JP2009265665A - ビームスプリッタ装置を備える立体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームスプリッタ装置を備える立体顕微鏡の提供。
【解決手段】第１、第２の主ビーム経路２１、２２の間隔がステレオベース２３を画定し、顕微鏡の軸２４がステレオベース２３の中心を主ビーム経路２１、２２に平行に延在し、アシスタント用ビーム経路３１とドキュメンテーション用ビーム経路３２を生じる光ビームスプリッタ装置３０を備え、第１の位置のアシスタント用ビーム経路３１の方向が、第２の位置の方向に１８０°回転され、ビームスプリッタ装置３０の両位置のドキュメンテーション用ビーム経路３２がいずれも、アシスタント用ビーム経路３１に対し垂直で、ビームスプリッタ装置３０の第１、第２の位置の双方において、アシスタント用ビーム経路３１は第１の主ビーム経路２１から分離され、ドキュメンテーション用ビーム経路３２は第２の主ビーム経路２２から分離される。
【選択図】図３

Description

本発明は、第１および第２の主ビーム経路と、アシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路を生成するための光ビームスプリッタ装置とを有する立体顕微鏡であって、これら第１および第２の主ビーム経路の間隔がステレオベースを画定する一方、顕微鏡の軸が主ビーム経路に平行してステレオベースの中心を延在している、立体顕微鏡に関する。

この種の立体顕微鏡を、具体的には眼科手術および脳神経外科手術に使用する。そのような場合、ビームスプリッタ装置の下流に双眼鏡筒が設けられ、これを通して、執刀医または主操作者は対象物を立体的に観察することができる。この種の立体顕微鏡は、主ビーム経路双方に共通の主対物レンズが顕微鏡本体に取り付けられる望遠鏡タイプ（ガリレオ式）であってもよい。各主ビーム経路に１つの対物レンズが設けられるグリノータイプの立体顕微鏡も公知である。対物レンズの下流には、倍率変更器またはズーム系が設けられることが多い。このようにして、異なる固定倍率または連続的に変更可能な倍率範囲を得ることが可能である。立体顕微鏡の２つのチャネル（主ビーム経路）のそれぞれに倍率変更器（ズーム系）の１つのチャネルが設けられていて、２つの倍率変更器／ズーム系チャネルを同期して調整または移動する必要がある。この種の構造では、上述のビームスプリッタ装置が倍率変更器／ズーム系の下流に取り付けられていると好都合である。この種の立体顕微鏡は十分によく知られているので、ここで詳細に説明する必要はない。

この種の立体顕微鏡を外科用顕微鏡として使用する場合、アシスタント用ビーム経路が２つの主ビーム経路の一方からまたは両主ビーム経路から分離され（無効にされ（ｂｌａｎｋｅｄ ｏｕｔ））、かつアシスタント筒用のインターフェースへと偏向されることが多く、および助手または共同観察者がこのアシスタント筒を通して対象物の画像を見ることできる。アシスタント用ビーム経路が２つの主ビーム経路のうちの一方からのみ分離される場合、モノスコープの（三次元でない）画像が得られる。しかしながら、アシスタント筒では、この種のアシスタント用ビーム経路を（より小さなステレオベースの）２つのチャネルに分割できるので、三次元の印象が少なくされた立体像を生じる。さらに、ドキュメンテーションモジュールまたはドキュメンテーション装置に供給されるドキュメンテーション用ビーム経路を分離することが好都合であり、かつそのことは知られている。これらのドキュメンテーションモジュールは、例えば、光電式受光器（ＣＣＤアレイ）であっても、または一連の画像や個々の画像を受像し記憶する他のイメージメモリであってもよい。この種のドキュメンテーション装置によって、例えば、ドキュメンテーションのために手術の進行を決定すること、または後で分析するために対象物の個々の画像を記憶することが可能になる。

これに関連して、用語「アシスタント用ビーム経路」および「ドキュメンテーション用ビーム経路」は、純粋に本発明による立体顕微鏡の使用を容易に理解するために選択したものであり、これらのビーム経路を他の方法で使用する場合には、一般用語「第２のビーム経路」または「第３のビーム経路」と置き換えてもよいことを指摘する。以下の説明では、単純にするために、用語アシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路は、対応するアシスタントモジュールまたはドキュメンテーションモジュールを有する立体顕微鏡に本発明を限定することなく使用する。

上述の外科用顕微鏡では、助手または共同観察者は、顕微鏡の左側または右側に所望通りに位置取りすることが望ましい。このために、左主ビーム経路および右主ビーム経路からアシスタント用ビーム経路を分離し、それを顕微鏡筐体の対応するインターフェースへと導くことが知られている。しかしながら、対応する顕微鏡がアシスタント筒を１つしか備えていない場合には、アシスタントを変更するときにこの筒を一方の側から他方の側に移す必要がある。そのような変更はリスクおよび無菌性の問題の発生原因となる。２つの固定アシスタント筒を提供することは、重量およびコストの点から不利となる。

アシスタント筒を水平面において旋回可能に構成する解決法もある。ここでは、水平面は、立体顕微鏡の２つの主ビーム経路を含む面に対して垂直な面である。これらの解決法は、２つの立体主ビーム経路に平行な２つの追加的なアシスタント用主ビーム経路を必要とし、複雑な４ビーム顕微鏡構成となる。そのような解決法の別の欠点は、アシスタント筒を旋回させる前に主観察者用筒を取り外すかまたは少なくともどかす必要があることである。

（特許文献１）から、立体主ビーム経路に平行な面において顕微鏡の後側に旋回可能に取り付けられたアシスタント筒を備える外科用立体顕微鏡が公知である。主観察者用筒を顕微鏡の前に配置する。アシスタント筒は、顕微鏡の背面から後方および外側へ至り、助手の所望の位置に依存して、左側から右側に旋回し再び戻ることができる。ここではドキュメンテーション用ビーム経路の出力の結合については説明しない。この種の構成では、安定性のために、旋回可能なアシスタント筒に釣り合い錘を取り付けることが有利である。しかしながら、コスト、重量および調整の点で、これは実際には不利であることが判明している。

（特許文献２）から、単一光学系を有する、すなわちチャネルを１つのみ備える立体顕微鏡が公知であり、ここでは、主対物レンズおよび倍率変更器の下流にビームスプリッタ要素が設けられる。ビームスプリッタ要素は、主観察ビーム経路から副観察ビーム経路を分離する。ビームスプリッタ要素は、３つの別個のプリズムで構成される。ビームスプリッタ要素の下流には、互いに隣接して配置された２つの光学素子が設けられ、これらの光学素子は、２つの光電式受像器によって検出された検討中の対象物の中間像を提供する。この種の構成は、ビデオ立体顕微鏡に好適である。また、副観察ビーム経路はこの種の受像器に画像を与える。ビームスプリッタ要素を含む副観察ビーム経路の全光学系を、主観察ビーム経路および副観察ビーム経路によって一緒に使用される瞳を通って延在する回転軸の周りを回転可能に取り付ける。この構成提案は、２ビーム立体顕微鏡にはふさわしくない。ここで、ビームスプリッタ要素は、主ビーム経路の対応した広いチャネルの周りを回転する。さらに、この明細書は、さらなる第３のまたはドキュメンテーション用ビーム経路の出力の結合について説明していない。

最後に、（特許文献３）から、主観察者用筒、共同観察者用筒およびドキュメンテーション出力を有する立体顕微鏡が公知である。これも、２つのビーム経路への分割が筒で初めて起こるいわゆる「単一光学系」である。主観察者および共同観察者のための１つのビーム経路へのビーム経路の出力の結合が、主ビーム経路の対応した広いチャネルに配置されたビームスプリッタによって実施される。ここで提案された構成は、２ビーム立体顕微鏡にはふさわしくない。そのような顕微鏡においては、筒が少しでも旋回することで画像も回転してしまうためである。従って、ここでも、画像の回転を元に戻すプリズムを設ける必要がある。ドキュメンテーション出力がないものではあるが、類似のシステムが（特許文献４）から公知である。

他の公知の２ビーム立体顕微鏡では、これまでいわゆる「半」立体アシスタントがビームスプリッタの脇に取り付けられてきた。後者は、第２の主ビーム経路を供給する（ビデオ）ドキュメンテーションが既に反対側に接続されているため旋回可能ではない。アシスタントを変更することができないことは、この場合ユーザにとって非常に不利である。既述の他の解決法は、４ビーム顕微鏡構造を使用するため、立体顕微鏡を実質的に高価格帯にする。

（特許文献５）は、２つの主ビーム経路中の２つの第１のビームスプリッタで操作する立体顕微鏡に関し、これらビームスプリッタは、観察ビーム経路の一部を、主観察者の左右で見られるビデオカメラへと分離する。ビーム偏向器要素を使用して、観察ビーム経路の光の別の部分を主観察者用筒に導く一方、他の光の部分を、主観察者用筒の反対側に配置した共同観察者用筒に導く。助手が主観察者のサイド（すなわち左または右）の顕微鏡を覗くことを可能とするために、９０°にわたって回転可能である反射装置を設けて、アシスタント用ビーム経路を偏向させる。この場合、１つのドキュメンテーション接続部のみが助手の反対側であって主観察者のサイドに配置される。

（特許文献６）から、外科用顕微鏡の異なる構成が開示され、ここで、共同観察者は主観察者の反対側に位置するか（この場合、共同観察者は立体像が見える）、または共同観察者は主観察者のサイドに位置するか（この場合、共同観察者は顕微鏡画像をモノスコープで見る）のいずれかである。ここでは、ドキュメンテーション装置用のビーム経路については考察されていない。

さらに、上述した種類のビームスプリッタ装置を有する立体顕微鏡が、本出願人による独国特許出願（特許文献７）、表題「ビームスプリッタ装置を備える立体顕微鏡（Ｓｔｅｒｅｏ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｗｉｔｈ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ）」で提案されている。これは、本出願の出願日前に出願したが、本出願の出願日にはまだ公開されていないものである。この先の出願では、ビームスプリッタ装置の第１の位置において、アシスタント用ビーム経路は第１の主ビーム経路から分離することができ、第２の位置において、第２の主ビーム経路から分離することができ、かつドキュメンテーション用ビーム経路は、いずれの場合も他方の主ビーム経路から分離することができる。ビームスプリッタ装置の第１の位置におけるアシスタント用ビーム経路の方向は、ビームスプリッタ装置の第２の位置におけるアシスタント用ビーム経路の方向へ１８０°にわたって回転され、およびビームスプリッタ装置の両位置における分離されたドキュメンテーション用ビーム経路は、分離されたアシスタント用ビーム経路に対して垂直である。先の出願の主題と比較して、本出願は、より少数の可動要素により取り扱えるようにするものであるので、製造および組み立てが単純となり、従ってコストを削減する。

欧州特許出願公開第１４８６８１３Ａ１号明細書 独国特許出願公告第１９５０４４２７Ｂ４号明細書 米国特許第５，５５２，９２９号明細書 欧州特許第０３６３７６２Ｂ１号明細書 欧州特許第１３０８７６６Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第１０１５７６１３Ａ１号明細書 ＤＥ第１０２００６０５０８４６．７号明細書

従って、本発明の課題は、アシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路を生じるために２ビーム構造および光ビームスプリッタ装置を有する立体顕微鏡を提供することにあり、それにより、アシスタントの変更が簡単に可能となり、可動要素数が少なくなる。

この課題は、本発明に従って請求項１による立体顕微鏡によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項および以下の説明から明らかとなる。

課題を解決するために、アシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路を生じるために光ビームスプリッタ装置が設けられ、第１の位置におけるアシスタント用ビーム経路の方向が、ビームスプリッタ装置の第２の位置におけるアシスタント用ビーム経路の方向に１８０°回転され、かつビームスプリッタ装置の両位置における分離されたドキュメンテーション用ビーム経路が、分離されたアシスタント用ビーム経路に対して垂直であり、ビームスプリッタ装置の第１および第２の位置において、アシスタント用ビーム経路がいずれも、（少なくとも）第１の主ビーム経路から分離されるように構成され、ドキュメンテーション用ビーム経路がいずれも、（少なくとも）第２の主ビーム経路から分離されるように構成される、上述した種類の立体顕微鏡を提案する。

従って、本発明による立体顕微鏡では、ドキュメンテーション用ビーム経路は、アシスタントの変更中も、常に同じ（第２の）主ビーム経路から分離される。同様に、アシスタント用ビーム経路は常に、アシスタントに変更がある場合に２つの主ビーム経路の、同じもう一方から分離される。従って、どちらの場合も、画像の三次元の印象が弱められたモノスコープ観測または立体観測が可能となる。以下詳細に説明する別の実施形態では、アシスタント用ビーム経路を両主ビーム経路から分離してもよい。これは理論的には立体観測の可能性を提供する。アシスタント用ビーム経路を１８０°回転させてアシスタントの変更を可能とする（少なくとも）２つの異なる位置を選ぶことができるように、ビームスプリッタ装置を構成する。どちらの場合も、分離されたドキュメンテーション用ビーム経路は、分離されたアシスタント用ビーム経路に対して垂直であり、この種のアシスタントの変更は、ドキュメンテーション用のインターフェースとの衝突の危険なくして可能であり、ドキュメンテーション用のインターフェースは、例えば立体顕微鏡の背後に取り付けられていてもよい一方、アシスタント用のインターフェースは、例えば顕微鏡筐体の左右に位置する。このインターフェースを旋回可能に設計すると、旋回は顕微鏡の前で起こってもよい。アシスタント用ビーム経路を常に主ビーム経路の一方から分離し、かつドキュメンテーション用ビーム経路を常に他方の主ビーム経路から分離することができる、すなわちビームスプリッタ装置の両位置において、アシスタントの変更がある場合にも、主観察者、アシスタントおよびドキュメンテーションに対する明るさの条件が同じままである。

本発明による立体顕微鏡の構造は、ビームスプリッタ装置は別として、既に公知の上述した構造に対応していてもよい。以下の説明では、一般論に限定することなく、従来、２つの主ビーム経路を画定する２つのチャネルを備える倍率変更器またはズーム系が後に続いて設けられている、主対物レンズを有する構造であって、倍率変更器／ズーム系にビームスプリッタ装置が隣接している構造を提案する。下流には、対象物を立体視するための双眼鏡筒および／または見ている対象物の（オプト−エレクトロニック）ドキュメンテーションのためのドキュメンテーションモジュール用の接続部が設けられてもよい。この双眼鏡筒は通常、主観察者（執刀医）が使用する。以下の説明を単純にするため、主観察者は顕微鏡の前側に位置し、ドキュメンテーション用のインターフェースは顕微鏡の後ろ側に配置され、好都合には、顕微鏡の軸の周りを少なくとも１８０°回転可能な筐体に配置されるアシスタントモジュールに対するインターフェースが設けられるものとする。しかしながら、アシスタントモジュールに対して２つの対向するインターフェースが（例えば顕微鏡筐体の左と右に）設けられていても、本発明を実行できることも指摘しておく。しかしながら、この種の解決法では、アシスタント筒を取り外したり組み立てたりする必要があると、または２つの固定式アシスタント筒が必要である場合には、不利となるであろう。上述の双眼鏡筒の代わりに、例えば３次元画像を観察できる（ビデオ）受像器を設けることも可能であることは明白である。

また、アシスタントモジュール用のインターフェースを担持する上述の回転可能な筐体が、光ビームスプリッタ装置を取り囲み、かつこのビームスプリッタ装置を、（アシスタントを変更するために）筐体の回転運動によって規定されたようにその第１または第２の位置にもたらすことができると、有利である。アシスタントの変更には筐体を１８０°回転させることが伴うため、この回転を使用してビームスプリッタ装置の光学部品の少なくともいくつかを回転させることができる。例えばこれらの光学部品を９０°だけ回転させる必要がある場合、回転運動に対応する平行移動が必要となる。ビームスプリッタ装置またはその光学部品に、回転可能な筐体を機械的に結合させることが絶対に必要というわけではないことをもう一度強調しておく。実際、検出されるアシスタントインターフェースを備える筐体を１８０°回転させてから、例えばビームスプリッタ装置と関連するそれ自体の駆動装置によって、ビームスプリッタをその第１の位置からその第２の位置へ移動させる（または再び戻す）ことも考えられる。

また、ドキュメンテーションモジュール用に固定接続部が顕微鏡筐体に取り付けられていると有利である。アシスタントに変更がある場合にはドキュメンテーション用ビーム経路が再度同じ（第２の）主ビーム経路から分離されるため、ドキュメンテーションインターフェースは可動設計である必要はなく、顕微鏡に固定されていてもよい。

この種の構成では、ドキュメンテーションモジュール用の接続部を、回転可能な筐体に設けられたアシスタントモジュール用のインターフェースの回転領域の外側に配置すると有利である。

一般論に限定することなく、以下、（ビームスプリッタ装置の両位置において）分離されたアシスタント用ビーム経路を、顕微鏡の２つの主ビーム経路を含む平面に対して垂直な位置にある水平面内に配置するものとする。分離されたドキュメンテーション用ビーム経路は、同一平面またはそれに平行した水平面内にあるものする。

以下は、本発明の２つの好ましい実施形態、特にビームスプリッタ装置の説明である。説明する基本的原理に基づく一方、当業者は、特徴を組み合わせることによって、本発明の範囲に含まれる他の解決法の可能性を発見することができる。

まず、第１の好ましい実施形態によれば、ビームスプリッタ装置が光ビームスプリッタを２つのみ有し、その各々が２つの主ビーム経路の１つに、特に顕微鏡の軸の方向に互いにオフセットして配置されると、有利である。それゆえ、２つのビームスプリッタは、それぞれアシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路を分離する。分離されたアシスタント用ビーム経路の方向は、ドキュメンテーション用ビーム経路の方向に対して垂直であるので、アシスタントを変更する場合、アシスタント用ビーム経路を分離するビームスプリッタは単に、対応する主ビーム経路に一致するそれ自体の（中心）軸の周りを１８０°回転する必要があるだけである。それゆえ、第１の位置においてアシスタント用ビーム経路を分離するビームスプリッタは、第２の位置においてもアシスタント用ビーム経路を分離する。同じことが、ドキュメンテーション用ビーム経路を分離しかつ好ましくは非回転式に配置される他方のビームスプリッタについても同様に当てはまるので、ドキュメンテーションインターフェースを顕微鏡に固定して取り付けることができる。回転が対応して（１：１）伝達される場合、１つまたは複数のビームスプリッタの回転、例えば、特にアシスタント用ビーム経路用のビームスプリッタを、アシスタントモジュール用のインターフェースを含む筐体の回転に結合させてもよい。

２つの光ビームスプリッタをそれぞれ、顕微鏡の軸に平行な方向に互いに対して変位されるように、２つの主ビーム経路の一方に配置することが好都合であり有利である。２つの主ビーム経路が垂直方向に整列された面にあると仮定すると、そのようなビームスプリッタの配置では、例えば上部ビームスプリッタが常に第２の主ビーム経路からドキュメンテーション用ビーム経路を分離させることができる一方、下部ビームスプリッタが常に第１の主ビーム経路からアシスタント用ビーム経路を分離させる。ビームスプリッタは互いに隣接していないが、互いに対して変位させて配置されているので、ビームスプリッタ装置の両位置においてアシスタント用ビーム経路は、妨害されずにアシスタントモジュールのインターフェースへ通過することができる。他方で、２つのビームスプリッタが互いに隣接して配置される場合には、ビームスプリッタ装置の少なくとも一方の位置において、アシスタント用ビーム経路を、ドキュメンテーション用ビーム経路用のビームスプリッタの周りで偏向させる必要がある。

既に述べたように、ビームスプリッタ装置を第１の位置から第２の位置へ切り替える場合、２つの光ビームスプリッタの一方、すなわちアシスタント用ビーム経路を分離させる光ビームスプリッタは、対応する主ビーム経路と一致するその軸の周りを１８０°回転できると特に有利である。ビームスプリッタ装置の回転を、関連したビームスプリッタの回転に強制的に結合することができる。それゆえ、この実施形態では、ビームスプリッタを除いた他の光学部品は、アシスタントの変更時において動かない（回転しないおよび／または直線的に変位しない）。ドキュメンテーションインターフェースは、他方の（第２の）主ビーム経路から分離されたドキュメンテーション用ビーム経路に固定した関連にある。これらは、上文で既に述べた先願特許（特許文献７）と比較して、２つの主要な際立った特徴である。可動部品が少数であるために、製造および据付けが非常に単純になり、かつコストが削減される。

第２の好ましい実施形態では、ビームスプリッタ装置は、４つの光ビームスプリッタを含み、そのうちの２つを、２つの主ビーム経路の一方に配置する。ビームスプリッタを主ビーム経路の方向に上下に配置するため、主観察者に対して光損失が発生する。しかしながら、そのような解決法の利点は、ビームスプリッタ装置のその第１の位置から第２の位置への（およびその逆の）切り替えを、４つの光ビームスプリッタ全てを１つのユニットとして回転させることによってもたらすことができるということであろう。

例えば、具体的には異なる主ビーム経路中に互いに隣同士に配置された２つのビームスプリッタがそれぞれ、アシスタント用ビーム経路を分離させる場合には有利となり、その場合、２つの（対象物から見て）下部のビームスプリッタを例えばこのために使用する。同じように、具体的には異なる主ビーム経路に互いに隣同士に配置された２つの他方のビームスプリッタがそれぞれ、ドキュメンテーション用ビーム経路を分離させる場合には有利である。その場合には、２つの（対象物から見て）上部のビームスプリッタをこのために使用することができる。そのような構成を用いて、アシスタント用ビーム経路を結果的に各主ビーム経路から分離させる。同じことが、ドキュメンテーション用ビーム経路に同様に当てはまり、ここでは、単純にするために、具体的には１つのドキュメンテーション用ビーム経路のみを実際に使用することができる。

ビームスプリッタ装置の第１の位置では、（少なくとも第１の主ビーム経路からの）アシスタント用ビーム経路を、アシスタントモジュールに案内する一方、（少なくとも第２の主ビーム経路からの）ドキュメンテーション用ビーム経路をドキュメンテーションモジュールに案内する。アシスタントを変更する場合、同じ主ビーム経路を、分離されたアシスタント用ビーム経路およびドキュメンテーション用ビーム経路に使用する。このために、４つの光ビームスプリッタが１つのユニットを形成する構成が特に有用であり、それを、ビームスプリッタ装置を第１の位置から第２の位置へ切り替える場合に顕微鏡の軸の周りを１８０°回転するように配置することができる。それゆえ、この実施形態も可動部品数が少なく、それにより、製造および据付けを単純にし、かつコストを削減するという利点を有する。

例えば明るさのレベルを増大させるためおよび／または立体観測できるようにするために、分離されたアシスタント用ビーム経路を両方使用することもできることが明白である。同じことが、ドキュメンテーション用ビーム経路に同様に当てはまる。しかしながら、必要であれば、追加的なビーム偏向器をこのために設けることもできる。しかしながら、いずれにしても、上述の第２の実施形態では、主観察者に対して依然として光損失があるという欠点が残ったままである。

本発明の上述の特徴は、本発明の範囲を逸脱することなく、上で規定した組み合わせだけでなく他の組み合わせでもまたは独立しても使用できる。

本発明の様々な実施形態およびそれらの利点を、以下、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本発明による立体顕微鏡の基本的な構成の概略的な側面図を示す。 アシスタントモジュール用およびドキュメンテーション用のインターフェースを含む、図１による立体顕微鏡の一部の平面斜視図を示す。 ビームスプリッタ装置がその第１の位置にある、第１の好ましい実施形態の詳細な斜視図を示す。 ビームスプリッタ装置がその第１の位置にある、第２の好ましい実施形態の詳細な斜視図を示す。 ビームスプリッタ装置がその第２の位置にある、第２の好ましい実施形態の詳細な斜視図を示す。

図１に、本発明による立体顕微鏡２０の基本的な構成の概略的な側面図を示す。立体顕微鏡２０の対物レンズ５０の焦点に配置された対象物５５の画像を、２つの接眼レンズ３５を備える双眼鏡筒４０（側面図では一方の接眼レンズ３５のみを示す）を通して写し、この画像は、主観察者（例えば執刀医）によって観察することができる。通常、このような立体顕微鏡２０では、ズーム系や倍率変更器などの倍率系の２つのチャネルを対物レンズ５０と双眼鏡筒４０との間に配置し、連続的または段階的な倍率の変更を提供する。このような構成はそれ自体が公知であるため、以下で詳細には説明しない。倍率系の２つの光チャネルを、図の面と垂直な面に互いに隣接して顕微鏡本体２中に配置する。これらは、それぞれ第１および第２の主ビーム経路２１および２２を画定する。これら２つの主ビーム経路２１、２２にはビームスプリッタ装置３０が設けられ、それは、主ビーム経路からアシスタント用ビーム経路３１およびドキュメンテーション用ビーム経路３２を分離させる。図１に示す実施例では、ドキュメンテーション用ビーム経路３２を立体顕微鏡２０の後側の方向に分離させ、かつドキュメンテーション用の接続部４に案内する。この場合、ビームスプリッタ装置３０を図式的にビームスプリッタとして示す。アシスタント用ビーム経路３１を、ドキュメンテーション用ビーム経路３２に対して垂直方向に分離させ、アシスタントモジュール用のインターフェースが、図の面に対して垂直方向に延びる平面に、例えば図示のビームスプリッタを通って位置する。このため、アシスタントモジュール用のインターフェース６は顕微鏡筐体の左側または右側に位置する。２４は顕微鏡の軸を指し、この場合それは、２つの主ビーム経路２１と２２との間に対称的に延びる。

図２に、図１による立体顕微鏡２０の一部の平面斜視図を示し、これは、アシスタントモジュール用のインターフェース６と、ドキュメンテーション用の接続部４とを含む。ここで考慮する実施形態では、アシスタントモジュール用のインターフェース６は、顕微鏡本体２の横断面を含む平面に形成され、かつ顕微鏡の軸２４の周りを少なくとも１８０°旋回できる。さらにドキュメンテーション用の接続部４を、顕微鏡に固定させて配置し、かつ図示のように２つの主ビーム経路２１、２２に対して中心にあるものとする。この例では、ビームスプリッタ装置３０（図３参照）を、アシスタントモジュール用のインターフェース６を１８０°旋回させることによって第１の位置から第２の位置（またはその逆に）動かす。第１の位置から第２の位置への（およびその逆の）このビームスプリッタ装置３０の切り替えでは、第１の主ビーム経路２１から分離されたアシスタント用ビーム経路３１を、１８０°回転されたアシスタントモジュール用のインターフェース６に向ける一方、第２の主ビーム経路２２から分離されたドキュメンテーション用ビーム経路３２を、顕微鏡に接続されたドキュメンテーション用の接続部４に案内するように、ビームスプリッタ装置３０の一部を動かす必要がある。この操作をもたらすメカニズムについて、以下図３を参照して説明する。

図３に、立体顕微鏡の特に有利な実施形態を示し、ここで、顕微鏡に固定されたドキュメンテーション用の接続部４を備える、アシスタントモジュール用のインターフェース６を含む筐体１の回転が、第１の位置から第２の位置へのビームスプリッタ装置３０の切り替えをもたらす（図２参照）。図３に、ドキュメンテーション用の接続部４と共にビームスプリッタ装置３０の図式的な斜視図を示す。ここでは２つのビームスプリッタ７および８を示し、この実施形態では、ビームスプリッタ７は第１の主ビーム経路２１からアシスタント用ビーム経路３１を分離させる一方、ビームスプリッタ８は第２の主ビーム経路２２からドキュメンテーション用ビーム経路３２を分離させる。２つのビームスプリッタ７および８を互いに隣接して配置はしないが、顕微鏡の軸２４の方向に変位させて配置する。このようにして、アシスタント用ビーム経路３１が図３に示す方向に分離される場合、分離されたアシスタント用ビーム経路３１はドキュメンテーション用ビーム経路用のビームスプリッタ８を妨げることなく迂回できる。

図３に示す実施形態では、第１のビームスプリッタ７は（少なくとも）１８０°回転可能であるように取り付けられている一方、他方のビームスプリッタ８は、回転しないように固定式に配置されている。第１の位置から第２の位置へのビームスプリッタ装置の切り替えでは、ビームスプリッタ７が、主ビーム経路２１の軸上にあるそのビームスプリッタの軸の周りを１８０°回転する。このようにしてアシスタント用ビーム経路３１を、横方向右側に分離された方向から横方向左側に分離された方向へ切り替える。ドキュメンテーションのための分離は、これによる影響を受けない。第１の位置から第２の位置へのビームスプリッタの方向３０の切り替えに関わらず、ドキュメンテーション用ビーム経路３２は、図３に示すように常に第２の主ビーム経路２２から分離される。図３に、ドキュメンテーション用の接続部４に取り付けられる別の光学部品を図式的に示す。これらには、例えば分離されたドキュメンテーション用ビーム経路をドキュメンテーション用のインターフェース（カメラなど）に偏向させるビーム偏向器１４、１５が含まれる。

図３に示す実施形態は、可動部品数が少ないという利点を有する。なぜなら、回転可能である必要があるのは、単一の部品、すなわちビームスプリッタ７のみだからである。他の部品は全て固定式に取り付けることができる。別の利点は、図３に主ビーム経路２１、２２の矢印によって示す方向にある主観察者の双眼鏡筒４０における光損失が低減されることである。ビームスプリッタがそれぞれ５０％の光を反射または透過すると仮定すると、主観察者は、それぞれ５０％の視感度（ｌｕｍｉｎｏｓｉｔｙ）の２つの観察チャネル（主ビーム経路２１および２２）を利用できる一方、ドキュメンテーションおよびアシスタントもそれぞれ同様に、単眼による観察下において元の視感度の５０％を受ける。

図４に、４つのビームスプリッタを備えるビームスプリッタ装置３０の別の実施形態の斜視図を示す。

図４Ａおよび４Ｂを以下一緒に取り扱う。好ましい第２の実施形態のこの実施例では、第１の実施形態で既に説明したように、ドキュメンテーション用の接続部４を、顕微鏡に固定して配置する。分離されたドキュメンテーション用ビーム経路３２は再びビーム偏向器１４および１５によってドキュメンテーション用の接続部４に偏向される。ここでもドキュメンテーション用ビーム経路３２の分離が第２の主ビーム経路２２から（のみ）起こる。

ビームスプリッタ装置３０は、この場合４つのビームスプリッタ７０、７０’、８０、８０’を含み、いずれの場合も２つのビームスプリッタは、２つの主ビーム経路２１および２２のそれぞれに互いに上下に配置されている。ビームスプリッタ７０および７０’はアシスタント用ビーム経路用に設けられ、ビームスプリッタ８０および８０’はドキュメンテーション用ビーム経路用に設けられている。図示の実施形態では、ビームスプリッタ７０および７０’ならびに８０および８０’はそれぞれ互いに隣接してある。

図４Ａに、第１の位置にあるビームスプリッタ装置３０を示す。この場合、アシスタント用ビーム経路３１は右側に分離されている。この分離は、第１の主ビーム経路２１に配置された（少なくとも）ビームスプリッタ７０を介して起こる。図４Ａに示すビームスプリッタ装置の配置が対称的であるため、この実施例では、さらにビームスプリッタ７０’によって第２の主ビーム経路２２からアシスタント用ビーム経路３１が分離される。この場合、ドキュメンテーション用ビーム経路３２は、ビームスプリッタ８０’によって第２の主ビーム経路２２から分離される。ここに示す対称的な配置のため、第１の主ビーム経路２１に配置されたビームスプリッタ８０によって別の分離が起こる。しかしながら、この場合この分離をさらに用いることはないので、詳細には説明しない。

要約すると、図４Ａによる実施例では、アシスタント用ビーム経路３１は第１の主ビーム経路２１（ならびに第２の主ビーム経路２２）から分離され、ドキュメンテーション用ビーム経路３２は第２の主ビーム経路２２から（のみ）分離されると言える。

図２に示す筐体１を旋回させることによって、アシスタントモジュール用のインターフェース６を（この場合左へ）１８０°回転させることができる。それによりビームスプリッタ装置３０はその第１の位置から第２の位置へ変更される。これと同時に、４つのビームスプリッタ７０、７０’、８０および８０’で構成されるユニットの、顕微鏡の軸２４の周りでの対応する１８０°の回転が起こる。対応する最終位置を図４Ｂに示す。

図４Ｂに示すように、ドキュメンテーション用ビーム経路３２をここでさらにビームスプリッタ８０によって第２の主ビーム経路２２から分離する。次にアシスタント用ビーム経路３１をビームスプリッタ７０’によって第１の主ビーム経路２１から分離する。さらに、第２の主ビーム経路２２からの別の分離（図示せず）を、ここではビームスプリッタ７０によってもたらす。

図４に示す本発明の好ましい第２の実施形態の実施例は、ビームスプリッタを組み合わせて１つのユニットにし、そのユニットを、顕微鏡の軸２４の周りを回転することができるように設計して、可動（回転可能）である必要があるのは単一の部品のみであるようにするという利点を有する。これにより、上述の利点をもたらす。

本発明は、アシスタント出力およびドキュメンテーション出力を備える立体顕微鏡を提供し、それは、特に手術に使用することが有利である。この構成により、ドキュメンテーションインターフェースまたは主観察筒と衝突する危険が全くなく、アシスタントを円滑に変更することができる。ここで提案した構成（第１および第２の実施形態参照）は、人間工学的であり機能的である。回転可能な筐体の旋回により第１の位置から第２の位置へ変化するビームスプリッタ装置３０の構成部品を必然的に伴うここで提案したアシスタント交換用の回転可能な筐体により、アシスタントの自動的な変更が可能となり、それは、ユーザにとって非常に便利なだけでなく、画像の明るさまたは画像の向きに影響を及ぼさない。ここで提案した実施形態は、比較的安価に実施でき、過度に高価な４ビームの顕微鏡構成を必要としない。

１ 回転可能な筐体
２ 顕微鏡筐体
４ ドキュメンテーション用接続部
６ アシスタントモジュールインターフェース
７ ビームスプリッタ、スプリッタプリズム
８ ビームスプリッタ、スプリッタプリズム
１４、１５ ビーム偏向器
２０ 立体顕微鏡
２１ 第１の主ビーム経路
２２ 第２の主ビーム経路
２３ ステレオベース
２４ 顕微鏡の軸
３０ 光ビームスプリッタ装置
３１ 分離されたアシスタント用ビーム経路
３２ 分離されたドキュメンテーション用ビーム経路
３５ 接眼レンズ
４０ 双眼鏡筒
５０ 対物レンズ
５５ 対象物
７０、７０’ ビームスプリッタ、スプリッタプリズム
８０、８０’ ビームスプリッタ、スプリッタプリズム

Claims (15)

1. 第１および第２の主ビーム経路（２１、２２）を含む立体顕微鏡（２０）であって、前記第１および第２の主ビーム経路（２１、２２）の間隔がステレオベース（２３）を画定し、顕微鏡の軸（２４）が、前記ステレオベース（２３）の中心を通って前記主ビーム経路（２１、２２）と平行に延在し、ならびに、アシスタント用ビーム経路（３１）およびドキュメンテーション用ビーム経路（３２）を生じる光ビームスプリッタ装置（３０）をさらに含む立体顕微鏡（２０）において、第１の位置における前記アシスタント用ビーム経路（３１）の方向が、前記ビームスプリッタ装置（３０）の第２の位置にある前記アシスタント用ビーム経路（３１）の方向に１８０°回転され、前記ビームスプリッタ装置（３０）の両位置にある前記分離されたドキュメンテーション用ビーム経路（３２）が、いずれも前記分離されたアシスタント用ビーム経路（３１）に対して垂直であり、および前記ビームスプリッタ装置（３０）の前記第１および第２の位置の双方ともにおいて、前記アシスタント用ビーム経路（３１）がいずれも少なくとも前記第１の主ビーム経路（２１）から分離され、かつ前記ドキュメンテーション用ビーム経路（３２）がいずれも少なくとも前記第２の主ビーム経路（２２）から分離される、立体顕微鏡（２０）。
2. 双眼鏡筒（４０）および／またはドキュメンテーションモジュール用の接続部（４）が前記光ビームスプリッタ装置（３０）の下流に配置されている請求項１に記載の立体顕微鏡。
3. アシスタントモジュール用にインターフェース（６）が設けられ、顕微鏡の軸（２４）の周りを少なくとも１８０°回転可能な筐体（１）に配置されている請求項１または２に記載の立体顕微鏡。
4. 前記回転可能な筐体（１）が前記ビームスプリッタ装置（３０）を取り囲み、かつ前記ビームスプリッタ装置（３０）を、前記筐体（１）の回転運動によって前記第１または第２の位置にもたらすことができる請求項３に記載の立体顕微鏡。
5. ドキュメンテーションモジュール用の固定接続部（４）が前記顕微鏡筐体（２）に取り付けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
6. 前記ドキュメンテーションモジュール用の前記接続部（４）が、前記回転可能な筐体（１）に取り付けられた前記アシスタントモジュール用の前記インターフェース（６）の回転範囲の外側に配置されている請求項５に記載の立体顕微鏡。
7. 前記ビームスプリッタ装置（３０）が、２つの光ビームスプリッタ（７、８）を含み、そのそれぞれが前記２つの主ビーム経路（２１、２２）の一方に配置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
8. 前記２つの光ビームスプリッタの一方（７）が、主ビーム経路（２１）の軸の周りで１８０°回転可能であるように配置されている、請求項７に記載の立体顕微鏡。
9. 前記２つの光ビームスプリッタの他方（８）が回転しないように固定式に配置されている請求項８に記載の立体顕微鏡。
10. 前記２つの光ビームスプリッタ（７、８）のそれぞれが、前記顕微鏡の軸（２４）に対して平行な方向に互いに変位するように前記２つの主ビーム経路（２１、２２）の一方に配置されている請求項７〜９のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
11. 前記ビームスプリッタ装置（３０）を前記第１の位置から前記第２の位置へ切り替える場合、前記２つの光ビームスプリッタの一方（７）が、主ビーム経路（２１）の軸の周りを１８０°回転可能である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
12. 前記ビームスプリッタ装置（３０）が４つの光ビームスプリッタ（７０、７０’、８０、８０’）を含み、そのうちの２つが前記２つの主ビーム経路（２１、２２）の一方に配置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
13. 異なる主ビーム経路（２１、２２）に特に互いに隣接して配置されている２つのビームスプリッタ（７０、７０’）の少なくとも一方が前記アシスタント用ビーム経路（３１）を分離させる請求項１２に記載の立体顕微鏡。
14. 異なる主ビーム経路（２１、２２）に特に互いに隣接して配置されている２つのビームスプリッタ（８０、８０’）の少なくとも一方が前記ドキュメンテーション用ビーム経路（３２）を分離させる請求項１２または１３に記載の立体顕微鏡。
15. 前記ビームスプリッタ装置（３０）を前記第１の位置から前記第２の位置へ切り替える場合、前記４つの光ビームスプリッタ（７０、７０’、８０、８０’）が、顕微鏡の軸（２４）の周りを１８０°回転できる１つのユニットとして配置されている請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。

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