JP2001066511A - Microscope - Google Patents

Microscope

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JP2001066511A
JP2001066511A JP24460999A JP24460999A JP2001066511A JP 2001066511 A JP2001066511 A JP 2001066511A JP 24460999 A JP24460999 A JP 24460999A JP 24460999 A JP24460999 A JP 24460999A JP 2001066511 A JP2001066511 A JP 2001066511A
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JP
Japan
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optical system
light guide
illumination
microscope
light
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Application number
JP24460999A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Nakamura
哲也 中村
Koji Tsuda
浩二 津田
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently radiate illuminating light without making an illumination optical system and a light source device larger by providing a middle part with a fiber rod curved by a specified angle. SOLUTION: The illumination mechanism of a stereomicroscope is composed of an illumination optical system, a holding member holding the vicinity of the illuminating light emitting end 105a of a light guide, and the fiber rod 3 curved to be almost L-shape. The rod 3 is arranged between the holding member holding the vicinity of the emitting end 105a of the light guide and a lens barrel 4 holding the illumination optical system, and consists of one columnar optical fiber constituted by covering a core glass having a little larger diameter than the diameter of the fiber bundle 105c of the light guide 105 with clad glass. Then, the rod 3 is formed to have almost L-shape as a whole by curving only the middle part 3b in an arc state by 90 deg. while keeping both ends of the rod 3 linear.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、観察対象物を拡大
して結像させる顕微鏡に関し、特に、外部光源からライ
トガイドファイババンドルを通じて導入された照明光
を、照明レンズを介して観察対象物に照射する顕微鏡に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope for magnifying and forming an image of an object to be observed, and more particularly to a microscope which applies illumination light introduced from an external light source through a light guide fiber bundle to the object through an illumination lens. It relates to a microscope for irradiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、観察対象物を拡大して結像させる
顕微鏡は、例えば、脳神経外科手術のように微細な組織
を処置する際に使用されていた。即ち、脳のように微細
な組織からなる器官は、その構造組織を肉眼で識別する
ことが困難であるために、このような器官の処置は、顕
微鏡下で行わざるを得ない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a microscope for enlarging and forming an image of an object to be observed has been used for treating a fine tissue such as a neurosurgery operation. That is, since organs composed of fine tissues such as the brain are difficult to visually discriminate the structural tissues, such organs must be treated under a microscope.

【0003】このような顕微鏡は、対物光学系が高倍率
であるために像が暗くなってしまうので、観察対象物を
照明する照明光学系が不可欠となる。このような照明光
学系に照明光を導入するには、例えば内視鏡システムに
おいて使用されている光源装置を流用し、ライトガイド
ファイババンドルの基端をこの光源装置の照明光口金に
接続するとともに、その先端を顕微鏡内に挿入し、この
ライトガイドファイババンドルを通じて光源装置からの
照明光を照明光学系に導入すれば良い。
[0003] In such a microscope, an image becomes dark due to a high magnification of the objective optical system. Therefore, an illumination optical system for illuminating an observation target is indispensable. In order to introduce illumination light into such an illumination optical system, for example, a light source device used in an endoscope system is diverted, and a base end of a light guide fiber bundle is connected to an illumination light base of the light source device. Then, the tip may be inserted into the microscope, and the illumination light from the light source device may be introduced into the illumination optical system through the light guide fiber bundle.

【0004】この場合、顕微鏡本体の側面から、即ち、
対物光学系や照明光学系の光軸に平行な方向に対して側
方から、ライトガイドファイババンドル先端を顕微鏡内
へ挿入することが望ましいケースがある。例えば、接眼
レンズを介して対物光学系による観察対象物(被写体)
像を観察させる光学顕微鏡において対物光学系から接眼
レンズに到る光軸が直線状にレイアウトされている場合
には、顕微鏡本体の側面からライトガイドファイババン
ドルを挿入させれば、このライトガイドファイババンド
ルが観察者の顔に干渉しなくなる。また、対物光学系に
よる被写体像をテレビカメラによって撮影するビデオ型
顕微鏡において、光軸がプリズムによって直角に曲げら
れている場合には、顕微鏡本体の側面からライトガイド
ファイババンドルを挿入させれば、ビデオカメラとライ
トガイドファイババンドルとの着脱方向が同一となるの
で、撮影準備が容易になるとともに顕微鏡の取り回しも
楽になる。
In this case, from the side of the microscope body,
In some cases, it is desirable to insert the tip of the light guide fiber bundle into the microscope from the side with respect to the direction parallel to the optical axis of the objective optical system or the illumination optical system. For example, an observation target (subject) by an objective optical system via an eyepiece
When the optical axis from the objective optical system to the eyepiece is laid out linearly in an optical microscope for observing an image, the light guide fiber bundle is inserted by inserting the light guide fiber bundle from the side of the microscope body. Will not interfere with the observer's face. Also, in a video microscope in which a subject image by an objective optical system is photographed by a television camera, if the optical axis is bent at a right angle by a prism, the light guide fiber bundle can be inserted from the side of the microscope main body. Since the attachment and detachment directions of the camera and the light guide fiber bundle are the same, the preparation for photographing becomes easy and the handling of the microscope becomes easy.

【0005】但し、以上のようにして顕微鏡本体の側面
からライトガイドファイババンドルを挿入する場合に
は、ライトガイドファイババンドルの挿入方向と照明光
学系の光軸とがある角度(例えば直角に)をもって相対
的に傾いてしまうので、ライトガイドガイドファイババ
ンドルから射出される照明光を照明光学系の光軸に沿っ
た方向へ偏向して照明光学系へ導入する偏向光学系が必
要不可欠となる。このような偏向光学系として、例え
ば、ライトガイドファイババンドルから射出された照明
光を反射する反射鏡を用いることが考えられる。
However, when the light guide fiber bundle is inserted from the side of the microscope main body as described above, the insertion direction of the light guide fiber bundle and the optical axis of the illumination optical system are at an angle (for example, at a right angle). Since they are relatively inclined, a deflection optical system that deflects the illumination light emitted from the light guide guide fiber bundle in a direction along the optical axis of the illumination optical system and introduces the illumination light into the illumination optical system is indispensable. As such a deflection optical system, for example, it is conceivable to use a reflecting mirror that reflects illumination light emitted from the light guide fiber bundle.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライト
ガイドファイババンドルを顕微鏡本体の側面から挿入す
る構成において、偏向光学系として反射鏡を用いると、
以下のような問題が生じる。
However, in a configuration in which the light guide fiber bundle is inserted from the side of the microscope main body, if a reflecting mirror is used as a deflection optical system,
The following problems occur.

【0007】図11は、ライトガイドファイババンドル
400の射出端400a前方に反射鏡401を設け、照
明光を直角方向に反射させて照明光学系402に入射さ
せる構成の概略図である。
FIG. 11 is a schematic view of a configuration in which a reflecting mirror 401 is provided in front of an emission end 400a of a light guide fiber bundle 400, and illumination light is reflected in a right angle direction and enters an illumination optical system 402.

【0008】図11に示す場合、反射鏡401による反
射の前後における所定距離の光路内には、光のケラレを
避けるために、他の光学部材を配置することができな
い。従って、ライトガイドファイババンドル400の射
出端400aから照明光学系402までの照明光光路長
を長く設定せざるを得ないので、ライトガイドファイバ
バンドル400から射出された照明光が、照明光学系4
02に到達するまでに、開口角によって定まる一定率に
て広がってしまう。照明光の広がりに対応して光量を損
失しないように照明光学系402に照明光を取り入れる
には、照明光を受光する照明光学系402のレンズ群を
大きく形成させる方法が考えられるが、レンズが大きく
なると照明光学系402や顕微鏡本体の外形が大きくな
ってしまうといった問題点がある。
In the case shown in FIG. 11, other optical members cannot be arranged in the optical path of a predetermined distance before and after reflection by the reflecting mirror 401 in order to avoid vignetting of light. Accordingly, the illumination light path length from the exit end 400a of the light guide fiber bundle 400 to the illumination optical system 402 must be set to be long, so that the illumination light emitted from the light guide fiber bundle 400 is
By the time it reaches 02, it spreads at a constant rate determined by the aperture angle. In order to take the illumination light into the illumination optical system 402 so as not to lose the light amount corresponding to the spread of the illumination light, a method of forming a large lens group of the illumination optical system 402 that receives the illumination light is considered. As the size increases, there is a problem that the outer shapes of the illumination optical system 402 and the microscope main body increase.

【0009】また、図11に示したような反射鏡401
を利用した偏向光学系において、照明光の広がりを抑え
て光量を損失させないためには、ライトガイドファイバ
バンドル400に入射する照明光の開口角が小さくなる
よう設けることも考えられる。
Also, a reflecting mirror 401 as shown in FIG.
In a deflecting optical system using the method, in order to suppress the spread of the illumination light so as not to lose the light amount, it is conceivable to provide the opening angle of the illumination light incident on the light guide fiber bundle 400 to be small.

【0010】図12は、リフレクタ403aを有する光
源403からライトガイドファイババンドル400の入
射端400bに照明光が入射する部分の構成を示す概略
断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing a configuration of a portion where illumination light is incident from a light source 403 having a reflector 403a to an incident end 400b of a light guide fiber bundle 400.

【0011】この図12に示す状態から、図13に示す
ように光源403からライトガイド射出端400bまで
の距離を長くして設けたり、図14に示すように光源4
04を小さく設けたりすることによって照明光の開口角
を抑えることができ、偏向光学系402における光量の
損失を縮小させることができると考えられる。
From the state shown in FIG. 12, the distance from the light source 403 to the light guide emission end 400b is increased as shown in FIG.
It is considered that the aperture angle of the illuminating light can be suppressed by providing a small number 04, and the loss of the light amount in the deflection optical system 402 can be reduced.

【0012】ところが、同能力の光源403と同サイズ
のリフレクタ403aとを利用している図12の状態と
図13の状態とを比較すると、ライトガイドファイバ4
00の入射端400bから光源403を離したことによ
りライトガイドファイバ400に入射する照明光の開口
角は抑えられるが、光源装置106の筐体を大型のもの
にする必要があるので、光源403を大きく設けるにも
限界がある。
However, comparing the state of FIG. 12 with the state of FIG. 13 using the light source 403 of the same capacity and the reflector 403a of the same size, the light guide fiber 4
By separating the light source 403 from the light incident end 400b of the light source fiber 400, the aperture angle of the illumination light incident on the light guide fiber 400 can be suppressed. However, since the housing of the light source device 106 needs to be large, the light source 403 is There is a limit to large installation.

【0013】一方、開口角の広がりを抑えるために、図
14に示すように、ライトガイド400の入射端400
bの大きさに対してリフレクタ404a及び光源404
を小さく設ける方法も考えられるが、光源404自体が
縮小することにより、照明光の光量全体が減少してしま
う。
On the other hand, in order to suppress the spread of the aperture angle, as shown in FIG.
For the size of b, the reflector 404a and the light source 404
May be provided, but the light source 404 itself is reduced, so that the total amount of illumination light is reduced.

【0014】そこで本発明の課題は、以上のような問題
点を鑑み、光源装置に接続されるライトガイドファイバ
を照明光学系の光軸に対して角度をもった方向から顕微
鏡本体内に挿入して照明光学系に導入する顕微鏡におい
て、顕微鏡内に引き通されるライトガイドファイババン
ドルの先端と照明光学系との間に、照明光をあまり広げ
ることなく、照明光学系に向けて偏向することができる
偏向手段を備え、もって、照明光学系や光源装置を大き
くすることなく、光源装置が発生する照明光を効率よく
観察対象物に対し照射することができる顕微鏡を、提供
することである。
In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to insert a light guide fiber connected to a light source device into a microscope main body from a direction at an angle to an optical axis of an illumination optical system. In a microscope to be introduced into the illumination optical system, it is possible to deflect the illumination light toward the illumination optical system without spreading the illumination light very much between the end of the light guide fiber bundle drawn into the microscope and the illumination optical system. It is an object of the present invention to provide a microscope having a deflecting means capable of efficiently irradiating an observation target with illumination light generated by a light source device without increasing the size of an illumination optical system and a light source device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明は、観察対象物の像を形成する対物光学系
と、この対物光学系の光軸と略平行な光軸を有する照明
光学系と、照明光を伝達するライトガイドの射出端近傍
を前記照明光学系の光軸に対して所定の角度をなす方向
へ向けて保持する保持部材と、この保持部材によって保
持されるライトガイドの射出端に対してその入射端が同
軸に対向するように配置され、前記照明光学系に対して
その射出端が同軸に対向するように配置され、その中間
部が前記所定の角度湾曲しているファイバロッドと、を
備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an objective optical system for forming an image of an object to be observed, and an illumination having an optical axis substantially parallel to the optical axis of the objective optical system. An optical system, a holding member for holding the vicinity of an emission end of a light guide for transmitting illumination light in a direction at a predetermined angle with respect to an optical axis of the illumination optical system, and a light guide held by the holding member The incident end is coaxially opposed to the exit end, and the exit end is arranged coaxially to the illumination optical system, and the intermediate portion is curved at the predetermined angle. And a fiber rod.

【0016】このように構成されると、ライトガイド
は、保持部材により、その射出端が照明光学系の光軸に
対して所定の角度をなす方向を向くように保持される。
このようにして保持部材に保持されたライトガイドの射
出端から射出された照明光は、ライトガイドの射出端と
同軸に対向するファイバロッドの入射端から、このファ
イバロッド内に入射する。そして、ファイバロッド内に
入射した照明光は、ファイバロッドの湾曲に沿って偏向
され、照明光学系の光軸と同軸な射出端から射出され
る。このように、ファイバロッドの射出端から射出され
た照明光は、照明光学系内に入射し、この照明光学系に
よってその配光角を調整されて、観察対象物に照射され
る。
According to this structure, the light guide is held by the holding member such that the exit end thereof is oriented at a predetermined angle with respect to the optical axis of the illumination optical system.
The illumination light emitted from the emission end of the light guide held by the holding member enters the fiber rod from the incidence end of the fiber rod coaxially facing the emission end of the light guide. The illumination light that has entered the fiber rod is deflected along the curvature of the fiber rod, and is emitted from an emission end that is coaxial with the optical axis of the illumination optical system. As described above, the illumination light emitted from the emission end of the fiber rod enters the illumination optical system, the light distribution angle is adjusted by the illumination optical system, and the illumination light is emitted to the observation target.

【0017】従って、本発明によると、偏向部材である
ファイバロッドとライトガイド又は照明光学系との間で
照明光がケラレることはないので、それらの間を可能な
限り接近させることが可能になる。そのため、それらの
間の光路上において照明光が広がることが抑えられるの
で、ライトガイドに対してファイバロッドを、また、フ
ァイバロッドに対して照明光学系を、あまり大径にする
必要がなくなる。
Therefore, according to the present invention, the illumination light does not vignet between the fiber rod as the deflection member and the light guide or the illumination optical system, so that the illumination light can be made as close as possible. Become. Therefore, the spread of the illuminating light on the optical path between them is suppressed, so that it is not necessary to make the diameter of the fiber rod to the light guide and the diameter of the illumination optical system to the fiber rod so large.

【0018】つまり、本発明による顕微鏡は、照明光学
系の光軸に対して所定の角度をもってライトガイドを顕
微鏡本体内に挿入して、ライトガイドの射出端から射出
された照明光を偏向部材(ファイバロッド)によって偏
向させる構成でありながら、照明光学系や光源装置を大
きくすることなく、光源装置が発する照明光を効率良く
観察対象物に照射することができるのである。
That is, in the microscope according to the present invention, the light guide is inserted into the microscope main body at a predetermined angle with respect to the optical axis of the illumination optical system, and the illumination light emitted from the emission end of the light guide is deflected by the deflection member ( The illumination light emitted from the light source device can be efficiently applied to the observation target without increasing the size of the illumination optical system and the light source device, even though the configuration is such that the light is deflected by the fiber rod).

【0019】本発明において、保持部材が保持するライ
トガイドは、単繊維からなっても良いし、多数のライト
ガイドファイバが束ねられて構成されたライトガイドフ
ァイババンドルであっても良い。前者の場合は、ライト
ガイドはファイバロッドと同様に比較的大径になるの
で、保持部材は、このライトガイドの外周面を直接保持
することが可能であるが、後者の場合は、各ライトガイ
ドファイバの射出端は口金によって束ねられているの
で、保持部材は、この口金の外周面を保持することが可
能である。
In the present invention, the light guide held by the holding member may be made of a single fiber, or may be a light guide fiber bundle formed by bundling a number of light guide fibers. In the former case, since the light guide has a relatively large diameter like the fiber rod, the holding member can directly hold the outer peripheral surface of the light guide. Since the emitting ends of the fibers are bundled by the base, the holding member can hold the outer peripheral surface of the base.

【0020】また、保持部材とライトガイドファイバと
の着脱及び軸合わせを容易にするためには、ライトガイ
ドファイバの射出端近傍に専用設計のガイドパイプを被
せるとともに、このガイドパイプが挿通される挿通孔を
保持部材に形成すれば良い。この場合、保持部材の挿通
孔内には、ガイドパイプの外周面を係止する係止機構を
設けることが望ましい。この係止機構の構造としては、
ガイドパイプの外周面に形成された凹部に係合する爪を
有するものであっても良いし、ガイドパイプの外周面に
形成された環状溝内に係合するボールプランジャ等の突
出部材を有するものであっても良い。このように形成さ
れれば、係止機構によってガイドパイプが固定されたと
きのライトガイドファイバの位置は、ファイバロッドに
対して位置決めされた位置となるので、作業者は、ライ
トガイドファイバの位置調整を一切しなくて済む。特
に、環状溝を用いる構造の場合には、ライトガイドファ
イバの回転位置の調整が不要であるので、着脱動作がよ
り容易となる。
In order to facilitate attachment / detachment and axis alignment of the holding member and the light guide fiber, a specially designed guide pipe is placed near the exit end of the light guide fiber, and the guide pipe is inserted through the guide pipe. A hole may be formed in the holding member. In this case, it is desirable to provide a locking mechanism for locking the outer peripheral surface of the guide pipe in the insertion hole of the holding member. As the structure of this locking mechanism,
It may have a claw that engages with a concave portion formed on the outer peripheral surface of the guide pipe, or may have a projecting member such as a ball plunger that engages in an annular groove formed on the outer peripheral surface of the guide pipe. It may be. With this configuration, the position of the light guide fiber when the guide pipe is fixed by the locking mechanism is the position positioned with respect to the fiber rod, so that the operator can adjust the position of the light guide fiber. You do not need to do anything. In particular, in the case of a structure using an annular groove, it is not necessary to adjust the rotational position of the light guide fiber, so that the attachment / detachment operation becomes easier.

【0021】ファイバロッドは、コアとクラッドを有す
る単ファイバであることが必要最小要件であるので、ガ
ラスファイバであっても樹脂ファイバであってもかまわ
ない。このファイバロッドは、顕微鏡内において何らか
の保持機構によって保持されているが、その射出端は、
照明光学系に対して同軸となっていなければならない。
そのための構成として、照明光学系を保持する鏡筒の端
部に、ファイバロッドの射出端が挿入される小径部を同
軸に設ける構成が、考えられる。
Since the minimum requirement is that the fiber rod be a single fiber having a core and a clad, it may be a glass fiber or a resin fiber. This fiber rod is held by some kind of holding mechanism in the microscope, but its emission end is
It must be coaxial with the illumination optics.
As a configuration for this, a configuration is conceivable in which a small-diameter portion into which the emission end of the fiber rod is inserted is coaxially provided at the end of the lens barrel that holds the illumination optical system.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】以下に説明する実施形態では、本発明の顕
微鏡は、共通に用いられるクローズアップレンズ群に対
して左右一対のズームレンズを組み合わせた対物光学系
により観察対象物を立体映像としてビデオ撮影するビデ
オ型立体顕微鏡として、実施されている。このようなビ
デオ型立体顕微鏡(以下、単に「立体顕微鏡」という)
は、例えば脳神経外科手術の際に用いられる手術支援シ
ステムに組み込まれて使用される。この手術支援システ
ムは、立体顕微鏡によって患者の組織をビデオ撮影して
得られた立体映像(ステレオ映像)を、予め得られてい
た患部のデータに基づいて作成したCG(コンピュータ
グラフィックス)映像と合成して、主術者専用の立体視
ビューワや他のスタッフ用のモニタ等に表示し、また、
録画装置に録画するシステムである。
In the embodiments described below, the microscope of the present invention uses an objective optical system in which a pair of right and left zoom lenses is combined with a commonly used close-up lens group to video-photograph an observation object as a stereoscopic image. It is implemented as a video stereo microscope. Such a video stereo microscope (hereinafter simply referred to as “stereo microscope”)
Is used, for example, by being incorporated into an operation support system used in neurosurgery. This surgical support system combines a stereoscopic image (stereo image) obtained by video-taking a patient's tissue with a stereoscopic microscope with a CG (computer graphics) image created based on data of an affected part obtained in advance. Then, it is displayed on a stereoscopic viewer dedicated to the main engineer or a monitor for other staff, etc.
This is a system for recording on a recording device.

【0024】<手術支援システムの全体構成>図1は、
この手術支援システムの概略を示すシステム構成図であ
る。この図1に示されるように、手術支援システムは、
立体顕微鏡101と、この立体顕微鏡101の背面の上
端近傍に取り付けられたハイビジョンCCDカメラ10
2と、同じく下端近傍に取り付けられた顕微鏡位置測定
装置103と、立体顕微鏡101の上面に取り付けられ
たカウンターウェイト104と、立体顕微鏡101の背
面から内部に引き通されたライトガイド105と、この
ライトガイド105を通じて立体顕微鏡101に照明光
を導入する光源装置106と、ディスク装置107を有
する手術計画用コンピュータ108と、顕微鏡位置測定
装置103及び手術計画用コンピュータ108に接続さ
れたリアルタイムCG作成装置109と、このリアルタ
イムCG作成装置109及びハイビジョンCCDカメラ
102に接続された画像合成装置110と、この画像合
成装置110に接続された分配器111と、この分配器
111に接続された録画装置115、モニタ114及び
立体視ビューワ113等とから、構成されている。
<Overall Configuration of Surgery Support System> FIG.
It is a system configuration diagram showing an outline of this surgery support system. As shown in FIG. 1, the surgery support system
A stereo microscope 101 and a high-vision CCD camera 10 attached near the upper end of the back of the stereo microscope 101
2, a microscope position measuring device 103 also mounted near the lower end, a counterweight 104 mounted on the upper surface of the stereoscopic microscope 101, a light guide 105 drawn from the back of the stereoscopic microscope 101 to the inside, A light source device 106 for introducing illumination light to the stereoscopic microscope 101 through the guide 105; a surgical planning computer 108 having a disk device 107; a real-time CG creating device 109 connected to the microscope position measuring device 103 and the surgical planning computer 108; An image synthesizing device 110 connected to the real-time CG creating device 109 and the high-vision CCD camera 102; a distributor 111 connected to the image synthesizing device 110; a recording device 115 connected to the distributor 111; And stereoscopic viewer 1 Etc. and a 3 are constituted.

【0025】上述したディスク装置107には、患者P
の患部を予め様々な撮影装置で撮影することによって得
られた画像(CTスキャン画像,MRI画像,SPEC
T画像,血管造影画像等)が格納されているとともに、
これらの各種画像に基づいて予め作成された患部及び周
辺組織の3次元データが格納されている。なお、この3
次元データは、患者の外皮又は内部組織の特定部位に設
定された基準点(マーキング等)を原点として定義され
た3次元ローカル座標上で、患部及び周辺組織の形状、
大きさ及び位置を、ベクトル形式又はマップ形式で特定
するデータとなっている。
The above-mentioned disk device 107 has a patient P
Images (CT scan images, MRI images, SPEC) obtained by previously imaging the affected area with various imaging devices
T images, angiographic images, etc.)
Three-dimensional data of the affected area and surrounding tissues created in advance based on these various images are stored. Note that this 3
The three-dimensional data is defined on the three-dimensional local coordinates defined using a reference point (marking or the like) set at a specific part of the patient's outer skin or internal tissue as the origin.
The data specifies the size and position in a vector format or a map format.

【0026】また、上述した立体顕微鏡101は、その
背面に取付られたマウント100bを介して、第1スタ
ンド100のフリーアーム100aの先端に、着脱自在
に固定されている。従って、この立体顕微鏡101は、
第1スタンド100のフリーアーム100aの先端が届
く半径内で、移動自在であるとともに、任意の向きに向
くことができる。但し、ここでは、便宜上、立体顕微鏡
101に対するその観察対象物の向きを「下」と定義
し、逆向きを「上」と定義するものとする。また、略立
方体型の形状を有する立体顕微鏡101のケーシングに
おける4つの側面のうち、ハイビジョンCCDカメラ1
02及びマウント100bが取り付けられているととも
にライトガイド105が挿入されている側面を「背面」
と称し、この「背面」の反対側に位置する側面を「正
面」と称するものとする。
The above-mentioned stereo microscope 101 is detachably fixed to the tip of the free arm 100a of the first stand 100 via a mount 100b attached to the back surface. Therefore, this stereo microscope 101
It is free to move within a radius that the free arm 100a of the first stand 100 can reach, and can be oriented in any direction. However, here, for convenience, the direction of the observation target object with respect to the stereo microscope 101 is defined as “down”, and the opposite direction is defined as “up”. Further, among the four side surfaces of the casing of the stereoscopic microscope 101 having a substantially cubic shape, the high-vision CCD camera 1
02 and the side on which the light guide 105 is inserted while the mount 100b is attached,
, And the side surface opposite to the “back” is referred to as “front”.

【0027】この立体顕微鏡101内の光学構成につい
ては後で詳しく説明するが、その概略構成を述べると、
図2に示されるように、観察対象物は、単一の光軸を持
つ大径のクローズアップ光学系210とこのクローズア
ップ光学系210における互いに異なる箇所を透過した
光を夫々収束させる左右一対のズーム光学系220,2
30とからなる対物光学系によって、左右の視野絞り2
70,271の位置に、夫々一次像として結像される。
これら左右の一次像は、左右一対のリレー光学系24
0,250によってリレーされてハイビジョンCCDカ
メラ102内に導入されるとともに、ハイビジョンサイ
ズ(縦横のアスペクト比=9:16)の撮像面を有する
CCD116における左右の各撮像領域(縦横のアスペ
クト比=9:8)に、夫々二次像として再結像される。
The optical configuration inside the stereo microscope 101 will be described in detail later.
As shown in FIG. 2, the observation target includes a large-diameter close-up optical system 210 having a single optical axis and a pair of right and left that converge light transmitted through different portions of the close-up optical system 210. Zoom optical system 220, 2
The left and right field stops 2 are formed by an objective optical system comprising
Primary images are formed at the positions 70 and 271 respectively.
These left and right primary images are formed by a pair of left and right relay optical systems 24.
0, 250, is introduced into the high-definition CCD camera 102, and has left and right imaging areas (vertical and horizontal aspect ratios: 9:16) on the CCD 116 having an imaging surface of a high-definition size (vertical and horizontal aspect ratio = 9: 16). 8), each is re-imaged as a secondary image.

【0028】このような撮像光学系200によってCC
D116の撮像面上における左右の各撮像領域に形成さ
れた像は、所定の基線長を隔てた二箇所から夫々撮影し
た画像を左右に並べたステレオ画像と等価である。そし
て、このCCD116の出力信号は、図1に示されるよ
うに、画像プロセッサ117によってハイビジョン信号
として生成されて、ハイビジョンCCDカメラ102か
ら画像合成装置110へ向けて出力される。
With such an imaging optical system 200, CC
The images formed in the left and right imaging regions on the imaging surface of D116 are equivalent to stereo images in which images respectively taken from two places separated by a predetermined base line length are arranged on the left and right. The output signal of the CCD 116 is generated as a Hi-Vision signal by the image processor 117 and output from the Hi-Vision CCD camera 102 to the image synthesizing device 110 as shown in FIG.

【0029】なお、この立体顕微鏡101内には、クロ
ーズアップ光学系210の焦点位置近傍に存在する観察
対象物を照明する照明光学系300(図5参照)が内蔵
されている。そして、この照明光学系300には、光源
装置106からライトガイド105を介して照明光が導
入される。
The stereoscopic microscope 101 has a built-in illumination optical system 300 (see FIG. 5) for illuminating the observation object existing near the focal point of the close-up optical system 210. Then, illumination light is introduced into the illumination optical system 300 from the light source device 106 via the light guide 105.

【0030】立体顕微鏡101に取り付けられた顕微鏡
位置測定装置103は、図1に示すように、クローズア
ップ光学系210の光軸上に存在する観察対象物までの
距離と、クローズアップ光学系210の光軸の立体的な
向きと、上記基準点の位置とを測定し、測定したこれら
情報に基づいて上記ローカル座標における観察対象物の
位置を算出する。そして、その顕微鏡位置測定装置10
3は、これら光軸の向き及び観察対象物の位置の情報
を、リアルタイムCG作成装置109に通知する。
As shown in FIG. 1, the microscope position measuring device 103 attached to the stereoscopic microscope 101 determines the distance to the observation object existing on the optical axis of the close-up optical system 210 and the position of the close-up optical system 210. The three-dimensional direction of the optical axis and the position of the reference point are measured, and the position of the observation target in the local coordinates is calculated based on the measured information. Then, the microscope position measuring device 10
3 notifies the real-time CG creation device 109 of the information on the direction of the optical axis and the position of the observation target.

【0031】このリアルタイムCG作成装置109は、
顕微鏡位置測定装置103から通知された光軸の向き及
び観察対象物の位置の情報と手術計画用コンピュータ1
08からダウンロードした3次元データとに基づいて、
この光軸の向きから患部(例えば腫瘍)を立体視したの
と等価なCG画像(例えば、ワイヤフレーム画像)をリ
アルタイムに生成する。このCG画像は、立体顕微鏡1
01内の光学系と同じ基線長及び同じ被写体距離での立
体画像(ステレオ画像)として生成される。そして、リ
アルタイムCG作成装置109は、このようにして生成
したCG画像を示すCG画像信号を、随時、画像合成装
置110に入力する。
This real-time CG creation device 109
Information on the direction of the optical axis and the position of the observation target notified from the microscope position measuring device 103 and the computer 1 for the operation plan
08 based on the three-dimensional data downloaded from
A CG image (for example, a wire frame image) equivalent to stereoscopically viewing the affected part (for example, a tumor) from the direction of the optical axis is generated in real time. This CG image is obtained from the stereo microscope 1
01 is generated as a stereoscopic image (stereo image) with the same base line length and the same subject distance as the optical system in 01. Then, the real-time CG creation device 109 inputs a CG image signal indicating the CG image generated in this way to the image synthesis device 110 as needed.

【0032】この画像合成装置110は、ハイビジョン
CCDカメラ102から入力された実際の観察対象物の
ハイビジョン信号に、リアルタイムCG作成装置109
から得られたCG画像信号を、縮尺を調整してスーパー
インポーズする。このようなCG画像信号のスーパーイ
ンポーズがなされたハイビジョン信号が示す画像におい
ては、実際に撮影して得られた画像中で、患部の形状、
大きさ及び位置が、ワイヤフレーム等のCG画像として
示されている。このスーパーインポーズのなされたハイ
ビジョン信号は、分配器111によって、主術者D用の
立体視ビューワ113、その他の手術スタッフ用又は遠
隔地に居るアドバイザ用のモニタ114と録画装置11
5とへ、夫々供給される。
The image synthesizing device 110 converts the Hi-Vision signal of the actual observation object input from the Hi-Vision CCD camera 102 into a real-time CG generating device 109.
Is superimposed by adjusting the scale of the CG image signal obtained from. In the image indicated by the high-definition signal in which the CG image signal is superimposed, the shape of the affected part,
The size and position are shown as a CG image such as a wire frame. The superimposed Hi-Vision signal is distributed by a distributor 111 to a stereoscopic viewer 113 for the operator D, a monitor 114 for other surgical staff or an advisor at a remote location, and a recording device 11.
5 and are supplied respectively.

【0033】立体視ビューワ113は、第2スタンド1
12のフリーアーム112aの先端から垂下して取り付
けられている。従って、主術者Dが処置を施し易い姿勢
に合わせて、立体視ビューワ113を配置することが可
能になっている。この立体視ビューワ113の概略構成
を図3に示す。この図3に示されるように、立体視ビュ
ーワ113は、ハイビジョンサイズのLCDパネル12
0を、モニタとして内蔵している。このLCDパネル1
20に分配器からのハイビジョン信号による映像が表示
された場合、図4の平面図に示されるように、LCDパ
ネル120の左半分120bには、CCD116におけ
る左側撮像領域にて撮影された映像が表示され、LCD
パネル120の右半分120aには、CCD116にお
ける右側撮影領域にて撮影された映像が表示される。こ
れら左右の映像の境界線120cは、後述する視野絞り
270,271の位置調整如何により、ズレたり傾むい
たりする。立体視ビューワ113内の光路は、視野絞り
270,271が正確に調整された際における境界線1
20cに対して垂直に設置された隔壁121により、左
右に区分けされている。この隔壁121の両側には、夫
々LCDパネル120側から順番に、楔プリズム119
及び接眼レンズ118が配置されている。この接眼レン
ズ118は、LCDパネル120に表示された映像の虚
像を、観察眼Iの前方約1m(−1ディオプトリ)の位
置に拡大して形成するレンズである。また、楔プリズム
119は、観察眼Iの輻輳角が1m先に存在する物体を
観察するのと等しい角度になるように光の進行方向を補
正し、自然な立体観察を可能としている。
The stereoscopic viewer 113 is connected to the second stand 1
Twelve free arms 112a are attached by hanging from the tips. Therefore, it is possible to arrange the stereoscopic viewer 113 according to a posture in which the main operator D can easily perform the treatment. FIG. 3 shows a schematic configuration of the stereoscopic viewer 113. As shown in FIG. 3, the stereoscopic viewer 113 includes a high-definition LCD panel 12.
0 is built in as a monitor. This LCD panel 1
When an image based on a high-definition signal from the distributor is displayed on the LCD 20, an image captured in the left imaging area of the CCD 116 is displayed on the left half 120b of the LCD panel 120, as shown in the plan view of FIG. LCD
On the right half 120a of the panel 120, an image photographed in the right photographing area of the CCD 116 is displayed. The boundary 120c between these left and right images shifts or tilts depending on the position of the field stops 270 and 271 described later. The optical path in the stereoscopic viewer 113 is the boundary line 1 when the field stops 270 and 271 are accurately adjusted.
It is divided into right and left by a partition 121 installed perpendicularly to 20c. On both sides of the partition 121, the wedge prism 119 is arranged in order from the LCD panel 120 side.
And an eyepiece 118 are arranged. The eyepiece 118 is a lens that enlarges and forms a virtual image of an image displayed on the LCD panel 120 at a position about 1 m (-1 diopter) in front of the observation eye I. The wedge prism 119 corrects the traveling direction of light so that the angle of convergence of the observation eye I is equal to the angle at which an object existing 1 m ahead is observed, thereby enabling natural stereoscopic observation.

【0034】このような立体視ビューワ113によって
立体視される映像、またはモニタ114に表示される映
像においては、上述したように、予め各種撮影装置によ
って撮影された画像に基づいて検出されていた腫瘍等の
患部の形状、大きさ及び位置を示すワイヤフレーム等の
CGがスーパーインポーズされている。従って、これら
を観察している主術者D又はその他の手術スタッフは、
実際の映像中では識別が困難である患部を、容易に識別
することができる。これにより、正確且つ迅速な処置が
可能となるのである。
In an image stereoscopically viewed by the stereoscopic viewer 113 or an image displayed on the monitor 114, as described above, a tumor detected based on images previously photographed by various photographing devices is used. A CG such as a wire frame indicating the shape, size, and position of the affected part such as is superimposed. Therefore, the main operator D or other surgical staff observing these,
An affected part that is difficult to identify in an actual video can be easily identified. As a result, accurate and prompt treatment can be performed.

【0035】<立体顕微鏡の構成>次に、上述した立体
顕微鏡101(ハイビジョンCCDカメラ102を含
む)の具体的な構成を詳細に説明する。
<Structure of Stereo Microscope> Next, a specific structure of the above-described stereo microscope 101 (including the high-vision CCD camera 102) will be described in detail.

【0036】図5は顕微鏡光学系の全体構成を示す斜視
透視図、図6は側面透視図、図7は正面透視図、図8は
平面透視図である。
FIG. 5 is a perspective perspective view showing the entire configuration of the microscope optical system, FIG. 6 is a side perspective view, FIG. 7 is a front perspective view, and FIG. 8 is a plan perspective view.

【0037】立体顕微鏡101には、観察対象物の像を
電子的に撮影する撮像光学系200と、ライトガイド1
05により光源装置106から導かれた照明光によって
観察対象物を照明する照明用光学系300とが、内蔵さ
れている。
The stereoscopic microscope 101 includes an imaging optical system 200 for electronically capturing an image of an observation object, and a light guide 1.
The illumination optical system 300 for illuminating the observation target with the illumination light guided from the light source device 106 by the light source device 05 is built therein.

【0038】[撮像光学系の光学構成]撮像光学系20
0は、前記のように全体として、左右で共用される一つ
のクローズアップ光学系210及び左右一対のズーム光
学系220,230から構成される対物光学系280
と、この対物光学系280により形成された観察対象物
の一次像をリレーして観察対象物の二次像を形成する左
右一対のリレー光学系240,250と、これらのリレ
ー光学系240,250からの観察対象物光を互いに近
接させる輻輳寄せプリズム260とを、備えている。
[Optical Configuration of Imaging Optical System] Imaging Optical System 20
Reference numeral 0 denotes an objective optical system 280 including one close-up optical system 210 and a pair of left and right zoom optical systems 220 and 230 that are shared by the left and right as described above.
A pair of left and right relay optical systems 240 and 250 for relaying a primary image of the observation target formed by the objective optical system 280 to form a secondary image of the observation target, and these relay optical systems 240 and 250 And a convergence approaching prism 260 for bringing the observation object light from the camera closer to each other.

【0039】また、ズーム光学系220,230による
一次像の形成位置には、視野絞り270,271がそれ
ぞれ配置されており、リレー光学系240,250には
光路を直角に偏向するペンタプリズム272,273が
それぞれ配置されている。
Further, field stops 270 and 271 are arranged at positions where the primary images are formed by the zoom optical systems 220 and 230, respectively. A pentaprism 272 and a relay optical systems 240 and 250 deflect the optical path at right angles. 273 are respectively arranged.

【0040】対物光学系280を構成する左右一対のズ
ーム光学系220,230の光軸Ax2,Ax3と後述
する照明光学系300の光軸Ax4とは、立体顕微鏡1
01のケーシング内において、このケーシングの長手方
向と平行に設けられている。また、これら各ズーム光学
系220,230に対して各ペンタプリズム272,2
73を介して同軸となる各リレー光学系240,250
の光軸は、立体顕微鏡101のケーシングの長手方向に
垂直な方向に向けられている。そして、両リレー光学系
240,250の光軸は、CCDカメラ102直前に配
置された輻輳寄せプリズム260によって、互いに接近
する方向へ夫々平行にシフトされて、CCD102カメ
ラ内(CCD116の撮像面における左右の撮像領域の
中心)に、達している。
The optical axes Ax2 and Ax3 of the pair of left and right zoom optical systems 220 and 230 that constitute the objective optical system 280 and the optical axis Ax4 of the illumination optical system 300 described later correspond to the stereo microscope 1
01 is provided in parallel with the longitudinal direction of the casing. Also, each of the pentaprisms 272, 2
Each of the relay optical systems 240 and 250 that are coaxial via 73
Is directed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the casing of the stereoscopic microscope 101. The optical axes of the two relay optical systems 240 and 250 are shifted in parallel in a direction approaching each other by a convergence approaching prism 260 disposed immediately before the CCD camera 102, so that the inside of the CCD 102 camera (left and right on the imaging surface of the CCD 116). (The center of the imaging area).

【0041】このような構成により、CCDカメラ10
2内に配置されたCCD116上の左右の撮像領域に、
所定の視差を持つ左右の観察対象物像を形成することが
できる。なお、光学系の説明においては、「左右」はC
CD116上に投影された際にその撮像面の長手方向に
一致する方向、「上下」はCCD116上で左右方向に
直交する方向とする。以下、各光学系の構成を順に説明
する。
With such a configuration, the CCD camera 10
In the left and right imaging areas on the CCD 116 arranged in
It is possible to form left and right observation target object images having a predetermined parallax. In the description of the optical system, “left and right” is C
When projected onto the CD 116, the direction coincides with the longitudinal direction of the imaging surface, and “up / down” refers to the direction orthogonal to the left / right direction on the CCD 116. Hereinafter, the configuration of each optical system will be described in order.

【0042】クローズアップ光学系210は、図5乃至
図7に示されるように、物体側から順に負の第1レンズ
211と正の第2レンズ212とを配列して構成され
る。第2レンズ212は、光軸方向に移動可能であり、
その移動調整により異なる距離の観察対象物に対して焦
点を合わせることができる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the close-up optical system 210 is configured by arranging a negative first lens 211 and a positive second lens 212 in order from the object side. The second lens 212 is movable in the optical axis direction,
The focus can be adjusted for observation objects at different distances by the movement adjustment.

【0043】すなわち、クローズアップ光学系210
は、観察対象物がその焦点位置に位置するよう調整さ
れ、観察対象物からの発散光をほぼ平行光に変換するコ
リメート機能を有する。
That is, the close-up optical system 210
Has a collimating function that is adjusted so that the observation target is located at the focal position, and converts divergent light from the observation target into substantially parallel light.

【0044】クローズアップ光学系210の第1レンズ
211及び第2レンズ212は、その光軸と平行な平面
に沿ってコバの一部が切り欠かれた形状(Dカット形
状)を有しており、この切り欠きによって生じた平面状
の切欠面に隣接して、このクローズアップ光学系210
の光軸に対してその光軸を平行に向けて、照明光学系3
00が配置されている。
The first lens 211 and the second lens 212 of the close-up optical system 210 have a shape (D-cut shape) in which a part of the edge is cut out along a plane parallel to the optical axis. The close-up optical system 210 is adjacent to the planar cutout surface generated by the cutout.
With its optical axis parallel to the optical axis of
00 is arranged.

【0045】一対のズーム光学系220,230は、ク
ローズアップ光学系210からの無限遠結像の観察対象
物光を、視野絞り270,271の位置にそれぞれ結像
する。
The pair of zoom optical systems 220 and 230 form the observation object light from the close-up optical system 210 at infinity at the positions of the field stops 270 and 271, respectively.

【0046】一方のズーム光学系220は、図5乃至図
7に示されるように、クローズアップ光学系210側か
ら順に、正、負、負、正のパワーをそれぞれ有する第1
乃至第4レンズ群221,222,223,224によ
り、構成される。また、ズーム光学系は、第1レンズ群
221及び第4レンズ群224が固定されているととも
に第2レンズ222及び第3レンズ223が光軸方向に
移動することにより、ズーミングを行う。この際、第2
レンズ222の移動により倍率を変化させ、第3レンズ
223の移動により焦点位置を一定に保つ。
As shown in FIGS. 5 to 7, one zoom optical system 220 has first, positive, negative, negative, and positive powers in order from the close-up optical system 210 side.
To the fourth lens group 221, 222, 223, 224. Further, the zoom optical system performs zooming by moving the second lens 222 and the third lens 223 in the optical axis direction while the first lens group 221 and the fourth lens group 224 are fixed. At this time, the second
The magnification is changed by moving the lens 222, and the focal position is kept constant by moving the third lens 223.

【0047】他方のズーム光学系230も、上記のズー
ム光学系220と同一構成であり、第1乃至第4レンズ
群231,232,233,234から構成される。こ
れらのズーム光学系220,230は、図示せぬ駆動機
構により連動し、左右の画像の撮影倍率を同時に変化さ
せることができる。
The other zoom optical system 230 has the same configuration as the above-described zoom optical system 220, and includes first to fourth lens groups 231, 232, 233, and 234. These zoom optical systems 220 and 230 are linked by a drive mechanism (not shown), and can simultaneously change the photographing magnification of the left and right images.

【0048】ズーム光学系220,230の光軸Ax
2,Ax3は、クローズアップ光学系210の光軸Ax
1に対して平行であり、且つ、ズーム光学系220,2
30の光軸Ax2,Ax3をともに含む平面が、この平
面と平行でクローズアップ光学系210の光軸を含む平
面に対し、図6に示されるように、切欠面の反対側にΔ
だけ離れている。
The optical axis Ax of the zoom optical systems 220 and 230
2, Ax3 is the optical axis Ax of the close-up optical system 210
1 and parallel to the zoom optical system 220, 2
As shown in FIG. 6, a plane including both the optical axes Ax2 and Ax3 is parallel to this plane and includes the optical axis of the close-up optical system 210, as shown in FIG.
Just away.

【0049】なお、クローズアップ光学系210の直径
は、ズーム光学系220,230の最大有効径と照明光
学系300の最大有効径を内包する円の直径より大きく
設定されている。上記のようにズーム光学系220,2
30の光軸Ax2,Ax3をクローズアップ光学系21
0の光軸Ax1よりも切欠面から離れた位置に設定する
ことにより、照明光学系300をもクローズアップ光学
系の占める径内に収めることができ、全体をコンパクト
にまとめることができる。
The diameter of the close-up optical system 210 is set to be larger than the diameter of a circle containing the maximum effective diameter of the zoom optical systems 220 and 230 and the maximum effective diameter of the illumination optical system 300. As described above, the zoom optical systems 220 and 2
The 30 optical axes Ax2 and Ax3 are close-up optical systems 21
By setting the optical axis Ax1 at a position more distant from the notch than the optical axis Ax1, the illumination optical system 300 can also be accommodated within the diameter occupied by the close-up optical system, and the whole can be made compact.

【0050】視野絞り270,271は、ズーム光学系
220,230により形成される一次像の位置に配置さ
れている。視野絞り270,271は、図5に示される
ように、外形が円形状で左右方向のそれぞれ内側に略半
円形の開口を有している。各視野絞り270,271
は、この開口の直線状のエッジがCCD116上での左
右画像の境界線に相当する方向に一致するよう配置さ
れ、それより内側の光束のみを透過するように配置され
ている(図2には、視野絞り270,271の内側の開
口が白抜きで示されている。)。
The field stops 270 and 271 are arranged at the positions of the primary images formed by the zoom optical systems 220 and 230. As shown in FIG. 5, the field stops 270 and 271 have a circular outer shape, and have substantially semicircular openings on the inside in the left and right directions. Each field stop 270, 271
Are arranged such that the straight edge of the opening coincides with the direction corresponding to the boundary between the left and right images on the CCD 116, and are arranged so as to transmit only the luminous flux inside it (FIG. 2). , Apertures inside the field stops 270 and 271 are shown in white.)

【0051】前述のように、本例の実施形態の顕微鏡1
01は、単一のCCD116上の隣接領域に左右の二次
像を形成させるため、CCD116上での左右の画像の
境界を明確にして画像の重なりを防ぐ必要がある。この
ため、本顕微鏡101には、一次像の位置に視野絞り2
70,271が配置されている。略半円開口の直線エッ
ジをいわゆるナイフエッジとして機能させ、それより内
側の光束のみを透過させることにより、CCD116上
での左右の画像の境界を明確にすることができる。
As described above, the microscope 1 according to the embodiment of the present embodiment
In No. 01, since the left and right secondary images are formed in adjacent regions on a single CCD 116, it is necessary to clarify the boundary between the left and right images on the CCD 116 and prevent the images from overlapping. For this reason, the microscope 101 has a field stop 2 at the position of the primary image.
70 and 271 are arranged. By making the straight edge of the substantially semicircular aperture function as a so-called knife edge and transmitting only the light beam inside the knife edge, the boundary between the left and right images on the CCD 116 can be clarified.

【0052】なお、視野絞り270,271上に形成さ
れる一次像は、リレー光学系240,250により再結
像されて二次像となり、一次像と二次像とでは上下、左
右が反転する。したがって、一次像の位置で左右方向の
外側を規定するナイフエッジは、二次像の位置では左右
方向の内側、すなわち左右の画像の境界を規定すること
となる。
The primary images formed on the field stops 270 and 271 are re-imaged by the relay optical systems 240 and 250 to become secondary images, and the primary image and the secondary image are inverted vertically and horizontally. . Therefore, the knife edge that defines the outside in the left-right direction at the position of the primary image defines the inside in the left-right direction at the position of the secondary image, that is, the boundary between the left and right images.

【0053】リレー光学系240,250は、上述のよ
うにズーム光学系220,230により形成された一次
像を再結像させる作用を持ち、いずれも3枚の正レンズ
群241,242,243及び3枚の正レンズ群25
1,252,253により構成される。
The relay optical systems 240 and 250 have the function of re-forming the primary image formed by the zoom optical systems 220 and 230 as described above, and each of them has three positive lens groups 241, 242, 243 and Three positive lens groups 25
1, 252 and 253.

【0054】一方のリレー光学系240は、図5及び図
6に示されるように、単一の正メニスカスレンズから構
成される第1レンズ241と、全体として正のパワーを
持つ第2レンズ242と、単一の両凸レンズから構成さ
れる第3レンズ243とから、構成されている。このう
ち第1レンズ241及び第2レンズ242は、その全体
としての物体側焦点を、ズーム光学系220による一次
像の結像面(視野絞り271と同じ平面)に一致させて
いる。また、第3レンズ243は、第2レンズ242か
ら射出された平行光をCCD116の撮像面上に収束さ
せる。そして、第1レンズ241と第2レンズ242と
の間には、光路を直角に偏向するペンタプリズム272
が配置され、第2レンズ242と第3レンズ243との
間には、光量調節用の明るさ絞り244が設けられてい
る。
As shown in FIGS. 5 and 6, one relay optical system 240 includes a first lens 241 composed of a single positive meniscus lens and a second lens 242 having a positive power as a whole. , A third lens 243 composed of a single biconvex lens. Among them, the first lens 241 and the second lens 242 have their entire object-side focal points coincident with the image plane of the primary image formed by the zoom optical system 220 (the same plane as the field stop 271). Further, the third lens 243 causes the parallel light emitted from the second lens 242 to converge on the imaging surface of the CCD 116. A pentaprism 272 that deflects the optical path at right angles is provided between the first lens 241 and the second lens 242.
Is disposed, and a brightness stop 244 for adjusting the amount of light is provided between the second lens 242 and the third lens 243.

【0055】他方のリレー光学系250も、上記のリレ
ー光学系240と同一構成であり、第1、第2、第3レ
ンズ251、252、253から構成され、第1レンズ
251と第2レンズ252との間には、ペンタプリズム
273が配置され、第2レンズ252と第3レンズ25
3との間には、明るさ絞り254が設けられている。
The other relay optical system 250 has the same configuration as the above-mentioned relay optical system 240, and includes first, second, and third lenses 251, 252, and 253, and includes a first lens 251 and a second lens 252. The pentaprism 273 is disposed between the second lens 252 and the third lens 25.
3, a brightness stop 254 is provided.

【0056】視野絞り270,271を通過した発散光
は、リレー光学系の第1レンズ241,251及び第2
レンズ242,252により再びほぼ平行光に変換さ
れ、明るさ絞り244,254を通過した後、第3レン
ズ243,253により再度結像して二次像を形成す
る。
The divergent light that has passed through the field stops 270 and 271 passes through the first lenses 241 and 251 of the relay optical system and the second
After being converted into almost parallel light again by the lenses 242 and 252 and passing through the aperture stop 244 and 254, the image is formed again by the third lens 243 and 253 to form a secondary image.

【0057】リレー光学系240,250中にペンタプ
リズム272,273を配置することにより、ズーム光
学系220,230の光軸とリレー光学系240,25
0の光軸とを折り曲げて設けることができる。これによ
り、クローズアップ光学系210の光軸方向に沿った撮
像光学系200の全長、即ち、クローズアップ光学系2
10の光軸、ズーム光学系220,230の光軸及びリ
レー光学系240,250の光軸からなる撮像光学系2
00の全長を短かくすることができる。
By disposing the pentaprisms 272, 273 in the relay optical systems 240, 250, the optical axes of the zoom optical systems 220, 230 and the relay optical systems 240, 25
It can be provided by bending the zero optical axis. Thus, the entire length of the imaging optical system 200 along the optical axis direction of the close-up optical system 210, that is, the close-up optical system 2
An imaging optical system 2 including 10 optical axes, optical axes of zoom optical systems 220 and 230, and optical axes of relay optical systems 240 and 250.
00 can be shortened.

【0058】ところで、立体視による立体感を得るため
には、左右のズーム光学系220,230、リレー光学
系240,250の間には所定の基線長が必要である。
他方、CCD116上の隣接した領域に二次像を形成す
るためには、光軸間の距離を基線長より小さくする必要
がある。そこで、輻輳寄せプリズム260にてリレー光
学系240,250の光軸をそれぞれ内側にシフトさせ
ることにより、所定の基線長を確保しつつ同一CCD1
16上への結像を可能としている。リレー光学系24
0,250とCCDカメラ102との間に配置された輻
輳寄せプリズム260は、それぞれのリレー光学系24
0,250からの観察対象物光の左右の間隔を狭める機
能を有する。
In order to obtain a stereoscopic effect by stereoscopic vision, a predetermined base line length is required between the left and right zoom optical systems 220 and 230 and the relay optical systems 240 and 250.
On the other hand, in order to form a secondary image in an adjacent area on the CCD 116, the distance between the optical axes needs to be smaller than the base length. Therefore, the convergence shifting prism 260 shifts the optical axes of the relay optical systems 240 and 250 to the inside, respectively, so that a predetermined base line length is secured and the same CCD 1 is used.
16 is possible. Relay optical system 24
0, 250 and the CCD camera 102, the convergence approaching prism 260
It has a function of narrowing the interval between the left and right of the observation object light from 0,250.

【0059】輻輳寄せプリズム260は、図5及び図8
に示されるように、五角柱の左右対称な光軸シフトプリ
ズム261,262が0.1mm程度の隙間を開けて対
向配置されることにより構成されている。
The converging prism 260 is shown in FIGS.
As shown in the figure, the optical axis shift prisms 261 and 262 of a pentagonal prism are arranged to face each other with a gap of about 0.1 mm.

【0060】光軸シフトプリズム261,262は、図
8に示されるように、互いに平行な入射端面及び射出端
面を備え、且つ、内側と外側とに互いに平行な第1反射
面及び第2反射面を備えている。また、これらの光軸シ
フトプリズム261、262は、入射端面や射出端面、
第1反射面、第2反射面に対して垂直な面を平面的に見
ると(図8参照)、平行四辺形の鋭角の頂角の一方を、
射出端面に直交する線で切り取って形成された五角形状
である。
As shown in FIG. 8, the optical axis shift prisms 261 and 262 have an entrance end face and an exit end face parallel to each other, and have a first reflection face and a second reflection face parallel to each other inside and outside. It has. In addition, these optical axis shift prisms 261 and 262 have an incident end face, an exit end face,
When a plane perpendicular to the first reflecting surface and the second reflecting surface is viewed in a plane (see FIG. 8), one of the acute apex angles of the parallelogram is represented by:
It is a pentagonal shape formed by cutting out a line perpendicular to the emission end face.

【0061】リレー光学系240,250からの観察対
象物光は、各光軸シフトプリズム261,262の入射
端面から入射し、外側の第1反射面で反射されて左右方
向の内方に向けられ、内側の第2反射面で再び入射時と
同じ光軸方向に反射され、射出端面から射出されて、C
CDカメラ102に入射する。この結果、左右の観察対
象物光は、その進行方向を変えずに左右の間隔のみが狭
められ、同一のCCD116の撮像面上に二次像を形成
する。
The object light to be observed from the relay optical systems 240 and 250 enters from the incident end faces of the optical axis shift prisms 261 and 262, is reflected by the outer first reflecting surface, and is directed inward in the left-right direction. Is reflected again by the inner second reflection surface in the same optical axis direction as that at the time of incidence, exits from the exit end face, and
The light enters the CD camera 102. As a result, the left and right observation object lights are narrowed only in the left and right intervals without changing their traveling directions, and form a secondary image on the same imaging surface of the CCD 116.

【0062】[照明機構]次に、上述したライトガイド
105及び照明光学系300を含む照明機構の構成を説
明する。
[Illumination Mechanism] Next, the configuration of an illumination mechanism including the above-described light guide 105 and illumination optical system 300 will be described.

【0063】図9は、クローズアップ光学系210の光
軸Ax1及び照明光学系300の光軸Ax4を含む面に
沿った、撮像光学系200、照明光学系300及びCC
Dカメラ102を含む立体顕微鏡101とライトガイド
105の先端の縦断面図であり、図10は、ライトガイ
ドファイババンドル105c、ファイバロッド3及び照
明光学系300を示す光学構成図である。
FIG. 9 shows the imaging optical system 200, the illumination optical system 300 and the CC along the plane including the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210 and the optical axis Ax4 of the illumination optical system 300.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a stereoscopic microscope 101 including a D camera 102 and a tip of a light guide 105. FIG. 10 is an optical configuration diagram showing a light guide fiber bundle 105c, a fiber rod 3, and an illumination optical system 300.

【0064】立体顕微鏡101の照明機構は、照明光学
系300と、上述したライトガイド105の照明光の射
出端105a近傍を保持する保持部材1と、略L字状に
湾曲するファイバロッド3とから、構成される。
The illumination mechanism of the stereomicroscope 101 comprises an illumination optical system 300, a holding member 1 for holding the vicinity of the emission end 105 a of the illumination light of the light guide 105, and a fiber rod 3 curved in an approximately L shape. Is composed.

【0065】前記照明光学系300は、照明光の発散度
合いを調整する照明レンズ群310と、照明光による照
明範囲と前記照明光学系200による撮影範囲とを一致
させるための楔プリズム320とから、構成される。ま
た、前記照明レンズ群310は、正のパワーを有する第
1レンズ311と、正のパワーを有する第2レンズ31
2と、負のパワーを有する第3レンズ313とから構成
されたズーム光学系である。
The illumination optical system 300 includes an illumination lens group 310 for adjusting the degree of divergence of the illumination light, and a wedge prism 320 for matching the illumination range of the illumination light with the photographing range of the illumination optical system 200. Be composed. The illumination lens group 310 includes a first lens 311 having a positive power and a second lens 31 having a positive power.
2 and a third lens 313 having negative power.

【0066】照明レンズ群310は、その第1レンズ3
11及び第2レンズ312と第3レンズ313とが、夫
々光軸方向に調整自在に構成されている。その調整を可
能とするため、照明レンズ群310を構成する各レンズ
311,312,313は、鏡筒4内に保持されてい
る。この鏡筒4は、第1レンズ311及び第2レンズ3
12を直接保持する第1レンズ枠41と、第3レンズ3
13を直接保持する第2レンズ枠42と、前記第1レン
ズ枠41及び第2レンズ枠42の外側に順番にはめられ
た固定筒43及びカム筒44とから、構成されている。
この固定筒43は、円筒形状であり、図示せぬステーに
より、立体顕微鏡101のケーシングに対して、移動不
能且つ回転不能に固定されている。固定筒43の外側に
は、固定筒43より若干大径の円筒形状のカム筒44
が、固定筒43に対して回転のみ可能に、填められてい
る。そして、固定筒43には、照明レンズ群310の光
軸と平行なスリット状の案内溝が形成され、前記カム筒
44には、螺旋状のカム溝が形成され、前記第1及び第
2レンズ枠41,42の外周面には、前記案内溝とカム
溝との交点を貫通する駆動ピンが設けられている。な
お、固定筒43の下端には、楔プリズム320が、固定
されている。
The illumination lens group 310 includes the first lens 3
11 and the second lens 312 and the third lens 313 are each configured to be adjustable in the optical axis direction. In order to enable the adjustment, the lenses 311, 312, and 313 constituting the illumination lens group 310 are held in the lens barrel 4. The lens barrel 4 includes a first lens 311 and a second lens 3
A first lens frame 41 for directly holding the second lens 12 and a third lens 3
The first lens frame 41 and the second lens frame 42, and a fixed barrel 43 and a cam barrel 44 that are sequentially fitted to the outside of the first lens frame 41 and the second lens frame 42.
The fixed cylinder 43 has a cylindrical shape, and is fixed to the casing of the stereoscopic microscope 101 so as to be immovable and non-rotatable by a stay (not shown). Outside the fixed cylinder 43, a cylindrical cam cylinder 44 having a slightly larger diameter than the fixed cylinder 43 is provided.
However, it is fitted so that it can rotate only with respect to the fixed cylinder 43. The fixed barrel 43 is formed with a slit-shaped guide groove parallel to the optical axis of the illumination lens group 310, and the cam barrel 44 is formed with a spiral cam groove, and the first and second lenses are formed. Drive pins are provided on the outer peripheral surfaces of the frames 41 and 42 so as to pass through the intersections of the guide grooves and the cam grooves. Note that a wedge prism 320 is fixed to the lower end of the fixed cylinder 43.

【0067】以上の構成により、固定筒43に対してカ
ム筒44が回転すると、案内溝に対するカム溝の傾き
(リード角)に応じた一定率の移動速度にてそれらの交
点がスラスト方向に移動することにより、固定筒43に
対して第1及び第2レンズ枠41,42がスラスト方向
に移動する。これにより、照明レンズ群310による照
明光の配光角が変化し、その照射範囲が、各ズーム光学
系220,230によるズーミングに合わせて調整され
る。
With the above configuration, when the cam cylinder 44 rotates with respect to the fixed cylinder 43, their intersection moves in the thrust direction at a constant moving speed according to the inclination (lead angle) of the cam groove with respect to the guide groove. By doing so, the first and second lens frames 41 and 42 move in the thrust direction with respect to the fixed cylinder 43. As a result, the light distribution angle of the illumination light by the illumination lens group 310 changes, and the irradiation range is adjusted according to the zooming by the zoom optical systems 220 and 230.

【0068】なお、鏡筒4における固定筒43の上端
は、カム筒44よりも上方へ延びており、その開口縁
は、照明レンズ群310の光軸と同軸の円形孔状に窄ぼ
まった内方フランジ4aを形成しているとともに、その
端面は、照明レンズ群310の光軸に直交する平面状と
なっている。
Note that the upper end of the fixed barrel 43 in the lens barrel 4 extends above the cam barrel 44, and its opening edge is narrowed into a circular hole coaxial with the optical axis of the illumination lens group 310. The inner flange 4a is formed, and its end face is in a plane shape orthogonal to the optical axis of the illumination lens group 310.

【0069】保持部材1は、前記ライトガイド105の
射出端105a近傍を保持する機能を有し、図9に示さ
れるように、鏡筒4(固定筒43)の上端よりも上方に
おいて、立体顕微鏡101のケーシングを貫通して固定
されている。
The holding member 1 has a function of holding the vicinity of the light emitting end 105a of the light guide 105. As shown in FIG. 9, the stereoscopic microscope is provided above the upper end of the lens barrel 4 (fixed cylinder 43). The casing 101 is fixed through the casing.

【0070】前記保持部材1は、ケーシング101の外
方側からフランジ1c、大径部1a及び小径部1bを一
体に連ねて形成された略円筒形状を有している。この小
径部1bの全長は、大径部1aの全長に比して、約2倍
である。また、大径部1aの外周面には、フランジ1c
と略同外径の固定リング11が螺合している。この固定
リング11とフランジ1cとの間に立体顕微鏡101の
ケーシングが挟み込まれることにより、保持部材1は、
ケーシングに対して固定されるのである。この保持部材
1の内部には、前記ライトガイド105の射出端105
a近傍に被せられた後述のガイドパイプ2が挿入される
挿通孔1eが、その中心軸と同軸に形成されている。ま
た、保持部材1の大径部1aと固定リング11には、ボ
ールプランジャ12が、挿通孔1eの中心軸に対して垂
直な方向に沿って固定リング11の外周面から貫通孔1
eに向けて貫通した状態で、固定されている。このよう
に固定された状態において、そのボールプランジャ12
の先端に配置されたボールが、挿通孔1e内にやや突出
している。なお、以上のように構成される保持部材1の
中心軸は、立体顕微鏡101のケーシングに固定された
状態において、照明光学系300の光軸方向に対して直
交する方向に向けられている。
The holding member 1 has a substantially cylindrical shape formed by integrally connecting a flange 1c, a large-diameter portion 1a, and a small-diameter portion 1b from the outside of the casing 101. The entire length of the small diameter portion 1b is about twice as large as the entire length of the large diameter portion 1a. Also, a flange 1c is provided on the outer peripheral surface of the large diameter portion 1a.
A fixing ring 11 having substantially the same outer diameter as that of the fixing ring 11 is screwed. By holding the casing of the stereo microscope 101 between the fixing ring 11 and the flange 1c, the holding member 1
It is fixed to the casing. Inside the holding member 1, an emission end 105 of the light guide 105 is provided.
An insertion hole 1e, which is inserted in the vicinity of a and into which a later-described guide pipe 2 is inserted, is formed coaxially with its central axis. A ball plunger 12 is provided between the large-diameter portion 1a of the holding member 1 and the fixing ring 11 along the direction perpendicular to the central axis of the insertion hole 1e from the outer peripheral surface of the fixing ring 11 to the through hole 1a.
It is fixed in a state penetrating toward e. In such a fixed state, the ball plunger 12
The ball disposed at the tip of the hole slightly protrudes into the insertion hole 1e. The central axis of the holding member 1 configured as described above is oriented in a direction perpendicular to the optical axis direction of the illumination optical system 300 in a state where the holding member 1 is fixed to the casing of the stereoscopic microscope 101.

【0071】ところで、上述したライトガイド105
は、多数本の光ファイバの両端が束ねられてなるファイ
ババンドル105cがシリコンチューブで覆われた構造
となっている。そして、その射出端105a近傍には、
シリコンチューブをファイババンドル105cに固定す
るための口金105bが、シリコンチューブの表面にめ
り込むように、填められている。さらに、このライトガ
イド105には、口金105b及び射出端105aを覆
うように、略円筒形状を有する金属製のガイドパイプ2
が填められている。このガイドパイプ2の内径は、口金
105bの外径とほぼ同じであり、その外径は、保持部
材1の貫通孔1eよりも僅かに細い。従って、このガイ
ドパイプ2は、保持部材1の貫通孔1e内に挿脱される
ことが可能となっている。
By the way, the above-described light guide 105
Has a structure in which a fiber bundle 105c in which both ends of a large number of optical fibers are bundled is covered with a silicon tube. And near the emission end 105a,
A base 105b for fixing the silicon tube to the fiber bundle 105c is inserted so as to be cut into the surface of the silicon tube. Further, the light guide 105 has a substantially cylindrical metal guide pipe 2 so as to cover the base 105b and the emission end 105a.
Is filled. The inner diameter of the guide pipe 2 is substantially the same as the outer diameter of the base 105b, and the outer diameter is slightly smaller than the through hole 1e of the holding member 1. Therefore, the guide pipe 2 can be inserted into and removed from the through hole 1 e of the holding member 1.

【0072】但し、ガイドパイプ2の先端側(図9にお
いて右側の管端)から保持部材1の全長とほぼ同じ距離
の位置には、円環状の外方フランジ2aが突出形成され
ている。従って、この外方フランジ2aの先端側の面が
保持部材1の外側端面に当たることにより、このガイド
パイプ2(従って、ライトガイド105の射出端105
a)の位置決めがなされる。
However, an annular outer flange 2a is formed so as to protrude from the distal end side of the guide pipe 2 (the right end in FIG. 9) at a distance substantially equal to the entire length of the holding member 1. Therefore, the front end surface of the outer flange 2a abuts on the outer end surface of the holding member 1, and thus the guide pipe 2 (accordingly, the emission end 105 of the light guide 105).
The positioning of a) is performed.

【0073】また、ガイドパイプ2の外表面には、以上
のように位置決めされた状態においてボールプランジャ
12の先端(ボール)が当たる位置に、断面V字型の環
状溝2bが、全周にわたって形成されている。従って、
外方フランジ2aが保持部材1の外側端面に当たること
によってガイドパイプ2が保持部材1に対して位置決め
されると、ボールプランジャ12のボールが環状溝2b
内に係合するので、その位置にてガイドパイプ2が固定
される。なお、この状態から作業者がガイドパイプ2を
強く引っ張ると、ボールプランジャ12のバネがボール
を押さえつける力に対抗してボールが押し戻されるの
で、環状溝2bからボールが外れて、ガイドパイプ2
(従って、ライトガイド105)が保持部材1から引き
抜かれる。
On the outer surface of the guide pipe 2, an annular groove 2b having a V-shaped cross section is formed over the entire circumference at a position where the tip (ball) of the ball plunger 12 comes into contact with the guide pipe 2 positioned as described above. Have been. Therefore,
When the guide pipe 2 is positioned with respect to the holding member 1 by the outer flange 2a abutting on the outer end surface of the holding member 1, the ball of the ball plunger 12 is moved into the annular groove 2b.
, The guide pipe 2 is fixed at that position. When the operator pulls the guide pipe 2 strongly from this state, the ball is pushed back against the force of the spring of the ball plunger 12 pressing down the ball, so that the ball comes off from the annular groove 2b and the guide pipe 2
(Therefore, the light guide 105) is pulled out of the holding member 1.

【0074】前記ファイバロッド3は、ライトガイド1
05の射出端105a近傍を保持する保持部材1と照明
光学系300を保持する鏡筒4との間に配置される。こ
のファイバロッド3は、ライトガイド105のファイバ
バンドル105cの径よりも若干太径のコアガラスがク
ラッドガラスによって覆われてなる円柱状の一本の光フ
ァイバから構成される。そして、ファイバロッド3は、
その両端を直線状にしたまま中間部3bのみが弧状に9
0度湾曲され、全体として略L字状の形状となるように
形成されている。但し、その入射端3a側の直線状部分
の長さは僅かであり、射出端3c側の直線状部分の長さ
は、ファイバロッド3の全長の半分以上を占める。
The fiber rod 3 is connected to the light guide 1
05 is disposed between the holding member 1 holding the vicinity of the emission end 105a and the lens barrel 4 holding the illumination optical system 300. The fiber rod 3 is composed of a single columnar optical fiber in which a core glass having a diameter slightly larger than the diameter of the fiber bundle 105c of the light guide 105 is covered with cladding glass. And the fiber rod 3
Only the middle portion 3b is formed in an arc shape with both ends being straight.
It is formed so as to be curved by 0 degrees and to have a substantially L-shape as a whole. However, the length of the linear portion on the incident end 3a side is small, and the length of the linear portion on the exit end 3c side occupies half or more of the entire length of the fiber rod 3.

【0075】このファイバロッド3の射出端3c側の直
線状部分には、カラー5が、填め込まれて固定されてい
る。このカラー5は、ファイバロッド3の外径とほぼ同
じ内径を有する円筒形状を有しており、その射出端側の
外径は、鏡筒4の内方フランジ4aの内径とほぼ同じと
なっている。従って、このカラー5は、ファイバロッド
3の射出端とともに、鏡筒4の内方フランジ4a内に、
ガタ無く挿入され得る。このようにカラー5が内方フラ
ンジ4a内に挿入された状態においては、ファイバロッ
ド3の軸は、照明レンズ群310の光軸と同軸になる。
A collar 5 is fitted and fixed to a linear portion of the fiber rod 3 on the exit end 3c side. The collar 5 has a cylindrical shape having substantially the same inner diameter as the outer diameter of the fiber rod 3, and the outer diameter on the emission end side is substantially the same as the inner diameter of the inner flange 4 a of the lens barrel 4. I have. Therefore, this collar 5 is placed inside the inner flange 4 a of the lens barrel 4 together with the exit end of the fiber rod 3.
It can be inserted without play. When the collar 5 is thus inserted into the inner flange 4a, the axis of the fiber rod 3 is coaxial with the optical axis of the illumination lens group 310.

【0076】さらに、このカラー5の外周面には、ファ
イバロッド3の射出端3cが照明レンズ群310に対し
て所定距離まで接近した状態において鏡筒4の端面に当
たる外方フランジ5aが、突出形成されている。従っ
て、この外方フランジ5aが鏡筒4の端面に当たること
によって、カラー5は鏡筒4に対して位置決めされ、こ
れにより、ファイバロッド3は、鏡筒4上端に固定され
ている。
Further, an outer flange 5a is formed on the outer peripheral surface of the collar 5 so as to project on the end surface of the lens barrel 4 when the exit end 3c of the fiber rod 3 approaches the illumination lens group 310 to a predetermined distance. Have been. Therefore, the collar 5 is positioned with respect to the lens barrel 4 when the outer flange 5a contacts the end face of the lens barrel 4, whereby the fiber rod 3 is fixed to the upper end of the lens barrel 4.

【0077】また、前記ファイバロッド3の入射端3a
の位置は、以上のようにしてファイバロッド3が鏡筒4
に対して固定されたときに、保持部材1に保持されるラ
イトガイド105の射出端105aに対して互いに同軸
且つ平行となるように、予め調整されている。即ち、フ
ァイバロッド3の入射端3aは、図10に示されるよう
に、ライトガイド105の射出端105aとの間に、若
干の隙間6を開けて、配置される。但し、ファイバロッ
ド3の入射端3aは、ライトガイド105の射出端10
5aに対して当接して配置されても良い。ファイバロッ
ド3の入射端3aとライトガイド105の射出端105
aとの間に若干の隙間6を開ける場合には、照明光は射
出端105aから所定の開口角にて広がるように射出さ
れるので、光量を損失させないために、ファイバロッド
3の入射端3aは、照明光の径がコア径以下となる位置
範囲に、配置されねばならない。
The incident end 3a of the fiber rod 3
Position of the fiber rod 3 as described above
Are adjusted in advance so that they are coaxial and parallel to the emission end 105a of the light guide 105 held by the holding member 1 when the light guide 105 is fixed to the light guide 105. That is, as shown in FIG. 10, the incident end 3a of the fiber rod 3 is arranged with a slight gap 6 between it and the exit end 105a of the light guide 105. However, the input end 3a of the fiber rod 3 is connected to the output end 10 of the light guide 105.
It may be arranged in contact with 5a. The incidence end 3a of the fiber rod 3 and the emission end 105 of the light guide 105
In the case where a slight gap 6 is formed between the light emitting end 105a and the light emitting end 105a of the fiber rod 3, the illumination light is emitted from the emitting end 105a so as to spread at a predetermined opening angle. Must be arranged in a position range where the diameter of the illumination light is equal to or smaller than the core diameter.

【0078】一方、ファイバロッド3の射出端3cから
照明レンズ群310の第1レンズ311に向けて射出さ
れる照明光も、図10に示されるように、所定の開口角
に従って、射出端3cからの距離に応じて広がるが、フ
ァイバロット3の射出端3cと第1レンズ311との間
には、照明光を遮る物は何もないので、射出端3aを第
1レンズ311に対して極力近接させて第1レンズ31
1内での照明光の径を小さくすることが可能である。そ
の結果、射出端3cと第1レンズ311とを近接して配
置することにより、照明レンズ群310は、大きく形成
される必要がなくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, illumination light emitted from the emission end 3c of the fiber rod 3 toward the first lens 311 of the illumination lens group 310 also flows from the emission end 3c according to a predetermined opening angle, as shown in FIG. However, there is nothing blocking the illumination light between the exit end 3 c of the fiber lot 3 and the first lens 311, so that the exit end 3 a is as close as possible to the first lens 311. Let the first lens 31
It is possible to reduce the diameter of the illumination light within 1. As a result, by disposing the exit end 3c and the first lens 311 close to each other, the illumination lens group 310 does not need to be formed large.

【0079】ところで、前記ライトガイド105の射出
端105aは、ボールプランジャ12がガイドパイプ2
の環状溝2dを係止することにより、弱い力で引き抜い
ても容易に外れないとともに、強く引き抜けば脱外する
ことができる。即ち、前記ライトガイド105に装着さ
れるガイドパイプ2は、保持部材1に対して着脱可能な
コネクタの機能を有する。また、保持部材1及びガイド
パイプ2は、保持部材1に対してガイドパイプ2を繰り
返し着脱する工程を繰り返しても、前記入射端105a
をこの保持部材1に挿入して取り付けたときに、その射
出端105a近傍の軸が常にファイバロッド3の入射端
3aの光軸に対向する方向に常に一定に向くように、形
成されている。
By the way, the light emitting end 105 a of the light guide 105 is connected to the guide pipe 2 by the ball plunger 12.
By locking the annular groove 2d, even if it is pulled out with a weak force, it does not come off easily, and if it is pulled out strongly, it can be removed. That is, the guide pipe 2 attached to the light guide 105 has a function of a connector detachable from the holding member 1. Further, the holding member 1 and the guide pipe 2 maintain the incident end 105a even when the step of repeatedly attaching and detaching the guide pipe 2 to and from the holding member 1 is repeated.
When the optical fiber is inserted into the holding member 1 and attached, the axis near the emission end 105a is always oriented constantly in the direction facing the optical axis of the incident end 3a of the fiber rod 3.

【0080】以上のように構成されるため、ライトガイ
ド105から供給される照明光は、光量を殆ど損失する
ことなくその射出端105aからファイバロッド3の入
射端3aに入射され、ファイバロッド3内で偏向され、
その射出端3aから照明光学系300の第1レンズ31
1に向けて射出される。照明光学系300に入射された
照明光は、照明レンズ群310により配光角を調整さ
れ、楔プリズム320を透過して、観察対象物に照射さ
れる。
With the above configuration, the illumination light supplied from the light guide 105 is incident on the incident end 3a of the fiber rod 3 from its exit end 105a with almost no loss of light quantity, and Deflected by
From the exit end 3a to the first lens 31 of the illumination optical system 300
Injected toward 1. The illumination light incident on the illumination optical system 300 has its light distribution angle adjusted by the illumination lens group 310, passes through the wedge prism 320, and irradiates the observation target.

【0081】ここで、照明レンズ群310の光軸Ax4
は、図6に示されるように、クローズアップ光学系21
0の光軸Ax1から所定量Δだけ平行にオフセットして
いるため、このままでは照明範囲の中心と撮影範囲の中
心とが一致せず、照明光量が無駄になる。そこで、前記
照明光学系300内の楔プリズム320には、対物光学
系280の物体側焦点位置近傍においてクローズアップ
光学系210の光軸Ax1と交わるように照明光学系3
00の光軸Ax4を傾ける楔角が与えられている。こう
して、上記の照明範囲と撮影範囲との不一致が解消さ
れ、照明光量が有効に利用される。
Here, the optical axis Ax4 of the illumination lens group 310
Is a close-up optical system 21 as shown in FIG.
Since the optical axis Ax1 of 0 is offset in parallel by a predetermined amount Δ, the center of the illumination range does not coincide with the center of the photographing range, and the amount of illumination light is wasted. Therefore, the wedge prism 320 in the illumination optical system 300 is provided with the illumination optical system 3 so as to intersect the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210 near the object-side focal position of the objective optical system 280.
A wedge angle of tilting the optical axis Ax4 of 00 is given. Thus, the mismatch between the illumination range and the photographing range is resolved, and the illumination light amount is effectively used.

【0082】<実施形態の作用>本例の実施形態である
立体顕微鏡101は、以上のように、ライトガイドファ
イババンドル105の射出端105a及び照明光学系3
00の入射端面の夫々の近傍に、所定の角度(本例の実
施形態では90度)で湾曲されたファイバロッド3の入
射端3a及び射出端3bが、それぞれライトガイド10
5及び照明光学系300の光軸に対向して近接している
構成とされているため、ライトガイドファイババンドル
105が立体顕微鏡101内に引き通される方向と照明
光学系300の光軸とがある角度をもってずれてしまう
構成の顕微鏡においても、照明光学系300に導入すべ
き照明光を、その光量をあまり損失させることなく確実
に偏向して照明光学系300に供給することができるの
である。
<Operation of Embodiment> As described above, the stereoscopic microscope 101 according to the embodiment of the present embodiment has the exit end 105 a of the light guide fiber bundle 105 and the illumination optical system 3.
In the vicinity of each of the input end surfaces of the light guide 10 and the light guide 10, the optical rod 3 is bent at a predetermined angle (90 degrees in the present embodiment).
5 and the optical axis of the illumination optical system 300, the direction in which the light guide fiber bundle 105 is drawn into the stereoscopic microscope 101 and the optical axis of the illumination optical system 300 are different from each other. Even in a microscope that is shifted at a certain angle, the illumination light to be introduced into the illumination optical system 300 can be reliably deflected and supplied to the illumination optical system 300 without significantly reducing the light amount.

【0083】従って、本例の実施形態の立体顕微鏡の構
成によると、ミラーやプリズムといった反射部材を利用
する構成と比較して、照明光が広がってしまうことによ
る損失が殆ど無くなり、照明光学系の大型化をしなくて
済み、且つ、外部光源が発生させる照明光を観察対象物
に対し効率よく照射することができるのである。
Therefore, according to the configuration of the stereoscopic microscope according to the embodiment of the present invention, compared to the configuration using a reflecting member such as a mirror or a prism, the loss due to the spread of the illumination light is almost eliminated, and the illumination optical system is not required. It is not necessary to increase the size, and it is possible to efficiently irradiate the illumination light generated by the external light source to the observation target.

【0084】なお、立体顕微鏡101内の各種回路(例
えば、クローズアップ光学系210のピント調整を行う
ための回路、各ズーム光学系220,230のズーミン
グを行うための回路、照明レンズ群310のズーミング
を行うための回路)に制御信号や駆動電力を供給するた
めのケーブル、リード線等に導通するオスコネクタが上
記ガイドパイプ2と一体に構成され、一方、立体顕微鏡
101の背面には、上記各種回路に導通するとともに上
記オスコネクタに接続されるメスコネクタが、保持部材
1に隣接して設けられても良い。これにより、ケーブ
ル、リード線及びライトガイドが、立体顕微鏡101に
対して容易に着脱されるようになり、顕微鏡の準備やセ
ットアップ、取り回し等が容易になる。
Various circuits in the stereo microscope 101 (for example, a circuit for adjusting the focus of the close-up optical system 210, a circuit for performing zooming of the zoom optical systems 220 and 230, and the zooming of the illumination lens group 310) For supplying a control signal and driving power to the guide pipe 2, and on the back of the stereoscopic microscope 101, A female connector that conducts to a circuit and is connected to the male connector may be provided adjacent to the holding member 1. Thereby, the cable, the lead wire, and the light guide can be easily attached to and detached from the stereoscopic microscope 101, and the preparation, setup, handling, and the like of the microscope are facilitated.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の顕微鏡
によると、ライトガイドファイバを照明光学系の光軸に
対して角度をもった方向から顕微鏡本体内に挿入して照
明光学系に導入する顕微鏡でありながら、光源装置や照
明光学系をあまり大きくしなくても、ライトガイドから
導入される照明光をあまり損失させることなく、上記角
度偏向して照明光学系に供給することができる。これに
より、光源装置が発生する照明光を効率よく観察対象物
に照射することができる。
As described above, according to the microscope of the present invention, the light guide fiber is inserted into the main body of the microscope from a direction at an angle to the optical axis of the illumination optical system and introduced into the illumination optical system. Although it is a microscope that does not require a large light source device or an illumination optical system, the illumination light introduced from the light guide can be supplied to the illumination optical system after being deflected at the above angle without much loss. Thereby, the illumination light generated by the light source device can be efficiently radiated to the observation target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態によるビデオ型立体顕
微鏡を組み込んだ手術支援システムの全体構成を示す概
略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a surgery support system incorporating a video stereo microscope according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 ビデオ型立体顕微鏡内の光学構成の概略を示
す光学構成図
FIG. 2 is an optical configuration diagram schematically showing an optical configuration in a video stereo microscope.

【図3】 ビデオ型立体視ビューワの光学構成の概略を
示す光学構成図
FIG. 3 is an optical configuration diagram schematically showing an optical configuration of a video stereoscopic viewer.

【図4】 LCDパネルの平面図FIG. 4 is a plan view of an LCD panel.

【図5】 顕微鏡光学系の全体構成を示す斜視透視図FIG. 5 is a perspective perspective view showing the entire configuration of a microscope optical system.

【図6】 顕微鏡光学系の全体構成を示す側面透視図FIG. 6 is a side perspective view showing the entire configuration of the microscope optical system.

【図7】 顕微鏡光学系の全体構成を示す正面透視図FIG. 7 is a front perspective view showing the entire configuration of the microscope optical system.

【図8】 顕微鏡光学系の全体構成を示す平面透視図FIG. 8 is a perspective plan view showing the entire configuration of the microscope optical system.

【図9】 光軸Ax1及び光軸Ax4を含む面に沿った
立体顕微鏡の縦断面図
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a stereo microscope along a plane including the optical axis Ax1 and the optical axis Ax4.

【図10】 ライトガイド、ファイバロッド及び照明光
学系の光学構成図
FIG. 10 is an optical configuration diagram of a light guide, a fiber rod, and an illumination optical system.

【図11】 偏向部材として反射鏡を利用した場合の光
学構成図
FIG. 11 is an optical configuration diagram when a reflecting mirror is used as a deflecting member.

【図12】 光源装置の概略断面図FIG. 12 is a schematic sectional view of a light source device.

【図13】 光源からライトガイドまでの距離を長く取
った光源装置の概略断面図
FIG. 13 is a schematic sectional view of a light source device in which a distance from a light source to a light guide is long.

【図14】 光源を小さく構成した光源装置の概略断面
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a light source device having a small light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 保持部材 1d ボールプランジャ 1e 挿通孔 2 ガイドパイプ 2b 環状溝 3 ファイバロッド 3a 入射端 3b 射出端 3c 中間部 4 鏡筒 5 カラー 5a 外方フランジ 6 隙間 101 立体顕微鏡 105 ライトガイド 105a 射出端 200 撮像光学系 280 対物光学系 300 照明光学系 310 照明レンズ群 Reference Signs List 1 holding member 1d ball plunger 1e insertion hole 2 guide pipe 2b annular groove 3 fiber rod 3a entrance end 3b emission end 3c middle part 4 lens barrel 5 collar 5a outer flange 6 gap 101 stereo microscope 105 light guide 105a emission end 200 imaging optics System 280 Objective optical system 300 Illumination optical system 310 Illumination lens group

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H037 AA02 BA07 BA35 CA21 2H052 AA13 AB05 AB19 AB21 AB23 AC04 AC22 AC26 AC28 AD04 AF14 AF21 AF22 AF23 AF25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H037 AA02 BA07 BA35 CA21 2H052 AA13 AB05 AB19 AB21 AB23 AC04 AC22 AC26 AC28 AD04 AF14 AF21 AF22 AF23 AF25

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】観察対象物の像を形成する対物光学系と、 この対物光学系の光軸と略平行な光軸を有する照明光学
系と、 照明光を伝達するライトガイドの射出端近傍を前記照明
光学系の光軸に対して所定の角度をなす方向へ向けて保
持する保持部材と、 この保持部材によって保持されるライトガイドの射出端
に対してその入射端が同軸に対向するように配置され、
前記照明光学系に対してその射出端が同軸に対向するよ
うに配置され、その中間部が前記所定の角度湾曲してい
るファイバロッドとを備えたことを特徴とする顕微鏡。
An objective optical system for forming an image of an object to be observed, an illumination optical system having an optical axis substantially parallel to the optical axis of the objective optical system, A holding member that holds the light guide in a direction that forms a predetermined angle with respect to the optical axis of the illumination optical system; Placed,
A microscope comprising: an illumination optical system, an emission end of which is coaxially opposed to the illumination optical system; and a fiber rod having an intermediate portion curved at the predetermined angle.
【請求項2】前記保持部材は、挿通孔を有し、前記ライ
トガイドの射出端近傍を挿通した略円筒状のガイドパイ
プをこの挿通孔に挿通された状態で保持することを特徴
とする請求項1に記載の顕微鏡。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said holding member has an insertion hole, and holds a substantially cylindrical guide pipe inserted through the vicinity of an emission end of said light guide in a state of being inserted through said insertion hole. Item 7. The microscope according to Item 1.
【請求項3】前記保持部材は、前記挿通孔内に挿通され
た前記ガイドパイプの外周面を係止する係止機構を備え
ていることを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡。
3. The microscope according to claim 2, wherein the holding member includes a locking mechanism for locking an outer peripheral surface of the guide pipe inserted into the insertion hole.
【請求項4】前記係止機構は、その先端を前記挿通孔内
に突出させた状態で前記保持部材内に埋め込まれて固定
されたボールプランジャを含み、この先端が前記ガイド
パイプの外周面に形成された環状溝内に係合することを
特徴とする請求項3に記載の顕微鏡。
4. The locking mechanism includes a ball plunger embedded and fixed in the holding member with its tip protruding into the insertion hole, and the tip is formed on the outer peripheral surface of the guide pipe. The microscope according to claim 3, wherein the microscope engages in the formed annular groove.
【請求項5】前記照明光学系を保持するとともに、前記
ファイバロッドの射出端をその上端部において前記照明
光学系と同軸に固定する鏡筒を更に備えたことを特徴と
する請求項1乃至4の何れかに記載の顕微鏡。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a lens barrel for holding said illumination optical system and for fixing an emission end of said fiber rod at the upper end thereof coaxially with said illumination optical system. The microscope according to any one of the above.
【請求項6】前記保持部材は、前記ライトガイドの射出
端を、前記ファイバロッドの入射端に当たる状態で保持
することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の
顕微鏡。
6. The microscope according to claim 1, wherein the holding member holds the light guide at an exit end of the light guide in a state where the exit end comes into contact with an entrance end of the fiber rod.
【請求項7】前記ファイバロッドのコア径は、前記保持
部材によって保持可能なライトガイドの径より大きいこ
とを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の顕微
鏡。
7. The microscope according to claim 1, wherein a core diameter of the fiber rod is larger than a diameter of a light guide that can be held by the holding member.
【請求項8】前記ライトガイドは、多数の光ファイバか
ら構成されるライトガイドファイババンドルであること
を特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の顕微鏡。
8. The microscope according to claim 1, wherein the light guide is a light guide fiber bundle composed of a number of optical fibers.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004530485A (en) * 2001-06-13 2004-10-07 ヴォリューム・インタラクションズ・プライヴェート・リミテッド Guide systems and probes therefor
JP2005500096A (en) * 2001-06-13 2005-01-06 ヴォリューム・インタラクションズ・プライヴェート・リミテッド Guide system
JP2006189578A (en) * 2005-01-05 2006-07-20 Olympus Corp Transmission illumination system of microscope, and microscope using the same
JP2008173159A (en) * 2007-01-16 2008-07-31 Hitachi Medical Corp Surgery supporting system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004530485A (en) * 2001-06-13 2004-10-07 ヴォリューム・インタラクションズ・プライヴェート・リミテッド Guide systems and probes therefor
JP2005500096A (en) * 2001-06-13 2005-01-06 ヴォリューム・インタラクションズ・プライヴェート・リミテッド Guide system
JP2006189578A (en) * 2005-01-05 2006-07-20 Olympus Corp Transmission illumination system of microscope, and microscope using the same
JP2008173159A (en) * 2007-01-16 2008-07-31 Hitachi Medical Corp Surgery supporting system

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