JP2001108912A - 実体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鏡体の大きさを通常の２本光軸で構成されたも
のと同程度で済み、且つクロストークのない良好な画像
を提供でき、更には、２本光軸で構成された通常の顕微
鏡に比べてさらに小型化、調整し易さを実現できる手術
用顕微鏡などの実体顕微鏡を提供する。 【解決手段】光学像を観察する接眼光学系を複数有する
実体顕微鏡において、鏡体１の内部に、少なくとも１つ
のズーム光学系５を備えており、且つ、視差の異なる像
を時間的に特性を変調できる光学素子４を介して変調
し、変調された複数の像を同一のズーム光学系５を通過
させ、通過後の像を視差の異なる像に分離させる光学素
子８を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手術用顕微鏡など
に用いられる実体顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】手術用顕微鏡を用いる手術においては、
主術者の補助をする助手は主術者の側方に立ち、主術者
の観察部位と同じ部位を観察する必要がある。この種の
要求を実現する実体顕微鏡としては、実公昭５５−３９
３６４号公報に開示された手術用顕微鏡がある。この手
術用顕微鏡は図２６に示すように、対物レンズ１０１の
後方に左右一対の主術者用観察光軸ａ及び左右一対の助
手用観察光軸ｂを鏡体内にそれぞれ独立に設け、主術者
と助手が直角をなす方向から観察を行ったときに、主術
者、助手が共に同じ部位を立体視できるようになってい
る。なお、図中１０２，１０２'はズームレンズ、１０
３，１０３'は結像レンズ、１０４，１０４'は反射鏡、
１０５，１０５'は接眼レンズである。

【０００３】しかし、このような構成の手術用顕微鏡で
は、通常の手術用顕微鏡よりも鏡体内に収まる光軸の本
数が増えるため、鏡体自体が大きくなり、主術者、助手
の作業性を損なうと共に、４本の光軸の芯、同焦の調整
が必要となり、通常の２本光軸のものに比べて高価なも
のになるという問題があった。

【０００４】この問題の解決を目指した手術用顕微鏡の
従来例としては、特公平７−１２３６４号に記載の手術
用顕微鏡がある。この手術用顕微鏡は、図２７に示すよ
うに、共通の対物レンズ１０１の後方に左右一対の立体
観察用補助光学系Ｓ，Ｓ'を配設した手術用顕微鏡にお
いて、左右一対の立体観察用補助光学系Ｓ，Ｓ'と対物
レンズ１０１との間の一対の主術者用観察光軸ａ上に一
対の第１偏光方向選択透過性半透過鏡Ｍ１，Ｍ１'を夫
々斜設し所定の偏光成分のみを透過させると共に、対物
レンズ１０１の後方において一対の補助光学系Ｓ，Ｓ'
の光軸を結ぶ線分の中心点を通り且つ補助光学系Ｓ，
Ｓ'と平行な軸ＣＬに関して略対称な位置に一対の全反
射鏡Ｍ２，Ｍ２'を夫々斜設して対物レンズ１を透過し
た一対の助手用観察光軸ｂからの光が該一対の全反射鏡
Ｍ２，Ｍ２'で反射し一対の第１偏光方向選択透過性半
透過鏡Ｍ１，Ｍ１'に１対１の関係で入射し所定の偏光
成分のみが反射されて、主術者用の観察光と補助者用の
観察光とがそれぞれ異なる偏光成分の光として合成され
て一対の補助光学系Ｓ，Ｓ'に入射するようにし、更
に、一対の補助光学系Ｓ，Ｓ'の内部又は後方の各光軸
上に、一対の第１偏光方向選択透過性半透過鏡Ｍ１，Ｍ
１'と偏光選択方向が夫々一致する一対の第２偏光方向
選択透過性半透過鏡Ｍ３，Ｍ３'を夫々斜設し、主術者
用の観察光と補助者用の観察光とが異なる（直交した）
偏光成分ごとに分かれるようにして、主術者及び助手が
それぞれの位置から見た場合の左右の視野像を観察し
得、正常に立体視し得るようにしながらも、鏡体内に収
まる光軸の数を従来の顕微鏡と同様２本となるようにし
たものである。

【０００５】しかし、この従来例の手術用顕微鏡のよう
に偏光手段を用いた場合には、どうしても、レンズ面で
の偏光の回転が生じ、直交した偏光成分が混じりあって
クロストークが生じてしまう。また、偏光方向選択透過
素子の性能も完全なものではなく、多少のもれ光が入っ
て、直交した偏光成分が混じってクロストークが生じて
しまう。具体的には、本来見えてはならない別の視差か
らの像がゴーストのようにうす暗く見えるなどの現象が
生じ、観察像として好ましくない。

【０００６】このため、主術者、助手がともに立体観察
が可能な手術用顕微鏡としては、従来の２本のズーム光
学系で構成されたこの種の顕微鏡並みに小型でありなが
ら、クロストークのない良好な画像が得られることが望
まれている。また、主術者、助手がともに立体観察が可
能な手術用顕微鏡においては、さらなる小型化と調整の
容易化が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
問題点に鑑み、鏡体の大きさを通常の２本光軸で構成さ
れたものと同程度で済み、且つクロストークのない良好
な画像を提供でき、更には、２本光軸で構成された通常
の顕微鏡に比べてさらに小型化、調整し易さを実現でき
る手術用顕微鏡などの実体顕微鏡を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による実体顕微鏡は、光学像を観察する接眼光学
系を複数有する実体顕微鏡において、鏡体の内部に、少
なくとも１つのズーム光学系を備えており、且つ、視差
の異なる像を時間的に特性を変調できる光学素子を介し
て変調し、変調された視差の異なる像を同一の前記ズー
ム光学系を通過させ、通過後の像を視差の異なる像に分
離させる光学素子を有することを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、視差の異なる像を得るた
めの異なる位置に配置された開口と、前記開口で制限さ
れた物体からの入射光束を側方に偏向する手段と、偏向
された光束の像を変倍するズーム光学系と、前記ズーム
光学系で変倍された像の光束を偏向される前の位置近傍
に伝送するリレー光学系とを含み、且つ、前記ズーム光
学系を、物体からの入射光軸の側方に配置したことを特
徴とする。

【００１０】また、本発明は、鏡体光学系と光路分割手
段と接眼光学系を有する実体顕微鏡において、光路分割
手段と接眼光学系の間に、視差の異なる像に対して共通
に変倍可能なズーム光学系を配置したことを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の説明に先立ち、
本発明の構成概要について説明する。本発明の実体顕微
鏡は、２本または１本のズーム光学系を内蔵し、視差の
異なる像を、時間的に特性を制御できる素子で変調し、
少なくとも一方のズーム光学系内を通過させ、その後、
再度復調することによって再成するように構成する。異
なる視差の像を時分割で変調及び分離すれば、偏光手段
を用いた場合のようなクロストークが生じることはな
い。

【００１２】また、本発明の実体顕微鏡は、２本のズー
ム光学系を内蔵し、視差の異なる像を、時分割で、少な
くとも一方のズーム光学系内を通過させ、その後、再度
時分割で再成するように構成する。

【００１３】また、本発明の実体顕微鏡は、より小型化
するため、及び調整を容易なものにするために、１本の
ズーム光学系を内蔵し、視差の異なる３つ以上の像を、
時分割で、共通のズーム光学系内を通過させ、その後、
再度時分割で再成するように構成する。

【００１４】また、本発明の実体顕微鏡は、２本のズー
ム光学系を内蔵し、視差の異なる像を、色分割で、少な
くとも一方のズーム光学系内を通過させ、その後、再度
色分割で再成するように構成する。

【００１５】また、本発明の実体顕微鏡は、２本のズー
ム光学系を内蔵し、視差の異なる像を、時間的に色特性
の変化する光学手段で変調した後に合成して、少なくと
も一方のズーム光学系内を透過させ、その後に同期して
時間的に色特性の変化する光学手段で復調して分離する
ように構成する。

【００１６】また、本発明の実体顕微鏡は、より小型化
するため、及び調整を容易なものにするために、１本の
ズーム光学系を内蔵し、視差の異なる像を、時間的に色
特性の変化する光学手段で変調した後に合成して、共通
のズーム光学系内を透過させ、その後に同期して時間的
に色特性の変化する光学手段で復調して分離するように
構成する。

【００１７】また、本発明の実体顕微鏡は、１本のズー
ム光学系を内蔵し、視差の異なる少なくとも３つ以上の
像を、時間的に偏光特性が変化する変調手段で変調後に
合成し、共通のズーム光学系を同時に（重畳して）透過
させ、その後に同期して時間的に偏光特性の変化する復
調手段で再生するように構成する。

【００１８】また、本発明の実体顕微鏡は、鏡体をより
小型化するために、視差の異なる像の光束を切り出す光
学素子の後方にズーム光学系を、物体からの入射光軸の
側方（即ち、鏡体の高さ方向に対して横向き）に配置す
る。このように構成すれば、鏡体の高さ方向が抑えられ
て顕微鏡の使い勝手がよくなる。

【００１９】なお、本発明における時分割手段には、Ｄ
ＭＤ（disital-micro-mirror-device）や反射透過可変
ミラー、又はビームスプリッターと液晶シャッターとを
組み合わせたものを用いる。

【００２０】また、色変調手段には、時間的に色が変わ
る光学素子、又は音響光学素子を用いる。

【００２１】また、本発明の実体顕微鏡は、共通の光学
系と、その上方に配置した光路分割手段と接眼光学系を
含み、前記光路分割手段と接眼光学系との間にズーム光
学系を配置して、異なる視差の像の変倍を共通のズーム
光学系で行うように構成する。このように構成すれば、
顕微鏡を小型化できる。

【００２２】また、本発明の実体顕微鏡は、光路分割手
段と接眼光学系とを有する光学系を主術者用、助手用に
２組備え、それぞれの光路における前記光路分割手段と
接眼光学系の間にズームＭ光学系を１本ずつ配置して、
異なる視差の像の変倍を、各観察光路ごとに１本のズー
ム光学系で行うように構成する。このように構成すれ
ば、顕微鏡を小型化できる。なお、主術者用、助手用の
光路分割手段と接眼光学系を有する光学系は、少なくと
も一方が共通の光軸を回転中心として回転可能な構成で
あっても、又はいずれもが共通の光軸の周りに固定され
た構成であってもよい。

【００２３】なお、この場合も、上述のように、視差の
異なる像を形成しうる複数の光束の光路の合成及び分離
は、時分割、又は色で行うようにし、時分割手段として
は、ＤＭＤ、又はＢＳ及びシャッターを用いる。また、
光路合成分離手段には、偏光手段、又は時間的に色特性
のかわる光学素子を用いてもよい。

【００２４】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明
する。第１実施例 図１は本発明による実体顕微鏡の第１実施例を示し、
(a)は全体概略構成図、(b)は入射光路の数を示すために
対物レンズの上方からみた状態説明図である。図１(a)
に示すように、鏡体１は、可変ＷＤ対物レンズ２、反射
ミラー３，３、ＤＭＤ４、アフォーカルズーム光学系
５、ＤＭＤ６、反射ミラー７，７からなる光学系８を有
して構成されている。なお、この光学系８における反射
ミラー３，３、ＤＭＤ４、アフォーカルズーム光学系
５、ＤＭＤ６、反射ミラー７，７は、主術者及び助手の
いずれもが左右の眼で立体観察できるように、紙面の奥
側又は手前側にも同一のものが可変ＷＤ対物レンズ２上
に配置されており、図１(b)に示すように、対物レンズ
２の４つの入射開口からの光路を形成している。

【００２５】鏡体１の上方には、主術者と助手の２人に
対して観察像を提供するための接眼鏡筒９，９が配置さ
れている。なお、接眼鏡筒９，９の内部には、紙面の奥
側又は手前側にもう１本の光路を有しており、左右の眼
用にそれぞれ１組ずつ光学系を備えている。接眼鏡筒
９，９の内部における鏡体１からの射出開口位置には、
光路分割のためのビームスプリッター１０，１０が設け
られていて、主術者及び助手それぞれの視線と一致する
立体観察像をそれぞれの接眼鏡筒９，９の内部に導くこ
とができるようになっている。

【００２６】また、ビームスプリッター１０，１０を含
む接眼鏡筒９，９は、それぞれ鏡体１の中心軸Ｏを回転
中心として回転可能に取り付けられ且つ、９０°回転す
るごとに鏡体１からの出射光路とビームスプリッター１
０の位置とが一致するように構成されており、主術者と
助手とが対向位置（相互に１８０°向き合った位置）、
側方位置（相互に９０°を向いた位置）のいずれの観察
状態でも立体観察することができるようになっている。

【００２７】そして本実施例では、上述のＤＭＤを用い
て、鏡体１内部のそれぞれの光路を時分割で高速に切り
換えるように構成されている。図２は本実施例による実
体顕微鏡の鏡体内部の光学系の概略構成を示す斜視図で
ある。図３は図２の断面におけるミラー、ＤＭＤ、ズー
ム光学系の配置を示す説明図であり、(a)はＡ−Ａ断
面、(b)はＢ−Ｂ断面、(c)はＣ−Ｃ断面における説明図
である。

【００２８】物体からの光は、対物レンズ２の４つの入
射開口を通り、４枚のミラー３，３，３，３で反射さ
れ、それぞれ２枚のミラー３，３で反射された光ごとに
ＤＭＤ４，４に到達する。そして、各ＤＭＤ４ごとに到
達する２組の光束の中から、各ＤＭＤ４により反射され
てアフォーカルズーム光学系５，５に到達する光束が選
択される。選択された光束は、それぞれアフォーカルズ
ーム光学系５，５のズームレンズを透過し、ミラー３，
３，３，３、ＤＭＤ４，４と面対称に配置されたＤＭＤ
６，６、ミラー７，７，７，７の順で反射されて鏡体１
より射出される。この際に、入射側の４光束の並びと出
射側の４光束の並びとが同じになるように、入射側のＤ
ＭＤ４と出射側のＤＭＤ６とは同期して駆動するように
制御されている。

【００２９】なお、ＤＭＤとは、微小な数十ミクロンの
ミラーが縦横にマトリックス状に数万〜数十万個配置さ
れていて、本実施例では図示省略した他の駆動制御手段
の駆動によって微小ミラーの角度を各ミラー毎に２値
（＋θ，−θ）で制御することができる素子であり、微
小ミラーの角度を非常に高速に(数十ミリセコンド〜数
ミリセコンドの間隔で)切り換えることができる。この
ため、本実施例ではＤＭＤを介して、目視では観察像の
チラツキを検知できないレベルの速度でもって光束の切
り換えを行うことができる。

【００３０】本実施例では、ＤＭＤを用いて、異なる開
口からの光束を時分割で同じズーム光学系を通るように
構成したのでズーム光学系を４本も配置する必要がな
く、従来と同様に２本のズーム光学系でもって、主術
者、助手の立体観察を実現することができる。このた
め、顕微鏡を小型化でき、また、ズーム調整も容易化で
きる。また、同じズーム光学系に２つの異なる方向から
の観察像を導く手段として時分割手段を用いたので、偏
光手段を用いた場合に生じるクロストークを容易になく
すことができる。本実施例では、入射側のＤＭＤと出射
側のＤＭＤとが同期して動くように制御することはその
素子の能力からして容易であるからである。さらに、助
手を必要としない手術、つまり、主術者だけで行う手術
に際しては、ＤＭＤの微小ミラーの反射方向を一方向に
固定すれば、主術者の観察像の明るさをアップさせるこ
とも可能である。なお、観察視野の観察角度をわずかに
切り替えたい場合には、入射側のＤＭＤと出射側のＤＭ
Ｄの同期を逆転させればよい。

【００３１】第２実施例 第２実施例を図４に示す。図４は本発明による実体顕微
鏡の第２実施例の鏡体内部の光学系の概略構成図であ
る。本実施例は、第１実施例の変形例であり、基本的な
構成概念は第１実施例の顕微鏡と同じである。また、図
４において対物レンズ２の上部に配置されている光学系
と同一の光学系が、紙面の奥側又は手前にもう一組配置
されている。

【００３２】本実施例では、対物レンズ２から入射した
４光束が２光束ずつミラー３とＤＭＤ４を介して時分割
的に切り換えられて、両光束が同一のズーム光学系５を
透過するようになっている。即ち、対物レンズ２を透過
した右側の光束はミラー３で反射されてＤＭＤ４に入射
し、左側の光束は直接ＤＭＤ４に入射するようにミラー
３、ＤＭＤ４が配置されている。また、ＤＭＤ４はその
微小ミラーの傾斜角度を２値的に切り換えることによっ
て右側の光束又は左側の光束のいずれかを物体からの入
射光軸に対して垂直方向（水平方向）に反射するように
駆動制御されている。ズーム光学系５は、ＤＭＤ４によ
り物体からの入射光軸に対して垂直方向（水平方向）に
反射される光束の光路上に横向きに配置されていて、鏡
体の高さを抑えた配置となっている。ズーム光学系５に
引き続き、反射プリズム１１，１２とリレー光学系１３
が設けられており、これらにより、ズーム光学系５を透
過した光束の向きを変えて対物レンズ２の上方でＤＭＤ
４の上部近傍に導くようになっている。ＤＭＤ４の上部
近傍に導かれた光は、ミラー３、ＤＭＤ４と面対称に配
置されたＤＭＤ６、ミラー７を介して、入射側の光束と
同じ並びになるようにして再成される。このために、入
射側のＤＭＤ４と出射側のＤＭＤ６は同期して駆動し、
しかも微小ミラーの角度の切り換えを観察像にチラツキ
の見えない１／６０秒以下の短い間隔で高速に連続的に
行うようになっている。

【００３３】図５(a)，(b)に、本実施例におけるＤＭＤ
の動作状態を詳細に示す。ＤＭＤの角度は、その素子の
設計によって自由度を有しているが、本実施例では、微
小ミラーが＋１５°，−１５°の２値で駆動するものと
して、ＤＭＤ４の本体は物体からの入射光軸に対し３０
°の角度で傾斜した配置となっている。ＤＭＤ４と対向
位置にあるミラー３は物体からの入射光軸に対し３０°
の角度でＤＭＤ４とは逆向きに傾斜した配置となってお
り、対物レンズ２を透過した右側の光束がＤＭＤ４の本
体に垂直に入射するようになっている。

【００３４】ここで、ＤＭＤ４の微小ミラーを時計方向
に＋１５°傾斜させると、図５(a)に示すように、左側
の光はその＋１５°傾斜した微小ミラーに対し入射角度
が４５°で入射するので、ＤＭＤ４の本体に対し６０°
の角度で上向きに反射することになり、即ち物体からの
入射光軸に対し垂直に（水平方向に）反射してズーム光
学系５に導かれる一方、右側の光はその＋１５°傾斜し
た微小ミラーに対し１０５°の角度で入射するので、Ｄ
ＭＤ４の本体に対し６０°の反射角度で下向きに反射す
ることになり、ズーム光学系５には導かれない。

【００３５】また、ＤＭＤ４の微小ミラーを時計方向に
−１５°傾斜させると、図５(b)に示すように、左側の
光はその−１５°傾斜した微小ミラーに対し１５°の角
度で入射するので、ＤＭＤ４の本体に対し３０°の反射
角度で上向きに反射することになり、ズーム光学系５に
は導かれない一方、右側の光はその微小ミラーに対し７
５°の角度で入射するので、ＤＭＤ４の本体に対し６０
°の反射角度で上向きに反射することになり、即ち物体
からの入射光軸に対し垂直に（水平方向に）反射してズ
ーム光学系５に導かれる。このため、視差の異なる像を
形成しうる２つの入射光路からの光束を同一の光路に乗
せて同一のズーム光学系５で変倍することができる。従
って本実施例によれば、第１実施例の効果に加えて、ズ
ーム光学系を横向きに配置したので、鏡体の高さを抑え
ることができ、観察者の眼の位置が使い勝手の良い位置
となるようにすることができる。

【００３６】第３実施例 第３実施例を図６、図７(a),(b)に示す。図６は本発明
による実体顕微鏡の第３実施例の鏡筒内部の光学系の概
略構成を示す斜視図、図７は図６の光学系における構成
要素の配置構成を示す図であり、(a)は下側（入射側）
の構成要素の配置構成を示す断面図、(b)は上側（出射
側）の構成要素の配置構成を示す断面図である。本実施
例は、第２実施例の変形例であり、鏡体の高さが更に低
くなるようにＤＭＤ４、プリズム光学系１４を同一平面
上に水平に並べて配置している。

【００３７】対物レンズ２の入射開口位置近傍には４つ
の直角プリズム１４，１４，１４，１４が配置されてお
り、４つの直角プリズム１４，１４，１４，１４を介し
て対物レンズ２を透過した４光束がそれぞれ曲げられ
て、それぞれ２光束ずつが直角プリズム１４，１４と同
一平面上に配置された２つのＤＭＤ４に、それぞれ導か
れるようになっている。そして２光束ずつが同一のＤＭ
Ｄ４で時間分割されて光路を合成されて、物体からの入
射光軸に対し垂直（水平方向）に導かれて、上記第２実
施例と同様に同一のズーム光学系５で変倍され、直角プ
リズム光学系１１，１２で向きを変えられ、リレー光学
系１３で伝送されて、ＤＭＤ４の上方近傍に導かれるよ
うになっている。ＤＭＤ４，４、直角プリズム１４，１
４，１４，１４の上方には、これらの光学系と面対称
に、ＤＭＤ６と２つの直角プリズム１５が２組配置され
ており、リレー光学系１３で伝送された光束を、各ＤＭ
Ｄ６でそれぞれ２つずつの光束に分割し、さらに各直角
プリズム１５，１５で射出方向に反射して、４光束に再
成して出射するようになっている。

【００３８】なお、本実施例においても、入射側の光束
の並びと射出側の光束の並びが一致するように、また、
クロストークが生じないように、入射側のＤＭＤ４と出
射側のＤＭＤ６は同期して駆動するようになっている。
また、観察像にチラツキが見えないように１／６０秒以
下の短い間隔で高速に微小ミラーの傾斜角度を連続的に
切り換えるようになっている。本実施例は、ＤＭＤ、プ
リズム光学系を同一平面上に並べて配置したので、第２
実施例の顕微鏡に比べてより一層鏡体の高さ方向を低く
抑えることができる。このため、より一層薄型の鏡体と
することができ、観察者の目の位置が一層高くならない
使い勝手のよいものにすることができる。

【００３９】第４実施例 第４実施例を図８に示す。図８は本発明による実体顕微
鏡の第４実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成を示す斜
視図である。本実施例は、対物レンズ２の上方に４つの
入射開口からの光束を一つの光路に結合する結合光学系
２０と１本のズーム光学系５と一つの光路に結合された
４つの光束の光路を４つに分離する分離光学系２１を備
えて構成されている。結合光学系２０は４枚の第１ミラ
ー１６，１６，１６，１６と、２つの第１ＤＭＤ１７，
１７と、２つの第２ミラー１８，１８と、１つの第２Ｄ
ＭＤ１９とで構成されている。第１ミラー１６は、対物
レンズ２の４つの入射開口に合わせて配置され、かつ、
それぞれ２枚ずつの第１ミラー１６が１つのＤＭＤ１７
の入射面で交わるように傾斜している。各第１ＤＭＤ１
７は、２枚の第１ミラー１７からの光束を時分割で同一
の方向に反射して光路を合成し、さらに上方に導くよう
になっている。各第２ミラー１８は各第１ＤＭＤ１７を
介して導かれた光束を反射して、第２ＤＭＤ１９に導
き、第２ＤＭＤ１９は、２つの第２ミラー１８からの光
束を時分割で同一の方向に反射して光路を１つに合成す
るようになっている。

【００４０】第２ＤＭＤ１９で反射されて光路が１つに
合成された光束は、１本のズーム光学系５を透過し、変
倍される。なお、ズーム光学系５は、アフォーカルズー
ム光学系を構成している。ズーム光学系５の上方には、
上述の結合光学系２０を逆向き（即ち、面対称）に配置
した構成の分離光学系２１が設けられている（なお、分
離光学系２１内部の具体的な構成は結合光学系２０と同
様なので図示を省略する）。

【００４１】本実施例はこのように構成したので、対物
光学系２への入射光束Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を１本の
ズーム光学系５で変倍した後、同一の並びで射出光束
Ｌ'１，Ｌ'２，Ｌ'３，Ｌ'４を時分割で再成することが
できる。なお、本実施例においても、入射側と出射側の
光束の並びが同一となり、しかも、クロストークが生じ
ないように、入射側（即ち、結合光学系２０）の第１Ｄ
ＭＤ１６，１６，１６，１６及び第２ＤＭＤ１８，１８
と出射側（即ち、分離光学系２１）の第１ＤＭＤ及び第
２ＤＭＤ（いずれも図示省略）とは同期して駆動するよ
うになっている。従って本実施例によれば、ズーム光学
系５を１本設けるだけで、主術者側、助手側の両方の像
を変倍して、立体観察を実現できる。また、ズーム光学
系が１本で足りるので、ズーム光学系同士の調整自体が
不要となり、組立て調整が格段と容易になる。また、時
分割であり、また、ＤＭＤの動作が十分な速さで駆動す
るため、クロストークも生じず、また、１／６０秒以下
の短い間隔で高速に微小ミラーの傾斜角度を連続的に切
り換えて観察像にチラツキが見えないようにすることが
できる。

【００４２】第５実施例 第５実施例を図９、図１０(a)，(b)に示す。図９は本発
明による実体顕微鏡の第５実施例の鏡筒内部の光学系の
概略構成図、図１０は図９の光学系における構成要素の
配置構成を示す図であり、(a)は下側（入射側）の構成
要素の配置構成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の
構成要素の配置構成を示す断面図である。本実施例は図
４の第３実施例に類似しており、ズーム光学系５を鏡体
の入射光軸に対し垂直方向（水平方向）に横向きに配置
した構成となっており、直角プリズム１１，１２及びリ
レー光学系１３も第３実施例と同様に配置されている。
また、図９の紙面奥側又は手前側に、ズーム光学系５、
直角プリズム光学系１１，１２、ズーム光学系１３がも
う１組配置されている。

【００４３】本実施例では、時分割手段として、図４の
第３実施例におけるＤＭＤの代わりに透過反射切り換え
ミラー２２，２３を用いている。図９において、対物レ
ンズ２を透過した２つの光路を通る光束のうち、一方
（左側の光束）はミラー４で物体からの入射光軸に対し
垂直に反射されて、透過反射切り換えミラー２２に導か
れるようになっている。他方（右側の光束）は透過反射
切り換えミラー２２で入射光軸に対し垂直に反射される
ことができるようになっている。そして、透過反射切り
換えミラー２２の光学特性を時間的に、２つの光束のう
ちのいずれかを透過又は反射するように、切り替えるこ
とにより、２光束が同一光路上に合成されてズーム光学
系５に導かれるようになっている。ズーム光学系５に導
かれた光束は、ズーム光学系５を通り変倍された後、直
角プリズム光学系１１，１２とリレー光学系１３によっ
て透過反射切り換えミラー２２のほぼ上方に導かれる。

【００４４】また、射出側にも透過反射切り換えミラー
２３、ミラー７が入射側のミラー４、透過反射切り換え
ミラー２２と面対称に配置されており、リレー光学系１
３により伝送された光束は、透過反射切り換えミラー２
３を介して時分割で透過又は反射され、さらに透過反射
切り換えミラー２３を透過した光束はミラー７を介して
向きを変えられて、２つの光束として射出される。な
お、入射側の透過反射切り換えミラー２２と出射側の透
過反射切り換えミラー２２は同期して駆動し、入射した
４光束を同じ並びで射出することができるようになって
いる。

【００４５】本実施例によれば、時分割で視差の異なる
像を形成しうる２つの入射開口からの光束を横向きに配
置した１本のズーム光学系、リレー光学系を透過させる
ようにしたので、第３実施例と同様に、主術者、助手が
立体観察することができる顕微鏡の鏡体を、４本のズー
ム光学系を備えた顕微鏡の鏡体に比べて、小型化でき観
察者の目の位置を高さ方向に低く抑えることができる。
また、２本のズーム光学系で足りるので調整が容易とな
り、さらに、クロストークが生じないという効果があ
る。

【００４６】第６実施例 第６実施例を図１１に示す。図１１は本発明による実体
顕微鏡の第６実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成図で
ある。本実施例は、時分割による光路合成、分離手段と
して、図９の第５実施例における透過反射切り換えミラ
ー２２，２３の代わりに、交互に透過・遮光動作を行う
時分割シャッター２４，２５，２８，２９とビームスプ
リッター２６，２７を用いている。

【００４７】時分割シャッター２５，２６は対物レンズ
２の４つの入射開口上に配置されており、いずれか一方
のシャッターが開いているときには他方のシャッターが
閉じるように開閉動作が制御されている。また、時分割
シャッター２５の上部にはミラー４が、時分割シャッタ
ー２４の上部にはビームスプリッター２６が、それぞれ
配置されていて、それぞれのシャッターを透過した光束
を同一の光路に合成して１本のズーム光学系５に導くよ
うになっている。また、ズーム光学系５、直角プリズム
１１，１２、リレー光学系１３を経由した光束を分離す
るために、鏡体の射出側には、ビームスプリッター２
７、ミラー７、時分割シャッター２８，２９が時分割シ
ャッター２４，２５、ミラー４、ビームスプリッター２
６とは面対称に配置されている。

【００４８】なお、時分割シャッター２４，２５，２
８，２９としては、液晶シャッターを用いればよく、よ
り好ましくは、２枚の偏光板の間にねじれ（ネマティッ
ク）液晶を用いた構成のものを用いるのがよい。なお、
その場合には、液晶シャッターを透過した光が偏光され
るので、偏光ビームスプリッターをビームスプリッター
として用いれば、光量の損失を少なく抑えて伝送でき
る。また本実施例では、偏光ビームスプリッターを用い
ているが、基本的には、シャッターを介して時分割で合
成・分離を行うためクロストークはない。また、偏光ビ
ームスプリッターの代わりにビームスプリッターを用い
れば、光量は減るものの時分割シャッターの動作によっ
てクロストークのない観察像を得ることができる。また
本実施例では、時分割シャッターとして液晶シャッター
を用いているが、これに限るものではなく、その他の機
械的なシャッター等を用いてもよい。

【００４９】なお本実施例においても、入射側と射出側
の光束位置の対応付けが一致し、且つクロストークが生
じないように入射側、出射側の時分割手段はすべて同期
して駆動するようになっているのが好ましい。また、観
察像にチラツキが生じないように、１／６０秒以下の短
い間隔で高速に時分割手段を駆動するのがより好まし
い。このためには、時分割手段として液晶シャッターを
利用する場合には、さらなる高速駆動も可能な強誘電体
液晶シャッターを用いるのが望ましい。その他の効果に
ついては、図９に示す第５実施例とほぼ同様である。

【００５０】第７実施例 第７実施例を図１２に示す。図１２は本発明による実体
顕微鏡の第７実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成図で
ある。本実施例では、視野の異なる２つの観察光束の光
路を合成して、その合成された光束を同一の光学系の中
を通して伝送した後さらに再度分離する手段として、異
なる波長特性を有する光学部材３０，３１を、図９の第
５実施例に示す透過反射切り換えミラー２２，２３の代
わりに用いている。

【００５１】光学部材３０は対物レンズ２からの所定の
光束を取り出すミラーと、取り出された光束の光路を同
一の光学系に入れるために合成する手段（色ミラー）と
を有している。本実施例では、光束を取り出すミラーと
光路を合成する色ミラーとが同一部材で兼用されてお
り、色ミラー３０は、図１３に示すような透過特性を有
しており、透過しない波長領域の成分をほぼすべて反射
するようになっている。このため、一方（図において左
側）の入射開口からの光束はミラー４で反射されて色ミ
ラー３０に入射し、色ミラー３０の透過特性に順応した
波長領域のみの成分に変調されて透過され、それ以外の
波長領域の光は反射される。また、他方（図において右
側）の入射開口からの光束は、色ミラー３０の反射特性
に順応した波長領域のみの成分に変調されて反射され
る。そして、一方（図において左側）の入射開口からミ
ラー４で反射されて色ミラー３０を透過した光束と他方
（図において右側）の入射開口から色ミラー３０を反射
した光束とが、異なる波長成分の光束として光路を合成
されて、ズーム光学系５、プリズム光学系１１，１２、
リレー光学系１３で構成される同一の光学系を介して図
４，図６，図９，図１１の各実施例と同様に変倍され伝
送される。

【００５２】これらズーム光学系５、プリズム光学系１
１，１２、リレー光学系１３は、一方（図において左
側）の入射開口からミラー４で反射されて色ミラー３０
を透過した光束と他方（図において右側）の入射開口か
ら色ミラー３０を反射した光束とが通る光学系として共
通であるので、本実施例によれば、部品点数を減らし、
鏡体を小型化でき、ズーム光学系の調整を容易化するこ
とができる。また、波長特性は、通常の光学系であれ
ば、共通の光学系の特性、製品誤差に全く左右されずに
伝送される。よって、本実施例のように波長特性を用い
た場合には、偏光を利用した場合のように偏光のくずれ
によるクロストークの発生を考慮する必要がない。

【００５３】また出射側には、入射側と同じ波長特性を
持った色ミラー３１とミラー７が、ミラー４、色ミラー
３０と面対称に配置されており、色特性の違いとして再
度分離して、入射側と同じ並びで各開口に応じた光束を
再成することができるようになっている。

【００５４】なお、本実施例における色ミラー３０，３
１等の波長合成手段、波長分離手段の分光特性はくし型
の急峻な特性がのぞましい。分光特性に傾斜部があると
波長分離の際にクロストークの要因となる。これを回避
するためには、出射側に傾斜部の波長成分を遮光する補
助フィルターを配置すればよい。また波長合成・分離手
段の波長特性は、色再現性の観点から４００ｎｍ〜７０
０ｎｍの間に少なくとも３つの谷か山を有することが望
ましく、その数は多い方がより好ましい。

【００５５】第８実施例 第８実施例を図１４に示す。図１４は本発明による実体
顕微鏡の第８実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成図で
ある。本実施例では、視野の異なる２つの観察光束の光
路を合成して、その合成された光束を同一の光学系の中
を通して伝送した後さらに再度分離する手段として、音
響光学素子３２，３３、３２'，３３'を用いている。な
お、音響光学素子以外の光学系の構成はハーフミラー３
４，３５を光束の入射側及び射出側の分離及び合成位置
に配置した以外は図１０の実施例とほぼ同様である。図
１５(a)，(b)は、音響光学素子を用いたときの分光透過
率特性を示す。音響光学素子は、同一時点において図１
５(a)，(b)の分光透過率特性を示すものではなく、時間
軸に応じて上記のような分光透過率特性の履歴を示すも
のであり、時間的に透過できる波長が変化する。

【００５６】図１４に示すように、音響光学素子３２，
３３、３２'，３３'は、入力側、出力側に合計４つ配置
されている。音響光学素子３２，３３、３２'，３３'
は、外部からの制御により任意の透過・遮蔽特性を実現
できるため、図１５(a)，(b)に示すように、互いに透過
特性が重ならないようにして少なくとも４００ｎｍ〜７
００ｎｍの間で３つの谷又は山を有する複数のくし型特
性に設定してある。また、音響光学素子３２，３３と音
響光学素子３２'，３３'は同期して駆動するようになっ
ている。本実施例はこのように構成したので、同一の光
学系を通して、出射光束を入射光束と同じ並びにして、
クロストークなく再成できる。

【００５７】第９実施例 第９実施例を図１６に示す。図１６は本発明による実体
顕微鏡の第９実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成図で
ある。本実施例は、図１４の第８実施例における音響光
学素子の代わりに、時分割・色特性可変光学素子とし
て、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の透過特性が重なりあわないよう
に時間的に制御される時分割の色フィルター３６，３
８、３６'，３８'を用いている。なお本実施例では、図
１４の第８実施例におけるミラー４，７、ハーフミラー
３４，３５の代わりに、プリズム３７，４１、ビームス
プリッター３９，４０をそれぞれ用いて構成している。

【００５８】眼視観察でなく、テレビジョン観察する場
合は、最終的に３色のＲ，Ｇ，Ｂフィルターを通してか
ら光を電気変換する。このため、テレビジョン観察する
場合には、色再現性を劣化させることなく同一の光学系
を介した光路の合成、分離が実現できる。なお図１７に
示すように、ＲＧＢフィルター３６，３６'は、Ｂ→Ｇ
→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｒ・・・を繰り返し、ＲＧＢフィルター
３８，３８'は、Ｇ→Ｒ→Ｂ→Ｇ→Ｂ・・・を繰り返す
ように駆動制御されており、同一時点では、ＲＧＢフィ
ルター３６，３６'とＲＧＢフィルター３８，３８'で分
光特性が異なっているために交じり合うことがない。ま
た、Ｂ，Ｇ，Ｒを高速に切り換え駆動することでチラツ
キなくテレビジョン画像を観察できる。なお、本実施例
における色フィルター３６，３６'、３８，３８'等の時
分割・色特性可変光学素子には、液晶を用いた色可変光
学素子のほか、回転板に色フィルター（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を
順に並べた構成のものを用いてもよい。

【００５９】第１０実施例 第１０実施例を図１８，１９(a),(b)に示す。図１８は
本発明による実体顕微鏡の第１０実施例の鏡筒内部の光
学系の概略構成図、図１９は図１８の光学系における構
成要素の配置構成を示す図であり、(a)は下側（入射
側）の構成要素の配置構成を示す断面図、(b)は上側
（出射側）の構成要素の配置構成を示す断面図である。
本実施例では、時間的に分光特性が変化する光学素子４
２，４３，４４，４５を対物レンズの上方に取り付け
て、視差の異なる像を形成しうる４つの光束に対し、異
なる色特性で変調をかけるようになっている。また、各
視差の異なる像を形成しうるそれぞれの光束の光路をプ
リズム３７、ビームスプリッター３９、ビームスプリッ
ター４６及びプリズム４７を介して１本の光路に合成す
るようになっている。また、光路を合成した光束を、１
本のズーム光学系５を通り、プリズム光学系１１，１
２、リレー光学系１３を通過するようにし、さらに、ビ
ームスプリッター４６、プリズム４７、ビームスプリッ
ター４０、ミラー４１、時間的に分光特性が変わる光学
素子４２'，４３'，４４'，４５'を介して前述の合成と
は逆の手順で、各色ごとに分離することで、視野の異な
る画像をもとの光路に再成している。

【００６０】本実施例における色の変調の様子をタイム
チャートで図２０に示す。時間的に分光特性が変わる光
学素子４２，４３，４４，４５は同期しており、所定の
時点において、それぞれＢ，Ｇ，Ｒと異なる色に透過し
て変調され、又は光を遮光するように分光特性が変化す
る。本実施例はこのように視差の異なる像を形成しうる
複数の光束を各色に分けて時分割で伝送するように構成
したので、１本のズーム光学系で４つの視差の異なる像
を伝送できる。

【００６１】第１１実施例 第１１実施例を図２１に示す。図２１は本発明による実
体顕微鏡の第１１実施例の鏡筒内部の光学系の概略構成
図、図２２は図２１の光学系における構成要素の配置構
成を示す図であり、(a)は下側（入射側）の構成要素の
配置構成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の構成要
素の配置構成を示す断面図である。本実施例では、４つ
の入射開口からの光束を、時分割手段と、偏光手段を併
せて用いることでズーム光学系などの光学系を共通光学
系として用いるように構成して部品点数を下げ、組立て
を容易にすると共に顕微鏡の小型化を図っている。特に
ズーム光学系を図２１の第１０実施例と同様に1本化で
きるので調整が容易となる。本実施例の構成によれば、
対物レンズ２を透過した視差の異なる像を形成しうる４
つの入射光束は、２つの光束ごとに、直角プリズム３
７，３７と第１偏光ビームスプリッター５０，５０を介
して直交する２つの直線偏光成分に合成されるようにな
っている。ここで、第１偏光ビームスプリッター５０
は、２つの光束を結合する手段（役割）と、２つの光束
を互いに直交する偏光成分の光束として変調する手段
（役割）とを兼ねている。

【００６２】さらに、第１偏光ビームスプリッター５
０，５０を介して結合された光束Ｌ１１，Ｌ１２は、そ
れぞれ可変位相板５１，５２を介して、互いに直交する
直線偏光の方向を９０°回転させた状態、又は回転させ
ない状態のいずれかの状態に時分割で変更させられるよ
うになっている。なお、可変位相板５１，５２は、一方
が直線偏光の方向を９０°回転させたときは、他方は直
線偏光の方向を回転させないように同期をとって制御さ
れている。また、光束Ｌ１２は可変位相板５２を通過し
た後、プリズム５３で反射されて光路を変えられ、さら
にλ／２板５４で直線偏光の方向を１８０°回転させら
れるようになっている。

【００６３】２つの入射開口からの光束を互いに直交す
る偏光成分の光束に変調されると共に光路を結合された
光束Ｌ１１，Ｌ１２は、その次に、第２偏光ビームスプ
リッター５５を介して、光束Ｌ１１，Ｌ１２のそれぞれ
において合成されている２つの直交する直線偏光成分の
中から、それぞれ一方の直線偏光の成分が、それぞれ、
反射または透過されることによって、それぞれの光路よ
り１つの観察像ずつ合計２つの観察像の光束の成分が選
択されて１つの光路に合成され、リレー光学系５６、直
角プリズム光学系５７、及びズーム光学系５８を介して
第２偏光ビームスプリッター５５上の所定位置まで伝送
される。その所定位置まで伝送された光束は、入射側の
プリズム３７，３７、第１偏光ビームスプリッター５
０，５０、可変位相板５１，５２、プリズム５３、λ／
２板５４、第２偏光ビームスプリッター５５と面対称に
配置された第３偏光ビームスプリッター５９、λ／２板
６０、プリズム６１、可変位相板６２，６３、第４偏光
ビームスプリッター６４，６４、プリズム４１，４１を
介して、上述とは逆の経路をたどり４つの光束に分かれ
て射出方向に導かれる。

【００６４】なお、本実施例においてλ／２板５４，６
１は設けなくてもよい。また、可変位相板５１，５２，
６２，６３は、それぞれ４つの入射光束の並びと出射光
束の並びとが同じになるように同期をとって駆動制御さ
れている。

【００６５】本実施例では、可変位相板５１，５２，６
２，６３を介して時分割で視差の異なる像を形成しうる
それぞれの入射光束の直線偏光成分の方向を９０°回転
させるかさせないかを選択できるようにし、偏光手段５
０，５５，５９，６４で直交する成分として２成分を伝
送するように構成したので１本のズーム光学系で４つの
視差の異なる観察像を観察することができる。なお本実
施例の場合、光路中に偏光ビームスプリッターなどの偏
光手段を用いるため偏光のくずれによりクロストークは
生じる。しかし、１本のズーム光学系で足りるので顕微
鏡を小型化でき、組立て易くすることができる。

【００６６】第１２実施例 第１２実施例を図２３に示す。図２３は本発明による実
体顕微鏡の第１２実施例を示す全体概略構成図である。
本実施例では、物体から順に可変ＷＤ対物レンズ２、物
体からの光路を主術者及び助手の観察用光路及びテレビ
ジョンなどの画像表示用光路に分ける光路分割プリズム
６５、主術者及び助手のそれぞれの観察用光路において
視差の異なる像を形成しうる２つの光束を時分割で１つ
の光路に合成する光路合成手段６６、合成された１光路
上に配置された共通光学系６７、共通光学系６７からの
光束を再度２つの観察像をなす光束に時分割で再成する
光路分離手段６８、その後方（観察者側）に、観察する
ための接眼光学系６９が配置されている。

【００６７】上述の共通光学系６７には、調整の難しい
ズーム光学系７０、構成が複雑な正立光学系７１、結像
レンズ７２が配置されている。また、光路分割プリズム
６５と接眼光学系６９は、主術者及び助手用に２組配置
されている。また、光路分割プリズム６５から接眼光学
系６９までの光学要素は一体に、可変ＷＤ対物レンズ２
の光軸を回転中心として回転できるように構成されてい
る。また、テレビジョンなどの画像表示装置（図示省
略）に接続された撮像装置７３が光路分割プリズム６５
の上方に取り付けられていて、主術者、助手の観察位置
の変更に影響されることなく、一定の撮影方向で撮像で
きるようになっている。また、撮像装置７３内にもズー
ム光学系７０が設けられており、主術者側、助手側、撮
像装置側の光学系それぞれ別個に、倍率、実視野範囲を
変更できるようになっている。

【００６８】光路合成手段６６は、例えば図２４に示す
ように、光路分割手段である光路分割プリズム６５の後
方に配置された２枚のミラー７４,７４とＤＭＤ７５と
で構成されている。ミラー７４，７４は、対物レンズ
２、光路分割プリズム６５を経由した大きな光束から左
右の観察像を切り出している。ＤＭＤ７５は、ミラー７
４，７４で切り出された光束が重なる位置に設けられて
いて、その観察像をＤＭＤ７５面上で反射させるように
なっている。そしてＤＭＤ７５は、その駆動により時分
割で左右のいずれかの観察像を共通光学系６７の光軸上
に反射させるように制御されている。また、光路分離手
段６８は、光路合成手段６６を構成するミラー７４，７
４、ＤＭＤ７５と面対称に配置されたＤＭＤ７６、ミラ
ー７７，７７で構成されている。

【００６９】本実施例によれば、可変ＷＤ対物レンズ２
からの光束は光路分割手段６５で主術者、助手のそれぞ
れの観察用光路に分けられ、それぞれの観察用光路にお
いて光路結合手段６６のミラー７４，７４とＤＭＤ７５
を介して対物レンズ２、左右の観察像が切り出されると
共に、時分割で左右いずれかの観察像が共通光学系６７
の光軸上を通るように光路を合成される。光路を合成さ
れた光束は、共通光学系６７のズーム光学系７０で変倍
され、正立光学系７１で正立化が成された後に、結像レ
ンズ７２を通り、光路分離手段６８のＤＭＤ７６と２枚
のミラー７７，７７を介して左右の位置関係が適切に再
現され、接眼光学系６９を介して観察物体像として観察
される。

【００７０】ここで、本実施例では左右の観察像を形成
する光束が共通に通る共通光学系６７内にズーム光学系
７０を設けたので、主術者と助手のそれぞれの観察のた
めに必要なズーム光学系が２本で足りる。このため、接
眼位置の近くにズーム光学系を配置しても顕微鏡を小型
化でき、しかも調整が容易となる。

【００７１】図２４、図２５に接眼光学系周辺部の構成
例を詳細に示す。図２４は、分割プリズム６５を通過後
のミラー７４，７４，７７，７７、ＤＭＤ７５,７６の
構成がわかるように上方からみた図で示している。接眼
光学系６９は、ＤＭＤ７６、２枚のミラー７７を介して
光路を分離された２つの光束を、共通の光軸を有する大
口径の接眼レンズ６９ａ，６９ｂを介して観察できる構
成となっている。図２４のように構成すれば、左右の眼
で観察するための接眼レンズの固体差がなくなり、より
調整が容易になる。

【００７２】図２５は、接眼光学系の他の構成例を示し
ている。図２５の接眼光学系６９は、ミラー７７，７７
を介して反射された光束の夫々の光軸上に夫々レンズの
光軸を合わせた接眼レンズ６９ｃ，６９ｄを配置した構
成となっている。本実施例では、図２４，２５のいずれ
の接眼光学系も適用可能である。

【００７３】なお本実施例では、光路分割手段６５と接
眼光学系７０の間に光路合成手段及び光路分離手段とし
てＤＭＤ７５，７６などの時分割手段を配置している
が、時分割手段の代わりに、上述の色フィルターなどの
色分割手段を用いても良い。また、同様に偏光手段を用
いても良く、さらには、同様に時間的に色特性の変わる
光学素子を用いても良い。

【００７４】以上説明したように、本発明による実体顕
微鏡は、特許請求の範囲に記載された特徴のほかに下記
に示すような特徴も備えている。

【００７５】（１）前記光学素子の変調特性が、光量の
透過、遮光を時間的に制御するものであることを特徴と
する請求項１に記載の実体顕微鏡。

【００７６】（２）前記光学素子の変調特性が、時間的
に分光特性を変更するものあることを特徴とする請求項
１に記載の実体顕微鏡。

【００７７】（３）前記光学素子の変調特性が、時間的
に偏光特性を変更するものであることを特徴とする請求
項１に記載の実体顕微鏡。

【００７８】（４）対物レンズと、その後方に視差の異
なる像を得るためのほぼ同一平面上の異なる位置に配置
される開口部を複数有し切り取られた光束を同一の光軸
上に合成するための光路合成手段と、合成された光路を
再度開口の相対的位置が入射開口の相対的位置とほぼ同
じになるように分離する光路分離手段と、視差の異なる
複数の像を形成しうる光路を同一の光軸上に合成する際
にそれぞれの像が交じり合わないように独立した像とす
るための変調手段と、それぞれの像を独立した状態に分
離するための復調手段とを有することを特徴とする実体
顕微鏡。

【００７９】（５）前記同一の光軸上には、ズーム光学
系が配置されていることを特徴とする上記（４）に記載
の実体顕微鏡。

【００８０】（６）変調手段及び、復調手段として、視
差の異なる像を時間的に切り替える時分割方式を採用し
たことを特徴とする上記（４）に記載の実体顕微鏡。

【００８１】（７）変調手段及び、復調手段として、視
差の異なる像を、同一時点では互いに異なる色特性とな
るようにして、色特性を時間的に切り替える方式を採用
したことを特徴とする上記（４）に記載の実体顕微鏡。

【００８２】（８）光学系を観察するための接眼光学系
を複数有する実体顕微鏡において、２本のズーム光学系
を鏡体内に有し、互いに視差の異なる像の色特性を変調
する手段と、同一のズーム光学系内に視差の異なる像を
通過させる合成手段と、透過後に復調させる手段とを有
することを特徴とする実体顕微鏡。

【００８３】（９）視差の異なる像が同一のズーム光学
系を通過するように構成したことを特徴とする請求項２
に記載の実体顕微鏡。

【００８４】（１０）光路合成手段と光路分離手段と
を、前記光路分割手段の後方に有することを特徴とする
請求項３に記載の実体顕微鏡。

【００８５】（１１）鏡体への光束の入射光軸の周りを
回転可能な光路偏向手段と、偏向した光束を観察する接
眼光学系と、前記光路偏光手段と前記接眼光学系との間
に配置された共通光学系とを含む実体顕微鏡。

【００８６】（１２）共通光学系が、１本のズーム光学
系を含む光学系であることを特徴とする上記（１１）に
記載の実体顕微鏡。

【００８７】（１３）前記光路偏向手段の後方に光路合
成手段、ズーム光学系を含む共通光学系、光路分離手段
を有することを特徴とする上記（１１）に記載の実体顕
微鏡。

【００８８】（１４）鏡体内にズーム光学系があり、複
数の接眼光学系により複数人の観察が可能な実体顕微鏡
において、視差の異なる画像を作る光束を時間的に切り
換える第１光学素子によって合成し、合成した画像を同
一のズーム光学系を通過させ、ズーム光学系通過後の第
１光学素子に連動して、光束を第１光学素子で合成前の
光束に分離する第２光学素子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。

【００８９】（１５）合成、または、分離方法が光束を
透過、反射の時間制御で行うことを特徴とする上記（１
４）に記載の実体顕微鏡。

【００９０】（１６）合成、または、分離方法が時間的
に波長を切り換えることで行うことを特徴とする上記
（１４）に記載の実体顕微鏡。

【００９１】（１７）合成、または、分離方法が時間的
に偏光特性を変えることで行うことを特徴とする上記
（１４）に記載の実体顕微鏡。

【００９２】（１８）偏光が直線偏光で、時間的に偏光
方向を変えることを特徴とする上記（１７）に記載の実
体顕微鏡。

【００９３】（１９）対物レンズと、その後方に視差の
ある画像を得るためのほぼ同一平面上の異なる位置に配
置した開口部を複数有し、開口部により分離した光束を
同一の光軸上に結合する合成手段と、合成手段により合
成された光束を、ほぼもとの開口の相対位置関係に分離
する分離手段を有することを特徴とする上記（４）に記
載の実体顕微鏡。

【００９４】（２０）複数の光束を合成した部分にズー
ム光学系があることを特徴とする上記（１９）に記載の
実体顕微鏡。

【００９５】（２１）合成手段及び分離手段が時間的に
視差の異なる画像を作る光束を切り換えて行う時分割方
式であることを特徴とする上記（１９）に記載の実体顕
微鏡。

【００９６】（２２）合成手段が複数の波長帯を高速に
切り換えて光束を合成し、分離手段が、その合成された
光束を合成手段に連動して分離することを特徴とする上
記（１９）に記載の実体顕微鏡。

【００９７】（２３）視差のある像を作る光束を合成し
て、ズーム光学系を通した後でもとの光束に分離する構
造を含む実体顕微鏡において、光束を合成する方法に波
長の違いを使うことを特徴とする上記（８）に記載の実
体顕微鏡。

【００９８】（２４）視差の異なる画像を得るための異
なる位置に配置した開口と、開口で制限された光束を側
方に偏向する手段と、その光束を開口付近に伝送するズ
ーム光学系とリレー光学系を配置し、開口付近に戻った
光束を結像し、接眼レンズで拡大して観察することを特
徴とする請求項２に記載の実体顕微鏡。

【００９９】（２５）ズーム光学系を通る光束は、視差
のある像を作る複数の光束を合成したものであることを
特徴とする上記（２４）に記載の実体顕微鏡。

【００１００】（２６）対物レンズとズーム光学系を含
む鏡体と、光束を分割する光路分割光学系と、目で見る
ための像を作る接眼光学系からなる実体顕微鏡におい
て、光路分割光学系と接眼光学系の間に、視差のある像
を作る複数の光束を変倍する１つのズーム光学系を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の実体顕微鏡。

【００１０１】（２７）ズーム光学系の入射側に視差の
ある像を合成する光束合成手段があり、ズーム光学系の
射出側に合成した光束をもとの光束に戻す分離光学系が
あることを特徴とする上記（２６）に記載の実体顕微
鏡。

【００１０２】（２８）対物レンズとズーム光学系を備
えた鏡体と、鏡体からの射出光束を観察者が観察するた
めの像を作る接眼光学系を備えた実体顕微鏡において、
鏡体への入射光軸を回転軸に回転可能な偏向手段と、偏
向手段と接眼光学系の間に視差のある複数の光束を通す
共通光学系があることを特徴とする上記（１１）に記載
の実体顕微鏡。

【００１０３】（２９）共通光学系が１つのズーム光学
系であることを特徴とする上記（２８）に記載の実体顕
微鏡。

【０１０４】（３０）光路偏向手段の後方に光路合成手
段、ズーム光学系、光路分割手段を順に配置したことを
特徴とする上記（２９）に記載の実体顕微鏡。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２本又は１本のズーム光学系で主術者、補助者に必要な
像を伝送できるため顕微鏡の小型化が可能となる。ま
た、本発明によれば、クロストークによる画像劣化をな
くすことができ、又は最小限に抑えることができる。こ
のため、手術用顕微鏡として最適な実体顕微鏡を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実体顕微鏡の第１実施例を示し、
(a)は全体概略構成図、(b)は入射光路の数を示すために
対物レンズの上方からみた状態説明図である。

【図２】本実施例による実体顕微鏡の鏡体内部の光学系
の概略構成を示す斜視図である。

【図３】図２の断面におけるミラー、ＤＭＤ、ズーム光
学系の配置を示す説明図であり、(a)はＡ−Ａ断面、(b)
はＢ−Ｂ断面、(c)はＣ−Ｃ断面における説明図であ
る。

【図４】本発明による実体顕微鏡の第２実施例の鏡体内
部の光学系の概略構成図である。

【図５】本実施例におけるＤＭＤの動作状態を示す状態
説明図であり、(a)は微小ミラーを＋１５°傾斜させた
状態、(b)は微小ミラーを＋１５°傾斜させた状態を示
す。

【図６】本発明による実体顕微鏡の第３実施例の鏡筒内
部の光学系の概略構成を示す斜視図である。

【図７】図６の光学系における構成要素の配置構成を示
す図であり、(a)は下側（入射側）の構成要素の配置構
成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の構成要素の配
置構成を示す断面図である。

【図８】本発明による実体顕微鏡の第４実施例の鏡筒内
部の光学系の概略構成を示す斜視図である。

【図９】本発明による実体顕微鏡の第５実施例の鏡筒内
部の光学系の概略構成図である。

【図１０】図９の光学系における構成要素の配置構成を
示す図であり、(a)は下側（入射側）の構成要素の配置
構成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の構成要素の
配置構成を示す断面図である。

【図１１】本発明による実体顕微鏡の第６実施例の鏡筒
内部の光学系の概略構成図である。

【図１２】本発明による実体顕微鏡の第７実施例の鏡筒
内部の光学系の概略構成図である。

【図１３】本実施例に用いる色分割光学手段の波長透過
特性を示すグラフである。

【図１４】本発明による実体顕微鏡の第８実施例の鏡筒
内部の光学系の概略構成図である。

【図１５】(a)，(b)は、本実施例に用いる音響光学素子
の波長透過特性の履歴を示すグラフである。

【図１６】本発明による実体顕微鏡の第９実施例の鏡筒
内部の光学系の概略構成図である。

【図１７】本実施例に用いる色フィルターの波長透過特
性の履歴を示すグラフである。

【図１８】本発明による実体顕微鏡の第１０実施例の鏡
筒内部の光学系の概略構成図である。

【図１９】図１８の光学系における構成要素の配置構成
を示す図であり、(a)は下側（入射側）の構成要素の配
置構成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の構成要素
の配置構成を示す断面図である。

【図２０】本実施例における色の変調の様子を示すタイ
ムチャートである。

【図２１】本発明による実体顕微鏡の第１１実施例の鏡
筒内部の光学系の概略構成図である。

【図２２】図２１の光学系における構成要素の配置構成
を示す図であり、(a)は下側（入射側）の構成要素の配
置構成を示す断面図、(b)は上側（出射側）の構成要素
の配置構成を示す断面図である。

【図２３】本発明による実体顕微鏡の第１２実施例を示
す全体概略構成図である。

【図２４】本実施例に用いる接眼光学系周辺部の概略構
成図である。

【図２５】本実施例に用いる接眼光学系周辺部の他の例
を示す概略構成図である。

【図２６】実体顕微鏡の一従来例を示す概略構成図であ
る。

【図２７】実体顕微鏡の他の従来例を示す概略構成図で
ある。

【符号の簡単な説明】

１ 鏡体 ２ ＤＷ対物レンズ ３，７４ （入射側）ミラー ４，７５ （入射側）ＤＭＤ ５，５８，７０ ズーム光学系 ６，７６ （出射側）ＤＭＤ ７，７７ （出射側）ミラー ８ 光学系 ９ 接眼鏡筒 １０ ビームスプリッター １１，１２ 直角プリズム １３，５６ リレー光学系 １４，３７，４７，５３ （入射側）直角プリズム １５，４１，４９，６１ （出射側）直角プリズム １６ （入射側）第１ミラー １７ （入射側）第１ＤＭＤ １８ （入射側）第２ミラー １９ （入射側）第２ＤＭＤ ２０ （入射側）結合光学系 ２１ （出射側）分離光学系 ２２ （入射側）透過・反射切り換えミラー ２３ （出射側）透過・反射切り換えミラー ２４，２５ （入射側）液晶シャッター ２６ （入射側）偏光ビームスプリッター ２７ （出射側）偏光ビームスプリッター ２８，２９ （出射側）液晶シャッター ３０ （入射側）色ミラー ３１ （出射側）色ミラー ３２，３３ 音響光学素子 ３４ （入射側）ハーフミラー ３５ （出射側）ハーフミラー ３６，３８ 色フィルター ３９，４６ （入射側）ビームスプリッター ４０，４８ （出射側）ビームスプリッター ４２，４３、４４，４５ 時間的に分光特性が変わる
光学素子 ５０ （入射側）第１偏光ビームスプリッター ５１，５２ （入射側）可変位相板 ５４ （入射側）λ／２板 ５５ （入射側）第２偏光ビームスプリッター ５７ 直角プリズム光学系 ５９ （出射側）第３偏光ビームスプリッター ６０ （出射側）λ／２板 ６２，６３ （出射側）可変位相板 ６４ （出射側）第４偏光ビームスプリッター ６５ 光路分割プリズム ６６ 光路合成手段 ６７ 共通光学系 ６８ 光路分離手段 ６９ 接眼光学系 ７１ 正立光学系 ７２ 結像レンズ ７３ 撮像装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学像を観察する接眼光学系を複数有する
   実体顕微鏡において、鏡体の内部に、少なくとも１つの
   ズーム光学系を備えており、且つ、視差の異なる像を時
   間的に特性を変調できる光学素子を介して変調し、変調
   された視差の異なる像を同一の前記ズーム光学系を通過
   させ、通過後の像を視差の異なる像に分離させる光学素
   子を有することを特徴とする実体顕微鏡。
2. 【請求項２】視差の異なる像を得るための異なる位置に
   配置された開口と、 前記開口で制限された物体からの入射光束を側方に偏向
   する手段と、 偏向された光束の像を変倍するズーム光学系と、 前記ズーム光学系で変倍された像の光束を偏向される前
   の位置近傍に伝送するリレー光学系とを含み、且つ、 前記ズーム光学系を、物体からの入射光軸の側方に配置
   したことを特徴とする実体顕微鏡。
3. 【請求項３】鏡体光学系と光路分割手段と接眼光学系を
   有する実体顕微鏡において、 光路分割手段と接眼光学系の間に、視差の異なる像に対
   して共通に変倍可能なズーム光学系を配置したことを特
   徴とする実体顕微鏡。