JP4027522B2 - 双眼観察用モニタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一の観察対象物について得られた二つの映像をディスプレイの左右に並べて表示するとともに、このディスプレイ上に表示された映像を左右の眼用に夫々用意された接眼光学系を介して観察可能にする双眼観察用モニタに、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の双眼観察用モニタは、一般に、例えば特許掲載公報第２６０７８２８号の第３図に開示されているように、ディスプレイを内蔵したモニタ部と左右の接眼光学系及び輻輳角補正用楔プリズムを格納した接眼部とを箱めがね型の接続部を介して接続した構成を、有している。この接続部内には、ディスプレイにおける左右の映像の境界線と接眼部における左右の光学系（楔プリズム及び接眼光学系）の境との間で左右の光路を区切る隔壁が、固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、接眼部における左右の接眼光学系の光軸同士の間隔は、各接眼光学系の射出瞳の位置を観察者の眼の位置に合わせる必要から、観察者としての人間（大人）の平均的眼幅に合わせて設定される。その一方、観察をより容易にするためには、各接眼光学系の径を大きくすることによって、各接眼光学系の射出瞳の径を大きくしてアイポイントを長くする必要がある。
【０００４】
しかしながら、両接眼光学系の光軸同士の間隔を一定に定めてしまうと、各接眼光学系の径は、光軸同士の間隔の半分までしか大きくすることができない。そのため、接眼光学系を介して観察される映像がケラれてしまう問題や、映像の拡大倍率が低下してしまって画像が暗くなるという問題が、生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、両接眼光学系の光軸同士の間隔を一定に定めた場合であっても各接眼光学系の径がそれによって制限されない双眼観察用モニタの提供を、課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明の双眼観察用モニタは、以下の構成を採用した。即ち、請求項１記載の発明は、同一の観察対象物について得られた二つの映像を左右に並べて表示するディスプレイと、このディスプレイに夫々表示された各映像を個別に観察させるための左右の接眼光学系と、前記ディスプレイに表示された各映像の境界線と前記左右の接眼光学系の境との間で光線を遮る隔壁とを有する双眼観察用モニタであって、前記左右の接眼光学系は、夫々、円筒状のコバの一部を光軸と平行に切り欠いた形状の切欠状面を有しており、この切欠状面同士を互いに対向させた状態で配置されていることで、特定したものである。
【０００７】
このように構成されると、夫々の切欠状面同士を対向させた状態で左右の接眼光学系同士が配置されるので、各接眼光学系の半径を２倍した距離よりも、両接眼光学系の光軸同士の間隔を狭くすることが可能になる。その結果、各接眼光学系の光軸同士の間隔を一定に定めた場合であっても、それに制限されずに、各接眼光学系の径を大きくすることができる。従って、各接眼光学系の射出瞳の径を大きくしてアイポイントを長く確保することが、可能となる。
【０００８】
ディスプレイは、ＬＣＤパネルでも良いし、ＣＲＴであっても良い。また、このディスプレイに表示される映像は、実際の物体を撮像して得られたものであっても良いし、コンピュータグラフィックやアニメーション技術によって作成されたものであっても良い。また、一定の基線長を隔てて設定された二つの視点から夫々観察対象物を撮像（又は描画）して得られた画像としても良い。このような映像とした場合には、この双眼観察用モニタを用いて立体観察を行うことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の双眼観察用モニタは、請求項１において、各接眼光学系を夫々保持するとともに保持している前記接眼光学系の切欠状面と同一な面にて切り欠かれて開口した形状の鏡筒を更に有することで、特定したものである。
【００１０】
また、請求項３記載の双眼観察用モニタは、請求項２の鏡筒に、前記開口を閉じる補強板が固定されていることで、特定したものである。このように構成されると、補強板によって鏡筒の強度が保たれ、その径の変化が防止される。
【００１１】
また、請求項４記載の双眼観察用モニタは、請求項２の接眼光学系が複数のレンズによって構成されており、前記鏡筒によって保持されている各レンズ同士の間に介在するとともにこれら各レンズの切欠状面と平行な面にて切り欠かれて開口した形状の間隔環を更に有することで、特定したものである。
【００１２】
また、請求項５記載の双眼観察用モニタは、請求項４の間隔環に、前記開口を閉じる補強板が固定されていることで、特定したものである。このように構成されると、補強板によって間隔環の強度が保たれ、その径の変化が防止される。
【００１３】
また、請求項６記載の双眼観察用モニタは、請求項２において、前記鏡筒に挿入された前記接眼光学系の端面に接することによってこの接眼光学系を前記鏡筒に固定するとともに、この接眼光学系の切欠状面と同一な面にて切り欠かれている固定リングを更に有することで、特定したものである。
また、請求項７記載の双眼観察用モニタは、請求項６の固定リングに、前記切り欠きによって開いた開口を閉じる補強板が固定されていることで、特定したものである。このように構成されると、補強板によって固定リングの強度が保たれ、その径の変化が防止される。
【００１４】
また、請求項８記載の双眼観察用モニタは、請求項３の左右の接眼光学系が、前記補強板同士を接触させた状態で配置されていることで、特定したものである。このように構成されると、左右の接眼光学系の光軸同士の間隔を正確に出すことができるので、接眼光学系の性能が向上する。また、両接眼光学系同士の相対位位置を安定させて固定することが可能になる。
【００１５】
また、請求項９記載の双眼観察用モニタは、請求項８の補強板が、一方の接眼光学系から他方の接眼光学系への光の入射を遮光することで、特定したものである。このように構成されると、各接眼光学系をその切欠状面同士を近接させた状態で配置した場合においても、一方の接眼光学系の切欠状面から漏れた光が他方の接眼光学系へ迷光として入射してしまうことが、防止される。
【００１６】
また、請求項１０記載の双眼観察用モニタは、請求項９のディスプレイと前記各接眼光学系との間に、前記ディスプレイから射出された光を観察者の眼幅に合う方向へ屈折させて夫々の接眼光学系に入射させる一対の楔プリズムが配置されているとともに、前記補強板がこれら一対のプリズム同士の間まで延びていることで、特定したものである。このように構成されると、観察者の眼の輻輳角が有限距離に存在する物体を観察する際における自然な角度になるので、疲労すること無く観察を行うことができる。また、各楔プリズムから各接眼光学系に至る空間を介して、一方の楔プリズムから他方の接眼光学系へ光が入射することが、防止される。
【００１７】
【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。
【００１８】
【実施形態１】
以下に説明する本第１実施形態による双眼観察用モニタは、例えば双眼顕微鏡システムの観察部として組み込まれるものである。この双眼顕微鏡システムは、微小な被検物を立体的に拡大して観察させるための装置であり、双眼観察用モニタの他、撮像部を有している。この撮像部は、所定の基線長を隔てて並べて配置された一対の顕微鏡光学系と、これら各顕微鏡光学系によって夫々形成された被検物の拡大像を互いに隣接する位置に導くリレー光学系と、このリレー光学系によって並べられた左右の拡大像を同一の撮像面にて撮像するビデオカメラとから、構成されており、ビデオカメラから出力した画像データを、双眼観察用モニタに入力する。
（双眼観察用モニタの概略光学構成）
図１４は、この双眼観察用モニタ１を示す概略光学構成図である。この図１４に示されるように、この双眼観察用モニタ１は、画像データに従って映像を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル２と、このＬＣＤパネル２上に表示された左右の映像の境界線にその一辺を近接させてこのＬＣＤパネル２に対して垂直に固定された隔壁３と、この隔壁３の両側においてその楔の頂角を互いの方に向けて固定された一対の楔プリズム４と、隔壁３の両側において夫々楔プリズム４を挟んでＬＣＤパネル２に対向して配置された一対の接眼光学系５とを、主要な光学構成部品として有している。なお、以下においては、ＬＣＤパネル２が位置する側（図１４における左側）を前方といい、接眼光学系５が位置する側（図１４における右側）を後方という。
【００１９】
上述したＬＣＤパネル２は、縦横比が略１：２の表示画面を有しており、その表示画面は、便宜上、右側映像（撮像部における右側の顕微鏡光学系によって形成された像）を表示している領域（以下、「右側像表示領域２ａ」という）と、左側映像（撮像部における左側の顕微鏡光学系によって形成された像）を表示している領域（以下、「左側像表示領域２ｂ」という）とに、区分けされる。但し、撮像部内における各部の機械誤差や、双眼観察用モニタ１内における図示せぬ表示回路における同期タイミングのズレ等に因り、ＬＣＤパネル２に表示された左右の映像の境界線は、水平方向（走査線の方向）にずれ得る。従って、上記右側像表示領域２ａ及び左側像表示領域２ｂは、固定的なものではなく、映像の状態に応じて不可避的に変動するものとなっている。
【００２０】
また、上述した隔壁３は、ＬＣＤパネル２の右側像表示領域２ａから射出された光の光路と左側像表示領域２ｂから射出された光の光路とを区分けして、双方の光が互いに混合してしまうことを防ぐ。
【００２１】
各接眼光学系５は、ＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像を、夫々、ＬＣＤパネル２の更に前方における有限距離（例えば１ｍ）の位置に、拡大して形成する。これら接眼光学系５の光軸同士の間隔は、大人の標準的な眼幅に合わせて設定されている。一方、射出瞳の径を大きくしてアイポイントを長くとることによって観察をし易くするために、各接眼光学系５の外径は、可能な限り大きくしなければならない。従って、各接眼光学系５を構成する各レンズの円筒状のコバは、図１０に示されるように、隔壁３に近接した部分において光軸と平行に平面状に切り欠かれた形状となっており、この平面状の切欠面（切欠状面）Ｐが、夫々隔壁３に接するように配置されているのである。その結果、各接眼光学系５の光軸同士の間隔を一定に保ちつつその外径を大きく確保することが、可能になっているのである。なお、図１０（ａ）は、接眼光学系５を構成するレンズ５ａの正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【００２２】
これら各接眼光学系５とＬＣＤパネル２との間に夫々配置されている楔プリズム４の形状を、図９に示す。図９（ａ）は、この楔プリズム４におけるＬＣＤパネル２側の面（以下、「第１面４ａ」という）を示し、同図（ｃ）は、楔プリズム４における接眼光学系５側の面（以下、「第２面４ｂ」という）を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）及び（ｃ）におけるIX−IX線に沿った横断面を示す。これら各図に示されるように、楔プリズム４は、略正方形の正面形状を有している。そして、その第１面４ａは、ＬＣＤパネル２の表示面と平行な平面であり、その第２面４ｂは、第１面４ａに対して斜めに傾斜した斜面となっている。但し、第２面４ｂにおける隔壁３から離反した側の外縁近傍は、所定幅に亘って、第１面４ａと平行な固定面４ｃとなっている。各楔プリズム４は、その第１面４ａと第２面４ｂとが接近する側の側面４ｄを隔壁３に近接させて、固定されている。従って、図１４に示すように、例えばＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂの中央を観察する場合の光束Ｄは、一旦隔壁３の方に向かった後に、各楔プリズム４により屈折されて隔壁３から離れる方向に向かい、接眼光学系５を透過して観察者の眼Ｉに入射する光路を辿る。このような構成を採用したのは、以下の理由による。
【００２３】
いま、楔プリズム４及び接眼光学系５がない状態で、直接、有限距離に配置されたＬＣＤパネル２を両眼で観察しようとした場合、図１６に示すように、左右の視線がＬＣＤパネル表示面で交わるように内側を向いてしまうのが普通である。つまり、左右の視線は観察しようとしている物体上で交差するように調節され、同時に水晶体が変形することによって、その物体の像が網膜上に結像するようにピント調節が行われるのである。
【００２４】
しかし、ＬＣＤパネル２の異なる表示領域２ａ，２ｂを左右の眼で夫々観察しようとすると、例えば、各表示領域の中心間の距離と眼幅とがほぼ同じ場合には、図１５に示すように、左右の視線をほぼ平行にしなくてはならない。即ち、視線は、無限遠の物体を観察している状態にしながら、有限距離に配置されたＬＣＤパネル２の表示面の像が網膜上に結像するように水晶体を変形し、ピント調整することは、特別な訓練が必要であり、また、たとえ訓練によってそれを体得したとしても、その状態を長時間続けると精神的、肉体的に大変な苦痛を伴う場合がある。また、そのような不自然な状態では、物体に対して安定した距離感をつかみにくいといった問題点もある。
【００２５】
そこで、上述したように楔プリズム４及び接眼光学系５を介在させることにより、図１４の点線に示す如く有限距離位置に視点をおく場合と等価な輻輳角が得られるようにして、安定した距離感で楽にＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂを夫々観察できるようにしているのである。なお、水晶体の変形量が常に一定であるのに対して、輻輳角は注目される像に依って異なる（これにより立体感が得られる）ので、輻輳角に基づいて認識される距離と水晶体の変形量に基づいて認識される距離とは常に一致するわけではないが、多少のズレであれば、観察者の距離感を狂わすことはない。
（立体観察装置の詳細な機械構成）
次に、上述した概略構成を有する光学系を組み込んだ双眼観察用モニタ１の詳細な機械構成を、図１乃至図１３に基づいて説明する。図１は、この双眼観察用モニタ１を接眼光学系３側から見た状態を示す正面図であり、図２は、図１における矢印II方向から見た状態を示す平面図であり、図３は、図１における矢印III方向から見た状態を示す側面図である。また、図４は、図１及び図３（並びに、図５乃至図８）における二点鎖線IV−IVに沿った横断面図であり、図５は、図１，図２、及び図４（並びに、図６乃至図８）に示す一点鎖線Ｖ−Ｖに沿った縦断面図である。さらに、図６，図７，図８は、夫々、図４に示すVI−VI線，VII−VII線，VIII−VIII線に沿った縦断面図である。
【００２６】
図４に示されるように、双眼観察用モニタ１の内部は、ＬＣＤパネル２を内蔵したモニタ部Ａ，一対の楔プリズム４，４及び接眼光学系５，５を内蔵した接眼部Ｃ，及び、これらモニタ部Ａ及び接眼部Ｃを連結する接続部Ｂに、区分することができる。また、双眼観察用モニタ１は、その前後方向（図２及び図４の左右方向）に沿った中心線（即ち、隔壁３）を介して、左右対称な形状を有している。従って、以下において、左右対称な箇所に関する説明は、特に断りが無い限り、接眼光学系５を覗く観察者から見て左側の構成について、行うものとする。また、１乃至図３に示すように、双眼観察用モニタ１の外観形状は、略正方形状の平面と四隅にアールを付けた長方形状の正面とを有する扁平な箱形となっている。この箱型の外観形状を形作る部材は、接眼部Ｃの最外筒をなす接眼部本体６，接続部Ｂ及びモニタ部Ａの底面と両側壁面の下側略３／４とをなす筐体部材としての板状の下側接続板７，接続部Ｂ及びモニタ部Ａの上面と両側壁面の上側１／４をなす蓋部材としての板状の上側接続板８，並びに、下側接続接続板７及び上側接続板８の前端を閉じることによってモニタ部Ａの裏面をなす板状の背板９である。
【００２７】
次に、接眼部Ｃの構造を説明する。上述した接眼部本体６は、金属ブロックを削り出すことによって形成されている。その正面及び外周面は、上述したように双眼観察用モニタ１の外観をなすが、この外周面における前端縁（図４及び図５における左側）における一定幅の領域は、上述した下側接続板７及び上側接続板８の取付代６ａとして、これら下側接続板７及び上側接続板８の厚さ分だけ平行に掘り下げられている。
【００２８】
また、この接眼部本体６の前端面（図４及び図５における左側端面）からは、両楔プリズム４，４を収容するためのプリズム収容空間６ｂが、穿たれている。一方、接眼部本体６の正面からは、各接眼光学系５を直接保持する左右のレンズ枠１３，１３を収容するためのレンズ収容空間６ｃが、穿たれている。そして、これらプリズム収容空間６ｂ及びレンズ収容空間６ｃは、互いに連通している。
【００２９】
これらのうち、プリズム収容空間６ｂは、上述したように略正方形の正面形状を有する両楔プリズム４，４を並べて収容するため、図７に示すような縦断面矩形の内面形状を、有している。但し、このプリズム収容空間６ｂの上下方向における幅は、各楔プリズム４，４の高さよりも若干大きくなっている。これによって、楔プリズム４の上面とプリズム収容空間６ｂの天井面との間に形成された隙間には、この楔プリズム４の前後幅と略同幅の矩形板であるプリズム押え板１０が、挿し込まれている。そして、プリズム収容空間６ｂの天井面と取付代６ａとの間には、固定ビス１１用のネジ穴６ｄが、計４箇所において貫通している。従って、各プリズム押え板１０は、夫々、これら各ネジ穴６ｄにねじ込まれた２本の固定ビス１１の先端によって、楔プリズム４に押し付けられ、これによって、各楔プリズム４は、プリズム収容空間６ｂの底面に当て付けられて、固定されている。
【００３０】
また、プリズム収容空間６ｂの前後方向における深さは、各楔プリズム４の最大前後幅よりも若干小さくなっており、その最深端には、左右の壁面からこのプリズム収容空間６ｂを狭めるフランジ６ｅ，６ｅが、一体に設けられている。これら各フランジ６ｅ，６ｅの内縁は、レンズ収容空間６ｃの壁面と平行になっており、その幅は、楔プリズム４における固定面４ｃの幅と一致している。そして、各フランジ６ｅには、プリズム収容空間６ｂに収容された楔プリズム４の固定面４ｃが当て付けられる。そして、接眼部本体６における内端面には、各フランジ６ｅ，６ｅとの間で楔プリズム４を挟み込む長板状の２枚のプリズム押え部材１２，１２が、夫々プリズム収容空間６ｂを跨いでネジ止め固定されている。これら各プリズム押え部材１２，１２によって、各楔プリズム４は、各フランジ６ｅ，６ｅに当て付けられて、固定されている。
【００３１】
なお、プリズム収容空間６ｂの左右方向における幅は、楔プリズム４，４の幅を２倍した値よりも若干大きくなっている。そして、各楔プリズム４，４は、左右方向においてプリズム収容空間６ｂの内面に当て付けられて固定されている。なお、このとき、両楔プリズム４，４の間には、隔壁３の厚さよりも僅かに広い隙間が空く。この隙間を通った光が迷光として各接眼光学系５，５に入射することを防止するために、この隙間よりも若干広い幅を有する第３隔壁３ｃが、これら両楔プリズム４，４同士の間に重ねられるとともにプリズム収容空間６ｂに掛け渡されて、ネジ止め固定されている。また、各楔プリズム４の側面４ｄには、光の透過及び反射を防ぐために、ツヤ消しの黒色塗装が施されている。
【００３２】
一方、レンズ収容空間６ｃは、上述したようにコバの一部が平面状に切り欠かれた３枚のレンズ５ａ〜５ｃからなる左右の接眼光学系５，５を、隔壁３を挟んでその切欠面Ｐ，Ｐ同士を対向させた状態で収容するため、図１及び図８に示すように、２つの同曲率の円筒面をその軸同士を平行に並べて重ねた内面形状を、有している。このレンズ収容空間６ｃに収容される各レンズ枠１３に組まれた接眼ユニットＬの構造を、図１３に示す。図１３（ａ）は、この接眼ユニットＬを、楔プリズム４側から見た端面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるXIII−XIII線に沿った縦断面図である。これら各図に示されるように、接眼ユニットＬに含まれる接眼光学系５は、ＬＣＤパネル２側から順に、両凸レンズである第１レンズ５ａ，この第１レンズ５ａに貼り合わされた負メニカスレンズである第２レンズ５ｂ，凸面をＬＣＤパネル２側に向けた若干小径な平凸レンズである第３レンズ５ｃから、構成されている。これら各レンズ５ａ〜５ｃには、その光軸と平行な同一面内に、夫々、ツヤ消し黒色塗装が施された上述の切欠面Ｐを、有している。
【００３３】
上述したレンズ枠１３は、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂのコバをその内周面にて直接保持するとともに、間隔環１４を介して第３レンズ５ｃを保持する。具体的には、このレンズ枠１３は、レンズ収容空間６ｃの曲率半径と同じ外径と、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂの外径と同じ内径とを有している。また、このレンズ枠１３の後端（図４，５及び図１３（ｂ）の右側端）における外縁と内縁には、夫々、外縁フランジ１３ａ，内縁フランジ１３ｂが設けられている。なお、内縁フランジ１３ｂの内径は、間隔環１４の内径よりも十分小径であり、その張り出し量は、外縁フランジ１３ａの張り出し量よりも十分に大きい。一方、間隔環１４は、レンズ枠１３の約半分の軸方向長さと、レンズ枠１３の内径と同じ外径と、第３レンズ５ｃの外径と同じ内径とを、有する。また、間隔環１４の内周面には、環状の内方フランジ１４ａが突出形成されている。このような形状に形成された間隔環１４は、その後端がレンズ枠１３の内縁フランジ１３ｂに接するように、レンズ枠１３内に挿入されている。これによってレンズ枠１３の内縁フランジ１３ｂと間隔環１４の内方フランジ１４ａとの間に形成された隙間に、第３レンズ５ｃが固定されている。また、レンズ枠１３と間隔環１４との前端（図４，５及び図１３（ｂ）の左側端）同士のズレ量は、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂのコバ幅の和と同じである。このレンズ枠１３の前端には、レンズ１３枠の内径（内縁フランジ１３ｂ以外における内径）よりも若干小径な内径を有する環状のレンズ押えリング１５が、ネジ止め固定されている。これによって間隔環１４の前端とレンズ押えリング１５との間に形成された隙間に、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂが固定されている。
【００３４】
なお、図１２及び図１３に示すように、上述したレンズ枠１３及びレンズ押えリング１５は、それらによって保持されている第１レンズ５ａ乃至第３レンズ５ｂの切欠面Ｐと同一平面にて、切り欠かれた形状となっている。同様に、間隔環１４は、レンズ枠１３及びレンズ押えリング１５の切欠面から光軸寄りに平行にシフトした切欠面にて、切り欠かれた形状となっている。従って、これらレンズ枠１３，間隔環１４及びレンズ押えリング１５を正面から見ると、図１１（ａ），図１２（ａ），図１３（ａ）に示すように略Ｃ字状となっている。そして、各部材１３，１４，１５において、この切り欠きによって生じた略Ｃ字状の開口端同士の間には、夫々、ツヤ消し黒色塗装が施された長板状の補強板１６，１７，３ａが固定されており、これにより、各部材１３，１４，１５の変形（径の変化）が防止されている。具体的には、間隔環１４の開口端同士の間には、図１１（ａ），（ｂ），図１３（ｂ）に示すように、切欠面に密着して、補強板１６がネジ止め固定されている。また、固定環１５の開口端同士の間には、光軸に直交する前端面に密着して、補強板１７がネジ止め固定されている。また、レンズ枠１３の開口端同士の間には、切欠面に密着して、補強板３ａがネジ止め固定されている。この補強板３ａは、上述した隔壁３の機能を兼ねるものである。従って、以下においては、この補強板３ａを「第１隔壁３ａ」と称するものとする。
【００３５】
この第１隔壁３ａは、図８に示すように、レンズ収容空間６ｃにおける二つの円柱面の境をなすくびれの間隔と略同じ幅を有しており、このくびれ部の間に配置されている。また、この第１隔壁３ａの前端縁は、図４及び図５に示すように、プリズム収容部６ｂ内にまで延びており、僅かの隙間を介して第３隔壁３ｃに近接している。このような構成を可能にするため、プリズム収容部６ｂは、第１隔壁３ｂの上下方向幅及びレンズ収容空間６ｃのくびれ部における間隔よりも、僅かに広い幅を有している。そして、この第１隔壁３ａにより、楔プリズム４から第３レンズ５ｃに至る左右の光路が、他方の光路から遮光されている。
【００３６】
上述したレンズ収容空間６ｃの開口端の内縁には、レンズ枠１３の外縁フランジ１３ａがはまり込む段差が形成されている。また、接眼部本体６における４隅と、レンズ収容空間６ｃの曲率中心を中心した４隅と対象な位置には、夫々、外面からレンズ収容空間６ｃの曲率中心に向いた雌ねじ孔６ｆが、貫通して形成されている。上記したように構成された左右の接眼ユニットＬ，Ｌは、互いの第１隔壁３ａ同士を密着させ且つレンズ枠１３の外縁フランジ１３ａをレンズ収容空間６ｃの開口端の段差に填めた状態でレンズ収容空間６ｃに挿入され、各雌ねじ孔６ｆにねじ込まれた固定ネジ１８によってネジ止め固定されている。なお、接眼部本体６における上面の中央には、検査室に設置された図示せぬフリーアームの先端Ｆに固定されるマウント部材２９が、ネジ止め固定されている。
【００３７】
次に、モニタ部Ａ及び接続部Ｂの説明を、まとめて行う。上述した下側接続板７は、その後端（図２，図３及び図５の右側端）を接眼部本体６の取付代６ａにはめ合わせた状態で、取付代６ａの下面における２箇所，各側面における１箇所に夫々形成されている雌ねじ孔に向けてねじ込まれた固定ネジ１９により、ネジ止め固定されている。更に、接眼部本体６の前端面におけるプリズム収容空間６ｂと下面との間に固定された二つのアングル部材２４により、接眼部本体６と下側接続板７との間が強固に固定されている。この下側接続板７におけるモニタ部Ａに相当する部分は、信号ケーブルＣを介して入力された画像信号に基づいてＬＣＤパネルを駆動して映像を表示させるための図示せぬ表示回路を収容するために、下方へ箱状に突出し、下側接続板７の下面に対して垂直な段差壁７ａを、形成している。この段差壁７ａの外面には、図１及び図８に示すように、図示せぬ表示回路を操作するための複数のスイッチＳが設けられている。また、この下側接続板７の両側壁における接続部Ｂに相当する部分の内面には、接続部Ｂの全長と略同じ長さを有する長板状の連結板２０，２０が、下側接続板７の上縁（上側接続板８と接する縁）から一定量だけ突出した状態で、溶接固定されている。なお、各連結板２０，２０の下縁は、歪み防止のためのリブとして、９０度折り曲げられている。
【００３８】
また、上述した上側接続板８は、その後端（図２，図３及び図５の右側端）を接眼部本体６の取付代６ａにはめ合わせた状態で、接眼部本体６の上面２箇所に夫々設けられた貫通孔に貫通された固定ネジ２１により、ネジ止め固定されている。このように固定された状態においては、上側接続板８の両側壁は各連結板２０と重なり、その下縁は下側接続板７の両側壁の上縁と接している。このように重なっている上側接続板８の各側壁と各連結板２０との間には固定ネジ２２がねじ込まれており、これにより、下側接続板７と上側接続板８とが連結されている。
【００３９】
以上のようにして接続部本体６に固定された下側接続板７と上側接続板８との間には、モニタ部Ａと接続部Ｂとを区切る枠部材としてのパネル枠２３が、下側接続板７における段差壁７ａの内面に密着して固定されている。このパネル枠２３の両側縁は、図４に示されるように、モニタ部Ａ側へ直角に折り曲げられている。そして、この折り曲げられた部分が、下側接続板７及び上側接続板８に密着（下側接続板７には固定）されている。このパネル枠２３における接続部Ｂに面した部分の中央には、図６に示すように、縦横比略１：２の矩形の窓２３ａが開けられている。そして、この窓２３ａにその表示画面を露出させた状態で、ＬＣＤパネル２が、パネル枠２３のモニタ部Ａ側の面に固定されている。
【００４０】
以上説明した接眼部本体６，下側接続板７，上側接続板８，並びにパネル枠２３及びＬＣＤパネル２によって囲まれた空間（接続部Ｂ）は、左右の第１隔壁３ａ，３ａ及び第３隔壁３ｃとともに隔壁３を構成する板状の第２隔壁３ｂによって、左右の光路に区切られている。この第２隔壁３ｂの上下縁は、夫々、直線状であり、下側接続板７及び上側接続板８に接している。また、第２隔壁３ｂの前端縁（図４及び図５における左側縁）は、パネル枠２３の窓２３ａとＬＣＤパネル２とがなす断面凹形状に沿って矩形に突出しており、この突出部分がパネル枠２３の窓２３ａに填り込んでいる。但し、この突出部の突出量はパネル枠２３の厚さよりも小さいので、第２隔壁３ｂの前端縁は、パネル枠２３の表面にのみ当接し、ＬＣＤパネル２の表面からは僅かに離間している。一方、第２隔壁３ｂの後端縁は、直線状であり、第３隔壁３ｃとの間にパネル枠２３の厚さ分の隙間を開けている。
【００４１】
このような形状を有する第２隔壁３ｂにおける上下縁近傍には、夫々、Ｌ字状の断面を有する二つのステー２５，２５がネジ止め固定されている。各ステー２５における屈曲された先の端部は、第２隔壁３ｂの上下縁と平行に配置されているので、下側接続板７及び上側接続板８の内面に夫々接している。また、下側接続板７及び上側接続板８における各ステー２５の端部と接している箇所には、夫々、その長軸をＬＣＤパネル２と平行な方向に向けて、長孔７ｂ，８ｂが穿たれている。これら長孔７ｂ，８ｂには、夫々、各接続板７，８の外側から、固定ビス２６が貫通されている。そして、各固定ビス２６の先端が各ステー２５の端部にねじ込まれることによって、第２隔壁３が下側接続板７及び上側接続板８に対して固定されているのである。なお、第２隔壁３ｂは、各長孔７ｂ，８ｂのストロークの範囲で、ＬＣＤパネル２と平行な方向に平行移動可能であるとともに、下側接続板８の内面上で若干量回動可能である。
【００４２】
一方、下側接続板７及び上側接続板８の前端には、上述した背板９が隙間無く填め込まれている。この背板９は、固定ネジ２８によってその４隅にネジ止め固定された断面Ｌ字状のステー２７を介して、下側接続板７及び上側接続板８に対して固定されている。これら下側接続板７，上側接続板８，パネル枠２３及びＬＣＤパネル２，並びに、背板９によって囲まれた空間（モニタ部Ａ）には、上述した表示回路の他、ＬＣＤパネル２の背後から透過光を照射する図示せぬバックライトが、内蔵されている。
（双眼観察用モニタの組立手順）
次に、上述した構成の双眼観察用モニタ１の組立手順を、以下に説明する。
【００４３】
最初に、作業者は、左右の各接眼ユニットＬ，Ｌを組立を行う。即ち、作業者は、夫々金属ブロックから削り出したレンズ枠１３，間隔環１４及びレンズ固定リング１５に、夫々切欠面を形成する。そして、その切欠によって形成された開口端に、夫々補強板３ａ，１６，１７をネジ止め固定する。そして、第３レンズ５ｃを間隔環１４に填め込んだ後に、前端側開口からレンズ枠１３内に挿入し、この間隔環１４の前端に接するように、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂからなる接合レンズを、レンズ枠１３内に挿入する。最後に、第１レンズ５ａをレンズ固定リング１５にて固定することによって、接眼ユニットＬを完成させる。
【００４４】
次に、作業者は、金属ブロックから削り出した接眼部本体６の接眼レンズ収容空間６ｃ内に、夫々の第１隔壁３ａ，３ａ同士を密着させた状態で、左右の接眼ユニットＬ，Ｌを挿入する。そして、レンズ枠１３の外縁フランジを接眼レンズ収容空間６ｃの開口端に形成された段部に填め込むことによって各接眼ユニットＬ，Ｌの位置決めを行った状態で、各雌ネジ穴６ｆにねじ込んだ固定ビス１８をレンズ枠１３の外周面に食い込ませることによって、両接眼ユニットＬ，Ｌの固定を完了する。このとき、両第１隔壁３ａ，３ａの先端は、上述したように、プリズム収容空間６ｂの中心に挿入されている。
【００４５】
次に、作業者は、両第１隔壁３ａ，３ａによって区切られたプリズム収容空間６ｂにおける左右のスペース内に、夫々、楔プリズム４，４を挿入する。このとき、各楔プリズム４は、その固定面４ｃをフランジ６ｅに当て付けるとともに、固定面４ｃに隣接する側面をプリズム収容空間６ｂの内面に当て付けた状態で配置される。そして、接眼部本体６の内端面に各プリズム押さえ部材１２，１２をネジ止め固定することにより、各楔プリズム４の光軸方向における位置決めを行う。このように、前端側より各楔プリズム４，４の固定を行うために、その組立が容易となるのである。
【００４６】
作業者は、更に、各楔プリズム４の上側面とプリズム収容空間６ｂの内壁との間に形成された隙間に、夫々プリズム押え板１０，１０を挿入する。そして、接眼部本体の各ネジ孔６ｄにねじ込んだ固定ビス１１の先端にて、各プリズム押え板１０，１０を介して、各楔プリズム４，４をプリズム収容空間６ｂの底面に押し付けることにより、各楔プリズム４，４の光軸に直交する方向における位置決めを完了する。このように、各楔プリズム４，４の固定が計３面での当て付けによって行われるので、その第２面４ｂにおける傾斜面が正確に設置される。その結果、左右の視線が有限距離の位置にある物体の方向を向くので、観察者の眼の疲れや立体観察の障害が生じない。
【００４７】
以上のような楔プリズム４，４の位置決めを完了した時点においては、両楔プリズム４，４と第１隔壁３ａとの間に隙間が生じる。従って、この隙間からの迷光の侵入を防止するために、作業者は、この隙間を閉じるための第３隔壁３ｃを、接眼部本体６の前端面にネジ止め固定する。
【００４８】
次に、作業者は、金属板をプレスすることによって下側接続板７を形成し、その内面における後端縁に２つのアングル部材２４，２４を溶接固定し、また、その内面における前端縁に２つのステー２７を溶接固定し、さらに、その両側壁の上縁の内側に夫々連結板２０，２０を溶接固定する。そして、この下側接続板７を、接眼部本体６の取付代６ａに嵌合させた後、下側接続板７を貫通させた各固定ネジ１９を取付代６ａに夫々ねじ込むとともに、各アングル部材２４，２４を夫々接眼部本体６の前端面にネジ止め固定することにより、この下側接続板７を接眼部本体６に固定する。そして、作業者は、この下側接続板７に、ＬＣＤパネル２を固定したパネル枠２３，各スイッチＳ，ケーブルＫ，並びに、図示せぬバックライトや表示回路を組み込むことによって、モニタ部Ａの内部構成を完成させる。
【００４９】
次に、作業者は、予めその上下両縁に夫々２個づつステー２５をネジ止め固定しておいた板状の第２隔壁３ｂを、下側接続板７における接眼部本体６とパネル枠２３との間に挿入する。このとき、第２隔壁３ｂの後端縁を第３隔壁３ｃに摺接させるようにすると、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分がパネル枠２３に引掛かることなく、第２隔壁３ｂを挿入させることができる。そして、第２隔壁３ｂの下側縁が下側接続板７に接触する位置まで第２隔壁３ｂを挿入した時点で、作業者は、この第２隔壁３ｂを前方（ＬＣＤパネル２側）にずらし、その前端縁の突出部分をパネル枠２３の窓２３ａに填め込む。そして、下側接続板７の下面側から各長孔７ｂ，７ｂに夫々固定ビス２６を挿入して各ステー２５，２５にねじ込んで、第２隔壁３ｂの仮止めを行う。
【００５０】
次に、作業者は、既にその内部構成を完成してあるモニタ部Ａ及び図示せぬ撮像部を動作させ、ＬＣＤパネル２の表示画面上に、映像（左右の像が境界線を介して隣接して表示されている映像）をテスト表示させる。そして、第２隔壁３ｂの先端縁をずらして、表示画面上に表示された左右の映像の境界線に合致させる。同様に、第２隔壁３ｂの後端縁をずらして、第３隔壁３ｃの中心に合致させる。このようにして、第２隔壁３ｂの位置決めが完了すると、作業者は、両固定ビス２６，２６を更に締め込んで、第２隔壁３ｂの固定を完了する。このように、第２隔壁３ｂは、第１隔壁３ａから分離されているので、ＬＣＤパネル２の表示画面に表示された左右の映像の境界線の位置に応じて移動調整することができる。これにより、左右の各映像からの光を夫々に対応する眼Ｉに入射させることができるので、より、立体像の観察がし易くなる。なお、このような第２隔壁３ｂの移動を可能にするために、第１隔壁３ａと第２隔壁３ｂとの間は離間しているが、この隙間には、第１隔壁３ａに対して直交する方向を向いた第３隔壁３ｃが配置されているので、この隙間を通った光が、各楔プリズム４，４を透過して接眼光学系５内に入射する可能性は殆どない。
【００５１】
次に、作業者は、金属板をプレスすることによって上側接続板８を形成し、その外側開口端に２つのステー２７を溶接固定する。そして、この上側接続板８を、接眼部本体６の取付代６ａに嵌合させた後、上側接続板８を貫通させた各固定ネジ２１を取付代６ａに夫々ねじ込むとともに、上側接続板８を貫通させた各固定ネジ２２を夫々各連結板２０，２０にねじ込むことにより、この上側接続板８を接眼部本体６及び下側接続板７に対して固定する。そして、作業者は、この上側接続板８の上面側から各長孔８ｂ，８ｂに夫々固定ビス２６を挿入して各ステー２５，２５にねじ込むことにより、第２隔壁３ｂを固定する。
【００５２】
以上の後に、作業者は、下側接続板８及び上側接続板７の前端に、背板９をはめ込み、この背板９を貫通させた各固定ネジ２８を夫々各ステー２７にねじ込むことにより、この背板９を固定する。以上により、双眼観察用モニタ１が完成する。
（双眼観察用モニタの作用）
以上のように組み立てられた双眼観察用モニタ１に対して、図示せぬ撮像部によって観察対象物を撮像して得られた画像信号を入力すると、ＬＣＤパネル２の表示画面における右側像表示領域（接眼部Ｃ側から見て第２隔壁３ｂに接している箇所よりも右側の領域）２ａには、図示せぬ撮像部における右側の撮影光学系によって撮像された映像が表示され、左側像表示領域（接眼部Ｃ側から見て第２隔壁３ｂに接している箇所よりも左側の領域）２ｂには、図示せぬ撮像部における左側の撮影光学系によって撮像された映像が表示される。これら各表示領域２ａ，２ｂから射出された光は、隔壁３（第２隔壁３ｂ）の両側において夫々、発散しつつ各楔プリズム４に入射し、これら各楔プリズム４によって隔壁３（第１隔壁３ａ）から離れて行く方向へ屈折され、各接眼光学系５へ入射する。
【００５３】
各楔プリズム４は、第２隔壁３ｂとは逆側に位置する端部にて、接眼部本体６のプリズム収容空間６ｂに固定されている。従って、各楔プリズム４における第２隔壁３ｂに近接した端部は、その全ての領域において光を透過することができる。その結果、各表示領域２ａ，２ｂにおける隔壁３（第２隔壁３ｂ）に近接した部位から射出された光であっても、楔プリズム４の不透過領域によってケられることなく、効率良く各接眼光学系５に入射することができる。
【００５４】
このように各接眼光学系５に入射した光は、各接眼光学系５によって屈折されて、各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像を、拡大して、例えば前方１ｍの位置に形成する。このとき、各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像の外縁同士は、互いに重なっている。従って、その中心と観察者の左右の眼Ｉとを結ぶ線は、観察者の眉間の前方にて交差するので、自然な輻輳角（眼の水晶体の変形量に基づく距離感と同じ有限の距離感が得られる輻輳角）にて、観察者はこれら虚像を観察することができるのである。但し、これら各虚像に含まれる個々の像は、立体視用であるが故に、少しづつずれている。従って、これら個々の像に対する輻輳角の相違に基づいて、立体感を観察者に与えることができるのである。
【００５５】
なお、各接眼光学系５は、そのコバの一部が平面状に切り欠かれており、その切欠面Ｐ，Ｐ同士を近接して、両接眼光学系５，５を接眼部本体６内に固定してあるので、各接眼光学系５の光軸同士の間隔よりも各接眼光学系５の径を大きく確保することができる。その結果、射出瞳を大きくすることができるとともに、アイポイントを長く取ることができるので、双眼観察用モニタ１による観察がより容易になる。また、各接眼光学系５の光軸間の距離を正確に出すことができるので、その光学性能の向上につながる。
【００５６】
本実施形態による双眼観察用モニタ１は、接眼部本体６に取り付けられたマウント部材２９のみを介して、図示せぬ可動アームの先端Ｆに固定されている。従って、双眼観察用モニタ１全体の荷重がこの接眼部本体６に掛かることになるが、この接眼部本体６は、金属ブロックから削り出されることによって形成されており、この接眼部本体６内に各楔プリズム４，４及び各接眼光学系５，５が固定されているので、これら各光学部材同士の位置が狂うことはない。また、モニタ部Ａの重量に因るモーメントが下側接続板７及び上側接続板８に掛かるが、モニタ部Ａは軽いので、板状部材からなるこれら下側接続板７及び上側接続板８であっても、強度上の問題は生じない。
【００５７】
また、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、モニタ部Ａ内に内蔵された図示せぬ表示回路を操作するための各スイッチＳが、下側接続板７の段差壁７ａにおける観察者側を向いた外面に取り付けられている。従って、接眼光学系５を覗きながら各スイッチＳを操作することができるので、操作が容易になるという利点を有する。
【００５８】
さらに、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、モニタ部Ａと接続部Ｂの筐体が、共通の部材（下側接続板７及び上側接続板８）により構成されている。従って、部品点数及び接合箇所の数が少なくて済むので、全体としての軽量化が可能になるとともに、強度上も有利である。また、接眼部本体６とＬＣＤパネル２のパネル枠２３との間に介在してそれらの間の距離を規定する部材が、下側接続板７（上側接続板８）のみであるので、その距離が設計値からずれてしまうおそれが殆どない。
【００５９】
また、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、接続部Ｂの筐体が上下に分割可能な構成（下側接続板７及び上側接続板８）であるので、例えば、撮像部における機械的なズレや水平同期タイミングのズレ等によってＬＣＤパネル２の表示画面における右側像表示領域２ａと左側像表示領域２ｂの境界線がずれた場合であっても、上側接続板８のみを外して第２隔壁３ｂの位置を調整して、その前側縁を両表示領域２ａ，２ｂの境界線に合致させ直すことができる。このとき、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分はＬＣＤパネル２の表示画面に接触していないので、この調整時において第２隔壁３ｂがＬＣＤパネル２の表示画面を傷つけてしまうことがない。但し、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分は限りなくＬＣＤパネル２の表面に近接しているので、左右の各表示領域２ａ，２ｂからの光が混合してしまうことはない。また、この第２隔壁３ｂは薄板から構成されているので、ＬＣＤパネル２上の映像を隠してしまうことがない。
【００６０】
【実施形態２】
図１７は、本発明の第２の実施の形態である双眼観察用モニタ１の縦断面図である。本第２実施形態は、上述した第１実施形態と比較し、下側接続板７に段差壁７ａが形成されておらず、その下面が平面状となっている。本第２実施形態では、その代わりに、モニタ部Ａ内の図示せぬ表示回路を操作するための各スイッチＳが、接眼部本体６の下面に固定された箱状の操作パネル３０における後端面（観察者側の面）に設けられている。本第２実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。
【００６１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の双眼観察用モニタによると、両接眼光学系の光軸同士の間隔を一定に定めた場合であっても、各接眼光学系の径がそれによって制限されない。従って、各接眼光学系の径を大きくすることによって、各接眼光学系の射出瞳の径を大きくしてアイポイントを長く確保することが、可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による双眼観察用モニタの正面図
【図２】 図１の矢印II方向から見た平面図
【図３】 図１の矢印III方向から見た側面図
【図４】 図１，図３，図５〜図８のIV−IV線に沿った横断面図
【図５】 図１，図２，図４，図６〜図８のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図
【図６】 図５のVI−VI線に沿った縦断面図
【図７】 図５のVII−VII線に沿った縦断面図
【図８】 図５のVIII−VIII線に沿った縦断面図
【図９】 楔プリズムの形状を示す図であり、（ａ）は第１面の端面図，（ｂ）は（ａ）のIX−IX線に沿った横断面図であり、（ｃ）は第２面の端面図
【図１０】 接眼光学系を構成するレンズの形状を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った横断面図
【図１１】 間隔環の形状を示す図であり、（ａ）はその一部断面端面図，（ｂ）はその一部断面側面図
【図１２】 レンズ固定リングの形状を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のXII−XII線に沿った横断面図
【図１３】 接眼ユニットの構成を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のXIII−XIII線に沿った横断面図
【図１４】 本発明の第１実施形態による双眼観察用モニタの光学構成の概略説明図
【図１５】 楔プリズムがない場合における視線を示す図
【図１６】 有限距離に存する物体を見る場合における視線を示す図
【図１７】 本発明の第２実施形態による双眼観察用モニタの縦断面図
【符号の説明】
２ ＬＣＤパネル
３ 隔壁
３ａ 第１隔壁
３ｂ 第２隔壁
４ 楔プリズム
５ 接眼光学系
１３ レンズ枠
１４ 間隔環
１５ レンズ固定リング
１６ 補強板
１７ 補強板
Ｐ 切欠面

Claims (10)

1. 同一の観察対象物について得られた二つの映像を左右に並べて表示するディスプレイと、このディスプレイに夫々表示された各映像を個別に観察させるための左右の接眼光学系と、前記ディスプレイに表示された各映像の境界線と前記左右の接眼光学系の境との間で光線を遮る隔壁とを有する双眼観察用モニタであって、
   前記左右の接眼光学系は、夫々、円筒状のコバの一部を光軸と平行に切り欠いた形状の切欠状面を有しており、この切欠状面同士を互いに対向させた状態で配置されている
   ことを特徴とする双眼観察用モニタ。
2. 前記各接眼光学系を夫々保持するとともに、保持している前記接眼光学系の切欠状面と同一な面にて切り欠かれて開口した形状の鏡筒を
   更に有することを特徴とする請求項１記載の双眼観察用モニタ。
3. 前記鏡筒には、前記開口を閉じる補強板が固定されている
   ことを特徴とする請求項２記載の双眼観察用モニタ。
4. 前記接眼光学系は複数のレンズによって構成されており、
   前記鏡筒によって保持されている各レンズ同士の間に介在するとともに、これら各レンズの切欠状面と平行な面にて切り欠かれて開口した形状の間隔環を更に有する
   ことを特徴とする請求項２記載の双眼観察用モニタ。
5. 前記間隔環には、前記開口を閉じる補強板が固定されている
   ことを特徴とする請求項４記載の双眼観察用モニタ。
6. 前記鏡筒に挿入された前記接眼光学系の端面に接することによってこの接眼光学系を前記鏡筒に固定するとともに、この接眼光学系の切欠状面と同一な面にて切り欠かれて開口した形状の固定リングを
   更に有することを特徴とする請求項２記載の双眼観察用モニタ。
7. 前記固定リングには、前記開口を閉じる補強板が固定されている
   ことを特徴とする請求項６記載の双眼観察用モニタ。
8. 前記左右の接眼光学系は、前記補強板同士を接触させた状態で配置されていることを特徴とする請求項３記載の双眼観察用モニタ。
9. 前記補強板は、一方の接眼光学系から他方の接眼光学系への光の入射を遮光する
   ことを特徴とする請求項８記載の双眼観察用モニタ。
10. 前記ディスプレイと前記各接眼光学系との間に、前記ディスプレイから射出された光を観察者の眼幅に合う方向へ屈折させて夫々の接眼光学系に入射させる一対の楔プリズムが配置されているとともに、
    前記補強板は、これら一対のプリズム同士の間まで延びている
    ことを特徴とする請求項９記載の双眼観察用モニタ。

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