JP3571112B2

JP3571112B2 - 顕微鏡

Info

Publication number: JP3571112B2
Application number: JP15137795A
Authority: JP
Inventors: 延昭北島
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JPH095633A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、観察手段により被検物を拡大観察すると共に、照明手段により被検物を照明することで鮮明な観察を行うようにした顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、観察手段により被検物を拡大観察する顕微鏡には、照明手段により被検物を照明することで鮮明な観察を行うようにしたものが知られている。
【０００３】
また、このような顕微鏡には、照明手段を含めて観察手段を介さずに観察者の眼に入射されるグレア光（例えば、室内照明用の蛍光灯や窓等から入射される太陽光等）の影響により視認性が阻害されるのを防止するため、接眼レンズを取り巻くように遮光特性を有する筒状の目当てを設け、この目当てによりグレア光を遮断するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の如く構成された顕微鏡にあっては、観察者毎の骨格が異なるために目当てに隙間が発生し、この隙間からグレア光が入射して視認性が阻害されるという問題が生じていた。
【０００５】
また、例えば、このような目当てを手術用顕微鏡に適用した場合、一般的にはアームにマイクロヘッドを吊り下げているため、目当てが観察者に接触すると視野がずれたり像が振動してしまうという問題も生じていた。
【０００６】
一方、拡大観察を行う場合には必ず粗アライメントをする必要がある。この粗アライメント操作とは、高照度で照明されている被検物を直視しつつ被検物と観察手段との相対位置を調整するもので、その直後に比較的暗い観察手段による拡大像を観察しつつアライメント（ピント合わせ）操作を行うため、高輝度と低輝度の物体を交互に見ることによる眼の順応速度が追い付かず、その結果、視認性が阻害されたり視作業の効率が低下するという問題もあった。尚、粗アライメントとアライメントとを何回か繰り返す場合もあり、このような場合はさらに視認性が阻害されてしまう。
【０００７】
しかも、このような輝度変化による視認性は、上述した手術用顕微鏡の他、細隙灯顕微鏡、眼底カメラに代表される臨床医療用の顕微鏡は被検物を直視しなければならない機会が多いので、その順応の問題は非常に重要視される。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、グレア光の光量制御を可能として視認性の向上を実現することができるばかりでなく、輝度変化を少なくして視作業性を向上させることができる顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被検物を照明する照明手段と、被検物を拡大観察するための観察手段と、観察者が該観察手段を介して被検物を観察しているか否かを検知する検知手段と、照明野から前記観察手段を介さずに観察者の眼に直接入射される照明光束を前記検知手段の検知結果に基づいて減光方向に光量制御する光量制御手段とを備えていることを要旨とする。
【００１１】
【作用】
このような請求項１に記載の構成においては、照明手段により被検物が照明され、観察手段により被検物が拡大観察され、検知手段により観察者が観察手段を介して被検物を観察しているか否かが検知され、光量制御手段により照明野から観察手段を介さずに観察者の眼に直接入射される照明光束が検知手段の検知結果に基づいて減光方向に光量制御される。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明の顕微鏡の実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施例）
図１において、１は観察者、２は被検物、３は顕微鏡である。また、顕微鏡３は、図示を略す対物レンズを有する本体部４と、図示を略す接眼レンズを有する接眼部５とを備えている。尚、本体部４と接眼部５の内部に設けられた光学部材（図示せず）により観察手段としての観察光学系が構成されている。
【００１５】
本体部４は、接眼部５と一体に図示上下方向に変位可能となっていて、その下面４ａには下方の被検物２に向けて照明光束Ｐを出射する照明手段としての光源（図示せず）が設けられている。尚、図中、符号Ｊ１は本体部４側の観察光軸である。
【００１６】
接眼部５は複数の関節部材により角度調整可能となっている。また、接眼部５からは遮光板若しくは減光板からなる光量制御手段６が設けられている。尚、図中、符号Ｊ２は接眼部５側の観察光軸で、この観察光軸Ｊ２に観察者１の視軸を一致させることにより、照明光束Ｐで照明された被検物２の拡大像が観察光学系を経て観察することができる。
【００１７】
光量制御手段６は照明野と顕微鏡３のアイポイントとを結ぶ線上に位置している。また、光量制御手段６の大きさは、観察者によって瞳孔距離が変わることも考慮し、照明野と左右２つのアイポイントで作る２つの円錐状の光路に全て跨る大きさとする。
【００１８】
また、顕微鏡３の作動距離や接眼部５の角度調整を可能とした場合には、上述した円錐状の光路の位置も変わってくるため、機械的な機能を考慮した上で光量制御手段６の回転及び進退動を可能とする。
【００１９】
さらに、光量制御手段６の透過率を、観察光学系による拡大像の明るさと光量制御手段６を透して被検物を見たときとで同じ明るさとするように設定することにより、拡大観察時と直接観察時との観察切り換え時に眼を順応させる必要がなく見やすく素早いアライメント操作等を行うことができる。
【００２０】
尚、例えば、顕微鏡３が手術用顕微鏡であった場合には、光量制御手段６に遮光板を使用し、観察者（術者・検者）が自身の眼を少し下方に旋回させて（視線をずらす）直接被検物を見たときに眩しくないようにすることができる。
【００２１】
この際、被検物２に近い位置に光量制御手段６を設置すると、手術の邪魔とならないように大きく確保しなければならないため、できるだけ観察者１に近い位置に配置する。また、手術用顕微鏡の場合は、ＪＩＳ基準により手術野の照度が２００００ルクス以上と定められているため光量制御手段６を透して被検物（患部）を見たときの見かけ上の照度を２００００〜５００００ルクスとなるように設定する。
【００２２】
光量制御手段６に減光板を採用した場合には、光源から被検物２に向けて照明光束Ｐを出射し、照明された被検物２を直接観察して被検物２と装置本体とのおよその相対距離を調整する粗アライメントを行う。
【００２３】
この際、観察者１の視線は光量制御手段６を介して観察しているため、照明光束Ｐに基づく被検物２の反射光束は減光された状態のものとなる。
【００２４】
そして、この粗アライメントが終了すると、今度は、観察光学系による拡大像を観察し、この像に基づいてアライメントを行った後、ピントの合ったクリアな拡大像を観察することができる。
【００２５】
この際、照明光束Ｐの被検物２で反射された一部の反射光束Ｐ’（グレア光）が観察者の眼へと向かうが、この反射光束Ｐ’は、光量制御手段６によって減光された状態で検者１の視野内へと導かれる（図では接眼部５の端部によって反射光束Ｐ’が遮断されているように見えるが、接眼部５が円筒形状を呈しているため、実際には反射光束Ｐ’が入射される。）。尚、光量制御手段６に遮光板を用いた場合には反射光束Ｐ’は完全に遮断されて観察者１へは至らない。
【００２６】
（第２実施例）
図２乃至図６は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例の光量制御手段６は遮光板若しくは減光板が使用されてたのに対し、この第２実施例は光量制御手段１６にＬＣＤを採用したものである。尚、上記実施例と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図２，図３において、光量制御手段１６は、接眼部５にブラケット１６ａと軸１６ｂを介して回転可能に装着されている。また、光量制御手段１６は、その濃度によって反射光束Ｐ’を減光若しくは遮断する。
【００２８】
即ち、図２に示した拡大観察状態では、光量制御手段１６を高濃度として反射光束Ｐ’を遮断し、観察者１の観察光学系による拡大像の視認性を向上させる。また、図３に示した直接観察状態（粗アライメント操作時や手術針を持針器で持つ時など）では、光量制御手段１６を適宜の低濃度として反射光束Ｐ’を減光させ、観察者１の目視を可能とする。尚、この拡大観察状態と直接観察状態との切り換えは、観察者１が観察手段を介して被検物２を観察しているか否かを検知することにより行われる。
【００２９】
図４は、このような検知の一例を示し、観察光学系２０（接眼部５に設けられた部分のみ図示する。）の一部を共用した検知光学系３０により観察者１が観察光学系２０を介して被検物２を観察しているか否かを検知する。
【００３０】
観察光学系２０は、図示しない対物レンズから被検物２の像が導かれるプリズム２１、可視光を反射し赤外光を透過するダイクロイックミラー２２、結像レンズ２３、正立プリズム２４、プリズム２５、視野絞り２６、接眼レンズ２７を備えている。
【００３１】
対物レンズから導かれた被検物２の像は、ダイクロイックミラー２２を反射してプリズム２１により結像レンズ２３へと屈折され、結像レンズ２３を透過して成立プリズム２４並びにプリズム２５を経て視野絞り２６を通過し、接眼レンズ２７に集光されて観察者１の検眼Ｅに導かれる。
【００３２】
検知光学系３０は、検出光（赤外光）を出射するＬＥＤ光源３１、絞り３２、レンズ３３、ハーフミラー３４、レンズ３５、絞り３６、受光素子（光電変換素子）３７を備えている。尚、ＬＥＤ光源３１の波長並びにダイクロイックミラー２２の透過波長特性は図５に示す通りとなっている。
【００３３】
ＬＥＤ光源３１から出射された検出光は、絞り３２を通過した後、レンズ３３及びハーフミラー３４を透過してプリズム２１へと至り、ダイクロイックミラー２２を透過してプリズム２１に反射され、以下、観察光学系２０と同様にして接眼レンズ２７へと導かれる。この際、観察者１が拡大像を観察していない場合には検眼Ｅの存在がないため、検出光はそのまま接眼レンズ２７から外部へと出射される。
【００３４】
観察者１が拡大像を観察している場合には、図３に示すごとく検眼Ｅが存在している。この検眼Ｅの瞳孔Ｅｐは、接眼レンズ２７のアイポイントを一致しており、検眼Ｅの角膜Ｅｃは瞳孔Ｅｐから３ｍｍ程接眼レンズ２７側に位置する。
【００３５】
検眼Ｅに導かれた検出光のうち角膜Ｅｃで反射された成分（光束）は、接眼レンズ２７、視野絞り２６、プリズム２５、成立プリズム２４、結像レンズ２３、ダイクロイックミラー２２、プリズム２１を逆行してハーフミラー３４に至り、このハーフミラー３４に反射されてレンズ３５、絞り３６を経て受光素子３７に受光される。尚、角膜Ｅｃを透過した検出光は網膜へと達するが、検出光は赤外光であるために眼には知覚されず、検眼Ｅへの負担並びに観察の妨げにはならない。
【００３６】
受光素子３７からは、その受光量に応じて出力処理回路３８に電気出力がなされ、出力処理回路３８から出力された駆動信号に基づいてＬＣＤ駆動回路３９が光量制御手段（ＬＣＤ）１６の濃度を高濃度として反射光束Ｐ’を遮断する。また、観察者１が拡大像を観察していない場合には受光素子３７への検出光の反射光束が受光されないために光量制御手段１６の濃度は低くなり反射光束Ｐ’が減光状態で光量制御手段１６を透過する。
【００３７】
尚、図３に示すように、観察者１の身体の一部（この場合には額）が接眼レンズ２７から出射された検出光の出射方向に存在している場合、額で反射した光束の一部が受光素子３７に受光される場合があるが、この際、額が接眼レンズ２７から離れていることや検出光が乱反射される等によって反射光の輝度は非常に低いため受光素子３７の電気出力が低く誤検知することはない。
【００３８】
図６は、上述した検知光学系３０の作用を理論的に示すための光学説明図で、実際の配置等は図４に示す通りである。また、観察光学系２０の一部光学部材や形状等は説明上省略若しくは簡略化した。
【００３９】
この図６に示すように、角膜Ｅｃが所定の位置（観察状態）にあるとき、ＬＥＤ光源３１と角膜Ｅｃの曲率中心Ｑとが共役となるように光学系が構成され、さらに、受光側の共役位置に受光素子３７が配置されている。また、受光側の絞り３６の大きさをＬＥＤ光源３１の大きさよりも大きく設定している。
【００４０】
そして、このようにすることで、ＬＥＤ光源３１を出て接眼レンズ２７を通過した赤外光が角膜Ｅｃで１倍（等倍）で反射して光路を逆行するので、反射光束の全てが受光素子３７に受光されることが保証されている。また、絞り３６を角膜Ｅｃと共役な位置に配置することによりＬＥＤ光源３１が大きい場合でも角膜Ｅｃによる反射光束の全てを絞り３６に到達させることが保証されより有利となる。
【００４１】
ところで、上記各実施例では光量制御部材６，１６として遮光板や減光板或はＬＣＤを用いたものを開示したが、例えば、第２実施例の検知光学系３０の検知結果に基づいて被検物２を照明する照明手段（照明光束Ｐで示す）の輝度を可変させてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の顕微鏡にあっては、ことにより、グレア光の光量制御を可能として視認性の向上を実現することができるばかりでなく、輝度変化を少なくして視作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の顕微鏡の第１実施例を示し、観察者が顕微鏡を通して被検物を拡大観察している状態の説明図である。
【図２】本発明の顕微鏡の第２実施例を示し、観察者が顕微鏡を通して被検物を拡大観察している状態の説明図である。
【図３】同じく、観察者が直接被検物を観察している状態の説明図である。
【図４】同じく、観察光学系と検知光学系の説明図である。
【図５】同じく、光源とダイクロイックミラーの波長特性をしめすグラフ図である。
【図６】同じく、検知光学系の検知理論を示す説明図である。
【符号の説明】
１…観察者
２…被検物
３…顕微鏡
６…光量制御手段
Ｐ…照明光束
Ｐ’…反射光束

Claims

被検物を照明する照明手段と、被検物を拡大観察するための観察手段と、観察者が該観察手段を介して被検物を観察しているか否かを検知する検知手段と、照明野から前記観察手段を介さずに観察者の眼に直接入射される照明光束を前記検知手段の検知結果に基づいて減光方向に光量制御する光量制御手段とを備えていることを特徴とする顕微鏡。