(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）目的物（３１０）の３次元画像を見るために設置された一対のアイピース（３０７、３０９）と、
（ｂ）ハウジング（３０１）内に配置された垂直中線中央支持フレーム（４０４）と、
（ｃ）前記垂直中線中央支持フレーム（４０４）に取り付けられた水平及び角支持ロッド（４０５、４０６、４０７、４０８）と、
（ｄ）前記垂直中線中央支持フレーム（４０４）の何れかの側に配置され、前記アイピース（３０７、３０９）及び目的物（３１０）との光学経路を確保する一対の焦点鏡（３０６、３０８）と、
（ｅ）一対の対物レンズ（３０３、３０５）と、
（ｆ）一対の主鏡（３０２、３０４）と、
（ｇ）前記水平及び角支持ロッド（４０５、４０６、４０７、４０８）に連結し、前記アイピース（３０７、３０９）、及び前記焦点鏡（３０６、３０８）の光学経路を確保して、目的物（３１０）に焦点を合わすために前記一対の対物レンズ間距離を変化させる駆動光学ユニット（４０１、４０２）と、を含む二重対物立体顕微鏡装置であって、前記水平及び角支持ロッド（４０５、４０６、４０７、４０８）は、前記一対の対物レンズをお互いに向かうように及び離れるように駆動させることを特徴とする二重対物立体顕微鏡装置。
【請求項２】
前記駆動光学ユニットは、前記目的物（３１０）との光学経路を確保する可変可能な内部対物レンズ間距離を有する駆動可能な対物レンズ（３０３、３０５）と、駆動可能な主鏡（３０２、３０４）と、を含むことを特徴とする請求項１記載の二重対物立体顕微鏡装置。
【請求項３】
前記駆動光学ユニット（４０１、４０２）による前記一対の対物レンズ間距離の変化は、１３５度の最大視角を提供することを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【請求項４】
前記駆動光学ユニット（４０１、４０２）は、一対のピボットジョイントを通じて前記水平及び角支持ロッド（４０５、４０６、４０７、４０８）に連結することを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【請求項５】
前記一対のピボットジョイントは、前記駆動光学ユニット（４０１、４０２）が長手方向軸に対して直角に通過する軸周りに傾斜、又は回転することを可能にすることを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【請求項６】
前記駆動光学ユニット（４０１、４０２）の傾斜運動は、機械的な装置又は電気的モーターを使用して実行されることを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【請求項７】
前記駆動可能な主鏡（３０２、３０４）の運動は、前記対物レンズ（３０３、３０５）の動きと同期していることを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【請求項８】
前記水平及び角支持ロッド（４０５、４０６、４０７、４０８）は、伸縮自在に結合した2つの管を有することを特徴とする請求項１記載の立体顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施態様は、概して顕微鏡に関し、特に、立体顕微鏡に関する。本実施態様はさらにとりわけ、可変可能な内部対物レンズ間距離を有する二重対物レンズを有し、視角を増大させて、３−D効果を増大させる立体顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
グラス及び顕微鏡を拡大する操作は一般に、駆動の自由を制限する。グラスを拡大する際に、対象物からの距離が固定されることに加えて、視角領域が非常に限定される。これは、医学や外科の分野において特に不利益を与える。二次元画像でのグラスの拡大は、頻繁に低電源供給を生じさせ、操作するのに不便である。可変及び調整可能な瞳孔間距離（IPD）を有する2つのアイピースを有する外科顕微鏡が市場に存在する。通常、瞳孔間距離（IPD）の調節は、快適な像の提供を2つの目で容易にする。これらの顕微鏡は立体顕微鏡として言及される。
【０００３】
伝統的な顕微鏡と立体顕微鏡との主要な違いは、伝統的な顕微鏡は、単一の方向からのサンプルを観察するのに使用される一方、立体顕微鏡型の顕微鏡は、2つのかなり異なる角度からの対象物を観察するのに使用され、それによって立体的な画像に必要とされる２つの極めて異なる画像を提供する。当該立体顕微鏡は、対象物の3次元画像を与える一方、従来の顕微鏡を通じて見られるとき、同じ対象物は平面的に現れる。たとえ複合顕微鏡が双眼用ヘッド及びアイピースを有していたとしても、このことは事実に代わりない。なぜなら、それぞれの目は、単一の対物レンズシステムのために殆ど正確に同じ画像を見るからである。
【０００４】
通常、立体顕微鏡は、ビームスプリッタを有する単一対物レンズシステムを提供し、対象物の画像用に二重光路を提供し、一つの光路がそれぞれの目に提供されることができる。
【０００５】
図1は、典型的な立体顕微鏡１００の断面図を示す。立体顕微鏡１００は、ハウジング１０１を含む。単一の対物レンズ１０２は、目的物１０３から反射された光を複数個のプリズム１０４及び１０５上に分離した経路を通じて集束させるために提供されて、ハウジング１０１に取り付けられたアイピース１０６及び１０７を通じて両眼の画像を可能とする。
【０００６】
単一の対物１０２は、光を複数個のプリズム及びレンズ１０４及び１０５の配置からなる、２つの分離した経路（以下レンズ経路（ＬＰ）という）である異なるレンズ経路へ送り出す。レンズ経路は、図２に示す。照明源２０７からの光は、目的物(図示せず)から反射された後、対物２０１へ向かっていく。さらに、光は、相当するアイピースに到達する前に、左ＬＰ２０３及びＬＰ２０５を通じて進む。しかしながら、ここで上述したような立体顕微鏡の内部ＬＰ距離は、制限されて固定される。光学画像とともに右及び左アイピースへ誘導される左ＬＰ及び右ＬＰは、非常にお互いが、２２ｍｍ〜２６ｍｍの範囲における距離で近接しており、立体画像を提供する。しかしながら、人間の目の間の平均距離は約６０〜７０ｍｍである。
【０００７】
内部対物レンズ間距離を変化させて認識の深さと視角の領域を増大させるシステムを有する立体顕微鏡を有することは有利である。
【０００８】
現在利用されている従来技術の顕微鏡において、目的物／対象物での右光学システムと左光学システムとの間の範囲を定める角は、固定され、限定されて、小さい。現在利用可能な顕微鏡のどれも、左光学システムと右光学システムとの間の角を制御する容易性を有していない。
【０００９】
それゆえ、増大され可変する画像の深さを提供する可変可能な内部対物レンズ間距離を有する立体顕微鏡の必要性がある。目的物での左光学システムと右光学システムによって範囲を定められる角を制御するシステムを有し、３D効果及び奥行知覚を増大させる立体顕微鏡を提供する必要もある。
【００１０】
上述の欠点、不利益及び問題点は、ここで解決され、以下の明細書を読むことによって理解されるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
実施態様の目的
ここで、実施態様の主要な目的は、可変可能な内部対物レンズ間距離を有し、目的物又は対象物での右及び左光学経路の間の範囲を定める角を変える立体顕微鏡を提供することにある。
【００１２】
ここで、さらに実施態様の別の目的は、２つ／二重対物レンズを有し、右目と左目に対して2つの異なる特有の光学経路を提供する立体顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
ここで、さらに実施態様の別の目的は、二重対物レンズを有し、増大した領域と視角の奥行きを提供する立体顕微鏡を提供することにある。
【００１４】
ここで、さらに実施態様の別の目的は、知覚の奥行き及び視角の領域を増大させる内部対物距離を変化させるのに容易性を有する二重対物レンズを有する、立体顕微鏡を提供することにある。
【００１５】
ここで、さらに実施態様の別の目的は、可変可能な内部対物レンズ間距離を有する二重対物レンズを有するので、それぞれの対物は、独立して立体顕微鏡の軸周りを動くことが可能である立体顕微鏡を提供することにある。
【００１６】
ここで、さらに実施態様の別の目的は、第一及び第二の対物レンズが、目的物の固定に関して妥協せずに、お互いに関して非同期の動きを経る立体顕微鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ここで、実施態様のこれら及び他の目的及び利点は、図面と併せて以下の詳細な説明から容易に明白となるであろう。
【００１８】
ここで、実施態様は二重対物立体顕微鏡を提供する。ここで、一つの実施態様において、2つの対物レンズは、お互いに独立して所望の距離で前記立体顕微鏡の軸から配置される。さらに、対物レンズは、角軸に沿って駆動するように構成されて、可変可能な内部対物距離を提供する。それぞれの対物レンズで、少なくとも１つの主鏡は、前記鏡の平面が、対物レンズの光学軸と垂直になるように配置される。主鏡は、対物レンズに沿って同期して駆動するように構成される。対物レンズの角移動に対して、前記鏡は同期した側面移動を経る。少なくとも１つの焦点鏡は、主鏡のものと同じ方向に沿って設置されて、第一の鏡から受け取った光線をアイピースへ反射することができる。
【００１９】
ここで、一つの実施態様によれば、二重対物立体顕微鏡は、ハウジングを含む。前記ハウジングは、お互いからの所望の距離で配置され、対象物を観察するのに適合された少なくとも2つの対物レンズを含む。少なくとも２つの主鏡は、前記鏡の平面が前記対物レンズに対して垂直になるように配置されて、光線を前記対物レンズから受け取ることができるように配置されている。少なくとも２つの焦点鏡は、前記主鏡に平行な方向で配置されて、光線を前記主鏡から受け取る。少なくとも２つのアイピースは、光線を焦点鏡から受け取るために提供される。
【００２０】
ここで、対物レンズは駆動可能である。ここで、対物レンズは、機構を使用して、お互いが独立して駆動する。一つの実施態様によれば、対物レンズは、お互いが同期して駆動する。ここで、一つの実施態様によれば、対物レンズは、立体顕微鏡の角軸に沿って駆動する。主鏡は、対物レンズと同調して同期して駆動する。焦点鏡は、主鏡から受けた光を反射する。対物レンズは、お互いから離れて動き、１３５度の最大視角を提供する。
【００２１】
ここで、実施態様のこれら及び他の視点は、以下の説明及び添付の図面と併せて考慮する時、より認識され理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、好適な実施態様及びそれらの多くの特有の詳細を表わす一方で、説明として与えられ、限定されるためのものではない。多くの変更及び修正が、ここでの趣旨を逸脱することなく、ここでの実施態様の範囲内においてなされることができ、ここで当該実施態様は総ての前記修正を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
他の目的、特徴、利点は、以下のここでの好適な実施態様の説明及び添付の図面から当業者に認識されるであろう。
【００２３】
【図１】図１は、ここでの実施態様による従来の立体顕微鏡の断面図を示す。
【００２４】
【図２】図２Ａは、従来の立体顕微鏡の対物及びレンズ経路の底面図を示す。
【００２５】
図２Ｂは、従来の立体顕微鏡の対物及びレンズ経路の側面図を示す。
【００２６】
【図３】図３は、二重対物立体顕微鏡の概略ブロック図を示す。
【００２７】
【図４】図４Ａは、ここでの実施態様による二重対物立体顕微鏡における対物レンズ及びレンズ経路の側断面図を示す。
【００２８】
図４Ｂは、ここでの実施態様による二重対物立体顕微鏡における対物レンズ及びレンズ経路の底側面図を示す。
【００２９】
ここでの実施態様の具体的な特徴は、いくつかの図面において示されているが、他においてはない。各特徴は、ここでの実施態様に従って、他の特徴の何れか又は総てを組み合わせることができるので、これは利便のためになされているだけである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここでの実施態様の詳細な説明
以下の詳細な説明において、参照は添付の図面を用いてなされ、明細書の一部を構成し、実施することができる具体的な実施態様は説明図によって示される。これら実施態様は、十分詳細に記載され、当業者が実施態様を実施することができ、倫理的に、機械的に及び他の変更が、この実施態様の範囲を逸脱することなしになされることができることと理解させるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定する意味において解釈されるべきではない。
【００３１】
ここでの実施態様は、左及び右目に対して二重光学経路を提供し、視角を増大させて、３Ｄ効果を高める二重対物立体顕微鏡を提供する。ここで、一つの実施態様によれば、２つの対物レンズは、お互いが立体顕微鏡の軸からの所望の距離で独立して配置されている。さらに、対物レンズは、角軸に沿って駆動するように構成されて、可変可能な内部対物レンズ間距離を提供する。それぞれの対物レンズで、少なくとも一つの主鏡は、鏡の平面が対物の光学軸に垂直となるように配置されている。主鏡は対物レンズと同調して同期して駆動するように構成されている。対物レンズの角変位に対して、鏡は同期した横方向変位を経る。少なくとも一つの焦点鏡は、主鏡のものと同じ方向に沿って配置されるので、最初の鏡から受ける光線をアイピースへ反射する。
【００３２】
ここで、一つの実施態様によれば、二重対物立体顕微鏡はハウジングを有し、2つの主鏡、2つの焦点鏡及び2つの対物レンズを調整する。2つのアイピースは、２つの対物レンズに、一つの主鏡及び一つの焦点鏡を通じてそれぞれ光学的に接続されている。機械的運動機構は、2つの対物レンズの光学経路において提供され、２つの焦点鏡と２つの対物レンズを駆動し、その結果、２つの対物レンズ間の距離は、所望の距離に変更される。
【００３３】
立体顕微鏡は、２つの光学経路、すなわち、第一の光学経路及び第二光学経路を有する。第一の光学経路は、第一のアイピースと第一の対物レンズとで光学的に連結される。第一の光学経路は、さらに、第一の主鏡及び第一の焦点鏡を含む。第二の光学経路は、第二のアイピースと第二の対物レンズとで光学的に連結される。第二の光学経路は、さらに、第二の主鏡及び第二の焦点鏡を含む。機械的運動機構は、第一の対物レンズ及び第二の対物レンズをお互いが向かうように、及びお互いから離れるように駆動するために提供される。
【００３４】
機械的運動機構は、垂直中線中央支持フレームと、前記垂直中線中央支持フレームに取り付けられた二つの水平及び角支持ロッドと、を含む。第一の主鏡と第二の主鏡に同調する第一の対物レンズ及び第二の対物レンズは、２つの水平及び角支持ロッドによって支持される。各水平及び角支持ロッドは、伸縮自在に結合した2つの管を有する。それぞれの水平及び角支持ロッドは、機械的に又は電気的に駆動して、第一の対物レンズ及び第二の対物レンズをお互いに向かうように及びお互いから離れるように運動させる。各水平及び角支持ロッドは、個々に作動する。
【００３５】
第一の対物レンズ及び第一の主鏡を含む第一の光学ユニットは、第一の水平及び角支持ロッドに第一のピボットジョイントを通じて結合している。第二の対物レンズ及び第二の主鏡を含む第二の光学ユニットは、第二の水平及び角支持ロッドに第二のピボットジョイントを通じて結合している。第一のピボットジョイント及び第二のピボットジョイントは、それぞれ、第一の光学ユニット及び第二の光学ユニットが長手方向軸に対して直角に通過する軸周りに傾斜することを可能とする。光学ユニットの傾斜動作は、機械的な装置又は電気的モーターを使用して達成される。第一の光学ユニット及び第二の光学ユニットが分離して離れて３Ｄ角、３Ｄ効果を増大させたり、又はより近づいて３Ｄ角及び効果を減少させるときに、傾斜は、顕微鏡の光学が、目的物への光学を再調整されることを可能とする。
【００３６】
図３は、ここでの実施態様による二重対物立体顕微鏡３００の断面図を示す。立体顕微鏡３００は、ハウジング３０１を有する。２つの対物レンズ３０３及び３０５は、立体顕微鏡の軸から所望の距離でお互いに独立して配置されている。少なくとも１つの主鏡３０２は、鏡の平面が対物レンズ３０３の光学軸に対して法線となるように配置されている。主鏡３０２は、対物レンズ３０３に同調して同期駆動するように構成されている。少なくとも１つの第二の鏡３０４は、鏡の平面が対物レンズ３０５の光学軸に対して法線となるように配置されている。主鏡３０４は、対物レンズ３０５に同調して同期駆動するように構成されている。少なくとも１つの焦点鏡３０６は、主鏡３０２のものと同じ方向に沿って配置されるので、主鏡３０２から受け取った光線をアイピース３０７へ反射する。少なくとも別の焦点鏡３０８は、第二の鏡３０４のものと同じ方向に沿って配置されるので、主鏡３０４から受け取った光線をアイピース３０９へ反射する。２つの対物レンズ３０３及び３０５は、ハウジング内でお互いに独立して駆動することが可能である。対物レンズ３０３は、位置Ｂから位置Ｂ’へ運動可能である。同様に、対物レンズ３０５は、位置Ａから位置Ａ’へ運動可能である。これは、内部対物距離を変化させてより大きな3次元画像度を提供することを可能とする。
【００３７】
図４Ａは、ここでの実施態様による二重対物立体顕微鏡における透視図を示す。このハウジング３０１は、対物レンズ３０３及び３０５を含む。照明源４０３からの光線は、２つの対物レンズ３０３及び３０５に向かっていく。２つの対物レンズは、お互いに立体顕微鏡の軸周りを独立して駆動することができる。対物レンズ３０３からの光線は、光学経路を通じて通過する。対物レンズ３０５からの光線は、別の光学経路を通じて通過する。各対物レンズ経路システムは、ハウジング内で駆動可能である。ハウジング内の２つの対物レンズの独立駆動は、内部対物レンズ間距離における増加を引き起こす。内部対物レンズ間距離は、変化して９０度又は１３５度の最大視角を増大させて、知覚の深さと視覚の領域を増大させる。
【００３８】
機械的運動機構は、垂直中線中央支持フレーム４０４と、前記垂直中線中央支持フレーム４０４に取り付けられた２つの水平及び角支持ロッド４０５及び４０６、４０７及び４０８とを含む。第一の主鏡及び第二の主鏡に同調する第一の対物レンズ３０３及び第二の対物レンズ３０５は、２つの水平及び角支持ロッド４０５及び４０６、４０７及び４０８によって支持されている。各水平及び角支持ロッドは、伸縮自在に結合した２つの管を有する。各水平及び角支持ロッドは、機械的に又は電気的に駆動し、第一の対物レンズ３０３及び第二の対物レンズ３０５をお互いに向かうように及び離れるように駆動させる。各水平及び角支持ロッドは、単独で動作する。
【００３９】
第一の対物レンズ３０３及び第一の主鏡を含む第一の光学ユニット４０１は、第一の水平及び角支持ロッド４０５へ第一のピボットジョイントを通じて連結されている。第二の対物レンズ３０５及び第二の主鏡を含む第二の光学ユニット４０２は、第二の水平及び角支持ロッド４０７へ第二のピボットジョイントを通じて連結されている。第一のピボットジョイント及び第二のピボットジョイントは、それぞれ、第一の光学ユニット４０１及び第二の光学ユニット４０２が、長手方向軸に対して直角に通過する軸の周りに回転することを可能とする。光学ユニット４０１、４０２の傾斜運動は、機械的な装置又は電気的モーターを使用して実行される。第一の光学ユニット４０１及び第二の光学ユニット４０２が、引き離されて３Ｄ角及び３Ｄ効果を増大させるか、又はより近づけて３Ｄ角及び効果を減少させるとき、傾斜は、顕微鏡の光学が目標物の光学を再整列することを可能とする。
【００４０】
図４Ｂは、ここでの実施態様による二重対物立体顕微鏡における対物レンズ及びレンズ経路のボトムアップ図を示す。ハウジング３０１は、対物レンズ３０３及び３０５を含む。さらに、各対物レンズ３０３及び３０５は、光線を目標物からアイピースへ集束させるために個別のレンズ経路を有する。
【００４１】
ここでの実施態様によれば、内部対物レンズ間距離は、立体顕微鏡のハウジングの対物レンズにおいて、機械的及び光学的装置によって変化し、立体顕微鏡がより大きな3次元視覚の程度で目標物に焦点を合わせることを可能とする。
【００４２】
ここでの実施態様によれば、各対物レンズ経路システムは、ハウジング内の駆動を可能とする。機械的光学的装置を使用して、立体顕微鏡のハウジングの対物レンズにおいて、内部対物距離を変化させることによって、顕微鏡は、対象物により大きな3次元視覚度で焦点を合わせることを可能とする。
【００４３】
ここでの実施態様は、二重対物レンズを有する立体顕微鏡を提供するので、各対物レンズは、立体顕微鏡の軸周りにお互いに独立して駆動し、目的物の知覚の深さを増大させて、かつ、目的物の視覚領域を増大させる。目的物固定に関して妥協することなしに、第一の対物レンズ及び第二の対物レンズは、同調して、又は非同調的に駆動する。
【００４４】
ここでの具体的な実施態様の上述の記載は、ここでの実施態様の一般的な性質を非常に十分に明らかにし、その他は、現在の知識を適用することによって、ここでの包括的な概念を逸脱することなしに、具体的な実施態様など種々の用途に対して容易に修正及び／又は適用させることができ、それゆえ、そのような適用及び修正は開示された実施態様と同等の意味及び範囲内のものと理解させることを意図している。ここで使用される言葉使い又は専門用語は、説明の目的のためであり、限定のためではないことを理解されるべきである。したがって、ここでの実施態様は、好ましい実施態様に関して記載されている一方、当業者はここでの実施態様が添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内において修正して実施することができることを認識するであろう。
【００４５】
ここでの実施態様は、ここでの種々の具体的な実施態様で記載されるが、当業者にとってここでの実施態様を修正して実施することは明白であろう。しかしながら、当該総ての修正は、特許請求の範囲内にあるべきと考えられる。
【００４６】
以下の特許請求の範囲は、ここで記載した実施態様の一般的及び具体的特徴の総てを、及び専門用語の問題としてその間に入る実施態様の範囲の説明の総てをカバーしていることを意図していることも理解されるべきである。
【図１】
0005749331.tif 000002
【図２】
0005749331.tif 000003
【図３】
0005749331.tif 000004
【図４】
0005749331.tif 000005