JPWO2016051969A1 - 医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置 - Google Patents

医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016051969A1
JPWO2016051969A1 JP2016551617A JP2016551617A JPWO2016051969A1 JP WO2016051969 A1 JPWO2016051969 A1 JP WO2016051969A1 JP 2016551617 A JP2016551617 A JP 2016551617A JP 2016551617 A JP2016551617 A JP 2016551617A JP WO2016051969 A1 JPWO2016051969 A1 JP WO2016051969A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens group
optical system
refractive power
lens
imaging optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016551617A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6583279B2 (ja
Inventor
丈司 畠山
丈司 畠山
崇太 宮谷
崇太 宮谷
正樹 田村
正樹 田村
篤 大畑
篤 大畑
美希 佐藤
美希 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of JPWO2016051969A1 publication Critical patent/JPWO2016051969A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6583279B2 publication Critical patent/JP6583279B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0012Surgical microscopes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/145Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only
    • G02B15/1451Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive
    • G02B15/145121Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having five groups only the first group being positive arranged +-+-+
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/02Objectives
    • G02B21/025Objectives with variable magnification
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/18Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/18Arrangements with more than one light path, e.g. for comparing two specimens
    • G02B21/20Binocular arrangements
    • G02B21/22Stereoscopic arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/36Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/361Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407Optical details
    • G02B23/2446Optical details of the image relay
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)

Abstract

医療用立体顕微鏡及び医療用観察装置に関し、小型かつ軽量でありながら高画質化を図る。物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、結像光学系が少なくとも1 面の非球面を有する。これにより、球面収差や像面湾曲を改善することが可能になり、小型かつ軽量でありながら高画質化を図ることができる。

Description

本技術は物体側から像側へ順に配置された対物光学系と複数の結像光学系とを有する医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置の技術分野に関する。
特開2007−65651号公報
手術等において用いられる医療用観察装置、例えば、手術用顕微鏡は、医師等の術者(観察者)が手術の際に術部を拡大観察することによって、手術の能率を向上させる重要な役割を果たしている。
このような手術用顕微鏡には、近年、立体画像を撮像することが可能な立体顕微鏡が普及しつつある。立体顕微鏡には結像光学系が、例えば、二つ設けられ、視差を利用して立体的な画像や映像が取得される(例えば、特許文献1参照)。
医療用観察装置を用いた手術では、立体顕微鏡を通して拡大された光学像を撮像素子によって光電変換し、画像や映像をディスプレイに映し出して立体的に観察することが広く行われている。ディスプレイに映し出される画像は高解像度である方が望ましいため、光学系にも高画質化や高解像度化が求められている。
近年、テレビやカメラの画質の向上はめざましく、800万画素以上の単板カメラと2000TV本(テレビほん)程度の解像度を有するテレビを組み合わせた高解像度のテレビカメラシステムが提案されている。手術等の現場においても、手技の拡張や安全性の向上のために、高解像度のテレビカメラシステムが望まれている。この場合に、医療用観察装置の立体顕微鏡光学系にも2000TV本を超えるような解像度が求められている。
従来の立体顕微鏡光学系にあっては、高解像度のものであっても、せいぜい1000TV本程度の解像度を有するテレビと組み合わせたカメラシステムがほとんどであったため、立体顕微鏡光学系の解像度も1000TV本を満足するレベルに過ぎず、手術等の現場において求められる、例えば、2000TV本程度の高い解像度は確保されていなかった。
また、立体顕微鏡光学系を2000TV本程度の解像度にする場合には、光学系が大きくて重くなるために、顕微鏡ユニット及びそれを保持する機構部も大型化してしまい、手術の能率を低下させたり、観察者の視界を妨げたりするという問題があった。
そこで、本技術の医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置は、小型かつ軽量でありながら高画質化を図ることを目的とする。
第1に、本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系は、物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有するものである。
これにより、球面収差や像面湾曲を改善することが可能になる。
第2に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記対物光学系が複数のレンズ群を有し、前記対物光学系の一部のレンズ群を光軸方向へ移動させることにより作動距離を変化させることが可能であることが望ましい。
これにより、合焦位置と輻輳点を常に一定に保つことが可能になる。
第3に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系が複数のレンズ群を有し、前記結像光学系の少なくとも二つ以上のレンズ群を光軸方向へ独立に移動させることにより作動距離を維持したまま変倍作用を有することが可能であることが望ましい。
これにより、高解像度を保ったまま変倍を行うことが可能になる。
第4に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第3レンズ群が像側に凸の軌跡で移動することが望ましい。
これにより、可動レンズ群の移動距離を小さくした上で変倍効果を高めることが可能になる。
第5に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系に開口絞りが配置され、前記開口絞りが前記第3レンズ群と一体になって移動することが望ましい。
これにより、変倍時の光量変動を抑制することが可能になる。
第6に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第4レンズ群が像側に凸の軌跡で移動することが望ましい。
これにより、可動レンズ群の移動距離を小さくした上で変倍効果を高めることが可能になる。
第7に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系に開口絞りが配置され、前記開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に配置されることが望ましい。
これにより、開口絞りより物体側に配置されたレンズ群と像側に配置されたレンズ群のレンズ径の良好なバランスが確保される。
第8に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系において、水平方向の最大像高における低倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCLとし、高倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCHとし、水平方向の最大像高をIHHとするときに、下記の条件式(1)及び条件式(2)
(1)0.012<ΔFCL/IHH<0.050
(2)0.012<ΔFCH/IHH<0.050
を満足することが望ましい。
これにより、対物光学系及び結像光学系のそれぞれにおいて像面湾曲を補正することなく光学系全系の像面湾曲の補正と小型化の両立とが可能になる。
第9に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系が二つ設けられ、前記二つの結像光学系が前記対物光学系に対して水平方向において偏芯して配置され、前記対物光学系に対する前記結像光学系の水平方向における偏芯量の絶対値をΔDHとし、光学系全系の低倍端におけるFナンバーをFnoLとし、前記結像光学系における水平方向の最大像高をIHHとするときに、下記の条件式(3)
(3)10<ΔDH・FnoL/IHH<40
を満足することが望ましい。
これにより、対物光学系に対する結像光学系の偏芯による偏芯収差の影響を小さしながら、良好な解像度と適度な立体感を持たせることが可能になる。
第10に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、前記第1レンズ群が前記非球面を有することが望ましい。
これにより、高倍端での球面収差を良好に補正することが可能になる。
第11に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、前記第3レンズ群が前記非球面を有することが望ましい。
これにより、低倍端での球面収差を良好に補正することが可能になる。
第12に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、前記第1レンズ群が前記非球面を有することが望ましい。
これにより、高倍端での球面収差を良好に補正することが可能になる。
第13に、上記した本技術に係る医療用立体顕微鏡光学系においては、前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、前記第3レンズ群が前記非球面を有することが望ましい。
これにより、低倍端での球面収差を良好に補正することが可能になる。
本技術に係る医療用観察装置は、物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、前記対物光学系と前記複数の結像光学系とによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子が設けられ、前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有するものである。
これにより、球面収差や像面湾曲を改善することが可能になる。
本技術によれば、球面収差や像面湾曲を改善することが可能になり、小型かつ軽量でありながら高画質化を図ることができる。
尚、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
本技術の医療用立体顕微鏡光学系における第1の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図3乃至図7と共に第1の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例1の各収差図を示すものであり、本図は低倍端状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例1の低倍端状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 数値実施例1の中間倍率状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例1の中間倍率状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 数値実施例1の高倍端状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例1の高倍端状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 本技術の医療用立体顕微鏡光学系における第2の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図10乃至図14と共に第2の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例2の各収差図を示すものであり、本図は低倍端状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例2の低倍端状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 数値実施例2の中間倍率状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例2の中間倍率状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 数値実施例2の高倍端状態における作動距離405mm合焦時の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。 数値実施例2の高倍端状態における作動距離405mm合焦時の横収差(コマ収差)を示す図である。 本技術の医療用観察装置における一実施形態のブロック図である。
以下に、本技術を実施するための形態を添付図面を参照して説明する。
[医療用立体顕微鏡光学系の構成]
本技術の医療用立体顕微鏡光学系は、物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、結像光学系が少なくとも1面の非球面を有している。
結像光学系が非球面を有することにより、球面収差や像面湾曲を改善することが可能であり、小型かつ軽量でありながら高画質化を図ることができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、対物光学系が複数のレンズ群を有し、対物光学系の一部のレンズ群を光軸方向へ移動させることにより作動距離を変化させることが可能になることが望ましい。
このように対物光学系の一部のレンズ群を光軸方向へ移動させて作動距離を変化させることが可能になることにより、合焦位置と輻輳点を常に一定に保つことができ、観察が快適な立体画像を提供することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系が複数のレンズ群を有し、結像光学系の少なくとも二つ以上のレンズ群を光軸方向へ独立に移動させることにより作動距離を維持したまま変倍作用を有することが可能になることが望ましい。
このように結像光学系の少なくとも二つ以上のレンズ群を光軸方向へ独立に移動させて作動距離を維持したまま変倍作用を有することが可能になることにより、高解像度を保ったまま自由に視野範囲を変更することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、低倍端から高倍端まで変倍するときに、第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、第3レンズ群が像側に凸の軌跡で移動することが望ましい。
負の屈折力を有する第2レンズ群を横倍率として等倍を挟むように像側に単調に移動させることにより、大きな変倍効果を得ることができる。また、正の屈折力を有する第3レンズ群を像側に凸の軌跡で移動させることにより、第2レンズ群の移動に伴う像点位置の変動を補正することができると共に小さな変倍効果も得ることができる。
一方、正の屈折力を有する第4レンズ群を移動させることによっても像点位置の変動を補正することが可能であるが、第3レンズ群を移動させる場合よりも移動量が増大し、医療用立体顕微鏡光学系が大型化してしまうため好ましくない。
従って、医療用立体顕微鏡光学系を4群構成にして第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し第3レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する構成にすることにより、可動レンズ群の移動距離を小さくした上で変倍効果を高めることが可能になり、医療用立体顕微鏡光学系を小型に構成することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、上記のような4群構成の結像光学系において、結像光学系に開口絞りが配置され、開口絞りが第3レンズ群と一体になって移動することが望ましい。
開口絞りを高倍端での位置において固定とした場合には、低倍端側で第3レンズ群を通過する軸外光束の主光線高が高くなるため、第3レンズ群のレンズ径が増大してしまい小型化に反してしまう。
従って、開口絞りが第3レンズ群と一体になって移動する構成にすることにより、変倍時の光量変動を抑制することができると共に医療用立体顕微鏡光学系を小型にすることができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、低倍端から高倍端まで変倍するときに、第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、第4レンズ群が像側に凸の軌跡で移動することが望ましい。
負の屈折力を有する第2レンズ群を横倍率として等倍を挟むように像側に単調に移動させることにより、大きな変倍効果を得ることができる。また、固定された正の屈折力を有する第3レンズ群に隣接して配置された第4レンズ群を像側に凸の軌跡で移動させることにより、第2レンズ群の移動に伴う像点位置の変動を小さな移動量で補正することができる。
一方、正の屈折力を有する第5レンズ群を移動させることによっても像点位置の変動を補正することが可能であるが、第4レンズ群を移動させる場合よりも移動量が増大し、医療用立体顕微鏡光学系が大型化してしまうため好ましくない。
従って、医療用立体顕微鏡光学系を5群構成にして第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し第4レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する構成にすることにより、可動レンズ群の移動距離を小さくした上で変倍効果を高めることが可能になり、医療用立体顕微鏡光学系を小型に構成することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、上記のような5群構成の結像光学系において、結像光学系に開口絞りが配置され、開口絞りが第2レンズ群と第3レンズ群の間に配置されることが望ましい。
このように開口絞りが第2レンズ群と第3レンズ群の間に配置されることにより、開口絞りが第2レンズ群と第3レンズ群の間に固定して配置されるため、開口絞りより物体側に配置されたレンズ群と像側に配置されたレンズ群のレンズ径のバランスが良く、医療用立体顕微鏡光学系を小型にすることができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系において、水平方向の最大像高における低倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCLとし、高倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCHとし、水平方向の最大像高をIHHとするときに、下記の条件式(1)及び条件式(2)
(1)0.012<ΔFCL/IHH<0.050
(2)0.012<ΔFCH/IHH<0.050
を満足することが望ましい。
条件式(1)及び条件式(2)は、それぞれ結像光学系の低倍端及び高倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量の水平方向の最大像高に対する比率を規定したものである。
条件式(1)及び条件式(2)の下限値を下回ると、対物光学系及び結像光学系のそれぞれにおいて像面湾曲を十分に補正する必要が生じるため、対物光学系及び結像光学系のそれぞれが大型化してしまう。
逆に、条件式(1)及び条件式(2)の上限値を上回ると、結像光学系で発生する像面湾曲の変動が大き過ぎるために全体として像面湾曲を良好に補正することが困難になり、画質が劣化してしまう。
従って、条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにして対物光学系で発生するメリディオナル像面のマイナスの像面湾曲と打ち消し合う構成にすることにより、像面湾曲を十分に補正することができると共に医療用立体顕微鏡光学系を小型に構成することができる。
尚、医療用立体顕微鏡光学系において、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式(1)´及び条件式(2)´
(1)´0.020<ΔFCL/IHH<0.040
(2)´0.020<ΔFCH/IHH<0.040
を満足することが望ましい。
医療用立体顕微鏡光学系が条件式(1)´及び条件式(2)´を満足することにより、像面湾曲をより十分に補正することができると共に医療用立体顕微鏡光学系を一層小型に構成することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系が二つ設けられ、二つの結像光学系が対物光学系に対して水平方向において偏芯して配置され、対物光学系に対する結像光学系の水平方向における偏芯量の絶対値をΔDHとし、光学系全系の低倍端におけるFナンバーをFnoLとし、結像光学系において水平方向の最大像高をIHHとするときに、下記の条件式(3)
(3)10<ΔDH・FnoL/IHH<40
を満足することが望ましい。
条件式(3)は、対物光学系に対する結像光学系の水平方向の偏芯量と光学系全系のFナンバーと撮像素子の大きさとの関係を規定したものである。
条件式(3)の下限値を下回ると、対物光学系に対する結像光学系の偏芯による偏芯収差の影響が大きくなって画質が劣化したり、被写界深度が狭くなり過ぎたり、立体感が不足したりして、術部の快適な立体観察が困難になる。
逆に、条件式(3)の上限値を上回ると、回折限界によって良好な画質を得ることが困難になったり、立体感が過剰になったりして、術部の快適な立体観察が困難になる。
従って、条件式(3)を満足することにより、対物光学系に対する結像光学系の偏芯による偏芯収差の影響が小さくなり、良好な解像度と適度な立体感を有した上で、できるだけ深い被写界深度を得ることができる。特に、解像度に関しては、2000TV本程度の解像度を確保することが可能になる。
尚、医療用立体顕微鏡光学系において、より良好な光学性能を得るために、以下の条件式(3)´
(3)´15<ΔDH・FnoL/IHH<30
を満足することが望ましい。
医療用立体顕微鏡光学系が条件式(3)´を満足することにより、対物光学系に対する結像光学系の偏芯による偏芯収差の影響が一層小さくなり、より良好な解像度とより適度な立体感を有した上で、できるだけ深い被写界深度を得ることができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、第1レンズ群が非球面を有することが望ましい。
第1レンズ群は光束の径が大きいレンズ群であり、第1レンズ群が非球面を有する構成にすることにより、高倍端での球面収差を良好に補正し、高い解像度を確保することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、第3レンズ群が非球面を有することが望ましい。
第3レンズ群は光束の径が大きいレンズ群であり、第3レンズ群が非球面を有する構成にすることにより、低倍端での球面収差を良好に補正し、高い解像度を確保することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、第1レンズ群が非球面を有することが望ましい。
第1レンズ群は光束の径が大きいレンズ群であり、第1レンズ群が非球面を有する構成にすることにより、高倍端での球面収差を良好に補正し、高い解像度を確保することができる。
本技術の一実施形態による医療用立体顕微鏡光学系にあっては、結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、第3レンズ群が非球面を有することが望ましい。
第3レンズ群は光束の径が大きいレンズ群であり、第3レンズ群が非球面を有する構成にすることにより、低倍端での球面収差を良好に補正し、高い解像度を確保することができる。
尚、第1レンズ群又は第3レンズ群以外のレンズ群にも非球面を形成することにより、さらに球面収差や像面湾曲を改善することが可能であるが、非球面レンズの製造コストや成形の難しさを考慮すると、第1レンズ群又は第3レンズ群に非球面レンズを1枚ずつ配置することが最も効果的となる。
[各実施の形態]
次に、本技術の医療用立体顕微鏡光学系の具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「si」は物体側から数えて第i番目の面、「ri」は物体側から数えて第i番目の面の曲率半径、「di」は第i番目の面と第i+1番目の面との間の軸上面間隔(レンズの中心の厚み又は空気間隔)、「ni」は第i番目の面を有するレンズの材質のd線(波長587.6nm)における屈折率、「νi」は第i番目の面を有するレンズの材質のd線におけるアッベ数を示す。
「ri」に関し「*」は当該面が非球面であることを示し「INFINITY」は当該面が平面であることを示し、「di」に関し「可変」は当該間隔が可変間隔であることを示す。
偏心量については、光学系の原点の中心からその面の面頂位置の偏心量(X方向、Y方向をそれぞれX、Y)とする。X方向は二つの結像光学系が並ぶ方向(水平方向)であり、Y方向は光軸方向及びX方向にともに直交する方向である。
「K」は円錐定数(コーニック定数)、「A4」、「A6」、「A8」、「A10」はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面係数を示す。
「倍率」は結像倍率、「Fno」はFナンバー、「IH」は結像光学系における像高、「ω」は半画角を示す。
各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。
非球面形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向をZ軸とし、光軸に垂直な方向の高さをhとすると、以下の数式1によって定義される。
Figure 2016051969
但し、Ai:第i次の非球面係数R:曲率半径K:円錐定数とする。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「E−n」は10を底とする指数表現、即ち、「10のマイナスn乗」を表しており、例えば、「0.12345E−05」は「0.12345×(10のマイナス五乗)」を表している。
以下に示す第1の実施の形態及び第2の実施の形態における医療用立体顕微鏡光学系1及び医療用立体顕微鏡光学系2は、物体側から像側へ順に対物光学系と二つの結像光学系とが配置され、各結像光学系が少なくとも1面の非球面を有している。
<第1の実施の形態>
図1は、本技術の第1の実施の形態における医療用立体顕微鏡光学系1のレンズ構成を示す図である。
医療用立体顕微鏡光学系1は変倍比が約6倍にされている。
対物光学系は、両凹形状の負レンズT1と物体側に凸のメニスカス形状の正レンズT2とが接合されて成る接合レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズT3と両凸形状の正レンズT4とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正レンズT5とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
負レンズT3と正レンズT4と正レンズT5を一体として光軸方向へ移動させることにより、作動距離を変化させることが可能である。
結像光学系は、対物光学系の光軸に対して左眼用の結像光学系がX方向へ−10mm偏芯した位置に配置され、右眼用の結像光学系がX方向へ10mm偏芯した位置に配置されている。
結像光学系は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と正の屈折力を有する第4レンズ群G4とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第1レンズ群G1と第4レンズ群G4は光軸方向において固定された固定レンズ群とされ、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3は光軸方向へ移動される可動レンズ群とされている。
第1レンズ群G1は、両凹形状の負レンズL1と両凸形状の正レンズL2とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正レンズL3とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
正レンズL3の両面は非球面に形成されている。正レンズL3が非球面レンズとされることにより、高倍端状態における球面収差の補正に効果がある。
第2レンズ群G2は、両凹形状の負レンズL4と、両凹形状の負レンズL5と両凸形状の正レンズL6とが接合されて成る接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第2レンズ群G2は低倍端から高倍端まで変倍するときに物体側から像側へ単調に移動する。
第3レンズ群G3は、両凸形状の正レンズL7と、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズL8と、両凸形状の正レンズL9と両凹形状の負レンズL10とが接合されて成る接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
正レンズL7の両面は非球面に形成されている。正レンズL7が非球面レンズとされることにより、低倍端状態における球面収差の補正に効果がある。
第3レンズ群G3は低倍端から高倍端まで変倍するときに像側に凸の軌跡で移動する。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には開口絞りIRISが配置されている。開口絞りIRISは、変倍時に、第3レンズ群G3と一体になって光軸方向へ移動される。
第4レンズ群G4は、両凸形状の正レンズL11と両凹形状の負レンズL12とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正レンズL13と両凹形状の負レンズL14とが接合されて成る接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
負レンズL12と正レンズL13の間にはフィルターブロックFLが配置されている。第4レンズ群G4の像側には、物体側から像側へ順にカバーガラスCGと像面(撮像素子)IMGが配置されている。
表1に、第1の実施の形態における医療用立体顕微鏡光学系1に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを示す。
Figure 2016051969
医療用立体顕微鏡光学系1において、第1レンズ群G1の正レンズL3の両面(第12面、第13面)と第3レンズ群G3の正レンズL7の両面(第20面、第21面)とは非球面に形成されている。数値実施例1における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数Kと共に表2に示す。
Figure 2016051969
数値実施例1の低倍端状態、中間倍率及び高倍端状態の各作動距離における可変間隔を、倍率及びFナンバーFnoとともに表3に示す。
Figure 2016051969
図2乃至図7に数値実施例1の諸収差図を示す。図2及び図3は低倍端状態における作動距離405mm時の諸収差図であり、図4及び図5は中間倍率状態における作動距離405mm時の諸収差図であり、図6及び図7は高倍端状態における作動距離405mm時の諸収差図である。
各収差図から、数値実施例1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第2の実施の形態>
図8は、本技術の第2の実施の形態における医療用立体顕微鏡光学系2のレンズ構成を示す図である。
医療用立体顕微鏡光学系2は変倍比が約6倍にされている。
対物光学系は、両凹形状の負レンズT1と物体側に凸のメニスカス形状の正レンズT2とが接合されて成る接合レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズT3と両凸形状の正レンズT4とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正レンズT5とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
負レンズT3と正レンズT4と正レンズT5を一体として光軸方向へ移動させることにより、作動距離を変化させることが可能である。
結像光学系は、対物光学系の光軸に対して左眼用の結像光学系がX方向へ−10mm偏芯した位置に配置され、右眼用の結像光学系がX方向へ10mm偏芯した位置に配置されている。
結像光学系は正の屈折力を有する第1レンズ群G1と負の屈折力を有する第2レンズ群G2と正の屈折力を有する第3レンズ群G3と負の屈折力を有する第4レンズ群G4と正の屈折力を有する第5レンズ群G5とが物体側から像側へ順に配置されて構成されている。第1レンズ群G1と第3レンズ群G3と第5レンズ群G5は光軸方向において固定された固定レンズ群とされ、第2レンズ群G2と第4レンズ群G4は光軸方向へ移動される可動レンズ群とされている。
第1レンズ群G1は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズL1と物体側に凸のメニスカス形状の正レンズL2とが接合されて成る接合レンズと、両凸形状の正レンズL3とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
正レンズL3の両面は非球面に形成されている。正レンズL3が非球面レンズとされることにより、高倍端状態における球面収差の補正に効果がある。
第2レンズ群G2は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズL4と、両凹形状の負レンズL5と物体側に凸のメニスカス形状の正レンズL6とが接合されて成る接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
第2レンズ群G2は低倍端から高倍端まで変倍するときに物体側から像側へ単調に移動する。
第3レンズ群G3は、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズL7と、両凸形状の正レンズL8と像側に凸のメニスカス形状の負レンズL9とが接合されて成る接合レンズとが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
正レンズL7の両面は非球面に形成されている。正レンズL7が非球面レンズとされることにより、低倍端状態における球面収差の補正に効果がある。
第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の間には開口絞りIRISが配置されている。開口絞りIRISは、第3レンズ群に近接した位置に配置され、光軸方向において固定されている。
第4レンズ群G4は、物体側に凸のメニスカス形状の負レンズL10と物体側に凸のメニスカス形状の正レンズL11とが接合されて成る接合レンズによって構成されている。
第4レンズ群G4は低倍端から高倍端まで変倍するときに像側に凸の軌跡で移動する。
第5レンズ群G5は、両凸形状の正レンズL12と両凹形状の負レンズL13とが接合されて成る接合レンズと、物体側に凸のメニスカス形状の正レンズL14とが、物体側から像側へ順に配置されて構成されている。
負レンズL13と正レンズL14の間にはフィルターブロックFLが配置されている。第5レンズ群G5の像側には、物体側から像側へ順にカバーガラスCGと像面(撮像素子)IMGが配置されている。
表4に、第2の実施の形態における医療用立体顕微鏡光学系2に具体的数値を適用した数値実施例2のレンズデータを示す。
Figure 2016051969
医療用立体顕微鏡光学系2において、第1レンズ群G1の正レンズL3の両面(第12面、第13面)と第3レンズ群G3の正レンズL7の両面(第20面、第21面)とは非球面に形成されている。数値実施例2における非球面の4次、6次、8次、10次の非球面係数A4、A6、A8、A10を円錐定数Kと共に表5に示す。
Figure 2016051969
数値実施例2の低倍端状態、中間倍率及び高倍端状態の各作動距離における可変間隔を、倍率及びFナンバーFnoとともに表6に示す。
Figure 2016051969
図9乃至図14に数値実施例2の諸収差図を示す。図9及び図10は低倍端状態における作動距離405mm時の諸収差図であり、図11及び図12は中間倍率状態における作動距離405mm時の諸収差図であり、図13及び図14は高倍端状態における作動距離405mm時の諸収差図である。
各収差図から、数値実施例2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
[条件式のまとめ]
表7に医療用立体顕微鏡光学系1及び医療用立体顕微鏡光学系2における上記条件式(1)乃至条件式(3)の各値を示す。
Figure 2016051969
表7から明らかなように、医療用立体顕微鏡光学系1及び医療用立体顕微鏡光学系2は条件式(1)乃至条件式(3)を満足するようにされている。
[医療用観察装置の構成]
本技術の医療用観察装置は、医療用立体顕微鏡光学系が、物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、結像光学系が少なくとも1面の非球面を有している。
結像光学系が非球面を有することにより、球面収差や像面湾曲を改善することが可能であり、小型かつ軽量でありながら高画質化を図ることができる。
[医療用観察装置の一実施形態]
図15に、本技術の医療用観察装置における一実施形態のブロック図を示す。
医療用観察装置100は、撮像機能を担うカメラブロック10と、撮像された画像信号(映像信号)のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部20と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部30とを有している。また、医療用観察装置100は、画像信号の書込及び読出を行うR/W(リーダ/ライタ)等の記憶部40と、医療用観察装置100の全体を制御するCPU(Central Processing Unit)等の制御部50と、術者等のユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部60と、カメラブロック10に配置されたレンズ群の駆動を制御するレンズ駆動制御部70とを備えている。
カメラブロック10は、医療用立体顕微鏡光学系11(本技術が適用される医療用立体顕微鏡光学系1又は医療用立体顕微鏡光学系2)とCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子12等とを有している。
カメラ信号処理部20は、撮像素子12からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部30は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
記憶部40は、画像処理部30によって符号化された画像データの書込及び書込がされた画像データの読出を行う。
制御部50は、医療用観察装置100に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部60からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部60は、例えば、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号を制御部50に対して出力する。
レンズ駆動制御部70は、制御部50からの制御信号に基づいて医療用立体顕微鏡光学系11の各レンズ群を駆動する図示しないモータ等を制御する。
以下に、医療用観察装置100における動作を説明する。
撮像時には、制御部50による制御の下で、カメラブロック10において撮像された画像信号が画像処理部30によって処理され、カメラ信号処理部20を介して表示部1000に出力されて表示される。表示部1000は、例えば、立体画像(立体映像)の表示が可能なディスプレイやモニター等である。
また、入力部60からの指示入力信号によりカメラブロック10が動作されると、撮像された画像信号がカメラ信号処理部20から画像処理部30に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータは記憶部40に出力されて書き込まれる。
記憶部40に記録された画像データの再生は、入力部60に対する操作に応じて記憶部40から所定の画像データが読み出され、画像処理部30によって伸張復号化処理が行われた後に再生画像信号が出力され、例えば、表示部1000に画像が表示されることにより行われる。
撮像時には、制御部50がレンズ駆動制御部70に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部70の制御に基づいて医療用立体顕微鏡光学系11の所定のレンズ群が移動され、フォーカシング及びズーミングが行われる。
[その他]
本技術の医療用立体顕微鏡光学系及び本技術の医療用観察装置においては、第1レンズ群G1乃至第4レンズ群G4又は第1レンズ群G1乃至第5レンズ群G5に加えて屈折力を有さないレンズ等の他の光学要素が配置されていてもよい。この場合において、本技術の医療用立体顕微鏡光学系のレンズ構成は第1レンズ群G1乃至第4レンズ群G4の実質的に4群のレンズ構成又は第1レンズ群G1乃至第5レンズ群G5の実質的に5群のレンズ構成にされている。
[本技術]
本技術は、以下の構成にすることもできる。
<1>
物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、
前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有する
医療用立体顕微鏡光学系。
<2>
前記対物光学系が複数のレンズ群を有し、
前記対物光学系の一部のレンズ群を光軸方向へ移動させることにより作動距離を変化させることが可能である
前記<1>に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<3>
前記結像光学系が複数のレンズ群を有し、
前記結像光学系の少なくとも二つ以上のレンズ群を光軸方向へ独立に移動させることにより作動距離を維持したまま変倍作用を有することが可能である
前記<1>又は前記<2>に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<4>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第3レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<5>
前記結像光学系に開口絞りが配置され、
前記開口絞りが前記第3レンズ群と一体になって移動する
前記<4>に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<6>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第4レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<7>
前記結像光学系に開口絞りが配置され、
前記開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に配置された
前記<6>に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<8>
前記結像光学系において、水平方向の最大像高における低倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCLとし、高倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCHとし、水平方向の最大像高をIHHとするときに、
下記の条件式(1)及び条件式(2)を満足する
前記<1>から前記<7>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
(1)0.012<ΔFCL/IHH<0.050
(2)0.012<ΔFCH/IHH<0.050
<9>
前記結像光学系が二つ設けられ、
前記二つの結像光学系が前記対物光学系に対して水平方向において偏芯して配置され、
前記対物光学系に対する前記結像光学系の水平方向における偏芯量の絶対値をΔDHとし、光学系全系の低倍端におけるFナンバーをFnoLとし、前記結像光学系における水平方向の最大像高をIHHとするときに、
下記の条件式(3)を満足する
前記<1>から前記<8>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
(3)10<ΔDH・FnoL/IHH<40
<10>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群が前記非球面を有する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<11>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
前記第3レンズ群が前記非球面を有する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<12>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群が前記非球面を有する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<13>
前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
前記第3レンズ群が前記非球面を有する
前記<1>から前記<3>の何れかに記載の医療用立体顕微鏡光学系。
<14>
物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、
前記対物光学系と前記複数の結像光学系とによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子が設けられ、
前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有する
医療用観察装置。
1…医療用立体顕微鏡光学系、2…医療用立体顕微鏡光学系、G1…第1レンズ群、G2…第2レンズ群、G3…第3レンズ群、G4…第4レンズ群、G5…第5レンズ群、100…医療用観察装置、11…医療用立体顕微鏡光学系、12…撮像素子

Claims (14)

  1. 物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、
    前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有する
    医療用立体顕微鏡光学系。
  2. 前記対物光学系が複数のレンズ群を有し、
    前記対物光学系の一部のレンズ群を光軸方向へ移動させることにより作動距離を変化させることが可能である
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  3. 前記結像光学系が複数のレンズ群を有し、
    前記結像光学系の少なくとも二つ以上のレンズ群を光軸方向へ独立に移動させることにより作動距離を維持したまま変倍作用を有することが可能である
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  4. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
    低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第3レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  5. 前記結像光学系に開口絞りが配置され、
    前記開口絞りが前記第3レンズ群と一体になって移動する
    請求項4に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  6. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
    低倍端から高倍端まで変倍するときに、前記第2レンズ群が物体側から像側へ単調に移動し、前記第4レンズ群が像側に凸の軌跡で移動する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  7. 前記結像光学系に開口絞りが配置され、
    前記開口絞りが前記第2レンズ群と前記第3レンズ群の間に配置された
    請求項6に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  8. 前記結像光学系において、水平方向の最大像高における低倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCLとし、高倍端でのメリディオナル像面の像面湾曲量をΔFCHとし、水平方向の最大像高をIHHとするときに、
    下記の条件式(1)及び条件式(2)を満足する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
    (1)0.012<ΔFCL/IHH<0.050
    (2)0.012<ΔFCH/IHH<0.050
  9. 前記結像光学系が二つ設けられ、
    前記二つの結像光学系が前記対物光学系に対して水平方向において偏芯して配置され、
    前記対物光学系に対する前記結像光学系の水平方向における偏芯量の絶対値をΔDHとし、光学系全系の低倍端におけるFナンバーをFnoLとし、前記結像光学系における水平方向の最大像高をIHHとするときに、
    下記の条件式(3)を満足する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
    (3)10<ΔDH・FnoL/IHH<40
  10. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
    前記第1レンズ群が前記非球面を有する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  11. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と正の屈折力を有する第4レンズ群とを備え、
    前記第3レンズ群が前記非球面を有する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  12. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
    前記第1レンズ群が前記非球面を有する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  13. 前記結像光学系は物体側から像側へ順に配置された正の屈折力を有する第1レンズ群と負の屈折力を有する第2レンズ群と正の屈折力を有する第3レンズ群と負の屈折力を有する第4レンズ群と正の屈折力を有する第5レンズ群とを備え、
    前記第3レンズ群が前記非球面を有する
    請求項1に記載の医療用立体顕微鏡光学系。
  14. 物体側から像側へ順に対物光学系と複数の結像光学系とが配置され、
    前記対物光学系と前記複数の結像光学系とによって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子が設けられ、
    前記結像光学系が少なくとも1面の非球面を有する
    医療用観察装置。
JP2016551617A 2014-10-03 2015-08-12 医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置 Active JP6583279B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014204440 2014-10-03
JP2014204440 2014-10-03
PCT/JP2015/072868 WO2016051969A1 (ja) 2014-10-03 2015-08-12 医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016051969A1 true JPWO2016051969A1 (ja) 2017-07-13
JP6583279B2 JP6583279B2 (ja) 2019-10-02

Family

ID=55630015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016551617A Active JP6583279B2 (ja) 2014-10-03 2015-08-12 医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10234664B2 (ja)
EP (1) EP3203292B1 (ja)
JP (1) JP6583279B2 (ja)
WO (1) WO2016051969A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017017854A1 (ja) * 2015-07-30 2017-02-02 オリンパス株式会社 撮像装置
US10460534B1 (en) * 2015-10-26 2019-10-29 Allstate Insurance Company Vehicle-to-vehicle accident detection
CN111954840B (zh) * 2018-04-11 2022-06-21 奥林巴斯株式会社 立体内窥镜物镜光学系统以及具备其的内窥镜
US11340441B2 (en) 2019-07-09 2022-05-24 Lightech Fiberoptics, Inc. Microscope made with CMOS camera(s)
CN111123494B (zh) * 2019-12-03 2021-07-27 宁波永新光学股份有限公司 一种高变倍比连续变焦体视显微镜的光学系统
CN112220568A (zh) * 2020-09-23 2021-01-15 苏州速迈医疗设备有限公司 一种显微手术辅助装置
CN116679436B (zh) * 2023-08-04 2023-11-28 杭州安劼医学科技有限公司 大景深3d手术显微系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113796A (ja) * 1995-10-20 1997-05-02 Olympus Optical Co Ltd 硬性鏡光学系
JPH11183801A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2004184825A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Nikon Corp ズーム結像レンズ及びそれを用いた顕微鏡
WO2010087296A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 株式会社ニコン 結像光学系、この結像光学系を有する顕微鏡装置及び実体顕微鏡装置
JP2011221409A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Nikon Corp 平行系実体顕微鏡用対物レンズ系
JP2012223577A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Leica Microsystems (Schweiz) Ag 手術用顕微鏡システム
JP2013047837A (ja) * 2012-10-25 2013-03-07 Olympus Medical Systems Corp 立体撮影光学系

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4824228A (en) * 1986-11-28 1989-04-25 Hughes Aircraft Company Stereomicroscopic inspection system with low eyestrain features
US5438456A (en) * 1991-03-14 1995-08-01 Grinblat; Avi Optical stereoscopic microscope system
JPH0588085A (ja) * 1991-09-24 1993-04-09 Asahi Optical Co Ltd ズームレンズ
JPH07270688A (ja) * 1994-03-25 1995-10-20 Nikon Corp 接眼レンズ
JP3752356B2 (ja) * 1997-04-09 2006-03-08 オリンパス株式会社 実体顕微鏡
JP3990126B2 (ja) * 2000-11-08 2007-10-10 オリンパス株式会社 顕微鏡ズーム対物レンズ
DE102006036300B4 (de) 2005-08-26 2007-11-29 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Hochleistungs-Stereomikroskop
TWI413800B (zh) * 2007-08-31 2013-11-01 Asia Optical Co Inc A microscopic optical system and a digital microscope with this optical system
CN102576147A (zh) * 2009-12-09 2012-07-11 株式会社尼康 显微镜用变焦镜头、显微镜
US8928975B2 (en) * 2010-05-13 2015-01-06 Uri Milman Compact magnifying optical system with wide field of view
DE102010022298A1 (de) * 2010-05-27 2011-12-01 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung und Verfahren zur Kataraktchirurgie
JP5533334B2 (ja) * 2010-06-25 2014-06-25 株式会社ニコン 実体顕微鏡
WO2012120875A1 (ja) * 2011-03-10 2012-09-13 富士フイルム株式会社 変倍光学系および撮像装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113796A (ja) * 1995-10-20 1997-05-02 Olympus Optical Co Ltd 硬性鏡光学系
JPH11183801A (ja) * 1997-12-24 1999-07-09 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2004184825A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Nikon Corp ズーム結像レンズ及びそれを用いた顕微鏡
WO2010087296A1 (ja) * 2009-01-29 2010-08-05 株式会社ニコン 結像光学系、この結像光学系を有する顕微鏡装置及び実体顕微鏡装置
JP2011221409A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Nikon Corp 平行系実体顕微鏡用対物レンズ系
JP2012223577A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Leica Microsystems (Schweiz) Ag 手術用顕微鏡システム
JP2013047837A (ja) * 2012-10-25 2013-03-07 Olympus Medical Systems Corp 立体撮影光学系

Also Published As

Publication number Publication date
EP3203292A4 (en) 2018-06-06
EP3203292A1 (en) 2017-08-09
JP6583279B2 (ja) 2019-10-02
WO2016051969A1 (ja) 2016-04-07
US10234664B2 (en) 2019-03-19
EP3203292B1 (en) 2023-02-22
US20170293129A1 (en) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6583279B2 (ja) 医療用立体顕微鏡光学系及び医療用観察装置
JP5163007B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP4059146B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP5049752B2 (ja) 高倍率ズームレンズおよび撮像装置
JP4903418B2 (ja) ズームレンズ
JP5387392B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP6984615B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2013182259A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2011209347A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
CN111630431B (zh) 变焦透镜和具有变焦透镜的图像拾取装置
JP2004354869A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2009128491A (ja) 高倍率ズームレンズおよび撮像装置
JP4692857B2 (ja) 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置
JP2005352347A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2009047903A (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP6747458B2 (ja) ズームレンズおよび光学機器
JP2013190575A (ja) 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置
JP5777431B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6437017B2 (ja) ズーム撮像装置
JP5129520B2 (ja) ズームレンズ
JP2010271643A (ja) 可変焦点距離レンズ系及び撮像装置
JP4479777B2 (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP5003174B2 (ja) ズームレンズ及び撮像装置
JP2009003342A (ja) ズームレンズおよび撮像装置
JP2002365539A (ja) ズームレンズおよびこれを用いた撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180727

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190819

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6583279

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151