(57)【要約】【課題】本発明は、顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリに関する。【解決手段】本発明のアセンブリは、観察すべき対象物を配置可能な観察領域と、照明光入射領域から観察領域まで延在する照明光路と、観察領域から光出射領域まで延在する観察光路と、を含む。照明光路には、偏光照明光を形成するための第１の偏光サブアセンブリが配置されている。観察光路には、第１の偏光サブアセンブリを通過した偏光照明光をフィルタリング除去するように構成された第２の偏光サブアセンブリが配置されている。同軸での対象物の照明および観察を保証するために、光入射領域から観察領域までの照明光路と観察領域から光出射領域までの観察光路とに配置されるビームスプリッタが設けられる。第１の偏光サブアセンブリと第２の偏光サブアセンブリとの相補的なフィルタリング動作により、対象物での鏡像反射を抑圧かつ／または消去することができる。【選択図】図１
2018101134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に手術用顕微鏡（２）、例えば眼科用顕微鏡における顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）であって、
観察すべき対象物（６）を配置可能な観察領域（４）と、
照明光入射領域（２４）から前記観察領域（４）まで延在する照明光路（８）と、
前記観察領域（４）から光出射領域（３４）まで延在する観察光路（１０）と、
前記照明光路（８）内に配置された第１の偏光サブアセンブリ（１６）と、
前記観察光路（１０）内に配置された第２の偏光サブアセンブリ（３２）と、
を含み、
前記第２の偏光サブアセンブリ（３２）は、前記観察光路（１０）内に配置され、前記第２の偏光サブアセンブリ（３２）は、前記第１の偏光サブアセンブリ（１６）およびビームスプリッタ（３０，４０）を通過した偏光（１８）をフィルタリング除去するように構成され、前記ビームスプリッタ（３０，４０）は、前記照明光入射領域（２４）から前記観察領域（４）までの前記照明光路（８）と前記観察領域（４）から前記光出射領域（３４）までの前記観察光路（１０）とに配置されている、
顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項２】
前記第１の偏光サブアセンブリ（１６）および前記第２の偏光サブアセンブリ（３２）は、それぞれ少なくとも１つの直線偏光器（２２）を含む、
請求項１記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項３】
前記第１の偏光サブアセンブリ（１６）および前記第２の偏光サブアセンブリ（３２）の少なくとも一方は、偏光回転素子（４４）を含む、
請求項１または２記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項４】
前記第１の偏光サブアセンブリ（１６）および前記第２の偏光サブアセンブリ（３２）は、共通の偏光回転素子（４４）を共有している、
請求項１から３までのいずれか１項記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項５】
前記偏光回転素子（４４）は、前記観察領域（４）の観察すべき対象物（６）に取り付けられるように構成されている、
請求項３または４記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項６】
前記直線偏光器（２２）は、前記ビームスプリッタ（４０）に組み込まれている、
請求項２記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項７】
前記ビームスプリッタ（４０）は、偏光ビームスプリッタである、
請求項１から６までのいずれか１項記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項８】
顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）の動作中、直線偏光照明光が前記偏光ビームスプリッタ（４０）に入射し、前記入射した偏光照明光（１８）の偏光方向（２０）は、前記偏光ビームスプリッタ（４０）で反射された光の偏光方向（２０）に対応する、
請求項７記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項９】
少なくとも１つの別の偏光ビームスプリッタ（４２）が前記照明光路（８）に配置されている、
請求項７または８記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項１０】
前記別の偏光ビームスプリッタ（４２）は、前記偏光ビームスプリッタ（４０）と前記照明光入射領域（２４）との間に配置されている、
請求項９記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項１１】
前記別の偏光ビームスプリッタ（４２）は、前記照明光路（８）を２つのサブ光路（８ａ，８ｂ）に分割しており、前記サブ光路（８ａ，８ｂ）の少なくとも一方に配置される偏光回転素子（４４）が設けられている、
請求項９または１０記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項１２】
前記第１の偏光サブアセンブリ（１６）の下流での照明光（１２）の偏光方向（２０）は、前記２つのサブ光路（８ａ，８ｂ）で同じである、
請求項１１記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）。
【請求項１３】
顕微鏡または内視鏡（２）において、特に手術用顕微鏡（２）、例えば眼科用顕微鏡において、請求項１から１２までのいずれか１項記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）を形成するためのアップグレードキットであって、
前記アップグレードキットは、光（１２，１４）を直線偏光する少なくとも２つの装置（１６，３２）と少なくとも１つのビームスプリッタ（３０，４０）とを含む、
アップグレードキット。
【請求項１４】
顕微鏡または内視鏡（２）において、特に手術用顕微鏡（２）、例えば眼科用顕微鏡において、請求項１から１２までのいずれか１項記載の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ（１）を鏡像反射の低減および／または消去のために用いる使用方法。
【請求項１５】
内視鏡または顕微鏡（２）の動作方法、特に手術用顕微鏡、例えば眼科用顕微鏡の動作方法であって、
偏光照明光（１８）を形成するステップと、
前記偏光照明光を観察対象物（６）に配向してそこで反射させるステップと、
前記偏光照明光（１８）と同じ偏光方向（２０）を有する、反射された前記偏光照明光をフィルタリング除去するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ、特に手術用顕微鏡、例えば眼科用顕微鏡における顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリに関する。本発明はさらに、こうした顕微鏡アセンブリを製造するためのレトロフィット用キット、こうした顕微鏡アセンブリの使用、ならびに顕微鏡の動作方法、特に手術用顕微鏡の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科用顕微鏡は、眼の手術、例えば白内障手術に用いられる。白内障手術では、眼科医は、赤色反射に基づいて、眼の水晶体嚢、水晶体および前眼房構造を観察する。赤色反射とは、本質的には眼の内部での光の全反射であって、眼が適切な角度で適切な距離から照明される場合に得られる。赤色反射は眼の水晶体を観察する際の背景照明として機能する。しかし、赤色反射に使用される照明は、プルキンエ像と称される、実質的に鏡像反射である強い閃光アーチファクトを生じさせる。プルキンエ像は、眼へのビューが遮られ、観察像のコントラストが低下してしまうほどの強さで生じうる。
【０００３】
同じ問題が他の用途に用いられる他の手術用顕微鏡にも存在する。組織が照明される場合、画像品質を低下させる鏡像反射が生じうる。
【０００４】
鏡像反射は、鏡に似た滑らかな表面からの光の反射に対応する。鏡像反射では、光子が当該表面とまったく相互作用せず、そのため、反射光の色は入射光のもとの色である。これに対して、拡散反射は粗面で形成される。拡散反射では、光は全方向に反射され、反射光の色は表面の反射特性に依存する。
【０００５】
今日の眼科用顕微鏡は、眼の水晶体の周辺への反射の位置づけを試みることにより、プルキンエ像の問題を緩和することを目指している。しかし、最良の赤色反射は、結像に用いられる反射光の光路と同軸の光路に沿って眼が照明された場合に得られる。照明系および観察系を同軸に配置することにより、反射は眼の中央領域に位置づけられる。このため、赤色反射の品質および強度と鏡像反射の位置および強度との間にはトレードオフの関係が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、最小の鏡像反射しか有さないかまたは鏡像反射のまったくない、高強度の赤色反射を形成できる顕微鏡または内視鏡を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記課題は、上述した顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリにおいて、観察すべき対象物、例えば眼を配置可能な観察領域と、照明光の入射領域から観察領域まで延在する照明光路と、観察領域から光出射領域まで延在する観察光路と、照明光路内に配置された第１の偏光サブアセンブリと、観察光路内に配置された第２の偏光サブアセンブリと、を含み、この第２の偏光サブアセンブリは、第１の偏光サブアセンブリおよびビームスプリッタを通過した偏光をフィルタリング除去するように構成され、ビームスプリッタは、観察領域から光出射領域までの観察光路と光入射領域から観察領域までの照明光路とに配置されたていることにより、解決される。
【０００８】
上記課題はさらに、偏光照明光を形成するステップと、偏光照明光を観察対象物に配向してそこで反射させるステップと、照明光と同じ偏光方向を有する反射された照明光をフィルタリング除去するステップと、を含む、顕微鏡の動作方法によっても解決される。
【０００９】
本発明の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリおよび方法では、相補的な２つの偏光サブアセンブリを用いて鏡像反射が低減または消去される。第１の偏光サブアセンブリは、観察対象物へ配向される照明光を偏光する。鏡像反射には照明光の偏光状態が維持されているので、鏡像反射によって形成された観察光路の光は、第２の偏光サブアセンブリによってフィルタリング除去される。拡散反射によって形成された観察光路の光は、ランダムな偏光状態を有するので、少なくとも部分的に第２の偏光サブアセンブリを通過できる。
【００１０】
本発明の解決手段は、相互に依存せず独立して追加可能な以下の付加的特徴によってさらに改善可能である。なお以下に説明するように、それぞれの付加的特徴はそれ自体で有利でありうる。
【００１１】
照明光は顕微鏡のサブアセンブリの光入射領域に入射する。光入射領域には、レンズおよびアパーチャの少なくとも一方を配置可能である。
【００１２】
顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリは、照明光を形成するための光源を含みうる照明サブアセンブリを含むことができる。第１の偏光サブアセンブリは、例えば、照明サブアセンブリが観察領域の対象物を照明する偏光の形成に用いられる場合、この照明サブアセンブリの一部であってよい。
【００１３】
光出射領域では、観察光、すなわち観察領域の対象物で反射された照明光が、顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリを出る。光出射領域には、観察サブアセンブリを、顕微鏡アセンブリの一部として配置可能である。観察サブアセンブリは、観察領域の対象物を観察できるように構成され、１つもしくは複数のカメラおよび１つもしくは複数の接眼レンズのうち少なくとも１つを含むことができる。
【００１４】
別の付加的特徴によれば、観察光路と照明光路とは、赤色反射の強度を最大化するために、少なくともビームスプリッタと観察領域との間で相互に同軸とすることができる。
【００１５】
顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリの単純性を維持し、コストの増大を回避するために、第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリはそれぞれ少なくとも１つの直線偏光器を含むことができる。第１の偏光サブアセンブリおよび／または第２の偏光サブアセンブリの少なくとも１つの直線偏光器はビームスプリッタに組み込むことができ、これにより、全体としてコンパクトな顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリが得られる。
【００１６】
第１の偏光サブアセンブリの直線偏光器は、照明光入射領域からビームスプリッタまでの照明光路に配置可能であり、これにより、当該偏光器は照明光のみをフィルタリングする。
【００１７】
第２の偏光サブアセンブリの直線偏光器は、ビームスプリッタから光出射領域までの観察光路に配置可能である。よって、第２の偏光サブアセンブリの直線偏光器は、対象物で反射された光のみをフィルタリングする。
【００１８】
別の有利な実施形態では、第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリの少なくとも一方が、偏光回転素子、例えばファラデー素子、複屈折素子および／または回転プリズムを含みうる。偏光回転素子は、特には半波長板または１／４波長板であってよい。別の実施形態では、偏光回転素子は円偏光器の一部であってよく、この円偏光器はさらに、第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリの少なくとも一方の一部であってよい。
【００１９】
偏光回転素子は、照明光路および観察光路の双方に配置可能である。
【００２０】
偏光回転素子により、この偏光回転素子を通過する光の偏光角度を調整することができる。よって、この偏光回転素子を、後続の直線偏光器をいっそう効率的に使用するために使用可能である。さらに、偏光回転素子を使用することにより、入射する照明光と反射した観察光とを良好に区別することができる。
【００２１】
偏光回転素子は、特に、ビームスプリッタと観察領域との間に配置可能である。こうした構成では、偏光回転素子は、観察領域を照明する円偏光を形成するために用いることができる。鏡像反射によって、円偏光の左右像が反転される。よって、偏光回転素子、特に１／４波長板を通過する鏡像反射光は、偏光回転素子より上流において、照明光の直線偏光に対して垂直な方向に直線偏光される。
【００２２】
第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリは、観察領域に対象物を配置できるように構成された共通の偏光回転素子を共有することができる。このことは、少なくとも部分的に観察すべき対象物の形状に対応する形状を有する共通の偏光回転素子により、達成可能である。偏光回転素子と対象物との間の内部の面での反射を回避するために、反射率が適合化される。さらに好ましくは、偏光回転素子と対象物との間に滑り嵌めに起因する気泡が生じない。例えば、偏光回転素子は、眼科用顕微鏡のケースでは、眼に装着されるコンタクトレンズとして構成可能である。
【００２３】
偏光回転素子は特に、１／４波長板であってよい。これは、コンタクトレンズとして、対象物の最外面からの鏡像反射を抑圧するために使用できるが、また、対象物の内部界面からの鏡像反射、例えば他の組織層間の界面からの鏡像反射を維持するために使用することもできる。このように、鏡像反射に含まれる、これらの組織層の３次元構造に関する情報を維持することもできる。
【００２４】
別の有利な実施形態によれば、ビームスプリッタは偏光ビームスプリッタであってよい。偏光ビームスプリッタは、第１の偏光サブアセンブリおよび／または第２の偏光サブアセンブリの一部であってよいし、または付加的な偏光装置であってもよい。こうしたケースでは、第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリの少なくとも一方の直線偏光機能部を、ビームスプリッタに組み込むことができる。
【００２５】
偏光ビームスプリッタは、反射素子、複屈折素子および／または薄膜ビームスプリッタであってよい。
【００２６】
本発明の目的の大部分に対しては、ビームスプリッタは予め定められた偏光方向を有する光のみを反射し、優先される偏光方向を有さない光を透過すれば充分である。しかし、幾つかの用途において、ビームスプリッタを透過した光も直線偏光される場合、直線偏光器を不要とすることもできる。
【００２７】
ビームスプリッタの反射側に面した直線偏光器の偏光方向は、好ましくは、偏光ビームスプリッタが反射した光の偏光方向に対応する。直線偏光器は、照明光がビームスプリッタで反射されて観察領域へ向かい、かつ観察光路の反射光がビームスプリッタを透過して光出射領域へ向かうか、または照明光がビームスプリッタを透過し、かつ反射された観察光がビームスプリッタで反射されるかに応じて、第１の偏光サブアセンブリまたは第２の偏光サブアセンブリの一部であってよい。
【００２８】
一実施形態では、直線偏光された照明光を、顕微鏡アセンブリの動作中、偏光ビームスプリッタに入射させることができる。好ましくは、入射光の偏光方向は、偏光ビームスプリッタによって反射される光の偏光方向に対応する。こうした構成では、偏光ビームスプリッタが入射する照明光の全てを反射するので、光反射の効率が増大する。その増分は、偏光機能を有さず、入射光の１／２しか反射しないビームスプリッタと同等である。こうした効率の増分を活用するために、直線偏光器を光入射領域と偏光ビームスプリッタとの間に配置することができる。もちろん、照明光が偏光ビームスプリッタを透過する場合は、偏光された入射光の偏光状態は、好ましくはこの透過に必要な偏光方向に対応する。
【００２９】
偏光方向という場合、直線偏光の場合の方向と、円偏光の場合の円偏光の左右像との双方が含まれる。
【００３０】
照明効率は、別の偏光ビームスプリッタが、照明光路または観察光路の偏光ビームスプリッタの上流すなわち偏光ビームスプリッタの反射側へ入射する光の光路に配置される場合に、さらに増大できる。特に、別の偏光ビームスプリッタは、照明光路に配置可能である。
【００３１】
別の偏光ビームスプリッタは照明光路または観察光路を２つのサブ光路へ分割可能であり、ここで、各サブ光路に２次偏光サブアセンブリを配置することができる。
【００３２】
別の偏光ビームスプリッタが照明光路に配置されているかまたは観察光路に配置されているかに応じて、２次偏光サブアセンブリを、第１の偏光サブアセンブリまたは第２の偏光サブアセンブリの一部とすることができる。
【００３３】
２つのサブ光路は、光出射領域または観察光路のいずれかへ配向可能である。サブ光路の一方に、偏光ビームスプリッタが配置される。さらに、偏光回転素子を少なくとも１つのサブ光路に配置して、偏光方向を、偏光ビームスプリッタによる全透過または全反射に必要な偏光方向かつ／または他方のサブ光路の光の偏光方向に適応化することができる。２次偏光サブアセンブリは、偏光方向を各サブ光路に調整するために用いることができ、これにより、各サブ光路の光は同じ偏光状態を有する。
【００３４】
一実施形態では、第１の２次偏光サブアセンブリを別の偏光ビームスプリッタと観察領域との間に配置でき、これに対して、第２の２次偏光サブアセンブリは別の偏光ビームスプリッタと偏光ビームスプリッタとの間に配置される。
【００３５】
少なくとも１つの第１の偏光サブアセンブリおよび第２の偏光サブアセンブリは、偏光回転素子を含むことができる。偏光回転素子は、直線偏光器が偏光回転素子と偏光ビームスプリッタとの間に位置するように、かつ／または偏光回転素子が別の偏光ビームスプリッタと直線偏光器との間に配置されるように、配置可能である。
【００３６】
好ましくは、各サブ光路の照明は直線偏光される。第２の偏光サブアセンブリは、偏光方向を偏光ビームスプリッタの偏光方向に調整するために用いられ、これにより、第２の２次偏光サブアセンブリから偏光ビームスプリッタへ入射した光の全てが反射される。
【００３７】
本発明はさらに、既存の顕微鏡または内視鏡への組込み、特に既存の手術用顕微鏡、例えば眼科用顕微鏡への組込みのためのレトロフィットキットまたはアップグレードキットに関する。当該アップグレードキットは、光を直線偏光する少なくとも２つの装置と少なくとも１つのビームスプリッタとを含み、ここでビームスプリッタは直線偏光のための装置の１つであってよい。当該アップグレードキットは、上述した実施形態のいずれかの顕微鏡アセンブリを形成するように構成されている。例えば、レトロフィットキットは、レトロフィットすべき顕微鏡における既存の非偏光ビームスプリッタを置換する偏光ビームスプリッタを有することができる。偏光装置は、観察領域の照明および／または観察のために用いられる既存のレンズに取り付けられるように構成された偏光器であってよい。レトロフィットキットは、一態様によれば、観察すべき対象物を配置できるように構成され、これにより対象物の第１の面での鏡像反射を抑圧または消去できるように構成された偏光回転素子を含んでもよい。
【００３８】
本発明はさらに、顕微鏡において、特に手術用顕微鏡、例えば眼科用顕微鏡または手術用内視鏡において、上述したいずれかの実施形態にしたがった顕微鏡アセンブリを鏡像反射の低減かつ／または消去のために用いる使用に関する。
【００３９】
以下に、本発明の種々の実施形態を、添付図を参照しながら説明する。各実施形態は例示の目的で示したのみであり、いかなる意味においても発明の範囲を各実施形態に図示または説明されているものへ限定する意を有すると解されてはならない。各実施形態の種々の特徴は上述したように組み合わせ可能である。特に、或る実施形態の特徴の技術的効果が本発明の特定の用途に必要な場合、当該特徴を別の実施形態の特徴に追加することができる。逆に、或る特徴の技術的効果が本発明の特定の用途に必要ない場合、当該特徴をその実施形態から省略することもできる。
【００４０】
以下では、各図を通して、機能および／または設計に関して相互に対応する要素につき、同じ参照番号を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリを示す概略図である。
【図２】本発明による別の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリを示す概略図である。
【図３】本発明による別の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリを示す概略図である。
【図４】本発明による別の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１に即して、まず、本発明の顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ１の構成を説明する。
【００４３】
以下で「顕微鏡アセンブリ」と略称する顕微鏡アセンブリおよび内視鏡アセンブリ１は、こうした用途に限定されるものではないが、手術用顕微鏡または手術用内視鏡２、特に眼科用顕微鏡の一部であるかまたはこれに組み込まれるように構成されている。顕微鏡または内視鏡２は、図１に概略的にのみ示されている。
【００４４】
さらに、顕微鏡または内視鏡２の動作中に観察すべき対象物６が配置される観察領域４が含まれることが示されている。観察領域４は、顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ１の一部であってよい。観察領域４は、顕微鏡アセンブリ１または顕微鏡または内視鏡２の構造上の要素でないこともあるが、にもかかわらず、顕微鏡アセンブリ１または顕微鏡または内視鏡２の要素の技術的効果が観察領域４の観察すべき対象物６の結像の大部分を改善することを目的としているので、少なくとも動作中はその機能的な要素である。
【００４５】
顕微鏡アセンブリ１は、照明光路８および観察光路１０を含む。照明光路８は、照明光１２が観察領域４へ向かって配向される光路であり、またはより具体的には、観察すべき対象物６へ配向される光路である。図１では、光は、全体として、ｐ偏光ベクトルおよびｓ偏光ベクトルによって略示されている。
【００４６】
観察光路１０は、観察光１４によって定義される。観察光１４は、専ら対象物６で反射される照明光１２であるかまたはその大部分である。
【００４７】
照明光路８には、第１の偏光サブアセンブリ１６が配置されている。第１の偏光サブアセンブリ１６は、自身へ入射する照明光１２から、偏光方向２０を有する偏光１８を形成する。偏光方向２０は、図１に例示されているように、線形または円形であってよい。直線偏光１８を形成するために、第１の偏光サブアセンブリ１６は、直線偏光器２２を含むことができる。円偏光１８を形成するために、第１の偏光サブアセンブリ１６が、（図示されていない）円偏光器を含んでもよい。こうした円偏光器を形成するには、単に、偏光回転素子、例えば（図示されていない）１／４波長板を、直線偏光器２２の下流に、すなわち直線偏光器２２のうち照明光１２が入射するのとは反対の側に配置するだけでよい。
【００４８】
照明光１２は、顕微鏡アセンブリ１の光入射領域２４に入射する。１つもしくは複数の光源２８を含む照明サブアセンブリ２６は、光入射領域２４に配置されてもよいし、顕微鏡アセンブリ１および／または顕微鏡または内視鏡２に包含されてもよい。このような包含は、例えば、照明サブアセンブリですでに偏光１８が形成される場合、すなわち第１の偏光サブアセンブリ１６が照明サブアセンブリ２６の照明光路８に含まれている場合に生じうる。
【００４９】
顕微鏡アセンブリ１は、さらに、照明光路８および観察光路１０の双方に配置されるビームスプリッタ３０を含む。照明光路８および観察光路１０の少なくとも一方は、ビームスプリッタ３０での反射によって偏向される。ビームスプリッタ３０と観察領域４との間には、照明光路８と観察光路１０とが好ましくは相互に同軸に配置されている。ビームスプリッタ３０は好ましくは広帯域ビームスプリッタである。
【００５０】
図１および他の実施形態では、例示のためにすぎないが、第１の偏光サブアセンブリ１６からの偏光１８がビームスプリッタ３０で反射される。つまり、第１の偏光サブアセンブリ１６が光入射領域２４とビームスプリッタ３０との間に配置されている。対象物で反射された光１４はビームスプリッタ３０を通過する。当該構成は、顕微鏡アセンブリ１の光入射領域２４に入射する光がビームスプリッタ３０を通過し、観察対象物６で反射された光１４がビームスプリッタ３０で反射されるように反対の構成にすることもできる。
【００５１】
観察光路１０には、第２の偏光サブアセンブリ３２が配置されている。第２の偏光サブアセンブリ３２の構成は、フィルタ関数が相補的であることを除き、つまり、第２の偏光サブアセンブリ３２が第１の偏光サブアセンブリ１６を通過できる偏光方向１８を有する光をフィルタリング除去することを除き、第１の偏光サブアセンブリ１６の構成と同じであってよい。
【００５２】
例えば、第２の偏光サブアセンブリ３２は、第１の偏光サブアセンブリ１６の直線偏光器２２を通過できる偏光方向（または直線偏光器２２が形成する偏光方向）２０を有する光の通過を阻止する直線偏光器２２を含むこともできる。
【００５３】
第２の偏光サブアセンブリ３２は、ビームスプリッタ３０と光出射領域３４との間に配置可能である。観察光１４は、光出射領域３４で、顕微鏡アセンブリ１を出ることができる。特に、光出射領域３４には、観察サブアセンブリ３６、例えば１つもしくは複数のカメラまたは１つもしくは複数の接眼レンズを配置可能である。
【００５４】
以下に、図１の顕微鏡アセンブリ１の機能を説明する。
【００５５】
対象物６に入射する偏光照明光１８は、対象物６での鏡像反射および拡散反射の双方を受ける。鏡像反射は観察光の偏光方向２０を維持し、拡散反射を受ける偏光照明光１８は、入射照明光の偏光方向とは異なっていてよいランダムな偏光状態を有する。よって、図１に参照記号ｓで示されている、第１の偏光サブアセンブリ１６が付与した予め定められた偏光方向２０にしたがい、この偏光方向２０に対して直交する偏光方向ｐが拡散反射に由来する観察光１４に加えられる。拡散反射光および鏡像反射光の双方は、ビームスプリッタ３０を通過し、第２の偏光サブアセンブリ３２によってフィルタリング除去される。こうして、光出射領域３４または観察サブアセンブリ３６のそれぞれにおいて、偏光方向ｐを有する光、すなわち偏光方向２０を有さない観察光１４のみが観察される。このことも、全ての鏡像反射が第２の偏光サブアセンブリ３２によって抑圧または消去されることを意味する。
【００５６】
太い矢印３８は、照明光路８および観察光路１０に沿った光の方向と、光入射領域２４での強度に比べたその相対強度との双方を示している。２つの直交偏光方向ｐ，ｓ間の分配が等しいと仮定すると、第１の偏光サブアセンブリ１６を出た後の光強度は、この光の１／２がフィルタリング除去されるので、入射照明光の強度に比べて１／２まで低下する。残りの１／２の光は、ビームスプリッタ３０が光の１／２を反射し、もう１／２を透過するため、反射および透過の双方でビームスプリッタ３０を通過するたびに失われる。最終的には、やはり光の１／２が第２の偏光サブアセンブリ３２で失われ、一方の偏光方向２０がフィルタリング除去される。つまり、理想的条件を仮定して、不純物および付加的損失を無視しても、光入射領域２４で入射した照明光の６．２５％しか光出射領域３４で集光されない。
【００５７】
図２に例示されているように、単純な措置によって、光出射領域３４での光出力を４倍にすることができる。簡単化のために、図１の実施形態との相違点のみを説明する。
【００５８】
図２では、顕微鏡アセンブリ１のセットアップは、ビームスプリッタ３０が偏光ビームスプリッタ４０であることを除けば、図１と同一である。偏光ビームスプリッタ４０は、偏光方向ｓを有する光を完全に反射する。異なる偏光状態を有する残りの光は、偏光ビームスプリッタ４０を透過する。
【００５９】
ビームスプリッタ４０で完全に反射される偏光方向ｓは、第１の偏光サブアセンブリ１６または直線偏光器２２がそれぞれ照明光１２に付与した偏光方向２０に対応する。よって、第１の偏光サブアセンブリ１６から出た全ての偏光１８は、ビームスプリッタ４０によって反射される。偏光ビームスプリッタ４０を通過する観察光１４のうち、直交偏光方向ｐの光のみが透過され、直交偏光方向ｓを有する観察光１４は反射される。こうした偏光状態によって第２の偏光サブアセンブリ３２またはその直線偏光器２２それぞれの通過が可能となるので、第２の偏光サブアセンブリ３２での損失は生じない。矢印３８で示されているように、光入射領域２４を通過する光の２５％が光出射領域３４で出射される。
【００６０】
さらに、図２から見て取れるように、第１の偏光サブアセンブリ１６の直線偏光器２２の偏光機能を偏光ビームスプリッタ４０で実行可能であるので、２つの直線偏光器２２は省略可能である。観察光路１０での偏光機能も偏光ビームスプリッタ４０に配置されるため、同じことが第２の偏光サブアセンブリ３２の直線偏光器２２にも当てはまる。このように、第１の偏光サブアセンブリ２２と第２の偏光サブアセンブリ３２との双方を、偏光ビームスプリッタ４０に配置することができる。
【００６１】
図３に示すように、光出射領域３４での収率をさらに増大するために、図２の顕微鏡アセンブリ１をさらに修正することができる。当該修正は、照明光路８において、光入射領域２４と偏光ビームスプリッタ４０との間の位置に別の偏光ビームスプリッタ４２を追加することを含む。当該別の偏光ビームスプリッタ４２は、照明光路８を２つのサブ光路８ａ，８ｂへ分割する。サブ光路８ａ，８ｂの一方、ここではサブ光路８ｂは、透過または反射、ここでは反射を行う偏光ビームスプリッタ４０へ配向される。他方のサブ光路８ａは、直接に観察領域４または観察対象物６のそれぞれへ配向される。
【００６２】
別の偏光ビームスプリッタ４２で反射された光の全て、すなわち対応するサブ光路、ここではサブ光路８ａの照明光１２は、直線偏光される。さらなるビームスプリッタ４２と、このさらなるビームスプリッタ４２で反射された照明光１２の光路の観察領域４との間には、残留光または異なる偏光状態をフィルタリング除去する直線偏光器２２を配置可能である。安価なセットアップおよびセットアップ維持を容易にするために、サブ光路８ａの直線偏光器２２は省略してもよい。
【００６３】
観察領域４からの鏡像反射を光出射領域３４で効率的に抑圧するために、別の偏光ビームスプリッタ４２の付与した偏光方向２０が偏光ビームスプリッタ４０によって観察光からフィルタリング除去された偏光方向ｓに対応すると有意である。言い換えれば、サブ光路８ａ，８ｂの偏光方向は、照明光が観察領域４へ入る前のそれと等しくなければならない。このことを保証するためには、偏光回転素子４４を照明光路８またはそのサブ光路８ａ，８ｂの一方にそれぞれ挿入する必要がありうる。
【００６４】
このことを以下にサブ光路８ｂに即した例を用いて説明する。ここでは、照明光１２が別の偏光ビームスプリッタ４２を通過した後にその偏光方向２０が回転されるよう、偏光回転素子４４が別の偏光ビームスプリッタ４２と偏光ビームスプリッタ４０との間に配置されている。つまり、偏光方向ｐが偏光方向ｓへ回転され、ついでこの偏光方向ｓがビームスプリッタ４０によって完全に反射されて、これが、他方のサブ光路の別の偏光ビームスプリッタ４２が反射した照明光１２の偏光方向２０に対応する。偏光回転素子４４は、半波長板４６と、この半波長板４６の下流側、すなわち半波長板４６の、光入射領域２４とは反対側の直線偏光器２２と、から形成可能である。もちろん、偏光ビームスプリッタ４２が図３に示されているのとは異なる偏光方向を有する場合、偏光回転素子４４を、サブ光路８ｂに代えてサブ光路８ａに配置してよいし、またはサブ光路８ａ，８ｂの双方に配置してもよい。
【００６５】
別の偏光ビームスプリッタ４２および偏光回転素子４４を用いることによって、照明光１２の全てを偏光ビームスプリッタ４０で反射でき、光出射領域３４で利用可能な光強度が２倍となる。
【００６６】
照明光路８に第１の偏光サブアセンブリの偏光機能部を有し、観察光路１０に第２の偏光サブアセンブリ３２の偏光機能部を有し、照明光路８および観察光路１０の双方に偏光ビームスプリッタ４０を有する一般的なセットアップを用いて、対象物６の最外面４８での鏡像反射を抑圧することができる。
【００６７】
図４に、こうしたセットアップが示されている。これは特に、眼の最外層に望ましくない鏡像反射が生じることのある眼科用顕微鏡で有意である。再び、上述した実施形態との相違点のみを説明する。
【００６８】
対象物６の最外面４８での鏡像反射を低減するために、偏光回転素子４４は、対象物６上に配置され、これにより表面４８上に位置する。滑り嵌めにより、偏光回転素子と対象物との密な接触が保証され、反射を生じさせる中間の気泡が生じない。必要であれば、排気して空隙を充填するために、偏光回転素子４４と対象物６との間に流体を配することができる。
【００６９】
対象物が眼である場合、偏光回転素子４４はコンタクトレンズ５０であってよい。偏光回転素子４４の屈折率は、好ましくは、対象物６の少なくとも最外面４８近傍の屈折率に合うように適応化される。したがって、コンタクトレンズ５０と対象物６との界面での反射は生じないが、コンタクトレンズ５０の最外面５２での反射は生じうる。鏡像反射は第１の偏光サブアセンブリ１６が付与した偏光方向２０を維持しているので、ここでの偏光方向は、図２の実施形態に示されているように、このケースでは偏光ビームスプリッタ４０に含まれる第２の偏光サブアセンブリ３２によってフィルタリング除去される。
【００７０】
さらに、内部界面５４での鏡像反射は、このセットアップでは、光出射領域３４に達した光において維持されているので、鏡像反射が搬送する、この界面５４の構造に関する３次元情報は維持される。以下にこのことを説明する。
【００７１】
偏光回転素子４４は、例えば照明光１２が通過した後に円偏光を形成する１／４波長板であってよい。対象物６の内部界面５４での鏡像反射には、偏光方向すなわち円偏光が維持されており、参照番号５８で見て取れるように、左右像すなわち円偏光の回転の向きのみが反転される。
【００７２】
内部の面５４で反射された円偏光５８が再び偏光回転素子４４を通過する場合、この円偏光５８は再び直線偏光され、第１の偏光サブアセンブリ１６を通過した後、その偏光方向のみが照明光１２の偏光方向２０に対してシフトされる。偏光照明光１２の直線偏光方向２０、ここではｓと、内部の面５４での鏡像反射から生じた光の偏光方向、ここではｐと、の相対回転により、観察光１４は、偏光ビームスプリッタ４０をフィルタリングなしで通過して、光出射領域３４へ走行することができる。
【００７３】
対象物６内での拡散反射は、内部の面５４で鏡像反射された光と同じ偏光方向ｐを有する光を生じさせるので、光出射領域３４へ達する。
【００７４】
図４のケースでは、第１の偏光サブアセンブリ１６および第２の偏光サブアセンブリ３２の双方が効果の点で円偏光器を形成している。同時にこれらの要素は双方とも照明光路８と観察光路１０とに配置されており、２つの偏光サブアセンブリ１６，３２の直線偏光器は、偏光ビームスプリッタ４０であるビームスプリッタに組み込まれている。円偏光器の偏光回転素子は、このケースでは対象物６の最外面４８に取り付けられた偏光回転素子４４によって提供される。
【００７５】
上述した説明における偏光方向ｐ，ｓは単に相補的な偏光方向を指示する意図にすぎず、電界または磁界の方向に対する偏光方向を物理的に意味するものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１  顕微鏡アセンブリまたは内視鏡アセンブリ
２  顕微鏡または内視鏡
４  観察領域
６  観察すべき対象物
８  照明光路
８ａ，８ｂ  サブ光路
１０  観察光路
１２  照明光
１４  観察光
１６  第１の偏光サブアセンブリ
１８  偏光
２０  偏光方向
２２  直線偏光器
２４  光入射領域
２６  照明サブアセンブリ
２８  光源
３０  ビームスプリッタ
３２  第２の偏光サブアセンブリ
３４  光出射領域
３６  観察サブアセンブリ
３８  矢印
４０  偏光ビームスプリッタ
４２  別の偏光ビームスプリッタ
４４  偏光回転素子
４６  半波長板
４８  対象物の最外面
５０  コンタクトレンズ
５２  コンタクトレンズの最外面
５４  対象物内の内部界面
５６  円偏光
５８  反射された円偏光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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