JP2005318937A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投射装置から表示パネルに投影して観察する際に観察者の体や眼の移動に伴う表示装置の画像表示部の可動範囲が広く、操作性の良いものとする。
【解決手段】生成された画像情報の投影光を受けて観察者が観察できる画像を表示する表示パネル部7を相対的に動かすことが可能なパネル支持装置27と、前記表示パネル部7が動いた方向と量を検出するエンコーダー28を備え、画像を補正する画像処理部6及び前記投射装置1の投影光学系を操作して投影状態を調整し、前記投射装置1に対しての前記表示パネル部7の動きに伴う画像のずれを補正するために前記エンコーダー28からの入力信号により前記画像処理部6及び前記調整装置の動作を制御するようにした制御回路を備えた医療用表示装置である。
【選択図】 図1
【解決手段】生成された画像情報の投影光を受けて観察者が観察できる画像を表示する表示パネル部7を相対的に動かすことが可能なパネル支持装置27と、前記表示パネル部7が動いた方向と量を検出するエンコーダー28を備え、画像を補正する画像処理部6及び前記投射装置1の投影光学系を操作して投影状態を調整し、前記投射装置1に対しての前記表示パネル部7の動きに伴う画像のずれを補正するために前記エンコーダー28からの入力信号により前記画像処理部6及び前記調整装置の動作を制御するようにした制御回路を備えた医療用表示装置である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、投射装置から表示パネルに投影して観察するようにした表示装置に関する。
従来、投射装置により投影光を反射手段に投射して表示するようにした医療用表示装置が、特許文献1または特許文献2により開示されている。
特許文献1の表示装置は、投射機から反射型のホログラムスクリーンに向けて所定の画像情報を含む信号光を照射し、そのホログラムスクリーンで回折した映像を観察者が観察するようになっている。また、特許文献2の表示装置は、2台の画像投影機から光束を、フレネルレンズを有した画像投影パネルに向けて投射し、この画像投影パネルで反射した2つの画像により観察者が立体的に観察できるようになっている。
特開2003−066536
特開2003−233031
特許文献1の表示装置は、投射機から反射型のホログラムスクリーンに向けて所定の画像情報を含む信号光を照射し、そのホログラムスクリーンで回折した映像を観察者が観察するようになっている。また、特許文献2の表示装置は、2台の画像投影機から光束を、フレネルレンズを有した画像投影パネルに向けて投射し、この画像投影パネルで反射した2つの画像により観察者が立体的に観察できるようになっている。
外科手術においては手術の進行に伴い術者の位置は絶えず変わり、眼の位置も絶えず変化する。このため、それまで設置されていたスクリーン自体が邪魔になったり、観察者から見てスクリーンが観察し難い向きに変わったりすることが起こる。
しかし、前記特許文献1の表示装置では、スクリーンと投射機の両者が固定式な関係で支持された構造であるので、スクリーンと投射機とが対で同期して移動させることができず、医療用表示装置の使用上の取扱が不便であった。
しかし、前記特許文献1の表示装置では、スクリーンと投射機の両者が固定式な関係で支持された構造であるので、スクリーンと投射機とが対で同期して移動させることができず、医療用表示装置の使用上の取扱が不便であった。
一方、前記特許文献2の表示装置では、スクリーンおよび画像投影機が同一の支持アームに取り付けられており、支持アームにより術者の目の位置に対応したポジショニングを可能ならしめ得る。しかし、この特許文献2の方式ではスクリーンおよび画像投影機の相対位置が常に一定に保つ必要があるため、スクリーンを移動させるためには2台の画像投影機も一体的に移動させる必要があった。このように、2台の画像投影機をスクリーンと一体的に移動させることは、大型化による可動範囲の制限や重量化による操作性の劣化につながる。
本発明は前記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、投射装置から表示パネルに投影して観察するようにした表示装置において、観察者の体や眼の移動に伴う表示装置の画像表示部の可動範囲が広く、操作性の良いものとすることにある。
請求項1に係る発明は、画像情報を生成する画像形成手段とこの生成された画像情報を投射する投影光学系を備えた投射装置と、前記投射装置から投射された投影光を受けて観察者が観察できる画像を表示する表示パネル部と、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段と、前記表示パネル部が前記投射装置に対して動いた方向と量を検出する検出手段と、前記投射装置の画像形成手段で生成される画像を補正する画像処理手段、及び前記投射装置の投影光学系を操作して投影状態を調整する調整手段の少なくと一方の手段と、前記投射装置に対しての前記表示パネル部の動きに伴う画像のずれを補正するために前記検出手段からの入力信号により前記画像処理手段及び前記調整手段の少なくとも一方の手段の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする医療用表示装置である。
請求項2に係る発明は、視差のある2つの画像を夫々生成する画像形成手段を有し、2つの画像を夫々の投影光学系により投射する投射装置と、前記投射装置から投射された投影光を観察者の方へ向けて観察者が立体観察できる画像を反射して集光するための正極性のレンズ作用を付与した反射手段を備えた表示パネル部と、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段と、前記表示パネル部が前記投射装置に対して動いた方向と量を検出する検出手段と、前記投射装置の画像形成手段で生成される画像を補正する画像処理手段、及び前記投射装置の投影光学系を操作して投影状態を調整する調整手段の少なくとも一方の手段と、前記投射装置に対しての前記パネル支持手段の動きに伴う画像のずれを補正するために前記検出手段からの入力信号により前記画像処理手段及び前記調整手段の少なくとも一方の手段の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする医療用表示装置である。
請求項3に係る発明は、前記投影光学系は、ズーム光学系とフォーカス光学系のいずれかを含み、この含まれる光学系を前記制御手段により制御して駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の医療用表示装置である。
請求項4に係る発明は、前記投影光学系は、前記投射装置から投影される画像の投影方向を変更するための可動式反射部材と、この可動式反射部材を前記制御手段により制御されて駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に記載の医療用表示装置である。
請求項5に係る発明は、前記画像処理手段は、電子ズーム機能および台形補正機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の医療用表示装置である。
請求項2に係る発明は、視差のある2つの画像を夫々生成する画像形成手段を有し、2つの画像を夫々の投影光学系により投射する投射装置と、前記投射装置から投射された投影光を観察者の方へ向けて観察者が立体観察できる画像を反射して集光するための正極性のレンズ作用を付与した反射手段を備えた表示パネル部と、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段と、前記表示パネル部が前記投射装置に対して動いた方向と量を検出する検出手段と、前記投射装置の画像形成手段で生成される画像を補正する画像処理手段、及び前記投射装置の投影光学系を操作して投影状態を調整する調整手段の少なくとも一方の手段と、前記投射装置に対しての前記パネル支持手段の動きに伴う画像のずれを補正するために前記検出手段からの入力信号により前記画像処理手段及び前記調整手段の少なくとも一方の手段の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする医療用表示装置である。
請求項3に係る発明は、前記投影光学系は、ズーム光学系とフォーカス光学系のいずれかを含み、この含まれる光学系を前記制御手段により制御して駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の医療用表示装置である。
請求項4に係る発明は、前記投影光学系は、前記投射装置から投影される画像の投影方向を変更するための可動式反射部材と、この可動式反射部材を前記制御手段により制御されて駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に記載の医療用表示装置である。
請求項5に係る発明は、前記画像処理手段は、電子ズーム機能および台形補正機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の医療用表示装置である。
請求項6に係る発明は、前記投射装置が、観察者が座るチェアに組み込まれ、かつ前記表示パネル支持手段が前記チェアに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の医療用表示装置である。
本発明によれば、観察者の眼の移動に伴う表示装置の画像位置移動が表示パネル部の移動のみで実現できるため、可動範囲が広く、操作性の良い表示装置が提供できる。
〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態に係る表示装置を図1から図4を参照して説明する。
本発明の第1の実施形態に係る表示装置を図1から図4を参照して説明する。
(構成)
図1は本実施形態に係る表示装置の概略的な構造を示す側面図であり、図2はその表示装置の概略的な構造を示す上面図である。図1中、符号1は投射装置全体を示し、この投射装置1は立体(3D)観察をおこなうべく図2に示す左右一対の投射装置1a,1bにより構成されている。各投射装置1a,1bには夫々LCD(Liquid Crystal Display)2(2a,2b)、投影光学系5(5a,5b)及び画像処理部6を備える。
図1は本実施形態に係る表示装置の概略的な構造を示す側面図であり、図2はその表示装置の概略的な構造を示す上面図である。図1中、符号1は投射装置全体を示し、この投射装置1は立体(3D)観察をおこなうべく図2に示す左右一対の投射装置1a,1bにより構成されている。各投射装置1a,1bには夫々LCD(Liquid Crystal Display)2(2a,2b)、投影光学系5(5a,5b)及び画像処理部6を備える。
図2に示す画像形成手段としてのLCD2a,2bはいずれも図示しない立体(3D)撮像装置としての、例えば実体顕微鏡や立体(3D)内視鏡で撮像された像に対応した視差を有した2つの画像を夫々生成する。各LCD2a,2bが生成した画像は夫々が対応する投影光学系5a,5bにより後述する表示用パネル7に向けて投影される。
各投影光学系5a,5bはいずれもズーム光学系3とフォーカス光学系4を備え、ズーム光学系3によりLCD2a,2bの画像を、表示用パネル7の大きさに略一致させると共に、フォーカス光学系4によりLCD2a,2bの画像の焦点が後述する表示用パネル7上に合うように投影する。
ここでは、図2に示すように、各投影光学系5a,5bの光軸中心が夫々のLCD2a,2bの画像中心を表示用パネル7の表示面中央に投影すべく、夫々のLCD2a,2bの画像中心に対して上下方向および左右方向に夫々シフトして各投影光学系5a,5bを配置している。また、各投射装置1a,1bは2つの投影光学系5a,5bにより夫々のLCD2a,2bの画像を表示用パネル7の表示面上に重ねて一致させると共に、各投影光学系5a,5bの射出瞳8a,8bが、その表示用パネル7の反射作用によって観察者10の入射瞳9a,9bの位置に投影されるようになっている。
前記画像処理部6は画像形成手段としてのLCD2a,2bに表示する画像について、電子ズームおよび台形補正をおこなうべく処理をおこなう。
また、左右一対の投射装置1a,1bは夫々のLCD2a,2b、投影光学系5a,5b及び画像処理部6を別々の鏡体11a,11bに組み込み、この別々の鏡体11a,11bが共通のユットケース12に対して組み付けられ、単一装置部としての画像投影機13を構成している。そして、前記画像投影機13は図1に示すように、そのユットケース12ごと、架台の支持アーム15の途中位置に取り付けられ、また、架台の支持アーム15の先端には前記表示用パネル7が取り付けられている。
前記表示用パネル7は上述した投射装置1a,1bから画像の投射を受けて、観察者10の右眼16aおよび左眼16bに夫々個別的に対応する左右夫々の射出瞳9b,9aを生成するものであり、そして、図3に示すように、光反射手段を構成するフレネル凹面鏡21を備える。フレネル凹面鏡21の反射面はミラーコート22により保護されている。フレネル凹面鏡21はフレネルレンズ面の正極性(正パワー)のレンズ作用によって左右一対の投射装置1a,1bから重ねて投影された夫々の画像23を反射し、観察者10の右眼16aおよび左眼16bに夫々個別的に対応する左右夫々の画像23を個別的に投影する。各投射装置1a,1bの夫々のLCD2a,2bから投影された画像25b,25aは観察者10の左右別々の眼16a,16bに入射し、観察者10はその視差を有した2つの画像を左右の眼16a,16bで別々に観察することにより立体観察をおこなう。図2において示す符号8a,8bは各投影光学系5a,5bの射出瞳を夫々示し、符号9a,9bはフレネル凹面鏡21により左右の眼16a,16bに投影された射出瞳を夫々示している。
前記画像投影機13は同じく図1に示すように、架台の支持アーム15を含む投射装置保持部26に取り付けられ、また、前記表示用パネル7は同じく図1に示すように、架台の支持アーム15を含むパネル支持部27に取り付けられている。また、支持アーム15は架台のベースに延びる鉛直部15aとその鉛直部15aの上端から水平に延びる水平部15bを有する屈曲した形状をなしており、水平部15bの基端部分には前記画像投影機13が取り付けられており、水平部15bの先端には前記パネル支持部27が構成されている。つまり、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段を構築している。
パネル支持部27は支持アーム15の水平部15bの先端に対して鉛直な向きの回転軸O1 を中心として回転可能に取り付けられている。また、回転軸O1 は表示用パネル7の反射面上で、その反射面の中心を通る位置に配置される。なお、表示用パネル7にはこれを動かす場合に触れる把持部(図示せず)を設けても良い。
前記パネル支持部27には前記投射装置保持部26とパネル支持部27との相対的な回転量とその回転する向きを検出するため検出手段が設けられ、ここでは前記回転軸O1 回りの表示用パネル7の回転を検出するエンコーダー28が設けられている。このエンコーダー28からの回転検出信号は制御部30に送られる。
制御部30はその信号を受けて投射装置1の画像処理部6にLCD2の画像を変形(電子ズームや台形補正等)させるための命令を出力する。
尚、パネル支持部27は回転軸O1 の軸方向等にも移動可能な位置調整手段を備えても良い。
尚、パネル支持部27は回転軸O1 の軸方向等にも移動可能な位置調整手段を備えても良い。
(作用)
図示しない立体撮像装置で得られた視差を有する左右夫々の画像についての映像信号が夫々投射装置1a,1bのLCD2a,2bに入力する。図3に示すように、右側のLCD2aには右側の視差を有する画像25aが表示され、左側のLCD2bには右側の視差を有する画像25bが表示される。各LCD2a,2bで夫々生成された画像25a,25bは夫々の投影光学系5a,5bを通じて同一の表示用パネル7の面上に重なった画像23として投影される。
図示しない立体撮像装置で得られた視差を有する左右夫々の画像についての映像信号が夫々投射装置1a,1bのLCD2a,2bに入力する。図3に示すように、右側のLCD2aには右側の視差を有する画像25aが表示され、左側のLCD2bには右側の視差を有する画像25bが表示される。各LCD2a,2bで夫々生成された画像25a,25bは夫々の投影光学系5a,5bを通じて同一の表示用パネル7の面上に重なった画像23として投影される。
そして、表示用パネル7の面上に投影された画像25a,25bは夫々表示用パネル7のフレネルレンズ面のレンズ作用によって反射され、観察者10の右眼16aと左眼16bに夫々対応した位置にLCD2b、LCD2aの画像25a,25bの射出瞳8b,8a(9b,9a)が投影される。これにより観察者10は立体観察がおこなえる。
次に、観察者10が観察位置を変更するために表示用パネル7と一緒にパネル支持部27を操作し、回転軸O1 回りに回転させる。このときの表示用パネル7の傾き状態を、図2中の破線で示す。このときのパネル支持部27の回転量がエンコーダー28により検出され、制御部30はそのデータに応じて投射装置1a,1bの画像処理部6に台形補正の指令を送信し、画像25a,25bの台形補正を実行する。この台形補正を実行するときの表示用パネル7上の画像の変化状態を図4(a)(b)において示す。図4(a)で示す画像は、表示用パネル7の回転によって投射光軸と表示用パネル7の表面との角度が変わる結果、投射装置1から表示用パネル7に投影された画像23が歪んだものである。図4(b)で示す画像は、画像処理部6により補正された補正後の画像23の状態を示している。この一連の操作と処理により、観察者10が表示用パネル7を回転させて観察する向きを変更した場合でも画像23の歪みのない良好な立体観察がおこなえる。
(効果)
本実施形態の表示装置によれば、観察者10の観察位置を変更する場合、表示用パネル7と投射装置1を一体的に移動させる必要が無く、表示用パネル7のみを移動する良いため、観察位置変更の操作性が向上する。
本実施形態の表示装置によれば、観察者10の観察位置を変更する場合、表示用パネル7と投射装置1を一体的に移動させる必要が無く、表示用パネル7のみを移動する良いため、観察位置変更の操作性が向上する。
〔第2実施形態〕
本発明の第2の実施形態に係る表示装置を図5及び図6を参照して説明する。上述した第1の実施形態のものと同様の構成については同一の符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
本発明の第2の実施形態に係る表示装置を図5及び図6を参照して説明する。上述した第1の実施形態のものと同様の構成については同一の符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
(構成)
本実施形態では、架台の支持アーム15に表示用パネル7を支持するパネル支持部27の変形例を示すものである。表示用パネル7は水平な向きに配置した回転軸O2 回りで回転できるように保持される。つまり、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段を構築している。
本実施形態では、架台の支持アーム15に表示用パネル7を支持するパネル支持部27の変形例を示すものである。表示用パネル7は水平な向きに配置した回転軸O2 回りで回転できるように保持される。つまり、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段を構築している。
回転軸O2 は表示用パネル7の反射面上でその反射面の中心を通る位置に配置されている。回転軸O2 の軸上には支持アーム15と表示用パネル7との相対的な回転量とその回転する向きを検出するため検出手段が設けられ、ここではエンコーダー28が設けられている。制御部30はそのエンコーダー28からの検出信号を受けて前記投射装置1の画像処理部6にLCD2の画像を変形(電子ズームや台形補正等)させるための命令を出力する。
(作用)
観察者10が観察位置を変更する場合は表示用パネル7を水平な向きの回転軸O2 回りに回転させる操作をおこなう。この操作された表示用パネル7の状態を図4中の破線で示す。このとき、表示用パネル7上に投影された画像8は図6(a)に示すような歪んだ台形の状態になる。
観察者10が観察位置を変更する場合は表示用パネル7を水平な向きの回転軸O2 回りに回転させる操作をおこなう。この操作された表示用パネル7の状態を図4中の破線で示す。このとき、表示用パネル7上に投影された画像8は図6(a)に示すような歪んだ台形の状態になる。
一方、回転軸O2 上に設置されたエンコーダー28はその表示用パネル7の回転量を検出し、台形補正の指令を画像処理部6に送信する。画像処理部6では画像23の形を矯正する。すると、表示用パネル7上に投影された画像23は図6(b)に示すような長方形の形に補正される。この一連の操作により、観察者が表示用パネル7の回転により観察方向を変更した場合でも画像の歪みのない良好な立体観察がおこなえるようになる。
(効果)
本実施形態では上下方向の観察者の位置変更に対応できる。また、この上下方向の位置変更に加えて、上述した第1実施形態のものを組み合わせることができ、この場合には上下・左右の観察位置変更を選択的におこなえる。
本実施形態では上下方向の観察者の位置変更に対応できる。また、この上下方向の位置変更に加えて、上述した第1実施形態のものを組み合わせることができ、この場合には上下・左右の観察位置変更を選択的におこなえる。
〔第3の実施形態〕
本発明の第3の実施形態に係る表示装置を図7から図10を参照して説明する。上述した第1の実施形態のものと同様の構成については同一の符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
本発明の第3の実施形態に係る表示装置を図7から図10を参照して説明する。上述した第1の実施形態のものと同様の構成については同一の符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
(構成)
図7は表示装置の側面図であり、図8はその表示装置の上面図である。同図7,8中、符号41は観察者が座るためのチェアであり、ここでのマイクロチェアである。チェア41はキャスター付のベース部42、支柱部43、座面44及び背もたれ45を備える。
図7は表示装置の側面図であり、図8はその表示装置の上面図である。同図7,8中、符号41は観察者が座るためのチェアであり、ここでのマイクロチェアである。チェア41はキャスター付のベース部42、支柱部43、座面44及び背もたれ45を備える。
前記背もたれ45の上部には投射装置46が組み込まれている。この投射装置46には立体(3D)観察をおこなうべく左右一対の投射装置46a,46bを備えた構成になっている。図7に示すように、各投射装置46は上述した第1の実施形態の場合と同様、夫々LCD2、投影光学系5及び画像処理部6により構成されている。
図7に示すように、前記背もたれ45の比較的高い上部位置には前記各投射装置46の投影光学系5から出射された投影光を表示用パネル7の方へ屈折させるためのミラー47a,47bが設けられ、各ミラー47a,47bは図8に示すように左右に分かれて設置されている。各ミラー47a,46bは図7に示すガイド軸48に沿って上下方向へ移動可能に取り付けられていて、後述する第3のモーター53によって駆動されることにより、投射装置46から投影する向きを調整する手段を構成している。
また、各投射装置46a,46bにおけるズーム光学系3はいずれも別々の第1のモーター51によって駆動されるようになっており、フォーカス光学系4はいずれも別々の第2のモーター52によって駆動されるようになっている。各ミラー47a,47bはいずれも別々の第3のモーター53によって駆動されるようになっている。投射装置46a,46b、ミラー47a,46b、モーター51,52,53は前記チェア41の背もたれ45内に組み込まれ、外部から邪魔にならないように内蔵されている。
また、図8に示すように、背もたれ45の上部における一方の側壁にはアーム支持部54が設けられており、このアーム支持部54には表示用パネル7を支持するための支持アーム55を水平な向きの回転軸O3 回りに回動可能に取り付けられている。支持アーム55はリアアーム56とフロントアーム57により構成されており、フロントアーム57はリアアーム56内に適宜収納可能に組み付けられていて、リアアーム56に対しフロントアーム57が長手方向へ伸縮可能に支持されている。
上述したようにリアアーム56の基端は背もたれ45の側面に配置したアーム支持部54に対して回転軸O3 を中心に回転可能に支持されている。また、フロントアーム57の先端には前記同様の表示用パネル7が前記回転軸O3 とは異なる向きの例えば鉛直な向きの回転軸O4 回りに回転可能に支持されている。つまり、前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段を構築している。
前記フロントアーム57にはフロントアーム57に対する回転軸O4 回りの表示用パネル7の回転量とその回転する向きを検出するための検出手段が設けられ、ここでは第1のエンコーダー61が設けられている。また、リアアーム56にはリアアーム56に対するフロントアーム57の伸縮量とその向きを検出するための検出手段として第2のエンコーダー62が設けられている。また、アーム支持部54にはアーム支持部54に対する回転軸O3 回りのリアアーム56の回転量とその回転する向きを検出するための検出手段として第3のエンコーダー63が設けられている。各エンコーダー61〜63で検出した信号は制御部30に送られ、制御部30では検出した信号に応じて前記モーター51〜53を駆動させる命令を出力する。
(作用)
図示しない立体撮像装置で得られた視差を有する左右夫々の画像についての映像信号が夫々投射装置1a,1bのLCD2a,2bに入力する。LCD2a,2bから出射される画像25a,25bは投影光学系5a,5bを夫々通過し、対応する各ミラー47a,47bで反射し、表示用パネル7上に投影される。
図示しない立体撮像装置で得られた視差を有する左右夫々の画像についての映像信号が夫々投射装置1a,1bのLCD2a,2bに入力する。LCD2a,2bから出射される画像25a,25bは投影光学系5a,5bを夫々通過し、対応する各ミラー47a,47bで反射し、表示用パネル7上に投影される。
そして、表示用パネル7のフレネルレンズ及びそのミラーコートにより、観察者の右眼16aと左眼16bの位置には、LCD2b,2aの画像の射出瞳8b,8aが投影される。これにより観察者10は上述した第1の実施形態の場合と同様、立体的に観察することができる。
次に、観察者10が表示用パネル7を観察する位置を変更する場合についての作用を図9及び図10を用いて説明する。まず、図9は観察者10の前後方向に表示用パネル7の位置を変更する場合である。観察者10は表示用パネル7を図9で示す矢印方向へ移動させる。このとき、フロントアーム57がリアアーム56に対して移動し、第2のエンコーダー62がその移動量と向きを検出する。第2のエンコーダー62の入力値に従い、制御部30は第1のモーター51および第2のモーター52に駆動信号を出力する。すなわち、表示用パネル7の位置変更に伴なって表示用パネル7上の投影画像の大きさが変化(図9の動作の例では表示用パネル7に対して投影画像が大きくなる。)するので、その投影画像の大きさを適正な大きさに戻す(図9の動作の例では投影画像を縮小させる。)べく、第1のモーター51によりズーム光学系4を駆動する。また、表示用パネル7の移動後の表面位置にフォーカスを合わせるべく第2のモーター52はフォーカス光学系4を駆動させる。また、この一連の動作により、観察者10は前後方向へ表示用パネル7を移動して観察位置を変更した場合でも良好な立体観察をおこなうことができる。
また、図10は観察者10の上下方向へ表示用パネル7を移動し、支持アーム55を回動して観察する位置を上下に変更する場合である。すなわち、観察者10は表示用パネル7を図10の矢印方向へ移動するように支持アーム55を回動させる。このときにフロントアーム57に対する表示用パネル7の回転量とその移動する向きを第1のエンコーダー61で検出し、さらに、アーム支持部54に対するリアアーム56の回転量とその回動する向きを第3のエンコーダー63で検出する。
そして、第1のエンコーダー61及び第3のエンコーダー63の入力値に従い、制御部30が第1のモーター51及び第3のモーター53に駆動信号を出力する。また、支持アーム55の回動に応じて支持アーム55の伸縮が必要な場合には加えて第2のモーター52も駆動する。
すなわち、表示用パネル7の移動後の中心位置に投影画像の中心を合わせるべく第3のモーター53によりミラー47を上方へ移動させる。また、LCD2と表示用パネル7の距離の変化に伴なう表示用パネル7上の画像補正をフォーカス光学系4およびズーム光学系3でおこなう。
(効果)
本実施形態では、観察者の前後、上下方向への平行移動に対応できるため、チェア41に座る観察者の体格や姿勢への対応が自由におこなえる。また、チェア41の背もたれ45に投射装置1および投影光学系5が内蔵されているため、省スペース化が図れる。
本実施形態では、観察者の前後、上下方向への平行移動に対応できるため、チェア41に座る観察者の体格や姿勢への対応が自由におこなえる。また、チェア41の背もたれ45に投射装置1および投影光学系5が内蔵されているため、省スペース化が図れる。
なお、本実施形態では表示用パネル7の移動に伴なう投影画像の大きさを補正するためにズーム光学系を用いたが、投射装置の画像処理部による電子ズームでも同様の効果が得られる。
尚、本実施形態では立体観察をおこなう表示の場合の例であるので、立体撮像装置により視差を有した2つの画像を夫々生成するようにしたが、本発明ではそのような場合に限らず、一般の内視鏡や顕微鏡または超音波診断装置、さらにはMRIまたはCTなどの画像信号を受けて表示する場合も含み、さらに、表示パネル部としては投射機から所定の画像情報を含む信号光を照射して表示するホログラムスクリーン等の表示方式であっても良い。
本発明は、前述した実施形態のものに限定されるものではなく、他の形態にも適用が可能である。
1…投射装置
2…LCD
3…ズーム光学系
4…フォーカス光学系
5…投影光学系
6…画像処理部
7…表示用パネル
27…パネル支持部
2…LCD
3…ズーム光学系
4…フォーカス光学系
5…投影光学系
6…画像処理部
7…表示用パネル
27…パネル支持部
Claims (6)
- 画像情報を生成する画像形成手段と、この生成された画像情報を投射する投影光学系を備えた投射装置と、
前記投射装置から投射された投影光を受けて観察者が観察できる画像を表示する表示パネル部と、
前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段と、
前記表示パネル部が前記投射装置に対して動いた方向と量を検出する検出手段と、
前記投射装置の画像形成手段で生成される画像を補正する画像処理手段、及び前記投射装置の投影光学系を操作して投影状態を調整する調整手段の少なくと一方の手段と、
前記投射装置に対しての前記表示パネル部の動きに伴う画像のずれを補正するために前記検出手段からの入力信号により前記画像処理手段及び前記調整手段の少なくとも一方の手段の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする医療用表示装置。 - 視差のある2つの画像を夫々生成する画像形成手段を有し、2つの画像を夫々の投影光学系により投射する投射装置と、
前記投射装置から投射された投影光を観察者の方へ向けて観察者が立体観察できる画像を反射して集光するための正極性のレンズ作用を付与した反射手段を備えた表示パネル部と、
前記投射装置に対して前記表示パネル部を相対的に動かすことが可能なパネル支持手段と、
前記表示パネル部が前記投射装置に対して動いた方向と量を検出する検出手段と、
前記投射装置の画像形成手段で生成される画像を補正する画像処理手段、及び前記投射装置の投影光学系を操作して投影状態を調整する調整手段の少なくとも一方の手段と、
前記投射装置に対しての前記パネル支持手段の動きに伴う画像のずれを補正するために前記検出手段からの入力信号により前記画像処理手段及び前記調整手段の少なくとも一方の手段の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする医療用表示装置。 - 前記投影光学系は、ズーム光学系とフォーカス光学系のいずれかを含み、この含まれる光学系を前記制御手段により制御して駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の医療用表示装置。
- 前記投影光学系は、前記投射装置から投影される画像の投影方向を変更するための可動式反射部材と、この可動式反射部材を前記制御手段により制御されて駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に記載の医療用表示装置。
- 前記画像処理手段は、電子ズーム機能および台形補正機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の医療用表示装置。
- 前記投射装置が、観察者が座るチェアに組み込まれ、かつ前記表示パネル支持手段が前記チェアに接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の医療用表示装置。
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