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技術 実体顕微鏡

出願人 オリンパス株式会社
発明者 森田和雄高橋進榛澤豊治中岡正哉安田英治浪井泰志
出願日 2000年4月26日 (19年11ヶ月経過) 出願番号 2000-131552
公開日 2001年7月6日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2001-183588
状態 特許登録済
技術分野 顕微鏡、コンデンサー 手術・診断のための補助具
主要キーワード 保持移動機構 決定素子 注視野 顕微鏡観察画像 配置構成図 イメージローテーター 反射面部分 可動光学素子
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

観察者に、顕微鏡観察像と共に複数の各種画像をそれらの像情報を失うことなく同時に提供することの出来る実体顕微鏡を提供する。

解決手段

本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像MIと、画像表示手段9に表示された画像RI,RI′,RI″,RI1 ,RI2 を観察者11の眼へ別々に導く顕微鏡像観察用接眼光学系7と複数の画像観察用接眼光学系10とを備えている。

概要

背景

従来より手術用顕微鏡等の実体顕微鏡は、脳神経外科耳鼻咽喉科眼科等の外科手術において術部の拡大観察像術者に提供し、手術の効率向上等のために重要な役割を果たしている。近年では、実体顕微鏡による術部の拡大観察像だけでなく、術部周辺のCT・MR・超音波による断層画像内視鏡観察画像など手術に有効な医療用画像術前及び/又は術中に複数得ることが出来るようになった。これらの画像は顕微鏡画像も含め夫々単独で見ても手術に有効な情報となるが、互いの画像を見比べ考察することにより一層多くの情報を術者に提供できる結果となる。

そこで、術中に実体顕微鏡を覗いたままで顕微鏡観察像とCT・MR画像内視鏡観察像等を同時に観察できることが望まれるが、従来このような顕微鏡を覗いたままで他の画像も観察できるようにした実体顕微鏡は特開平10−333047号公報等に開示されている。図61はその実体顕微鏡の接眼鏡筒部分を示しているが、実体顕微鏡双眼鏡筒光学系OSとは別に、画像表示手段IDと、該画像表示手段ID上に表示された画像を接眼レンズIPへ導く投影光学系PSとを有し、接眼レンズIPにより顕微鏡観察像と画像表示手段ID上に表示された画像とが同時に観察できるようになっている。

概要

観察者に、顕微鏡観察像と共に複数の各種画像をそれらの像情報を失うことなく同時に提供することの出来る実体顕微鏡を提供する。

本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像MIと、画像表示手段9に表示された画像RI,RI′,RI″,RI1 ,RI2 を観察者11の眼へ別々に導く顕微鏡像観察用接眼光学系7と複数の画像観察用接眼光学系10とを備えている。

目的

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察者に顕微鏡観察像を提供するだけでなく、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やCT・MR画像などの複数の画像情報を、互いの像情報を失うことなく同時に観察者に提供することの出来る手術用顕微鏡等の実体顕微鏡を提供しようとするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

顕微鏡観察像と、画像素子手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へ別々に導く二種類の接眼光学系を設けたことを特徴とする実体顕微鏡。

請求項2

顕微鏡観察像と、画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡本体部内に、画像表示手段と、該画像表示手段に表示された画像から出射した光束を顕微鏡観察像を観察する観察者の瞳孔に顕微鏡観察像を拡大観察するための接眼光学系を介さずに入射させて該観察者に前記画像表示手段に表示された画像の拡大像を観察させる第一の光学系と、画像表示手段に表示された画像から出射した光束を顕微鏡光学系内へ挿入して顕微鏡観察像の結像位置に重ねて結像させる第二の光学系及び顕微鏡観察像の一部を遮光してその遮光範囲内に画像表示手段に表示された画像から出射した光束を結像させる第三の光学系の何れか一方または両方とを備えたことを特徴とする実体顕微鏡。

技術分野

0001

本発明は、顕微鏡観察像と複数の他の画像情報とを観察者に同時に提供するのに好適な手術用顕微鏡等の実体顕微鏡に関する。

背景技術

0002

従来より手術用顕微鏡等の実体顕微鏡は、脳神経外科耳鼻咽喉科眼科等の外科手術において術部の拡大観察像術者に提供し、手術の効率向上等のために重要な役割を果たしている。近年では、実体顕微鏡による術部の拡大観察像だけでなく、術部周辺のCT・MR・超音波による断層画像内視鏡観察画像など手術に有効な医療用画像術前及び/又は術中に複数得ることが出来るようになった。これらの画像は顕微鏡画像も含め夫々単独で見ても手術に有効な情報となるが、互いの画像を見比べ考察することにより一層多くの情報を術者に提供できる結果となる。

0003

そこで、術中に実体顕微鏡を覗いたままで顕微鏡観察像とCT・MR画像内視鏡観察像等を同時に観察できることが望まれるが、従来このような顕微鏡を覗いたままで他の画像も観察できるようにした実体顕微鏡は特開平10−333047号公報等に開示されている。図61はその実体顕微鏡の接眼鏡筒部分を示しているが、実体顕微鏡双眼鏡筒光学系OSとは別に、画像表示手段IDと、該画像表示手段ID上に表示された画像を接眼レンズIPへ導く投影光学系PSとを有し、接眼レンズIPにより顕微鏡観察像と画像表示手段ID上に表示された画像とが同時に観察できるようになっている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、この構成では一つの接眼レンズIPに複数の画像が導かれるため、図62に示すように顕微鏡観察像MIの一部が遮光されて、その遮光部分に画像表示手段ID上に表示された画像RIが現れるようになる。即ち、この従来例では、他の画像情報を同時に見るために顕微鏡観察像の一部が削られてしまうと云う結果となる。一般に、CT・MRによる断層画像や内視鏡画像等は非常に高精細であり、或る程度の大きさで術者が見えるようにしなければ十分な情報を得ることは出来ないため、顕微鏡観察像と共にCT・MR画像を見る場合、顕微鏡観察像の削られる量は、多くなることはあっても少なくなるようなことは無い。また、図63に示す如く、或る程度の大きさで内視鏡画像RI1やCT画像RI2やMR画像RI3など複数の画像を顕微鏡観察像MIと同時に見えるようにした場合には、顕微鏡観察像は殆ど削られてしまい、手術において最も重要な顕微鏡観察像からの情報が十分に得られない状態となってしまう。このように、従来技術による実体顕微鏡では、顕微鏡観察像からの情報が十分に得られる状態で、同時に複数の他の画像情報を術者に伝達することは困難であった。

0005

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察者に顕微鏡観察像を提供するだけでなく、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やCT・MR画像などの複数の画像情報を、互いの像情報を失うことなく同時に観察者に提供することの出来る手術用顕微鏡等の実体顕微鏡を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを観察者の眼へ別々に導く二種類の接眼光学系を設けたことを特徴としている。

0007

また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像と、画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡本体部内に、画像表示手段と、該画像表示手段に表示された画像から出射する光束を顕微鏡観察像を観察する観察者の瞳孔に顕微鏡画像を拡大観察するための接眼光学系を介さずに入射させて観察者に前記画像表示手段に表示された画像の拡大像を観察させる第一の光学系と、画像表示手段に表示された画像から出射する光束を顕微鏡光学系内へ挿入させて顕微鏡観察像の結像位置に重ねて結像させる第二の光学系及び顕微鏡観察像の一部を遮光してその遮光範囲内に画像表示手段に表示された画像から射出する光束を結像させる第三の光学系の何れか一方または両方とを備えたことを特徴としている。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、本発明の実施の形態を図示した各種実施例に基づき説明する。
実施例1
図1及び2は本発明の第1実施例を示しており、図1は実体顕微鏡の概略構成を示す断面図、図2は顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。図中、1は顕微鏡の鏡体部、2は双眼鏡筒部、3は被観察物体、4は被観察物体3からの光をアフォーカル光束にする対物光学系、5は変倍光学系、6は結像光学系、7は顕微鏡像観察用接眼光学系、8は結像光束を導く偏向手段、9は内視鏡画像やCT・MR画像等を表示可能な小型のLCD等より成る画像表示手段、10は画像表示手段9上に表示された画像を拡大して観察者11に提供する画像観察用接眼光学系である。

0009

図示のように、顕微鏡像観察用接眼光学系7は観察者11の左右眼に対応して一対、前記画像観察用接眼光学系10は観察者11の左右眼に対して夫々一対ずつ配置されていて、右眼用左眼用に夫々配置された顕微鏡像観察用接眼光学系7と画像観察用接眼光学系10はその各射出瞳位置が観察者11のアイポイント12に重なるように構成されている。

0010

第1実施例は上記のように構成されているから、顕微鏡観察像MIと画像表示手段9上に表示された画像の拡大像RIとを、図2に示されるように、削られることなく同時に観察することができ、観察者11は各々の画像から十分な情報を得ることが出来る。

0011

この実施例では、上述のように顕微鏡像観察用接眼光学系7の射出瞳と画像観察用接眼光学系10の射出瞳とが重なるように構成されているが、実際上観察者11の瞳孔には各射出瞳から射出する光束が同時に入射すれば良いから、重ならずに互いに離れていても、顕微鏡像観察用接眼光学系7の光軸に対して垂直方向には瞳孔径は約2mmであるため、各射出瞳の周辺部どうしの距離が2mm以下であれば良い。また、顕微鏡像観察用接眼光学系7の光軸方向には、各射出瞳間の距離が10mm以下であれば良い。

0012

なお、本実施例において、画像表示手段9と画像観察用接眼光学系10を一つのハウジング内に配置してユニット化し、このユニットを顕微鏡の鏡体部1に対して着脱可能なように構成すれば、顕微鏡観察像MI以外の画像観察を必要としない場合または顕微鏡観察像MI以外の画像観察を必要としない観察者がいる場合、全部又は一部の上記ユニットを取り外すだけで、共通の鏡体部1のままで通常の顕微鏡観察を行うことが可能であり、実体顕微鏡の機能を倍加することが出来る。

0013

実施例2
図3及び4は本発明の第2実施例を示しており、図3は双眼鏡筒部の概略構成を示す断面図、図4は顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。図中、第1実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系を構成するレンズのうち一部が互いに一体に構成されている点で、第1実施例とは異なる。図中、13は中央部が顕微鏡像1を拡大して観察者11に提供する顕微鏡像観察用接眼光学系の役割を持ち、左右両端部分が画像表示手段9上に表示された画像を拡大して観察者11に提供する画像観察用接眼光学系の役割を持つプラスチック成形レンズである。

0014

この実施例においては、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを隔離するための枠部材を必要としないため、両接眼光学系同士を近づけて配置することができ、顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸O1と画像観察用接眼光学系の光軸O2とのなす角αを小さくすることが出来る。そのため、図4に示すように実際に観察した時の顕微鏡観察像MIと画像表示手段9上に表示された画像の拡大像RIとの間隔を短くすることが出来る。人間の注視野(頭部を固定し、眼球運動だけで中心固視し得る範囲)は個人差はあるものの半径約44゜の円形となるため、上記角度αが注視野範囲の半径44゜以上になると、拡大像RIが顕微鏡観察像MIを中心に観察した場合注視野範囲から外れてしまい、顕微鏡観察像MIと同時に観察することが出来なくなってしまうが、上記構成による実体顕微鏡は上記角度αを小さく保つことが出来るため、両画像共に注視野範囲内に入り、両画像を容易に同時観察することが出来る。

0015

実施例3
図5乃至7は本発明の第3実施例を示しており、図5は手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部の光学配置を示す側面図、図6図5の平面図、図7は顕微鏡観察像と画像表示手段としての小型LCD上に表示された画像の拡大像の配置の一例を示す説明図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系を構成するレンズの一部が共用されている点で特徴を有する。即ち、14はそのレンズであって、透過面である第一面14aと、反射面と透過面を兼ねた第二面14bと、対称面を持たない曲面から成っていてミラーコーティングの施された反射面部分と透過面部分を有する第三面14cとを備えている。15は画像表示手段9上に表示された画像から射出した光束を反射してレンズ14内へ導くための反射ミラーである。

0016

本実施例は上記のように構成されているから、顕微鏡像Iから出射した光束は、レンズ14の第一面14aに入射し、第二面14bで全反射し、第三面14cの反射面部分で反射し、第二面を透過して観察者11の眼へ導かれる。一方、画像表示手段9上に表示された画像から出射した光束は、反射ミラー15で反射し、レンズ14の第三面14cの透過面部分に入射し、第二面を通過して観察者11の眼へ導かれる。そして、顕微鏡像観察用接眼光学系、画像観察用接眼光学系ともに射出瞳を観察者11のアイポイント12に重ねている。なお、図6に明示されているように、画像観察用接眼光学系は、レンズ14を除いて反射ミラー15と画像表示手段9としての小型LCDを、左右の眼毎に夫々一対ずつ配置して構成されている。また、これらの小型LCDには内視鏡画像やCT・MR画像が表示されるようになっている。

0017

本実施例によれば、顕微鏡像観察用接眼光学系自体の小型化と、接眼系全体の小型化が図れる。また、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを隔離するための枠部材が不要であるため、顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸O1と画像観察用接眼光学系の光軸O2とのなす角αを小さくすることが可能である。そのため、図7に示すように、実際に観察を行った時の顕微鏡観察像MI及び画像表示手段9に表示された画像の拡大像RIともに注視野範囲内に入り、両画像を同時に観察することが出来る。従って、顕微鏡像と顕微鏡像以外の複数の画像情報を伝達するのに最適で且つ小型の手術用顕微鏡を提供することが出来る。

0018

本実施例では、画像表示手段9として小型のLCDを用いたが、この小型LCDとしては、小型の透過型液晶表示装置光源からの光を受けて反射強度変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いることが出来る。また、本実施例では、画像観察用接眼光学系の結像位置に直接小型LCDを配置したが、これに代えて画像リレー光学系を用い、小型LCDに表示された画像をリレーしてリレー像面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。

0019

実施例4
図8及び9は本発明の第4実施例を示しており、図8手術用顕微鏡システムの全体構成を示す説明図、図9は鏡体部内部の光学配置を示す断面図である。図中、第1実施例と実質上同一の部材には、同一符号が付されており、詳細な説明は省略されている。図8において、16は手術用顕微鏡の接眼光学系を収納する接眼部、17は手術用顕微鏡の光源、18はライトガイドケーブル、19は内視鏡、20は内視鏡の光源、21はライトガイドケーブル、22は内視鏡用カメラヘッド、23はカメラヘッド22のコントローラー、24は超音波断層撮影プローブ、25は超音波断層撮影プローブのコントローラー、26はナビゲーションシステム、27はカメラアレー、28はコンピューター、29はCTシステム、30はMRIシステム、31は画像表示手段のコントローラーである。図9において、32は光路入手段、33は画像表示手段9から出射した光束をアフォーカル光束にして光路挿入手段32へ入射させる画像挿入光学系、34は画像表示手段9に画像信号を送るためのケーブル図8参照)である。

0020

本実施例においては、被観察物体3から射出した光束は、対物光学系4,変倍光学系5を透過してアフォーカル光束となり、光路挿入手段32へ入射する。一方、画像表示手段9から射出した光束は画像挿入光学系33を透過してアフォーカル光束となり、光路挿入手段32へ入射する。このようにして、光路挿入手段32へ入射した両光束は、一緒になって双眼鏡筒部2内へ入射する。従って、観察者11は、接眼部16を介して手術用顕微鏡観察像と画像表示手段9に表示された画像の拡大像とが重なった状態で観察することが出来る(図12のMIとRI′)。この説明で明らかなように、光路挿入手段32は、ビームスプリッターハーフミラー、反射面と透過面を部分的に分けたミラー等の素子から成る。この実施例による画像表示法は、顕微鏡観察像と表示手段上に表示された画像の拡大像とを重ねて表示しても、互いに支障を来すことのない信号や図形などの表示に適している。

0021

実施例5
図10は本発明の第5実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部の断面図であって、図中、第1実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、画像表示手段9が双眼鏡筒部2内に設置されている点で第4実施例とは異なる。35は接眼光学系を除いた双眼鏡筒光学系、36は接眼光学系の結像位置、37は画像リレー光学系、38はプリズムである。

0022

この実施例においては、図9に示した如き対物光学系4と変倍光学系5を介して得られたアフォーカル光束を双眼鏡筒光学系35の結像レンズが受け、接眼光学系の結像位置36に顕微鏡像を結像させる。一方、画像表示手段9上に表示された画像は、画像リレー光学系37によって接眼光学系の結像位置36に結像させる。この場合、プリズム38によって顕微鏡像の一部を遮光した上でその部分に画像表示手段9上に表示された画像を結像させる構成となっている。従って、手術用顕微鏡像を拡大観察する接眼光学系を介して手術用顕微鏡観察像と画像表示手段9上に表示された画像の拡大像を同時に観察することが出来る(図12のMIとRI″)。この実施例による画像表示法は顕微鏡観察像と表示手段上に表示された画像の拡大像とを交互に見る場合に視線移動が少なく、顕微鏡観察像に次いで目を離せない注意を要する画像を表示する場合に適する。

0023

実施例6
図11は本発明の第6実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系の配置構成図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付されていて、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、接眼部16内に、顕微鏡観察像を拡大観察する顕微鏡像観察用接眼光学系7のほかに、画像表示手段9と画像表示手段9上に表示された画像の拡大像を観察者の眼39へ直接導くための画像観察用接眼光学系10が収納されている点で、既述の何れの実施例とも異なる。この実施例によれば、観察者は手術用顕微鏡観察像と画像表示手段上に表示された画像の拡大像とを、同時に独立して観察することが出来る(図12のMIとRI)。この実施例による画像表示法は、画像の表示サイズに自由度を持たせることが出来るため、拡大観察しないと十分に情報を得ることが出来ない高精細画像の表示に適している。

0024

実施例7
図13乃至15は本発明の第7実施例を示しており、図13は手術用顕微鏡の外観斜視図、図14は双眼鏡筒部内の光学配置を示す断面図、図15観察視野内に表われる各種画像の様子を説明するための図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一の符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例では、接眼部16の眼側端面に被観察物体3の拡大された顕微鏡観察像MIを、接眼部16の眼側端面に隣接した位置に画像表示手段9としての小型LCDに表示された内視鏡画像の拡大像RI1とCT・MR画像の拡大像RI2を、夫々観察者の左右眼に提供できるようになっていて、右眼用,左眼用に夫々配置された顕微鏡像観察用接眼光学系7と画像観察用接眼光学系10は、その各射出瞳位置が観察者11のアイポイント12で重なるように構成されている。なお、図14において39は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、40は結像光束を偏向させるプリズム、41は結像レンズ39により結像した中間像の位置である。画像観察用接眼光学系は、内部で四回反射するプリズム状レンズであり、射出瞳を顕微鏡像観察用接眼光学系7の射出瞳位置でもある観察者11のアイポイント12に位置せしめるようになっている。

0025

このように、本実施例によれば、観察者11は顕微鏡観察像MIの観察と共に、画像表示手段9としての小型LCDに表示された内視鏡画像の拡大像RI1やCT・MR画像の拡大像RI2の観察が同時に行える。また、夫々の画像を拡大観察するための接眼光学系が異なるため、互いの像の情報を失うこともない。従って、顕微鏡像MIと顕微鏡以外の複数の画像情報を伝達するのに最適な手術用顕微鏡を提供することが出来る。本実施例では、画像表示手段9として小型LCDを用いたが、小型LCDとしては、小型の透過型液晶表示装置や光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いることが出来る。また、画像観察用接眼光学系10の結像位置に画像表示手段9として小型LCDを直接配置したが、画像リレー光学系を用いこの小型LCDに表示した画像をリレーしてリレー画面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。

0026

実施例8
図16乃至18は本発明の第8実施例を示しており、図16は手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部内の光学配置を示す断面図、図17は接眼部内の光学系の斜視図、図18は観察視野内に表われる各種画像の様子を説明するための図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、接眼部16の眼側端部に、顕微鏡像観察用接眼光学系7の一部をなすレンズ部分42aと、画像表示手段9としての小型LCD上に表示された画像の拡大像を観察者11に提供する画像観察用接眼光学系部分42bとを一体に形成したレンズ42を設けた点に特徴を有する。レンズ部分42aは通常の曲率を有するレンズであり、レンズ部分42aを取り巻く形となっている画像観察用接眼光学系部分42bは曲率を持たなくてもパワーを有するフレネルレンズとなっている。そして、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系は各射出瞳を観察者11のアイポイント12で重ねている。更に、画像表示手段9としての小型LCDは中間像位置41において光軸の周りに四個配置されていて、観察者11が任意に顕微鏡像観察用接眼光学系7の光軸の周りに回転し得るように構成されている。

0027

本実施例は上述のように構成されているから、図18に示したように、顕微鏡観察像MIと共に画像表示手段9としての小型LCD上に表示された内視鏡画像の拡大像RI1やCT・MR画像の拡大像RI2等を同時に観察することが出来る。また、観察者の好みに応じて内視鏡画像の拡大像RI1やCT・MR画像の拡大像RI2の位置を変更することが出来る。更に各拡大像を観察するための接眼光学系が異なるため、互いの像の情報を失うこともなく、顕微鏡像と顕微鏡像以外の複数の画像情報を伝達するのに最適な手術用顕微鏡を提供することが出来る。

0028

なお、本実施例では、画像表示手段9として小型LCDを用いたが、この小型LCDとしては、小型の透過型液晶表示装置や光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いても良い。また、画像観察用接眼光学系の結像位置に直接小型LCDを配置したが、画像リレー光学系を用い、小型LCDに表示した画像をリレーしてリレー画面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。また、画像表示手段9としての小型LCDを回転した場合の像の回転は、電気的に補正するようにしても良いし、小型LCD自体を回転させて補正するようにしても良い。

0029

実施例9
図19は本発明の第9実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内と接眼部の光学配置を示す断面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像Iが双眼鏡筒光学系の結像レンズ39と結像光向を偏向させるプリズム40を介して結像されるようにした点で、第3実施例とは異なる。なお、顕微鏡像Iから出射した光束が観察者11のアイポイント12に達する経路及び画像表示手段9としての小型LCDに表示された内視鏡画像やCT・MR画像から出射した光束が観察者のアイポイント12に達する経路並びに本実施例の作用効果や付記的事項は、総て実施例3について述べたのと同様であるので、説明を省略する。

0030

実施例10
図20は本発明の第10実施例に係る手術用顕微鏡の概略側面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらについての詳細な説明は省略されている。この実施例は、画像表示手段9としての小型LCDと画像観察用接眼光学系10とを内蔵するハウジング43が付属品として用意されていて、このハウジング43が手術用顕微鏡本体部1に対し着脱可能に構成されている点で特徴を有する。ハウジング43を手術用顕微鏡鏡体部1の所定位置に装着したとき、画像観察用接眼光学系10の射出瞳が、観察者のアイポイント12において、手術用顕微鏡鏡体部1に内蔵された図示しない顕微鏡像観察用接眼光学系の射出瞳と重なるようになっている。従って、観察者は、顕微鏡像の拡大観察のみならず、画像表示手段としての小型LCD上に表示された画像の拡大観察を同時に行うことが出来る。また、両画像の同時観察を必要としない観察者に対しては、手術用顕微鏡鏡体部はそのままで通常の手術用顕微鏡観察を可能ならしめる。

0031

実施例11
図21乃至26は本発明の第11実施例を示しており、図21は例えば図8に示した手術用顕微鏡の鏡体部1に内蔵される対物光学系や変倍光学系等の光学系の光学配置を示す斜視図、図22は例えば図8に示した手術用顕微鏡の双眼鏡筒部2内の光学配置を示す拡大図、図23図22の平面図、図24図22の右側面図、図25は例えば図8に示した手術用顕微鏡の接眼部16内の光学配置を示す拡大図、図26は例えば図8に示した手術用顕微鏡を用いる観察者の視野内に表われる顕微鏡観察像や内視鏡画像や超音波・CT・MR断層画像やナビゲーションシステムによる画像の様子を示す説明図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらについての詳細な説明は省略されている。

0032

図21において、44はビームスプリッター、45はリレー光学系前群、46はリレー光学系の後群、47は光束を双眼鏡筒光学系35へ入射させるための偏向プリズム、48は画像表示手段9としての小型LCDから出射した光束をアフォーカル光束としてビームスプリッター44へ入射させるための画像挿入光学系、49はビームスプリッター44から出射した光束をCCD等の固体撮像素子50上に結像させるための撮影光学系である。図22乃至24において、51は画像表示手段9としての小型LCDに表示された画像をリレーして接眼光学系の結像位置36に結像させるための画像リレー光学系である。図25において、画像表示手段9としての小型LCDと画像観察用接眼光学系10は二個ずつしか示されていないが、実際には紙面に向って奥側に更に二個ずつ配置されている。本実施例は、上記光学構成の総てを備えている点で特徴を有する。

0033

本実施例は上記のように構成されているから、図21において被観察物体3を出射した光束は対物光学系4,変倍光学系5を透過してアフォーカル光束となり、ビームスプリッター44へ入射する。一方、画像表示手段9としての小型LCDから出射した光束は画像挿入光学系48を透過してアフォーカル光束となり、ビームスプリッター44へ入射する。このようにしてビームスプリッター44へ入射した両光束は、互いに一緒になってリレー光学系の前群45及び後群46を透過して双眼鏡筒部35へ入射する。従って、観察者は顕微鏡観察像MIと画像表示手段9としての小型LCD上に表示された画像RI′が互いに重なった状態で観察される(図26参照)。また、図22乃至24を参照して、対物光学系や変倍光学系等を内蔵した手術用顕微鏡鏡体部1から出射した光束は、双眼鏡筒光学系35を透過して接眼光学系の結像位置36に結像する。一方、画像表示手段9としての小型LCDに表示された画像は、画像リレー光学系51によって接眼光学系の結像位置36へリレーされて結像する。その際、偏向プリズム47によって顕微鏡観察像MIの一部を遮光した上でその部分に画像RI″が結像される(図26参照)。このようにして、観察者は手術用顕微鏡像を拡大観察する接眼光学系を介して手術用顕微鏡観察像と小型LCD上に表示された画像の拡大像を一緒に観察することが出来る。更に、図25を参照して、顕微鏡像観察用接眼光学系7は結像位置36に結像された顕微鏡像の拡大観察を可能にする。一方、画像表示手段9としての小型LCDに表示された画像から出射した光束を顕微鏡像観察時の観察者の瞳孔内へ直接入射させる画像観察用接眼光学系10は、顕微鏡像を拡大観察するための接眼光学系を介さずに直接観察者の瞳孔へ導くことにより、画像表示手段9としての小型LCD上に表示された画像の拡大観察を可能ならしめる。従って、観察者は、顕微鏡観察像MIと同時に顕微鏡観察像MIとは独立した場所に画像表示手段としての小型LCD上に表示された画像の拡大像RIを観察することが出来る(図26参照)。

0034

本実施例は図8に示した如きシステム環境で用いられる手術用顕微鏡に適している。即ち、本実施例によれば、内視鏡画像や超音波・CT・MR断層画像、ナビゲーションシステムによる画像を最も見易く且つ有効な方法で顕微鏡観察像と同時に観察することが出来る。図26から明らかなように、顕微鏡観察像MIに重なって表示される画像RI′には、顕微鏡観察像と重ねて表示しても互いに支障のない信号や図形に向いている。特にナビゲーションシステムが作成する断層画像を基にした腫瘍等の三次元構築画像などを実際の顕微鏡観察像と重ね合わせて見ることにより顕微鏡観察像だけでは得られない情報が得られるようになる。また、顕微鏡観察像を削ってその部分に表示される画像RI″は、顕微鏡観察像の中に画像が入り込んでいるため、両画像を交互に見る場合の視線移動が少なくて済むという利点がある。従って、顕微鏡観察像に次いで目を離せない注意を要する画像や内視鏡または超音波プローブのように見たい部分の画像を得るために顕微鏡観察像をガイドとして術部に誘導挿入するような場合に最適である。また、顕微鏡観察像とは離れた独立した場所に表示される画像RIは、顕微鏡観察像を削らないので表示サイズに自由度を持たせることができ、そのため拡大観察しないと十分に情報を得られない高細画像の表示に向いている。従って、この表示法はCT・MR断層画像を表示するのに適する。

0035

このように、本実施例によれば、観察者は顕微鏡観察像と同時にその他の手術に有効な画像をその画像の特徴に合った方法で観察することができ、極めて便利な手術用顕微鏡を提供することが出来る。なお、実施例では、画像表示手段として小型LCDを用いたが、小型LCDとしては小型の透過型液晶表示装置または光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置が用いられても良い。

0036

実施例12
図27は本発明の第12実施例に係る実体顕微鏡の光学配置を示す断面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、結像光学系6による顕微鏡像Iの結像位置にマイクロレンズアレイ52が配置されていて、画像観察用接眼光学系10は顕微鏡像観察用接眼光学系7の射出瞳径P1の少なくとも二倍の射出瞳径P2を有するように構成されている点で既述の実施例とは異なる。この構成においては、視線を顕微鏡観察像から画像表示手段に表示された画像へ移動した場合、瞳孔位置眼球位置が異なるため、瞳孔の移動が生じて射出瞳と瞳孔が一致しなくなり、顕微鏡観察像及び画像表示手段に表示された画像にケラレ欠け)が生じるが、P1>20sinα−2なる条件を満たせば射出瞳が瞳孔の移動範囲を含むため、視線を移動してもケラレのない画像を得ることが出来る。本実施例のその他の作用効果は既述の実施例と同様であるので、説明を省略する。

0037

実施例13
本実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とを互いに交差するよう配置し、かつ、互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を、互いの接眼光学系の光軸の交点より接眼光学系寄りに配置した点に特徴がある。

0038

この基本構成図28(a),(b)に示す。図28は本発明の第13実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、61は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、62は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、O1は接眼光学系61からの射出光軸、O2は接眼光学系62からの射出光軸、63は互いの光軸の交点Pより接眼光学系寄りの領域、64は互いの光軸の交点Pより接眼光学系寄りでない領域、65は接眼光学系61の光軸上近傍で互いの接眼光学系の光軸の交点Pより接眼光学系寄りに配置した接眼光学系61の射出瞳の中心位置、66は接眼光学系62の光軸上近傍で互いの接眼光学系の光軸の交点Pより接眼光学系寄りに配置した接眼光学系62の射出瞳の中心位置、67は観察者の眼球、68は観察者の瞳孔、69は眼球67の回転中心をそれぞれ示している。

0039

このように構成すると、図28(a),(b)に示すように、観察時に観察者の眼の瞳孔68を接眼光学系61,62のいずれかの射出瞳に合わせた際、眼球の回転中心69と、互いの接眼光学系から射出する光軸の交点Pとが近くなるため、一方の像から他方の像へと注視し直しても眼球67の回転によって移動する瞳孔68の近傍に射出瞳を配置することができ、瞳孔68と射出瞳との不一致による観察像のケラレや、射出瞳最周辺での観察による解像不良を防ぐことができる。

0040

なお、接眼光学系61を少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するレンズのような非回転対称光学系で構成する場合、ここでいう光軸は、接眼光学系61が拡大する画像の中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路と置きかえるものとする。また、互いに交差するよう配置された、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出光軸とは、実際には交点を持たず、互いにねじれ位置関係にあっても良い。その場合、ねじれの位置関係にある両光軸の交差しているように見える点はその両光軸を眺める方向により変化するが、ここでは、互いの光軸のなす角が最大に見えるときの交差しているように見える点を交点と置きかえるものとする。

0041

図29図28(a),(b)の基本構成を用いた第13実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。図中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、75は接眼光学系74の射出瞳を配置する位置、76は反射型LCD、77は偏光ビームスプリッター、78は赤、青、緑の光を発光するLED、79は画像リレー光学系、80は画像結像位置、81は光路を偏向させるプリズム、82は反射型LCD76に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、83は接眼光学系82の射出瞳を配置する位置、O1は接眼光学系74から射出する光軸、O2は反射型LCD76に表示された画像の中心と接眼光学系82の射出瞳の重心とを結ぶ光路、Pは光軸O1と光路O2との交点、67は観察者の眼球、68は観察者の眼の瞳孔をそれぞれ示している。

0042

接眼光学系74の射出瞳と接眼光学系82の射出瞳は、光軸O1と光路O2との交点Pより接眼光学系寄りにそれぞれ配置されている。本実施例はこのように構成したので、観察時に観察者の眼の瞳孔68を顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74の射出瞳の位置75に合わせた際、眼球67の回転中心(図において省略)と光軸O1と光路O2との交点Pとが近くなるため、画像の方に注視し直した場合にも眼球67の回転によって移動する瞳孔68の近傍に反射型LCD76に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系82の射出瞳を配置することができ、瞳孔68と射出瞳との不一致による観察像のケラレや、射出瞳最周辺での観察による解像不良を防ぐことができる。なお、図29においては、反射型LCD76に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系82は、少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するレンズからなっている。また、本実施例では、画像表示手段として反射型LCDを用いたが、透過型LCDやCRTモニターを用いても良い。

0043

実施例14
本発明の第14実施例の実体顕微鏡は、図28(a),(b)に示す上記第13実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系61と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62の互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を配置する位置を更に次の条件式(1)を満たすようにした点に特徴がある。
3≦L≦25 ……(1)
但し、Lは互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0044

このように構成すると、眼球の大きさに個人差があるすべての観察者において、眼球の回転中心と互いの接眼光学系の光軸の交点とをより一層近づけることができるため、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した時も瞳孔の位置と、射出瞳の位置とを、一層一致させることができ、観察者は、容易で、ケラレのない両像の拡大観察と射出瞳中心近傍での解像の良い拡大観察をすることができる。

0045

図30はこの基本構成を用いた第14実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。図中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、75は接眼光学系74の射出瞳を配置する位置、84は画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、83は接眼光学系84の射出瞳を配置する位置、O1は接眼光学系74の光軸、O2は接眼光学系84の光軸、Pは光軸O1と光軸O2との交点、67は観察者の眼球、68は観察者が顕微鏡像を注視している時の観察者の瞳孔、68'は観察者が画像を注視している時の観察者の瞳孔、85は小型LCD、86は一端部で小型LCD85を保持しているとともに、他端部が回動可能に構成されていて、保持した小型LCD85の位置を接眼光学系84の結像面上と接眼光学系74の結像面上とにスイングして移動できるように構成された小型LCD保持移動機構、87は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像の拡大像、RI'は小型LCD85を接眼光学系74の結像面上に置いた場合に接眼光学系74により観察される小型LCD85に表示された画像の拡大像、RIは接眼光学系84の結像面上に小型LCD85を置いた場合に接眼光学系84により観察される小型LCD85に表示される画像の拡大像をそれぞれ示している。

0046

本実施例では接眼光学系74,84の射出瞳はいずれも、それぞれの接眼光学系の光軸O1,O2上で、互いの接眼光学系の光軸の交点Pから互いに12mm接眼光学系寄りに配置されており、上記条件式(1)を満たしている。本実施例はこのように構成したので、眼球の大きさに個人差があるすべての観察者において、眼球の回転中心と互いの接眼光学系の光軸の交点Pとをより一層近づけることができるため、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した時も瞳孔の位置と、射出瞳の位置とを、一層一致させることができ、観察者は容易で、ケラレのない両像の拡大観察と射出瞳中心近傍での解像の良い拡大観察をすることができる。また、小型LCD保持移動機構86により画像観察のレパートリー広がり、小型LCD85に表示する画像情報の質に合わせた観察をすることができる。なお、小型LCD保持移動機構86は接眼光学系を保持するメカ枠(図示省略)に保持されている。

0047

実施例15
本発明の第15実施例の実体顕微鏡は、図28(a),(b)に示す上記第13実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系うちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(2)を満たし、且つ、他方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(3)を満たすようにした点に特徴がある。
6SINθ≦φ≦50SINθ ……(2)
0<φ'<LSIN(θ/2) ……(3)
但し、φはいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径、φ'は他方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Lは互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0048

この基本構成を図31(a),(b)を用いて説明する。図31は本発明の第15実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、61は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、62は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、O1は接眼光学系61から射出する光軸、O2は接眼光学系62から射出する光軸、88は上記条件式(3)を満たした接眼光学系61の射出瞳、89は上記条件式(2)を満たした接眼光学系62の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、図31(a)においては瞳孔68を射出瞳88に合わせて顕微鏡観察像を注視している状態、図31(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図31(a)において、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、91は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、92は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、RIは画像表示手段に表示された画像、図31(b)において、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、94は観察者が画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、RIは画像表示手段に表示された画像、Qは観察者が注視している点、MI'は観察者の視野から消えて見えない顕微鏡観察像をそれぞれ示している。

0049

このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像を注視した場合、条件式(3)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系61の射出瞳88と、条件式(2)を満たした画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62の射出瞳89と、観察者の瞳孔68とが、すべて重なるため、観察者は顕微鏡観察像MIを注視しながらも画像表示手段に表示された画像RIも視野の中に捉えることができる。そこで、画像表示手段に表示される画像に警告等の情報を入れるようにすれば、観察者は、常にその画像を視野内に捉えているため警告情報に対し早急に対応することができる。また、画像表示手段に表示された画像を注視しようとする際も、予めどの方向に画像があるかを把握できるので、視線をどの方向に振れば良いかがわかり画像情報を入手する確実性増し、疲労も軽減される。

0050

一方、画像表示手段に表示された画像を注視した場合は、条件式(2)を満たした画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62の射出瞳89と、観察者の瞳孔68のみしか重ならないため、観察者は画像表示手段に表示された画像RIのみを観察することができ、画像の観察に集中することができる。

0051

図32,33は図31(a),(b)の基本構成を用いた第15実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図32は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図33は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。図32中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71'は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、88は接眼光学系74の射出瞳、85は小型LCD、82は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、89は接眼光学系82の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、瞳孔68を射出瞳88に合わせて顕微鏡観察像を注視している状態、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、91は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像の光束、95は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、RIは小型LCD85に表示された画像、O1は接眼光学系74の光軸、O2は接眼光学系82の画像中心と射出瞳89の重心とを結ぶ光路をそれぞれ示している。

0052

図33中、67は観察者の眼球であり、観察者が小型LCD85に表示された画像に注視し直し、回転した状態、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する小型LCD85に表示した画像の光束、96は観察者の観察状態、RIは観察者が観察している小型LCD85に表示された画像、Qは観察者が注視している点をそれぞれ示している。その他、図32と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。

0053

本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74の光軸O1と小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系82の画像中心と射出瞳89の重心とを結ぶ光路O2とのなす角θは45°であり、両方の接眼光学系の射出瞳88,89は光軸O1と光路O2の交点Pから互いに12mm接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系74の射出瞳径φ'は1mmを有しており、上記条件式(3)を満たしている。また、接眼光学系82の射出瞳径φは15mmを有しており、上記条件式(2)を満たしている。

0054

本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像を注視する場合、条件式(3)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74の射出瞳88と、条件式(2)を満たした小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系82の射出瞳89と、観察者の瞳孔68とが、すべて重なるため、観察者は顕微鏡観察像MIを注視しながらも小型LCD85に表示された画像RIも視野の中に捉えることができる。そして、小型LCD85に表示される画像RIに警告等の情報を入れるようにすれば、観察者は常に視野内にその画像を捕らえているため早急に対応することができる。

0055

一方、小型LCD85に表示された画像を注視した場合は、条件式(2)を満たした小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系82の射出瞳89と、観察者の瞳孔68のみしか重ならないため、観察者は画像表示手段に表示された画像RIのみを観察することができ、画像の観察に集中することができる。

0056

実施例16
本発明の第16実施例の実体顕微鏡は、図28(a),(b)に示す上記第13実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(4)を満たすようにした点に特徴がある。
6SINθ≦φ''≦50SINθ ……(4)
但し、φ''は両方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。

0057

この基本構成を図34(a),(b)を用いて説明する。図34は本発明の第16実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、61は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、62は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、O1は接眼光学系61から射出する光軸、O2は接眼光学系62から射出する光軸、88は上記条件式(4)を満たした接眼光学系61の射出瞳、89は上記条件式(4)を満たした接眼光学系62の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、図34(a)においては顕微鏡観察像を注視している状態、図34(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図34(a)において、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、91は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、92は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、RIは画像表示手段に表示された画像、図34(b)において、97は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、94は観察者が図34(a)の状態から画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、RIは画像表示手段に表示された画像、Qは観察者が注視している点、MIは顕微鏡観察像をそれぞれ示している。

0058

このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、上記条件式(4)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系61の射出瞳88と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62の射出瞳89と、観察者の瞳孔68とが、すべて重なるため、観察者はどの像を注視していても他の像も一緒に常に視野の中に捉えることができる。また、注視している像でない他の像に注視し直そうとする際も、予めどの方向に像があるかを把握できるため視線をどの方向に振れば良いかがわかり像の情報入手の確実性が増し、疲労も軽減される。

0059

図35,36は図31(a),(b)の基本構成を用いた第16実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図35は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図36は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。図35中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、88は接眼光学系74の射出瞳、85は小型LCD、98は小型LCD85の光路を偏向させるプリズム、99は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、89は接眼光学系99の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、顕微鏡観察像を注視している状態、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、91は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像の光束、95は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、RIは小型LCD85に表示された画像、O1は接眼光学系74の光軸、O2は接眼光学系99の光軸をそれぞれ示している。

0060

図36中、67は観察者の眼球であり、観察者が小型LCD85に表示された画像に注視し直し、回転した状態、97は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する小型LCD85に表示した画像の光束、96は観察者の観察状態、RIは観察者が観察している小型LCD85に表示された画像、Qは観察者が注視している点、MIは顕微鏡観察像をそれぞれ示している。その他、図35と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。

0061

本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74の光軸O1と小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系99の光軸O2とのなす角θは45°であり、両方の接眼光学系の射出瞳88,89は光軸O1と光軸O2の交点Pから互いに12mm接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系74と接眼光学系99の射出瞳径は互いにφ15mmを有しており、上記条件式(4)を満たしている。

0062

本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、条件式(4)を満たした両方の射出瞳88,89と、観察者の瞳孔68とが、すべて重なるため、観察者はどの像を注視していても常に他の像も視野の中に一緒に捉えることができる。また、注視していない他の像を注視し直そうする際も、予めどの方向に像があるかを把握できるため、視線をどの方向に振れば良いかがわかり像の情報入手の確実性が増し、疲労も軽減される。

0063

実施例17
本発明の第17実施例の実体顕微鏡は、図28(a),(b)に示す上記第13実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度が次の条件式(5)を満たすようにした点に特徴がある。
20°≦θ≦80° ……(5)
但し、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。

0064

θが条件式(5)の下限を越えると互いの像が大きく観察できず、十分な像の情報が得られない。また、θが条件式(5)の上限を超えると顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の両方の像への注視を往復する際に視線を振る量が大きくなりすぎてしまい、観察者は観察に際して非常に強い疲労を伴ってしまうこととなる。よって、θが上記条件式(5)の範囲内の値を採ることで、観察者は両方の像をともにある程度の大きさで、かつ、両方の像に対し注視を往復しても疲れることなく顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察することができる。

0065

図37はこの基本構成を用いた第17実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。図中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、100は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、101は顕微鏡観察像を観察者が観察する場合の画角、75は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置、85は小型LCD、102は画像リレー光学系、80は画像の結像位置、103は光路を偏向させるプリズム、99は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、104は画像を観察者が観察する場合の画角、83は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置、67は観察者の眼球、O1は接眼光学系74の光軸、O2は接眼光学系99の光軸、105は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、RIは小型LCD85に表示された画像をそれぞれ示している。

0066

本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74の光軸O1と小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系99の光軸O2との光軸は交差し、そのなす角は50°であり、上記条件式(5)を満たしている。

0067

本実施例はこのように構成したので、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系により観察できる像の画角と、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系により観察できる像の画角を、ともに大きくとることができ、観察者は両方の画像をともにほぼ同じ大きさで観察することができる。また、両方の画像間の視線の移動量も極端に大きくなることが無く余計な疲労の発生を防ぐことができる。

0068

実施例18
本実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長くなるように構成した点に特徴がある。

0069

この基本構成を図38(a),(b)を用いて説明する。図38(a)は本発明の第18実施例の基本構成との比較例を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより短い状態を示し、図38(b)は本発明の第18実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長い状態を示している。図中、61は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、65'は接眼光学系61の射出瞳を配置する位置、106は接眼光学系61のアイレリーフ、62'は接眼光学系61のアイレリーフより短いアイレリーフを持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、66'は接眼光学系62'の射出瞳を配置する位置、107は接眼光学系62'のアイレリーフ、67は観察者の眼球、62は接眼光学系61のアイレリーフ106より長いアイレリーフを持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、66は接眼光学系62の射出瞳を配置する位置、108は接眼光学系62のアイレリーフをそれぞれ示している。なお、ここでのアイレリーフとは、接眼光学系の最も眼側のレンズ面頂から射出瞳までの距離をいう。

0070

図38(a)に示すように、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系61のアイレリーフ106より短いアイレリーフ107を持つ、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62'を採用した場合、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系は観察者の眼側への突出が避けられず、非常に観察しづらいものとなってしまう。そこで、図38(b)に示すように、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系61のアイレリーフ106より長いアイレリーフ108を持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系62を採用すれば、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が観察者の眼側へ突出するのを防ぐことができる。

0071

図39図38(b)の基本構成を用いた第18実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系周辺の光学系配置構成図である。図中、109は図示しない手術用顕微鏡双眼鏡筒の結像光学系部、73は顕微鏡観察像の結像位置、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、75は接眼光学系74の射出瞳を配置する位置、85は小型LCD、99は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、83は接眼光学系99の射出瞳を配置する位置、110は接眼光学系74のアイレリーフ、111は接眼光学系99のアイレリーフ、67は観察者の眼球、112は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、RIは小型LCD85に表示された画像をそれぞれ示している。

0072

本実施例では小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系99のアイレリーフ111は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系74のアイレリーフ110の1.5倍であり、アイレリーフ110よりも長くなっている。本実施例はこのように構成したので、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の観察者の眼側への突出を防ぐことができ、観察者は非常に観察し易くなる。

0073

実施例19
本発明の第19実施例の実体顕微鏡は、図28(a),(b)に示す上記第13実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳径と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳径が、いずれも次の条件式(6)を満たすように構成した点に特徴がある。
0<φ'''<LSIN(θ/2) ……(6)
但し、φ'''は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Lは互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0074

この基本構成を図40(a),(b)を用いて説明する。図40は本発明の第19実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、61は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、62は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、O1は接眼光学系61から射出する光軸、O2は接眼光学系62から射出する光軸、88は上記条件式(6)を満たした接眼光学系61の射出瞳、89は上記条件式(6)を満たした接眼光学系62の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、図40(a)においては顕微鏡観察像を注視している状態、図40(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図40(a)において、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、92は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、図40(b)において、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、94は観察者が画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、RIは画像表示手段に表示された画像、Qは観察者が注視している点をそれぞれ示している。

0075

このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、上記条件式(6)を満たしている両方の接眼光学系の射出瞳のうちの注視した方の接眼光学系の射出瞳と、瞳孔しか重ならないため、観察者は注視した方の像のみ観察することができ、像の観察に集中することができる。しかも、他方の像を観察したい場合は視線を振るだけですぐに観察することができる。

0076

図41,42は図40(a),(b)の基本構成を用いた第19実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図41は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図42は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。図41中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、113は一部のレンズ114がプラスチック成形で加工されていて小型LCDに表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の一部と一体となっている、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、88は接眼光学系113の射出瞳、85は小型LCD、115は一部のレンズ114がプラスチック成形で加工されていて接眼光学系113の一部と一体となっている、小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、89は接眼光学系115の射出瞳、68は観察者の瞳孔、67は観察者の眼球であり、顕微鏡観察像を注視している状態、90は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、116は観察者の観察状態、MIは顕微鏡観察像、Qは観察者が注視している点、O1は接眼光学系113の光軸、O2は接眼光学系115の光軸をそれぞれ示している。

0077

図42中、67は観察者の眼球であり、観察者が小型LCD85に表示された画像に注視し直し、回転した状態、93は観察者の瞳孔68から眼球67の内部へ入射する小型LCD85に表示した画像の光束、117は観察者の観察状態、RIは観察者が観察している小型LCD85に表示された画像、Qは観察者が注視している点をそれぞれ示している。その他、図41と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。

0078

本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系113の光軸O1と小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸O2とのなす角θは45°であり、両方の接眼光学系の射出瞳88,89は光軸O1と光軸O2との交点から共に12mm接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系113と接眼光学系115の射出瞳の径は共にφ2mmを有しており、上記条件式(6)を満たしている。

0079

本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、注視した方の接眼光学系の射出瞳と瞳孔しか重ならないため、観察者は注視した方の像のみ観察することができ、像の観察に集中することができる。しかも、他方の像を観察したい場合は視線を振るだけですぐに観察することができる。

0080

実施例20
本発明の第20実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が、イエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒の、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持するメカ枠に一体となって保持されている点に特徴がある。イエンチ式眼幅調整機構とは、観察者の左右の眼の幅に左右の接眼光学系の射出瞳間隔を合わせる機構の一つである。イエンチ式眼幅調整機構を図43を用いて説明する。

0081

図中、118は双眼鏡筒部の結像光学系、119は光路を偏向させるミラー、120はシュミットイメージローテーター、121は光路を偏向させるプリズム、122は光路を偏向させるミラー、123は結像位置、124は接眼光学系をそれぞれ示している。イエンチ式眼幅調整機構は、偏向ミラー122を左右外側(矢印方向)にシフトすると、それに追従して結像位置123や接眼光学系124がシフトしながらも、光路長が短くなるのを補うために、斜め上方にもシフトして左右の接眼光学系124の間の距離を調節する機構となっている点に特徴がある。また、他の眼幅調整機構であるジーテントップ式眼幅調整機構と異なり、眼幅調整しても接眼光学系の周辺が回転しないという特徴がある。

0082

イエンチ式眼幅調整機構との比較のためにジーテントップ式眼幅調整機構を図44を用いて説明する。図中、118は双眼鏡筒部の結像光学系、125は平行四辺形プリズム、123は結像位置、124は接眼光学系、126は平行四辺形プリズムに入射する光軸をそれぞれ示している。

0083

図45はジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させて眼幅調整したときの左右の顕微鏡像及び画像の位置関係の変化を示す状態説明図である。図中、127は眼幅を最小にした時の観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像、128は眼幅を最小にした時の観察者が左眼で観察する画像、129は眼幅を最小にした時の観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像、130は眼幅を最小にした時の観察者が右眼で観察する画像、131は眼幅を最大にした時の観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像、132は眼幅を最大にした時の観察者が左眼で観察する画像、133は眼幅を最大にした時の観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像、134は眼幅を最大にした時の観察者が右眼で観察する画像をそれぞれ示している。

0084

ジーテントップ式眼幅調整機構は、図44に示すように、左右の平行四辺形プリズム125を平行四辺形プリズムに入射する光軸126を中心に互いに反対方向に回転させることで左右の接眼光学系124の間の距離を調節する機構となっている点に特徴がある。また、イエンチ式眼幅調整機構と異なり眼幅調整すると接眼光学系の周辺が回転するという特徴がある。このため、眼幅調整に伴い接眼光学系部分が回転するジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させると、観察者が眼幅調整したときに、図45に示すように、両方の像の位置関係が左右対称の異なる向きに変化してしまうため左右の眼での融像が不可能になってしまう。

0085

この問題を解決するためには、接眼光学系部の回転を補正する機構を設ければ良いが、その分、鏡筒部が大型化してしまう。そこで、眼幅調整に伴う接眼光学系部分の回転の無いイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させれば、眼幅調整しても問題なく融像ができ、鏡筒の大型化も招かない。

0086

図46はこの基本構成を用いた本発明の第20実施例にかかる手術用顕微鏡の外観斜視図である。図中、135は手術用顕微鏡の鏡体部ハウジング、136は内部に眼幅調整機構としてイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部ハウジング、137は接眼光学系部分を保持するメカ枠、138は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、139は画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、3は被観察物体をそれぞれ示している。

0087

本実施例によれば、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系139は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系138とともに同じメカ枠137に保持されており、しかも、その眼幅調整機構にイエンチ式眼幅調整機構を用いたので、眼幅調整に伴う接眼光学系部の回転が無く両方の左右の接眼光学系138,139の位置関係が眼幅調整により変化することがないため、観察者は眼幅調整しても問題なく左右の像を融像して観察することができる。

0088

実施例21
本発明の第21実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系のうちの少なくともいずれか一方の接眼光学系の射出瞳の大きさを可変にする機構を有している点に特徴がある。

0089

このように構成すると、観察者は、接眼光学系の射出瞳の大きさを変えることにより、先に説明した図31に示した状態(顕微鏡像を注視したときは画像をも視野に捉え(図31(a)参照)、画像を注視したときは顕微鏡像を視野に捉えていない(図31(b)参照)状態、又は画像を注視したときは顕微鏡像をも視野に捉え、顕微鏡像を注視したときは画像を視野に捉えていない状態)と、図32に示した状態(顕微鏡像と画像のいずれかの像を注視したときは必ず注視してない像も視野に捉えている状態)と、図40に示した状態(顕微鏡像と画像のうち注視した方の像のみを視野に捉えている状態)を状況に合わせて選択することができる。

0090

図47,48はこの基本構成を用いた第21実施例にかかる手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図47は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径がともに最大になるように射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示し、図48は両方の接眼光学系の射出瞳径がともに最小になるように射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示している。

0091

図47中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、71は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、72は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、73は顕微鏡観察像の結像位置、140は顕微鏡観察像の結像位置73で集光した顕微鏡観察光束を発散させる光束散乱素子、74は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、141は光束散乱素子140により径を最大に拡大された状態の接眼光学系74の射出瞳、85は小型LCD、142は画像リレー光学系、143は内径が可変であり画像光束光束幅を任意に決定できる光束幅決定素子、81は光路を偏向させるプリズム、82は小型LCD85に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、144は光束幅決定素子により径を最大に拡大された状態の接眼光学系82の射出瞳、67は観察者の眼球をそれぞれ示している。

0092

図48中、143は内径が小さくなり画像光束を細く絞っている状態の光束幅決定素子、140は顕微鏡光束外に移動した光束散乱素子、145は光束散乱素子140の移動により径が最小に縮小された状態の接眼光学系74の射出瞳、146は光束幅決定素子143により径が最小に縮小された状態の接眼光学系82の射出瞳をそれぞれ示している。その他、図47と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。

0093

本実施例はこのように構成したので、図47に示す状態のときは、観察者は、顕微鏡観察像と画像のいずれの像を注視しているときも、必ず他方の像を視野に捉えることができ、図48に示す状態のときは、観察者は、注視している像のみを視野に捉えることができる。このように必要に応じて各接眼光学系の射出瞳径を変えることができるため、観察者は、小型LCDに表示された画像や顕微鏡観察像を観察するときの状況に応じて様々な方法で画像情報を得ることができる。

0094

実施例22
本発明の第22実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系に導く、次に示すような画像投影光学系を有して構成した点に特徴がある。画像投影光学系は、コリメート光学系と結像光学系とからなっている。コリメート光学系は、前記画像表示手段に表示された画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束にするようになっている。結像光学系は、前記コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を前記画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に結像し、かつ、この結像光学系の開口が少なくとも前記アフォーカル光束を取り込める範囲内で移動するように構成されている。

0095

このように構成すると、眼幅調整により移動してしまう画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に対して、追従して投影することができる。このため、観察者は、眼幅調整の度合いに影響されず、常に顕微鏡観察像と画像とを同時観察することができる。また、前記コリメート光学系や画像表示手段自体は、眼幅調整に対して不動であり、実体顕微鏡のハウジング内部にこれらの移動スペースを設ける必要がないため、実体顕微鏡の小型化を図ることができる。

0096

図49図50は本発明の第22実施例を示しており、図49は本実施例に係る手術用顕微鏡のイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の光学系配置の正面図であり、図50図49の双眼鏡筒部の光学系を左側方よりみた図である。なお、図50では光学系配置をわかりやすくするため、左眼側(図49において右側)の光学系は図示していない。図49中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、147は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、148は光路を偏向させるミラー、149はシュミット型イメージローテーター、150,151は光路を偏向させるプリズム、152は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、153は小型LCD、154,155は光路を偏向させるプリズム、156は画像投影光学系、157は画像投影光学系156を構成する光学系の一つであり小型LCD153に表示した画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とするコリメート光学系、158は画像投影光学系156を構成する光学系の一つでありコリメート光学系157より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系、159,160は光路を偏向させるプリズム、161は小型LCD153上に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、162は画像投影光学系156のコリメート光学系157と結像光学系158との間の光軸をそれぞれ示している。

0097

図50中、70は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、147は手術用顕微鏡の鏡体部70から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、150は光路を偏向させるプリズム、152は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、153は小型LCD、154,155は光路を偏向させるプリズム、156は画像投影光学系、157は画像投影光学系156を構成する光学系の一つであり、小型LCD153に表示した画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とするコリメート光学系、158は画像投影光学系156を構成する光学系の一つであり、コリメート光学系157より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系、159,160は光路を偏向させるプリズム、161は小型LCD153上に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系をそれぞれ示している。

0098

本実施例の双眼鏡筒部は上述したようにイエンチ式眼幅調整機構を有している。図49を用いて説明すると、左右の光路を偏向させるプリズム151が互いに反対方向にシフトするときには、それに伴い顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系152が、光路を偏向させるプリズム151に追従してシフトし、且つ光路長が変わらないように上下方向にも動いて、左右の接眼光学系161の間の間隔を調整することができるようになっている。

0099

また、本実施例では画像投影光学系156のコリメート光学系157と結像光学系158の間の光軸162が、眼幅調整により顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系152が動く方向と平行になるように、光路偏向プリズム154,155、画像投影光学系156、光路偏向プリズム159,160を配置し、且つ、結像光学系158から接眼光学系161までの各光学要素を接眼光学系152と一体的に構成することにより、結像光学系158から接眼光学系161までの各光学要素が眼幅調整に伴い顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系152と一体的に動き、かつ、結像光学系158の開口は常に画像投影光学系156のコリメート光学系157と結像光学系158の間の光軸162上を動くように構成されている。

0100

本実施例はこのように構成したので、眼幅調整により移動してしまう小型LCD153に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系161の接眼像面に対し追従して投影することができる。このため、観察者は、眼幅調整の影響を受けることなく常に顕微鏡観察像と画像を同時に観察することができる。また、コリメート光学系157や光路偏向プリズム154,155、小型LCD153は、眼幅調整に対して不動であり、実体顕微鏡のハウジング内部にこれらの移動スペースを設ける必要がないため、実体顕微鏡を小型化することができる。

0101

実施例23
本発明の第23実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系と、画像表示手段と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成した点に特徴がある。

0102

実体顕微鏡は、観察者の視力視度)に合わせて接眼光学系により得られる観察像の虚像の位置を調節する視度調整機能を必ず有しており、接眼光学系の視度の調整は接眼光学系の射出光軸方向に接眼光学系を移動させることで行なわれる。この点に関し、図51及び52を用いて説明する。図51中、171は実体顕微鏡接眼光学系、172は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳、173は画像観察用接眼光学系、174は画像観察用接眼光学系の射出瞳、175は観察者の眼球、176は実体顕微鏡観察像を見ているときの観察者の瞳孔、177は画像を見ているときの観察者の瞳孔をそれぞれ示している。

0103

図51に示すように、観察者の眼球は顕微鏡観察像から画像へと見直す際に回転し、瞳孔位置が変化する。よって、実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳172は、実体顕微鏡観察像を見ているときの観察者の瞳孔176と、また、画像観察用接眼光学系の射出瞳174は、画像を見ているときの観察者の瞳孔177とそれぞれ重なるように配置すると、より良い両像の観察し易さを提供することができる。

0104

ここで、図51中の実体顕微鏡接眼光学系171のみを視度調整できるようにしたものを図52に示す。図52中、171は視度調整により移動した実体顕微鏡接眼光学系、172は移動した実体顕微鏡接眼光学系と共に移動した実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳、173は画像観察用接眼光学系、174は画像観察用接眼光学系の射出瞳、175は観察者の眼球、176は実体顕微鏡を見ているときの観察者の瞳孔、177は画像を見ようとした際の観察者の瞳孔をそれぞれ示している。

0105

視度調整のために実体顕微鏡接眼光学系171のみが移動し、それに伴い実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳172も移動すると、画像観察用接眼光学系の射出瞳174との位置関係が崩れる。よって、実体顕微鏡観察像を観察している状態から、観察者が画像を観察しようと視線を振った場合(眼球を回転させた場合)の瞳孔177と画像観察用接眼光学系の射出瞳174とがずれてしまい画像の観察がケラレなどにより容易に行なえなくなるという問題が発生する。

0106

そこで、上記第23実施例のように構成すれば、実体顕微鏡接眼光学系を視度調整しても、画像観察用接眼光学系と画像表示手段は実体顕微鏡接眼光学系と同時に実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動するため、両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係を不変にすることができ、顕微鏡観察像と画像との両方の像の交互観察のし易さを良好に保つことができる。

0107

図53は第23実施例の実体顕微鏡の外観斜視図、図54図53の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図53中、181は被観察物体、182は実体顕微鏡本体部、183は実体顕微鏡双眼鏡筒部、184は実体顕微鏡接眼光学系、185は画像観察用接眼光学系をそれぞれ示している。図54中、182は実体顕微鏡本体部、186は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、187は結像光束を偏向させるプリズム、188は実体顕微鏡観察像の結像位置、189は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子を保持する光学素子保持部、184は実体顕微鏡接眼光学系、190は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、191は小型LCD、185は画像観察用接眼光学系、192は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、193は実体顕微鏡接眼光学系と、小型LCDと、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部、194は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸をそれぞれ示している。

0108

本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184は、自身の射出光軸194上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置188との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系と一体に保持された小型LCD191、画像観察用接眼光学系185も同時に移動するように構成されている。実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳190と画像観察用接眼光学系の射出瞳192の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に見易い状態となっている。

0109

本実施例はこのように構成したので、図54の状態から実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系185、小型LCD191も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係も変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。

0110

実施例24
本発明の第24実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系は、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸を画像表示手段との間に少なくとも一部有し、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成した点に特徴がある。

0111

このように構成すると、両方の接眼光学系は常に同時に移動するため、両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係も保つことができ、顕微鏡観察像と画像の両方の像の交互観察のしやすさを良好に保つことができる。また、視度調整により、実体顕微鏡接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを移動させても、画像表示手段は不動にしておくことができる。よって、その分の移動スペースを実体顕微鏡ハウジング内部に必要としなくて済むため、小型化が可能となる。さらに、画像観察用接眼光学系は実体顕微鏡接眼光学系の光軸と平行に配置した画像観察用光学系の光軸上を動くことになるので、移動による画像観察用光学系と画像表示手段との偏芯も生じ無い。なお、画像観察用接眼光学系に非軸対称な光学系を用いた場合には、本実施例中の画像観察用接眼光学系の「光軸」という表現を「像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路」と置き換えて構成してもよい。

0112

図55は本発明の第24実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、182は実体顕微鏡本体部、186は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、187は結像光束を偏向させるプリズム、188は実体顕微鏡観察像の結像位置、195は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型LCDとを保持する光学素子保持部、184は実体顕微鏡接眼光学系、190は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、191は小型LCD、196は画像観察用接眼光学系、192は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、194は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、197は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と小型LCDとの間の画像観察用接眼光学系の光軸、198は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。

0113

本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184は、自身の射出光軸194上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置188との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系184と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸194と平行な画像観察用接眼光学系の光軸197よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系196も同時に移動するように構成されている。実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳190と画像観察用接眼光学系の射出瞳192の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。

0114

本実施例はこのように構成したので、図55の状態から実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系196も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。また、小型LCD191は実体顕微鏡接眼光学系184の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型LCDの移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。なお、実体顕微鏡接眼光学系や画像観察用接眼光学系に非軸対称な光学系を用いた場合には、本実施例中の「光軸」という表現を「像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路」と置き換えて構成してもよい。

0115

実施例25
本発明の第25実施例の実体顕微鏡は、上記実施例24の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度が次の条件式(7)を満たすように、画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成した点に特徴がある。
−2(1/m)≦S≦0(1/m) ……(7)
但し、Sは実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときの画像観察用接眼光学系の視度を示す。視度—1(1/m)は正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者の平均視度である。

0116

このように構成すると、正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者は実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)に調整すると良好な顕微鏡観察像を得ることができ、しかも、このとき画像観察用接眼光学系視度の実体顕微鏡接眼光学系視度に対するズレを最大1(1/m)以下に抑えることができるため、観察者が画像を観察する際にも実使用上大幅に眼のピント調整をし直す必要がなく、顕微鏡観察像と画像との両方の像の交互観察のし易さを良好に保つことができる。

0117

図56は本発明の第25実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、182は実体顕微鏡本体部、186は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、187は結像光束を偏向させるプリズム、188は実体顕微鏡観察像の結像位置、199は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、反射型LCDと、偏光ビームスプリッターと、LEDとを保持する光学素子保持部、184は視度が−1(1/m)の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、190は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、200は反射型LCD、201は偏光ビームスプリッター、202はLED、203は反射面に自由曲面を用いた非軸対称な光学系である画像観察用接眼光学系、192は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、194は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、197は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と反射型LCDとの間の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路、204は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。

0118

本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184は、自身の射出光軸194上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置188との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系184と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸194と平行な画像観察用接眼光学系の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路197よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系203も同時に移動するように構成されている。実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳190と画像観察用接眼光学系の射出瞳192の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。

0119

さらに、本実施例では、条件式(7)を満たすように、実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度を−1(1/m)に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系203も視度が−1(1/m)になるように構成されている。

0120

本実施例はこのように構成したので、図56の状態から実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系203も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。また、反射型LCD200、偏光ビームスプリッター201、LED202は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に反射型LCD、偏光ビームスプリッター、LED等の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。

0121

さらに、正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者の平均視度−1(1/m)においては、両方の接眼光学系の視度ズレが発生せず、観察者が両方の像を交互に観察する際に眼のピント調整をし直す必要がないため、両像の観察のし易さを良好に保つことができる。

0122

実施例26
本発明の第26実施例の実体顕微鏡は、上記実施例25の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の焦点距離とが次の条件式(8)を満たしている点に特徴がある。
0.4≦Fb2/Fa2≦1.6 ……(8)
但し、Faは実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離、Fbは画像観察用接眼光学系の焦点距離をそれぞれ示す。

0123

画像観察用接眼光学系は、視度調整の際に実体顕微鏡接眼光学系と同時に移動するため、移動に対する視度の変化方向が実体顕微鏡接眼光学系と同じとなっている。この視度の変化方向が同じことに加えて、両方の接眼光学系の焦点距離が上記条件式(8)を満たしていると、互いの接眼光学系の、移動量に対する視度の変化量の差が少なくなり、実体顕微鏡接眼光学系を移動させて、視度を−5(1/m)から5(1/m)の範囲でどこに合わせても、画像観察用接眼光学系の視度も実体顕微鏡接眼光学系の視度と同等に変化し、両方の接眼光学系の互いの視度のズレを少なくすることができ、観察者が両方の像を交互に観察する際に大幅に眼のピント調整をし直す必要がないため、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。

0124

図57は本発明の第26実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、182は実体顕微鏡本体部、186は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、187は結像光束を偏向させるプリズム、188は実体顕微鏡観察像の結像位置、205は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型LCDと、リレー光学系とを保持する光学素子保持部、184は視度が−1(1/m)の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、190は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、191は小型の反射型LCD、206はリレー光学系、207はリレー光学系による画像結像位置、203は反射面に自由曲面を用いた非軸対称な光学系である画像観察用接眼光学系、192は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、194は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、197は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と小型LCDとの間の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路、208は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。

0125

本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184は、自身の射出光軸194上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置188との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系184と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸194と平行な画像観察用接眼光学系の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路197よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系203も同時に移動するように構成されている。実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳190と画像観察用接眼光学系の射出瞳192の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。

0126

また、本実施例では、条件式(7)を満たすように、実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度を−1(1/m)に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系203も視度−1(1/m)になるように構成し、さらに、実体顕微鏡接眼光学系184の焦点距離を25mm、画像観察用接眼光学系203の焦点距離を30mmとし、条件式(8)を満たしている。

0127

本実施例はこのように構成したので、図57の状態から実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系203も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整にかかわらず常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。また、小型LCD191、リレー光学系206は、実体顕微鏡接眼光学系184の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型LCD、リレー光学系の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。

0128

また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−1(1/m)の位置で一体的に保持されてているため、視度が−1(1/m)の位置における両方の接眼光学系の視度ズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離が条件式(8)を満たす上記の値をとっているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量の差が少なくなり、実体顕微鏡接眼光学系を−5(1/m)〜5(1/m)の範囲で視度調整しても実体顕微鏡接眼光学系184の視度と画像観察用接眼光学系203の視度との差を最大0.84(1/m)以内に収めることができる。よって、観察者が両方の像を交互に観察する際に大幅に眼のピント調整をし直す必要がないため、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。

0129

実施例27
本発明の第27実施例の実体顕微鏡は、上記実施例24の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度も−1(1/m)になるように、画像観察用接眼光学系と実体顕微鏡接眼光学系とを一体に構成し、かつ、実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と画像観察用接眼光学系の焦点距離とが一致している点に特徴がある。

0130

画像観察用接眼光学系は、視度調整の際に実体顕微鏡接眼光学系と同時に移動するため、移動に対する視度の変化方向が実体顕微鏡接眼光学系と同じとなっている。この視度の変化方向が同じことに加えて、両方の接眼光学系の焦点距離が一致していると、互いの接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致する。また、両方の接眼光学系は共に視度が−1(1/m)で一体に構成されているため、常に実体顕微鏡接眼光学系と画像観察用接眼光学系の視度は一致する。よって、観察者は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整された画像観察用接眼光学系での画像観察が達成され、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。

0131

図58は本発明の第27実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、182は実体顕微鏡本体部、186は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、187は結像光束を偏向させるプリズム、188は実体顕微鏡観察像の結像位置、209は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型LCDと、リレー光学系とを保持する光学素子保持部、184は視度が−1(1/m)の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、190は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、191は小型LCD、206はリレー光学系、207はリレー光学系による画像結像位置、196は画像観察用接眼光学系、192は画像観察用接眼光学系の射出瞳結像位置、194は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、197は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と小型LCDとの間の光軸、210は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部、211は可動光学素子保持部210を光学素子保持部209に対して移動させるためのラック及びピニオンをそれぞれ示している。

0132

本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184は、自身の射出光軸194上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置188との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系184と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸194と平行な画像観察用接眼光学系の光軸197よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系196も同時に移動するように構成されている。実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳190と画像観察用接眼光学系の射出瞳192の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両像ともに非常に観察し易い状態となっている。

0133

また、本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度を−1(1/m)に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系196も視度が−1(1/m)になるように構成し、さらに、実体顕微鏡接眼光学系184の焦点距離と、画像観察用接眼光学系196の焦点距離とを共に25mmとしている。

0134

本実施例はこのように構成したので、図58の状態から実体顕微鏡接眼光学系184を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系196も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。また、小型LCD191、リレー光学系206は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型LCD、リレー光学系の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。

0135

また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−1(1/m)の位置で一体に保持されているため、視度が−1(1/m)の位置における両方の接眼光学系の視度のズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離も一致しているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致し、実体顕微鏡接眼光学系の視度を変化させても、常に実体顕微鏡接眼光学系の視度と画像観察用接眼光学系の視度が一致している。よって、観察者は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整された画像観察用接眼光学系での画像観察が得られ、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。

0136

実施例28
本発明の第28実施例の実体顕微鏡は、請求項1に記載の実体顕微鏡、上記実施例13〜19,21,23〜27のいずれかの実体顕微鏡において、前記顕微鏡観察像が、顕微鏡観察像を表示する画像表示手段に表示された画像である点に特徴がある。

0137

請求項1に記載の実体顕微鏡、上記実施例13〜19,21,23〜27のいずれかの実体顕微鏡の顕微鏡観察像を、顕微鏡を表示する画像表示手段に表示された画像に置き換えて構成しても、上記それぞれの請求項、実施例に記載の技術で得られる利点をそのまま得ることができる。

0138

図59,60は本発明の第28実施例を示し、図59は本実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図、図60図59の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図59中、221は被観察物体、222は実体顕微鏡本体部、223は内部に顕微鏡観察像を撮像する左右一対のCCDと、前記CCDにより撮像された顕微鏡画像を表示する左右一対の第1の小型LCDと、その他の画像を表示する左右一対の第2の小型LCDとを内蔵する実体顕微鏡双眼鏡筒部、224は第1の小型LCDに表示された顕微鏡画像を観察者の眼へと導く顕微鏡画像観察用接眼光学系、225は第2の小型LCDに表示されたその他の画像を観察者の眼へと導くその他の画像観察用接眼光学系、226は実体顕微鏡双眼鏡筒部に内蔵されたCCDをコントロール映像を作るカメラコントロールユニット、227はCCDとカメラコントロールユニットとをつなぐ映像信号ケーブル、228はカメラコントロールユニットと前記第1の小型LCDとをつなぐ映像信号ケーブル、229は前記第2の小型LCDに表示する画像を作成するコンピューター、230はコンピューターと前記第2の小型LCDとをつなぐ映像信号ケーブルをそれぞれ示している。

0139

図60中、222は実体顕微鏡本体部、223は実体顕微鏡双眼鏡筒部、231は撮像光学系、232は顕微鏡観察像を撮像するCCD、233はCCD232で撮像した顕微鏡観察像を表示する第1の小型LCD、234は顕微鏡画像リレー光学系、235は顕微鏡画像リレー光学系234による顕微鏡画像の結像位置、224は顕微鏡画像観察用接眼光学系、236は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、237は顕微鏡画像以外の、その他の画像を表示する第2の小型LCD、238はその他の画像リレー光学系、239はその他の画像リレー光学系238によるその他の画像の結像位置、225はその他の画像観察用接眼光学系、240はその他の画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、241は撮像光学系と、CCDと、第1小型LCDと、顕微鏡画像リレー光学系と、第2の小型LCDと、その他の画像リレー光学系等とを保持する光学素子保持部、242は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸、243は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸と平行に配置したその他の画像観察用接眼光学系の光軸、244は顕微鏡画像観察用接眼光学系とその他の画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。

0140

本実施例では、顕微鏡画像観察用接眼光学系224は、自身の射出光軸242上を移動でき、顕微鏡画像の結像位置235との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する顕微鏡観察用接眼光学系224と一体に保持された、顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸242と平行なその他の画像観察用接眼光学系の光軸243よりも観察者の眼側に配置されたその他の画像観察用接眼光学系225も同時に移動するように構成されている。顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳236とその他の画像観察用接眼光学系の射出瞳240の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。

0141

また、本実施例では、顕微鏡画像観察用接眼光学系224を移動させて視度を−1(1/m)に調整した際に、同時に移動するその他の画像観察用接眼光学系225も視度が−1(1/m)になるように構成し、さらに、顕微鏡画像観察用接眼光学系224の焦点距離と、その他の画像観察用接眼光学系225の焦点距離とを共に25mmとしている。

0142

本実施例はこのように構成したので、図60の状態から顕微鏡画像観察用接眼光学系224を移動させて視度調整しても、その他の画像観察用接眼光学系225も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。また、第2の小型LCD237、その他の画像リレー光学系238は、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡双眼鏡筒部ハウジング内部にこれらの移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。

0143

また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−1(1/m)の位置で一体に保持されているため、視度が−1(1/m)の位置における両方の接眼光学系の視度のズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離も一致しているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致し、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度を変化させても、常に顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度とその他の画像観察用接眼光学系の視度とが一致している。よって、観察者は、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整されたその他の画像観察用接眼光学系での画像観察が達成され、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。なお、本実施例は、図60では、第1の小型LCDに顕微鏡画像を表示し、第2の小型LCDにその他の画像を表示するように構成したが、第1の小型LCDのその他の画像を表示し、第2の小型LCDに顕微鏡画像を表示しても良いし、任意に表示画像を互いに切り替えるように構成しても良い。

0144

以上説明したように、本発明の実体顕微鏡は、特許請求の範囲に記載した特徴の他に下記のような特徴を有している。

0145

(1)顕微鏡観察像と前記画像とを欠けることなく同時に観察することが出来るアイポイントを有することを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0146

(2)前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系は顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径の少なくとも二倍の射出瞳径を有していることを特徴とする上記(1)に記載の実体顕微鏡。

0147

(3)顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系の一部をなす第一レンズと、前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を構成する第二レンズとが一体に形成されていることを特徴とする請求項1または上記(1)に記載の実体顕微鏡。

0148

(4)前記第一レンズは中心部に形成された屈折レンズ部分であり、前記第二レンズは前記中心部を取り巻いて形成されたフレネルレンズ部分である上記(3)に記載の実体顕微鏡。

0149

(5)顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系と前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を構成するレンズの一部が共用されていて、該レンズの一部の面は一部分が反射面として他部分が透過面として使用されていることを特徴とする請求項1または上記(1)に記載の実体顕微鏡。

0150

(6)前記レンズは少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するプリズム状プラスチック成形レンズであって、前記反射面と透過面は前記曲面に形成されている上記(5)に記載の実体顕微鏡。

0151

(7)画像表示手段と前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を一つのハウジング内に配置し、該ハウジングを顕微鏡鏡体部に対し着脱可能としたことを特徴とする請求項1または上記(1)に記載の実体顕微鏡。

0152

(8)顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径をP、前記両接眼光学系の光軸のなす角をαとしたとき、P>20sin α−2なる条件を満たすことを特徴とする上記(1)に記載の実体顕微鏡。

0153

(9)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸を互いに交差するよう配置し、かつ、互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を、互いの接眼光学系の光軸の交点より接眼光学系寄りに配置したことを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0154

(10)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系は、いずれも、射出瞳を配置する位置が次の条件式(1)を満たすことを特徴とする上記(9)に記載の実体顕微鏡。
3≦L≦25 ……(1)
但し、Lは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸との交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0155

(11)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(2)を満たし、他方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(3)を満たしていることを特徴とする上記(9)に記載の実体顕微鏡。
6SINθ≦φ≦50SINθ ……(2)
0<φ'<LSIN(θ/2) ……(3)
但し、φは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径、φ'は他方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Lは互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0156

(12)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(4)を満たしていることを特徴とする上記(9)に記載の実体顕微鏡。
6SINθ≦φ''≦50SINθ ……(4)
但し、φ''は両方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。

0157

(13)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度が次の条件式(5)を満たすことを特徴とする上記(9)に記載の実体顕微鏡。
20°≦θ≦80° ……(5)
但し、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。

0158

(14)画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフは、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフよりも長いことを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0159

(15)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が、次の条件式(6)を満たしていることを特徴とする上記(9)に記載の実体顕微鏡。
0<φ'''<LSIN(θ/2) ……(6)
但し、φ'''は両方の接眼光学系の射出瞳径、θは顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Lは互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。

0160

(16)画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が、イエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒の、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持するメカ枠に一体となって保持されていることを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0161

(17)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちの少なくともいずれか一方の射出瞳の大きさを可変にする機構を有していることを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0162

(18)画像表示手段に表示された画像を、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系に導く画像投影光学系を有し、前記画像投影光学系は、コリメート光学系と結像光学系とからなり、前記コリメート光学系は、画像表示手段に表示された画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とし、前記結像光学系は、前記コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に結像し、かつ、該結像光学系は、その開口が少なくとも前記アフォーカル光束を取り込める範囲内で移動することを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0163

(19)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系と、画像表示手段と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0164

(20)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系は、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸を画像表示手段との間に少なくとも一部有し、この前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の実体顕微鏡。

0165

(21)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度が次の条件式(7)を満たすように、画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成したことを特徴とする上記(20)に記載の実体顕微鏡。
−2(1/m)≦S≦0(1/m) ……(7)
但し、Sは実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときの画像観察用接眼光学系の視度を示す。

0166

(22)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の焦点距離とが次の条件式(8)を満たしていることを特徴とする上記(21)に記載の実体顕微鏡。
0.4≦Fb2/Fa2≦1.6 ……(8)
但し、Faは実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離、Fbは画像観察用接眼光学系の焦点距離をそれぞれ示す。

0167

(23)顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−1(1/m)にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度も−1(1/m)になるように、画像観察用接眼光学系と実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成し、かつ、体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と画像観察用接眼光学系の焦点距離とが一致していることを特徴とする上記(20)に記載の実体顕微鏡。

0168

(24)、前記顕微鏡観察像が、顕微鏡観察像を表示する画像表示手段に表示された画像であることを特徴とする請求項1、上記(9)〜(15)、(17)、(19)〜(23)のいずれかに記載の実体顕微鏡。

発明の効果

0169

上述の如く本発明によれば、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やCT・MR画像等各種の画像情報を互いの像情報を失うことなく適切且つ同時に観察者に提供することの出来る実体顕微鏡を提供することが出来る。

図面の簡単な説明

0170

図1本発明の第1実施例を示す断面図である。
図2顕微鏡観察画像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
図3本発明の第2実施例における鏡体部の概略構成を示す断面図である。
図4第2実施例による顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
図5本発明の第3実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部及び接眼部の光学配置を示す側面図である。
図6図5の平面図である。
図7第3実施例による顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
図8本発明の第4実施例における手術用顕微鏡システムの全体構成を示す説明図である。
図9第4実施例における手術用顕微鏡の鏡体部内部の光学配置を示す断面図である。
図10本発明の第5実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部の断面図である。
図11本発明の第6実施例における手術用顕微鏡の接眼部の断面図である。
図12顕微鏡観察像と画像表示手段に表示される各種画像の拡大像との配置関係を例示した説明図である。
図13本発明の第7実施例に係る手術用顕微鏡の外観斜視図である。
図14第7実施例における双眼鏡筒部内の光学配置を示す断面図である。
図15第7実施例による手術用顕微鏡の観察視野内の各種画像の様子を示す説明図である。
図16本発明の第8実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部内の光学配置を示す断面図である。
図17第8実施例に係る手術用顕微鏡の接眼部光学系の斜視図である。
図18第8実施例に係る手術用顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。
図19本発明の第9実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内と接眼部の光学配置を示す断面図である。
図20本発明の第10実施例に係る手術用顕微鏡の概略側面図である。
図21本発明の第11実施例に係る手術用顕微鏡の鏡体部に内蔵される対物光学系や変倍光学系の光学配置を示す斜視図である。
図22第11実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内の光学配置を示す拡大図である。
図23図22の平面図である。
図24図22の右側面図である。
図25第11実施例に係る手術用顕微鏡の接眼部内の光学配置を示す拡大図である。
図26第11実施例に係る手術用顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。
図27第12実施例に係る実体顕微鏡の光学配置を示す断面図である。
図28第13実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
図29第13実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
図30第14実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
図31第15実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
図32第15実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図33図32の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図34第16実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
図35第16実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図36図35の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図37第17実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
図38(a)は本発明の第18実施例の基本構成との比較例を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより短い状態を示し、(b)は本発明の第18実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長い状態を示す。
図39第18実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系周辺の光学系配置構成図である。
図40第19実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視しているときの状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視しているときの状態を示す。
図41第19実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図42図41の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
図43第20実施例に用いるイエンチ式眼幅調整機構の説明図である。
図44ジーテントップ式眼幅調整機構の説明図である。
図45ジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させて眼幅調整したときの左右の顕微鏡像及び画像の位置関係の変化を示す状態説明図である。
図46第20実施例に係る手術用顕微鏡の外観斜視図である。
図47第21実施例に係る手術用顕微鏡における、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳がともに最大になるように、射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示す、光学系配置構成図である。
図48図47の顕微鏡における、両方の接眼光学系の射出瞳がともに最小になるように、射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示す光学系配置構成図である。
図49第22実施例に係る手術用顕微鏡のイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の光学系配置の正面図である。
図50図49の双眼鏡筒部の光学系を左側方よりみた図である。
図51像を観察するときの観察者の瞳孔位置を示す接眼光学系の配置構成図である。
図52図51において、実体顕微鏡接眼光学系のみを視度調整できるようにした接眼光学系の配置構成図である。
図53第23実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図である。
図54図53の実体顕微鏡の双眼鏡筒分光学系の概略構成を示す断面図である。
図55第24実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
図56第25実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
図57第26実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概観構成を示す断面図である。
図58第27実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
図59第28実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図である。
図60図59の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
図61従来の実体顕微鏡の接眼鏡筒部分の断面図である。
図62従来の実体顕微鏡の観察視野内に表われる画像の様子を示す説明図である。
図63従来の実体顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。

--

0171

1顕微鏡鏡体部
2双眼鏡筒部
3,3′,181,221被観察物体
4 対物光学系
5変倍光学系
6結像光学系
7顕微鏡像観察用接眼光学系
8偏向手段
9画像表示手段
10,173,196,203画像観察用接眼光学系
11観察者
12アイポイント
13プラスチック成形レンズ
14,42 レンズ
14a レンズの第一面
14b レンズの第二面
14c レンズの第三面
15反射ミラー
16接眼部
17手術用顕微鏡の光源
18ライトガイドテーブル
19内視鏡
20 内視鏡の光源
21ライトガイドケーブル
22カメラヘッド
23 カメラヘッドのコントローラー
24超音波断層撮影プローブ
25 超音波断層撮影プローブのコントローラー
26ナビゲーションシステム
27カメラアレイ
28コンピューター
29CTシステム
30MRIシステム
31 画像表示手段のコントローラー
32光路挿入手段
33 画像挿入光学系
34ケーブル
35 双眼鏡筒光学系
36 接眼光学系の結像位置
37,51,79,102,142,206,234,238画像リレー光学系
38プリズム
39,186 双眼鏡筒光学系の結像レンズ
40,187結像光束を偏向させるプリズム
41中間像位置
42a 顕微鏡像観察用接眼光学系の一部をなすレンズ部分
42b 画像観察用接眼光学系部分
43ハウジング
44ビームスプリッター
45リレー光学系の前群
46 リレー光学系の後群
47偏向プリズム
48 画像挿入光学系
49撮影光学系
50 CCD等の固体撮像素子
52マイクロレンズアレイ
61,74,113,138,152顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系
62,62',82,84,99,115,139,161画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系
63 互いの光軸の交点より接眼光学系寄りの領域
64 互いの光軸の交点より接眼光学系寄りでない領域
65 接眼光学系61の射出瞳の中心位置
65',75 顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置
66 接眼光学系62の射出瞳の中心位置
66',83 画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置
67,172 観察者の眼球
68,176 観察者の瞳孔
68',177 画像を注視している時の瞳孔
69 眼球の回転中心
70 手術用顕微鏡の鏡体部
71、71',100,147 結像光学系
72顕微鏡光路を偏向させるプリズム
73 顕微鏡観察像の結像位置
76,200反射型LCD
77,201偏光ビームスプリッター
78,202LED
80,207,235,239 画像の結像位置
81,98,103,120,150,151,154,155,159,160 光路を偏向させるプリズム
85,153,191,233,237 小型LCD
86 小型LCD保持移動機構
87,92,94,95,96,105,112,116,117観察者の観察状態
88 顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳
89 画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳
90,97 観察者の瞳孔から眼球内へ入射する顕微鏡観察像の光束
91,93 観察者の瞳孔から眼球内へ入射する画像の光束
101 顕微鏡観察像を観察者が観察する場合の画角
104 画像を観察者が観察する場合の画角
106,110 顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフ
107,108,111 画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフ
109 手術用顕微鏡双眼鏡筒の結像光学系部
114 プラスチック成形で加工され接眼光学系113の一部と接眼光学系115の一部とが一体となったレンズ
118 双眼鏡筒部結像光学系
119,122,148 光路を偏向させるミラー
120,149 シュミット型イメージローテーター
123 結像位置
124 接眼光学系
125平行四辺形プリズム
126 平行四辺形プリズムに入射する光軸
127眼幅を最小にしたときに観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像
128 眼幅を最小にしたときに観察者が左眼で観察する画像
129 眼幅を最小にしたときに観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像
130 眼幅を最小にしたときに観察者が右眼で観察する画像
131 眼幅を最大にしたときに観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像
132 眼幅を最大にしたときに観察者が左眼で観察する画像
133 眼幅を最大にしたときに観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像
134 眼幅を最大にしたときに観察者が右眼で観察する画像
135 手術用顕微鏡の鏡体部ハウジング
136 双眼鏡筒部ハウジング
137 接眼光学系部分を保持するメカ枠
140 光束散乱素子
141 光束散乱素子により拡大された接眼光学系の射出瞳
143光束幅決定素子
144 光束幅決定素子により拡大された接眼光学系の射出瞳
145 光束散乱素子の移動により縮小された接眼光学系の射出瞳
146 光束幅決定素子により縮小された接眼光学系の射出瞳
156画像投影光学系
157コリメート光学系
158 コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系
162 画像投影光学系の一部をそれぞれ構成しているコリメート光学系と結像光学系との間の光軸
171,184実体顕微鏡接眼光学系
172 実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳
174 画像観察用接眼光学系の射出瞳
182,222 実体顕微鏡本体部
183,223 実体顕微鏡双眼鏡筒部
186, 双眼鏡筒光学系の結像レンズ
188 実体顕微鏡観察像の結像位置
189,193,195,198,199,204,205,208,209,210,241,244光学素子保持部
190 実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置
192 画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
194 実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸
197 画像観察用接眼光学系の光軸
211 ラック及びピニオン
224顕微鏡画像観察用接眼光学系
225 その他の画像観察用接眼光学系
226カメラコントロールユニット
227,228,230映像信号ケーブル
229 コンピューター
231撮像光学系
232 CCD
236 顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
240 その他の画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
242 顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸
243 その他の画像観察用接眼光学系の射出光軸
I 顕微鏡像
MI顕微鏡観察像
MI'視野から消えた顕微鏡観察像
RI,RI′,RI″ 画像表示手段に表示された画像の拡大像
RI1内視鏡画像の拡大像
RI2 CT・MR画像の拡大像
O1 顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸
O2 画像観察用接眼光学系の光軸(又は接眼光学系が拡大する画像の中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路)
P 光軸と光軸(又は光路)との交点
Q 注視点

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