JP2012047797A - Stereo microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実体顕微鏡に関する。 The present invention relates to a stereomicroscope.
従来、対物レンズを介して、被検物をそのままの状態で観察する実体顕微鏡が知られている（特許文献１参照）。 Conventionally, a stereomicroscope that observes an object as it is through an objective lens is known (see Patent Document 1).
実体顕微鏡は、比較的に低倍率での観察に用いられ、左右一対の光学系を介して被検物を異なる角度から観察し、それぞれの光学系の像を左右の眼で観察することにより、被検物を立体的に観察することができる。即ち、両目の視差（左右像の違い）などの生理的要因により、人間は、左右像の違いを脳内で処理して両目の像を融合することができ、これにより、被検物を立体的に認識することができる。 The stereomicroscope is used for observation at a relatively low magnification, and observes the test object from different angles via a pair of left and right optical systems, and observes the images of the respective optical systems with the left and right eyes, The test object can be observed three-dimensionally. In other words, due to physiological factors such as the parallax (difference between left and right images) of both eyes, humans can fuse the images of both eyes by processing the difference between the left and right images in the brain. Can be recognized.
一般的な実体顕微鏡では、被検物を異なる角度から観察する一対の光学系どうしの角度は、１２度前後に設定されている。これは、眼幅が６５ｍｍである人が、明視の距離とされる300ｍｍ先の物体を両眼視したときの左右の眼の光軸の角度であり、多数の人にとって左右像を融合することが比較的に容易に達成される角度であるためである。 In a general stereomicroscope, the angle between a pair of optical systems for observing a test object from different angles is set to about 12 degrees. This is the angle of the optical axis of the left and right eyes when a person with an eye width of 65 mm sees an object 300 mm ahead, which is a distance of clear vision, and fuses the left and right images for many people. This is because the angle is relatively easily achieved.
ところで、両目の像を融合して被検物を立体的に認識するための生理的要因には個人差があり、立体的な認識が得意な人や不得意な人が存在するだけでなく、立体的な認識が全くできない人も存在する。また、このような個人差以外にも、観察対象物の形状によっては、立体的な認識が困難となる場合もある。 By the way, there are individual differences in physiological factors for three-dimensionally recognizing the test object by fusing the images of both eyes, not only there are people who are good at three-dimensional recognition and people who are not good at three-dimensional recognition, There are people who can not recognize at all. In addition to such individual differences, three-dimensional recognition may be difficult depending on the shape of the observation object.
このように、被検物を立体的に認識することができない場合には、左右像の違いが二重像として検鏡者に認識されてしまい、検鏡者が疲労感を覚え、観察に集中することが困難であった。 In this way, when the test object cannot be recognized in three dimensions, the difference between the left and right images is recognized by the spectrograph as a double image, and the spectrographer feels tired and concentrates on the observation. It was difficult to do.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、検鏡者の疲労感を抑制し、被検物を立体的に良好に観察することができるようにするものである。 This invention is made | formed in view of such a condition, suppresses a feeling of fatigue of a speculum, and enables it to observe a test object favorably in three dimensions.
本発明の実体顕微鏡は、それぞれ異なる方向から標本を観察する一対の観察光学系と、前記一対の観察光学系の光軸上に配置され、それぞれの前記光軸を直交方向に移動させる光学部材と、前記光学部材によるそれぞれの前記光軸の移動方向が互いに逆方向となるように、前記光軸の移動量を変更する変更手段とを備えることを特徴とする。 The stereomicroscope of the present invention includes a pair of observation optical systems for observing a specimen from different directions, an optical member disposed on the optical axis of the pair of observation optical systems, and moving the optical axes in orthogonal directions, And changing means for changing the moving amount of the optical axis so that the moving directions of the optical axes by the optical members are opposite to each other.
本発明の実体顕微鏡においては、それぞれ異なる方向から標本を観察する一対の観察光学系の光軸上に、それぞれの光軸を直交方向に移動させる光学部材が配置され、それぞれの光軸の移動方向が互いに逆方向となるように、光軸の移動量が変更される。 In the stereomicroscope of the present invention, optical members for moving the respective optical axes in the orthogonal direction are arranged on the optical axes of the pair of observation optical systems for observing the specimen from different directions, and the moving directions of the respective optical axes. Are moved in opposite directions so that the amount of movement of the optical axis is changed.
本発明の実体顕微鏡によれば、良好な観察を行うことができる。 According to the stereomicroscope of the present invention, good observation can be performed.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明を適用した実体顕微鏡の一実施の形態の構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of a stereomicroscope to which the present invention is applied.
実体顕微鏡１１は、標本１２を異なる角度から観察するための一対の観察光学系１３−１および１３−２を有している。実体顕微鏡１１では、観察光学系１３−１および１３−２で共通の対物レンズ１４が使用され、観察光学系１３−１の光軸Ｌ１と観察光学系１３−２の光軸Ｌ２とが、対物レンズ１４よりも上側において平行に構成されている。
The
対物レンズ１４は、実体顕微鏡１１に対して着脱可能とされており、検鏡者は、観察の対象となる標本１２に応じた倍率の対物レンズ１４を選択して装着することができる。
The
観察光学系１３−１および１３−２の光軸Ｌ１およびＬ２上には、対物レンズ１４側から順に、円筒プリズム１５−１および１５−２、アフォーカルズーム系１６−１および１６−２、結像レンズ１７−１および１７−２、並びに、接眼レンズ１８−１および１８−２がそれぞれ配置されている。
On the optical axes L1 and L2 of the observation optical systems 13-1 and 13-2, in order from the
円筒プリズム１５−１および１５−２は、その上面および下面が平行な平面で形成された円筒形状の透明な光学部材である。円筒プリズム１５−１および１５−２は、ユニット２２により保持されており、対物レンズ１４とアフォーカルズーム系１６−１および１６−２との間に、ユニット２２ごと挿脱自在となるように構成されている。
The cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are cylindrical transparent optical members whose upper and lower surfaces are formed by parallel planes. The cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are held by the
アフォーカルズーム系１６−１は、アフォーカル光学系を構成するレンズ１９−１および２０−１と、レンズ１９−１および２０−１の間に配置される開口絞り２１−１とを有して構成される。アフォーカルズーム系１６−１は、結像面での結像倍率のみを変化させ、結像位置を変化させないような光学系であり、その上側および下側で観察光学系１３−１が平行系となっている。また、アフォーカルズーム系１６−２は、アフォーカルズーム系１６−１と同様に、レンズ１９−２および２０−２と開口絞り２１−２とを有して構成される。 The afocal zoom system 16-1 includes lenses 19-1 and 20-1 constituting an afocal optical system, and an aperture stop 21-1 disposed between the lenses 19-1 and 20-1. Composed. The afocal zoom system 16-1 is an optical system that changes only the imaging magnification on the imaging plane and does not change the imaging position. The observation optical system 13-1 is a parallel system above and below the afocal zoom system 16-1. It has become. Similarly to the afocal zoom system 16-1, the afocal zoom system 16-2 includes lenses 19-2 and 20-2 and an aperture stop 21-2.
アフォーカルズーム系１６−１および１６−２では、レンズ１９−１と２０−１およびレンズ１９−２と２０−２の間隔を調整することで、実体顕微鏡１１による観察倍率が連続的に変更され、開口絞り２１−１および２１−２の開口径を調整することで、標本１２を観察する際の光量が調整される。
In the afocal zoom systems 16-1 and 16-2, the observation magnification by the
結像レンズ１７−１および１７−２は、標本１２からの観察光を集光して像を形成し、接眼レンズ１８−１および１８−２は、その像を拡大して、実体顕微鏡１１を覗き込む検鏡者の両目による観察を行わせる。
The imaging lenses 17-1 and 17-2 collect the observation light from the
このように実体顕微鏡１１は構成されており、検鏡者は、観察光学系１３−１および１３−２それぞれから接眼レンズ１８−１および１８−２を介して左右の眼で、それぞれの角度から標本１２を見込み、標本１２を立体視することができる。
Thus, the
ここで、図１に示すように、光軸Ｌ１およびＬ２の間隔である光軸間距離をＤとし、対物レンズ１４の焦点距離をｆ０とし、観察光学系１３−１および１３−２を介して標本１２を見込む角度を２αとすると、光軸間距離Ｄ、焦点距離ｆ０、および角度αの関係は次の式（１）で表される。
Here, as shown in FIG. 1, the distance between the optical axes, which is the distance between the optical axes L1 and L2, is D, the focal length of the
この式（１）より、角度αは、次の式（２）で求めることができる。 From this equation (1), the angle α can be obtained by the following equation (2).
例えば、光軸間距離Ｄを２２ｍｍとし、焦点距離ｆ０を１００ｍｍとすると、標本１２を見込む角度２αは、次の式（３）で表される。
For example, when the distance D between the optical axes is 22 mm and the focal distance f0 is 100 mm, the angle 2α at which the
このような角度２αの視差により、実体顕微鏡１１では標本１２を立体視することができる。なお、以下、この角度２αを、輻輳角とも称する。
With the parallax having such an angle 2α, the
実体顕微鏡１１では、対物レンズ１４より上側の光軸Ｌ１およびＬ２が、標本１２に対して（標本１２が載置されるステージに対して）垂直となるように構成されており、図１に示すように、円筒プリズム１５−１および１５−２の上面および下面が、光軸Ｌ１およびＬ２に対してそれぞれ垂直である場合、観察方向（図１に示されている矢印の方向）は標本１２に対して垂直となる。
In the
そして、実体顕微鏡１１では、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させることにより、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を調整することができる。
In the
図２を参照して、光軸間距離の調整について説明する。図２Ａには、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を、円筒プリズム１５−１および１５−２よりも上側の光軸間距離よりも狭めた状態の実体顕微鏡１１が示されており、図２Ｂには、拡げた状態の実体顕微鏡１１が示されている。
The adjustment of the distance between the optical axes will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a state in which the distance between the optical axes between the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 and the
例えば、円筒プリズム１５−１を、図２Ａに示すように時計方向に傾斜させると、円筒プリズム１５−１の上面および下面でそれぞれ光線が屈折するため、円筒プリズム１５−１の下側の光軸Ｌ１は、その上側の光軸Ｌ１に対して水平方向（光軸に対して直交する方向）の左側にシフトする。また、円筒プリズム１５−２を反時計回りに傾斜させると、円筒プリズム１５−２の下側の光軸Ｌ２は上側の光軸Ｌ２に対して水平方向の右側にシフトする。 For example, when the cylindrical prism 15-1 is tilted clockwise as shown in FIG. 2A, the light beams are refracted on the upper surface and the lower surface of the cylindrical prism 15-1, so that the lower optical axis of the cylindrical prism 15-1. L1 shifts to the left in the horizontal direction (the direction perpendicular to the optical axis) with respect to the optical axis L1 on the upper side. When the cylindrical prism 15-2 is tilted counterclockwise, the lower optical axis L2 of the cylindrical prism 15-2 is shifted to the right in the horizontal direction with respect to the upper optical axis L2.
このように、光軸Ｌ１が左側にシフトするとともに光軸Ｌ２が右側にシフトした場合には、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離は、円筒プリズム１５−１および１５−２よりも上側の光軸間距離よりも狭くなり、輻輳角が狭まることになる。
Thus, when the optical axis L1 is shifted to the left and the optical axis L2 is shifted to the right, the distance between the optical axes between the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 and the
一方、例えば、円筒プリズム１５−１を、図２Ｂに示すように反時計方向に傾斜させると、円筒プリズム１５−１の上面および下面でそれぞれ光線が屈折するため、円筒プリズム１５−１の下側の光軸Ｌ１は、その上側の光軸Ｌ１に対して水平方向の右側にシフトする。また、円筒プリズム１５−２を時計回りに傾斜させると、円筒プリズム１５−２の下側の光軸Ｌ２は上側の光軸Ｌ２に対して水平方向の左側にシフトする。 On the other hand, for example, when the cylindrical prism 15-1 is tilted counterclockwise as shown in FIG. 2B, light rays are refracted on the upper surface and the lower surface of the cylindrical prism 15-1, respectively. The optical axis L1 is shifted to the right in the horizontal direction with respect to the upper optical axis L1. When the cylindrical prism 15-2 is tilted clockwise, the lower optical axis L2 of the cylindrical prism 15-2 is shifted to the left in the horizontal direction with respect to the upper optical axis L2.
このように、光軸Ｌ１が右側にシフトするとともに光軸Ｌ２が左側にシフトした場合には、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離は、円筒プリズム１５−１および１５−２よりも上側の光軸間距離よりも広くなり、輻輳角が広がることになる。
As described above, when the optical axis L1 is shifted to the right side and the optical axis L2 is shifted to the left side, the distance between the optical axes between the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 and the
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させて、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を変更することで輻輳角を変更すること、即ち、左右眼の視差を変化させることができる。これにより、検鏡者は、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度を操作することで、立体感を調整しながら標本１２を観察することができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, by tilting the cylindrical prisms 15-1 and 15-2, the distance between the optical axes between the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 and the
図３を参照して、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度と、光軸間距離および輻輳角との関係について説明する。 With reference to FIG. 3, the relationship between the inclination angles of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2, the distance between the optical axes, and the convergence angle will be described.
図３に示すように、円筒プリズム１５−１および１５−２の厚みをｔとし、光軸Ｌ１およびＬ２それぞれに対する円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度をθとし、円筒プリズム１５−１および１５−２の屈折率をｎとする。このとき、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜に従って光軸Ｌ１およびＬ２がシフトする距離を示す光軸シフト量ｄは、次の式（４）により求めることができる。 As shown in FIG. 3, the thickness of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 is t, and the inclination angle of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 with respect to the optical axes L1 and L2 is θ, and the cylindrical prism 15-1 And the refractive index of 15-2 is n. At this time, the optical axis shift amount d indicating the distance by which the optical axes L1 and L2 shift according to the inclination of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 can be obtained by the following equation (4).
従って、例えば、屈折率ｎを1.5168とし、厚みｔが３０ｍｍである円筒プリズム１５−１および１５−２を使用し、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度θの範囲を±２０度とすると、式（４）より、傾斜角度θが−２０度のときの光軸シフト量ｄは-3.74ｍｍとなり、傾斜角度θが２０度のときの光軸シフト量ｄは3.74ｍｍとなる。従って、上述の条件において、実体顕微鏡１１では、-3.74ｍｍから3.74ｍｍまでの光軸シフト量ｄの範囲で、光軸間距離Ｄを調整することができる。
Therefore, for example, cylindrical prisms 15-1 and 15-2 having a refractive index n of 1.5168 and a thickness t of 30 mm are used, and the range of the inclination angle θ of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 is ± 20 degrees. Then, from equation (4), the optical axis shift amount d when the tilt angle θ is −20 degrees is −3.74 mm, and the optical axis shift amount d when the tilt angle θ is 20 degrees is 3.74 mm. Therefore, under the above-described conditions, the
また、このとき、対物レンズ１４の焦点距離ｆ０を１００ｍｍとし、光軸間距離Ｄを２２ｍｍすると、上述の式（３）より、輻輳角２αは、12.6度となる。また、上述したように、実体顕微鏡１１では、対物レンズ１４を交換して倍率を変更することができ、例えば、焦点距離ｆ０が２００ｍｍである対物レンズ１４を使用する場合、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度θが０度のとき、輻輳角２αは6.3度となる。
At this time, if the focal length f0 of the
このように、焦点距離ｆ０が１００ｍｍの対物レンズ１４と、焦点距離ｆ０が２００ｍｍの対物レンズ１４とを切り替えて使用し、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度θの範囲を±２０度で調整可能としたとき、実体顕微鏡１１では、図４に示すような範囲の輻輳角２αで観察を行うことができる。ここで、円筒プリズム１５−１および１５−２は対称に傾斜させるものとし、直上から（図１で矢印で示した観察方向から）立体視した状態を維持したまま、光軸Ｌ１およびＬ２の成す角度のみが変化する。
In this way, the
図４に示すように、実体顕微鏡１１では、円筒プリズム１５−１および１５−２を対称に±２０度の範囲で傾斜させることで、光軸間距離Ｄが29.5ｍｍから14.5ｍｍまでの範囲で調整され、対物レンズ１４を切り替えることで、輻輳角２αを、16.9度から4.2度までの範囲で連続的に変化させることができる。また、上述したように、円筒プリズム１５−１および１５−２は、ユニット２２ごと挿脱自在となるように構成されているので、ユニット２２を着脱するだけで、任意の輻輳角と、規定の輻輳角（光軸間距離Ｄが２２ｍｍで一定であるときの輻輳角）とを容易に切り替えることができる。
As shown in FIG. 4, in the
次に、図５を参照して、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させる傾斜機構について説明する。 Next, an inclination mechanism for inclining the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 will be described with reference to FIG.
図５に示されている傾斜機構では、円筒プリズム１５−１および１５−２は、プリズムホルダ３１−１および３１−２にそれぞれ固定されており、プリズムホルダ３１−１および３１−２は、ユニット２２に対してそれぞれ回転可能に装着されている。プリズムホルダ３１−１および３１−２は、回転軸を中心とした略円盤形状の円弧部を有しており、その円弧部の外周面の一部に、歯車が形成されている。 In the tilt mechanism shown in FIG. 5, the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are fixed to prism holders 31-1 and 31-2, respectively, and the prism holders 31-1 and 31-2 are unit units. Each is attached to 22 so as to be rotatable. The prism holders 31-1 and 31-2 have a substantially disk-shaped arc part centered on the rotation axis, and a gear is formed on a part of the outer peripheral surface of the arc part.
そして、プリズムホルダ３１−１および３１−２の間には、それぞれの歯車に噛み合うように、駆動用ラック３２が装着されている。駆動用ラック３２は、両側面に歯が形成された平板の棒状の部材であり、いわゆるラックアンドピニオン機構により、駆動用ラック３２の直線的な動きが、プリズムホルダ３１−１および３１−２の回転運動に変換される。
A
例えば、駆動用ラック３２には、図示しない把持部が設けられており、その把持部が検鏡者により上下方向に操作される。例えば、検鏡者が、把持部を上方向に移動させると、把持部とともに移動する駆動用ラック３２の歯を介して、プリズムホルダ３１−１が時計方向に回転するとともに、プリズムホルダ３１−２が反時計方向に回転する。これにより、図５に示すように、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離が、円筒プリズム１５−１および１５−２よりも上側の光軸間距離よりも狭くなり、輻輳角が狭まることになる。
For example, the
なお、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜機構としては、上述のようなラックアンドピニオン機構を利用した構成の機構に限られるものではなく、円筒プリズム１５−１および１５−２を同一の傾斜角度で、対称となる傾斜方向で傾斜させることができるように構成されていれば、どのような傾斜機構でもよい。即ち、傾斜機構は、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させて、光軸Ｌ１とＬ２とが互いに逆方向にシフトするように構成されていればよい。 The tilting mechanism of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 is not limited to the mechanism using the rack and pinion mechanism as described above, and the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are the same. Any tilting mechanism may be used as long as the tilting angle can be tilted in a symmetric tilting direction. That is, the tilt mechanism may be configured to tilt the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 so that the optical axes L1 and L2 shift in opposite directions.
また、本発明は、接眼レンズ１８−１および１８−２を介して検鏡者が直接的に観察するような実体顕微鏡１１の他、例えば、接眼レンズを使用せずに、三次元表示の可能なディスプレイ装置を利用した顕微鏡システムに適用することができる。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
In addition to the
次に、図６は、本発明を適用した顕微鏡システムの構成例を示す図である。 Next, FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a microscope system to which the present invention is applied.
図６において、顕微鏡システム５１を構成する実体顕微鏡１１'は、図１の実体顕微鏡１１と同様に構成されており、接眼レンズ１８−１および１８−２に替えて、撮像素子５２−１および５２−２を有している。
In FIG. 6, the
撮像素子５２−１および５２−２は、例えば、CCD（Charge Coupled Device）やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子であり、観察光学系１３−１および１３−２それぞれの像面位置に配置され、それぞれ視差の異なる画像を撮像する。 The imaging elements 52-1 and 52-2 are imaging elements such as a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, for example, and image plane positions of the observation optical systems 13-1 and 13-2, respectively. And pick up images with different parallaxes.
撮像素子５２−１および５２−２により撮像された画像は、パーソナルコンピュータなどにより構成される制御装置５４において画像処理され、ディスプレイ装置５５に表示される。ディスプレイ装置５５は、三次元表示が可能な表示装置であり、例えば、偏光板や液晶シャッタなどを利用した眼鏡方式や、レンチキュラーやパララックスバリアなどを利用した裸眼立体視方式（眼鏡を使用しない方式）などの表示方式で、撮像素子５２−１および５２−２により撮像された画像を表示する。
The images picked up by the image pickup devices 52-1 and 52-2 are subjected to image processing in the
また、顕微鏡システム５１では、マウスなどの入力装置５６を操作し、検鏡者が制御装置５４に対して各種の操作信号を入力することができる。例えば、輻輳角を調整する操作信号が制御装置５４に入力されると、制御装置５４は、その操作信号に従って駆動装置５７を制御し、駆動装置５７が円筒プリズム１５−１および１５−２を駆動する。これにより、標本１２を観察する輻輳角が調整され、ディスプレイ装置５５の画面に表示される画像の立体感が調整される。
Further, in the
図７を参照して、ディスプレイ装置５５の画面に表示される画像の立体感の調整について説明する。図７では、標本１２として、図７Ａに示されている三角柱を例に説明を行い、三角柱の上面にピント面が設定された状態で標本１２の観察が行われたときの画像が図７Ｂ乃至図７Ｄに示されている。
With reference to FIG. 7, the adjustment of the stereoscopic effect of the image displayed on the screen of the
実体顕微鏡１１'では、観察光学系１３−１の光軸Ｌ１と観察光学系１３−２の光軸Ｌ２とで異なる角度から標本１２を観察することになるため、撮像素子５２−１および５２−２では視差のある像がそれぞれ取得される。具体的には、観察光学系１３−１を介して撮像する撮像素子５２−１では、標本１２の右側面が現れるような像（以下、適宜、右像と称する）が撮像され、観察光学系１３−２を介して撮像する撮像素子５２−２では、標本１２の左側面が現れるような像（以下、適宜、左像と称する）が撮像される。
In the
そして、撮像素子５２−１および５２−２により撮像される右像および左像は、制御装置５４により画像処理が施されてディスプレイ装置５５に表示される。ディスプレイ装置５５に表示される右像および左像は、上述したような表示方式により、撮像素子５２−１により撮像された右像が右目に入力されるとともに、撮像素子５２−２により撮像された左像が左目に入力され、検鏡者は、ディスプレイ装置５５の画面に表示される画像を立体的に認識することができる。
Then, the right image and the left image captured by the image sensors 52-1 and 52-2 are subjected to image processing by the
このとき、標本１２の三角形の上面にピント面が設定された状態とされているので、その上面は右像と左像とで略同位置に現れており、ディスプレイ装置５５の画面では、標本１２の三角形の上面が重畳するように表示される。
At this time, since the focus plane is set on the upper surface of the triangle of the
図７Ｂには、図１に示したように、円筒プリズム１５−１および１５−２の上面および下面が、光軸Ｌ１およびＬ２に対してそれぞれ垂直である場合に、撮像素子５２−１により撮像された右像、撮像素子５２−２により撮像された左像、並びに、右像および左像が表示されるディスプレイ装置５５の画面が示されている。
In FIG. 7B, as shown in FIG. 1, when the upper and lower surfaces of the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are perpendicular to the optical axes L1 and L2, respectively, an image is picked up by the image pickup device 52-1. The screen of the
そして、立体感を弱めたい場合には、図２Ａに示したように、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させて、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を狭めた状態とする。図７Ｃには、この状態で撮像素子５２−１により撮像された右像、撮像素子５２−２により撮像された左像、並びに、右像および左像が表示されるディスプレイ装置５５の画面が示されている。図７Ｃに示されている像では、図７Ｂの像よりも、標本１２の側面が見える範囲が狭くなっており、立体感が弱まることになる。
When it is desired to weaken the three-dimensional effect, as shown in FIG. 2A, the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are inclined so that the space between the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 and the
一方、立体感を強めたい場合には、図２Ｂに示したように、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させて、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を広げた状態とする。図７Ｄには、この状態で撮像素子５２−１により撮像された右像、撮像素子５２−２により撮像された左像、並びに、右像および左像が表示されるディスプレイ装置５５の画面が示されている。図７Ｄに示されている像では、図７Ｂの像よりも、標本１２の側面が見える範囲が広くなっており、立体感が強まることになる。
On the other hand, when it is desired to enhance the stereoscopic effect, the cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are inclined as shown in FIG. The distance between the optical axes is increased. FIG. 7D shows a right image captured by the image sensor 52-1 in this state, a left image captured by the image sensor 52-2, and a screen of the
このように、実体顕微鏡１１'では、標本１２を観察する際の視差を調整した像を取得することができ、ディスプレイ装置５５の画面に表示される画像の立体感を調整することができる。そして、光軸間距離を狭めた状態で観察される像（図７Ｃ）は、光軸間距離を広げた状態で観察される像（図７Ｄ）よりも、観察光軸を１つしか持たない一般的な顕微鏡に近い像となり、一般的に、立体的な認識が苦手な検鏡者にとって疲労感が抑制され、集中して良好な観察を行うことができる。また、例えば、立体的に認識することが困難な形状の標本１２が観察対象となった場合でも、検鏡者は立体的な認識を行いやすいように、視差を調整する（弱める）ことができる。
As described above, the
ところで、図７を参照して説明したように、標本１２の上面にピント面が設定されている場合には、標本１２の上面は、右像および左像ともに略中央に表示され、ディスプレイ装置５５の画面において重畳して表示される。これに対し、ピント面を標本１２の下方（ステージ側）に移動させた場合、標本１２の上面のピントがボケるとともに、実体顕微鏡１１では標本１２を斜め方向から観察していることより、右像では上面が左方向に移動し、左像では上面が右方向に移動する。従って、この場合、ピントがボケている標本１２の上面は、ディスプレイ装置５５の画面で重畳されずに異なる位置に表示されるため、検鏡者は、標本１２の上面を単なる二重像とし認識することになり、標本１２を立体的に認識することが困難になる。
By the way, as described with reference to FIG. 7, when the focus surface is set on the upper surface of the
なお、検鏡者が対物レンズを覗き込んで標本１２を観察する場合には、ピントがボケた上面が横方向に移動しても、両眼輻輳（視線の交差角、つまり眼球の回転）によって補正されるため、標本１２を立体的に認識することが困難になることは、ある程度は回避される。
When the spectroscope looks into the objective lens while looking into the objective lens, even if the defocused upper surface moves in the horizontal direction, binocular convergence (intersection angle of line of sight, that is, rotation of the eyeball) Since the correction is made, it is avoided to some extent that it is difficult to recognize the
図８を参照して、標本１２の下面にピント面が設定されている場合の像について説明する。
With reference to FIG. 8, an image when the focus surface is set on the lower surface of the
図８Ａには、従来の実体顕微鏡と同様に構成された、即ち、円筒プリズム１５−１および１５−２が取り外され、光軸間距離の調整が行われないように構成された実体顕微鏡１１'が示されている。
FIG. 8A shows a
図８では、ピントが合致している標本１２の底面の輪郭が太線で示されており、ピントが合致していない、ボケた標本１２の上面および側面の輪郭が細線で示されている。図８Ａに示すように、右像では標本１２の上面は中央より左側に現れ、左像では標本１２の上面は中央より右側に現れている。そして、ディスプレイ装置５５の画面では、ピントが合致している標本１２の底面が中央で重畳するように表示され、右像における標本１２のボケた上面と、左像における標本１２のボケた上面とが離れた位置に表示される。
In FIG. 8, the outline of the bottom surface of the
このように、標本１２のボケた上面が離れた位置に表示されているときでも、標本１２において上面がピント方向で最も情報量の多い面であるため、その上面を検鏡者が目で追ってしまう傾向が生理的に存在する。これにより、ディスプレイ装置５５の画面に表示された標本１２を立体的に認識することが困難になり、検鏡者が疲労感を覚える原因となる。特に、ディスプレイ装置５５が、裸眼立体方式により立体表示を行う場合には、見る位置（ディスプレイ装置５５に対する検鏡者の頭の位置）により左右の眼に入力される像を確実に分離することができないため、検鏡者は、ディスプレイ装置５５に表示された右像および左像を視差像として認識することが困難となる。これにより、検鏡者は単なる二重像として認識してしまい、標本１２を立体視することができない。
In this way, even when the blurred upper surface of the
そこで、実体顕微鏡１１では、図８Ｂに示すように、円筒プリズム１５−１および１５−２を傾斜させて、円筒プリズム１５−１および１５−２と対物レンズ１４との間の光軸間距離を狭めることで輻輳角を小さくして、ディスプレイ装置５５の画面に表示される標本１２の上面の間隔を近接させることができる。即ち、検鏡者は、ディスプレイ装置５５の画面に表示された標本１２を立体的に認識し易くなるように、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度を調整することで、良好な観察を行うことができる。
Therefore, in the
特に、立体的な認識が困難な形状の標本１２が観察対象となっているとき、検鏡者は、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度を適宜調整して、自身が立体的に認識し易くなるように立体感を調整することで、良好な観察を行うことができる。
In particular, when the
以上のように、顕微鏡システム５１では、ディスプレイ装置５５を利用した観察において、円筒プリズム１５−１および１５−２の傾斜角度を調整することで、立体的な認識が不得意な検鏡者であっても、立体的な認識が困難な形状の標本１２が観察対象であっても、良好な立体像を得ることができるので疲労感が抑制され、検鏡者は、標本１２を立体的に良好に観察することができる。
As described above, in the
また、顕微鏡システム５１では、撮像素子５２−１および５２−２により撮像された画像がディスプレイ装置５５に三次元的に表示されるので、検鏡者は、実体顕微鏡１１を覗きこむよりも大きな画面で、標本１２を詳細に観察することができる。また、複数の検鏡者により標本１２を同時に観察することができる。
Further, in the
なお、本実施の形態において、実体顕微鏡１１（図１）では、対物レンズ１４とアフォーカルズーム系１６−１および１６−２との間に、円筒プリズム１５−１および１５−２が挿入されているが、円筒プリズム１５−１および１５−２の挿入箇所は光路が平行系であればよく、対物レンズ１４とアフォーカルズーム系１６−１および１６−２との間に限定されるものではない。例えば、アフォーカルズーム系１６−１および１６−２と結像レンズ１７−１および１７−２との間の平行系である箇所に円筒プリズム１５−１および１５−２を挿入してもよい。
In the present embodiment, in the stereomicroscope 11 (FIG. 1), cylindrical prisms 15-1 and 15-2 are inserted between the
また、本発明は、観察光学系１３−１および１３−２が平行部分を有する平行系の顕微鏡の他、一対の観察光学系が内向角をもって配置される内斜系の顕微鏡にも適用することができる。 The present invention is also applicable to an internal oblique microscope in which a pair of observation optical systems are arranged with an inward angle in addition to a parallel microscope in which the observation optical systems 13-1 and 13-2 have parallel portions. Can do.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
１１ 実体顕微鏡， １２ 標本， １３−１および１３−２ 観察光学系， １４ 対物レンズ， １５−１および１５−２ 円筒プリズム， １６−１および１６−２ アフォーカルズーム系， １７−１および１７−２ 結像レンズ， １８−１および１８−２ 接眼レンズ， １９−１および１９−２ レンズ， ２０−１および２０−２ レンズ， ２１−１および２１−２ 開口絞り， ２２ ユニット， ３１−１および３１−２ プリズムホルダ， ３２ 駆動用ラック， ５１ 顕微鏡システム， ５２−１および５２−２ 撮像素子， ５４ 制御装置， ５５ ディスプレイ装置， ５６ 入力装置， ５７ 駆動装置 11 Stereo microscope, 12 specimens, 13-1 and 13-2 observation optical system, 14 objective lens, 15-1 and 15-2 cylindrical prism, 16-1 and 16-2 afocal zoom system, 17-1 and 17- 2 imaging lens, 18-1 and 18-2 eyepiece, 19-1 and 19-2 lens, 20-1 and 20-2 lens, 21-1 and 21-2 aperture stop, 22 units, 31-1 and 31-2 prism holder, 32 drive rack, 51 microscope system, 52-1 and 52-2 image sensor, 54 control device, 55 display device, 56 input device, 57 drive device
Claims (6)
前記一対の観察光学系の光軸上に配置され、それぞれの前記光軸を直交方向に移動させる光学部材と、
前記光学部材によるそれぞれの前記光軸の移動方向が互いに逆方向となるように、前記光軸の移動量を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする実体顕微鏡。 A pair of observation optical systems for observing the specimen from different directions,
An optical member that is disposed on the optical axis of the pair of observation optical systems and moves the optical axes in the orthogonal direction;
A stereomicroscope comprising: changing means for changing a moving amount of the optical axis so that moving directions of the optical axes by the optical members are opposite to each other.
前記変更手段は、前記光学部材の平面を前記光軸に対して傾斜させる傾斜角度を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。 The optical member is a transparent plane parallel plate,
The stereomicroscope according to claim 1, wherein the changing unit changes an inclination angle for inclining a plane of the optical member with respect to the optical axis.
ことを特徴とする請求項１または２に記載の実体顕微鏡。 The stereomicroscope according to claim 1, wherein the optical member is detachable on an optical axis of the observation optical system.
前記撮像素子により撮像された画像を、検鏡者により立体視可能となるように表示する表示手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の実体顕微鏡。 An image sensor disposed on an image plane of the observation optical system;
The stereomicroscope according to any one of claims 1 to 3, further comprising display means for displaying an image picked up by the image pickup device so as to be stereoscopically viewed by an examiner.
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の実体顕微鏡。 The said optical member moves the said optical axis to object so that the movement amount of each optical axis in a pair of observation optical system may become the same in the reverse direction. Stereo microscope.
をさらに備え、
前記光学部材は、前記アフォーカル光学系の上側または下側に形成される前記観察光学系の光路が平行系となる箇所に挿入される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の実体顕微鏡。 An afocal zoom optical system configured to change only the imaging magnification on the imaging plane and not to change the imaging position;
The said optical member is inserted in the location where the optical path of the said observation optical system formed in the upper side or the lower side of the said afocal optical system becomes a parallel system. Stereo microscope.
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106842532A (en) * | 2015-11-18 | 2017-06-13 | 三鹰光器株式会社 | Stereovision device is used in operation |
| CN107817600A (en) * | 2017-11-07 | 2018-03-20 | 苏州西默医疗科技有限公司 | A kind of modularization exempts from eyepiece bore hole 3D display lens barrel |
| WO2020095443A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | 株式会社ニコン | Microscope |
| WO2020121457A1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 株式会社ニコン | Microscope, microscope adjustment device, microscope system and program |
-
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