(57)【要約】【課題】　　　　　　結像特性を大きくしかつとりわけ構造高さ（装置の機械的高さ）を小さくしつつ、照明光等の対物レンズ面等からの観察光路への反射（反射光の侵入）を可及的に阻止することが可能な本発明の対物レンズ。【解決手段】　　　　観察用の対物レンズ部分（１０ａ）と照明用の第２対物レンズ部分（１０ｂ）とに分割される組み合わせ対物レンズ（８）を有するステレオ手術顕微鏡の主対物レンズとして使用可能な、照明を伴う対物レンズにおいて、前記照明用対物レンズ部分（１０ｂ）は、前記組み合わせ対物レンズ（８）と離隔されかつ該組み合わせ対物レンズ（８）の光軸に対し所定の角度をなすよう配され、及び前記組み合わせ対物レンズ（８）の前部レンズ系（９）の直上に配設される偏向要素（１２）によって、照明光路（２）が顕微鏡の光路に差込入射される。【選択図】　　　　　図１
2004070357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　観察用の第１レンズ部分と照明用の第２レンズ部分とに分割される組み合わせ対物レンズを有するステレオ手術顕微鏡などの顕微鏡の主対物レンズとして使用可能な、照明を伴う対物レンズであって、
　前記照明用第２レンズ部分は、前記組み合わせ対物レンズ（８）と離隔されてかつ該組み合わせ対物レンズ（８）の光軸に対し所定の角度をなすよう配されること、及び
　前記照明用第２レンズ部分の本来の占有空間に配設される偏向要素（１２）によって、照明光路（２）が顕微鏡の光路に差込入射されること
　を特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
　前記組み合わせ対物レンズ（８）は上部レンズ系（１０）と前部レンズ系（９）を含み、前記偏向要素（１２）は前記上部レンズ系（１０）の照明用第２対物レンズ部分（１０ｂ）の本来の占有空間にかつ前記前部レンズ系（９）の直上に配設されること、を特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
　前記偏向要素（１２）の偏向面（１４）、入射面（１５）、射出面（１６）のうち少なくとも１つは、湾曲的にないし凸状若しくは凹状に構成されること
　を特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ。
【請求項４】
　前記観察用第１対物レンズ部分（１０ａ）内で前記組み合わせ対物レンズ（８）の光軸（１）に沿って摺動可能な光学要素が、前記照明用第２レンズ部分の関連する光学要素の前記照明光路（２）の光軸に沿った位置変化を引き起こすよう構成されること、及び
　前記照明光路（２）における観察光路（４）に関連する光学要素の連動は、機械的、電気機械的又は電子的連動の少なくとも１つによって行なわれるよう構成されること
　を特徴とする請求項１、２又は３に記載の対物レンズ。
【請求項５】
　前記組み合わせ対物レンズ（８）の前部レンズ系（９）は、観察用前部レンズ系第１部分（９ａ）と照明用前部レンズ系第２部分（９ｂ）の２つに分割され、かつ該照明用前記レンズ系第２部分（９ｂ）は前記観察光路（４）から光学的に分離されるよう構成されること、及び
　前記照明用前部レンズ系第２部分（９ｂ）は、前記照明用対物レンズ部分（１０ｂ）に配属され、かつ前記偏向要素（１２）は、前記観察用前部レンズ系第１部分（９ａ）と共有の面に配設されること
　を特徴とする請求項１、３、又は４の何れか１項に記載の対物レンズ。
【請求項６】
　前記組み合わせ対物レンズ（８）の観察用対物レンズ部分（１０ａ）と照明用対物レンズ部分（１０ｂ）への分割は、正確な二等分とは異なる形式で行なわれること
　を特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般に、照明を伴う対物レンズに関し、とりわけステレオ手術顕微鏡などの顕微鏡又はその他の光学装置の主対物レンズとして使用される照明を伴う対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
　主対物レンズ、ズーム系、接眼レンズを備えた鏡筒、及び物体野のための組込型照明装置を有する従来の手術顕微鏡では、例えばプリズム等の偏向要素によって、通常、主対物レンズとズーム系との間の顕微鏡主光路へ照明光差込入射が行なわれる（従来技術に関する図２参照）。主対物レンズは、通常、複数のレンズ系から構成される高価な光学系であり、その構造はますます複雑化している。というのは、より大きい分解能に対する要求は大きくなる一方であり、焦点距離を変化させるためにレンズ系を位置調節可能にしようとする傾向もあるからである。
【０００３】
　照明光線束を主対物レンズの上方で差込入射することにより、当該照明光線束は、照明アパーチャに応じて、主対物レンズのレンズ系全てを通過する。このため、主対物レンズ（レンズ系）の光学要素の各々の表面において、観察光路へ侵入する望ましくない反射が起こる。
【０００４】
　主対物レンズの観察光路への照明光線束の望ましくない反射を低減するための方策が幾つか提案されている（例えば、特許文献１、２、３、及び４参照）。
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願DE 195 23 712 A1
【特許文献２】ドイツ特許出願DE 197 39 428 A1
【特許文献３】ドイツ特許出願DE 29 32 486 A1
【特許文献４】ドイツ特許出願DE 34 27 592 A1
【非特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　これらの方策からは、以下の手段が見出される：
　・　対物レンズの分割、及び分割する絞りの使用
　・　傾動可能な付加的光学要素による主対物レンズの分割
　・　観察光路から分離された特別の照明用光学要素
【０００７】
　これらの既知の方策では、冒頭で述べた標準的な装置と同様に、大抵複数のレンズ系から構成される主対物レンズの上方で照明光線束が差込入射されるという特徴がある。
【０００８】
　しかしながら、本発明者は、これらのシステムには以下の点において欠点があることを見出した。
【０００９】
　部分的に可変な焦点距離を伴う複雑な主対物レンズを使用する傾向により、レンズ系の数、従って主対物レンズの境界面の数が増加し、そのため、照明光線束によって擾乱的な反射光が観察光路へ入射し、従って結像特性の悪化を引き起こす。
【００１０】
　主対物レンズの上方で照明光線束を差込入射させる構造は、構造高さ（装置の機械的高さ）を望ましくないほどに大きくする。
【００１１】
　上記各特許文献に開示された解決手段では、光学的・機械的調節は大掛かりなものとなり、主対物レンズとは大きく異なる付加的光学要素が必要となる。
【００１２】
　それゆえ、本発明の課題は、結像特性を大きくしかつとりわけ構造高さ（装置の機械的高さ）を小さくしつつ、観察光路への反射（反射光の侵入）を可及的に阻止可能な、とりわけ手術顕微鏡の主対物レンズとして使用される、照明を伴う対物レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
　上記の課題を解決するために、本発明の一視点によれば、観察用の第１レンズ部分と照明用の第２レンズ部分とに分割される組み合わせ対物レンズを有するステレオ手術顕微鏡などの顕微鏡の主対物レンズとして使用可能な、照明を伴う対物レンズを提供する。この対物レンズにおいて、前記照明用第２レンズ部分は、前記組み合わせ対物レンズと離隔されてかつ該組み合わせ対物レンズの光軸に対し所定の角度をなすよう配されること、及び前記照明用第２レンズ部分の本来の占有空間に配設される偏向要素によって、照明光路が顕微鏡の光路に差込入射されることを特徴とする（形態１・基本構成）。
【発明の効果】
【００１４】
　本発明の独立請求項１により、所定の課題として掲げた効果が上述の通り達成される。即ち、本発明の対物レンズにより、照明を含めた結像特性を本来の対物レンズと同等に大きく改善（ないし維持）しかつとりわけ構造高さ（装置の機械的高さ）を小さくしつつ、照明光等の対物レンズ面等からの観察光路への反射（反射光の侵入）を可及的に阻止することが可能となる。
【００１５】
　更に、本発明の照明光差込入射系によって、以下の改善が達成される：
【００１６】
　従来のシステム（装置）に比べて構造高さ（装置の機械的高さ）が小さい；
【００１７】
　従来の単純な照明系に比べて照明の光学的結像特性が改善される；
【００１８】
　照明光路に組み込まれる絞り及び／又はディスプレイの光学的結像特性が改善される；
【００１９】
　観察光路と照明光路は互いに厳格に分離されて案内されるので、照明光路中の対物レンズの各レンズの表面からの反射光は、観察光路へ最早侵入しない；
【００２０】
　観察光路のものと同じ光学要素を使用する場合、照明光学系の光学要素の製造を単純化できる。
【００２１】
　付加的プリズムないし偏向要素は、照明領域の調節のためには、最早必要ではない；
【００２２】
　主対物レンズの共通の前部レンズ系を維持することによって、理想的態様で、顕微鏡システムを閉鎖することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
　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。
　（２）　前記組み合わせ対物レンズは上部レンズ系と前部レンズ系を含み、前記偏向要素は前記上部レンズ系の照明用第２対物レンズ部分の本来の占有空間にかつ前記前部レンズ系の直上に配設されることが好ましい（形態２）。
　（３）　上記の対物レンズにおいて、前記偏向要素の偏向面、入射面、射出面のうち少なくとも１つは、湾曲的にないし凸状若しくは凹状に構成されることが好ましい（形態３）。
　（４）　上記の対物レンズにおいて、前記観察用第１対物レンズ部分内で前記組み合わせ対物レンズの光軸に沿って摺動可能な光学要素が、前記照明用第２レンズ部分の関連する光学要素の前記照明光路の光軸に沿った位置変化を引き起こすよう構成されること、及び前記照明光路における観察光路に関連する光学要素の連動は、機械的、電気機械的又は電子的連動の少なくとも１つによって行なわれるよう構成されることが好ましい（形態４）。
　（５）　上記の対物レンズにおいて、前記組み合わせ対物レンズの前部レンズ系は、観察用前部レンズ系第１部分と照明用前部レンズ系第２部分の２つに分割され、かつ該照明用前部レンズ系第２部分が前記観察光路から光学的に分離されるよう構成されること、及び前記照明用前部レンズ系第２部分は、前記照明用対物レンズ部分に配属（関連して配設）され、かつ前記偏向要素は、前記観察用前部レンズ系第１部分と共通の面に（即ち、前記照明用前部レンズ系第２部分の本来の占有空間に）配設されることが好ましい（形態５）。
　（６）　上記の対物レンズにおいて、前記組み合わせ対物レンズの観察用対物レンズ部分と照明用対物レンズ部分への分割は、正確な二等分とは異なる形式で行なわれることが好ましい（形態６）。
　（７）　上記の対物レンズにおいて、前記偏向要素の空気間隔及び／又はガラス経路（ガラス長）の変化による光学的補正のずれないし誤差（Abweichungen）は、前記照明用対物レンズ部分の変化により、及び／又は付加的照明光学系及び／又は少なくとも１つの湾曲面（前記偏向要素の偏向面、入射面、及び射出面）により補正されることが好ましい（形態７）。
　（８）　上記の対物レンズにおいて、前記光学的分離は、介装遮蔽部材（Abdeckung）によって行なわれることが好ましい（形態８）。
　（９）　とりわけステレオ手術顕微鏡等の顕微鏡は、上記形態（１）〜（８）の何れか１つの対物レンズを備えることが可能である（形態９）。
【実施例】
【００２４】
　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に過ぎず、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を意図しない。また、添付の特許請求の範囲に付した図面参照符号も、発明の理解を容易化するためのものであって、本発明を図示の態様に限定することを意図しない。この点に関しては、補正・訂正後においても同様である。
【００２５】
　図１（ａ）に、本発明の照明光差込入射系を有する対物レンズ８の構造を示した。図１（ａ）には、更に、対物レンズ８の光軸１、照明光路２、物体野（物体面）３、対物レンズ８の前部レンズ系９、観察用第１対物レンズ部分１０ａ、照明用第２対物レンズ部分１０ｂ、偏向面１４並びに入射面１５及び射出面１６を有する照明用偏向要素１２、照明光学系１３、反射鏡（リフレクタ）を有する光源６、並びに破線で象徴的に表した絞り／ディスプレイ７を示した。照明用第２対物レンズ部分１０ｂは対物レンズ８の外部の（照明光の光路でみて）前方（即ち、空間的に見て側方）に前置して配される。一方、照明用偏向要素には対物レンズ８を分割して対物レンズ８の本来の占有体積ないし全体面の一部に（特にその上部レンズ系部分ないし主レンズ群部分に）、観察用第１対物レンズ部分１０ａとは光学的に分離されて組込まれている。
【００２６】
　光源６から放射された光は、照明光学系１３を介して照明用第２対物レンズ部分１０ｂへ、更に例えばミラー又はプリズム等の偏向要素１２へ導かれる。偏向要素１２は、偏向面１４、入射面１５、及び射出面１６を有する。偏向要素１２によって偏向された光は、対物レンズ８の前部レンズ系９を介して物体野３へ導かれる。物体野３で反射された光は、観察光路４として、対物レンズ８の前部レンズ系９を介して観察用第１対物レンズ部分１０ａに導かれ、そこから更に、例えばズーム系、鏡筒、及び接眼レンズ系等の顕微鏡の後置の光学系（不図示）へ導かれる。
【００２７】
　図１（ａ）から分かる通り、照明光路２は、観察光路４から厳格に分離されているため、照明光路２から観察光路４への不所望の反射光５の侵入が阻止される。更に、照明用第２対物レンズ部分１０ｂが、分割された観察用第１対物レンズ部分１０ａに光学的に適合した状態（好ましくは、同一の光学的特性）に構成されていることも明確に見出される。このため、照明に対しても観察に対しても同じ結像特性が得られる。
【００２８】
　図１（ｂ）に、前部レンズ系９の観察用前部レンズ系第１部分９ａと照明用前部レンズ系第２部分９ｂへの分割の一例を示した。即ち、前部レンズ系の全体９がその光軸を含む断面で見て幅９ａと９ｂとの２つの部分に事実上分割されている。
【００２９】
　図２に、図１の構造と対比し得る従来の照明光差込入射系の構造を示した。この構造では、照明光路２は、対物レンズ８の上方の主光路内にその一部を占有する状態で配設された偏向要素（プリズム要素）１２を介して対物レンズ８へ導かれる。この照明光の入射により、対物レンズ８の種々のレンズ系（の面）において、観察光路４へ侵入しかつこれを擾乱する多数の反射光５（実線矢印で示す）が生成される。
【００３０】
　図３（ａ）〜図３（ｃ）に、異なる態様で湾曲した偏向面１４、入射面１５、及び射出面１６をそれぞれ有する偏向要素１２のバリエーションを示した。これら例えば凹状又は凸状に湾曲した面１４、１５、１６によって、偏向要素の種々異なる光学特性（例えば焦点距離）が得られる。
【００３１】
　図４に、図１と異なるよう配置された偏向要素１２を有する本発明の照明光差込入射系の一変形例を示した。この場合、照明用前部レンズ系部分（第２分割部分）９ｂは、対物レンズ８から離隔され、この前部レンズ系第２部分９ｂの代わりに、観察用前部レンズ系第１部分９ａの配設面と同じ面（即ち、対応する立体空間）に偏向要素１２が配設される。照明用前部レンズ系部分９ｂは、本発明の照明光学系として所望に変化しない照明光学系を達成するために、対物レンズ８の外部（側方）の照明光路２に偏向要素に前置して（かつ、照明用第２対物レンズ部分１０ｂに関連して後置して）配置・配属される。
【００３２】
　図５に、介装遮蔽部材１７によって光学的に分離された前部レンズ系部分９ａ及び９ｂを示した。介装遮蔽部材１７は、観察用前部レンズ系第１部分９ａと照明用前部レンズ系第２部分９ｂとの間（境界面）に嵌め込まれる（なお、図５は、光軸を含む断面においてのみ介装遮蔽部材１７を示しているが、照明用前部レンズ系第２部分９ｂとの境界面全体に亘って介在するものである。）。
【００３３】
　複数のレンズ系から構成される対物レンズ８は、物体野３を指向する部分がその前部レンズ系９を形成するが、この前部レンズ系９を除き、任意の形式（態様）で２つに分割される。この分割された一方の部分は、観察光路４のために使用され、他方の部分は、照明光路２のために使用される。観察用第１対物レンズ部分１０ａは、その本来あるべき位置に留まる。他方、照明用第２対物レンズ部分１０ｂは、本来の対物レンズから取り出（切り出）され、反射鏡を有する光源６（照明）に配属される。この照明用第２対物レンズ部分１０ｂの（光）軸は、例えば、分割されていない場合の本来の対物レンズ８の光軸１に対し好ましくは垂直（その他任意の斜交する所望角度）に配される。
【００３４】
　観察光路４と照明光路２を再び結合するために、照明用第２対物レンズ部分１０ｂの分割されていない場合に本来あるべき位置（第２分割部分の本来の占有空間）に、例えばプリズム又はミラー等の偏向要素１２を配設する。
【００３５】
　このため、観察光路４は、変化されなかった観察用第１対物レンズ部分１０ａによって引き続き導かれる。照明光路２は、本発明により、分離されて照明光路に前置された照明用第２対物レンズ部分１０ｂに直接入射し、次いで前部レンズ系第２部分９ｂに入射する。分離された照明用第１対物レンズ部分１０ｂは、例えば本来の対物レンズ８の光軸１に垂直に配置されるべきものであるにもかかわらず、従来通り、物体野３の結像のために利用できる。このため、照明のために分離された照明用第２対物レンズ部分１０ｂの複雑な構造（分割前の本来の対物レンズ構造に対応する構造）によって、それ（その複雑さ）に応じて照明光路２の高度な補正が達成される。この場合注意すべきことは、拡大された空気間隔と偏向要素１２におけるガラス内光路（Glasweg）が、照明光路２の補正に影響を及ぼし得るということである。例えば、当該空気間隔やガラス内光路に応じて、照明用第２対物レンズ部分１０ｂの補正を変化させたり、或いは付加的に使用される照明光学系１３を選択する必要のある場合もあろう。
【００３６】
　本発明の一展開例では、照明光学系１３に、付加的に軸線方向及び半径方向に摺動可能な絞り及び／又はディスプレイ７を組み込むことができる。
【００３７】
　本発明の一展開例として、本来の対物レンズ８の配置ないし構成・寸法（Auslegung）に相当するように、摺動可能なレンズ系を照明用第２対物レンズ部分１０ｂに使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
　本発明は、ステレオ顕微鏡への適用に限定されず、単純な顕微鏡や、対物レンズを介した照明（システム）を有する対比可能な（光学）装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）本発明の照明光差込入射系を有する対物レンズの一例の模式的構造。　（ｂ）対物レンズの前部レンズ系の観察用前部レンズ系部分と照明用前部レンズ系部分への分割の一例。
【図２】主対物レンズの上方における従来の照明光差込入射の構造。
【図３】偏向要素の面の湾曲に関するバリエーション。　（ａ）偏向面の湾曲。　（ｂ）入射面の湾曲。　（ｃ）射出面の湾曲。
【図４】観察用前部レンズ系の面に配設された偏向要素を有する、本発明の照明光差込入射の一変形例。
【図５】介装遮蔽部材によって光学的に分離された２つの前部レンズ形部分の一例。
【符号の説明】
【００４０】
　１　　　対物レンズの光軸
　２　　　照明光路
　３　　　物体野（物体面）
　４　　　観察光路
　５　　　観察光路への反射光
　６　　　反射鏡を有する光源
　７　　　絞り／ディスプレイ
　８　　　対物レンズ
　９　　　対物レンズの前部レンズ系
　９ａ　　観察用前部レンズ系部分
　９ｂ　　照明用前部レンズ系部分
　１０ａ　観察用対物レンズ部分
　１０ｂ　照明用対物レンズ部分
　１２　　偏向要素
　１３　　照明光学系
　１４　　偏向要素の偏向面
　１５　　偏向要素の入射面
　１６　　偏向要素の射出面
　１７　　介装遮蔽部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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