JP2003287686A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピント位置の移動速度を最適にし得る顕微鏡を
提供する。 【解決手段】クローズアップ光学系２１０の第２レンズ
２１２は、合焦レンズ（群）である。合焦レンズ２１２
は、鏡筒の内部に固定される。鏡筒の側面には、光軸Ax
１と平行なラックギア１が固着され、ラックギア１は、
エンコーダ付きの合焦用ＤＣモータ３の駆動軸の先端近
傍のピニオンギア２に噛み合わされている。合焦用ＤＣ
モータ３とエンコーダ３ａは、マイクロコンピュータ２
０に接続され、このマイクロコンピュータ２０には、合
焦用スイッチ群２１が繋がれている。マイクロコンピュ
ータ２０は、合焦用スイッチ群２１が押下されると、ズ
ーム光学系２２０，２３０の第２及び第３レンズ群（変
倍レンズ群）２２２，２２３，３２２，３２３の位置に
応じた回転速度にて合焦用ＤＣモータ３が駆動するよう
に、電力を供給し、合焦用スイッチ群２１の押下が止ま
ると、電力の供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変倍及び合焦のた
めにモータを駆動させるための操作を手動で行う顕微鏡
に、関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡の操作者は、動き回る観察対象を
詳細に観察するには、その観察対象に合わせて変倍又は
合焦といった操作を適宜行わねばならない。このような
操作を行えるように、顕微鏡には、各レンズ群を移動さ
せるためのモータを夫々駆動させる回路に接続された幾
つかの操作スイッチ群が、設けられている。

【０００３】通常、この操作スイッチ群は、変倍用も合
焦用も、夫々２個のスイッチからなっている。そして、
２個のスイッチのうち、一方のスイッチを入れると、移
動レンズが被写体側へ移動し、そのスイッチを離すと停
止するようになっており、もう一方のスイッチを入れる
と移動レンズが被写体側とは反対側へ移動し、そのスイ
ッチを離すと停止するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな顕微鏡では、操作スイッチ群を操作した時の合焦レ
ンズ群の移動速度が一定となっているために、次のよう
な問題が生じていた。

【０００５】即ち、変倍レンズ群が広角端近傍にあると
き（低倍率時）には、合焦レンズ群の移動によるピント
位置の移動速度が遅すぎて、合焦させるのに時間が掛か
ったり合焦したか否かが分かりにくかったりした。逆
に、変倍レンズ群が望遠端近傍にあるとき（高倍率時）
には、合焦レンズ群の移動によるピント位置の移動速度
が早すぎて、合焦点に合わせづらかった。また、一定の
倍率であったとしても、作動距離（合焦レンズ群の像側
の端点からピント位置までの距離）が相対的に短いとき
は、合焦レンズ群の移動によるピント位置の移動速度が
速く、作動距離が相対的に長いときは、ピント位置の移
動速度が遅い。

【０００６】このような問題があったため、顕微鏡の操
作者は、動き回る観察対象を追って行けず、観察対象を
詳細に観察できないことがあった。

【０００７】なお、顕微鏡の中には、合焦レンズ群の移
動速度を変化させるためのダイヤルを備えるものもある
が、操作スイッチ群の操作とダイヤルの操作は別々に行
うようになっているので、やはり、操作スイッチ群を操
作する際には合焦レンズ群の移動速度は一定となってい
る。また、操作スイッチ群とダイヤルとを同時に操作す
るということもできなくはないが、その場合の操作は非
常に難しく、例えば脳神経外科手術をしている最中にそ
のような操作をしていると、手術に集中できなくなり、
患者に危険を及ぼす可能性もある。

【０００８】本発明は、上述したような問題点に鑑みて
なされたものであり、その課題は、ピント位置の移動速
度を最適にし得る顕微鏡を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに構成された本発明の顕微鏡は、互いに独立して光軸
方向に進退可能な変倍レンズ群及び合焦レンズ群を有す
る対物光学系と、操作スイッチと、前記操作スイッチへ
の操作があると、前記変倍レンズ群の位置に対応する速
度にて前記合焦レンズ群を移動させ、前記操作スイッチ
への操作が停止すると、前記合焦レンズ群の移動を停止
する制御部とを備えることを、特徴とする。

【００１０】本発明はこのように構成されるので、操作
スイッチ群への操作がある間だけ、合焦レンズ群がその
光軸方向へ進退される。このときの移動速度は、変倍レ
ンズ群の位置、即ち、倍率に応じた速度となっている。
これにより、各倍率に応じて最適な移動速度を設定して
おけば、ピント位置の移動速度が遅すぎて移動に時間が
掛かってしまうことも合焦したか否かが分かりにくいこ
ともなくなり、また、ピント位置の移動速度が速すぎて
合焦させにくいこともなくなる。従って、顕微鏡の操作
者は、動き回る観察対象を追って行くことができるよう
になり、観察対象を詳細に観察することができるように
なる。

【００１１】なお、制御部は、変倍レンズ群の位置を検
出する位置検出手段を備えていても良い。この位置検出
手段は、変倍レンズ群の移動量を検出する移動量検出手
段と、その移動量から変倍レンズ群の位置を算出する演
算手段と、変倍レンズ群の位置に関する位置情報を記憶
する記憶手段とからなるものとすることが可能である。
この場合における移動量検出手段は、エンコーダであっ
ても良いし、ポテンショメータであっても良い。

【００１２】また、制御部は、変倍レンズ群の位置と合
焦レンズ群の速度とを対応付けて記憶する第２の記憶手
段と、操作スイッチへの操作があった時の変倍レンズ群
の位置に対応する合焦レンズ群の速度を第２の記憶手段
から読み出す読出手段とを、備えていても良い。この第
２の記憶手段は、テーブル形式にて変倍レンズ群の位置
と合焦レンズ群の速度とを対応付けて記憶するものとす
ることができる。

【００１３】本発明の顕微鏡は、変倍レンズ群を移動さ
せるための第２の操作スイッチを、更に備えていても良
い。この場合、制御部は、第２の操作スイッチへの操作
があると、変倍レンズ群を移動させ、第２の操作スイッ
チへの操作が停止すると、変倍レンズ群の移動を停止さ
せる。

【００１４】また、本発明の顕微鏡は、同一の物体の像
を所定の基線長だけ隔てた位置から夫々結像させる一対
の対物光学系からなっていても良い。この場合、両対物
光学系の合焦レンズ群同士を一体に移動させることがで
き、また、変倍レンズ群同士を一体に移動させることが
できる。

【００１５】なお、合焦レンズ群の移動速度は、変倍レ
ンズ群の位置、即ち、倍率のみに応じた速度であっても
良いが、合焦レンズ群の位置、即ち、作動距離のみに応
じた速度であっても良いし、倍率と作動距離との両方に
応じた速度であっても良い。何れの場合も、倍率又は／
及び作動距離に応じて最適な合焦レンズ群の移動速度を
設定しておけば、倍率が高いとき又は／及び作動距離が
相対的に短いときにピント位置の移動速度が速かった
り、倍率が低いとき又は／及び作動距離が長いときにピ
ント位置の移動速度が遅かったりすることがなくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る顕微鏡の実施
の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、
以下に説明する実施形態では、本発明の顕微鏡は、左右
一対の対物光学系によって形成される被写体の像を撮像
デバイスで撮像することにより立体観察を可能にする画
像を生成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を、主術者専用の立
体視ビューワーや他のスタッフ用のモニター等に表示す
ると同時に、録画装置に録画する。

【００１７】＜手術支援システムの全体構成＞先ず、本
発明の実施形態としての手術支援システムの概略構成を
説明する。この手術支援システムの概略構成を、図１に
示す。

【００１８】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，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１０２，立体顕微鏡１０１の上面からその内部に引き
通されたライトガイドファイババンドル（以下、単に
「ライトガイド」という）１０５，このライトガイド１
０５を通じて立体顕微鏡１０１に照明光を供給する光源
装置１０６，ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２に接続さ
れた分配器１１１，及び、この分配器１１１に接続され
た立体視ビューワー１１３やモニター１１４や録画装置
１１５等から、構成されている。

【００１９】上述した立体顕微鏡１０１は、その背面に
取り付けられたマウント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
範囲内において移動自在であるとともに、任意の向きに
向くことが可能である。

【００２０】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、
この立体顕微鏡１０１は、光源装置１０６からライトガ
イド１０５を介して供給される照明光で被写体を照明す
る照明光学系３００（図５参照）と、照明された被写体
の像を形成する撮影光学系２００（図５乃至図７参照）
とを、有している。このうち、撮影光学系２００の概略
構成を、図２に示す。

【００２１】この図２に示されるように、被写体は、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２２０，２３０とからなる対物光学系によって、左右
の視野絞り２７０，２７１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２４０，２５０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、ＣＣＤ
１１６が有するハイビジョンサイズ（縦横のアスペクト
比＝９：１６）の撮像面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。

【００２２】このような撮影光学系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、被写体から所定距離だけ離れた位置で所定の
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。

【００２３】そして、このＣＣＤ１１６の出力信号は、
ＣＣＤ１１６に接続される画像プロセッサ１１７に送信
され、この画像プロセッサ１１７によってハイビジョン
信号として生成されて、図１の矢印で示すように、ハイ
ビジョンＣＣＤカメラ１０２から分配器１１１へ向けて
出力される。

【００２４】ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２から入力
された被写体像の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ー１１３，その他
の手術スタッフ用のモニター１１４，及び、録画装置１
１５へ、夫々供給される。

【００２５】このうちの立体視ビューワー１１３は、第
２スタンド１１２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、立体視ビューワー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ー
１１３の概略構成を、図３に示す。

【００２６】この図３に示されるように、立体視ビュー
ワー１１３は、ハイビジョンサイズのＬＣＤパネル１２
０をモニターとして内蔵している。このＬＣＤパネル１
２０において分配器１１１からのハイビジョン信号によ
る画像が映し出された場合、図４の平面図に示されるよ
うに、ＬＣＤパネル１２０の左半分の表示領域１２０ａ
には、ＣＣＤ１１６における左側撮像領域にて撮像され
た像が映し出され、ＬＣＤパネル１２０の右半分の表示
領域１２０ｂには、ＣＣＤ１１６における右側撮像領域
にて撮像された像が映し出される。

【００２７】立体視ビューワー１１３内の光路は、ＬＣ
Ｄパネル１２０の左右の表示領域１２０ａ，１２０ｂの
境界線１２０ｃに沿ってこの表示画面に対して垂直に設
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１
ｍ（−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先に存在する被写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。

【００２８】＜立体顕微鏡の光学構成＞次に、立体顕微
鏡１０１の光学構成を説明する。この立体顕微鏡１０１
のハウジングの側面，正面及び上面が向く方向から夫々
見たときの撮影光学系２００及び照明光学系３００の光
学構成を、図５乃至図７に示す。

【００２９】立体顕微鏡１０１は、ハイビジョンＣＣＤ
カメラ１０２のＣＣＤ１１６上に被写体像を形成するた
めの撮影光学系２００と、光源装置１０６よりライトガ
イド１０５を介して供給される照明光を被写体に向けて
照射するための照明光学系３００とを、内蔵している。

【００３０】撮像光学系２００は、上述したように、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
対物光学系と、この対物光学系により形成された被写体
の一次像をリレーして被写体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からの被写体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。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が夫々配置されており、リレー
光学系２４０，２５０には、光路を直角に偏向するペン
タゴナルプリズム２７２，２７３が夫々配置されてい
る。

【００３１】なお、立体顕微鏡１０１のハウジング内で
は、対物光学系を構成する１つのクローズアップ光学系
２１０の光軸Ax１と、対物光学系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とが、このハウジング
の上下方向（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
ンタゴナルプリズム２７２，２７３を介して同軸となる
各リレー光学系２４０，２５０の第２レンズ群２４２，
２５２以後の光軸は、立体顕微鏡１０１のハウジングの
前後方向に向けられている。そして、両リレー光学系２
４０，２５０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、ハイビジョンＣＣＤ
１０２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。

【００３２】このような構成により、ハイビジョンＣＣ
Ｄカメラ１０２内に配置されたＣＣＤ１１６上の左右の
撮像領域の夫々に、所定の視差を持つ２つの被写体像を
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ＣＣＤ１１６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とし、「上下」はＣＣＤ
１１６の撮像面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。

【００３３】クローズアップ光学系２１０は、図５及び
図６に示されるように、負の第１レンズ２１１と正の第
２レンズ２１２とから構成されている。このうち、第２
レンズ２１２は、被写体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し、後述する駆動機構により
光軸Ax１方向に移動可能に保持されている。そして、こ
の第２レンズ２１２を適宜移動させることにより、主要
被写体（観察対象物）への焦点合わせが行える。

【００３４】なお、クローズアップ光学系２１０の第１
及び第２レンズ２１１，２１２自体は、その光軸Ax１と
平行な平面に沿って一部が切り欠かれた形状と等価なＤ
字形状に、形成されている。この切り欠きによって生じ
たコバ面の隣接位置には、このクローズアップ光学系２
１０の光軸Ax１に対して自己の光軸Ax４を平行に向けた
照明光学系３００が、配置されている。

【００３５】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被写体光
を視野絞り２７０，２７１の位置に夫々結像する。

【００３６】一方のズーム光学系２２０は、図５及び図
６に示されるように、正、負、負、正のパワーを夫々有
する第１乃至第４レンズ群２２１〜２２４により構成さ
れている。このうちの第１及び第４レンズ群２２１，２
２４は上記の位置に固定され、第２及び第３レンズ群２
２２，２２３は、後述する駆動機構により光軸Ax２方向
に移動可能に保持されている。そして、これらレンズ群
２２２，２２３を適宜移動させることにより、撮影倍率
の調整が行える。

【００３７】もう一方のズーム光学系２３０も、上記の
ズーム光学系２２０と同一構成であり、固定的に保持さ
れる第１及び第４レンズ群２３１，２３４と、光軸Ax３
方向に移動可能に保持される第２及び第３レンズ群２３
２，２３３とから構成されている。なお、ズーム光学系
２３０の第２及び第３レンズ群２３２，２３３は、後で
説明するように、ズーム光学系２２０の第２及び第３レ
ンズ群２２２，２２３と一体に移動されるようになって
いる。従って、左右の撮影倍率は、同じ変化率にて同時
に変化される。

【００３８】ところで、これらズーム光学系２２０，２
３０の光軸Ax２，Ax３をともに含む平面は、クローズア
ップ光学系２１０における切り欠きにより生じたコバ面
を含む平面との間で光軸Ax１を挟む状態で、その光軸Ax
１からΔだけ離れている。また、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２２０，２３０の光軸Ax２，Ax３をクローズアップ光
学系２１０の光軸Ax１よりもコバ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２１０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。

【００３９】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（像側焦
点位置）に配置されている。この視野絞り２７０，２７
１は、円板形の全体形状を有し、この円板の内側には、
右半分又は左半分のみを開口する半円形状の開口部が形
成されている。各視野絞り２７０，２７１は、この開口
部の直線状のエッジがＣＣＤ１１６上での左右撮像領域
における境界線側に相当する側に向けられてそれより内
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の内側の開口部が白抜き
で示されている）。なお、この開口部の直線状のエッジ
は、いわゆるナイフエッジとして機能し、単一のＣＣＤ
１１６上の隣接領域に夫々形成される二次像は、互いに
隣接する側の境界が明確となった状態で、夫々に対応す
る撮像領域において撮像される。従って、このＣＣＤ１
１６により生成される左右眼用の画像には、境界近傍に
おける一方又は両方の二次像がはみ出すことに因る像の
重なりが生じることが無い。また、このように明確とな
った境界は、左右眼用の画像が立体視ビューワー１１３
のＬＣＤパネル１２０に映し出された際には、境界線１
２０ｃに重なる。

【００４０】リレー光学系２４０，２５０は、上述した
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、何れも３群の正レンズ
群により構成される。

【００４１】一方のリレー光学系２４０は、図５及び図
７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レンズ群２４１と，全体として正のパワー
を持つ第２レンズ群２４２と，単一の両凸レンズから構
成される第３レンズ群２４３とから、構成されている。
このうちの第１及び第２レンズ群２４１，２４２は、そ
の全体としての物体側焦点平面を、ズーム光学系２２０
による一次像の結像面（視野絞り２７０と同じ平面）に
一致させている。また、第３レンズ群２４３は、第２レ
ンズ群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レンズ群２４１と第
２レンズ群２４２との間には、光路を直角に偏向するペ
ンタゴナルプリズム２７２が配置され、第２レンズ群２
４２と第３レンズ群２４３との間には、光量調節用の明
るさ絞り２４４が配置されている。

【００４２】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乃至第３レンズ
群２５１〜２５３から構成され、第１レンズ群２５１と
第２レンズ群２５２との間には、ペンタゴナルプリズム
２７３が配置され、第２レンズ群２５２と第３レンズ群
２５３との間には、明るさ絞り２５４が配置されてい
る。

【００４３】そして、視野絞り２７０，２７１を通過し
た発散光は、リレー光学系の第１レンズ群２４１，２５
１及び第２レンズ群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レンズ群２４３，２５３によって再度結像され
ることにより二次像を形成する。

【００４４】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の間、及び、
左右のリレー光学系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２
６０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ＣＣＤ１１６上への結像を可能としている。リ
レー光学系２４０，２５０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２４０，２５０からの被写体光の左右の間隔
を狭める機能を有する。

【００４５】この輻輳寄せプリズム２６０は、図７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。具体的には、光
軸シフトプリズム２６１，２６２は、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７参照）、平行四辺形の鋭角な
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。

【００４６】リレー光学系２４０，２５０からの被写体
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、ハイビ
ジョンＣＣＤカメラ１０２に入射する。この結果、左右
の被写体光は、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。

【００４７】照明光学系３００は、被写体に照明光を照
射する機能を有し、図５に示されるように、ライトガイ
ド１０５から射出される発散光の発散度合いを調整する
照明レンズ３１０と，照明範囲の中心と撮影範囲の中心
とを一致させるための楔プリズム３２０とから、構成さ
れている。

【００４８】照明レンズ３１０の光軸Ax４は、上述した
ように、クローズアップ光学系２１０の光軸Ax１と平行
な状態で所定量偏心しているために、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。しかし、楔プリズム３２０が射出側に配置
されていることにより、クローズアップ光学系２１０の
光軸Ax１と被写体との交点又はその近傍へ、照明レンズ
３１０の光軸を向けることができる。従って、照明範囲
の中心と撮影範囲の中心の不一致を解消でき、照明光量
を有効に利用することができる。

【００４９】＜合焦レンズ群の駆動機構＞次に、合焦レ
ンズ群の駆動機構について説明する。ここで、合焦レン
ズ群とは、クローズアップ光学系２１０の第２レンズ２
１２のことを言う。この合焦レンズ群２１２の駆動機構
の概略を、図８に示す。

【００５０】合焦レンズ群２１２は、図示せぬ鏡筒の内
部に固定されており、この図示せぬ鏡筒は、立体顕微鏡
１０１のハウジング内で光軸Ax１と平行な方向にスライ
ド可能に保持されている。また、この図示せぬ鏡筒は、
光軸Ax１と平行な方向に向けられたラックギア１を備え
ており、このラックギア１には、合焦用ＤＣモータ３の
駆動軸の先端近傍に固定されているピニオンギア２が、
噛み合わされている。この合焦用ＤＣモータ３は上記ハ
ウジング内に固定されており、この合焦用ＤＣモータ３
が駆動すると、図示せぬ鏡筒が光軸Ax１方向に進退さ
れ、この図示せぬ鏡筒とともに合焦レンズ群２１２が光
軸Ax１方向に進退される。なお、この合焦用ＤＣモータ
３には、その駆動軸の回転数を検出するためのエンコー
ダが備えられているが、図８ではその図示を省略してい
る。

【００５１】さらに、ラックギア１の両端から光軸Ax１
と平行な方向へ向かった先には、夫々リミットスイッチ
４，５が備えられている。一方のリミットスイッチ４
は、図示せぬ鏡筒の内部に固定された合焦レンズ群２１
２が被写体から遠退く側において到達できる限界位置を
検出するためのマイクロスイッチであり、合焦レンズ群
２１２がその限界位置に達したときにラックギア１にお
ける被写体側とは反対側の先端が接触する位置に、配置
されている。同様に、もう一方のリミットスイッチ５
は、合焦レンズ群２１２が被写体に近寄る側において到
達できる限界位置を検出するためのマイクロスイッチで
あり、合焦レンズ群２１２がその限界位置に達したとき
にラックギア１の被写体側の先端が接触する位置に、配
置されている。

【００５２】なお、合焦レンズ群２１２が被写体から遠
退くと、ピント位置は撮影光学系２００に近寄り、作動
距離（クローズアップ光学系２１０の第１レンズ２１１
の入射端からピント位置までの距離）が短くなる。この
ように作動距離が短くなったときの状態をニア（near）
という。また、その逆の状態をファー（far）という。

【００５３】＜変倍レンズ群の駆動機構＞次に、変倍レ
ンズ群の駆動機構について説明する。ここで、変倍レン
ズ群とは、ズーム光学系２２０，２３０の第２及び第３
レンズ群２２２，２２３，２３２，２３３のことを言
う。この左右眼用の変倍レンズ群２２２，２２３，２３
２，２３３の駆動機構の要部の外観を、図９に示す。ま
た、その駆動機構を像側（図９での上側）から見た時の
様子を、図１０に示す。さらに、図１０のＡ−Ａ線に沿
った縦断面を、図１１に示す。

【００５４】図９乃至図１１に示されるように、駆動機
構は、２つのレンズ鏡筒６，７と、２つのリミットスイ
ッチ８，９と、カム環駆動ギア１０と、モータギア１１
と、変倍用ＤＣモータ１２と、エンコーダ１３とから、
構成される。

【００５５】レンズ鏡筒６，７は、図１１に示されるよ
うに、ズーム光学系２２１〜２２４，２３１〜２３４を
それぞれ収容している。これら２つのレンズ鏡筒６，７
は、後述するリミットスイッチ８，９用の構成を除け
ば、互いに同じ形状且つ同じ大きさのレンズ鏡筒であ
る。従って、互いに共通する構成については、一方のレ
ンズ鏡筒６を用いて説明する。

【００５６】レンズ鏡筒６は、立体顕微鏡１０１のハウ
ジング内に固定された円筒状の固定環６ａと、その中心
軸に沿って第２及び第３レンズ群２２２，２２３を平行
移動させるカム機構と、固定環６ａの両端に固定された
２つのレンズ枠とを、有する。固定環６ａの両端のレン
ズ枠には、それぞれ第１及び第４レンズ群２２１，２２
４が保持されており、これらレンズ群２２１，２２４と
固定環６ａとは同軸となっている。

【００５７】上記カム機構は、固定環６ａの内部に回転
のみ自在に填め込まれた円筒状のカム環６ｂと、このカ
ム環６ｂの内部に填め込まれた有底な円筒状のレンズ枠
６ｄと、このレンズ枠６ｄの内部に填め込まれた肉厚の
円筒状のレンズ枠６ｃとからなる。レンズ枠６ｄの底部
は、第４レンズ群２２４側に向けられており、その底部
に穿たれた貫通孔には、変倍（第３）レンズ群２２３が
填め込まれている。また、レンズ枠６ｃの内部には、変
倍（第２）レンズ群２２２が取り付けられている。レン
ズ枠６ｃ，６ｄに取り付けられたこれら変倍レンズ群２
２２，２２３は、第１及び第４レンズ群２２１，２２４
と同軸となっている。

【００５８】また、カム環６ｂの円筒面には、その中心
軸に対して斜めな２つのカム溝が穿たれており、一方、
固定環６ａとレンズ枠６ｄの円筒面には、それぞれ、そ
の中心軸と平行な直進溝が１つ穿たれている。そして、
２つのレンズ枠６ｃ，６ｄの外周面には、軸とその軸を
中心に回転する円筒状のカラーとからなるカムピンが、
それぞれ植設されており、これらカムピンは、カム環６
ｂに形成された２つのカム溝と固定環６ａに形成された
１つの直進溝との交点にそれぞれ挿入されている。カム
溝と直進溝とをレンズ鏡筒６の外側から透視したときの
様子を図１２に示す。これらカム溝Ｃ１，Ｃ２と直進溝
Ｌとの交点は、カム環６ｂが回転すると、カム溝Ｃ１，
Ｃ２の軸方向への傾斜に従って、軸方向へ移動する。こ
のとき、これら交点の移動に伴ってカムピンＰ１，Ｐ
２、すなわちレンズ枠６ｃ，６ｄが軸方向へ移動され、
それらレンズ枠６ｃ，６ｄが、各変倍レンズ群２２２，
２２３をカム環６ｂの中心軸（光軸Ax２）に沿って移動
させる。なお、図１２に示す各カム溝Ｃ１，Ｃ２の右端
に対してカムピンＰ１，Ｐ２が接触したときには、変倍
レンズ群２２２，２２３は望遠（tele）端にあり、各カ
ム溝Ｃ１，Ｃ２の左端に対してカムピンＰ１，Ｐ２が接
触したときには、変倍レンズ群２２２，２２３は広角
（wide）端にある。

【００５９】ところで、カム環６ｂは、円筒状であると
説明したが、より正確には、図１１に示されるように、
その像側（図１１での上側）の端部が一定幅に亘って他
の部分よりも若干小さくなるように、形成されている。
そして、この細くなっている部分には、外周に歯が形成
された環状ギア６ｅが填め込まれている。この環状ギア
６ｅは、図９乃至図１１に示されるように、立体顕微鏡
１０１のハウジング内に回転自在に保持されたカム環駆
動ギア１０に、噛み合わされている。

【００６０】一方、レンズ鏡筒７は、上述したレンズ鏡
筒６とほぼ同じ構成を有するレンズ鏡筒であるが、レン
ズ鏡筒６と異なる構成として、カム環７ｂの像側の端部
に、フランジ状に突出するリング状の遮光板７ｆを、備
えている。この遮光板７ｆは、図示していないが、完全
な輪ではなく、一部が所定幅だけ切り欠かれることによ
り、周方向において切断されている。

【００６１】リミットスイッチ８，９は、光を発光する
発光部とその光を受光する受光部とを備える透過型のフ
ォトインタラプタである。それら発光部と受光部は、上
記遮光板７ｆの厚みよりも長い距離を空けて対向配置さ
れている。そして、これらリミットスイッチ８，９は、
何れも上記ハウジング内に固定されているが、一方のリ
ミットスイッチ８は、カム溝Ｃ１，Ｃ２の望遠端側の端
部に対してカムピンＰ１，Ｐ２が接触した時のみ受光部
と発光部との間に遮光板７ｆの切り欠きが重なり、それ
以外の時には受光部への光が遮光板７ｅによって遮られ
る位置に、固定されている。また、もう一方のリミット
スイッチ９は、カム溝Ｃ１，Ｃ２の広角端側の端部に対
してカムピンＰ１，Ｐ２が接触した時に受光部と発光部
との間にその切り欠きが重なり、それ以外の時には受光
部への光が遮光板７ｆによって遮られる位置に、固定さ
れている。

【００６２】なお、レンズ鏡筒７は、レンズ鏡筒６との
間に所定の間隔を空けて（正確には、両方の中心軸の間
隔が図６で示した光軸Ax２，Ax３の間隔と同じになるよ
うな間隔）その鏡筒６と平行に上記ハウジング内に固定
されている。さらに、レンズ鏡筒７のカム環７ｂの環状
ギア７ｅは、レンズ鏡筒６のそれと同様に、カム環駆動
ギア１０に噛み合わされている。そして、このカム環駆
動ギア１０が回転すると、レンズ鏡筒６，７のカム環６
ｂ，７ｂが同時に同じ回転方向に同じ回転量だけ回転さ
れる。従って、左右の撮影倍率は、同期して変化され
る。

【００６３】さらに、カム環駆動ギア１０は、レンズ鏡
筒６，７と平行に配置された円柱状の変倍用ＤＣモータ
１２の駆動軸の先端に固定されているモータギア１１に
対しても、噛み合わされている。このモータギア１１
は、変倍用ＤＣモータ１２の駆動時には、その回転力を
カム環駆動ギア１０に伝達する。なお、カム環駆動ギア
１０の回転数は、上記ハウジング内に固定されたエンコ
ーダ１３によって検出される。

【００６４】＜駆動機構の制御＞以上に示した合焦レン
ズ群２１２及び変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，
２３３の駆動機構は、マイクロコンピュータ（以下、
「マイコン」と言う）によって制御される。そのマイコ
ン（位置検出手段，演算手段，記憶手段，第２の記憶手
段及び読出手段に相当）は、図示していないが、各種の
演算を行うＣＰＵや、各種のプログラムが格納されたＲ
ＯＭや、プログラムを実行するＣＰＵの作業領域が展開
されるＲＡＭを組み合わせて１つのチップとして製造さ
れた制御回路であり、立体顕微鏡１０１のハウジング内
に取り付けられている。

【００６５】また、図１３の概略図に示されるように、
このマイコン２０には、上述した各リミットスイッチ
４，５，８，９と、合焦用ＤＣモータ３及びそのエンコ
ーダ３ａと、変倍用ＤＣモータ１２及びそのエンコーダ
１３とが、個々に接続されている。さらに、このマイコ
ン２０には、合焦用スイッチ群２１及び変倍用スイッチ
群２２も、接続されている。これらスイッチ群２１，２
２は、立体顕微鏡１０１の図示せぬ操作パネルに組み込
まれている。

【００６６】そして、このマイコン２０は、両スイッチ
群２１，２２のうちの何れかのスイッチが押下されたこ
とを検出するとともに、各ＤＣモータ３，１２への電力
の供給を行う。また、このマイコン２０は、各ＤＣモー
タ３，１２の駆動時に各エンコーダ（移動量検出手段に
相当）３ａ，１３から発せられる回転数に応じたパルス
信号を受信するとともに、何れかのリミットスイッチ
４，５，８，９が反応した時（リミットスイッチ４，５
にあってはラックギア１，６の先端が接触した時、リミ
ットスイッチ８，９にあっては受光部が受光した時）に
その反応したリミットスイッチから発せられる検出信号
を受信する。

【００６７】上記の合焦用スイッチ群２１及び変倍用ス
イッチ群２２は、合焦レンズ２１２及び変倍レンズ群２
２２，２２３，２３２，２３３を被写体から遠退く方向
又は被写体に近寄る方向に移動させる操作をするための
操作スイッチである。これら各スイッチ群２１，２２の
一例の斜視図を、図１４に示す。この図１４に示される
ように、両スイッチ群２１，２２は、ともに、入力した
ときの電気的な極性が互いに相反する２個のスイッチを
その両端に有するシーソー型のスイッチ群として、構成
されている。具体的には、個々のスイッチ群２１，２２
は、自然状態では両端のスイッチとも接触していない状
態となっており、一方のスイッチを押下して接点を接触
させた時には他方のスイッチが浮き上がり、一方のスイ
ッチの押下を止めると自然状態に戻る構造となってい
る。

【００６８】なお、合焦用スイッチ群２１の２つのスイ
ッチのうち、一方のスイッチは、合焦レンズ２１２を被
写体に近寄る方向に移動させる際に操作者が押下するた
めのＦ（ファー）スイッチ２１ａとして構成され、他方
のスイッチは、合焦レンズ２１２を被写体から遠退く方
向に移動させる際に操作者が押下するためのＮ（ニア）
スイッチ２１ｂとして構成されている。従って、Ｆスイ
ッチ２１ａを入れた時の合焦用ＤＣモータ３の回転方向
は、Ｎスイッチ２１ｂを入れたときのそれとは逆方向と
なっている。

【００６９】また、変倍用スイッチ群２２も合焦用スイ
ッチ群２１と同様の機能を有しており、一方のスイッチ
は、変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，２３３を被
写体から遠退く方向に移動させる際に操作者が押下する
ためのＴ（テレ）スイッチ１２ａとして構成され、他方
のスイッチは、変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，
２３３を被写体に近寄る方向に移動させる際に操作者が
押下するためのＷ（ワイド）スイッチ２２ｂとして構成
されている。

【００７０】そして、マイコン２０は、電源が投入され
ている間は、内部に格納されている合焦動作プログラム
及び変倍動作プログラムの実行を夫々開始しており、上
記の各スイッチ２１，２２のうちの何れかのスイッチが
操作者（主術者Ｄ）によって押下されるのを、待機して
いる。このマイコン２０によって実行される処理の内容
を、図１５及び図１６に示す。なお、図１５は、Ｔ又は
Ｗスイッチ２２ａ，２２ｂが押下された際の変倍動作処
理の内容を示し、図１６は、Ｆ又はＮスイッチ２１ａ，
２１ｂが押下された際の合焦動作処理の内容を示す。

【００７１】図１５に示されるように、変倍動作処理の
開始後、最初のＳ１０１において、マイコン２０は、Ｔ
スイッチ２２ａ又はＷスイッチ２２ｂが押下されるの
を、待機する。そして、マイコン２０は、Ｔスイッチ２
２ａ又はＷスイッチ２２ｂが押下されると、処理をＳ１
０２へ進める。

【００７２】Ｓ１０２では、マイコン２０は、この時点
で記憶している変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，
２３３の位置情報を、読み出す。

【００７３】次のＳ１０３では、マイコン２０は、押下
されたスイッチの極性（Ｔ又はＷ）を特定し、その極性
に応じた回転方向となるように変倍用ＤＣモータ１２に
電力の供給を開始する。これにより、変倍レンズ群２２
２，２２３，２３２，２３３は、押下されたスイッチの
極性（Ｔ又はＷ）に応じた方向（Ｔなら被写体から遠退
く方向、Ｗなら被写体に近寄る方向）へ移動される。な
お、マイコン２０は、このＳ１０３において、エンコー
ダ１３から入力されるパルスのカウントも開始する。

【００７４】次のＳ１０４では、マイコン２０は、何れ
かのリミットスイッチ８，９から検出信号を受信したか
否かを、チェックする。そして、検出信号を受信してい
なかった場合には、マイコン２０は、処理をＳ１０５へ
進める。

【００７５】Ｓ１０５では、マイコン２０は、Ｔスイッ
チ２２ａ又はＷスイッチ２２ｂの押下が終了したか否か
を、チェックする。そして、当該スイッチの押下が終了
していなかった場合には、マイコン２０は、処理をＳ１
０４へ戻す。

【００７６】そして、マイコン２０は、Ｓ１０４及びＳ
１０５の処理ループを行っている間に、何れかのリミッ
トスイッチ８，９から検出信号を受信した場合、若しく
は、スイッチの押下が終了した場合には、処理をＳ１０
４又はＳ１０５からＳ１０６へ進める。

【００７７】Ｓ１０６では、マイコン２０は、変倍用Ｄ
Ｃモータ１２への電力の供給を停止する。なお、マイコ
ン２０は、このＳ１０６において、エンコーダ１３から
通知されるパルスのカウントも停止する。

【００７８】次のＳ１０７では、マイコン２０は、パル
スのカウント数に基づいて、変倍レンズ群２２２，２２
３，２３２，２３３の変位量を算出し、Ｓ１０２におい
て読み出した位置情報にこの変位量を加算して記憶す
る。そして、マイコン２０は、変倍動作処理を終了す
る。

【００７９】以上に示したような変倍動作処理により、
Ｔスイッチ２２ａ又はＷスイッチ２２ｂが押下される
と、押下されている間だけ変倍レンズ群２２２，２２
３，２３２，２３３が被写体から遠退く方向又は被写体
に近寄る方向へ移動され、撮影倍率が変化される。

【００８０】また、図１６に示されるように、合焦動作
処理の開始後、最初のＳ２０１において、マイコン２０
は、Ｆスイッチ２１ａ又はＮスイッチ２１ｂが押下され
るのを、待機する。そして、マイコン２０は、Ｆスイッ
チ２１ａ又はＮスイッチ２２ａが押下されると、処理を
Ｓ２０２へ進める。

【００８１】Ｓ２０２では、マイコン２０は、この時点
で記憶している変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，
２３３の位置情報を、読み出す。

【００８２】次のＳ２０３では、マイコン２０は、内部
に記憶している参照テーブルを参照して、変倍レンズ群
２２２，２２３，２３２，２３３の位置（すなわち撮影
倍率）に対応する合焦レンズ群２１２の移動速度（すな
わち合焦用ＤＣモータ３の回転速度）を、読み出す。な
お、参照テーブルは、変倍レンズ群２２２，２２３，２
３２，２３３の位置のデータと合焦用ＤＣモータ３の回
転速度のデータとの関係をまとめた対応表である。この
参照テーブルの内容に基づいて座標上にプロットしたグ
ラフを、図１７に示す。この図１７に示されるように、
変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，２３３の位置と
合焦用ＤＣモータ３の回転速度との関係はリニアとなっ
ていて、変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，２３３
が望遠（Ｔ）端に近いほど合焦用ＤＣモータ３の回転速
度は遅く設定されるとともに、変倍レンズ群２２２，２
２３，２３２，２３３が広角（Ｗ）端に近いほど合焦用
ＤＣモータ３の回転速度は速く設定されている。なお、
図１７に示した例ではこのグラフは直線となっている
が、合焦レンズ群２１２の最適な移動速度を得るために
必要に応じて折れ線となっていても良いし、二次以上の
曲線となっていても良い。そして、マイコン２０は、合
焦レンズ群２１２の移動速度（合焦用ＤＣモータ３の回
転速度）を読み出した後、処理をＳ２０４へ進める。

【００８３】Ｓ２０４では、マイコン２０は、押下され
たスイッチの極性（Ｆ又はＮ）を特定し、その極性に応
じた回転方向となるように、合焦用ＤＣモータ３に対
し、Ｓ２０３で読み出された回転速度に応じた電力を、
供給し始める。これにより、合焦レンズ群２１２は、押
下されたスイッチの極性（Ｆ又はＮ）に応じた方向（Ｆ
なら被写体に近寄る方向、Ｎなら被写体から遠退く方
向）へ、Ｓ２０３で設定された移動速度にて、移動され
る。

【００８４】次のＳ２０５では、マイコン２０は、リミ
ットスイッチ４，５から検出信号を受信したか否かを、
チェックする。そして、検出信号を受信していなかった
場合には、マイコン２０は、処理をＳ２０６へ進める。

【００８５】Ｓ２０６では、マイコン２０は、操作スイ
ッチの押下が終了したか否かを、チェックする。そし
て、操作スイッチの押下が終了していなかった場合に
は、マイコン２０は、処理をＳ２０５へ戻す。

【００８６】そして、マイコン２０は、Ｓ２０５及びＳ
２０６の処理ループを行っている間に、何れかのリミッ
トスイッチ４，５から検出信号を受信した場合、若しく
は、操作スイッチの押下が終了した場合には、処理をＳ
２０５又はＳ２０６からＳ２０７へ進める。

【００８７】Ｓ２０７では、マイコン２０は、合焦用Ｄ
Ｃモータ３への電力の供給を停止し、合焦動作処理を終
了する。

【００８８】以上に示したような合焦動作処理により、
Ｆスイッチ２１ａ又はＮスイッチ２１ｂが押下される
と、押下されている間だけ合焦レンズ群２１２が被写体
から遠退く方向又は被写体に近寄る方向へ移動される。
このときの合焦レンズ群２１２の移動速度は、変倍レン
ズ群２２２，２２３，２３２，２３３の位置（すなわち
撮影倍率）に応じて設定された速度となっている。

【００８９】上述したように、本実施形態によれば、合
焦レンズ群２１２の移動速度は、変倍レンズ群２２２，
２２３，２３２，２３３の位置に応じて最適に設定され
る。つまり、変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，２
３３が望遠端近傍にあるときに、合焦レンズ群２１２の
移動によるピント位置の移動速度が早すぎたり、変倍レ
ンズ群２２２，２２３，２３２，２３３が広角端近傍に
あるときに、合焦レンズ群２１２の移動によるピント位
置の移動速度が遅すぎたりすることがない。これによ
り、合焦させるのに時間が掛かったり、合焦したか否か
が分かりにくかったり、合焦点に合わせづらかったりす
ることがない。従って、立体顕微鏡１０１の操作者（主
術者Ｄ）は、動き回る観察対象を追って行くことがで
き、観察対象を詳細に観察することができる。

【００９０】なお、上述した本実施形態では、合焦レン
ズ群２１２の移動速度は、変倍レンズ群２２２，２２
３，２３２，２３３の位置（すなわち撮影倍率）のみに
依存していたが、合焦レンズ群２１２の位置（すなわち
作動距離）のみに依存していても良いし、両方に依存し
ていても良い。それらの具体例の説明は省略するが、そ
の概略は以下の通りである。

【００９１】（変形例１）合焦レンズ群２１２の移動速
度がその位置のみに依存する場合の例を、略述する。こ
の第１の変形例では、マイコン２０内には、合焦レンズ
群２１２の位置と合焦レンズ群２１２の移動速度との関
係を二次元的にまとめた対応表である参照テーブルが、
事前に格納されている。さらに、図１５の変倍動作処理
のＳ１０２及びＳ１０７のステップが省略されるととも
に、図１６の合焦動作処理とは内容が若干変更された合
焦動作処理が、マイコン２０において実行される。

【００９２】なお、第１の変形例において使用される参
照テーブルの内容に基づいて座標上にプロットしたグラ
フの一例を、図１８に示している。この図１８に示され
るように、合焦レンズ群２１２がファー（far）側にい
くほどその移動速度が相対的に速くなるように設定さ
れ、逆に合焦レンズ群２１２がニア（near）側にいくほ
どその移動速度が相対的に遅くなるように設定されてい
る。

【００９３】また、第１の変形例において実行される合
焦動作処理についてのフローチャートを、図１９に示し
ている。マイコン（第４の記憶手段及び読出手段に相
当）２０は、合焦用スイッチ群２１が押下されたのを検
出した（Ｓ３０１）後、合焦レンズ群２１２の位置情報
を読み出し（Ｓ３０２）、ラックギア１の限界位置への
到達と合焦用スイッチ群２１の押下の終了とがともに検
出されない（Ｓ３０５，Ｓ３０６）間は、エンコーダ３
ａから入力されるパルスに従って位置情報を順次更新す
る（Ｓ３０７）とともにその更新に伴って移動速度を順
次読み出し（Ｓ３０３）、順次読み出される移動速度に
応じて合焦用ＤＣモータ３への電力を調節する（Ｓ３０
４）。

【００９４】この合焦動作処理により、合焦用スイッチ
群２１が押下されている間は、合焦レンズ群２１２の移
動によるピント位置の移動速度は、当該レンズ群２１２
がファー側にあるときには相対的に早くなり、逆にニア
側にあるときには相対的に遅くなる。このため、合焦レ
ンズ群２１２がファー側にいるときには、合焦させるの
に時間が掛かったり合焦したか否かが分かりにくかった
りすることがない。また、合焦レンズ群２１２がニア側
にいるときには、合焦点に合わせづらかったりすること
がない。従って、第１の変形例によっても、立体顕微鏡
１０１の操作者（主術者Ｄ）は、動き回る観察対象を追
って行くことができるようになり、観察対象を詳細に観
察することができるようになる。

【００９５】（変形例２）合焦レンズ群２１２の移動速
度がその位置と変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，
２３３の位置とに依存する場合の例を、略述する。この
第２の変形例では、マイコン２０内には、変倍レンズ群
２２２，２２３，２３２，２３３の位置と合焦レンズ群
２１２の位置と合焦レンズ群２１２の移動速度との関係
を三次元的にまとめた対応表である参照テーブルが、事
前に格納されている。さらに、図１６の合焦動作処理と
は内容が若干変更された合焦動作処理が、マイコン２０
において実行される。

【００９６】なお、第２の変更例において使用される参
照テーブルの内容に基づいて座標上にプロットしたグラ
フの一例を、図２０に示している。この図２０に示され
るように、変倍レンズ群２２２，２２３，２３２，２３
３が広角（wide）端側にいくほど且つ合焦レンズ群２１
２がファー（far）側にいくほど、合焦レンズ群２１２
の移動速度が速くなるように設定され、変倍レンズ群２
２２，２２３，２３２，２３３が望遠（tele）端側にい
くほど且つ合焦レンズ群２１２がニア（near）側にいく
ほど、合焦レンズ群２１２の移動速度が遅くなるように
設定されている。

【００９７】また、第２の変形例において実行される合
焦動作処理についてのフローチャートを、図２１に示し
ている。マイコン（第３の記憶手段及び読出手段に相
当）２０は、合焦用スイッチ群２１が押下されたのを検
出した（Ｓ４０１）後、変倍レンズ群２２２，２２３，
２３２，２３３と合焦レンズ群２１２の位置情報をそれ
ぞれ読み出し（Ｓ４０２，Ｓ４０３）、ラックギア１の
限界位置への到達と合焦用スイッチ群２１の押下の終了
とがともに検出されない（Ｓ４０６，Ｓ４０７）間は、
エンコーダ３ａから入力されるパルスに従って位置情報
を順次更新する（Ｓ４０８）とともにその更新に伴って
移動速度を順次読み出し（Ｓ４０９）、順次読み出され
る移動速度に応じて合焦用ＤＣモータ３への電力を調節
する（Ｓ４０５）。

【００９８】この合焦動作処理により、合焦用スイッチ
群２１が押下されている間は、合焦レンズ群２１２の移
動によるピント位置の移動速度は、当該レンズ群２１２
がファー側にあるときには相対的に早くなり、逆にニア
側にあるときには相対的に遅くなる。然も、当該レンズ
群２１２がファー側にいるときでもニア側にいるときで
もその移動速度は、変倍レンズ群２２２，２２３，２３
２，２３３が望遠端側にいるほど相対的に遅く、逆に広
角端側にいるほど相対的に早い。このため、変倍レンズ
群２２２，２２３，２３２，２３３が広角端側にいて合
焦レンズ群２１２がファー側にいるときには、合焦させ
るのに時間が掛かったり合焦したか否かが分かりにくか
ったりすることがない。また、変倍レンズ群２２２，２
２３，２３２，２３３が望遠端側にいて合焦レンズ群２
１２がニア側にいるときには、合焦点に合わせづらかっ
たりすることがない。従って、第２の変形例によると、
立体顕微鏡１０１の操作者（主術者Ｄ）は、動き回る観
察対象をより素速く追って行くことができるようにな
り、観察対象をより詳細に観察することができるように
なる。

【００９９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の顕微鏡
によれば、ピント位置の移動速度を最適にすることがで
きる。従って、顕微鏡の操作者は、動き回る観察対象を
追って行くことができるようになり、観察対象を詳細に
観察することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 立体顕微鏡を含む手術支援システムの概略を
示すシステム構成図

【図２】 立体顕微鏡における撮影光学系の光学構成を
示す概略図

【図３】 立体視ビューワーの光学構成を示す概略図

【図４】 立体視ビューワーのＬＣＤパネルの平面図

【図５】 撮影光学系及び照明光学系の光学構成を示す
側面図

【図６】 撮影光学系の正面図

【図７】 撮影光学系の平面図

【図８】 合焦レンズの駆動機構の概略図

【図９】 変倍レンズ群の駆動機構の要部の外観図

【図１０】 変倍レンズ群の駆動機構を像側から見たと
きの平面図

【図１１】 図１０のＡ−Ａ線に沿った駆動機構の縦断
面図

【図１２】 カム溝と直進溝の透視図

【図１３】 駆動機構を制御するマイコンとそれに繋が
れる各ハードウエアの概略図

【図１４】 操作スイッチ群の斜視図

【図１５】 マイコンにより行われる変倍動作処理を示
すフローチャート

【図１６】 マイコンにより行われる合焦動作処理を示
すフローチャート

【図１７】 マイコンの内部に記憶される参照テーブル

【図１８】 第１の変形例のマイコンの内部に記憶され
る参照テーブル

【図１９】 第１の変形例のマイコンにより行われる合
焦動作処理を示すフローチャート

【図２０】 第２の変形例のマイコンの内部に記憶され
る参照テーブル

【図２１】 第２の変形例のマイコンにより行われる合
焦動作処理を示すフローチャート

【符号の説明】

１ ラックギア ２ ピニオンギア ３ 合焦用ＤＣモータ ３ａ エンコーダ ４，５ リミットスイッチ ６，７ レンズ鏡筒 ８，９ リミットスイッチ １０ カム環駆動ギア １１ モータギア １２ 変倍用ＤＣモータ １３ エンコーダ ２０ マイクロコンピュータ ２１ 合焦用スイッチ群 ２１ａ Ｆ（ファー）スイッチ ２１ｂ Ｎ（ニア）スイッチ ２２ 変倍用スイッチ群 ２１ｃ Ｔ（テレ）スイッチ ２１ｄ Ｗ（ワイド）スイッチ ２００ 撮影光学系 ２１０ クローズアップ光学系 ２１２ 第２レンズ群（合焦レンズ群） ２２０ ズーム光学系 ２２２ 第２レンズ群（変倍レンズ群） ２２３ 第３レンズ群（変倍レンズ群） ２３０ ズーム光学系 ２３２ 第２レンズ群（変倍レンズ群） ２３３ 第３レンズ群（変倍レンズ群）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 21/22 Ｇ０２Ｂ 21/22 21/24 21/24 21/36 21/36 Ｆターム(参考） 2H044 DA01 DA02 DB02 DC01 DC06 DC08 DC09 DE01 DE06 2H052 AA13 AB01 AB05 AB19 AC04 AC26 AD04 AD06 AD09 AD29 AD31 AF14 2H087 KA09 LA25 LA27 MA08 PA02 PA03 PA06 PA17 PB02 PB03 PB06 RA41 SA23 SA27 SA30 SA32 SA63 SA64 SA72 SA75 SB03 SB12 SB22 SB33

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに独立して光軸方向に進退可能な変倍
   レンズ群及び合焦レンズ群を有する対物光学系と、 操作スイッチと、 前記操作スイッチへの操作があると、前記変倍レンズ群
   の位置に対応する速度にて前記合焦レンズ群を移動さ
   せ、前記操作スイッチへの操作が停止すると、前記合焦
   レンズ群の移動を停止する制御部とを備えることを特徴
   とする顕微鏡。
2. 【請求項２】前記制御部は、前記変倍レンズ群の位置を
   検出する位置検出手段を、備えることを特徴とする請求
   項１記載の顕微鏡。
3. 【請求項３】前記位置検出手段は、 前記変倍レンズ群の移動量を検出する移動量検出手段
   と、 前記移動量検出手段により検出された移動量に基づいて
   前記変倍レンズ群の位置を算出する演算手段と、 前記演算手段により算出された前記変倍レンズ群の位置
   を記憶する記憶手段とからなることを特徴とする請求項
   ２記載の顕微鏡。
4. 【請求項４】前記移動量検出手段は、エンコーダである
   ことを特徴とする請求項３記載の顕微鏡。
5. 【請求項５】前記制御部は、 前記変倍レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の速度とを
   対応付けて記憶する第２の記憶手段と、 前記操作スイッチへの操作があった時の前記変倍レンズ
   群の位置に対応する前記合焦レンズ群の速度を前記第２
   の記憶手段から読み出す読出手段とを備えることを特徴
   とする請求項１記載の顕微鏡。
6. 【請求項６】前記第２の記憶手段は、テーブル形式にて
   前記変倍レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の速度とを
   対応付けて記憶することを特徴とする請求項５記載の顕
   微鏡。
7. 【請求項７】互いに独立して光軸方向に進退可能な変倍
   レンズ群及び合焦レンズ群を有する対物光学系と、 操作スイッチと、 前記操作スイッチへの操作があると、前記変倍レンズ群
   の位置と前記合焦レンズ群の位置とに対応する速度にて
   前記合焦レンズ群を移動させ、前記操作スイッチへの操
   作が停止すると、前記合焦レンズ群の移動を停止する制
   御部とを備えることを特徴とする顕微鏡。
8. 【請求項８】前記制御部は、 前記変倍レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の位置と前
   記合焦レンズ群の速度とを対応付けて記憶する第３の記
   憶手段と、 前記操作スイッチへの操作があった時の前記変倍レンズ
   群の位置と順次変化する前記合焦レンズ群の位置とに対
   応する前記合焦レンズ群の速度を、前記第３の記憶手段
   から順次読み出す読出手段とを備えることを特徴とする
   請求項７記載の顕微鏡。
9. 【請求項９】前記第３の記憶手段は、テーブル形式にて
   前記変倍レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の位置と前
   記合焦レンズ群の速度とを対応付けて記憶することを特
   徴とする請求項８記載の顕微鏡。
10. 【請求項１０】第２の操作スイッチを、更に備え、 前記制御部は、前記第２の操作スイッチへの操作がある
    と、前記変倍レンズ群を移動させ、前記第２の操作スイ
    ッチへの操作が停止すると、前記変倍レンズ群の移動を
    停止することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記
    載の顕微鏡。
11. 【請求項１１】同一の物体の像を所定の基線長だけ隔て
    た位置から夫々結像させる一対の前記対物光学系を、備
    えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載
    の顕微鏡。
12. 【請求項１２】前記一対の対物光学系が夫々有する変倍
    レンズ群は、各々の光軸方向へ互いに一体となって進退
    することを特徴とする請求項１１記載の顕微鏡。
13. 【請求項１３】光軸方向に進退可能な合焦レンズ群を有
    する対物光学系と、 操作スイッチと、 前記操作スイッチへの操作があると、前記合焦レンズ群
    の位置に対応する速度にて前記合焦レンズ群を移動さ
    せ、前記操作スイッチへの操作が停止すると、前記合焦
    レンズ群の移動を停止する制御部とを備えたことを特徴
    とする顕微鏡。
14. 【請求項１４】前記制御部は、 前記合焦レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の速度とを
    対応付けて記憶する第４の記憶手段と、 前記操作スイッチへの操作があった時に、順次変化する
    前記合焦レンズ群の位置に対応する前記合焦レンズ群の
    速度を、前記第４の記憶手段から順次読み出す読出手段
    とを備えることを特徴とする請求項１３記載の顕微鏡。
15. 【請求項１５】前記第４の記憶手段は、テーブル形式に
    て前記合焦レンズ群の位置と前記合焦レンズ群の速度と
    を対応付けて記憶することを特徴とする請求項１４記載
    の顕微鏡。
16. 【請求項１６】同一の物体の像を所定の基線長だけ隔て
    た位置から夫々結像させる一対の前記対物光学系を、備
    えることを特徴とする請求項１３乃至１５の何れかに記
    載の顕微鏡。
17. 【請求項１７】前記一対の対物光学系が夫々有する合焦
    レンズ群は、各々の光軸方向へ互いに一体となって進退
    することを特徴とする請求項１１，１２又は１６記載の
    顕微鏡。