投影部材３４ＢのＺ軸方向の端部と筒状部材１２の内壁との間に隙間が生じる程度の大きさであることが好ましい。

なお、投影部３４Ａが投影する画像の投影領域Ａは、被投影部材３４Ｂにおける、少なくとも天板１４のＺ軸方向の中央部より反鉛直方向側に画像を投影可能な領域であればよい。

また、投影部３４Ａは、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃより大きい投影サイズの画像を、該表示面３４Ｃへ投影してもよい。表示面３４Ｃより大きい投影サイズの画像が表示面３４Ｃへ投影されることで、筒状部材１２の内壁にも画像の一部が投影されることとなる。このため、ユーザＰの感じる閉塞感の軽減をより効果的に図ることができる。

反射部材３２は、保持部３８によって天板１４に固定されており、天板１４の移動によって筒状部材１２内に配される。本実施形態では、天板１４を覆う部材が円筒状の筒状部材１２である構成について説明するが、その構成に限定されない。天板１４を覆う部材は、円状ではなく例えば矩形であってもよい。また、天板１４を覆う部材は、反射部材３２の外周をＹ−Ｚ平面で３６０°覆う構成でなくてもよく、例えば２つの平面からなる部材であってもよい。また、天板１４を覆う部材は、天板１４が部材内に侵入する際の過程の少なくとも一部の期間、反射部材３２を覆う構成であればよい。

反射部材３２は、表示面３４Ｃに表示された光を反射する。反射部材３２に、仮に平行光が入射した場合に反射部材３２で反射した光は焦点Ｒに集光される。なお、表示面３４Ｃから入射する光は平行光でなくてもよい。

図４は、反射部材３２の模式図である。図４（Ａ）に示すように、反射部材３２の反射面Ｔに、仮に平行光Ｌ１が入射したとする。この場合、平行光Ｌ１は、反射面Ｔで反射し、その反射光Ｌ２は焦点Ｒに集光する。反射面Ｔは、このような光学特性を有する。なお、反射面Ｔは、反射部材３２における、入射する平行光Ｌ１に対して交差する、向かい合う２面の内、平行光Ｌ１の入射側の一方の面（表面）であってもよいし、他方の面（裏面）であってもよい。

反射部材３２と表示部３４とは、天板１４上に横たわったユーザＰの両眼の各々に対応する仮想的な２つの視点位置に対して、以下の位置関係を満たすように保持部３８によって固定されている。保持部３８は、以下の位置関係を満たすように、反射部材３２と、表示部３４（本実施の形態では被投影部材３４Ｂ）と、を保持する。

なお、仮想的な２つの視点位置とは、天板１４上に横たわったユーザＰの両眼の各々が位置すると想定される位置である。この２つの視点位置として、天板１４上の三次元空間におけるユーザＰの両眼（右眼と左眼）が位置すると想定される位置を、予め推定する。なお、ユーザＰの両眼が位置すると想定される三次元空間における位置は、これらの両眼の各々に対応する２つの視点位置を一対として、１つの位置を予め推定してもよいし、互いに異なる複数の位置（すなわち、複数の位置座標からなる領域）を予め推定してもよい。

反射部材３２と表示部３４とは、仮想的な２つの視点位置の各々が、第１領域Ｂ１に位置するように配置される。第１領域Ｂ１は、焦点Ｒと反射面Ｔとの間の領域である。詳細には、第１領域Ｂ１は、仮想二次元平面Ｍ１と、反射面Ｔと、の間の３次元空間である。仮想二次元平面Ｍ１は、焦点Ｒを通り且つ天板１４のＸ軸方向に直交する、仮想的な二次元平面である。以下では、ユーザＰの仮想的な２つの視点位置を、単に、２つの視点位置と称して説明する場合がある。

なお、本実施の形態では、天板１４のＸ軸方向と、反射部材３２の光軸Ｌ３の光軸方向と、は一致するものとして説明する。

なお、反射部材３２と表示部３４とは、２つの視点位置の各々が、第１領域Ｂ１内における第２領域Ｂ２内に位置するように配置されることが好ましい。第２領域Ｂ２は、第１領域Ｂ１内の領域であって、且つ、反射面Ｔの、天板１４のＹ軸方向の一端から他端までの領域である。言い換えると、第２領域Ｂ２は、仮想二次元平面Ｍ１と、仮想二次元平面Ｍ２と、仮想二次元平面Ｍ３と、反射面Ｔと、の内側の三次元空間である。

仮想二次元平面Ｍ２は、反射面ＴのＹ軸方向の一端をＸ軸方向に通る仮想的な二次元平面である。仮想二次元平面Ｍ３は、反射面ＴのＹ軸方向の他端をＸ軸方向に通る仮想的な二次元平面である。

このため、この場合、反射面Ｔを、ＺＹ平面（Ｚ軸方向とＹ軸方向に沿った平面）に射影した領域内に、二つの視点位置をＺＹ平面に射影したポイントが位置することとなる。

また、反射部材３２と表示部３４とは、２つの視点位置の各々が、第１領域Ｂ１を、仮想二次元平面Ｍ６で分割した一方の領域と他方の領域とに分かれて位置するように配置されることが好ましい。仮想二次元平面Ｍ６は、天板１４のＹ軸方向に対して直交し、且つ、反射面Ｔの光軸Ｌ３に沿った仮想の二次元平面である。言い換えると、反射部材３２は、ユーザＰの右眼の視点位置と左眼の視点位置とが、仮想二次元平面Ｍ６を境界として分割された２つの領域に分かれて位置するように、配置されることが好ましい。

また、反射部材３２と表示部３４とは、２つの視点位置の各々が、第３領域Ｂ３内に位置するように配置されることが好ましい。第３領域Ｂ３は、第１領域Ｂ１内の領域である。第３領域Ｂ３は、仮想二次元平面Ｍ４と、仮想二次元平面Ｍ５と、反射面Ｔと、によって形成される領域である。仮想二次元平面Ｍ４および仮想二次元平面Ｍ５は、反射面Ｔにおける、天板１４のＹ軸方向の両端部の各々と焦点Ｒとを結ぶ仮想的な二次元平面である。すなわち、反射部材３２は、これらの二次元平面（仮想二次元平面Ｍ４および仮想二次元平面Ｍ５）と、反射面Ｔと、の内側の三次元空間である第３領域Ｂ３内に２つの視点位置が位置するように、配置されていることが好ましい。

さらに、反射部材３２と表示部３４とは、天板１４上に載置されたユーザＰの正中面と、反射面Ｔの光軸Ｌ３と、が一致するように配置されることが好ましい。ユーザＰの正中面は、具体的には、上記仮想的な２つの視点位置の中央を通る、天板１４のＸ軸方向およびＺ軸方向によるＸＺ平面である。

このように、反射部材３２と表示部３４とは、天板１４上に横たわったユーザＰの両眼の各々に対応する仮想的な２つの視点位置に対して、上記位置関係を示すように配置され、天板１４に固定されていることが好ましい。すなわち、保持部３８は、上記位置関係を満たすように、反射部材３２と表示部３４とを保持することが好ましい。

反射部材３２は、上記の光学特性を有する部材であればよく、その具体的な構成は限定されない。例えば、反射部材３２は、図４（Ａ）に示すように、反射面Ｔを表示面３４Ｃからの光の入射方向凹面とする凹面鏡３２Ａである。また、反射部材３２は、図４（Ｂ）に示すように、フレネルミラー３２Ｂであってもよい。また、反射部材３２は、図４（Ｃ）に示すように、フレネルレンズ３２Ｃと、反射鏡３２Ｄと、を含む構成であってもよい。なお、フレネルレンズ３２Ｃと反射鏡３２Ｄとの位置関係は、上記の光学的機能を実現可能な位置関係であればよく、図４（Ｃ）に示す位置関係に限定されない。

なお、反射部材３２をより薄く且つ軽量の構成とする観点から、反射部材３２には、フレネルミラー３２Ｂを用いることが好ましい。

ここでいうフレネルミラーとはフレネルレンズ上に反射膜を形成した反射鏡で、凹面鏡と同様の光学的を有する部材である。

フレネルミラー３２Ｂは、フレネルレンズの凹凸面側に、金属膜や誘電体多層膜を形成して作製する。例えば、アクリルやポリカーボネートなどの光学的に透明な樹脂材料をフレネルレンズとして用いることで軽量化が可能である。なお、フレネルレンズの構成材料は、透明材料に限定されない。フレネルミラー３２Ｂが透明である場合、フレネル面を投影部３４Ｃの反対側に向けてもよい。この場合には、フレネルミラー３２Ｂの基材となるフレネルレンズは凸レンズとして作製すればよい。

フレネルミラー３２Ｂの厚みは、撓みを抑制しつつ且つ軽量化を図る観点から、２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。フレネルミラー３２Ｂの反射率は、例えば、７０％以上であることが好ましい。

また、フレネルミラー３２Ｂは、金属材料面に、直接フレネル形状を加工することで作製してもよい。

フレネルミラー３２Ｂにおける、フレネルレンズ表面に形成する反射膜の材料は限定されない。但し、フレネルミラー３２Ｂを備えた表示装置３０を医用画像診断部１１に搭載する場合には、磁場影響を抑制する観点から、反射膜には、１００ｎｍ以下の厚みのアルミの蒸着膜を用いることが好ましい。また、反射膜には、誘電体多層膜（ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２、その他酸化物の積層膜）を用いることが好ましい。

反射部材３２の形状は限定しないが、筒状部材１２の内壁の形状に沿った外形であり、且つ、天板１４上へのユーザＰの搭載および天板１４のＸ軸方向への移動を阻害しない外形であることが好ましい。

また、反射部材３２のＺ軸方向の大きさは、反射部材３２と筒状部材１２の内壁との間に隙間が生じる程度の大きさであることが好ましい。

また、反射部材３２のＹ軸方向の大きさは、筒状部材１２の内径が例えば６０ｃｍ〜７０ｃｍである場合、天板１４上に仰向けに横たわったユーザＰの視野角６０°以上に相当する大きさであることが好ましい。反射部材３２のＹ軸方向の大きさを、視野角６０°以上に相当する大きさとすることで、筒状部材１２内におけるユーザＰの閉塞感を低減することができる。反射面ＴのＸ軸方向の大きさは、天板１４上に横たわったユーザＰの頭頂部から、目と鼻の間の位置までを少なくとも覆う程度の大きさであればよい。このサイズであれば、ユーザＰの下方視野に、筒状部材１２の内壁が入ることを抑制することができる。

保持部３８は、焦点Ｒと反射面Ｔとの間に、該反射面Ｔに表示面３４Ｃが向かい合うように、被投影部材３４Ｂと反射部材３２とを固定して保持する。また、保持部３８は、天板１４に仰向けに横たわったユーザＰが反射面Ｔを視認可能な位置および角度で、反射部材３２と表示面３４Ｃとを保持する。また、保持部３８は、天板１４上に横たわったユーザＰの両眼の各々に対応する仮想的な２つの視点位置に対して、上記位置関係を示すように、反射部材３２と表示部３４とを保持する。

本実施の形態では、保持部３８は、天板１４のＸ軸方向の両端部の内、先に筒状部材１２へ挿入される側の端部（以下、ユーザＰの頭部側端部と称する）に配置されている。すなわち、保持部３８は、天板１４におけるユーザＰの頭部側端部に、反射部材３２と表示面３４Ｃとを保持する。なお、保持部３８は、反射部材３２の角度（Ｚ軸方向に対する傾き）を調整する調整機構を更に備えた構成であってもよい。この場合、天板１４に横たわったユーザＰの目の位置に合わせて、反射部材３２の角度を調整することができる。

なお、医用画像診断部１１が頭部診断時にユーザＰの頭部に装着される頭部コイルを備えた構成の場合、頭部コイルが、反射部材３２および表示面３４Ｃを、後述する位置関係を満たすように保持してもよい。また、後述する位置関係を満たすように、保持部３８が頭部コイルと反射部材３２とを固定し、且つ、天板１４が表示面３４Ｃを保持してもよい。

このため、反射部材３２および被投影部材３４Ｂは、天板１４のＸ軸方向への移動に伴って移動して、筒状部材１２の内側へと挿入、または、筒状部材１２の外側へと搬送される。このため、駆動部１６は、天板１４を移動させることによって、投影部３４Ａと、被投影部材３４Ｂおよび反射部材３２と、の距離を変更する。

なお、表示部３４を、筒状部材１２などの磁場空間の内部に配置すると、磁場の影響によって表示面３４Ｃに表示される画像に乱れが生じる場合がある。このため、表示される画像の磁場空間の影響を抑制する観点から、表示部３４を、投影部３４Ａと被投影部材３４Ｂで構成し、投影部３４Ａを筒状部材１２の外部に配置することが好ましい。

なお、表示部３４は、表示面３４Ｃに画像を表示可能な部材であればよく、投影部３４Ａを含む構成に限定されない。表示部３４は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などであってもよい。

図５は、本実施の形態における、表示部３４の表示面３４Ｃと反射面Ｔとの位置関係を示す模式図である。図５に示すように、表示面３４Ｃは、反射部材３２の焦点Ｒと、反射面Ｔと、の間に配置されている。なお、反射部材３２の反射面Ｔを凹面とする場合、表示面３４Ｃは、焦点Ｒより、反射面Ｔ側に配置されている。

このため、ユーザＰが反射面Ｔを視認することで、ユーザＰは、表示面３４Ｃに表示された画像の正立虚像Ｄを視認することとなる。なお、正立虚像Ｄは、表示面３４Ｃに表示された画像を拡大した正立虚像であることが好ましい。

図６は、ユーザＰを搭載した天板１４が、筒状部材１２の内側の奥まで挿入された状態を示す模式図である。

図６に示すように、天板１４のＸ軸方向のユーザＰの頭部側端部には、保持部３８（図６では図示省略）によって、反射部材３２および被投影部材３４Ｂが上記位置関係を満たすように配置されている。天板１４上に載ったユーザＰの頭部の位置は、反射部材３２を視認可能な位置となるように、調整されている。

投影部３４Ａは、制御部３６の制御によって、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに画像を投影する。本実施の形態では、投影部３４Ａは、被投影部材３４Ｂの、反射部材３２に対して反対側の面（投影部３４Ａ側の面）を表示面３４Ｃとして、画像を投影する場合を説明する。なお、上述したように、反射部材３２側の面を表示面３４Ｃとしてもよい。

このため、天板１４上に載ったユーザＰは、反射部材３２の反射面Ｔを視認することによって、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに投影された画像の正立虚像Ｄを視認することとなる。

そして、天板１４が筒状部材１２の内側に挿入されると、天板１４の移動に伴って、反射部材３２および被投影部材３４Ｂもまた内側へ挿入される。投影部３４Ａは、制御部３６の制御によって、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに画像を継続して投影する。

このため、天板１４が筒状部材１２の外側に位置する状態、天板１４の移動中、および天板１４が筒状部材１２の外側から内側へ挿入された後、の何れの状態においても、ユーザＰは、反射部材３２の反射面Ｔを視認することによって、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに投影された画像の正立虚像Ｄを視認することができる。すなわち、ユーザは、筒状部材１２の内側においても、正立虚像Ｄを視認することができる。そして、正立虚像Ｄは、筒状部材１２の内壁より遠方に結像されることから、ユーザＰに対して圧迫感を与えることが軽減される。

このため、表示装置３０は、筒状部材１２内においても、ユーザの負担軽減を図ることができる。

ここで、正立虚像ＤがユーザＰ側に突出した凸状の画像であると、ユーザＰに圧迫感を与える場合がある。正立虚像Ｄが凸状の画像として視認されるのは、両眼視差が発生するためである。

このため、反射部材３２の反射面Ｔの中央部の、ユーザＰの両眼の各々に対応する仮想的な２つの視点位置から反射面Ｔを介して視認される正立虚像Ｄの輻輳角は、反射面Ｔの端部に比べて小さいことが好ましい。反射面Ｔの中央部の輻輳角が端部に比べて小さいと、正立虚像Ｄは、ユーザＰから離れる方向に向かって突出した凹状の画像として視認される。

反射部材３２の反射面Ｔの中央部の輻輳角を端部に比べて小さくするためには、反射面Ｔを二次式で近似される非球面とする等の方法を用いればよい。

また、反射部材３２の反射面Ｔの光軸方向Ｌ３と、反射面Ｔに入射する光の入射方向と、は不一致であることが好ましい。図７は、反射部材３２の光軸方向Ｌ３と入射光Ｌ１との関係を示す模式図である。

図７に示すように、反射部材３２の反射面Ｔの光軸方向Ｌ３と、反射面Ｔに入射する入射光Ｌ１の入射方向と、は不一致であることが好ましい。

反射面Ｔの光軸方向Ｌ３と入射光Ｌ１の入射方向とを不一致とするためには、保持部３８が、該関係を満たすように被投影部材３４Ｂおよび反射部材３２を保持すればよい。また、反射部材３２をフレネルミラー３２Ｂまたはフレネルレンズ３２Ｃを含む構成とする場合、フレネルミラー３２Ｂまたはフレネルレンズ３２Ｃの光学中心と、反射部材３２における視点位置と、をずらした（偏心した）構成としてもよい。

反射部材３２における視点位置は、天板１４上における推奨位置を通る垂線と、反射部材３２と、の交点を、示す。推奨位置とは、天板１４に仰向けで横たわったユーザＰの目が位置すべき推奨の位置であり、予め設定すればよい。

反射面Ｔの光軸方向Ｌ３と入射光Ｌ１の入射方向とが不一致であると、ユーザＰに視認される正立虚像Ｄの画質向上を図ることができる。

なおユーザＰの閉塞感の軽減をより効果的に図るためには、正立虚像Ｄは、ユーザＰの視点から１ｍ以上離れた位置に視認されることが好ましい。ユーザＰの視点から１ｍ以上離れた位置に正立虚像Ｄを視認させるためには、反射面Ｔを観察するユーザＰによる輻輳角を４°以下とすることが好ましい。

輻輳角を４°以下とするためには、反射部材３２の焦点距離を、３００ｍｍ以上とすることが好ましい。

なお、反射部材３２の焦点距離とは、反射部材３２を凹面鏡３２Ａ（図４（Ａ）参照）で構成する場合には、凹面鏡３２Ａの焦点距離を示し、反射部材３２をフレネルミラー３２Ｂ（図４（Ｂ）参照）で構成する場合には、フレネルミラー３２Ｂの焦点距離を示す。また、反射部材３２をフレネルレンズ３２Ｃと反射鏡３２Ｄで構成する場合には（図４（Ｃ）参照）、反射部材３２の焦点距離とは、フレネルレンズ３２Ｃの焦点距離を示す。

なお、反射部材３２の反射面Ｔは、例えば、二次式で近似される放物面である。

具体的には、反射部材３２の反射面Ｔは、式（１）で近似される放物面である。

式（１）中、Ｒは、反射部材３２の主たる凹面形状を決定する２次項の係数を示し、α１は、反射部材３２の形状を補正する４次項の係数を示し、α２は、さらに反射部材３２の形状を補正する６次項の係数を示す。

なお、反射部材３２としてフレネルミラー３２Ｂを用いる場合には、必要な性能を持たせるために、六次式まで近似することが好ましい。また、反射部材３２の結像性能を上げるために、より高次の式まで近似することも可能である。

本実施の形態の表示装置３０において、輻輳角を４°以下とし、正立虚像ＤがユーザＰの視点から１ｍ以上離れた位置に視認されるように調整する場合、例えば、正立虚像Ｄの曲面の曲率を４９７．５３４ｍｍとし、正立虚像ＤとユーザＰの視点との距離を１１６９ｍｍとし、反射部材３２の反射面Ｔと水平方向との成す角度を２９．８°とし、偏心量を２．６ｍｍとする。この構成とすることで、ユーザＰによる輻輳角を３．４°とすることができる。この時、上記式（１）中のＲの値は１２６８．４８７であり、α１の値は１．３３×１０^−９であり、α２の値は−２．４４×１０^−１５である。

以上説明したように、本実施の形態の表示装置３０は、反射部材３２と、表示部３４と、を備える。反射部材３２は、ユーザＰが搭載される天板１４に固定されている。反射部材３２は、平行光が入射した際に反射光が焦点Ｒを有するような光学特性を有する、反射する反射面Ｔを有する。表示部３４は、画像を表示する表示面３４Ｃを有する。表示面３４Ｃは、焦点Ｒと反射面Ｔとの間に該反射面Ｔに向かい合うように、天板１４に固定されている。

このため、反射面Ｔを視認することで、ユーザＰは、表示面３４Ｃに表示された画像の正立虚像Ｄを視認することができる。

従って、本実施の形態の表示装置３０は、ユーザＰの閉塞感の軽減を図ることができる。

また、反射部材３２は、平行光が入射した際に反射光が焦点を有するような光学特性を有する。また、表示部３４の表示面３４Ｃは、反射部材３２の焦点Ｒと、反射面Ｔと、の間に、該反射面Ｔに向かい合うように配置されている。このため、ユーザＰが反射面Ｔを視認することで、ユーザＰは、表示面３４Ｃに表示された画像を拡大した正立虚像Ｄを視認することが出来る場合がある。

この場合、本実施の形態の表示装置３０は、表示部３４に表示された画像より広視野の正立虚像Ｄを、ユーザＰに対して提供することができる。

ここで、ユーザＰに筒状部材１２の内壁を意識させないように画像を表示するための方法として、筒状部材１２の内壁がユーザＰによって視認されないように、被投影部材３４Ｂと反射部材３２との距離をより近づけることも考えられる。しかし、被投影部材３４Ｂと反射部材３２との距離を近づけるほど、ユーザＰの頭部と被投影部材３４Ｂとの距離も狭まることとなり、被投影部材３４ＢによってユーザＰに圧迫感を与える場合がある。

一方、本実施の形態の表示装置３０では、正立虚像ＤをユーザＰに提供することができる。このため、表示装置３０は、被投影部材３４Ｂなどによる圧迫感を与えることなく、ユーザＰの閉塞感の軽減を図ることができる。

なお、本実施の形態では、表示装置３０を、医用画像診断装置１０に搭載した形態を一例として説明した。しかし、表示装置３０は、医用画像診断部１１に搭載する形態に限定されない。例えば、表示装置３０を、各種の空間内に配置してもよい。この場合、表示装置３０の反射部材３２を、上述した条件を満たし、且つ該空間内に位置するユーザＰによって視認可能な位置に配置すればよい。

（第２の実施の形態）
図８は、本実施の形態の医用画像診断装置１０Ａの一例を示す模式図である。医用画像診断装置１０Ａは、医用画像診断部１１と、表示装置３１と、を備える。医用画像診断部１１は、第１の実施の形態と同様である。

図９は、天板１４が筒状部材内１２に侵入した際の表示装置３１と、ユーザＰとの関係を示す模式図である。表示装置３１は、反射部材３２と、表示部３３と、を備える。表示部３３は、投影部３４Ａと、被投影部材３４Ｂと、調整部３５と、制御部３７と、を備える。

投影部３４Ａおよび被投影部材３４Ｂは、第１の実施の形態と同様である。また、投影部３４Ａおよび被投影部材３４Ｂは、第１の実施の形態と同様に、天板１４におけるユーザＰの頭部側端部に、保持部３８によって保持されている。なお、投影部３４Ａおよび被投影部材３４Ｂの位置関係は、第１の実施の形態と同様である。

調整部３５は、投影部３４Ａから被投影部材３４Ｂの投影される、画像の焦点および画像の投影サイズを変更する機構である。調整部３５は、例えば、ズームレンズである。

制御部３７は、投影部３４Ａ、調整部３５、および駆動部１６に接続されている。制御部３７は、表示対象の画像の画像データを投影部３４Ａへ送信する。また、制御部３７は、調整部３５へ、調整情報を送信する。投影部３４Ａは、受信した画像データの画像を表示面３４Ｃへ投影する。調整部３５は、制御部３７から受信した調整情報に応じて、画像の焦点および投影サイズを調整する。

制御部３７は、取得部３７Ａ、および調整部３７Ｂを含む。取得部３７Ａおよび調整部３７Ｂの一部または全ては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。

取得部３７Ａは、投影部３４Ａと、被投影部材３４Ｂおよび反射部材３２と、の距離Ｓを取得する。距離Ｓとは、投影部３４Ａの画像の光出射面と、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃと、のＸ軸方向に沿った最短距離を示す。このＸ軸方向とは、投影部３４Ａから表示面３４Ｃへ到る光のＸ軸方向を示す。

第１の実施の形態で説明したように、駆動部１６は、天板１４を移動させることによって、投影部３４Ａと、被投影部材３４Ｂおよび反射部材３２と、の距離Ｓを変更する。取得部３７Ａは、例えば、駆動部１６から、該距離Ｓを取得する。

なお、取得部３７Ａは、図示を省略する操作部から距離Ｓを取得してもよい。この場合、操作部は、ユーザによる操作指示によって距離Ｓが入力されると、入力された距離Ｓを取得部３７Ａへ出力すればよい。

なお、表示装置３０に、距離Ｓを計測するセンサを別途設けた構成としてもよい。この場合、取得部３７Ａは、該センサから、距離Ｓを取得すればよい。

調整部３７Ｂは、取得部３７Ａが取得した距離Ｓに応じて、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに投影される画像の投影サイズ、画像の輝度、および画像の焦点、の少なくとも１つを、予め定めた投影条件を満たすように調整する。投影条件は、例えば、基準の投影サイズ、基準の輝度、および基準の画像焦点の少なくとも１つを含む。

例えば、調整部３７Ｂは、基準の輝度の画像が表示面３４Ｃに投影されるように、投影部３４Ａへ送信する画像データの各画素の輝度を補正する。そして、制御部３７は、補正後の画像データを投影部３４Ａへ送信する。

具体的には、調整部３７Ｂは、基準の輝度の画像が表示面３４Ｃに投影されるように、例えば、距離Ｓが遠いほど輝度が高く、距離Ｓが近いほど輝度が低くなるように、画像データの各画素の輝度を補正する。そして、制御部３７は、補正後の画像データを投影部３４Ａへ送信する。

このため、表示面３４Ｃには、距離Ｓに拘らず、一定の輝度（基準の輝度）の画像が投影されることとなる。

また、例えば、調整部３７Ｂは、距離Ｓに応じて、基準の投影サイズおよび基準の画像焦点の画像が表示面３４Ｃに投影されるように、調整部３５を調整する。このため、表示面３４Ｃには、距離Ｓに拘らず、一定の投影サイズ（基準の投影サイズ）で、且つ、焦点の合った画像が投影される。

図１０は、本実施の形態の制御部３７が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、取得部３７Ａが、距離Ｓを取得する（ステップＳ１００）。次に、調整部３７Ｂが、ステップＳ１００で取得した距離Ｓに応じて、予め定めた投影条件を満たすように調整するための調整量を算出する（ステップＳ１０２）。例えば、調整部３７Ｂは、各画素の輝度の補正値、調整部３５の調整量、などを算出する。

次に、調整部３７Ｂは、ステップＳ１００で取得部３７Ａが取得した距離Ｓに応じて、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに投影される画像の投影サイズ、画像の輝度、および画像の焦点、の少なくとも１つを、予め定めた投影条件を満たすように調整する（ステップＳ１０４）。例えば、調整部３７Ｂは、ステップＳ１０２で算出した調整量に応じて、画像データの各画素の輝度の補正や、調整部３５へ送信する調整量の調整を行う。

次に、制御部３７は、補正後の画像データを表示部３３へ出力すると共に、画像の投影を表示部３３へ指示する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の処理によって、予め定めた投影条件を満たす画像が表示面３４Ｃに投影される。そして、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本実施の形態の表示装置３１は、取得部３７Ａと、調整部３７Ｂと、を備える。取得部３７Ａは、投影部３４Ａと、被投影部材３４Ｂおよび反射部材３２と、の距離Ｓを取得する。調整部３７Ｂは、距離Ｓに応じて、被投影部材３４Ｂの表示面３４Ｃに投影される画像の投影サイズ、画像の輝度、および画像の焦点、の少なくとも１つを、予め定めた投影条件を満たすように調整する。

従って、本実施の形態の表示装置３１は、第１の実施の形態の効果に加えて更に、距離Ｓが変化した場合であっても、ユーザＰに対して違和感無く正立虚像Ｄを提供することができる。

次に、上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１のハードウェア構成を説明する。図１１は、上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１のハードウェア構成例を示すブロック図である。

上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１は、ＣＰＵ２００、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０４、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０６、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）２０８を有する。ＣＰＵ２００、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０４、通信Ｉ／Ｆ２０６、およびＨＤＤ２０８は、バス２１０により相互に接続されており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１で実行される処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ２０２などに予め組み込んで提供される。

なお、上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１で実行される処理を実行するためのプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供するように構成してもよい。

また、上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１で実行される処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記実施の形態の医用画像診断部１１、表示装置３０、および表示装置３１で実行される処理を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

以上、本実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０、１０Ａ 医用画像診断装置
１６ 駆動部
３０、３１ 表示装置
３２ 反射部材
３２Ａ 凹面鏡
３２Ｂ フレネルミラー
３２Ｃ フレネルレンズ
３２Ｄ 反射鏡
３３、３４ 表示部
３４Ａ 投影部
３４Ｂ 被投影部材
３７Ａ 取得部
３７Ｂ 調整部

Claims (18)

1. 平行光が入射した際に反射光が焦点に集まる光学特性を有する反射面を有し、ユーザが搭載される天板に固定された反射部材と、
   画像を表示する表示面を有する表示部であって、前記表示面が前記焦点と前記反射面との間において該反射面と向かい合うように前記天板に固定される表示部と、
   を備える表示装置。
2. 前記焦点と前記反射面との間の第１領域に前記ユーザの両眼に対応する仮想的な２つの視点位置が位置するように、前記反射部材と前記表示部が配置された、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記天板の幅方向に沿った前記反射面の一端から他端までの範囲である第２領域内に２つの前記視点位置が位置するように、前記反射部材と前記表示部が配置された、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記天板の幅方向に対して直交し且つ前記反射面の光軸に沿った仮想二次元平面で前記第１領域を分割した一方の領域と他方の領域とに分かれて２つの前記視点位置が位置するように、前記反射部材と前記表示部が配置された、請求項２に記載の表示装置。
5. 前記天板の幅方向に関する前記反射面の両端部の各々と前記焦点を結ぶ二つの仮想二次元平面と、前記反射面と、によって形成される第３領域内に２つの前記視点位置が位置するように、前記反射部材と前記表示部が配置された、請求項２に記載の表示装置。
6. 前記反射部材と、前記表示部とは、前記ユーザの正中面と、前記反射面の光軸と、が一致するように配置された、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記反射部材は、前記反射面を凹面とする凹面鏡である、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記反射部材は、フレネルミラーである、請求項１に記載の表示装置。
9. 前記反射部材は、平面反射鏡と、フレネルレンズと、を含む、請求項１に記載の表示装置。
10. 前記反射面の中央部の、前記ユーザの２つの前記視点位置から前記反射面を介して視認される正立虚像の輻輳角は、前記反射面の端部に比べて小さい、請求項２に記載の表示装置。
11. 前記反射面の光軸方向と、前記反射面に入射する光の入射方向と、が不一致である、請求項１に記載の表示装置。
12. 前記表示部は、
    前記表示面を有する被投影部材と、
    前記画像を前記表示面に投影する投影部と、
    有する、請求項１に記載の表示装置。
13. 前記投影部は、
    前記表示面より大きい投影サイズの前記画像を前記表示面に投影する、請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記投影部と、前記被投影部材および前記反射部材と、の距離を変更する駆動部を備えた、請求項１２に記載の表示装置。
15. 前記表示部は、
    前記距離を取得する取得部と、
    前記距離に応じて、前記被投影部材の前記表示面に投影される前記画像の投影サイズ、前記画像の輝度、および前記画像の焦点、の少なくとも１つを、予め定めた投影条件を満たすように調整する調整部と、
    を備えた、請求項１４に記載の表示装置。
16. 磁場空間を形成する磁場発生源を収容する筒状部材と、
    ユーザを搭載する天板と、
    前記天板を、前記筒状部材の内側または外側へ移動させる駆動部と、
    平行光が入射した際に反射光が焦点に集まる光学特性を有する反射面を有し、ユーザが搭載される天板に固定された反射部材と、
    画像を表示する表示面を有する表示部であって、前記表示面が前記焦点と前記反射面との間において該反射面と向かい合うように前記天板に固定される表示部と、
    を備える医用画像診断装置。
17. 平行光が入射した際に反射光が焦点に集まる光学特性を有する反射面を有し、天板に搭載されたユーザと前記反射面との位置関係が保持部により固定された反射部材と、
    画像を表示する表示面を有する表示部であって、前記表示面が前記焦点と前記反射面との間において該反射面と向かい合うように前記天板に固定される表示部と、
    を備える表示装置。
18. 磁場空間を形成する磁場発生源を収容する筒状部材と、
    ユーザを搭載する天板と、
    前記天板を、前記筒状部材の内側または外側へ移動させる駆動部と、
    平行光が入射した際に反射光が焦点に集まる光学特性を有する反射面を有し、天板に搭載されたユーザと前記反射面との位置関係が保持部により固定された反射部材と、
    画像を表示する表示面を有する表示部であって、前記表示面が前記焦点と前記反射面との間において該反射面と向かい合うように前記天板に固定される表示部と、
    を備える医用画像診断装置。

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