JP4537079B2

JP4537079B2 - 双眼拡大鏡

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Publication number: JP4537079B2
Application number: JP2004009271A
Authority: JP
Inventors: 史紀高橋
Original assignee: Nitto Optical Co Ltd
Current assignee: Nitto Optical Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP2005202216A

Description

本発明は、外科手術等で用いる手術用の双眼拡大鏡に関する。

双眼拡大鏡では、術者の頭部に筐体を装着し、左右の目にそれぞれ別の光学系を用いて観察物を観察することにより、遠近感を生じさせ立体視を可能にしている（例えば、特許文献１参照）。

複数の光学系によって観察物を観察する場合、観察物の位置が前後すると、それぞれの光学系の視野ずれ（パララックス）は大きくなる。この傾向は倍率が高くなるほど強い。

パララックスを補正するために、対物レンズや接眼レンズをそれぞれ光軸方向や光軸に垂直な方向に動かして光軸を補正する方法があった（例えば、特許文献２参照）。

しかし、対物レンズや接眼レンズを光軸方向に動かす機構や光軸に垂直な方向に動かす機構を設けると、装置が大型化し重量が増え、装着する術者が疲労しやすくなる。また装置の価格が上昇するという問題もある。

本出願人は、対物レンズを光軸に対し斜め方向に移動して焦点調節または変倍操作と同時にパララックスの補正を行う双眼拡大鏡を既に作成している。図８はその双眼拡大鏡を示す概略図である。双眼拡大鏡は、対物レンズ４１と、接眼レンズ２１と、正立プリズム３０等その他の光学素子とからなる光学系を左右各１つずつ備えている。各光学系は、光軸を前後方向に向けて配置されている。

この双眼拡大鏡では、対物レンズ４１を移動することにより、焦点調節または変倍操作と同時にパララックスの補正を行う。図８において、無限遠方の観察物を観察する時は、対物レンズ４１は光軸が接眼レンズ２１の光軸と一致する位置（４１ａ）にあるが、近位置の観察物を観察する時は、装置の前部中央方向の位置（（４１ｂ）、（４１ｃ））へ移動する。以下に焦点調節とパララックスの補正を同時に行う原理について説明する。

複数の光軸の中心線上に位置する観察物の像は、図９に示すように、対物レンズ４１から無限遠方位置にある場合は視野の中心に形成されるが、対物レンズ４１から近位置にある場合は、視野の中心から外側に距離ｍｗだけずれた位置に形成される。ここでｗは複数の光軸の中心線ｌと各光軸との距離、ｍは横倍率である。

この視野ずれを避けるため、対物レンズ４１を複数の光軸の中心線ｌの方向へ距離ｄだけシフトさせることにより、観察物の像を視野の中心に形成させることができる。

ここで、観察物と対物レンズとの距離をＡ、対物レンズと結像面との距離をＢとすると、図９から式（１）、（２）が成り立つ。

式（１）に式（２）を代入して

対物レンズの焦点距離をｆとすると、レンズ結像式より、

が成り立つ。なお、Ａ、Ｂともに正であることから、（４）式よりＡ＝∞のときＢ＝ｆ、Ａ＝ｆのときＢ＝∞となるため、Ａ＞ｆ、Ｂ＞ｆである。対物レンズのＡ＝∞（Ｂ＝ｆ）における位置からの光軸方向への繰出し距離をｘとすると、

式（５）を式（２）に代入して

また式（５）を式（４）に代入して

式（７）を式（６）に代入して、

式（８）を式（３）に代入して

ｗ、ｆは定数であるから、ｄとｘとの関係は図１０に実線で示すグラフのようになる。

ｘの変化量が小さいとき、ｄとｘとの関係は図１０に破線で示したような直線に近似することができる。人の目は調整能力があるため、対物レンズの軌跡を厳密に式（９）の曲線にせずとも、直線近似して誤差分を観察者の調整能力に負わせることができる。

なお直線近似する場合、近似誤差は理論値よりも小さいことが好ましい。人の目は内側への調整能力は高く、シフト量が理論値よりも小さければ、寄り目にすることで補正することができる。逆にシフト量が理論値よりも大きい場合には、開き目方向に調節するため、調整能力は極端に劣る。

このように対物レンズを前方へ移動して観察物に近づけるにつれて、左右の対物レンズが左右方向に近づくため、焦点調節とパララックスの補正とを同時に行うことができる。このため、レンズの駆動機構を１つで済ませることができ、装置を小型化・軽量化することができる。
特許３４２９５２９号明細書特許３３７５４０７号明細書

しかし、近位置の観察物を観察する際に対物レンズを内側にシフトさせた場合には、図８に示すように、視野の中心に見える観察物からの光は対物レンズの中心から距離ｄだけ側方の部分を通る。このため、観察物の像にコマ収差が発生することとなる。

コマ収差を低減するために、例えば図１１に示すように、移動する対物レンズ４１の軌跡をｄ₁／２だけ外側方向へずらすことも考えられる。ここでｄ₁は、対物レンズ４１の軌跡の光軸に対する最大シフト量である。この場合、観察物が近位置および無限遠方位置にあるときの対物レンズ４１の光軸と接眼レンズ２１の光軸とのずれが最大ｄ₁／２となるため、全体としてコマ収差が改善される。しかし、無限遠方の観察物からの光は、装置の外側から対物レンズに入射することとなる。このため、無限遠方位置の観察物を観察するときに目が開き目方向となり、観察が困難となる。また、近位置の観察物からの光は、対物レンズの光軸に対して大きな角度で入射するため、観察が困難となる。

本発明の課題は、パララックスの補正機構を備えるとともに、収差の発生を抑制することができる軽量、小型の双眼拡大鏡を安価に提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、図１に示すように、光軸に対して斜め方向に移動して焦点調節または変倍操作とともにパララックスの補正を行う対物レンズ４１と、接眼レンズ２１とを備える左右２つの光学系を有する双眼拡大鏡において、前記光学系を装置の前後方向に対して所定の角度をなして配置するとともに、前記対物レンズ４１の光軸が前記接眼レンズ２１の光軸と同一となる位置（図１の（４１ｂ））を中心とし、前記対物レンズ４１を前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持することを特徴とする。

ここで、所定の角度とは、対物レンズ４１の光軸を接眼レンズ２１の光軸から最大限ずらした位置に配置した場合において、接眼レンズ２１の光軸を通して対物レンズ４１に光を入射した時の、屈折光の入射光に対する偏角である。
即ち、所定の角度は、対物レンズの光軸に対する最大シフト量がｄ ₁ のとき、対物レンズの光軸からｄ ₁ ／２ずれた位置に、対物レンズの光軸と平行に光線を入射したときの、屈折光の入射光に対する偏角に相当し、対物レンズの光軸が接眼レンズの光軸と同一となる位置を中心とする、対物レンズの移動量が、ｄ ₁ ／２に相当する。

請求項１に記載の発明によれば、光学系を装置の前後方向に対して所定の角度をなして配置するとともに、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸と同一となる位置（図１の（４１ｂ））を中心とし、対物レンズ４１を前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持するため、以下の作用がある。

すなわち、無限遠方の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を装置の後方かつ光軸よりも装置の側方寄りの位置（図１の（４１ａ））へ移動することで、無限遠方の観察物からの光は対物レンズ４１の光軸よりも装置の中心寄りの部分を透過し、前記所定の角度で屈折して接眼レンズ２１の光軸を通るため、観察物を視野の中心に見ることができる。

また、最も近位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を装置の前方かつ光軸よりも装置の中央寄りの位置（図１の（４１ｃ））へ移動することで、近位置の観察物からの光は対物レンズ４１の光軸よりも装置の側方寄りの部分を透過し、前記所定の角度で屈折して接眼レンズ２１の光軸を通るため、観察物を視野の中心に見ることができる。

同様に、観察物との距離に応じて対物レンズ４１を上記範囲内で移動することにより、任意の距離の観察物を視野の中心に観察することができる。

請求項２に記載の発明は、図４に示すように、光軸に対して斜め方向に移動して焦点調節または変倍操作とともにパララックスの補正を行う対物レンズ４１と、接眼レンズ２１とを備える左右２つの光学系を有する双眼拡大鏡において、透過光に水平方向に所定の角度の偏角が発生する楔形プリズム７０を前記対物レンズ４１の前方に備えるとともに、前記対物レンズ４１の光軸が前記接眼レンズ２１の光軸と同一となる位置（図４の（４１ｂ））を中心とし、前記対物レンズ４１を前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、透過光に水平方向に所定の角度の偏角が発生する楔形プリズム７０を対物レンズ４１の前方に備えるとともに、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸と同一となる位置（図４の（４１ｂ））を中心とし、対物レンズ４１を前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持するため、以下の作用がある。

すなわち、無限遠方の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を装置の後方かつ光軸よりも装置の側方寄りの位置（図４の（４１ａ））へ移動することで、無限遠方の観察物からの光は前方から楔形プリズム７０へ入射し、所定の角度で屈折して対物レンズ４１の光軸よりも装置の中心寄りの部分に光軸と所定の角度をなして入射し、対物レンズで所定の角度で屈折して接眼レンズ２１の光軸を通るため、観察物を視野の中心に見ることができる。

また、最も近位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を装置の前方かつ光軸よりも装置の中央寄りの位置（図４の（４１ｃ））へ移動することで、近位置の観察物からの光は前方から楔形プリズム７０へ入射し、所定の角度で屈折して対物レンズ４１の光軸よりも装置の側方寄りの部分を透過し、前記所定の角度で屈折して接眼レンズ２１の光軸を通るため、観察物を視野の中心に見ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の双眼拡大鏡において、前記楔形プリズム７０を光軸に対して回動自在に設けることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、楔形プリズム７０を光軸に対して回動自在に設けたため、左右の楔形プリズムを光軸に対して回動させることで、左右の光軸合わせを容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の双眼拡大鏡において、前記楔形プリズム７０は色消しプリズムであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、楔形プリズム７０が色消しプリズムであるため、色収差を低減することができる。

請求項１または２に記載の発明によれば、任意の距離の観察物を視野の中心に観察することができる。また、対物レンズの光軸が接眼レンズの光軸と同一となる位置から、装置の中央寄りまたは側方寄りへ移動させることでパララックスの補正を行うことにより、対物レンズの光軸と接眼レンズの光軸との最大ずれ幅を従来の半分とすることができ、コマ収差を低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、左右の楔形プリズムを光軸に対して回動させることで、左右の光軸合わせを容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、楔形プリズムが色消しプリズムであるため、色収差を低減することができる。

以下、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。第１の実施の形態では、対物レンズ４１と、接眼レンズ２１と、正立プリズム３０等その他の光学素子とからなる光学系を左右各１つずつ備える双眼拡大鏡において、図１に示すように、複数の光学系を構成する各光軸の中心線ｌに対し、光学系の光軸が所定の角度θをなすように配置する。ここで、θは、対物レンズ４１の光軸からｄ₁／２ずれた位置に、対物レンズ４１の光軸と平行に光線を入射したときの、屈折光の入射光に対する偏角である。また、ｄ₁は、対物レンズ４１の光軸に対する最大シフト量である。なお、図１では１つの光学系のみ記載されているが、双眼拡大鏡は実際には中心線ｌに対して左右対称なもう１つの光学系を有する。

図１の光学系において、対物レンズ４１を光軸に対して斜めに移動させることにより、焦点調節または変倍操作を行う。このとき、対物レンズ４１の光軸と接眼レンズ２１の光軸とは平行に保ったままである。対物レンズ４１の移動方向は、光軸に対して前方かつ中央寄りの方向、または、光軸に対して後方かつ装置の側方寄りの方向である。近位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を光軸に対して前方かつ中央寄りの方向へ移動させ、遠位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を光軸に対して後方かつ装置の側方寄りの方向へ移動させる。

図１において、（４１ａ）が最後方へ移動させた対物レンズ４１の位置であり、（４１ｃ）が最前方へ移動させた対物レンズ４１の位置であり、（４１ｂ）がその中間の位置である。位置（４１ａ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸から装置の側方へｄ₁／２だけずれ、位置（４１ｂ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸と同一となり、位置（４１ｃ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸から装置の中央方向へｄ₁／２だけずれるように、対物レンズ４１の図示しない駆動装置を配置する。対物レンズ４１の軌跡は図８のグラフに実線で示した曲線形状とすることが好ましいが、図８に破線で示した直線形状としてもよい。ここで、対物レンズ４１の軌跡を設定するにあたり、図８に一点鎖線で示した直線ｄ＝ｄ₁／２が接眼レンズ２１の光軸と一致するようにする。

対物レンズ４１を（４１ａ）の位置に配置したときは、視野の中心に入射する観察物からの光は、中心線ｌと平行に、対物レンズ４１の前面の光軸よりも約ｄ₁／２だけ装置の中心寄りの位置に入射し、θだけ屈折して対物レンズ４１の後面のｄ₁／２だけ装置の中心寄りの位置から接眼レンズ２１に向かって出射し、接眼レンズ２１の光軸を通って観察者の目に入射する。

対物レンズ４１を（４１ｂ）の位置に配置した時は、接眼レンズ２１の光軸と対物レンズ４１の光軸とが一致するので、一致した光軸の延長線と中心線ｌの交点に位置する観察物を視野の中心に観察することができる。このとき、観察物から対物レンズ４１までの光路は、中心線ｌとθの角度をなす。

対物レンズ４１を（４１ｃ）の位置に配置したときは、視野の中心に入射する観察物からの光は、中心線ｌに対して２θの角度をなし、対物レンズ４１の前面の光軸よりも約ｄ₁／２だけ装置の側方寄りの位置に入射し、θだけ屈折して対物レンズ４１の後面のｄ₁／２だけ装置の側方寄りの位置から接眼レンズ２１に向かって出射し、接眼レンズ２１の光軸を通って観察者の目に入射する。

対物レンズ４１の駆動機構としては、例えば図２に示すようなものがある。図２において、双眼拡大鏡は、筐体１１と、接眼レンズ２１と、正立プリズム３０と、カム板５０と、対物レンズ群４０と、レンズガイド軸６１と、スライダー６２と、スクリューネジ６３と、モーター６４とから概略構成される。なお、対物レンズ群４０、正立プリズム３０、接眼レンズ２１からなる左右の光学系は、中心線ｌに対し、前方かつ装置の中央方向から後方かつ装置の側方方向へ向けて、それぞれθだけ傾いて配置されている。

筐体１１は、左右それぞれの接眼レンズ２１、及び正立プリズム３０等を保持する回動部１２と、カム板５０、対物レンズ郡４０、レンズガイド軸６１、スライダー６２、スクリューネジ６３、モーター６４等を保持する図示しない本体部とからなる。

左右の回動部１２は、それぞれが保持する接眼レンズ２１の光軸と、対物レンズ４１の光軸が一致する位置（図１の（４１ｂ）に相当）における、対物レンズ４１の光軸の延長線ｅ、ｅに対し、図示しない本体部と回動自在に設けられている。回動部１２を本体部に対して回動させることにより、正立プリズム３０及び接眼レンズ２１と対物レンズ群４０との光学的な位置関係を保ちながら、左右の接眼レンズ２１の間隔を観察者の左右の目幅に合わせることができる。

正立プリズム３０としては、上下反転プリズム３１と、左右反転プリズム３２とを組み合わせて構成されるポロＩ型プリズムを用いることができる。正立プリズム３０は対物レンズ群４０から入射した光を左右反転プリズム３２で２回反射するとともに、上下反転プリズム３１で２回反射することにより、上下左右反転させる。対物像は観察物の実像と上下左右反転した倒立像として形成されるが、正立プリズム３０により倒立像を上下左右反転させた正立像として接眼レンズ２１に入射させることができる。

また、正立プリズム３０を用いることにより、双眼拡大鏡の前後長を伸ばさずに光路を長くすることができる。対物レンズ群４０の倍率は（対物レンズ群４０から結像面までの光路長）／（対物レンズ群４０から観察物までの光路長）で定まるため、光路を長くすることにより、倍率を上げることができる。

なお正立プリズム３０として、ポロII型プリズムを用いてもよい。ポロＩ型プリズムを用いたほうが双眼拡大鏡を前後方向に短くすることができるが、ポロII型プリズムを用いたほうが横方向にすっきりした形状の双眼拡大鏡１０とすることができる。

接眼レンズ２１は複数のレンズを組み合わせることで色収差を低減している。接眼レンズ２１は正立プリズム３０を透過した正立像を観察者の左右の目に結像させる。

カム板５０は左右の光学系の光軸と平行に設けられる。カム板５０には左右それぞれの対物レンズ群４０を前後に移動させる案内となるカム溝５１が設けられている。カム溝５１の形状は図８に実線で示した曲線形状とすることが好ましいが、図１０に破線で示したような直線形状としてもよい。ここで、図１０の直線ｄ＝ｄ₁／２が接眼レンズ２１の光軸の位置と一致するように、カム溝５１の位置を設定する。

２つの対物レンズ群４０は、それぞれ複数のレンズを組み合わせてなる対物レンズ４１と、レンズを保持する対物レンズマウント４２から構成される。対物レンズ４１として複数のレンズを組み合わせることで色収差を低減することができる。対物レンズマウント４２には、カム板５０のカム溝５１と滑合し、対物レンズマウント４２をカム溝５１に沿って移動自在に保持するコマ４３と、レンズガイド軸６１に沿って滑合する滑合部４４とがそれぞれ設けられている。

レンズガイド軸６１は左右方向に設けられ、スライダー６２によって保持される。レンズガイド軸６１には対物レンズマウント４２の滑合部４４が滑合し、対物レンズマウント４２を左右方向に移動自在としている。レンズガイド軸６１はスライダー６２を前後に移動させることにより前後に移動し、対物レンズ群４０をガイド溝に沿って移動させる。

スライダー６２はスクリューネジ６３に螺合している。スライダー６２はスクリューネジ６３を回転させることにより、スクリューネジ６３に沿って前後に移動する。スクリューネジ６３は、筐体１１の本体部に前後方向に配置されている。スクリューネジ６３を回転させるモーター６４はスクリューネジ６３の後端に設けられており、筐体１１の本体部に保持されている。モーター６４は図示しない自動焦点装置等により駆動される。以上のような駆動機構により、対物レンズ群４０を図１に示すように駆動することができる。

あるいは、図３に示すような駆動機構としてもよい。図３の駆動機構では、カム溝５１の代わりに、カム板５０の左右側面がコマ４３の当接するカム面５２となっている。また、左右の滑合部４４には、付勢材５３が設けられている。カム面５２は、カム溝５１と同様の形状及び配置とすることが好ましい。

付勢材５３はバネ等の弾性材であり、自然長よりも引き伸ばされた状態でその両端を滑合部４４に固定されている。したがって滑合部４４が付勢材５３の張力によって互いに引き寄せられることとなり、コマ４３は、それぞれカム面５２に向かって付勢されて当接する。スライダー６２によりレンズガイド軸６１をスクリューネジ６３に沿って前後方向へ移動すると、対物レンズ群４０をカム面５２に沿ってそれぞれ移動させることができる。以上のような駆動機構により、対物レンズ群４０を図１に示すように駆動することができる。

本実施の形態によれば、対物レンズ４１の光軸に対する最大シフト量ｄ₁の半分だけ対物レンズ４１の移動経路を側方へずらすことで、近位置の観察物の観察時におけるコマ収差を軽減し、全体としてコマ収差を軽減することができる。また、光学系全体を中心線ｌに対しθ傾けることにより、近位置から無限遠方までの観察物を視野の中心に観察することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、対物レンズ４１と、接眼レンズ２１と、正立プリズム３０等その他の光学素子とからなる光学系を左右各１つずつ備える双眼拡大鏡において、図４に示すように、対物レンズ４１の前方に、偏角がθとなる楔形プリズム７０を配置している。ここで、楔形プリズム７０としては、複数のプリズムを組み合わせることで色収差を低減した色消しプリズムを用いることが好ましい。なお、図４では１つの光学系のみ記載されているが、双眼拡大鏡は実際には中心線ｌに対して左右対称なもう１つの光学系を有する。

図４の光学系において、図１と同様に、対物レンズ４１を光軸に対して斜めに移動させることにより、焦点調節または変倍操作を行う。このとき、対物レンズ４１の光軸と接眼レンズ２１の光軸とは平行に保ったままである。対物レンズ４１の移動方向は、装置の前方かつ光軸よりも中央寄りの方向、または、装置の後方かつ光軸よりも側方寄りの方向である。近位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を光軸に対して装置の前方かつ光軸よりも中央寄りの方向へ移動させ、遠位置の観察物を観察する時は、対物レンズ４１を装置の後方かつ光軸よりも側方寄りの方向へ移動させる。

図４において、（４１ａ）が最後方へ移動させた対物レンズ４１の位置であり、（４１ｃ）が最前方へ移動させた対物レンズ４１の位置であり、（４１ｂ）がその中間の位置である。位置（４１ａ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸から装置の側方へｄ₁／２だけずれ、位置（４１ｂ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸と同一となり、位置（４１ｃ）において、対物レンズ４１の光軸が接眼レンズ２１の光軸から装置の中央方向へｄ₁／２だけずれるように、対物レンズ４１の図示しない駆動装置を配置する。

対物レンズ４１を（４１ａ）の位置に配置したときは、視野の中心に入射する観察物からの光は、中心線ｌと平行に楔形プリズム７０へ入射し、θだけ中心寄りに屈折して対物レンズ４１の前面の光軸よりも約ｄ₁／２だけ装置の中心寄りの位置に入射し、反対側にθだけ屈折して対物レンズ４１の後面のｄ₁／２だけ装置の中心寄りの位置から接眼レンズ２１に向かって出射し、接眼レンズ２１の光軸を通って観察者の目に入射する。

対物レンズ４１を（４１ｂ）の位置に配置した時は、視野の中心に入射する観察物からの光は、中心線ｌに対してθの角度をなして楔形プリズム７０に入射し、θだけ屈折して対物レンズ４１の光軸と接眼レンズ２１の光軸とを通って観察者の目に入射する。

対物レンズ４１を（４１ｃ）の位置に配置したときは、視野の中心に入射する観察物からの光は、中心線ｌに対して２θの角度をなして楔形プリズム７０に入射し、θだけ屈折して対物レンズ４１の前面の光軸よりも約ｄ₁／２だけ装置の側方寄りの位置に入射し、さらにθだけ屈折して対物レンズ４１の後面のｄ₁／２だけ装置の側方寄りの位置から接眼レンズ２１に向かって出射し、接眼レンズ２１の光軸を通って観察者の目に入射する。

したがって、対物レンズ４１の前方に、偏角がθとなる楔形プリズム７０を配置することで、光軸全体を中心線ｌと平行にしたままで、第１の実施の形態と同様に、全体としてコマ収差を改善することができるとともに、近位置から無限遠方までの観察物を視野の中心に観察することができる。

対物レンズ４１の駆動機構としては、第１の実施の形態と同様に、カム溝５１に沿ってコマ４３を移動させて対物レンズ群４０を駆動する機構（図５）や、カム面５２に沿ってコマ４３を移動させて対物レンズ群４０を駆動する機構（図６）等を用いることができる。ここで、図５、図６の双眼拡大鏡の図２、図３と異なる点は、接眼レンズ２１及び対物レンズ群４０の光軸が装置の前後方向となるように配置されるとともに、対物レンズ４１の前方に楔形プリズム７０が配置されている点である。また、カム溝５１やカム面５２を図１０のグラフに実線で示した曲線形状、または破線で示した直線形状とする点、及びカム溝５１やカム面５２により対物レンズ４１の軌跡を設定するにあたり、図１０のグラフに一点鎖線で示した直線ｄ＝ｄ₁／２が接眼レンズ２１の光軸と一致するようにする点は図２、図３と同様である。

ところで、視野の中心に入射する観察物からの光は、２つの光学系において同一点から放射されなければならないが、三次元空間で２本の光軸を一点で交差するように調整することは困難である。そこで、偏角がθよりも大きい楔形プリズム７０を用い、楔形プリズム７０を光軸に対して回動自在に設けることによって、以下のようにして光軸を調整することができる。

装置から所定の距離にある観察物を観察する時、楔形プリズム７０を光軸に対して回転させると、視野の中心に入射する観察物からの光の軌跡は、図７に示すように、円錐状の軌跡を描く。そのため、装置から所定の距離の垂直面における光軸は、図７に示すように、楔形プリズム７０の回転軸を中心とする円を描く。なお、図７において方形の楔形プリズム７０を示したが、楔形プリズムの形状はこれに限らず、円形やその他の形状であってもよい。

偏角がθよりも大きい楔形プリズム７０を用いたときは、左右の光軸によって描かれる円が２点で交わる。このいずれかの交点に左右の楔形プリズム７０を回転させることで、左右の光軸が一点で交差するように調整することができる。このとき、楔形プリズム７０による水平方向の偏角はθとなる。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、対物レンズ４１の光軸に対する最大シフト量ｄ₁の半分だけ対物レンズ４１の移動経路を側方へずらすことで、近位置の観察物の観察時におけるコマ収差を軽減し、全体としてコマ収差を軽減することができる。また、対物レンズ４１の前方に入射光の水平方向の偏角がθとなる楔形プリズム７０を配置することで、光学系全体を中心線ｌに対しθ傾けた場合と同様に、近位置から無限遠方までの観察物を視野の中心に観察することができる。また、光学系全体を中心線ｌに対して傾けないため、装置の横幅を小さくすることができる。

なお、以上の実施例においては、対物レンズ群４０を前後に移動させて焦点調節を行う場合について説明したが、対物レンズ群４０の移動によって変倍操作を行うものに適用してもよい。

また、本発明の双眼拡大鏡は、両目で観察するための左右対称な２つの光学系の他に、例えばビデオ撮影用等、他の光学系を有していてもよい。その他具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることはもちろんである。

本発明の双眼拡大鏡を示す模式図である。本発明の双眼拡大鏡の形態例を示す平面図である。本発明の双眼拡大鏡の形態例を示す平面図である。本発明の双眼拡大鏡を示す模式図である。本発明の双眼拡大鏡の形態例を示す平面図である。本発明の双眼拡大鏡の形態例を示す平面図である。本発明の双眼拡大鏡の要部拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。従来の焦点調節とパララックスの補正を同時に行う双眼拡大鏡を示す模式図である。図８の双眼拡大鏡の焦点調節とパララックスの補正を同時に行う原理を説明する図である。対物レンズの中心方向へのシフト距離ｄと光軸方向への繰出し距離ｘとの関係を示すグラフである。図８の双眼拡大鏡の対物レンズのシフト量を側方へずらした時の光路を示す模式図である。

符号の説明

２１接眼レンズ
４１対物レンズ
７０楔形プリズム

Claims

光軸に対して斜め方向に移動して焦点調節または変倍操作とともにパララックスの補正を行う対物レンズと、接眼レンズとを備える左右２つの光学系を有する双眼拡大鏡において、
前記光学系を装置の前後方向に対して所定の角度をなして配置するとともに、前記対物レンズの光軸が前記接眼レンズの光軸と同一となる位置を中心とし、前記対物レンズを前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持してなり、
前記所定の角度は、前記対物レンズの光軸に対する最大シフト量がｄ ₁ のとき、対物レンズの光軸からｄ ₁ ／２ずれた位置に、対物レンズの光軸と平行に光線を入射したときの、屈折光の入射光に対する偏角に相当し、
前記対物レンズの光軸が前記接眼レンズの光軸と同一となる位置を中心とする、前記対物レンズの移動量が、ｄ ₁ ／２に相当することを特徴とする双眼拡大鏡。
光軸に対して斜め方向に移動して焦点調節または変倍操作とともにパララックスの補正を行う対物レンズと、接眼レンズとを備える左右２つの光学系を有する双眼拡大鏡において、
透過光に水平方向に所定の角度の偏角が発生する楔形プリズムを前記対物レンズの前方に備えるとともに、前記対物レンズの光軸が前記接眼レンズの光軸と同一となる位置を中心とし、前記対物レンズを前方かつ光軸よりも装置の中央寄り方向、及び、後方かつ光軸よりも装置の側方寄り方向へ移動自在に保持してなり、
前記所定の角度は、前記対物レンズの光軸に対する最大シフト量がｄ ₁ のとき、対物レンズの光軸からｄ ₁ ／２ずれた位置に、対物レンズの光軸と平行に光線を入射したときの、屈折光の入射光に対する偏角に相当し、
前記対物レンズの光軸が前記接眼レンズの光軸と同一となる位置を中心とする、前記対物レンズの移動量が、ｄ ₁ ／２に相当することを特徴とする双眼拡大鏡。
前記楔形プリズムを光軸に対して回動自在に設けることを特徴とする請求項２に記載の双眼拡大鏡。
前記楔形プリズムは色消しプリズムであることを特徴とする請求項２または３に記載の双眼拡大鏡。