JP3527660B2 - microscope - Google Patents

microscope

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JP3527660B2
JP3527660B2 JP15083699A JP15083699A JP3527660B2 JP 3527660 B2 JP3527660 B2 JP 3527660B2 JP 15083699 A JP15083699 A JP 15083699A JP 15083699 A JP15083699 A JP 15083699A JP 3527660 B2 JP3527660 B2 JP 3527660B2
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栄一 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、観察対象物を拡大
して結像させる顕微鏡に関し、特に、コバが一部切り欠
かれたクローズアップ光学系と、このクローズアップ光
学系を保持する鏡筒内の隙間に照射範囲可変の照明光学
系を配置している顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microscope for enlarging and forming an image of an object to be observed, and more particularly to a close-up optical system with a cutaway edge and a lens barrel holding the close-up optical system. The present invention relates to a microscope in which an illumination optical system whose irradiation range is variable is arranged in a gap inside.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の顕微鏡は、例えば、脳神経外科
手術のように微細な組織を処置する際に使用される。即
ち、脳のように微細な組織からなる器官は、その構造組
織を肉眼で識別することが困難であるために、このよう
な器官の処置は、顕微鏡下で行わざるを得ない。
2. Description of the Related Art Microscopes of this type are used, for example, in treating fine tissues such as in neurosurgery. That is, since it is difficult to visually identify the structural tissue of an organ composed of minute tissues such as the brain, such an organ must be treated under a microscope.

【0003】このような顕微鏡は対物光学系が高倍率で
あるが故に像が暗くなってしまうので、観察対象物を照
明する照明光学系が不可欠となる。このような照明光学
系によって観察対象物を照明する場合には、観察対象物
までの距離(作動距離)が変動しても観察対象物に対す
る照明光照射範囲の中心の相対位置関係があまり変わら
ぬように、照明光学系の光軸と対物光学系の光軸とをで
きるだけ接近することが望ましい。そのための一つの構
成として、対物光学系をクローズアップ光学系と結像光
学系とから構成するとともに結像光学系の光軸をクロー
ズアップ光学系の光軸からオフセットし、クローズアッ
プ光学系における結像光学系の光軸から離れた側のコバ
に切欠面を形成するとともに、クローズアップ光学系の
鏡筒内と切欠面との隙間に照明光学系を配置すること
が、考えられる。
In such a microscope, since the image is dark because the objective optical system has a high magnification, an illumination optical system for illuminating the observation object is indispensable. In the case of illuminating an observation object with such an illumination optical system, the relative positional relationship of the center of the illumination light irradiation range with respect to the observation object does not change much even if the distance (working distance) to the observation object changes. Thus, it is desirable that the optical axis of the illumination optical system and the optical axis of the objective optical system be as close as possible. As one configuration for that purpose, the objective optical system is composed of a close-up optical system and an image-forming optical system, and the optical axis of the image-forming optical system is offset from the optical axis of the close-up optical system to form a connection in the close-up optical system. It is conceivable to form a notch surface on the edge of the image optical system far from the optical axis, and arrange the illumination optical system in the gap between the notch surface and the lens barrel of the close-up optical system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、手術用顕微
鏡のように観察対象物の大きさが千差万別である場合に
は、対物光学系の結像光学系としてズームレンズを用
い、対物光学系全体の倍率を可変にすることが望まし
い。このように対物光学系の全体の倍率を可変にする場
合には、照明光学系についても、その照射範囲の広さが
可変な構成としなければならない。
By the way, when the size of the object to be observed is various, such as in a surgical microscope, a zoom lens is used as an imaging optical system of the objective optical system, and the objective optical system is used. It is desirable to make the magnification of the entire system variable. When the overall magnification of the objective optical system is variable in this way, the illumination optical system must also have a variable irradiation range.

【0005】しかしながら、クローズアップ光学系の鏡
筒内に照射範囲の広さが可変の照明光学系を配置する場
合には、照明光学系からの照明光が側方に漏れ、クロー
ズアップレンズ群内に迷光として入り込んでしまう問題
が生じると、考えられる。即ち、この場合に採用される
照明光学系の鏡筒は、少なくとも、レンズを直接保持し
ているレンズ枠と、このレンズ枠の外周面に植設された
駆動ピンを案内する案内溝が開けられた固定筒と、この
固定筒の案内溝を貫通した駆動ピンを駆動するカム溝が
開けられたカム筒とから、構成される。従って、固定溝
とカム溝との交点において鏡筒内部と外部とが連通する
ので、鏡筒内部を通っている照明光がこの交点を通じて
外部に漏れて、それが迷光としてクローズアップ光学系
内に入り込んでしまうのである。
However, when an illumination optical system having a variable irradiation range is arranged in the lens barrel of the close-up optical system, the illumination light from the illumination optical system leaks to the side and inside the close-up lens group. It is conceivable that there will be a problem that the light will enter the stray light. That is, at least the lens barrel of the illumination optical system adopted in this case is provided with a lens frame that directly holds the lens and a guide groove that guides the drive pin implanted on the outer peripheral surface of the lens frame. And a cam barrel having a cam groove for driving a drive pin penetrating the guide groove of the fixed barrel. Therefore, since the inside of the lens barrel communicates with the outside at the intersection of the fixed groove and the cam groove, the illumination light passing through the inside of the lens barrel leaks to the outside through this intersection, and that light enters the close-up optical system as stray light. It gets in.

【0006】このような迷光は、結像される映像の品質
を著しく劣化させてしまうので、これを遮光する構成が
必要となる。このような遮光構成として、照明光学系の
鏡筒とクローズアップ光学系との間に遮光板を取り付け
ることも考えられるが、厚い遮光板を置いてしまうと、
その厚さ分だけ照明光学系の光軸が対物光学系の光軸か
ら更に離れてしまうので、照明光による陰影をなくすと
いう本来の目的が損なわれてしまう。
Since such stray light significantly deteriorates the quality of an image formed, it is necessary to shield the stray light. As such a light-shielding structure, a light-shielding plate may be attached between the lens barrel of the illumination optical system and the close-up optical system, but if a thick light-shielding plate is placed,
Since the optical axis of the illumination optical system is further apart from the optical axis of the objective optical system by the thickness, the original purpose of eliminating the shadow due to the illumination light is impaired.

【0007】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その課題は、照明光学系の光軸が対物
光学系の光軸に対して極力接近した光学構成を有すにも
拘わらず、照明光学系中のレンズを移動可能に保持する
鏡筒内から照明光が漏れて対物光学系内に入り込むこと
がない顕微鏡を、提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and its problem is to have an optical configuration in which the optical axis of the illumination optical system is as close as possible to the optical axis of the objective optical system. Despite this, it is an object of the present invention to provide a microscope in which illumination light does not leak into the objective optical system from leaking from the lens barrel that movably holds the lens in the illumination optical system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め、本発明は、ズームレンズからなる結像光学系と、こ
の結像光学系の前方においてこの結像光学系の光軸に対
してその光軸が略平行にオフセットするように配置され
ているとともにその光軸に関して前記結像光学系の光軸
とは反対側に切欠面が形成されているクローズアップ光
学系と、このクローズアップ光学系の切欠面に近接して
配置された鏡筒内においてその光軸が前記クローズアッ
プ光学系の光軸と略平行になるように保持されていると
とも光源からの光を前記クローズアップ光学系の前方
に向けて配光する照明光学系とを有する顕微鏡におい
て、前記照明光学系を保持する鏡筒は、その前端側から
後端側に向けてスリット状の第1溝が形成された第1環
と、この第1環の外側においてこの第1環に対して相対
回転可能に填められているとともに前記第1溝に対して
斜行したスリット状の第2溝がその前端側から後端側に
向けて形成された第2環と、前記第1環及び第2環の内
部において前記照明光学系を構成するレンズを保持する
とともに前記第1溝と第2溝との交点に挿し込まれた駆
動ピンを一体に有するレンズ枠と、前記第2溝を塞ぐた
めに前記第2環の外面に設けられた遮光部材とを、備え
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming optical system including a zoom lens and an optical axis of the image forming optical system in front of the image forming optical system. A close-up optical system in which the optical axes are arranged so as to be offset substantially parallel to each other, and a cutout surface is formed on the side opposite to the optical axis of the imaging optical system with respect to the optical axis, and the close-up optical system. the light from the light source to <br/> both its optical axis in notched surface disposed proximate the lens barrel of the system is maintained so as to be substantially parallel to the optical axis of the close-up optical system In a microscope having an illumination optical system that distributes light toward the front of the close-up optical system, a lens barrel that holds the illumination optical system has a slit-shaped first groove from the front end side toward the rear end side. The formed first ring and this first ring A second slit-shaped second groove, which is fitted to the first ring so as to be rotatable relative to the first ring and oblique to the first groove, is formed from its front end side toward its rear end side. A lens frame that holds a ring and a lens that constitutes the illumination optical system inside the first ring and the second ring, and integrally includes a drive pin that is inserted at an intersection of the first groove and the second groove. And a light blocking member provided on the outer surface of the second ring to close the second groove.

【0009】このように構成されると、結像光学系の光
軸はクローズアップ光学系によって偏向され、クローズ
アップ光学系の前方において、このクローズアップ光学
系の光軸と交わる。従って、このクローズアップ光学系
の前方に存在する観察対象物が、このクローズアップ光
学系及び結像光学系からなる対物光学系によって、像形
成される。このようにして像形成される観察対象物は、
照明光学系によって照明されるが、この照明光学系は、
クローズアップ光学系におけるその光軸に関して結像光
学系の光軸とは反対側に形成された切欠面に近接して配
置されているので、その光軸は、クローズアップ光学系
によって偏向された結像光学系の光軸に対して極力接近
している。従って、観察対象物までの距離(作動距離)
が変動しても、観察対象物に対する照明光照射範囲の中
心の相対位置関係は、あまり変わらない。また、この照
明光学系を構成するレンズは、結像光学系がズームレン
ズであることに合わせて、その光軸方向に移動すること
によってその照明範囲の広さを変化させることができ
る。この照明光学系を構成するレンズを移動可能に保持
する鏡筒は、第1環と第2環とが相対回転することによ
って第1環に形成された第1溝と第2環に形成された第
2溝との交点を移動させ、この交点に挿し込まれている
レンズ枠の駆動ピンを光軸方向に移動させる。この第2
環の外面には第2溝を塞ぐ遮光部材が設けられているの
で、第1溝と第2溝との交点を通じて、鏡筒内から照明
光が漏れてクローズアップ光学系内に入り込むことはな
い。
With this structure, the optical axis of the imaging optical system is deflected by the close-up optical system and intersects with the optical axis of the close-up optical system in front of the close-up optical system. Therefore, the observation object existing in front of the close-up optical system is imaged by the objective optical system including the close-up optical system and the image forming optical system. The observation object imaged in this way is
It is illuminated by the illumination optics.
Since the optical axis of the close-up optical system is arranged close to the notch surface formed on the side opposite to the optical axis of the imaging optical system, the optical axis is deflected by the close-up optical system. It is as close as possible to the optical axis of the image optical system. Therefore, the distance to the observation target (working distance)
Even if fluctuates, the relative positional relationship of the center of the illumination light irradiation range with respect to the observation object does not change much. Further, the lens forming this illumination optical system can change the width of its illumination range by moving in the optical axis direction in accordance with the fact that the imaging optical system is a zoom lens. A lens barrel that movably holds a lens that constitutes this illumination optical system is formed in a first groove and a second ring formed in the first ring by relative rotation of the first ring and the second ring. The intersection with the second groove is moved, and the drive pin of the lens frame inserted at this intersection is moved in the optical axis direction. This second
Since the light shielding member for closing the second groove is provided on the outer surface of the ring, the illumination light does not leak from the lens barrel and enter the close-up optical system through the intersection of the first groove and the second groove. .

【0010】この顕微鏡は、結像光学系によって形成さ
れた観察対象物の像をアイピースを介して拡大観察させ
る光学式顕微鏡であっても良いし、この結像光学系によ
って形成された観察対象物の像を直接又はリレー光学系
によってリレーした後に撮像するビデオ型顕微鏡であっ
ても良い。また、この顕微鏡は、クローズアップ光学系
に対して結像光学系が一つのみ備えられた単眼顕微鏡で
あっても良いし、共通に用いられるクローズアップ光学
系に対して一対の結像光学系が備えられた双眼(立体)
顕微鏡であっても良い。
This microscope may be an optical microscope for magnifying and observing an image of an observation object formed by the imaging optical system through an eyepiece, or an observation object formed by this imaging optical system. It may be a video-type microscope that picks up the image of (1) directly or after being relayed by a relay optical system. Further, this microscope may be a monocular microscope having only one imaging optical system for the close-up optical system, or a pair of imaging optical systems for the commonly used close-up optical system. Binoculars equipped with
It may be a microscope.

【0011】クローズアップ光学系に形成された切欠面
は、研削によって形成されても良いし、モールドによる
レンズ成形に際して同時に形成されても良い。また、こ
の切欠面は、その部分におけるクローズアップ光学系の
半径が他の部分の半径よりも小さいものであればその形
状は問わない。従って、平面であっても良いし、凹面又
は凸面であっても良い。平面や円柱面等の場合において
は、クローズアップ光学系の光軸と平行に形成されてい
ても良いし、傾斜して形成されていても良い。さらに、
切欠面が光軸と平行な凹面として形成された場合、この
切欠面をなす凹面が閉じていても良い。換言すると、ク
ローズアップ光学系をなすレンズの一次部に、照明光学
系を貫通させる貫通孔が形成され、この貫通孔の内面が
切欠面となっていても良い。
The notch surface formed in the close-up optical system may be formed by grinding, or may be formed at the same time when the lens is molded by the mold. The shape of the cutout surface is not limited as long as the radius of the close-up optical system in that portion is smaller than the radii of other portions. Therefore, it may be flat, concave or convex. In the case of a flat surface or a cylindrical surface, it may be formed parallel to the optical axis of the close-up optical system or may be formed inclined. further,
When the cutout surface is formed as a concave surface parallel to the optical axis, the concave surface forming the cutout surface may be closed. In other words, a through hole for penetrating the illumination optical system may be formed in the primary part of the lens forming the close-up optical system, and the inner surface of the through hole may be a notched surface.

【0012】照明光学系は、光源から射出された照明光
の照射範囲を可変できさえすれば良いので、単一のレン
ズ群から構成されていても良いし、複数のレンズ群から
構成されていても良い。但し、複数のレンズ群から構成
された場合には、ズームレンズとして、照明光の照射角
を可変することが可能となる。鏡筒を構成する第1環及
び第2環は、相対回転できさえすれば良いので、第1環
が固定されて第2環が回転する構成であっても良いし、
その逆であっても良いし、双方が回転する構成であって
も良い。何れの場合であっても、第1溝と第2溝とは相
対的に斜行してさえいれば良いので、どちらか一方が光
軸と平行な直進溝であって他方が光軸に対して傾斜して
いても良いし、双方が光軸に対して傾斜していても良
い。これら第1溝及び第2溝並びにレンズ枠は、照明光
学系が単一のレンズ群から構成されている場合には一組
備えられれば良いが、照明光学系が複数のレンズ群から
構成されている場合には、移動レンズ群毎に対応して複
数組備えられる。
Since the illumination optical system has only to change the irradiation range of the illumination light emitted from the light source, it may be composed of a single lens group or a plurality of lens groups. Is also good. However, in the case of being composed of a plurality of lens groups, it becomes possible to change the irradiation angle of the illumination light as a zoom lens. The first ring and the second ring forming the lens barrel need only be able to rotate relative to each other, and thus the first ring may be fixed and the second ring may rotate.
The opposite may be applied, or both may be rotated. In either case, the first groove and the second groove need only be oblique relative to each other, so that either one is a straight groove parallel to the optical axis and the other is an optical axis. May be inclined, or both may be inclined with respect to the optical axis. The first groove, the second groove, and the lens frame may be provided as one set when the illumination optical system is configured by a single lens group, but the illumination optical system is configured by a plurality of lens groups. If so, a plurality of sets are provided for each moving lens group.

【0013】遮光部材は、例えば、金属又は合成樹脂等
の板から構成されていても良いし、第2環の外面に填め
られた金属パイプ又は合成樹脂パイプであっても良い
し、合成樹脂やポリマー製のシートであっても良い。こ
のような遮光部材は、少なくとも鏡筒内の照明光を外に
漏らさない程度の遮光性を備えていれば良いが、その外
面に反射防止コーティングが施されていれば、クローズ
アップ光学系から漏れた光が反射して迷光としてクロー
ズアップ光学系内に戻ってしまうことも防止できる。こ
の遮光部材は、少なくとも第2環の第2溝をその全域に
亘って塞いでいれば足りるが、第2環の外面全体に設け
られていても良い。
The light-shielding member may be made of, for example, a plate of metal or synthetic resin, or may be a metal pipe or a synthetic resin pipe fitted to the outer surface of the second ring, or a synthetic resin or It may be a polymer sheet. It is sufficient that such a light blocking member has at least a light blocking property that does not leak the illumination light inside the lens barrel to the outside, but if the outer surface of the light blocking member has an antireflection coating, it does not leak from the close-up optical system. It is also possible to prevent the reflected light from returning to the close-up optical system as stray light. The light blocking member is sufficient if it covers at least the second groove of the second ring over the entire area, but it may be provided on the entire outer surface of the second ring.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】以下に説明する実施形態では、本発明の顕
微鏡は、共通に用いられるクローズアップレンズ群に対
して左右一対のズームレンズを組み合わせた対物光学系
により観察対象物を立体映像としてビデオ撮影するビデ
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(ステレオ映像)を、予め得られてい
た患部のデータに基づいて作成したCG(コンピュータ
グラフィック)映像と合成して、手術者専用の立体視ビ
ューアーや他のスタッフ用のモニタ等に表示し、また、
録画装置に録画するシステムである。 (手術支援システムの全体構成)図1は、この手術支援
システムの概略を示すシステム構成図である。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1
01と、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と、同じく
下端近傍に取り付けられた顕微鏡位置測定装置103
と、立体顕微鏡101の上面に取り付けられたカウンタ
ーウェイト104と、このカウンターウェイト104に
開けられた貫通孔を貫通して立体顕微鏡101の内部に
導通されたライトガイドファイバ105と、このライト
ガイドファイバ105を通じて立体顕微鏡101に照明
光を導入する光源装置106と、ディスク装置107を
有する手術計画用コンピュータ108と、顕微鏡位置測
定装置103及び手術計画用コンピュータ108に接続
されたリアルタイムCG作成装置109と、このリアル
タイムCG作成装置109及びハイビジョンCCDカメ
ラ102に接続された画像合成装置110と、この画像
合成装置110に接続された分配器111と、この分配
器111に接続された録画装置115,モニタ114及
び立体視ビューア113等から、構成されている。
In the embodiments described below, the microscope of the present invention video-captures an observation object as a stereoscopic image by an objective optical system in which a pair of left and right zoom lenses are combined with a commonly used close-up lens group. It is implemented as a video stereoscopic microscope. Such a video-type stereo microscope (hereinafter simply referred to as "stereo microscope")
Is used by being incorporated into a surgery support system used in, for example, neurosurgery. This surgery support system synthesizes a stereoscopic image (stereo image) obtained by video-recording a patient's tissue with a stereoscopic microscope and a CG (computer graphic) image created based on previously obtained data of an affected area. Display it on a stereoscopic viewer dedicated to the surgeon or a monitor for other staff.
This is a system for recording on a recording device. (Overall Configuration of Surgery Support System) FIG. 1 is a system configuration diagram showing an outline of this surgery support system. This Figure 1
As shown in FIG.
01, a high-definition CCD camera 102 attached near the upper end of the back surface of the stereoscopic microscope 101, and a microscope position measuring device 103 also attached near the lower end.
A counterweight 104 attached to the upper surface of the stereomicroscope 101, a light guide fiber 105 that penetrates through a through hole formed in the counterweight 104 and is conducted inside the stereomicroscope 101, and the light guide fiber 105. A light source device 106 for introducing illumination light to the stereoscopic microscope 101 through a computer, a surgery planning computer 108 having a disk device 107, a microscope position measuring device 103 and a real-time CG creation device 109 connected to the surgery planning computer 108, and An image synthesizing device 110 connected to the real-time CG creating device 109 and the high-definition CCD camera 102, a distributor 111 connected to the image synthesizing device 110, a recording device 115, a monitor 114 and a stereoscopic device connected to the distributor 111. Visual viewer 13, etc., are constructed.

【0016】上述したディスク装置107には、患者P
の患部を予め様々な撮影装置で撮影することによって得
られた画像(CTスキャン画像,MRI画像,SPEC
T画像,血管造影画像,等)が格納されているととも
に、これらの各種画像に基づいて予め作成された患部及
び周辺組織の3次元データが格納されている。なお、こ
の3次元データは、患者の外皮又は内部組織の特定部位
に設定された基準点(マーキング等)を原点として定義
された3次元ローカル座標上で、患部及び周辺組織の形
状,大きさ及び位置を、ベクトル形式又はマップ形式で
特定するデータとなっている。
In the above-mentioned disk device 107, the patient P
Images obtained by preliminarily photographing the affected part of the patient with various photographing devices (CT scan image, MRI image, SPEC
(T images, angiographic images, etc.) are stored, and three-dimensional data of the affected area and surrounding tissues created in advance based on these various images are also stored. It should be noted that this three-dimensional data has three-dimensional local coordinates defined with a reference point (marking or the like) set at a specific portion of the patient's outer skin or internal tissue as the origin, and the shape, size, and size of the affected area and surrounding tissue. It is data that specifies the position in vector format or map format.

【0017】また、上述した立体顕微鏡101は、その
背面に取付られたマウントを介して、第1スタンド10
0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の先端が届く半径内
で、移動自在であるとともに、任意の向きに向くことが
できる。但し、ここでは、便宜上、立体顕微鏡101に
対するその被写体の向きを「下」と定義し、逆向きを
「上」と定義するものとする。
Further, the above-mentioned stereoscopic microscope 101 has the first stand 10 through the mount attached to the back surface thereof.
It is detachably fixed to the tip of the free arm 100a of No. 0. Therefore, the stereoscopic microscope 101 is movable within a radius reached by the tip of the free arm 100a of the first stand 100 and can be oriented in any direction. However, here, for convenience, the direction of the subject with respect to the stereoscopic microscope 101 is defined as “down”, and the opposite direction is defined as “up”.

【0018】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、
図2に示すように、観察対象物は、単一の光軸を持つ大
径のクローズアップ光学系210,及びこのクローズア
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220,2
30からなる対物光学系によって、左右の視野絞り27
0,271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24
0,250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、ハイビジョンサイズ(縦横の
アスペクト比=9:16)の撮像面を有するCCD11
6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。
The optical structure of the stereoscopic microscope 101 will be described later in detail.
As shown in FIG. 2, the observation object is a large-diameter close-up optical system 210 having a single optical axis, and a pair of left and right converging light beams transmitted through different portions of the close-up optical system 210. Zoom optical system 220, 2
The left and right field stop 27
Images are formed as primary images at positions 0 and 271, respectively.
These left and right primary images are a pair of left and right relay optical systems 24.
CCD 11 which is relayed by 0, 250 and is introduced into the high-definition CCD camera 102, and which has an imaging surface of high-definition size (vertical and horizontal aspect ratio = 9: 16)
Left and right imaging areas in 6 (aspect ratio in the vertical and horizontal directions =
At 9: 8), they are re-imaged as secondary images.

【0019】このような撮影光学系によってCCD11
6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、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。そして、こ
のCCD116の出力信号は、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、ハイビジョ
ンCCDカメラ102から画像合成装置112へ向けて
出力される。
With such a photographing optical system, the CCD 11
The images formed in the left and right image pickup areas on the image pickup surface 6 are equivalent to stereo images obtained by arranging left and right images respectively taken from two locations separated by a predetermined baseline length. Then, the output signal of the CCD 116 is generated as a high-definition signal by the image processor 117 and is output from the high-definition CCD camera 102 to the image synthesizing device 112.

【0020】なお、この立体顕微鏡101内には、クロ
ーズアップ光学系210の焦点位置近傍に存在する観察
対象物を照明する照明光学系300(図6参照)が内蔵
されている。そして、この照明光学系300には、光源
装置106からライトガイドファイババンドル105を
介して照明光が導入される。
The stereoscopic microscope 101 incorporates an illumination optical system 300 (see FIG. 6) for illuminating an observation object existing near the focal position of the close-up optical system 210. Then, illumination light is introduced into the illumination optical system 300 from the light source device 106 through the light guide fiber bundle 105.

【0021】図1に戻り、立体顕微鏡101に取り付け
られた顕微鏡位置測定装置103は、クローズアップ光
学系210の光軸上に存在する観察対象物までの距離,
クローズアップ光学系210の光軸の立体的な向き,上
記基準点の位置を測定し、測定したこれら情報に基づい
て上記ローカル座標における観察対象物の位置を算出す
る。そして、これら光軸の向き及び観察対象物の位置の
情報を、リアルタイムCG作成装置109に通知する。
Returning to FIG. 1, the microscope position measuring device 103 attached to the stereoscopic microscope 101 has a distance to an observation object existing on the optical axis of the close-up optical system 210.
The three-dimensional orientation of the optical axis of the close-up optical system 210 and the position of the reference point are measured, and the position of the observation object in the local coordinates is calculated based on the measured information. Then, the real-time CG creation device 109 is notified of the information on the direction of the optical axis and the position of the observation target.

【0022】このリアルタイムCG作成装置109は、
顕微鏡位置測定装置103から通知された光軸の向き及
び観察対象物の位置の情報,及び手術計画用コンピュー
タ108からダウンロードした3次元データに基づい
て、この光軸の向きから患部(例えば腫瘍)を立体視し
たのと等価なCG画像(例えば、ワイヤフレーム画像)
をリアルタイムに生成する。このCG画像は、立体顕微
鏡101内の光学系と同じ基線長,及び同じ被写体距離
での立体画像(ステレオ画像)として生成される。そし
て、リアルタイムCG作成装置109は、このようにし
て生成したCG画像を示すCG画像信号を、随時、画像
合成装置110に入力する。
This real-time CG creation device 109 is
Based on the information on the direction of the optical axis and the position of the observation object notified from the microscope position measuring device 103, and the three-dimensional data downloaded from the surgery planning computer 108, the affected part (eg, tumor) is detected from the direction of the optical axis. CG image equivalent to stereoscopic viewing (eg wireframe image)
Is generated in real time. This CG image is generated as a stereoscopic image (stereo image) at the same base line length and the same subject distance as the optical system in the stereoscopic microscope 101. Then, the real-time CG creation device 109 inputs the CG image signal indicating the CG image generated in this way to the image synthesizing device 110 at any time.

【0023】この画像合成装置110は、ハイビジョン
CCDカメラ102から入力された実際の観察対象物の
ハイビジョン信号に、リアルタイムCG作成装置109
から得られたCG画像信号を、縮尺を調整してスーパー
インポーズする。このようなCG画像信号のスーパーイ
ンポーズがなされたハイビジョン信号が示す画像におい
ては、実際に撮影して得られた画像中で、患部の形状,
大きさ及び位置が、ワイヤフレーム等のCG画像として
示されている。このスーパーインポーズのなされたハイ
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113,その他の手術スタッフ用又は遠
隔地に居るアドバイザ用のモニタ114,及び、録画装
置115へ、夫々供給される。
The image synthesizing device 110 converts a high-definition signal of an actual observation object input from the high-definition CCD camera 102 into a real-time CG creating device 109.
The scale of the CG image signal obtained from the above is adjusted and superimposed. In the image indicated by the high-definition signal obtained by superimposing such a CG image signal, the shape of the affected part is
The size and position are shown as a CG image such as a wire frame. This superimposed high-definition signal is distributed by the distributor 111 to the stereoscopic viewer 113 for the main operator D, the monitor 114 for other surgical staff or an advisor at a remote place, and the recording device 115. Each is supplied.

【0024】立体視ビューワ113は、第2スタンド1
12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113の概略構成
を図3に示す。この図3に示されるように、立体視ビュ
ーワ113は、ハイビジョンサイズのLCDパネル12
0を、モニタとして内蔵している。このLCDパネル1
20に分配器からのハイビジョン信号による映像が表示
された場合には、図4の平面図に示すように、LCDパ
ネル120の左半分120bには、CCD116におけ
る左側撮像領域にて撮影された映像が表示され、右半分
120aには、CCD116における右側撮影領域にて
撮影された映像が表示される。これら左右の映像の境界
線120cは、後述する視野絞り270,271の位置
調整如何により、ずれたり傾むいたりする。立体視ビュ
ーワ113内の光路は、視野絞り270,271が正確
に調整された際における境界線120c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1
20側から順番に、楔プリズム119及び接眼レンズ1
18が配置されている。この接眼レンズ118は、LC
Dパネル120に表示された映像の虚像を、観察眼Iの
前方約1m(−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先に存在する物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。
The stereoscopic viewer 113 is the second stand 1
Twelve free arms 112a are attached so as to hang down from the tip thereof. Therefore, the stereoscopic viewer 113 can be arranged according to the posture in which the main operator D can easily perform the treatment. A schematic configuration of the stereoscopic viewer 113 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the stereoscopic viewer 113 includes a high-definition-sized LCD panel 12
0 is built in as a monitor. This LCD panel 1
When the image by the high-definition signal from the distributor is displayed on the display 20, the image captured in the left imaging area of the CCD 116 is displayed on the left half 120b of the LCD panel 120 as shown in the plan view of FIG. An image taken in the right-side imaging area of the CCD 116 is displayed on the right half 120a. The boundary lines 120c of the left and right images are displaced or tilted depending on the position adjustment of the field diaphragms 270 and 271 described later. The optical path in the stereoscopic viewer 113 is divided into a right side and a left side by a partition wall 121 installed perpendicularly to the boundary line 120c when the field diaphragms 270 and 271 are accurately adjusted. The LCD panel 1 is provided on each side of the partition wall 121.
The wedge prism 119 and the eyepiece 1 in order from the 20 side
18 are arranged. This eyepiece lens 118 is LC
This is a lens for enlarging and forming a virtual image of an image displayed on the D panel 120 at a position approximately 1 m (-1 diopter) in front of the observation eye I. Further, the wedge prism 119 corrects the traveling direction of light so that the vergence angle of the observing eye I becomes the same angle as when observing an object existing 1 m ahead, and enables natural stereoscopic observation.

【0025】このような立体視ビューワ113によって
立体視される映像,又は、モニタ114に表示される映
像においては、上述したように、予め各種撮影装置によ
って撮影された画像に基づいて検出されていた腫瘍等の
患部の形状,大きさ及び位置を示すワイヤフレーム等の
CGがスーパーインポーズされている。従って、これら
を観察している主術者D又はその他の手術スタッフは、
実際の映像中では識別が困難である患部を、容易に識別
することができる。これにより、正確且つ迅速な処置が
可能となるのである。 (立体顕微鏡の構成)次に、上述した立体顕微鏡101
(ハイビジョンCCDカメラ102を含む)の具体的な
構成を、詳細に説明する。この立体顕微鏡101は、図
5の斜視図に示すように、ハイビジョンCCDカメラ1
02が取り付けられた背面が扁平であり、且つ、表面
(背面の反対側面)の両側縁が面取りされた略角柱形状
を有する。そして、その上面の中央に、開口が円形の凹
部101aが形成されている。この凹部101aの中心
には、ライトガイドファイババンドル105の先端が挿
通固定された円筒部材であるガイドパイプ122が挿入
される挿入口(図示略)が形成されている。なお、この
挿入口の開口に取り付けられた円環状の部材(ファイバ
ガイド挿入部)123は、挿入口に挿入されたガイドパ
イプ122を固定するチャックである。 <光学構成>次に、立体顕微鏡101内の光学構成を、
図6乃至図9を参照して説明する。図6は顕微鏡光学系
の全体構成を示す斜視図、図7は側面図、図8は正面
図、図9は平面図である。
As described above, the image stereoscopically viewed by the stereoscopic viewer 113 or the image displayed on the monitor 114 has been detected based on the images previously captured by various image capturing devices. A CG such as a wire frame indicating the shape, size and position of an affected part such as a tumor is superimposed. Therefore, the main surgeon D or other surgical staff observing these,
The affected area, which is difficult to identify in the actual image, can be easily identified. This allows accurate and rapid treatment. (Configuration of Stereo Microscope) Next, the stereo microscope 101 described above.
The specific configuration of the high-definition CCD camera 102 will be described in detail. This stereoscopic microscope 101 has a high-definition CCD camera 1 as shown in the perspective view of FIG.
The back surface to which 02 is attached is flat, and has a substantially prismatic shape in which both side edges of the front surface (side surface opposite to the back surface) are chamfered. A recess 101a having a circular opening is formed in the center of the upper surface. An insertion port (not shown) into which the guide pipe 122, which is a cylindrical member having the tip of the light guide fiber bundle 105 inserted and fixed, is inserted is formed in the center of the recess 101a. The annular member (fiber guide insertion portion) 123 attached to the opening of the insertion port is a chuck for fixing the guide pipe 122 inserted into the insertion port. <Optical configuration> Next, the optical configuration in the stereoscopic microscope 101 will be described.
This will be described with reference to FIGS. 6 to 9. 6 is a perspective view showing the overall structure of the microscope optical system, FIG. 7 is a side view, FIG. 8 is a front view, and FIG. 9 is a plan view.

【0026】顕微鏡光学系は、図6に示すように、被写
体の像を電子的に撮影する撮影光学系200と、ライト
ガイドファイババンドル105により光源装置106か
ら導かれた照明光により被写体を照明する照明用光学系
300とから構成されている。
As shown in FIG. 6, the microscope optical system illuminates the subject with the photographing optical system 200 for electronically photographing the image of the subject and the illumination light guided from the light source device 106 by the light guide fiber bundle 105. It is composed of an illumination optical system 300.

【0027】撮影光学系200は、全体として、前記の
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。
As described above, the photographing optical system 200 as a whole includes one close-up optical system 210 shared by the left and right, and an objective optical system composed of a pair of left and right zoom optical systems 220, 230. A pair of left and right relay optical systems 240 and 250 for relaying the primary image of the subject formed by the objective optical system to form a secondary image of the subject, and subject light from these relay optical systems 240 and 250 are brought close to each other. A convergence approach prism 260 is provided.

【0028】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がそれ
ぞれ配置されており、リレー光学系240,250には
光路を直角に偏向するペンタプリズム272,273
が、それぞれ配置されている。
Field diaphragms 270 and 271 are arranged at the positions where the primary images are formed by the zoom optical systems 220 and 230, respectively. The relay optical systems 240 and 250 have pentagonal prisms 272 for deflecting the optical paths at right angles. 273
But they are arranged respectively.

【0029】このような構成により、CCDカメラ10
2内に配置されたCCD116上の隣接した2つの領域
に、所定の視差を持つ左右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C
CD116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、「上下」はCCD116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。
With such a configuration, the CCD camera 10
It is possible to form left and right subject images having a predetermined parallax in two adjacent areas on the CCD 116 arranged inside the image pickup device 2. In the description of the optical system, "left and right" is C
The direction that coincides with the longitudinal direction of the image pickup surface when projected onto the CD 116, "up and down", is the direction that is orthogonal to the left and right direction on the CCD 116. Hereinafter, the configuration of each optical system will be described in order.

【0030】クローズアップ光学系210は、図6、図
7、図8に示すように、物体側から順に負の第1レンズ
211と正の第2レンズ212とが配列して構成され
る。第2レンズ212は、光軸方向に移動可能であり、
その移動調整により異なる距離の被写体に対して焦点を
合わせることができる。すなわち、クローズアップ光学
系210は、主要被写体(観察対象物)がその焦点位置
に位置するように第2レンズ212が調整されるので、
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
機能を果たす。このクローズアップ光学系210は、入
れ子状に重ねられた複数の円筒(固定環,カム環,レン
ズ枠)から構成された公知のレンズ鏡筒1内に保持され
ており、このレンズ鏡筒1を構成するカム環がモータ等
の駆動源又は手動により回転さることにより、第2レ
ンズ212の光軸方向位置が上記したように調整され
る。
As shown in FIGS. 6, 7, and 8, the close-up optical system 210 is constructed by arranging a negative first lens 211 and a positive second lens 212 in order from the object side. The second lens 212 is movable in the optical axis direction,
By adjusting the movement, it is possible to focus on objects at different distances. That is, in the close-up optical system 210, since the second lens 212 is adjusted so that the main subject (observation target) is located at the focal position,
Performs a collimating function that converts the divergent light from the subject into almost parallel light. The close-up optical system 210 is held in a known lens barrel 1 composed of a plurality of cylinders (fixed ring, cam ring, lens frame) that are stacked in a nested manner. cam ring constituting the by Rukoto is rotated by a drive source or manually, such as a motor, the optical axis position of the second lens 212 is adjusted as described above.

【0031】但し、クローズアップ光学系210を構成
する第1,第2レンズ211,212自体は、その光軸
と平行にこの光軸から若干外側にずれた位置を通る平面
に沿って、その平面よりも外側のコバが切り欠かれてい
る。従って、その光軸方向から見ると、その平面形状が
いずれもDカットされた形状となっているので、その切
欠面211a,212aとレンズ鏡筒1の内面との間に
は、略半円柱状の隙間が空いている。この隙間に、照明
光学系300が、その光軸Ax4をクローズアップ光学
系210の光軸Ax1と平行にして配置されている。な
お、クローズアップ光学系210は、第1,第2レンズ
211,212の切欠面211a,212aには反射防
止の墨塗りがなされているものの、その切欠面211
a,212a同士の間及びその前後には何らの遮光部材
をも有していない。従って、照明光学系300を可能な
限りクローズアップ光学系210の光軸Ax1に接近し
て配置することができる。
However, the first and second lenses 211 and 212 constituting the close-up optical system 210 themselves are arranged along a plane parallel to the optical axis and passing a position slightly outward from the optical axis. The outer edge is cut out. Therefore, when viewed from the optical axis direction, each of the planar shapes is a D-cut shape, and therefore, a substantially semi-cylindrical shape is formed between the cutout surfaces 211a and 212a and the inner surface of the lens barrel 1. Is open. The illumination optical system 300 is arranged in this gap with its optical axis Ax4 parallel to the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210. In the close-up optical system 210, although the cutout surfaces 211a and 212a of the first and second lenses 211 and 212 are anti-reflection black-painted, the cutout surfaces 211a and 212a are not printed.
No light-shielding member is provided between the a and 212a or before and after the 212a. Therefore, the illumination optical system 300 can be arranged as close as possible to the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210.

【0032】各ズーム光学系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の位置にそれぞれ結像させる結像
光学系である。
Each of the zoom optical systems 220 and 230 is an image forming optical system which forms an image of the subject light imaged at infinity from the close-up optical system 210 at the positions of the field diaphragms 270 and 271 respectively.

【0033】一方のズーム光学系220は、図6〜図8
に示すように、クローズアップ光学系210側から順
に、正、負、負、正のパワーをそれぞれ有する第1〜第
4レンズ群221,222,223,224により構成
され、第1,第4レンズ群221,224を固定し、第
2,第3レンズ群222,223を光軸方向に移動させ
てズーミングを行う。主に第2レンズ群222の移動に
より倍率を変化させ、第3レンズ群223の移動により
焦点位置を一定に保つ。他方のズーム光学系230も、
上記のズーム光学系220と同一構成であり、第1〜第
4レンズ群231,232,233,234から構成さ
れる。
One zoom optical system 220 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, the close-up optical system 210 is configured by first to fourth lens groups 221, 222, 223, 224 having positive, negative, negative, and positive powers in order, and the first and fourth lenses are formed. The groups 221 and 224 are fixed, and the second and third lens groups 222 and 223 are moved in the optical axis direction for zooming. The magnification is changed mainly by moving the second lens group 222, and the focus position is kept constant by moving the third lens group 223. The other zoom optical system 230 also
The zoom optical system 220 has the same configuration as that of the zoom optical system 220 and includes first to fourth lens groups 231, 232, 233 and 234.

【0034】これらのズーム光学系220,230は、
図10にその概略が示されるように、夫々、公知の構成
を有するズーム鏡筒4内に保持されている。各ズーム鏡
筒4,4の上端近傍及び下端近傍には、夫々、図示せぬ
カム環と一体に回転する環状ギア4a,4bが取り付け
られている。このうちの上端側の環状ギア4aが、各ズ
ーム鏡筒4,4に共通の駆動モータ2の駆動軸に取り付
けられているピニオンギア3に噛合しているので、この
駆動モータ2がその駆動軸を回転させることにより、各
ズーム鏡筒4の図示せぬカム環が回転し、両ズーム光学
系220,230が同期してズーミングする。その結
果、左右の画像の撮影倍率同時に変化させることが可
能となる。
These zoom optical systems 220 and 230 are
As schematically shown in FIG. 10, they are held in the zoom lens barrel 4 having a known structure. Annular gears 4a and 4b, which rotate integrally with a cam ring (not shown), are attached near the upper end and the lower end of the zoom lens barrels 4 and 4, respectively. Of these, the upper end annular gear 4a meshes with the pinion gear 3 attached to the drive shaft of the drive motor 2 common to the zoom lens barrels 4 and 4, so that the drive motor 2 is driven by the drive shaft. Is rotated, the cam ring (not shown) of each zoom lens barrel 4 is rotated, and the zoom optical systems 220 and 230 are zoomed synchronously. As a result, it is possible to change the shooting magnifications of the left and right images at the same time.

【0035】ズーム光学系220,230の光軸Ax
2,Ax3は、クローズアップ光学系210の光軸Ax1
に対して平行にオフセットして配置されている。但し、
ズーム光学系220,230の光軸Ax2,Ax3は、ク
ローズアップ光学系210の光軸Ax1に対して、互い
に等距離となり且つDカット部の切欠面211a,21
2aからの距離が互いに等しくなる位置に、オフセット
されている。そして、クローズアップ光学系210の光
軸Ax1方向から見ると、クローズアップ光学系210
の光軸Ax1と両ズーム光学系220,230の光軸A
x2,Ax3とが、光軸Ax1の位置を鈍角な頂点とした
二等辺三角形をなすように配置されている。
Optical axes Ax of the zoom optical systems 220 and 230
2, Ax3 is the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210
Is offset and arranged in parallel with. However,
The optical axes Ax2 and Ax3 of the zoom optical systems 220 and 230 are equidistant from each other with respect to the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210, and the cut surfaces 211a and 21 of the D cut portion are formed.
It is offset so that the distances from 2a are equal to each other. When viewed from the optical axis Ax1 direction of the close-up optical system 210, the close-up optical system 210
Optical axis Ax1 and optical axes A of both zoom optical systems 220 and 230
x2 and Ax3 are arranged so as to form an isosceles triangle with the position of the optical axis Ax1 as an obtuse angle.

【0036】なお、クローズアップ光学系210の直
径,即ち、レンズ鏡筒1の内径は、ズーム光学系22
0,230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。従っ
て、両ズーム光学系220,230の光軸は、このクロ
ーズアップ光学系210によって偏向され、クローズア
ップ光学系210の物体側焦点位置において互いに交わ
る。その結果、両ズーム光学系220,230の像側焦
点位置には、所定の基線長を隔てた二位置から夫々同一
物体を撮像して得たのと等価な像が、夫々形成される。
The diameter of the close-up optical system 210, that is, the inner diameter of the lens barrel 1 is equal to the zoom optical system 22.
It is set to be larger than the diameter of a circle including the maximum effective diameter of 0,230 and the maximum effective diameter of the illumination optical system 300. Therefore, the optical axes of the zoom optical systems 220 and 230 are deflected by the close-up optical system 210 and intersect with each other at the object-side focal position of the close-up optical system 210. As a result, images equivalent to those obtained by imaging the same object from two positions separated by a predetermined base line length are formed at the image-side focal positions of both zoom optical systems 220 and 230, respectively.

【0037】一方、照明光学系300は、被写体に照明
光を投影する機能を有し、図6及び図7に示すように、
ライトガイドファイバーバンドル105から射出する発
散光の発散度合いを調整する照明レンズ群310と、照
明範囲と撮影範囲とを一致させるための楔プリズム32
0とから構成されている。照明レンズ群310の光軸A
x4は、図7に示すようにクローズアップ光学系210
の光軸Ax1と平行であり、かつ、所定量偏心している
ため、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。そのため、楔プリ
ズム320には、クローズアップ光学系210の像側焦
点の平均位置においてその光軸Ax1と交わる様に照明
レンズ群310の光軸Ax4の光軸を偏向させる楔角が
与えられている。その結果、照明光量を無駄にすること
なく、クローズアップ光学系210のピントが合わされ
て両ズーム光学系220,230による像形成がなされ
る観察対象物を、照明することができる。しかも、上述
したように照明光学系300の光軸Ax4は、クローズ
アップ光学系210の光軸Ax1に対して極力接近して
配置されているので、観察対象物から各ズーム光学系2
20に入射する光の主光線の方向と、照明光の方向との
ズレは、比較的小さい。
On the other hand, the illumination optical system 300 has a function of projecting illumination light onto a subject, and as shown in FIGS. 6 and 7,
An illumination lens group 310 for adjusting the degree of divergence of the divergent light emitted from the light guide fiber bundle 105, and a wedge prism 32 for matching the illumination range and the shooting range.
It is composed of 0 and 0. Optical axis A of the illumination lens group 310
x4 is a close-up optical system 210 as shown in FIG.
Since it is parallel to the optical axis Ax1 and is decentered by a predetermined amount, the center of the illumination range and the center of the photographing range do not coincide with each other, and the illumination light amount is wasted. Therefore, the wedge prism 320 is provided with a wedge angle that deflects the optical axis of the optical axis Ax4 of the illumination lens group 310 so as to intersect the optical axis Ax1 at the average position of the image-side focus of the close-up optical system 210. . As a result, it is possible to illuminate an observation object on which the close-up optical system 210 is focused and image formation is performed by the zoom optical systems 220 and 230 without wasting the illumination light amount. Moreover, as described above, since the optical axis Ax4 of the illumination optical system 300 is arranged as close as possible to the optical axis Ax1 of the close-up optical system 210, each zoom optical system 2 from the observation target object.
The deviation between the direction of the principal ray of the light incident on 20 and the direction of the illumination light is relatively small.

【0038】なお、照明レンズ群310は、図11に示
されるように、正のパワーを有する第1レンズ群311
と負のパワーを有する第2レンズ群312とから構成さ
れたズーム光学系である。これら両レンズ群311,3
12は、後述する構成を有するズーム鏡筒5に保持さ
れ、上述したようにして両ズーム光学系220,230
のズーミングがなされると、これに連動して夫々光軸方
向に移動して、その配光角を変化させる。その結果、両
ズーム光学系220,230によって像形成がなされる
画角の変化に従って、その画角内に含まれる観察対象物
を良好に照明することができる。
The illumination lens group 310 is, as shown in FIG. 11, a first lens group 311 having a positive power.
And a second lens group 312 having negative power, which is a zoom optical system. Both lens groups 311 and 3
12 is held by a zoom lens barrel 5 having a configuration described later, and both zoom optical systems 220 and 230 are held as described above.
When the zooming is performed, each of them is moved in the direction of the optical axis in conjunction with this and the light distribution angle is changed. As a result, it is possible to illuminate the observation target included in the angle of view in accordance with the change in the angle of view at which images are formed by the zoom optical systems 220 and 230.

【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。視野絞り270,271
は、図6に示すように、外形が円形状であり、左右方向
における互いに近接した位置に半円形の開口を有してい
る。各視野絞り270,271は、この開口の直線状の
エッジがCCD116上での左右画像の境界線に相当す
る方向に一致し、それより内側の光束のみを透過させる
ように配置されている。
The field stops 270 and 271 are arranged at the position of the primary image formed by the zoom optical systems 220 and 230 (image side focal position). Field stop 270, 271
As shown in FIG. 6, the outer shape is circular, the left-right direction
Have semicircular openings at positions close to each other . The field stops 270 and 271 are arranged so that the linear edges of the openings coincide with the direction corresponding to the boundary line between the left and right images on the CCD 116, and only the light flux inside thereof is transmitted.

【0040】前述のように、実施形態の顕微鏡は、左右
の二次像を単一のCCD116上の隣接領域に形成させ
るため、CCD116上での左右の画像の境界を明確に
して画像の重なりを防ぐ必要がある。このため、一次像
の位置に視野絞り270,271が配置されている。半
円開口の直線エッジをいわゆるナイフエッジとして機能
させ、それより内側の光束のみを透過させることによ
り、CCD116上での左右の画像の境界を明確にする
ことができる。
As described above, in the microscope of the embodiment, since the left and right secondary images are formed in the adjacent areas on the single CCD 116, the boundary between the left and right images on the CCD 116 is made clear and the overlapping of the images is prevented. It needs to be prevented. Therefore, the field stops 270 and 271 are arranged at the position of the primary image. The boundary between the left and right images on the CCD 116 can be made clear by causing the straight edge of the semicircular opening to function as a so-called knife edge and transmitting only the light flux inside thereof.

【0041】なお、視野絞り270,271上に形成さ
れる一次像は、リレー光学系240,250により再結
像されて二次像となり、一次像と二次像とでは上下、左
右が反転する。したがって、一次像の位置で左右方向の
外側を規定するナイフエッジは、二次像の位置では左右
方向の内側、すなわち左右の画像の境界を規定すること
となる。
The primary images formed on the field stops 270 and 271 are re-imaged by the relay optical systems 240 and 250 to become secondary images, and the primary image and the secondary image are vertically and horizontally reversed. . Therefore, the knife edge that defines the outer side in the left-right direction at the position of the primary image defines the inner side in the left-right direction at the position of the secondary image, that is, the boundary between the left and right images.

【0042】リレー光学系240,250は、上述のよ
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、いずれも3枚の正レンズ
群により構成される。
The relay optical systems 240 and 250 have a function of re-imaging the primary image formed by the zoom optical systems 220 and 230 as described above, and each of them is composed of three positive lens groups.

【0043】一方のリレー光学系240は、図6及び図
7に示すように、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
ち第1レンズ群241及び第2レンズ群242は、その
全体としての物体側焦点をズーム光学系220による一
次像の結像面(視野絞り271と同じ平面)に一定させ
ている。また、第3レンズ群243は、第2レンズ群2
42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プリ
ズム272が配置され、第2レンズ群242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
設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, one relay optical system 240 includes a first lens group 241 composed of a single positive meniscus lens and a second lens group 242 having a positive power as a whole. And a third lens group 243 composed of a single biconvex lens. Of these, the first lens group 241 and the second lens group 242 have their object-side focal points as a whole kept constant on the image forming plane of the primary image by the zoom optical system 220 (the same plane as the field stop 271). Further, the third lens group 243 is the second lens group 2
The parallel light emitted from 42 is converged on the image pickup surface of the CCD 116. A penta prism 272 that deflects the optical path at a right angle is disposed between the first lens group 241 and the second lens group 242, and the light amount is adjusted between the second lens group 242 and the third lens group 243. A brightness diaphragm 244 for use is provided.

【0044】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、第2、第3レ
ンズ群251,252,253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が設けられて
いる。
The other relay optical system 250 has the same structure as the above relay optical system 240, and is composed of first, second, and third lens groups 251, 252, 253, and the first lens group 251 and the second lens group 251. A penta prism 273 is disposed between the lens group 252 and a brightness diaphragm 254 is disposed between the second lens group 252 and the third lens group 253.

【0045】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241,251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により再度結像して二次像を形成
する。
The divergent light that has passed through the field diaphragms 270 and 271 is again converted into substantially parallel light by the first lens groups 241 and 251 and the second lens groups 242 and 252 of the relay optical system, and the iris diaphragms 244 and 254 are converted. After passing, an image is formed again by the third lens groups 243 and 253 to form a secondary image.

【0046】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。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220,23
0、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260
により、リレー光学系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CCD
上への結像を可能としている。
A convergence prism 260 arranged between the relay optical systems 240 and 250 and the CCD camera 102.
Has a function of narrowing the left-right interval of subject light from each of the relay optical systems 240 and 250. In order to obtain a stereoscopic effect by stereoscopic vision, left and right zoom optical systems 220, 23
0, a predetermined base line length is required between the relay optical systems 240 and 250. On the other hand, in order to form a secondary image in the adjacent area on the CCD 116, it is necessary to make the distance between the optical axes smaller than the base line length. Therefore, the convergence approach prism 260
By shifting the optical axes of the relay optical systems inward, the same CCD can be secured while ensuring a predetermined baseline length.
It is possible to image upward.

【0047】輻輳寄せプリズム260は、図6及び図9
に示すように、五角柱の左右対称な光軸シフトプリズム
261,262を、0.1mm程度の隙間を開けて対向
配置することによって、構成されている。
The convergence approach prism 260 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, the pentagonal prism left and right symmetrical optical axis shift prisms 261 and 262 are arranged to face each other with a gap of about 0.1 mm.

【0048】光軸シフトプリズム261,262は、図
9に示すように、互いに平行な入射端面と射出端面とを
備え、かつ、内側と外側とに互いに平行な第1,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、射出端面や反射面に対して垂
直な方向で平面的に見ると、平行四辺形の鋭角の頂角の
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。
As shown in FIG. 9, the optical axis shift prisms 261 and 262 have an incident end surface and an exit end surface which are parallel to each other, and also have first and second reflecting surfaces which are parallel to each other on the inner side and the outer side. ing. Further, these optical axis shift prisms 261 and 262, when viewed two-dimensionally in a direction perpendicular to the entrance and exit end surfaces and the reflection surface, have one of the acute apex angles of the parallelogram that is perpendicular to the exit end surface. It is a pentagonal shape formed by cutting with.

【0049】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、外側の反射面で反射されて左右方向で内側
に向けられ、内側の反射面で再び入射時と同じ光軸方向
に反射され、射出端面から射出して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CCD1
16上に二次像を形成する。 <光学系保持機構>次に、上述した照明光学系300を
保持するズーム鏡筒5の構成を、詳細に説明する。図1
1は、図10におけるズーム鏡筒5(実践で図示)及び
クローズアップ光学系210の周辺部分を拡大して示す
縦断面図であり、照明光学系300の光軸Ax4とクロ
ーズアップ光学系210の光軸Ax1とを含む面に沿っ
た縦断面を示す。また、図12は、図11の断面にて切
断されたズーム鏡筒5の斜視図である。また、図13
は、ズーム鏡筒5の側面図であり、図14は、一部に縦
断面を含むズーム鏡筒5の透視図である。
The subject light from the relay optical systems 240 and 250 enters from the incident end faces of the optical axis shift prisms 261 and 262, is reflected by the outer reflecting surface, is directed inward in the left-right direction, and is the inner reflecting surface. Is reflected again in the same optical axis direction as at the time of incidence, and is emitted from the exit end face to the CCD camera 102.
Incident on. As a result, the left and right subject lights are narrowed only in the left and right intervals without changing their traveling directions, and the same CCD 1 is used.
A secondary image is formed on 16. <Optical System Holding Mechanism> Next, the configuration of the zoom barrel 5 that holds the illumination optical system 300 described above will be described in detail. Figure 1
1 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a peripheral portion of the zoom lens barrel 5 (illustrated in practice) and the close-up optical system 210 in FIG. 10, showing an optical axis Ax4 of the illumination optical system 300 and the close-up optical system 210. A longitudinal section taken along a plane including the optical axis Ax1 is shown. Further, FIG. 12 is a perspective view of the zoom lens barrel 5 taken along the cross section of FIG. 11. In addition, FIG.
FIG. 14 is a side view of the zoom lens barrel 5, and FIG. 14 is a perspective view of the zoom lens barrel 5 partially including a vertical cross section.

【0050】これら各図に示されるように、ズーム鏡筒
5は、双眼顕微鏡101の筐体に対して固定された円筒
状の固定環(第1環)51と、この固定環51の外周面
に回転自在に嵌められた円筒状のカム環(第2環)52
と、第1レンズ群311をその内部に保持するとともに
固定環51の内部において光軸方向に進退可能に嵌挿さ
れた第1レンズ移動枠(レンズ枠)53と、第2レンズ
群312をその内部に保持するとともに固定環51の内
部において光軸方向に進退可能に嵌挿された第2レンズ
移動枠(レンズ枠)54と、その内部に楔プリズム32
0を保持するとともに固定環51の下端にねじ込まれて
固定されたプリズム保持枠55と、カム環52の上端近
傍の外周面に回転不能に填め込まれたカムギア56と
を、主要な構成部品としている。
As shown in these drawings, the zoom lens barrel 5 includes a cylindrical fixed ring (first ring) 51 fixed to the housing of the binocular microscope 101 and an outer peripheral surface of the fixed ring 51. Cylindrical cam ring (second ring) 52 rotatably fitted in the
A first lens moving frame (lens frame) 53 that holds the first lens group 311 therein and is inserted in the fixed ring 51 so as to be movable back and forth in the optical axis direction; and the second lens group 312. The second lens moving frame (lens frame) 54, which is held inside and is inserted in the fixed ring 51 so as to be able to move forward and backward in the optical axis direction, and the wedge prism 32 inside the second lens moving frame 54.
A prism holding frame 55, which holds 0 and is screwed and fixed to the lower end of the fixed ring 51, and a cam gear 56, which is non-rotatably fitted to the outer peripheral surface near the upper end of the cam ring 52, are the main components. There is.

【0051】上記固定環51の上端には、図5に示され
たファイバガイド挿入部123に固定されたライトガイ
ドファイババンドル105のガイドパイプ122の先端
が、同軸に挿入される。このようにして挿入されたガイ
ドパイプ122の先端を保持するために、固定環51の
上端近傍の内面は、そのガイドパイプ122の外径とほ
ぼ同じ内径の受け部51aとして、形成されている。ま
た、この受け部51aが形成された固定環51の上端面
は、ファイバガイド挿入部123を通して挿入されたガ
イドパイプ122の先端を受け部51aの開口にガイド
するために、すり鉢状に形成されている。
At the upper end of the fixed ring 51, the tip of the guide pipe 122 of the light guide fiber bundle 105 fixed to the fiber guide insertion portion 123 shown in FIG. 5 is coaxially inserted. In order to hold the tip of the guide pipe 122 thus inserted, the inner surface near the upper end of the fixed ring 51 is formed as a receiving portion 51a having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the guide pipe 122. Further, the upper end surface of the fixed ring 51 in which the receiving portion 51a is formed is formed in a mortar shape to guide the tip of the guide pipe 122 inserted through the fiber guide insertion portion 123 to the opening of the receiving portion 51a. There is.

【0052】また、固定環51の外周面における下端近
傍には、カム環52の下端に当接してその位置決めを行
うフランジ51cが突出形成されており、このフランジ
51cよりも端部側に、プリズム保持枠55をねじ込む
ための雄ネジ51bが形成されている。
A flange 51c for contacting and positioning the lower end of the cam ring 52 is formed in the vicinity of the lower end of the outer peripheral surface of the fixed ring 51. The prism 51c is located closer to the end than the flange 51c. A male screw 51b for screwing the holding frame 55 is formed.

【0053】また、固定環51の外周面におけるカム環
52が填められた部分よりも上端側は、カム環52が填
められた部分の外径よりも若干小径に形成されている。
この小径部分における大径部分との段差近傍には、カム
環52の脱落を防止するための係止環57が、ねじ込み
固定されている。これにより、カム環52は、固定環5
1に対して回転可能且つ軸方向に進退不能となってい
る。
The upper end of the outer peripheral surface of the fixed ring 51, which is closer to the cam ring 52, is slightly smaller than the outer diameter of the cam ring 52.
A locking ring 57 for preventing the cam ring 52 from falling off is screwed and fixed in the vicinity of the step between the small diameter portion and the large diameter portion. As a result, the cam ring 52 becomes the fixed ring 5.
It is rotatable with respect to No. 1 and cannot move back and forth in the axial direction.

【0054】なお、固定環51におけるカム環52が填
められた領域には、第1レンズ移動枠53の移動範囲を
規定するために固定環51の中心軸と平行に延びたスリ
ット状の第1案内溝51dが、周方向において一箇所形
成されている。固定環51におけるカム環52が填めら
れた領域には、また、第2レンズ移動枠54の移動範囲
を規定するために固定環51の中心軸と平行に延びたス
リット状の第2案内溝51eが、周方向において等角度
間隔(120度づつ)で3箇所、形成されている。
The area of the fixed ring 51 in which the cam ring 52 is fitted has a slit-shaped first portion extending parallel to the central axis of the fixed ring 51 for defining the moving range of the first lens moving frame 53. The guide groove 51d is formed at one place in the circumferential direction. In the area where the cam ring 52 is fitted in the fixed ring 51, a slit-shaped second guide groove 51e extending parallel to the central axis of the fixed ring 51 for defining the moving range of the second lens moving frame 54 is also provided. Are formed at three positions at equal angular intervals (120 degrees each) in the circumferential direction.

【0055】カム環52における第1案内溝51dと接
する範囲には、この第1案内溝51dに対して斜めに交
差するスリット状の第1カム溝52aが、約360度に
亘って螺旋状に形成されている。また、カム環52にお
ける各第2案内溝51eと接する範囲には、各第2案内
溝51eに対して斜めに交差するスリット状の第2カム
溝52bが、約360度に亘って螺旋状に形成されてい
る。なお、この第2カム溝52bは、第2案内溝51e
が等角度間隔で3箇所に形成されているのに合わせて、
カム環52の中心軸に対して等角度間隔で3本形成さ
れ、三重螺旋状に配置されている。従って、カム環52
を固定環51に対して回転させると、第1案内溝51d
と第1カム溝52aとの交点,及び、各第2案内溝52
eと各第2カム溝52bとの交点が、夫々、軸方向にお
いて互いに同じ向きに移動する。但し、その移動速度
は、各カム溝52a,52bの各案内溝51d,51e
に対する傾斜角(リード角)に依存するので、第1案内
溝51dと第1カム溝52aとの交点の移動速度は遅
く、各第2案内溝52eと各第2カム溝52bとの交点
の移動速度は早い。
In the area of the cam ring 52 which is in contact with the first guide groove 51d, a slit-shaped first cam groove 52a diagonally intersecting the first guide groove 51d is spirally formed over about 360 degrees. Has been formed. Further, in the area of the cam ring 52 that is in contact with each second guide groove 51e, a slit-shaped second cam groove 52b that obliquely intersects each second guide groove 51e has a spiral shape over about 360 degrees. Has been formed. The second cam groove 52b is the second guide groove 51e.
According to the fact that is formed in three places at equal angular intervals,
Three cam rings 52 are formed at equal angular intervals with respect to the central axis of the cam ring 52, and are arranged in a triple spiral shape. Therefore, the cam ring 52
Is rotated with respect to the fixed ring 51, the first guide groove 51d
And the first cam groove 52a, and each second guide groove 52
The intersections of e and the second cam grooves 52b move in the same direction in the axial direction. However, the moving speed is the guide grooves 51d and 51e of the cam grooves 52a and 52b.
Since it depends on the inclination angle (lead angle) with respect to, the moving speed of the intersection of the first guide groove 51d and the first cam groove 52a is slow, and the movement of the intersection of the second guide groove 52e and the second cam groove 52b is slow. The speed is fast.

【0056】第1レンズ移動枠53の外周面には、第1
案内溝51dと第1カム溝52aとの交点を貫通する一
個の駆動ピン58が、植設されている。また、第2レン
ズ移動枠54の外周面における同一円周上には、各第2
案内溝52eと各第2カム溝52bとの交点を夫々貫通
する3個の駆動ピン59が、その中心軸に対して等角度
間隔で植設されている。従って、上述したようにカム環
52を固定環51に対して回転させて、第1案内溝51
dと第1カム溝52aとの交点,及び、各第2案内溝5
2eと各第2カム溝52bとの交点を移動させると、各
交点を夫々貫通している各駆動ピン58,59がこの交
点の移動に従って軸方向に駆動され、各駆動ピン58,
59と一体の第1レンズ移動枠53及び第2レンズ移動
枠54が、各駆動ピン58,59に引かれて、固定環5
1内をその軸方向に移動する。
On the outer peripheral surface of the first lens moving frame 53, the first lens
One drive pin 58 penetrating the intersection of the guide groove 51d and the first cam groove 52a is planted. In addition, on the same circumference on the outer peripheral surface of the second lens moving frame 54, each second
Three drive pins 59 penetrating the intersections of the guide grooves 52e and the respective second cam grooves 52b are planted at equal angular intervals with respect to the central axis thereof. Therefore, as described above, the cam ring 52 is rotated with respect to the fixed ring 51, and the first guide groove 51
d and the intersection of the first cam groove 52a, and each second guide groove 5
When the intersection of 2e and each second cam groove 52b is moved, each drive pin 58, 59 penetrating each intersection is axially driven according to the movement of this intersection, and each drive pin 58, 59 is moved.
The first lens moving frame 53 and the second lens moving frame 54, which are integrated with 59, are pulled by the drive pins 58 and 59 to fix the fixed ring 5.
1 moves in the axial direction.

【0057】なお、各駆動ピン58,59の外周には、
各溝51d,52a,51e,52bとの摺動摩擦を低
くするために、ローラが回転自在に填められている。ま
た、各駆動ピン58,59の外端面は、カム環52の外
周面よりも内側に位置している。
In addition, on the outer periphery of each drive pin 58, 59,
Rollers are rotatably fitted in order to reduce sliding friction with the grooves 51d, 52a, 51e, 52b. The outer end surfaces of the drive pins 58 and 59 are located inside the outer peripheral surface of the cam ring 52.

【0058】以上のように構成されているため、固定環
51の内面とカム環52の外面との間は、各案内溝51
d,51eと各カム溝52a、52bとの交点によって
多数箇所において連通している。そのため、固定環51
内部を通る照明光が、これら交点を通じて外に漏れるお
それがある。この光の漏れを防止するため、カム環の外
面には、そのほぼ全域(但し、カムギア56を除く)に
亘って遮光シート60が貼り付けられている。この遮光
シート60は、50μ程度の厚さの黒色PET(polyet
hylen terephthalate)のシートの表面に反射防止を目
的とした微細均一な樹脂(サテン塗料)をコーティング
してなる反射防止材である。この遮光シート60として
は、例えば、ソマール株式会社製の「ソマブラックNR
(商品名)」を用いることができる。そして、この遮光
シート60は、その裏面に塗布されたアクリル系の粘着
層により、カム環52の外面に貼り付けられている。
Due to the above structure, the guide grooves 51 are provided between the inner surface of the fixed ring 51 and the outer surface of the cam ring 52.
The d, 51e and the respective cam grooves 52a, 52b communicate with each other at many points. Therefore, the fixed ring 51
Illumination light passing through the interior may leak out through these intersections. In order to prevent this light leakage, a light shielding sheet 60 is attached to the outer surface of the cam ring over almost the entire area (excluding the cam gear 56). The light shielding sheet 60 is made of black PET (polyet) having a thickness of about 50 μm.
hylen terephthalate) is an antireflection material obtained by coating the surface of a sheet with a fine and uniform resin (satin paint) for the purpose of antireflection. Examples of the light shielding sheet 60 include "Soma Black NR" manufactured by Somar Corporation.
(Trade name) ”can be used. The light-shielding sheet 60 is attached to the outer surface of the cam ring 52 by an acrylic adhesive layer applied on the back surface thereof.

【0059】カム環52の上端に固定されたカムギア5
6は、図10に示す一方のズーム光学系220のズーム
鏡筒4の環状ギア4bに対して、図示せぬギア列を介し
て噛合している。従って、上述したようにして、各ズー
ム光学系220,230のズーム鏡筒4がモータ2によ
って回転されて、各ズーム光学系220,230がズー
ミングすると、一方のズーム鏡筒4のカム環に連動して
ズーム鏡筒5のカム環52が回転し、その結果、上述し
たように各レンズ移動枠53,54が駆動され、照明レ
ンズ群300のズーミングがなされる。従って、ライト
ガイドファイババンドル105を通じて導入された照明
光は、このようにズーミングがなされた照明レンズ群3
00を透過し、そのズーミングによって調整された配光
角にて拡散されつつ、楔プリズム320を透過する。そ
して、この楔プリズム320によって屈折されることに
よって、クローズアップ光学系210の光軸上に存在す
る観察対象物を、照明するのである。
The cam gear 5 fixed to the upper end of the cam ring 52
6 is in mesh with the annular gear 4b of the zoom barrel 4 of the one zoom optical system 220 shown in FIG. 10 via a gear train (not shown). Therefore, as described above, when the zoom lens barrels 4 of the zoom optical systems 220 and 230 are rotated by the motor 2 and the zoom optical systems 220 and 230 are zoomed, the zoom lens barrels of one of the zoom lens barrels 4 are interlocked with each other. Then, the cam ring 52 of the zoom lens barrel 5 rotates, and as a result, the lens moving frames 53 and 54 are driven as described above, and the illumination lens group 300 is zoomed. Therefore, the illumination light introduced through the light guide fiber bundle 105 is emitted by the illumination lens group 3 thus zoomed.
00 through the wedge prism 320 while being diffused at the light distribution angle adjusted by the zooming. Then, the object to be observed existing on the optical axis of the close-up optical system 210 is illuminated by being refracted by the wedge prism 320.

【0060】このようにしてズーム鏡筒5内を通る照明
光は、遮光シート60によって遮光されて、その側面か
ら外に漏れることがない。従って、この照明光が迷光と
して撮影光学系200(クローズアップ光学系210)
内に入り込むことはない。しかも、この遮光シート60
の表面には反射防止コーティング(サテン塗料コーティ
ング)がなされているので、クローズアップ光学系21
0から漏れた光が反射して、迷光としてクローズアップ
光学系210に戻ってしまうこともない。
In this way, the illumination light passing through the zoom lens barrel 5 is blocked by the light blocking sheet 60 and does not leak out from the side surface thereof. Therefore, this illumination light is regarded as stray light in the photographing optical system 200 (close-up optical system 210).
It doesn't get inside. Moreover, this light shielding sheet 60
Since the anti-reflection coating (satin paint coating) is applied to the surface of the
Light leaking from 0 will not be reflected and returned to the close-up optical system 210 as stray light.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の顕微鏡
によると、照明光学系の光軸が対物光学系の光軸に対し
て極力接近した光学構成を有すにも拘わらず、照明光学
系のレンズを移動可能に保持する鏡筒内から照明光が漏
れて対物光学系内に迷光として入り込むことがないの
で、迷光によって映像品質が劣化することがなくなる。
As described above, according to the microscope of the present invention, the illumination optical system has an optical configuration in which the optical axis of the illumination optical system is as close to the optical axis of the objective optical system as possible. Since the illumination light does not leak from the lens barrel that movably holds the system lens and enters the objective optical system as stray light, the image quality is not deteriorated by the stray light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態によるビデオ型立体顕
微鏡を組み込んだ手術支援システムの全体構成を示す概
略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a surgery support system incorporating a video stereoscopic microscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 ビデオ型立体顕微鏡内の光学構成の概略を示
す光学構成図
FIG. 2 is an optical configuration diagram showing an outline of an optical configuration in a video stereoscopic microscope.

【図3】 ビデオ型立体視ビューワの光学構成の概略を
示す光学構成図
FIG. 3 is an optical configuration diagram showing an outline of an optical configuration of a video stereoscopic viewer.

【図4】 LCDパネルの平面図FIG. 4 is a plan view of an LCD panel.

【図5】 立体顕微鏡の外観斜視図FIG. 5: Perspective view of external appearance of stereoscopic microscope

【図6】 顕微鏡光学系の全体構成を示す斜視図FIG. 6 is a perspective view showing the overall configuration of a microscope optical system.

【図7】 顕微鏡光学系の全体構成を示す側面図FIG. 7 is a side view showing the overall configuration of the microscope optical system.

【図8】 顕微鏡光学系の全体構成を示す正面図FIG. 8 is a front view showing the overall configuration of a microscope optical system.

【図9】 顕微鏡光学系の全体構成を示す平面図FIG. 9 is a plan view showing the overall configuration of a microscope optical system.

【図10】 ビデオ型立体顕微鏡の筐体内における各鏡
筒の配置を示す透視図
FIG. 10 is a perspective view showing the arrangement of each lens barrel in the housing of the video stereoscopic microscope.

【図11】 図10における照明光学系のズーム鏡筒周
辺の拡大断面図
11 is an enlarged cross-sectional view around the zoom lens barrel of the illumination optical system in FIG.

【図12】 図11の断面にて切断されたズーム鏡筒の
斜視図
FIG. 12 is a perspective view of the zoom lens barrel taken along the section of FIG.

【図13】 ズーム鏡筒の側面図FIG. 13 is a side view of the zoom lens barrel.

【図14】 ズーム鏡筒の透視図FIG. 14 is a perspective view of a zoom lens barrel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鏡筒 5 ズーム鏡筒 51 固定環 51a 第1案内溝 51b 第2案内溝 52 カム環 52a 第1カム溝 52b 第2カム溝 53 第1レンズ移動枠 54 第2レンズ移動枠 58,59 駆動ピン 60 遮光シート 116 CCD 200 撮影光学系 210 クローズアップ光学系 220,230 ズーム光学系 300 照明光学系 310 照明レンズ群 311 第1レンズ群 312 第2レンズ群 320 楔プリズム 1 lens barrel 5 zoom lens barrel 51 fixed ring 51a First guide groove 51b Second guide groove 52 Cam ring 52a First cam groove 52b Second cam groove 53 First lens moving frame 54 Second lens moving frame 58, 59 drive pin 60 light shielding sheet 116 CCD 200 Shooting optical system 210 Close-up optical system 220,230 Zoom optical system 300 Illumination optical system 310 Lighting lens group 311 First lens group 312 Second lens group 320 wedge prism

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−5923(JP,A) 特開 平9−274141(JP,A) 特開 昭61−100713(JP,A) 特開 平8−76017(JP,A) 特開 平4−53935(JP,A) 特開 昭60−7412(JP,A) 特開 平10−274701(JP,A) 実開 昭52−80662(JP,U) 特公 昭43−23913(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 21/22 A61B 19/00 508 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-8-5923 (JP, A) JP-A-9-274141 (JP, A) JP-A-61-100713 (JP, A) JP-A-8-76017 (JP , A) JP-A-4-53935 (JP, A) JP-A-60-7412 (JP, A) JP-A-10-274701 (JP, A) Actual development Sho-52-80662 (JP, U) JP-B 43-23913 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 21/22 A61B 19/00 508

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ズームレンズからなる結像光学系と、この
結像光学系の前方においてこの結像光学系の光軸に対し
てその光軸が略平行にオフセットするように配置されて
いるとともにその光軸に関して前記結像光学系の光軸と
は反対側に切欠面が形成されているクローズアップ光学
系と、このクローズアップ光学系の切欠面に近接して配
置された鏡筒内においてその光軸が前記クローズアップ
光学系の光軸と略平行になるように保持されているとと
も光源からの光を前記クローズアップ光学系の前方に向
けて配光する照明光学系とを有する顕微鏡において、前
記照明光学系を保持する鏡筒は、 その前端側から後端側に向けてスリット状の第1溝が形
成された第1環と、 この第1環の外側においてこの第1環に対して相対回転
可能に填められているとともに、前記第1溝に対して斜
行したスリット状の第2溝がその前端側から後端側に向
けて形成された第2環と、 前記第1環及び第2環の内部において前記照明光学系を
構成するレンズを保持するとともに、前記第1溝と第2
溝との交点に挿し込まれた駆動ピンを一体に有するレン
ズ枠と、 前記第2溝を塞ぐために前記第2環の外面に設けられた
遮光部材とを備えることを特徴とする顕微鏡。
1. An image forming optical system including a zoom lens, and is arranged in front of the image forming optical system such that its optical axis is offset substantially parallel to the optical axis of the image forming optical system. A close-up optical system in which a cutout surface is formed on the side opposite to the optical axis of the imaging optical system with respect to the optical axis, and the close-up optical system in the lens barrel arranged close to the cutout surface of the close-up optical system. In a microscope having an optical axis that is held so that its optical axis is substantially parallel to the optical axis of the close-up optical system and that has an illumination optical system that distributes light from a light source toward the front of the close-up optical system. The lens barrel holding the illumination optical system includes a first ring in which a slit-shaped first groove is formed from the front end side toward the rear end side, and the first ring on the outside of the first ring with respect to the first ring. It is fitted so that it can rotate relative to And a second ring in which a slit-shaped second groove oblique to the first groove is formed from the front end side toward the rear end side, and the inside of the first ring and the second ring, While holding the lens that constitutes the illumination optical system, the first groove and the second groove
A microscope comprising: a lens frame integrally having a drive pin inserted at an intersection with a groove; and a light blocking member provided on an outer surface of the second ring to close the second groove.
【請求項2】前記第1環が固定されており、前記第2環
が回転駆動されることを特徴とする請求項1記載の顕微
鏡。
2. The microscope according to claim 1, wherein the first ring is fixed and the second ring is rotationally driven.
【請求項3】前記第1溝は前記照明光学系の光軸と平行
に形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載
の顕微鏡。
3. The microscope according to claim 1, wherein the first groove is formed parallel to the optical axis of the illumination optical system.
【請求項4】前記レンズ枠は、前記第1枠内に填ること
によって前記第1枠内に保持されていることを特徴とす
る請求項1乃至3の何れかに記載の顕微鏡。
4. The microscope according to claim 1, wherein the lens frame is held in the first frame by being fitted in the first frame.
【請求項5】前記照明光学系は、複数のレンズ群からな
るズームレンズであり、 前記レンズ枠,前記第1溝及び前記第2溝は、前記ズー
ムレンズ中の移動レンズ群毎に対応して備えられている
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の顕微
鏡。
5. The illumination optical system is a zoom lens including a plurality of lens groups, and the lens frame, the first groove, and the second groove correspond to each moving lens group in the zoom lens. The microscope according to claim 1, wherein the microscope is provided.
【請求項6】前記遮光部材はシート状であって、前記第
2環の外面に貼り付けられていることを特徴とする請求
項1記載の顕微鏡。
6. The microscope according to claim 1, wherein the light-shielding member has a sheet shape and is attached to an outer surface of the second ring.
【請求項7】前記遮光シートの外面には反射防止コーテ
ィングが施されていることを特徴とする請求項6記載の
顕微鏡。
7. The microscope according to claim 6, wherein an outer surface of the light shielding sheet is coated with an antireflection coating.
【請求項8】前記クローズアップ光学系の切欠面は、そ
の光軸と平行な平面として形成されていることを特徴と
する請求項1記載の顕微鏡。
8. The microscope according to claim 1, wherein the notch surface of the close-up optical system is formed as a plane parallel to the optical axis thereof.
【請求項9】前記結像光学系が一対備えられていること
を特徴とする請求項1記載の顕微鏡。
9. The microscope according to claim 1, wherein a pair of the image forming optical systems is provided.
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