JP2006284989A - 立体像撮影用光学アダプター - Google Patents

Abstract

【課題】 焦点の大幅な再調整が不要な立体映像撮影用光学アダプターを提供する。
【解決手段】 第１プリズム１３を、反射面１３ｍに合致した回転軸Ｓを中心に回転させるため、光学系４の焦点距離があまり変化せず、焦点の大幅な再調整が不要となる。また、第１プリズム１３が、光学系４のズーム機構３に連動して自動的に回転するため、操作性が向上する。更に、回転軸Ｓが第１プリズム１３の反射面１３ｍにおける実効反射範囲Ｒの中央に位置しているため、光学系４の焦点距離が特に変化しにくい状態になっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、立体像撮影用光学アダプターに関するものである。

手術用顕微鏡やデジタルビデオカメラなどの撮影装置で、立体視可能な所定の視差を有する左目用及び右目用の像を得るために、撮影装置の光学系に光学アダプターが装着される。この種の光学アダプターは、光を互いに近づける方向に反射する一対の第１ミラーと、該第１ミラーで反射された光を反射して装置本体の光学系側に導く一対の第２ミラーを備えている。

そして、光学系のズーム調整により像の大きさが変化する場合も、第１ミラー及び第２ミラーの少なくとも一方を手動で回転させることにより、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持するようになっている。ミラーの回転はミラーの端部を回転中心としてミラー全体を大きく振る回転方式になっている。このようにして、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することにより、像の大きさが変化しても、一定の観察ポイントの良好な立体視が得られる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４６４２４号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、像の中心間距離を一定に保持するために、ミラーの端部を回転中心としてミラー全体を大きく振る回転方式になっているため、光学系の焦点距離が変化し、焦点の大幅な再調整が必要になる。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、焦点の大幅な再調整が不要な立体映像撮影用光学アダプターを提供するものである。

請求項１記載の発明は、撮影装置のズーム機構を有する光学系に装着可能であり、光を互いに近づける方向に反射する反射面をそれぞれ有する一対の第１反射体と、該第１反射体で反射された光を反射して装置本体の光学系側に導く反射面を有する第２反射体を少なくとも備え、光学系から立体視可能な左目用及び右目用の像を得ることができる立体映像撮影用光学アダプターであって、前記第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方が、反射面に合致した回転軸を中心に回転して、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方を、光学系のズーム機構に連動して回転させ、自動的に左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、回転軸が、第１反射体又は第２反射体の反射面のうち、実際に光を反射する実効反射範囲の略中央に位置していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、第１反射体の前に、光を互いに離反する方向に反射する反射面をそれぞれ有する第１補助反射体と、該第１補助反射体で反射された光を反射して第１反射体側に導く反射面を有する一対の第２補助反射体を備え、第１反射体、第２反射体、第１補助反射体、第２補助反射体の少なくとも一方が、反射面に合致した回転軸を中心に回転して、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方を、反射面に合致した回転軸を中心に回転させるため、光学系の焦点距離があまり変化せず、焦点の大幅な再調整が不要となる。

請求項２記載の発明によれば、第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方が、光学系のズーム機構に連動して自動的に回転するため、操作性が向上する。

請求項３記載の発明によれば、回転軸が第１反射体又は第２反射体の反射面における実効反射範囲の略中央に位置しているため、光学系の焦点距離が更に変化しにくくなる。

請求項４記載の発明によれば、第１反射体の前に、第１補助反射体と第２補助反射体を備えたため、導入する光の間隔が狭くなり、観察物体までの距離を短くすることができる。従って、手術顕微鏡への適用に好適である。

本発明は、焦点の大幅な再調整が不要な立体映像撮影用光学アダプターを提供するという目的を、撮影装置のズーム機構を有する光学系に装着可能であり、光を互いに近づける方向に反射する反射面をそれぞれ有する一対の第１反射体と、該第１反射体で反射された光を反射して装置本体の光学系側に導く反射面を有する第２反射体を少なくとも備え、光学系から立体視可能な左目用及び右目用の像を得ることができる立体映像撮影用光学アダプターであって、前記第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方が、反射面に合致した回転軸を中心に回転して、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は、本発明の第１実施例を示す図である。撮影装置としての手術顕微鏡１は、対物レンズ２やズーム機構３等を含む光学系４を有し、ＨＤＴＶカメラ５により左目用の像Ａと、右目用の像Ｂを撮影して、２つのモニター６に並べて表示することができる。そして、２つの像Ａ、Ｂを立体視ビューア７を介して見ることにより、立体的映像が得られる。

手術顕微鏡１の前面に光学アダプター８が装着される。光学アダプター８は、ハウジング９の前面に左右一対の取込窓１１が形成され、後面に導入窓１２が形成されている。

左右の取込窓１１には、それぞれ「第１反射体」としての第１プリズム１３が設置されている。第１プリズム１３は互いに向かい合う反射面１３ｍを有している。２つの第１プリズム１３の間には、「第２反射体」としての１つの第２プリズム１４が設けられている。このプリズム１４には、前記２つのプリズム１３の各反射面１３ｍに対向する２つの反射面１４ｍを有している。

左右の取込窓１１に入射された光束Ｌは、第１プリズム１３の反射面１３ｍで互いに向かい合う方向へ反射され、その後、第２プリズム１４の反射面１４ｍに反射されて、手術顕微鏡１の光学系４に導入される。そして、ＨＤＴＶカメラ５で撮影して、左目用の像Ａと右目用の像Ｂをモニター６に並べて表示することができる。

焦点調整は対物レンズ２を駆動させる焦点調整機構１５により行われる。ズーム調整はズーム機構３を駆動させるズーム調整機構１６により行われる。

第１プリズム１３は回転軸Ｓを中心に、左右方向で回転自在に支持されている。第１プリズム１３は左右一対のレバー１７の先端部に固定されており、その回転軸Ｓが反射面１３ｍに合致している。回転軸Ｓは、反射面１３ｍのうち、実際に光束Ｌを反射する実効反射範囲Ｒの中央に位置している。

レバー１７の基端にはローラ１８が設けられている。ローラ１８はそれぞれガイドシャフト１９に沿って移動自在なスライダ２０に所定の付勢力で当接している。スライダ２０はローラ１８との当接面がテーパー状になっており、スライダ２０を回転駆動機構２１によりガイドシャフト１９に沿って移動させることにより、レバー１７が第１プリズム１３ごと回転軸Ｓを中心に精密回転する。

回転駆動機構２１は、制御部２２を介して、ズーム調整機構１６と接続されており、制御部２２の制御により、ズーム調整に連動して第１プリズム１３を回転させることができる。そして、モニター６に表示される左目用及び右目用の像Ａ、Ｂのズーム倍率が変更されても、その変更後における２つの像Ａ、Ｂの中心間距離Ｗを自動的に一定に保持することができる。

例えば、図４は所定のズーム倍率で脳の腫瘍２３の像Ａ、Ｂを左右に表示している状態である。この２つの像Ａ、Ｂを立体視ビューア７を介して見ることにより、そのズーム倍率における立体的映像が得られる。

そして、この状態から、第１プリズム１３を回転させずにズーム倍率を上げると、図５に示すように、左右の像Ａ、Ｂが拡大されて、中心間距離Ｗ′が大きくなり、観察しているポイントがずれてしまうが、この実施例では、ズーム倍率の拡大に連動して、第１プリズム１３を内側に回転させ、図６に示すように、左右の像Ａ、Ｂが拡大されても、像Ａ、Ｂを内側に移動させて、その中心間距離Ｗを一定に保持しているため、観察しているポイントがずれずに、観察しているポイントを任意のズーム倍率に拡大した状態で、良好な立体視を行うことができる。ズーム倍率の縮小の場合は、第１プリズム１３を逆の方向に回転させる。

第１プリズム１３が光学系４のズーム機構に連動して自動的に回転するため、操作性が良い。また、第１プリズム１３が反射面１３ｍにおける実効反射範囲Ｒの中央に合致した回転軸Ｓを中心に回転させるため、第１プリズム１３を回転させても、光学系４の焦点距離が変化しにくく、焦点の再調整が不要となる。

図７は、本発明の第２実施例を示す図である。この実施例の光学アダプター２４では、ハウジング２５の左右の取込窓２６が、先に実施例よりも接近した状態で且つ一体的に形成されている。左右の取込窓２６に対応して、それぞれ「第１補助反射体」としての第１補助ミラー２７が設置されている。第１補助ミラー２７は互いに離反する側に反射面２７ｍを有している。

２枚の第１補助ミラー２７の外側には、それぞれ「第２補助反射体」としての第２補助ミラー２８が設置されている。第２補助ミラー２８は互いに向かい合う側に反射面２８ｍを有している。

第２補助ミラー２８の奥には、それぞれ「第１反射体」としての第１ミラー２９が設置され、第１ミラー２９の間には「第２反射体」としてのＶ形の第２ミラー３０が設置されている。第１ミラー２９と第２ミラー３０の反射面２９ｍ、３０ｍの機能は、先の実施例と同様であり、第１ミラー２９は反射面２９ｍに合致した回転軸Ｓを中心に回転自在である。

この実施例によれば、第１ミラー２９の前に、第１補助ミラー２７と第２補助ミラー２８を備えたため、導入する光束Ｌの間隔が狭くなり、観察物体３１までの距離Ｄを短くすることができる。従って、手術顕微鏡１への適用に、特に好適である。その他の構成及び作用効果は第１実施例と同様である。

この実施例では、「第１反射体」としての第１プリズム１３又は第１ミラー２９を回転させる例を示したが、「第２反射体」を回転させても良く、第２実施例では、第１補助反射体又は第２補助反射体のいずれか一方を回転させても良い。

本発明の第１実施例に係る立体映像撮影用光学アダプターを示す構造図。 光学アダプターの内部構造を示す概略図。 モニターを観察補助装置を介して観察する状態を示す平面図。 モニターに表示された左右の像を示す図。 第１プリズムを回転させずに左右の像をズーム拡大した状態を示す図４相当の図。 左右の像のズーム拡大に連動して第１プリズムを回転させた状態を示す図４相当の図。 第２実施例に係る光学アダプターの内部構造を示す概略図。

符号の説明

１ 手術顕微鏡（撮影装置）
３ ズーム機構
４ 光学系
８、２４ 光学アダプター
１３ 第１プリズム（第１反射体）
１３ｍ 反射面
１４ 第２プリズム（第２反射体）
１４ｍ 反射面
２７ 第１補助ミラー（第１補助反射体）
２７ｍ 反射面
２８ 第２補助ミラー（第２補助反射体）
２８ｍ 反射面
２９ 第１ミラー（第１反射体）
２９ｍ 反射面
３０ 第２ミラー（第２反射体）
３０ｍ 反射面
Ａ 左目用の像
Ｂ 右目用の像
Ｓ 回転軸
Ｒ 実効反射範囲
Ｗ 中心間距離

Claims (4)

1. 撮影装置のズーム機構を有する光学系に装着可能であり、光を互いに近づける方向に反射する反射面をそれぞれ有する一対の第１反射体と、該第１反射体で反射された光を反射して装置本体の光学系側に導く反射面を有する第２反射体を少なくとも備え、光学系から立体視可能な左目用及び右目用の像を得ることができる立体映像撮影用光学アダプターであって、
   前記第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方が、反射面に合致した回転軸を中心に回転して、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする立体映像撮影用光学アダプター。
2. 請求項１記載の立体像撮影用光学アダプターであって、
   第１反射体及び第２反射体の少なくとも一方を、光学系のズーム機構に連動して回転させ、自動的に左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする立体映像撮影用光学アダプター。
3. 請求項１又は請求項２記載の立体像撮影用光学アダプターであって、
   回転軸が、第１反射体又は第２反射体の反射面のうち、実際に光を反射する実効反射範囲の略中央に位置していることを特徴とする立体映像撮影用光学アダプター。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体像撮影用光学アダプターであって、
   第１反射体の前に、光を互いに離反する方向に反射する反射面をそれぞれ有する第１補助反射体と、該第１補助反射体で反射された光を反射して第１反射体側に導く反射面を有する一対の第２補助反射体を備え、
   第１反射体、第２反射体、第１補助反射体、第２補助反射体の少なくとも一方が、反射面に合致した回転軸を中心に回転して、左目用及び右目用の像の中心間距離を一定に保持することを特徴とする立体映像撮影用光学アダプター。

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