JP2003195181A - 固定高倍率切換型顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の可変倍率を備えながら、必要に応じ
て、固定された高倍率に切り換えることができる固定高
倍率切換型顕微鏡を提供する。 【解決手段】 変倍光学系を迂回した固定高倍率用の第
２光軸Ｂを備え、第１光軸Ａに出し入れ自在なプリズム
（反射手段）１４により、必要に応じて、観察光路自体
を可変通常倍率用の第１光軸から、固定高倍率用の第２
光軸に切り換えるため、高倍率で高解像度の明瞭な拡大
像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固定高倍率切換
型顕微鏡、特に医療用として使用されるものであり、通
常の可変倍率で観察している状態から、必要により、固
定された高倍率に切り換えることができるものである。

【０００２】

【従来の技術】医療現場において、手術に用いられる顕
微鏡は、患部を立体的に観察できる立体（実体）顕微鏡
になっている（例えば、特開平７−１１３９５９号参
照）。すなわち、患部から反射された２系統の光束を、
対物光学系、変倍光学系、接眼光学系を介してドクター
の２つの瞳に導くようになっている。そして、ドクター
は接眼光学系に目を付けて観察した状態で、変倍光学系
（ズーム）により、視野内の患部を必要に応じて拡大し
ながら、手を伸ばして、当該患部に対して必要な処置を
行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の顕微鏡にあっては、変倍光学系を有するた
め、患部を明瞭な解像度で観察できる倍率に限界があ
る。すなわち、変倍光学系による拡大には限界があり
（約２５倍）、それ以上倍率を上げると、観察像がボヤ
けてくる。従って、従来の顕微鏡で行える外科操作にも
限界があり、例えば、切断した指を救済する微小血管
（直径が約１００ミクロン）の接合や、バイオテクノロ
ジーにより創製した培養組織への外科操作などは行うこ
とができなかった。

【０００４】そのため、近年、通常倍率を超える高倍率
にしても、像がボヤけないで、高解像度の観察が行える
顕微鏡の提案が待たれている。尚、微小操作のためだけ
に、変倍光学系を排除した高倍率・高解像度の専用顕微
鏡を製作すると、全体観察のために通常倍率が必要な場
合に、顕微鏡自体を交換しなればならず実用的でない。

【０００５】この発明は、このような要請に応じてなさ
れたものであり、通常の可変倍率を備えながら、必要に
応じて、固定された高倍率に切り換えることができる固
定高倍率切換型顕微鏡を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一つの対物光学系を通過する可変通常倍率用の一対の第
１光軸上に、それぞれ変倍光学系と接眼光学系を少なく
とも配置し、対物光学系と接眼光学系の間に、変倍光学
を迂回する固定高倍率用の一対の第２光軸を形成し、対
物光学系と変倍光学系の間の第１光軸上に、対物光学系
を通過した光束を第２光軸側へ全反射させる反射手段を
出し入れ自在に配置した。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、変倍光学系
を迂回した固定高倍率用の第２光軸を備え、第１光軸に
出し入れ自在な反射手段により、必要に応じて、観察光
路自体を可変通常倍率用の第１光軸から、固定高倍率用
の第２光軸に切り換えるため、高倍率で高解像度の明瞭
な拡大像が得られる。また、可変通常倍率用の第１に戻
すこともできるため、全体観察のために通常倍率が必要
な場合にも即座に対応できる。反射手段の出し入れは自
動でも手動でも良い。

【０００８】請求項２記載の発明は、第２光軸が接眼光
学系の向きとは反対側へ迂回している。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、第２光軸が
接眼光学系の向きとは反対側に迂回しているため、顕微
鏡の形状が接眼光学系側（観察者側）に出っ張らず、観
察者が接眼光学系から目を少しだけずらして、観察対象
を肉眼で確認するような場合に、顕微鏡形状が邪魔にな
らず、肉眼観察が有利になる。

【００１０】請求項３記載の発明は、可変通常倍率の視
野を照らす第１照明系と、固定高倍率の視野を照らす第
２照明系を有し、可変通常倍率観察時には第１照明系か
らの照明光のみを照射させ、固定高倍率観察時には、第
１照明系と第２照明系からの両方の照明光を照射させ
る。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、２系統の照
明系を備え、固定高倍率の視野を観察している場合は、
両方の照明系で照らすため、高倍率にしても暗くならな
い。

【００１２】請求項４記載の発明は、第２照明系からの
照明光は対物光学系の焦点位置に対して斜め方向から照
射され、且つ照射位置が第１光学上を移動する対物光学
系と一体的に移動する。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、固定高倍率
用の視野を照らす第２照明系からの照明光が、対物光学
系と一体的に移動するため、第２照明系の照明光を斜め
に照射するようにしても、常に対物光学系の焦点位置を
同じ状態で照らし続けることができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、第１照明系及び第
２照明系からの照明光が、対物光学系の焦点位置に対し
て、互いに対向する斜め方向から照射される。

【００１５】請求項５記載の発明によれば、対物光学系
の焦点位置を、第１照明系の照明光と、第２照明系の照
明光により、互い対向する斜め方向から照らすことがで
きるため、高倍率で観察される微小部分を、ムラなく照
らすことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１〜図５に基づいて説明する。この実施形態に係る
顕微鏡は、立体視可能な手術顕微鏡として使用されるも
のである。この顕微鏡は、ほぼ上下方向に沿う第１光軸
Ａを有し、患部Ｔを真上から観察するものである。

【００１７】この第１光軸Ａは、一枚の対物レンズ１か
ら成る対物光学系を通過することにより、対物レンズ１
の上方において、図１及び図２の紙面垂直方向で、２本
に分かれている。対物レンズ１の後側は、後述する照明
系との干渉を回避するためにカットされた形状をしてい
る（図４参）。そして、２本に分かれた第１光軸Ａ上
に、４枚のレンズ２から成る変倍光学系、結像レンズ
３、ビームスプリッター４、可変鏡筒５と接眼部６から
成る接眼光学系が配置されている。

【００１８】変倍光学系のレンズ２は、二個で一組で二
組になっており、それらを接近・離反させることにより
倍率を変えている。この実施形態では、この変倍光学系
により、倍率を４〜２４倍の範囲で変えることができ
る。第１光軸Ａは上端部が前記ビームスプリッター４に
より直角に前側へ折り曲げられて接眼光学系に至ってい
る。接眼光学系内の光学的構造は周知のため説明を省略
する。

【００１９】ビームスプリッター４の上方には、更に別
のビームスプリッター７が配置され、下のビームスプリ
ッター４で分岐された光束を、結像レンズ８、拡大レン
ズ９を介して、アシスタント用の対向接眼光学系に導い
ている。この対向接眼光学系も、同様に可変鏡筒１０と
接眼部１１とから成っている。また、上側のビームスプ
リッター７の更に上方には、プリズム１２が配置され、
このプリズム１２により、上側のビームスプリッター７
を通過した光束を後側へ反射し、テレビカメラ１３で記
録できるようになっている。

【００２０】対物レンズ１と、変倍光学系のレンズ２と
の間には、周知のスライド機構により、第１光軸Ａ上に
出し入れ自在な反射手段としてのプリズム１４が設けら
れている。尚、このプリズム１４はミラーでも良い。こ
のプリズム１４は、患部Ｔから反射された光束を後側へ
向けて直角に反射するもので、このプリズム１４と、前
記ビームスプリッター４との間に、変倍光学系を後側に
迂回した状態で、固定高倍率用の第２光軸Ｂが形成され
る。

【００２１】この第２光軸Ｂは、接眼光学系の接眼部６
の向きとは反対側に迂回しているため、顕微鏡の形状が
前側（接眼光学系側）に出っ張らず、ドクターが接眼部
６から少しだけ目をずらして肉眼で患部Ｔを確認するよ
うな場合に、顕微鏡形状が邪魔にならず、肉眼観察が有
利になる。

【００２２】この第２光軸Ｂ上には、結像レンズ１５、
拡大レンズ１６、プリズム１７、拡大レンズ１８、プリ
ズム１９が順に配置され、上側のビームスプリッター４
から第１光軸Ａに戻っている。この固定高倍率用の第２
光軸Ｂ上に配置された光学要素により、５０倍の高倍率
で且つ高解像度の拡大が行える。

【００２３】そして、この顕微鏡の下方には、可変通常
倍率の広い視野Ｅを照らす第１照明系Ｌ１と、固定高倍
率の狭い視野ｅを照らす第２照明系Ｌ２が設けられてい
る。第１照明系Ｌ１は、光源から導かれたファイバー２
０と、２枚のレンズ２１と、１枚ミラー２２とから構成
され、所定の広がりを有する照明光を、患部Ｔに対して
後側から斜めに照射することができる。

【００２４】第２照明系Ｌ２は、光源から導かれたファ
イバー２３と、２枚のレンズ２４と、３枚のミラー２
５、２６、２７とから構成され、平行な照明光を、患部
Ｔに対して前側から斜めに照射することができる。第２
照明系Ｌ２において、ミラー２５とミラー２６の間は第
１光軸Ａと平行な垂直な照明光となり、ミラー２６とミ
ラー２７の間は第１光軸Ａと直角な水平な照明光とな
る。

【００２５】２枚のミラー２６、２７の下方には、第１
光軸Ａが通過するカバーガラス２８が設けられている。
そして、このカバーガラス２８と前記２枚のミラー２
６、２７は、一体として、図示せぬブラケットにより、
対物レンズ１と連結されている。従って、対物レンズ１
が焦点合わせのために第１光軸Ａに沿って上下動すれ
ば、これらのミラー２６、２７及びカバーガラス２８も
同じストロークだけ上下動する（図３参照）。

【００２６】この実施形態によれば、反射手段としての
プリズム１４を第１光軸Ａから外すことにより、患部Ｔ
から反射された光束が第１光軸Ａに沿って接眼光学系の
接眼部６まで導かれ、接眼部６を見ているドクターは、
通常倍率の視野Ｅの倍率を可変しながら観察することが
できる。この時の患部Ｔには、第１照明系Ｌ１からの照
明光だけが照射されている。

【００２７】次に、例えば直径が約１００ミクロン程度
の微小血管の接合手術における最も細かい部分の手術を
行うような場合には、プリズム１４を第１光軸Ａ上に入
れて、患部Ｔから反射される光束を第２光軸Ｂ側に導
く。この第２光軸Ｂ上に配置された光学要素により、５
０倍の高倍率になっているため、微小血管を微小な細さ
の糸で縫合するような微小外科手術も確実に行える。ま
た、この第２光軸Ｂには変倍光学系が設けられてないた
め、ムラのない明瞭で高解像の観察像が得られる。

【００２８】この固定高倍率用の第２光軸Ｂに切り換え
る場合は、第２照明系Ｌ２側も点灯され、前記の第１照
明系Ｌ１の照明光に重ねて、患部Ｔを照らすことができ
るため、高倍率にしても視野ｅが暗くならない。

【００２９】更に、第２照明系Ｌ２は２枚のミラー２
６、２７が対物レンズ１と一緒に上下動するため、第２
照明系Ｌ２の照明光が細くて斜めに照射されるものであ
りながら、常に対物レンズ１の焦点位置に合致した患部
Ｔを同じ状態で照らし続けることができる。

【００３０】また、患部Ｔを第１照明系Ｌ１の照明光
と、第２照明系Ｌ２の照明光により、互い対向する斜め
方向から照らすことができるため、高倍率で観察される
微小部分な患部Ｔもムラなく照らすことができる。惰な
お

【００３１】尚、第２光軸Ｂ側に配置されている拡大レ
ンズ１６、１８は５０倍用のものを用いたが、これらの
拡大レンズ１６、１８は交換可能で、他の倍率（例え
ば、３０倍、４０倍）にする場合は、他の拡大レンズに
交換することができる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、必要に応じて、観察
光路自体を可変通常倍率用の第１光軸から、固定高倍率
用の第２光軸に切り換えることができるため、高倍率で
高解像度の明瞭な拡大像が得られる。従って、従来の顕
微鏡では不可能であった、微小血管（直径が約１００ミ
クロン）の接合や、バイオテクノロジーにより創製した
培養組織への外科操作などを行うことができ、医療各科
での新規治療領域の可能性が広く示され、その結果とし
て、例えば医療機器分野における従来型の治療機器の更
新あるいは一新の多量の需要がもたらされ、当該産業分
野の発展に寄与する。尚、この発明は、医療分野に限定
されずものでなく、研究分野、製造分野、検査分野等に
おいても広く使用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変通常倍率の第１光軸を使用している状態を
示す顕微鏡の構造図。

【図２】固定高倍率用の第２光軸を使用している状態を
示す顕微鏡の構造図。

【図３】第２照明系のミラーが対物レンズと一体で上下
動する状態を示す構造図。

【図４】対物レンズの形状を示す平面図。

【図５】通常拡大視野と高倍率拡大視野を示す平面図。

【符号の説明】

１ 対物レンズ（対物光学系） ２ レンズ（変倍光学系） ５ 可変鏡筒（接眼光学系） ６ 接眼部（接眼光学系） １４ プリズム（反射手段） Ａ 第１光軸 Ｂ 第２光軸 Ｅ 通常倍率視野 ｅ 高倍率視野 Ｓ ストローク Ｔ 患部 Ｌ１ 第１照明系 Ｌ２ 第２照明系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの対物光学系を通過する可変通常倍
   率用の一対の第１光軸上に、それぞれ変倍光学系と接眼
   光学系を少なくとも配置し、 対物光学系と接眼光学系の間に、変倍光学を迂回する固
   定高倍率用の一対の第２光軸を形成し、 対物光学系と変倍光学系の間の第１光軸上に、対物光学
   系を通過した光束を第２光軸側へ全反射させる反射手段
   を出し入れ自在に配置したことを特徴とする固定高倍率
   切換型顕微鏡。
2. 【請求項２】 請求項１記載の固定高倍率切換型顕微鏡
   であって、 第２光軸が接眼光学系の向きとは反対側へ迂回している
   ことを特徴とする固定高倍率切換型顕微鏡。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の固定高倍率
   切換型顕微鏡であって、 可変通常倍率の視野を照らす第１照明系と、固定高倍率
   の視野を照らす第２照明系を有し、可変通常倍率観察時
   には第１照明系からの照明光のみを照射させ、固定高倍
   率観察時には、第１照明系と第２照明系からの両方の照
   明光を照射させることを特徴とする固定高倍率切換型顕
   微鏡。
4. 【請求項４】 請求項３記載の固定高倍率切換型顕微鏡
   であって、 第２照明系からの照明光は対物光学系の焦点位置に対し
   て斜め方向から照射され、且つ照射位置が第１光学上を
   移動する対物光学系と一体的に移動することを特徴とす
   る固定高倍率切換型顕微鏡。
5. 【請求項５】 請求項３又は請求項４記載の固定高倍率
   切換型顕微鏡であって、 第１照明系及び第２照明系からの照明光が、対物光学系
   の焦点位置に対して、互いに対向する斜め方向から照射
   されることを特徴とする固定高倍率切換型顕微鏡。