JP4553613B2 - 顕微鏡、とりわけ立体顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、とりわけステレオ（立体）顕微鏡等の顕微鏡に関する。本発明は、特に、第１の観察者と第２の観察者による同時的観察のためのステレオ顕微鏡等の顕微鏡であって、光軸を規定する主対物レンズと、該主対物レンズに後置される拡大システムと、該主対物レンズに後置されると共に、前記光軸の方向に延在するビーム路の第１の部分ビーム路を前記主対物レンズの光軸に関し所定の角度をなして、とりわけ垂直に延在する第１の顕微鏡面へ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向し、かつ該ビーム路の第２の部分ビーム路を前記主対物レンズの光軸の方向に透過するビームスプリッタ装置とを有する形式の顕微鏡に関する。

眼科学で使用される手術用顕微鏡は、主執刀医（主観察者）も助手（副観察者）も同じ手術野を見ることができるようにする手段を有する。

この種の眼科用手術顕微鏡について記載した文献もある（例えば特許文献１参照）。その文献に記載された顕微鏡は、主観察者及び副観察者のためのそれぞれ１つの双眼鏡筒と、観察対象からの光を主観察者と副観察者（の鏡筒ないし光路）へ分割するビームスプリッタを有する。しかしながら、この顕微鏡は構造高さが比較的大きいという欠点がある。というのは、主観察者用の完全な拡大光学系（の全体）を実質的に鉛直方向に配置しなければならないからである。

神経外科学でも、新しい手術技術では、主執刀医と助手が手術領域の同じ部分を見ることが必要となる。

現在の手術用顕微鏡に対する本質的要求は、その構造高さを人間工学的理由からできるだけ小さく維持するということである。更に、副観察者ないし助手の観察光路が、迅速かつ（顕微鏡の）形態変化作業なしで、顕微鏡の右から左へ（又はその反対に）旋回できること、及び特定の手術技術に対してのみ必要とされる付属品によって画像品質も構造高さもネガティブな影響を受けることがないことが要求される。更に、眼科用顕微鏡では、主観察者も副観察者もいわゆる赤色反射を同じ質で観察する手段を有するべきある。更に、自由作業距離（空間）、即ち観察対象と対物レンズとの間の領域が付加的ないしオプションの構造要素によって減少しないようにすべきである。神経外科学で使用される顕微鏡では、助手用顕微鏡が、主執刀医の観察方向に対しあらゆる空間方向で位置決めできると特に好ましい。

ＤＥ ４３ ３１ ６３５ Ｃ２ ＵＳ ２００１／００１０５９２ Ａ１ ライカ社のパンフレット"Leica M841 EBS"、２００１年１１月発行

しかしながら、従来の顕微鏡では、上記の要求は部分的にしか満たされていない。

本出願人の顕微鏡Ｍ８４０／８４１（非特許文献１参照）では、例えば、主執刀医と助手が同じ視野を有することが保証される。これは、助手用観察装置が拡大システムの上方に配置されること、及び４つの同じモノスコピック拡大システムから構成されるズームシステムが拡大システムとして使用されることによって達成される。この顕微鏡では、互いに平行に配された４つのモノスコピック拡大システムのうちのそれぞれ２つが主観察者のためのステレオスコピック（立体）拡大システムを構成する。これらのシステムの接続軸に対し垂直に配される更なるシステム（複数）ないしチャネル（複数）が、助手用のステレオスコピック（立体）拡大システムを構成する。

対物レンズシステム、ズームシステム及び接眼レンズシステムを有する神経外科学で使用される顕微鏡について記載した文献もある（例えば特許文献２参照）。この顕微鏡では、対物レンズシステムは実質的に鉛直方向に配され、他方、２つの単一システムないし２つの光学的チャネルからなるズームシステムは水平に配される。ズームシステムの軸は主対物レンズの軸に対して垂直をなす。ズームシステムは、上述のように、この顕微鏡でも、その軸が互いに平行に延在する２つの同じ拡大チャネルからなり、これにより主観察者による観察対象の立体的観察が保証される。しかしながら、この顕微鏡には、主対物レンズの下方において助手用ビーム路の取出射出が行われるため、自由作業距離（空間）が著しく低減されるという欠点がある。更に、主執刀医と助手に対しそれぞれ別個の主対物レンズが必要とされるので、使用される光学的コンポーネントに関するコストは比較的大きくなり、顕微鏡の構造も大掛かりなものとならざるを得ない。

それゆえ、本発明の課題は、第１の観察者と第２の観察者による同時的観察を可能とすると共に、構造高さをできるだけ小さくしかつ自由作業距離（空間）をできるだけ大きくし、更に操作ないし取り扱いが容易ないし単純なとりわけステレオ（立体）顕微鏡等の顕微鏡を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一視点により、冒頭の技術分野に記載した形式の顕微鏡、即ち、第１の観察者と第２の観察者による同時的観察のためのとりわけステレオ（立体）顕微鏡等の顕微鏡であって、光軸を規定する主対物レンズと、該主対物レンズに後置される拡大システムと、該主対物レンズに後置されると共に、前記光軸の方向に延在するビーム路を第１の部分ビーム路として前記主対物レンズの光軸に関し所定の角度をなして、とりわけ垂直に延在する第１の顕微鏡面へ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向させ、かつ該ビーム路を第２の部分ビーム路として前記主対物レンズの光軸の方向に透過させるビームスプリッタ装置とを有する顕微鏡が提供される。この顕微鏡において、前記第１の部分ビーム路を前記第１の顕微鏡面から、該第１の顕微鏡面に対し実質的に平行に延在する第２の顕微鏡面へ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向する第１及び第２の偏向装置と、前記ビームスプリッタ装置を透過した前記第２の部分ビーム路を、前記第１及び第２の顕微鏡面の上方において該第１及び第２の顕微鏡面に対し実質的に平行に延在する第３の顕微鏡面へ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向する第３の偏向装置とを有することを特徴とする（形態１・基本構成）。

本発明の独立請求項１により、上述の課題に対応する効果が達成される。即ち、本発明の顕微鏡は、第１の観察者と第２の観察者とによる同時的観察を可能とすると共に、構造高さをできるだけ小さくしかつ自由作業距離（空間）をできるだけ大きくすることができ、更に容易ないし単純に操作ないし取り扱うことが可能である（基本構成）。特に、特定のビームスプリッタ装置を第１の観察者と第２の観察者のための共通の主対物レンズに後置すること、即ちビームスプリッタ装置を顕微鏡本体内で主対物レンズと拡大システムとの間に配することによって、主対物レンズと観察対象との間の自由作業間隔（空間）は何ら妨害されない（低減されない）。また、主対物レンズを通過（透過）する観察ビーム束ないし観察ビーム路を（分割して）、主対物レンズの光軸に対し所定の角度をなして、とりわけ垂直に延在する各面内にそれぞれ偏向することによって、顕微鏡の構造高さを従来の顕微鏡と比べて一層減少することができる。
更に、各従属請求項により、付加的な効果が後述の通りそれぞれ達成される。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を示すが、これらは従属請求項の対象でもある（なお、形態１は既述の通りである）。
（２） 上記形態１の顕微鏡において、前記ビームスプリッタ装置は、ビーム路を幾何学的に分割する幾何学的ビームスプリッタとして構成されることが好ましい（形態２）。
（３） 上記形態１又は２の顕微鏡において、前記ビームスプリッタ装置は、少なくとも１つの反射性領域と、少なくとも１つの透過性領域を有することが好ましい（形態３）。
（４） 上記形態１の顕微鏡において、前記ビームスプリッタ装置は、ビーム路の部分ビーム路への分割が該ビームスプリッタ装置の横断面全体に亘って一様に行われる物理的ビームスプリッタとして構成されることが好ましい（形態４）。
（５） 上記形態１〜４の顕微鏡において、前記第１、第２及び第３の顕微鏡面は、それぞれ、実質的に水平に配されることが好ましい（形態５）。
（６） 上記形態１〜５の顕微鏡において、前記拡大システムは、前記第１又は第２の顕微鏡面に配される前記第１の観察者のための第１のズームシステムと、前記第３の顕微鏡面に配される前記第２の観察者のための第２のズームシステムとを含んで構成されることが好ましい（形態６）。
（７） 上記形態６の顕微鏡において、前記第１及び第２のズームシステムは、それぞれ、少なくとも２つの拡大光学ビーム路を有することが好ましい（形態７）。
（８） 上記形態１〜７の顕微鏡において、前記第３の偏向装置は、前記主対物レンズの光軸の周りで回動可能に構成されることが好ましい（形態８）。
（９） 上記形態１〜８の顕微鏡において、前記第１の部分ビーム路と前記第２の部分ビーム路は、前記主対物レンズの光軸と前記第２の顕微鏡面との交点の領域において交差することが好ましい（形態９）。
（１０） 上記形態１〜９の顕微鏡において、前記第１の部分ビーム路を前記第２の顕微鏡面から前記第１の顕微鏡面へ偏向可能とするよう構成される、選択的に挿入可能及び／又は旋回可能な複数の偏向要素を有することが好ましい（形態１０）。
（１１） 上記形態１０の顕微鏡において、前記偏向要素が 前記第１の顕微鏡面ないし前記第２の顕微鏡面内のそれぞれの光軸に対し垂直な軸の周りで回動可能であることが好ましい（形態１１）。
（１２） 上記形態１〜１１の顕微鏡において、前記主対物レンズと前記ビームスプリッタ装置との間に配されるデータ差込入射装置を有することが好ましい（形態１２）。
（１３） 上記形態１〜１２の顕微鏡において、第１偏向光軸に沿って及び／又は前記第１及び第２の偏向装置の間及び／又は第２偏向光軸に沿って配される少なくとも１つの光学的付加コンポーネント及び／又は少なくとも１つの中間結像システムを有することが好ましい（形態１３）。
（１４） 上記形態１〜１３の顕微鏡において、照明装置が、主対物レンズと前記ビームスプリッタ装置との間に、とりわけ前記主対物レンズの光軸又は前記第１偏向光軸の領域に配されることが好ましい（形態１４）。
（１５） 上記形態６又は７の顕微鏡において、前記第１及び第２のズームシステムは、互いに電気的及び／又は機械的に結合されるよう構成されることが好ましい（形態１５）。

本発明の顕微鏡の好ましい一実施形態では、ビームスプリッタ装置は幾何学的ないし空間的ビームスプリッタとして構成される。このようなビームスプリッタはジオメトリック（geometrisch）な分割原理ないし機構に基づくものであり、吸収による光損失がとりわけ小さいため有利である。

例えばプレート状に構成されるビームスプリッタ装置は、少なくとも１つの反射性領域と少なくとも１つの透過性領域を有すると好都合である。このようなビームスプリッタ装置は、簡単かつ価格的にも妥当に製造することができ、また、当該ビームスプリッタに入射するビーム路に対し所定の角度をなすよう相応に構成・配置されることにより、この入射ビーム路を複数の部分ビーム路へ所望のように分割することができる。さらにこの構成によって、複数対のステレオビーム路を簡単に規定することができる。

本発明の顕微鏡の好ましい更なる一実施形態では、ビームスプリッタ装置は、物理的ビームスプリッタとして構成される。このようなビームスプリッタでは、ビームスプリッタ装置に入射するビーム束ないしビーム路の横断面（の面積ないし（輪郭）形状）は変化しないままに維持される。即ち、（上記幾何学的ないし空間的ビームスプリッタがビーム束を幾何学的に分割するのに対し、）入射ビーム路の部分ビーム路（反射ビーム路及び透過ビーム路）への分割は、（その面積ないし（輪郭）形状に関し）ビームスプリッタ装置の（有効）横断面全体に亘って一様に行われる（光量ないしエネルギの分割割合は種々の値をとりうる）。

顕微鏡の第１の面（第１の顕微鏡面）、第２の面（第２の顕微鏡面）及び第３の面（第３の顕微鏡面）が、実質的に水平に配される（整列される）ことが好ましい。そのため、とりわけ鉛直方向に延在する主対物レンズの光軸と組合わせることにより、顕微鏡の構造高さを最小化することができる。

本発明の有利な一実施形態では、拡大システムは、顕微鏡の第１の面又は第２の面に配される第１の観察者用の第１のズームシステムを有し、かつ顕微鏡の第３の面に配される第２の観察者用の第２のズームシステムを有する。２つのズームシステムをこのように分離して配することにより、主執刀医及び助手にそれぞれ倍率の異なるズームシステムを提供することができる。更に、例えば主執刀医及び助手に対し同一構成又は類似構成のズームシステムが配属される場合であっても、互いに異なるよう倍率を調節することもできる。更に、第２の観察者（副観察者）ないし助手のためのズームシステムをこのように構成することによって、主執刀医（の位置）に対し助手用顕微鏡ないし助手の視野（助手用観察鏡筒ないしポート）を場所的に可変（oertlich variabel）に調節すること（副観察者が主観察者に対し顕微鏡に関し場所的に任意の調節の下に観察すること）が可能となる。

第１及び第２のズームシステムは、それぞれ、少なくとも２つの拡大ないし観察チャネルを有すると好都合である。この構成によって、まず、立体的（ステレオスコピックな）観察が主執刀医に対しても助手に対して提供される。この場合、これらズームシステムに少なくとも１つの更なる拡大ないし観察チャネルを形成し、この更なるチャネルに例えば記録用ビデオカメラを接続することも可能である。幾何学的ないし空間的ビームスプリッタを使用する場合、当該ビームスプリッタの透過性領域（複数）と反射性領域（複数）をそれぞれズームシステムの拡大ないし観察チャネル（複数）に整合ないし割当てると都合がよい。

部分ビーム路を顕微鏡の第３の面へ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向する偏向装置を、主対物レンズの光軸の周りで回動可能に構成すると有利である。この構成によって、第２の観察者の観察方向を第１の観察者に関して簡単な態様で回転することができる。とりわけ２つの部分ビーム路を形成するために物理的ビームスプリッタを使用する場合は、第２の観察者のための部分ビーム路を顕微鏡の第３の面において実質的に３６０゜回転することができる。というのは、部分ビーム路を第３の面へ偏向するための偏向装置の位置では、部分ビーム路のステレオスコピックな分割（ステレオ光路の形成）はまだ行われていないからである。ここで注意しておくと、幾何学的ビームスプリッタを使用する場合であっても、部分ビーム路を第３の面へ偏向するための偏向装置が回転可能であると都合がよい。というのは、既にステレオスコピックな分割が行われている場合であっても、助手用顕微鏡の有利な位置（複数）に関する所定の限界（範囲）内で旋回を行えば依然として助手のための満足するに足る視野が保証されるからである。当該有利な位置（複数）としては、助手用部分ビーム路のステレオスコピックなビーム束が同じ高さで、すなわち実質的に水平に偏向要素に入射し、そのため（頭を傾けて観察する必要のない）助手による相応の水平な観察が可能となる位置（複数）をとりわけ指摘することができる。この有利な位置（複数）は、ステレオスコピックな部分ビーム束が進行すべき距離（経路）が同一となるような位置でもある。この位置は、通常、（助手の観察方向が）主執刀医の観察方向に対し垂直をなすような位置である。

更に、主執刀医用双眼鏡筒を例えば第２の顕微鏡面において、及び／又は助手用双眼鏡筒を例えば第３の顕微鏡面において、対応するそれぞれの面の対応するそれぞれの光軸の周りで回動可能に構成することにより、例えば顕微鏡全体及び／又は助手用顕微鏡の斜め位置（複数）を補償ないし調整可能に構成すると有利である。

本発明の顕微鏡の更なる有利な一実施形態では、第１の部分ビーム路と第２の部分ビーム路とが、主対物レンズの光軸と顕微鏡の第２の面の交点の領域で交差するよう構成される。この形態では、第１の部分ビーム路は第２の面に延在し、第２の部分ビーム路は主対物レンズの光軸に沿って延在する。この２つの部分ビーム路が実質的に垂直に交差ないし相互貫通しても、互いに影響を及ぼしあうことはないため、この構成によって顕微鏡の構造空間は、全体として、適正化することができる。また、この２つの部分ビーム路を互いに交差ないし相互貫通させないで、互いに擦れ違うように通過させるように構成することも可能である。

本発明の顕微鏡は、第１のビーム路を第２の顕微鏡面から第１の顕微鏡面へ偏向可能とし、及び／又は第１のビーム路を第１の顕微鏡面及び／又は第２の顕微鏡面の対応するそれぞれの光軸の周りで旋回可能とするよう構成される、選択的に挿入可能及び／又は旋回可能な複数の偏向要素を有すると好都合である。この構成により、第１の観察者ないし主執刀医のための観察（接眼ないし覗き込み）領域（部位）も種々変化することができる（種々異なる位置ないし角度で観察ないし覗き込むことができる）。

本発明の顕微鏡の更なる有利な一実施形態では、主対物レンズとビームスプリッタ装置との間にデータ差込入射装置が配される。（主）ビーム路を部分ビーム路に分割する前にこのようにデータを差込入射することにより、ただ１つの（１回の）データ差込入射だけで、主執刀医も助手も当該差込入射データを使用（観察）することが可能となる。

本発明の他の有利な一実施形態では、照明装置は、主対物レンズとビームスプリッタ装置との間に（ないし主対物レンズに後置されるビームスプリッタ装置に関し観察者側に）配置される。例えば、照明装置は、主対物レンズの光軸の領域、又は第１の顕微鏡面の光軸の領域に配することができる。このような場合、ビームスプリッタ装置は、例えば、照明装置からの光による観察対象の照明を保証する更なる反射性領域又は透過性領域を有するよう構成可能であろう。

更に、主執刀医用のズームシステムと助手用のズームシステムとを電気的及び／又は機械的に結合（連携作動）して使用すると有利であることが判明した。この構成により、とりわけ主執刀医と助手とが同じ倍率で観察するよう調節することができるが、この場合、常に結合して使用するだけでなく、選択的にこの２つのズームシステムを分離（結合を解除）して使用することも可能である。

以下に、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、発明の理解の容易化のためのものであって、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を排除することは意図しない。また、特許請求の範囲に付した図面参照符号も発明の理解の容易化のためであり、本発明を図示の態様に限定することは意図しない。更に、特許請求の範囲及び明細書に記載された「第１」等の修飾語は、対応する要素等を互いに区別するために付したものであり、当該要素等の数を限定することを意図したものではない。例えば、ある要素が「第１」から「第３」までしか規定されていなくても、本発明は当該要素を「３つ」のみ含むように限定されるのではなく、当該要素を更に１つ以上（「第４」、「第５」等）含むことも可能ある。これらの点に関しては、補正・訂正後も同様である。

図１に、ステレオ（立体）顕微鏡として構成された本発明の顕微鏡の有利な一実施例を全体として符号１００を付して示した。図示のステレオ顕微鏡によって観察対象１を観察されるものとする。図示のステレオ顕微鏡は、とりわけ眼科用顕微鏡または神経外科用顕微鏡であることが好ましい。

図１に示したステレオ顕微鏡１００は、第１の観察者ないし主執刀医（主観察者）のための複数の光学システムが配設されているケーシング１０１と、助手用顕微鏡（観察鏡筒）１０２とを有する。

照明装置４は、ファイバケーブル１９を介して供給された光を、偏向素子４ａを介して観察対象１に向ける。照明装置４の主軸は４ｂにより示されており、その照明軸は３２により示されている。

顕微鏡ケーシング１０１の下部領域には主対物レンズ２が配設される。主対物レンズ２は光軸２ａを規定する。

主対物レンズ２の上方には、観察対象１から出発し光軸２ａに沿って延在する観察ビーム路１７を第１の部分ビーム路１７ａと第２の部分ビーム路１７ｂとに分割するビームスプリッタ装置５が配される。観察ビーム路１７は、図示の顕微鏡の配置構造では、実質的に鉛直方向に延在し、第１部分ビーム路１７ａはこれに対して垂直、すなわち実質的に水平に延在することが分る。第２部分ビーム路１７ｂは、観察ビーム路１７に関し偏向を受けない、即ち観察ビーム路１７と同様に実質的に鉛直方向に延在する。顕微鏡１００は、あらゆる空間方向に回動可能に構成することができるため、これに応じて主対物レンズ２の光軸２ａを相応に傾斜することができることに注意すべきである。なお、用語「ビーム路」は、文字通り、光が通過する経路を意味する他、当該経路を通過する光ないしビームを意味することもある。

第１部分ビーム路１７ａは、第１の顕微鏡面Iにおいて、第１偏向光軸２ｂを規定する。この光軸２ｂに沿ってさらなる光学コンポーネント１１、１２、１５が配置される。

本書において符号１２を付して示した主執刀医用の拡大システムは、有利にはズームシステムとして構成される。また、第１の顕微鏡面Ｉに配設可能な付加的構成要素は、符号１５を付して模式的に示した。同様に、各中間結像システムも、すべて符号１１で模式的に示した。

第１の顕微鏡面Iに配される第１の偏向要素６ａは、第１部分ビーム路１７ａを再び鉛直方向に偏向するのに用いられる。更に、第２の顕微鏡面IIには第２の偏向要素６ｂが配され、第１部分ビーム路１７ａは、第１偏向要素６ａで偏向された後に該第２の偏向要素６ｂに入射し、再び水平方向に偏向される。第１部分ビーム路１７ａを通り第２の顕微鏡面IIにおいて規定される光軸を第２偏向光軸２ｃというものとする。第１及び第２偏向要素６ａ、６ｂの間又は第２偏向光軸２ｃに沿って配置可能な更なる光学的付加コンポーネント（複数）又は中間結像システム（複数）をそれぞれ１５又は１１で示した。第２の顕微鏡面IIにおいて、光学的付加コンポーネント１５には、例えば光学的分割装置９が後置される。第２の顕微鏡面IIにおいて、光学的付加コンポーネント１５及び光学的分割装置９を通過した後、第１部分ビーム路１７ａは、主執刀医ないし第１の観察者用の双眼鏡筒（図示しない）に入射する。主執刀医の観察（覗き込み）方向を明確に認識できるようにするために、象徴的に符号２５を付した「眼」で示した。主執刀医用の双眼鏡筒（図示しない）は、回転矢印Ｑで示したように、第２の顕微鏡面IIの第２偏向光軸２ｃの周りで回動可能であると有利である。この構成によって、眼科学または神経外科学ではしばしば不可避の顕微鏡の傾斜状態（傾斜位置）を主観察者のために調整することができる。即ち、主執刀医は、実質的に水平に（水平方向の目線で）観察する（覗き込む）ことができる。

ビームスプリッタ装置５を透過した、即ち偏向されなかった第２部分ビーム路１７ｂは、鉛直方向上方に向かって進み、まず１１により示された光学的中間結像システムを通過し、更に別の光学的付加コンポーネント１６を通過する。全体として符号２０により示され、見やすくするため「円」で象徴的に示した通過領域において、第２部分ビーム路１７ｂ（ないし対物レンズ光軸２ａ）は、第２の顕微鏡面IIと交差する。この場合、第２部分ビーム路１７ｂが、第２の顕微鏡面IIに延在する第２偏向光軸２ｃと交差すると有利である。その場合でも、水平又は鉛直方向に延在する第１又は第２部分ビーム路１７ａ又は１７ｂは、互いに影響を及ぼし合わないので、第２部分ビーム路１７ｂは、通過領域２０を通過した後、助手用顕微鏡１０２に配された第３の偏向要素６ｃに入射する。第３偏向要素６ｃによって、第２部分ビーム路１７ｂは、第１顕微鏡面I及び第２顕微鏡面IIに対して平行に延在する第３の顕微鏡面IIIへ（面内へないし面に沿って進行するよう）偏向される。

第２部分ビーム１７ｂを第３の顕微鏡面IIIへ偏向することにより、実質的に水平に延在する第３偏向光軸２ｄが規定される。

第３偏向光軸２ｄに沿って、とりわけズームシステムとして構成される助手用拡大システム１３が、付加的な助手用構造要素（この場合も符号１６で示した）と共に配される。（詳細には図示していない双眼鏡筒による）助手の観察ないし覗き込みは、この場合、模式的に示した眼２６によって明確化したように、第３の顕微鏡面IIIで行われる。

光学的付加コンポーネント１６と助手用双眼鏡筒（不図示）との間には、第４偏向要素６ｄを配することができ、該第４偏向要素６ｄによって、第２部分ビーム路１７ｂを第３の顕微鏡面IIIからその外部へ偏向することができる。このため、更なる（第４の）顕微鏡面における助手の観察を実現したり、或いは例えば第４偏向要素６ｄを半透過性に構成することにより、第３の顕微鏡面IIIにおいて符号２６で示した位置での助手の観察と、例えば記録目的のための（矢印Ｐ’で示したような方向への）取出射出とを同時に実現したりすることが可能となる。第４偏向要素６ｄは、回転矢印Ｒで示したように、旋回可能に構成することができる。回転矢印Ｒは、第３の顕微鏡面IIIの第３偏向光軸２ｄに沿って延在するビーム束が回転可能ないし旋回可能な角度領域を示す。記号Ｐは、上述の通り、第３の顕微鏡面IIIにおける助手の観察方向を示す。この観察方向は、第４偏向要素６ｄを図面の平面に垂直に延在する（光）軸の周りで回転することによって、矢印Ｐ’で示した観察方向へと回転することができる。更に、例えば第３偏向光軸２ｄに沿って矢印Ｐの方向に結合することのできる助手用双眼鏡筒（図示しない）は、回転矢印Ｑ’で示したように、第３偏向光軸２ｄの周りで回動可能であると都合がよい。すでに述べたように、この構成によって、助手用顕微鏡の傾斜位置を助手ないし共同観察者に対して調節することができる。

主対物レンズ２を通過する主観察ビーム路１７の２対のステレオスコピックビーム路への分割は、２つの形式で実現できると都合がよい。

ひとつの可能な構成では、ビームスプリッタ装置５を、例えばハーフミラー等の物理的ビームスプリッタとして構成し、それぞれ１つのビーム束を有する（２つの）部分ビーム路を、主執刀医用の拡大システム１２と、助手用の拡大システム１３とにそれぞれ到達させる。これらの拡大システム１２、１３には、対応する部分ビーム路のステレオスコピックな分割を実現する観察チャネルをそれぞれ２つずつ形成することができる。図１の構造では、拡大システム１２の２つの観察チャネルは、同じ高さで並んで、即ち第１の顕微鏡面Iの第１偏向光軸２ｂに対して平行に配される。従って図１の構造では、拡大システム１２の２つの観察チャネルの各光軸は、第１偏向光軸２ｂと紙面上では重なって示されている。このような拡大チャンネルに相応する構成（位置関係）は、助手用拡大システム１３でも実現することができる。ビームスプリッタ装置５と助手用拡大システム１３をこのように構成することにより、助手による観察に影響を与えたり妨害したりすることなく、助手用顕微鏡１０２を対物レンズ光軸２ａの周りで原理的にほぼ３６０゜回転することができるためとりわけ有利である。

他方、更なる可能な構成では、ビームスプリッタ装置５の特別の構造によって、対応するビーム路対を有する主執刀医用の部分ビーム路１７ａ及び助手用の部分ビーム路１７ｂが拡大システム１２及び１３にそれぞれ入射する前に、観察ビーム路１７を部分ビーム路１７ａと部分ビーム路１７ｂとに分割する（「幾何学的ないし空間的ビームスプリッタ装置」）。このことをビームスプリッタ装置５の有利な一実施例を示す図２に基づいて説明する。図２に示したビームスプリッタ装置５の構造は、主対物レンズ２の光軸２ａに対し垂直な面に投影したものである。顕微鏡１００内に組み込まれたときの（上下左右の）位置関係を明確にするために、ビームスプリッタ装置５の下端エッジ５ａと上端エッジ５ｂを図１にも図２にも示した。円形領域４２ａ、４２ｂは完全反射性に構成され、そのためこれらの領域に入射するビーム路１７の光は偏向され、第１部分ビーム路１７ａを形成する。従って第１部分ビーム路１７ａは、互いに平行に延在する２つのビーム束を有する。領域４２ａ、４２ｂは、当該領域で反射されるビーム束が拡大システム１２に相応に配された（詳細には図示されていない）観察チャネルへ入射するよう位置決めされる。

これに対して、ビームスプリッタ装置５の領域４３ａ、４３ｂは、完全に光透過性ないし通過性に構成される。従ってこの領域を通過するビーム路１７の光は、２つの平行なビーム束に変換ないし分割され、これらは第２部分ビーム路１７ｂを形成する。

４つの円形領域４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂを備えるビームスプリッタ装置５の図示の構造は、単に理解の容易化のために過ぎないことに注意すべきである。図示のビームスプリッタ装置５は、反射性領域及び透過性領域を有するプレートとして構成されているが、反射性領域及び透過性領域が対応する拡大システム１２及び１３の各観察チャネルに対応するビーム束を完全に入射するような寸法・形状を有するよう構成されることに注意すれば、任意の構造をとりうる。例えば内部にそのような反射性領域を有する透明なブロック状部材を使用することもできる。（なお、当該反射性領域以外の領域を通過する光が対応する拡大システムの観察チャンネルに入射するよう構成されることは言うまでもない。また、このとき、当該透過光のうち観察チャンネルに入射しない光の透過を阻止等するために射出端面の対応する領域に光吸収性要素等を配することも可能である）。

この種のビームスプリッタ装置（幾何学的ないし空間的ビームスプリッタ装置）５を使用する場合、助手用顕微鏡を、図１に示した配置・配向から紙面の手前又はその反対側へ９０゜旋回すれば、第３偏向要素６ｃにおいて、互いに平行に延在するビーム束（これらは図１の状態では対物レンズ光軸２ａに関して右と左にずらされて延在する）の経路の長さの間に相違が生じないため都合がよい。このような良好な旋回位置から±２０゜の範囲で助手用顕微鏡１０２を対物レンズ光軸２ａの周りで旋回しても有利に使用できることが判明した。

上述の構造要素（光学的付加コンポーネント）１５には、データ差込入射装置、シャッタ、フィルタ、透明ディスプレイ、瞳位置移動（変位）装置（Pupillenverlagerer）、ビーム偏向システム、画像正立装置、画像反転装置等の装置・システムが含まれ得る。光学的分割装置９は、例えばビデオカメラ等の記録装置の結合のために有利に使用することができる。この種の光学的分割装置は、図示の各ビーム路の他の位置、例えば構造要素１１、１５または１６が配されている位置に（代替的に）配することも可能である。

上述の通り、主執刀医又は助手用の双眼鏡筒は図１には示していない。部分ビーム路１７ａ、１７ｂは、図示の矢印Ｐの向きに、接眼レンズを備える双眼鏡筒（不図示）へ光を偏向可能であるため、主執刀医２５及び助手による両眼でのステレオスコピックな（立体的）観察が可能となることを指摘しておく。

助手用顕微鏡１０２の光学的付加コンポーネント１６にも同様に、画像正立装置、中間結像システム、偏向要素、データ差込入射装置、フィルタ、瞳移動装置、画像反転装置、シャッタ、透明ディスプレイ等が含まれ得る。助手の観察が所望されないか必要ない場合、助手用顕微鏡１０２は取り外し可能なように構成される。例えば図示のビームスプリッタ装置５の代わりに例えばミラーまたはプリズム等の完全反射性の偏向要素を使用することにより、主執刀医は、図示の構造により得られるその他のすべての利点を損なうことなく、明るさないし光強度のすべてを利用することができる。ビームスプリッタ装置５を旋回又は摺動することによりそのビーム路から離隔し、そのような完全反射性の偏向要素を対応して当該ビーム路に配することができるように構成すると有利である。

本発明の顕微鏡の他の一実施例を図３に基づいて説明する。図３に示した実施例の要素・装置等のうち図１に示した要素・装置等に対応するものには、同じ参照符号を付した。従って、これら要素等及びその機能についてはとりたたて説明するまでもないので省略する。

図３に示した本発明の顕微鏡の実施例は、通過領域２０の下流において、主執刀医のための第１部分ビーム路１７ａの案内が行われるという点で実質的に図１の実施例とは異なる。図３の実施例では、２つの更なる偏向要素（第１及び第２案内偏向要素）１４ａ、１４ｂが設けられ、これら案内偏向要素１４ａ、１４ｂによって第１部分ビーム路１７ａを偏向して第２の顕微鏡面IIから第１の顕微鏡面Iに戻すよう案内することができる。そのため、第１案内偏向要素１４ａを選択的に第１ビーム路１７ａへ旋回的に挿入し又は第１ビーム路１７ａから旋回的に離脱することにより、主執刀医は、対応して、第１の顕微鏡面Iにおいて（例えば第１偏向光軸２ｂの延長線上の第４偏向光軸２ｅに沿って）、又は第２の顕微鏡面IIにおいて（第２偏向光軸２ｃに沿って）、観察を行うことが可能となる。また、これら案内偏向要素１４ａ、１４ｂを、紙面ないし第２偏向光軸２ｃないし第４偏向光軸２ｅに対し垂直な軸の周りで旋回可能に構成することも可能である。このため、主執刀医は、水平面に対し傾斜した目線で観察する（覗き込む）ことが可能となる。更に、案内偏向要素１４ａ、１４ｂを半透過性に構成することにより、種々多様な観察態様及び画像取出射出態様を実現することができる。案内偏向要素１４ａ、１４ｂの有利な回転領域を回転矢印Ｒによって示した。この回転矢印Ｒは、主執刀医の観察方向（ないし観察鏡筒）が位置ＰとＰ’の間で回転可能であることを模式的に示している。

データの差込入射が主執刀医に対しても助手に対しても所望される場合、データの差込入射は、図１の実施例の図示の構成では、主執刀医と助手に対して（別個のデータ差込入射装置を設ける等して）各別に行わなければならない。図２に示した実施例では、ビームスプリッタ装置５の上流ないし物体（観察対象）側に（すなわち主対物レンズ２とビームスプリッタ装置５との間に）データ差込入射装置２１が配される。このため、主執刀医も助手も共通のデータ差込入射（画像）を利用することが可能となる。

照明の差込入射を適正化するために、主対物レンズ２の対称軸ないし光軸（主光軸）２ａが、必要に応じ、観察ビーム路１７からずれて（偏心して）延在するよう構成することも可能である。

本発明の顕微鏡の有利な一実施例の概略的側断面図。 主対物レンズを通過した観察ビーム路を第１の観察者と第２の観察者のための部分ビーム路に分割するよう構成された、本発明の顕微鏡の枠内で有利に使用可能な幾何学的ないし空間的ビームスプリッタ装置の一例。 本発明の顕微鏡の有利な更なる一実施例の概略的側断面図。

符号の説明

１ 観察対象
２ 主対物レンズ
２ａ 主対物レンズの光軸
２ｂ 顕微鏡面Ｉの光軸ないし第１偏向光軸
２ｃ 顕微鏡面ＩＩの光軸ないし第２偏向光軸
２ｄ 顕微鏡面ＩＩＩの光軸ないし第３偏向光軸
２ｅ 第１偏向光軸２ｂの延長軸
４ 照明装置
４ａ 偏向素子
４ｂ 照明装置の主軸
５ ビームスプリッタ装置
６ａ 第１偏向装置（要素）
６ｂ 第２偏向装置（要素）
６ｃ 第３偏向装置（要素）
６ｄ 第４偏向装置（要素）
９ 光学的分割装置
１１ 中間結像システム
１２ （主執刀医ないし主観察者のための）拡大システム
１３ 助手ないし副観察者用拡大システム
１４ａ 第１案内偏向要素
１４ｂ 第２案内偏向要素
１５ 光学的付加コンポーネント
１６ 光学的付加コンポーネント
１７ 観察ビーム路
１７ａ 第１部分ビーム路
１７ｂ 第２部分ビーム路
１９ ファイバケーブル
２０ 通過領域
２１ データ差込入射装置
２５ 眼ないし観察（覗き込み）方向
２６ 眼ないし観察（覗き込み）方向
２７ 眼ないし観察（覗き込み）方向
３２ 照明軸
４２ａ ビームスプリッタ装置５の反射性領域
４２ｂ ビームスプリッタ装置５の反射性領域
４３ａ ビームスプリッタ装置５の透過性領域
４３ｂ ビームスプリッタ装置５の透過性領域
１００ ステレオ（立体）顕微鏡
１０１ ケーシング
１０２ 助手用顕微鏡
Ｉ 第１顕微鏡面
ＩＩ 第２顕微鏡面
ＩＩＩ 第３顕微鏡面
Ｐ 観察（覗き込み）方向を表わす矢印
Ｐ’ 観察（覗き込み）方向を表わす矢印
Ｑ 回転方向を表わす回転矢印
Ｑ’ 回転方向を表わす回転矢印
Ｒ 回転領域を表わす回転矢印

Claims (15)

1. 第１の観察者と第２の観察者による同時的観察のための顕微鏡であって、
   光軸を規定する主対物レンズと、
   該主対物レンズに後置される拡大システムと、
   該主対物レンズに後置されると共に、前記光軸の方向に延在するビーム路を第１の部分ビーム路として前記主対物レンズの光軸に関し所定の角度をなして延在する第１の顕微鏡面Iへ偏向させ、かつ該ビーム路を第２の部分ビーム路として前記主対物レンズの光軸の方向に透過させるビームスプリッタ装置と
   を有する顕微鏡において、
   前記第１の部分ビーム路（１７ａ）を前記第１の顕微鏡面Iから、該第１の顕微鏡面Iに対し実質的に平行に延在する第２の顕微鏡面IIへ偏向する第１及び第２の偏向装置（６ａ、６ｂ）と、前記ビームスプリッタ装置（５）を透過した前記第２の部分ビーム路（１７ｂ）を、前記第１及び第２の顕微鏡面I及びIIの上方において該第１及び第２の顕微鏡面I、IIに対し実質的に平行に延在する第３の顕微鏡面IIIへ偏向する第３の偏向装置（６ｃ）とを有すること
   を特徴とする顕微鏡。
2. 前記ビームスプリッタ装置（５）は、ビーム路を幾何学的に分割する幾何学的ビームスプリッタとして構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
3. 前記ビームスプリッタ装置（５）は、少なくとも１つの反射性領域（４２ａ、４２ｂ）と、少なくとも１つの透過性領域（４３ａ、４３ｂ）を有すること
   を特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。
4. 前記ビームスプリッタ装置（５）は、ビーム路の部分ビーム路への分割が該ビームスプリッタ装置の横断面全体に亘って一様に行われる物理的ビームスプリッタとして構成されること
   を特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。
5. 前記第１、第２及び第３の顕微鏡面I、II、IIIは、それぞれ、実質的に水平に配されること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の顕微鏡。
6. 前記拡大システムは、前記第１又は第２の顕微鏡面I、IIに配される前記第１の観察者のための第１のズームシステム（１２）と、前記第３の顕微鏡面IIIに配される前記第２の観察者のための第２のズームシステム（１３）とを含んで構成されること
   を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の顕微鏡。
7. 前記第１及び第２のズームシステム（１２、１３）は、それぞれ、少なくとも２つの拡大光学ビーム路を有すること
   を特徴とする請求項６に記載の顕微鏡。
8. 前記第３の偏向装置（６ｃ）は、前記主対物レンズの光軸（２ａ）の周りで回動可能に構成されること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の顕微鏡。
9. 前記第１の部分ビーム路（１７ａ）と前記第２の部分ビーム路（１７ｂ）は、前記主対物レンズの光軸（２ａ）と前記第２の顕微鏡面IIとの交点の領域（２０）において交差すること
   を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の顕微鏡。
10. 前記第１の部分ビーム路（１７ａ）を前記第２の顕微鏡面IIから前記第１の顕微鏡面Iへ偏向可能とするよう構成される、選択的に挿入可能及び／又は旋回可能な複数の偏向要素（１４ａ、１４ｂ）を有すること
    を特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の顕微鏡。
11. 前記偏向要素（１４ａ、１４ｂ）が 前記第１の顕微鏡面Iないし前記第２の顕微鏡面II内のそれぞれの光軸（２ｃ、２ｅ）に対し垂直な軸の周りで回動可能であること
    を特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡。
12. 前記主対物レンズ（２）と前記ビームスプリッタ装置（５）との間に配されるデータ差込入射装置（２１）を有すること
    を特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の顕微鏡。
13. 第１偏向光軸（２ｂ）に沿って及び／又は前記第１及び第２の偏向装置（６ａ、６ｂ）の間及び／又は第２偏向光軸（２ｃ）に沿って配される少なくとも１つの光学的付加コンポーネント及び／又は少なくとも１つの中間結像システム（１１、１５）を有すること
    を特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の顕微鏡。
14. 照明装置（４）が、前記主対物レンズ（２）と前記ビームスプリッタ装置（５）の間に配されること
    を特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の顕微鏡。
15. 前記第１及び第２のズームシステム（１２及び１３）は、互いに電気的及び／又は機械的に結合されるよう構成されること
    を特徴とする請求項６又は７に記載の顕微鏡。

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