方式進行補償?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)。
[0079]圖7中所圖示的根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的手術(shù)用頭戴式顯示器的影像放大部240的影像水平放大原理與之前參照圖6a至圖6d而記述的影像水平放大原理相同，因而省略對其的詳細說明，下面參照圖8a至圖Sc詳細說明影像豎直放大原理。
[0080]圖8a至圖Sc均為用于說明根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用頭戴式顯示器的影像放大部的影像豎直放大原理的圖，圖8a是將不具有豎直方向放大單元時的一般影像光的行進路徑圖式化的圖。根據(jù)圖8a，由于傾斜面的入射角Θ與反射角Θ '應(yīng)相同，因而入射影像光的寬度d與反射影像光的寬度(Γ相同，因而沒有放大效果。
[0081]圖8b是將在上述第二楔形棱鏡245中的傾斜面246具有全息光學(xué)元件(HOE)而作為豎直方向放大單元248時的影像光的行進路徑圖式化的圖，根據(jù)圖Sb，就沿豎直方向入射至傾斜面的影像光而言，基于與圖6b中所示原理相同的原理，由于在上述全息光學(xué)元件248內(nèi)部包括有預(yù)先輸入的圖案紋樣，因而使影像光朝向既已輸入的水平前方反射，其中，就所述圖案紋樣而言，衍射的角度由影像信號的波長所決定。
[0082]圖Sc是將在上述第二楔形棱鏡245中的傾斜面具有衍射光學(xué)元件(DOE)而作為水平方向放大單元249時的影像光的行進路徑圖式化的圖，根據(jù)圖Sc，基于與圖6d中所示原理相同的原理，沿豎直方向入射至傾斜面的寬度為d的影像光由突出于上述衍射光學(xué)元件(DOE)表面的鋸齒模樣的反射面所反射而朝向水平前方，并成為寬度為(Γ的影像光而以被放大的狀態(tài)反射。對于作為上述豎直方向放大單元249的衍射光學(xué)元件(DOE)的外部面實施半透半反鏡涂層(Coat ing)處理，從而能夠同時觀察到在上述第二楔形棱鏡245內(nèi)部反射的影像光和從外部透射的影像光。
[0083]圖9示出了圖7所示的根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用頭戴式顯示器的影像放大部240的變形例，就上述影像放大部240而言，在上述準(zhǔn)直透鏡241與上述第一楔形棱鏡243之間追加設(shè)置45度反射板242，從而做成能夠以在眼鏡框中能夠放入上述顯示器件130和上述準(zhǔn)直透鏡241的構(gòu)造排列。
[0084]根據(jù)如上所述的構(gòu)成，在上述顯示器件130發(fā)散的影像光通過以與上述顯示器件平行且光軸一致的方式就位的上述準(zhǔn)直透鏡241而變成平行光之后，在上述45度反射板旋轉(zhuǎn)90度而向上述第一楔形棱鏡243內(nèi)部入射，且如之前利用圖7記述那樣通過水平和豎直方向的放大單元向使用者提供放大的影像。
[0085]圖10示出了圖7所示的根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用頭戴式顯示器的影像放大部240的另一變形例，就上述影像放大部240而言，在上述第一楔形棱鏡243與上述第二楔形棱鏡245之間追加設(shè)置作為能夠進一步放大水平方向和豎直方向的影像的單元的、具有放大率的透鏡251，從而能夠進一步擴大視場角(FOV)。
[0086]以如上構(gòu)成實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用頭戴式顯示器由于利用第一楔形棱鏡243所提供的水平方向放大單元244和第二楔形棱鏡245所提供的豎直方向放大單元(未圖示)而能夠放大影像，因而不僅能夠使得用于放大像的透鏡使用最小化，而且盡管厚度薄也能夠放大影像，從而能夠收視大畫面。另外，最大限度地抑制使用如半透半反鏡那樣強行光損失的單元，從而能夠提供與原圖像幾乎同等的水平的非常明亮而鮮明的圖像。
[0087]雖然至此所進行的本發(fā)明的詳細說明中關(guān)于具體實施例進行了說明，但在不逸出本發(fā)明的范圍的限度內(nèi)當(dāng)然能夠進行各種變形。因此，本發(fā)明的范圍不得局限于所說明的實施例而定，應(yīng)由所附的權(quán)利要求書以及與該權(quán)利要求書等同的范圍而定。
[0088]因此，根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)用頭戴式顯示器不僅能夠應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，而且在應(yīng)用較多地使用X 2-X 40放大倍率的光學(xué)實體顯微鏡(stereo microscope)的生物學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域、工程學(xué)領(lǐng)域也能夠應(yīng)用。另外，通過在產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場適用于半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝檢查等需要放大的所有狀況，就能得到比肉眼確認(rèn)更寬闊的領(lǐng)域的影像。
【主權(quán)項】
1.一種手術(shù)用頭戴式顯示器，其是透視(See-Through)型，該手術(shù)用頭戴式顯示器其特征在于，包括: 影像處理部，其獲取手術(shù)部位的影像并放大所獲取的影像，以便通過肉眼能夠一并確認(rèn)手術(shù)部位的放大影像和實際狀況； 鏡片，通過其將實際狀況透射而顯示，并且確認(rèn)在上述影像處理部所放大的影像；以及， 主體部，其以眼鏡的框架形態(tài)安裝上述影像處理部和鏡片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述影像處理部包括: 影像獲取部，其由變焦透鏡、光圈、以及攝像部構(gòu)成而將手術(shù)部位的影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像數(shù)據(jù)； 影像顯示部，其由顯示板、背光源、以及顯示器件構(gòu)成而顯示在上述影像獲取部所轉(zhuǎn)換的數(shù)字影像數(shù)據(jù)；以及， 影像放大部，其將顯示于上述影像顯示部的影像放大并通過上述鏡片向佩戴者的眼睛提供放大的影像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 進一步包括遠程支援部，其將手術(shù)所需的包括患者信息在內(nèi)的各種信息收集并向上述影像處理部傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述影像處理部，為了與上述遠程支援部進行無線數(shù)據(jù)通信而進一步包括無線部，該無線部用于進行基于藍牙、無線局域網(wǎng)、或射頻的無線通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述影像放大部包括: 準(zhǔn)直透鏡，其使在上述影像顯示部的顯示器件所發(fā)散的影像光平行； 柱面透鏡，其接受通過上述準(zhǔn)直透鏡而校正為平行的影像光的入射并提供沿豎直方向放大的影像；以及， 第一波導(dǎo)，其具有第一和第二反射面，使得通過了上述柱面透鏡的影像光能夠入射而兩次改變行進方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述影像放大部進一步包括具有與上述第一波導(dǎo)相反的形狀的第二波導(dǎo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述第一波導(dǎo)是在上述第二反射面附著全息光學(xué)元件(HOE)和鋸齒構(gòu)造的衍射光學(xué)元件(DOE)中至少一個而作為放大水平方向影像的水平方向放大單元，其中，所述全息光學(xué)元件(HOE)在內(nèi)部形成光柵構(gòu)造而能夠向所希望的方向改變反射角的方向，所述鋸齒構(gòu)造的衍射光學(xué)元件(DOE)具有傾斜角使得反射面能夠向所希望的方向改變反射角的方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述影像放大部包括: 準(zhǔn)直透鏡，其使在上述影像顯示部的顯示器件所發(fā)散的影像光平行； 第一楔形棱鏡，其接受通過上述準(zhǔn)直透鏡而校正為平行的影像光的入射，并具備能夠沿水平方向放大影像的第一放大單元； 第二楔形棱鏡，其接受通過上述第一楔形棱鏡而沿水平方向放大的影像光的入射，并具備能夠沿豎直方向放大影像的第二放大單元；以及， 第三楔形棱鏡，其具有與上述第二楔形棱鏡相反的形狀，以防在上述第二楔形棱鏡反射而沿豎直方向放大的影像光和透射上述第二楔形棱鏡而向使用者提供的外部影像畸變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述第一放大單元是在內(nèi)部形成光柵構(gòu)造而能夠向所希望的方向改變反射角的方向的全息光學(xué)元件(HOE)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手術(shù)用頭戴式顯示器，其特征在于， 上述第一放大單元是具有傾斜角使得反射面能夠向所希望的方向改變反射角的方向的、鋸齒構(gòu)造的衍射光學(xué)元件(D0E)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種手術(shù)用頭戴式顯示器，其是透視(See-Through)型，該手術(shù)用頭戴式顯示器包括：影像處理部，其獲取手術(shù)部位的影像并放大所獲取的影像，以便通過肉眼能夠一并確認(rèn)手術(shù)部位的放大影像和實際狀況；鏡片，通過其將實際狀況透射而顯示，并且確認(rèn)在上述影像處理部所放大的影像；以及，主體部，其以眼鏡的框架形態(tài)安裝上述影像處理部和鏡片，從而提供一種比現(xiàn)有手術(shù)用放大鏡或手術(shù)用顯微鏡小而輕，且能夠使手術(shù)部位的放大倍率比手術(shù)用放大鏡更大的手術(shù)用頭戴式顯示器。
【IPC分類】G02B27-00, G02B27-01
【公開號】CN104834091
【申請?zhí)枴緾N201510053398
【發(fā)明人】李基勛, 景宰玄, 趙恩熙
【申請人】綠色光學(xué)株式會社
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月2日