(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを、観察者の眼へ、注視野範囲内における互いの画像が重ならない領域に、別々の、光軸又は像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路、を経由して導く二種類の接眼光学系を設けたことを特徴とする実体顕微鏡。
【請求項２】
顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡本体部内に、顕微鏡観察像を拡大観察するための第一の接眼光学系と、第一の画像表示手段と、前記第一の画像表示手段に表示された画像から出射した光束を、顕微鏡観察像を観察する観察者の瞳孔に、前記第一の接眼光学系を介さずに入射させて、該観察者に該第一の画像表示手段に表示された画像の拡大像を観察させることができるように、該第一の画像表示手段に表示された画像を、注視野範囲内における顕微鏡観察像と重ならない領域に、該第一の接眼光学系とは別の、光軸又は像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路、を経由して導く第二の接眼光学系としての第一の光学系とを備えるとともに、さらに、第二の画像表示手段及び前記第二の画像表示手段に表示された画像から出射した光束を顕微鏡光学系内へ挿入して前記第一の接眼光学系を介して拡大観察される顕微鏡観察像の結像位置に重ねて結像させる第二の光学系を備えたことを特徴とする実体顕微鏡。
【請求項３】
顕微鏡観察像と前記画像とを欠けることなく同時に観察することが出来るアイポイントを有することを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系は顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径の少なくとも二倍の射出瞳径を有していることを特徴とする請求項３に記載の実体顕微鏡。
【請求項５】
画像表示手段と前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を一つのハウジング内に配置し、該ハウジングを顕微鏡鏡体部に対し着脱可能としたことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項６】
顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径をＰ（ｍｍ）、前記両接眼光学系の光軸のなす角をα（°）としたとき、Ｐ＞２０ｓｉｎα−２なる条件を満たすことを特徴とする請求項３に記載の実体顕微鏡。
【請求項７】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸を互いに交差するよう配置し、かつ、互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を、互いの接眼光学系の光軸の交点より接眼光学系寄りに配置したことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項８】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系は、いずれも、射出瞳を配置する位置が次の条件式(1)を満たすことを特徴とする請求項７に記載の実体顕微鏡。
３≦Ｌ≦２５                                      ・・・・・・(1)
但し、Ｌ（ｍｍ）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸との交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【請求項９】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(2)を満たし、他方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(3)を満たしていることを特徴とする請求項７に記載の実体顕微鏡。
６ｓｉｎθ≦φ≦５０ｓｉｎθ                      ・・・・・・(2)
０＜φ’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                      ・・・・・・(3)
但し、φ（ｍｍ）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径、φ’（ｍｍ）は他方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【請求項１０】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(4)を満たしていることを特徴とする請求項７に記載の実体顕微鏡。
６ｓｉｎθ≦φ”≦５０ｓｉｎθ                    ・・・・・・(4)
但し、φ”（ｍｍ）は両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
【請求項１１】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度が次の条件式(5)を満たすことを特徴とする請求項７に記載の実体顕微鏡。
２０°≦θ≦８０°                                ・・・・・・(5)
但し、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
【請求項１２】
画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフは、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１３】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が、次の条件式(6)を満たしていることを特徴とする請求項７に記載の実体顕微鏡。
０＜φ”’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                    ・・・・・・(6)
但し、φ”’（ｍｍ）は両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【請求項１４】
画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が、イエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒の、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持するメカ枠に一体となって保持されていることを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１５】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちの少なくともいずれか一方の射出瞳の大きさを可変にする機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１６】
画像表示手段に表示された画像を、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系に導く画像投影光学系を有し、前記画像投影光学系は、コリメート光学系と結像光学系とからなり、前記コリメート光学系は、画像表示手段に表示された画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とし、前記結像光学系は、前記コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に結像し、かつ、該結像光学系は、その開口が少なくとも前記アフォーカル光束を取り込める範囲内で移動することを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１７】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系と、画像表示手段と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１８】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系は、該画像観察用接眼光学系と前記画像表示手段との間の光軸の少なくとも一部に、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸を有し、且つ、この前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸よりも観察者の眼側に配置され、さらに、前記画像観察用接眼光学系と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
【請求項１９】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度が次の条件式(7)を満たすように、画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成したことを特徴とする請求項１８に記載の実体顕微鏡。
−２（１／ｍ）≦Ｓ≦０（１／ｍ）                  ・・・・・・(7)
但し、Ｓは実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときの画像観察用接眼光学系の視度を示す。
【請求項２０】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の焦点距離とが次の条件式(8)を満たしていることを特徴とする請求項１９に記載の実体顕微鏡。
０．４≦Ｆｂ2／Ｆａ2≦１．６                      ・・・・・・(8)
但し、Ｆａ（ｍｍ）は実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離、Ｆｂ（ｍｍ）は画像観察用接眼光学系の焦点距離をそれぞれ示す。
【請求項２１】
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度も−１（１／ｍ）になるように、画像観察用接眼光学系と実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成し、かつ、実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と画像観察用接眼光学系の焦点距離とが一致していることを特徴とする請求項１８に記載の実体顕微鏡。
【請求項２２】
前記顕微鏡観察像が、顕微鏡観察像を表示する画像表示手段に表示された画像であることを特徴とする請求項１７に記載の実体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡観察像と複数の他の画像情報とを観察者に同時に提供するのに好適な手術用顕微鏡等の実体顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より手術用顕微鏡等の実体顕微鏡は、脳神経外科，耳鼻咽喉科，眼科等の外科手術において術部の拡大観察像を術者に提供し、手術の効率向上等のために重要な役割を果たしている。近年では、実体顕微鏡による術部の拡大観察像だけでなく、術部周辺のＣＴ・ＭＲ・超音波による断層画像や内視鏡観察画像など手術に有効な医療用画像を術前及び／又は術中に複数得ることが出来るようになった。これらの画像は顕微鏡画像も含め夫々単独で見ても手術に有効な情報となるが、互いの画像を見比べ考察することにより一層多くの情報を術者に提供できる結果となる。
【０００３】
そこで、術中に実体顕微鏡を覗いたままで顕微鏡観察像とＣＴ・ＭＲ画像や内視鏡観察像等を同時に観察できることが望まれるが、従来このような顕微鏡を覗いたままで他の画像も観察できるようにした実体顕微鏡は特開平１０−３３３０４７号公報等に開示されている。図６１はその実体顕微鏡の接眼鏡筒部分を示しているが、実体顕微鏡双眼鏡筒光学系ＯＳとは別に、画像表示手段ＩＤと、該画像表示手段ＩＤ上に表示された画像を接眼レンズＩＰへ導く投影光学系ＰＳとを有し、接眼レンズＩＰにより顕微鏡観察像と画像表示手段ＩＤ上に表示された画像とが同時に観察できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成では一つの接眼レンズＩＰに複数の画像が導かれるため、図６２に示すように顕微鏡観察像ＭＩの一部が遮光されて、その遮光部分に画像表示手段ＩＤ上に表示された画像ＲＩが現れるようになる。即ち、この従来例では、他の画像情報を同時に見るために顕微鏡観察像の一部が削られてしまうと云う結果となる。一般に、ＣＴ・ＭＲによる断層画像や内視鏡画像等は非常に高精細であり、或る程度の大きさで術者が見えるようにしなければ十分な情報を得ることは出来ないため、顕微鏡観察像と共にＣＴ・ＭＲ画像を見る場合、顕微鏡観察像の削られる量は、多くなることはあっても少なくなるようなことは無い。また、図６３に示す如く、或る程度の大きさで内視鏡画像ＲＩ１やＣＴ画像ＲＩ２やＭＲ画像ＲＩ３など複数の画像を顕微鏡観察像ＭＩと同時に見えるようにした場合には、顕微鏡観察像は殆ど削られてしまい、手術において最も重要な顕微鏡観察像からの情報が十分に得られない状態となってしまう。このように、従来技術による実体顕微鏡では、顕微鏡観察像からの情報が十分に得られる状態で、同時に複数の他の画像情報を術者に伝達することは困難であった。
【０００５】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察者に顕微鏡観察像を提供するだけでなく、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像などの複数の画像情報を、互いの像情報を十分に得られない状態となってしまう程失うことなく同時に観察者に提供することの出来る手術用顕微鏡等の実体顕微鏡を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを、観察者の眼へ、注視野範囲内における互いの画像が重ならない領域に、別々の、光軸又は像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路、を経由して導く二種類の接眼光学系を設けたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察できるようにした実体顕微鏡において、顕微鏡本体部内に、顕微鏡観察像を拡大観察するための第一の接眼光学系と、第一の画像表示手段と、前記第一の画像表示手段に表示された画像から出射した光束を、顕微鏡観察像を観察する観察者の瞳孔に、前記第一の接眼光学系を介さずに入射させて、該観察者に該第一の画像表示手段に表示された画像の拡大像を観察させることができるように、該第一の画像表示手段に表示された画像を、注視野範囲内における顕微鏡観察像と重ならない領域に、該第一の接眼光学系とは別の、光軸又は像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路、を経由して導く第二の接眼光学系としての第一の光学系とを備えるとともに、さらに、第二の画像表示手段及び前記第二の画像表示手段に表示された画像から出射した光束を顕微鏡光学系内へ挿入して前記第一の接眼光学系を介して拡大観察される顕微鏡観察像の結像位置に重ねて結像させる第二の光学系を備えたことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像と前記画像とを欠けることなく同時に観察することが出来るアイポイントを有することを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系は顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径の少なくとも二倍の射出瞳径を有していることを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、画像表示手段と前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を一つのハウジング内に配置し、該ハウジングを顕微鏡鏡体部に対し着脱可能としたことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へ導く接眼光学系の射出瞳径をＰ（ｍｍ）、前記両接眼光学系の光軸のなす角をα（°）としたとき、Ｐ＞２０ｓｉｎα−２なる条件を満たすことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸を互いに交差するよう配置し、かつ、互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を、互いの接眼光学系の光軸の交点より接眼光学系寄りに配置したことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系は、いずれも、射出瞳を配置する位置が次の条件式(1)を満たすことを特徴としている。
３≦Ｌ≦２５                                          ・・・・・・(1)
但し、Ｌ（ｍｍ）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸との交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(2)を満たし、他方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(3)を満たしていることを特徴としている。
６ｓｉｎθ≦φ≦５０ｓｉｎθ                          ・・・・・・(2)
０＜φ’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                          ・・・・・・(3)
但し、φ（ｍｍ）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径、φ’（ｍｍ）は他方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(4)を満たしていることを特徴としている。
６ｓｉｎθ≦φ”≦５０ｓｉｎθ                        ・・・・・・(4)
但し、φ”（ｍｍ）は両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度が次の条件式(5)を満たすことを特徴としている。
２０°≦θ≦８０°                                    ・・・・・・(5)
但し、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフは、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフよりも長いことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が、次の条件式(6)を満たしていることを特徴としている。
０＜φ”’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                        ・・・・・・(6)
但し、φ”’（ｍｍ）は両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が、イエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒の、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持するメカ枠に一体となって保持されていることを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちの少なくともいずれか一方の射出瞳の大きさを可変にする機構を有していることを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、画像表示手段に表示された画像を、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系に導く画像投影光学系を有し、前記画像投影光学系は、コリメート光学系と結像光学系とからなり、前記コリメート光学系は、画像表示手段に表示された画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とし、前記結像光学系は、前記コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に結像し、かつ、該結像光学系は、その開口が少なくとも前記アフォーカル光束を取り込める範囲内で移動することを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系と、画像表示手段と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系は、該画像観察用接眼光学系と前記画像表示手段との間の光軸の少なくとも一部に、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸を有し、且つ、この前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸よりも観察者の眼側に配置され、さらに、前記画像観察用接眼光学系と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成したことを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度が次の条件式(7)を満たすように、画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成したことを特徴としている。
−２（１／ｍ）≦Ｓ≦０（１／ｍ）                      ・・・・・・(7)
但し、Ｓは実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときの画像観察用接眼光学系の視度を示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の焦点距離とが次の条件式(8)を満たしていることを特徴としている。
０．４≦Ｆｂ2／Ｆａ2≦１．６                          ・・・・・・(8)
但し、Ｆａ（ｍｍ）は実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離、Ｆｂ（ｍｍ）は画像観察用接眼光学系の焦点距離をそれぞれ示す。
また、本発明による実体顕微鏡は、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度も−１（１／ｍ）になるように、画像観察用接眼光学系と実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成し、かつ、実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と画像観察用接眼光学系の焦点距離とが一致していることを特徴としている。
また、本発明による実体顕微鏡は、前記顕微鏡観察像が、顕微鏡観察像を表示する画像表示手段に表示された画像であることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した各種実施例に基づき説明する。
実施例１
図１及び図２は本発明の第１実施例を示しており、図１は実体顕微鏡の概略構成を示す断面図、図２は顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。図中、１は顕微鏡の鏡体部、２は双眼鏡筒部、３は被観察物体、４は被観察物体３からの光をアフォーカル光束にする対物光学系、５は変倍光学系、６は結像光学系、７は顕微鏡像観察用接眼光学系、８は結像光束を導く偏向手段、９は内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像等を表示可能な小型のＬＣＤ等より成る画像表示手段、１０は画像表示手段９上に表示された画像を拡大して観察者１１に提供する画像観察用接眼光学系である。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図１に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０００９】
図示のように、顕微鏡像観察用接眼光学系７は観察者１１の左右眼に対応して一対、前記画像観察用接眼光学系１０は観察者１１の左右眼に対して夫々一対ずつ配置されていて、右眼用、左眼用に夫々配置された顕微鏡像観察用接眼光学系７と画像観察用接眼光学系１０はその各射出瞳位置が観察者１１のアイポイント１２に重なるように構成されている。
【００１０】
第１実施例は上記のように構成されているから、顕微鏡観察像ＭＩと画像表示手段９上に表示された画像の拡大像ＲＩとを、図２に示されるように、削られることなく同時に観察することができ、観察者１１は各々の画像から十分な情報を得ることが出来る。
【００１１】
この実施例では、上述のように顕微鏡像観察用接眼光学系７の射出瞳と画像観察用接眼光学系１０の射出瞳とが重なるように構成されているが、実際上観察者１１の瞳孔には各射出瞳から射出する光束が同時に入射すれば良いから、重ならずに互いに離れていても、顕微鏡像観察用接眼光学系７の光軸に対して垂直方向には瞳孔径は約２mmであるため、各射出瞳の周辺部どうしの距離が２mm以下であれば良い。また、顕微鏡像観察用接眼光学系７の光軸方向には、各射出瞳間の距離が１０mm以下であれば良い。
【００１２】
なお、本実施例において、画像表示手段９と画像観察用接眼光学系１０を一つのハウジング内に配置してユニット化し、このユニットを顕微鏡の鏡体部１に対して着脱可能なように構成すれば、顕微鏡観察像ＭＩ以外の画像観察を必要としない場合または顕微鏡観察像ＭＩ以外の画像観察を必要としない観察者がいる場合、全部又は一部の上記ユニットを取り外すだけで、共通の鏡体部１のままで通常の顕微鏡観察を行うことが可能であり、実体顕微鏡の機能を倍加することが出来る。
【００１３】
実施例２
図３及び４は本発明の第２実施例を示しており、図３は双眼鏡筒部の概略構成を示す断面図、図４は顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。図中、第１実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系を構成するレンズのうち一部が互いに一体に構成されている点で、第１実施例とは異なる。図中、１３は中央部が顕微鏡像１を拡大して観察者１１に提供する顕微鏡像観察用接眼光学系の役割を持ち、左右両端部分が画像表示手段９上に表示された画像を拡大して観察者１１に提供する画像観察用接眼光学系の役割を持つプラスチック成形レンズである。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３に示すプラスチック成形レンズ１３における顕微鏡像観察用接眼光学系の役割を持つ中央部、及び、画像観察用接眼光学系の役割を持つ左右両端部分は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００１４】
この実施例においては、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを隔離するための枠部材を必要としないため、両接眼光学系同士を近づけて配置することができ、顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸Ｏ１と画像観察用接眼光学系の光軸Ｏ２とのなす角αを小さくすることが出来る。そのため、図４に示すように実際に観察した時の顕微鏡観察像ＭＩと画像表示手段９上に表示された画像の拡大像ＲＩとの間隔を短くすることが出来る。人間の注視野（頭部を固定し、眼球運動だけで中心固視し得る範囲）は個人差はあるものの半径約４４゜の円形となるため、上記角度αが注視野範囲の半径４４゜以上になると、拡大像ＲＩが顕微鏡観察像ＭＩを中心に観察した場合注視野範囲から外れてしまい、顕微鏡観察像ＭＩと同時に観察することが出来なくなってしまうが、上記構成による実体顕微鏡は上記角度αを小さく保つことが出来るため、両画像共に注視野範囲内に入り、両画像を容易に同時観察することが出来る。
【００１５】
実施例３
図５乃至７は本発明の参考例としての第３実施例を示しており、図５は手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部の光学配置を示す側面図、図６は図５の平面図、図７は顕微鏡観察像と画像表示手段としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大像の配置の一例を示す説明図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系を構成するレンズの一部が共用されている点で特徴を有する。即ち、１４はそのレンズであって、透過面である第一面１４ａと、反射面と透過面を兼ねた第二面１４ｂと、対称面を持たない曲面から成っていてミラーコーティングの施された反射面部分と透過面部分を有する第三面１４ｃとを備えている。１５は画像表示手段９上に表示された画像から射出した光束を反射してレンズ１４内へ導くための反射ミラーである。
【００１６】
本実施例は上記のように構成されているから、顕微鏡像Ｉから出射した光束は、レンズ１４の第一面１４ａに入射し、第二面１４ｂで全反射し、第三面１４ｃの反射面部分で反射し、第二面を透過して観察者１１の眼へ導かれる。一方、画像表示手段９上に表示された画像から出射した光束は、反射ミラー１５で反射し、レンズ１４の第三面１４ｃの透過面部分に入射し、第二面を通過して観察者１１の眼へ導かれる。そして、顕微鏡像観察用接眼光学系、画像観察用接眼光学系ともに射出瞳を観察者１１のアイポイント１２に重ねている。なお、図６に明示されているように、画像観察用接眼光学系は、レンズ１４を除いて反射ミラー１５と画像表示手段９としての小型ＬＣＤを、左右の眼毎に夫々一対ずつ配置して構成されている。また、これらの小型ＬＣＤには内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像が表示されるようになっている。
【００１７】
本実施例によれば、顕微鏡像観察用接眼光学系自体の小型化と、接眼系全体の小型化が図れる。また、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを隔離するための枠部材が不要であるため、顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸Ｏ１と画像観察用接眼光学系の光軸Ｏ２とのなす角αを小さくすることが可能である。そのため、図７に示すように、実際に観察を行った時の顕微鏡観察像ＭＩ及び画像表示手段９に表示された画像の拡大像ＲＩともに注視野範囲内に入り、両画像を同時に観察することが出来る。従って、顕微鏡像と顕微鏡像以外の複数の画像情報を伝達するのに最適で且つ小型の手術用顕微鏡を提供することが出来る。
【００１８】
本実施例では、画像表示手段９として小型のＬＣＤを用いたが、この小型ＬＣＤとしては、小型の透過型液晶表示装置や光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いることが出来る。また、本実施例では、画像観察用接眼光学系の結像位置に直接小型ＬＣＤを配置したが、これに代えて画像リレー光学系を用い、小型ＬＣＤに表示された画像をリレーしてリレー像面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。
【００１９】
実施例４
図８及び図９は本発明の第４実施例を示しており、図８は手術用顕微鏡システムの全体構成を示す説明図、図９は鏡体部内部の光学配置を示す断面図である。図中、第１実施例と実質上同一の部材には、同一符号が付されており、詳細な説明は省略されている。図８において、１６は手術用顕微鏡の接眼光学系を収納する接眼部、１７は手術用顕微鏡の光源、１８はライトガイドケーブル、１９は内視鏡、２０は内視鏡の光源、２１はライトガイドケーブル、２２は内視鏡用のカメラヘッド、２３はカメラヘッド２２のコントローラー、２４は超音波断層撮影プローブ、２５は超音波断層撮影プローブのコントローラー、２６はナビゲーションシステム、２７はカメラアレイ、２８はコンピューター、２９はＣＴシステム、３０はＭＲＩシステム、３１は後述する第二の画像表示手段９’のコントローラーである。図９において、９’は第二の画像表示手段、３２は光路挿入手段、３３は第二の画像表示手段９’から出射した光束をアフォーカル光束にして光路挿入手段３２へ入射させる画像挿入光学系、３４は第二の画像表示手段９’に画像信号を送るためのケーブル（図８参照）である。
本実施例は本発明の請求項２の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図９に示す画像挿入光学系３３、光路挿入手段３２、及び、図９において簡略化して示され、図１において詳細が示される、双眼鏡筒部２における結像光学系６、偏向手段８からなる構成は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第二の光学系」に相当する。また、図９において簡略化して示され、図１に詳細が示される、双眼鏡筒部２における画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第二の接眼光学系としての第一の光学系」に相当し、顕微鏡像観察用接眼光学系７は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第一の接眼光学系」に相当する。また、図９において簡略化して示され、図１に詳細が示される、双眼鏡筒部２における画像表示手段９は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第一の画像表示手段」に相当する。本実施例においては、図１に示した顕微鏡像観察用接眼光学系７と画像観察用接眼光学系１０は、図９に示す接眼部１６に収納されている（図９において図示省略）。また、図１に示した画像表示手段９は、図９に示す双眼鏡筒部２に備えられている（図９において図示省略）。
【００２０】
本実施例においては、被観察物体３から射出した光束は、対物光学系４、変倍光学系５を透過してアフォーカル光束となり、光路挿入手段３２へ入射する。一方、第二の画像表示手段９’から射出した光束は画像挿入光学系３３を透過してアフォーカル光束となり、光路挿入手段３２へ入射する。このようにして、光路挿入手段３２へ入射した両光束は、一緒になって双眼鏡筒部２内へ入射する。従って、観察者１１は、接眼部１６を介して手術用顕微鏡観察像と第二の画像表示手段９’に表示された画像の拡大像とが重なった状態で観察することが出来る（図１２のＭＩとＲＩ’）。この説明で明らかなように、光路挿入手段３２は、ビームスプリッターやハーフミラー、反射面と透過面を部分的に分けたミラー等の素子から成る。この実施例による画像表示法は、顕微鏡観察像と表示手段上に表示された画像の拡大像とを重ねて表示しても、互いに支障を来たすことのない信号や図形などの表示に適している。なお、本実施例において第１実施例と実質的に同一の構成であるとして、詳細な説明を省略した、図１に示される顕微鏡像観察用接眼光学系７と画像観察用接眼光学系１０、画像表示手段９を備えた構成による作用効果については、第１実施例と略同じである。
【００２１】
実施例５
図１０は本発明の参考例としての第５実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部の断面図であって、図中、第１実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、後述する第三の画像表示手段９”が双眼鏡筒部２内に設置されている点で第４実施例とは異なる。図１０において、９”は第三の画像表示手段、３５は接眼光学系を除いた双眼鏡筒光学系、３６は接眼光学系の結像位置、３７は画像リレー光学系、３８はプリズムである。
【００２２】
この実施例においては、図９に示した如き対物光学系４と変倍光学系５を介して得られたアフォーカル光束を双眼鏡筒光学系３５の結像レンズが受け、接眼光学系の結像位置３６に顕微鏡像を結像させる。一方、第三の画像表示手段９”上に表示された画像は、画像リレー光学系３７によって接眼光学系の結像位置３６に結像させる。この場合、プリズム３８によって顕微鏡の一部を遮光した上でその部分に第三の画像表示手段９”上に表示された画像を結像させる構成となっている。従って、手術用顕微鏡観察像を拡大観察する接眼光学系を介して手術用顕微鏡観察像と第三の画像表示手段９”上に表示された画像の拡大像を同時に観察することが出来る（図１２のＭＩとＲＩ”）。この実施例による画像表示法は顕微鏡観察像と表示手段上に表示された画像の拡大像とを交互に見る場合に視線移動が少なく、顕微鏡観察像に次いで目を離せない注意を要する画像を表示する場合に適する。
【００２３】
実施例６
図１１は本発明の第６実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系の配置構成図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付されていて、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、接眼部１６内に、顕微鏡観察像を拡大観察する顕微鏡像観察用接眼光学系７のほかに、画像表示手段９と画像表示手段９上に表示された画像の拡大像を観察者の眼３９へ直接導くための画像観察用接眼光学系１０が収納されている点で、既述の何れの実施例とも異なる。本実施例は本発明の請求項２の実体顕微鏡における一部の構成を示しており、図１１に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第一の接眼光学系」に相当し、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第二の接眼光学系としての第一の光学系」に相当する。また、本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例でもあり、図１１に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。この実施例によれば、観察者は手術用顕微鏡観察像と画像表示手段上に表示された画像の拡大像とを、同時に独立して観察することが出来る（図１２のＭＩとＲＩ）。
この実施例による画像表示法は、画像の表示サイズに自由度を持たせることが出来るため、拡大観察しないと十分に情報を得ることが出来ない高精細画像の表示に適している。
【００２４】
実施例７
図１３乃至１５は本発明の第７実施例を示しており、図１３は手術用顕微鏡の外観斜視図、図１４は双眼鏡筒内の光学配置を示す断面図、図１５は観察視野内に表われる各種画像の様子を説明するための図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例では、接眼部１６の眼側端面に被観察物体３の拡大された顕微鏡観察像ＭＩを、接眼部１６の眼側端面に隣接した位置に画像表示手段９としての小型ＬＣＤに表示された内視鏡画像の拡大像ＲＩ１とＣＴ・ＭＲ画像の拡大像ＲＩ２を、夫々観察者の左右眼に提供できるようになっていて、右眼用，左眼用に夫々配置された顕微鏡像観察用接眼光学系７と画像観察用接眼光学系１０は、その各射出瞳位置が観察者のアイポイント１２で重なるように構成されている。なお、図１４において３９は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、４０は結像光束を偏向させるプリズム、４１は結像レンズ３９により結像した中間像の位置である。画像観察用接眼光学系は、内部で四回反射するプリズム状レンズであり、射出瞳を顕微鏡像観察用接眼光学系７の射出瞳位置でもある観察者１１のアイポイント１２に位置せしめるようになっている。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図１４に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００２５】
このように、本実施例によれば、観察者１１は顕微鏡観察像ＭＩの観察と共に、画像表示手段９としての小型ＬＣＤに表示された内視鏡画像の拡大像ＲＩ１やＣＴ・ＭＲ画像の拡大像ＲＩ２の観察が同時に行える。また、夫々の画像を拡大観察するための接眼光学系が異なるため、互いの像の情報を失うこともない。従って、顕微鏡像ＭＩと顕微鏡以外の複数の画像情報を伝達するのに最適な手術用顕微鏡を提供することが出来る。本実施例では、画像表示手段９として小型ＬＣＤを用いたが、小型ＬＣＤとしては、小型の透過型液晶表示装置や光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いることが出来る。また、画像観察用接眼光学系１０の結像位置に画像表示手段９として小型ＬＣＤを直接配置したが、画像リレー光学系を用いこの小型ＬＣＤに表示した画像をリレーしてリレー画面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。
【００２６】
実施例８
図１６乃至１８は本発明の第８実施例を示しており、図１６は手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部内の光学配置を示す断面図、図１７は接眼部内の光学系の斜視図、図１８は観察視野内に表われる各種画像の様子を説明するための図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、接眼部１６の眼側端部に、顕微鏡像観察用接眼光学系７の一部をなすレンズ部分４２ａと、画像表示手段９としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大像を観察者１１に提供する画像観察用接眼光学系部分４２ｂとを一体に形成したレンズ４２を設けた点に特徴を有する。レンズ部分４２ａは通常の曲率を有するレンズであり、レンズ部分４２ａを取り巻く形となっている画像観察用接眼光学系部分４２ｂは曲率を持たなくてもパワーを有するフレネルレンズとなっている。そして、顕微鏡像観察用接眼光学系と画像観察用接眼光学系は各射出瞳を観察者１１のアイポイント１２で重ねている。更に、画像表示手段９としての小型ＬＣＤは中間像位置４１において光軸の周りに四個配置されていて、観察者１１が任意に顕微鏡像観察用接眼光学系７の光軸の周りに回転し得るように構成されている。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図１６に示すレンズ４２における顕微鏡像観察用接眼光学系７の一部をなすレンズ部分４２ａ、及び、レンズ４２における画像観察用接眼光学系部分４２ｂは、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００２７】
本実施例は上述のように構成されているから、図１８に示したように、顕微鏡観察像ＭＩと共に画像表示手段９としての小型ＬＣＤ上に表示された内視鏡画像の拡大像ＲＩ１やＣＴ・ＭＲ画像の拡大像ＲＩ２等を同時に観察することが出来る。また、観察者の好みに応じて内視鏡画像の拡大像ＲＩ１やＣＴ・ＭＲ画像の拡大像ＲＩ２の位置を変更することが出来る。更に各拡大像を観察するための接眼光学系が異なるため、互いの像の情報を失うこともなく、顕微鏡像と顕微鏡像以外の複数の画像情報を伝達するのに最適な手術用顕微鏡を提供することが出来る。
【００２８】
なお、本実施例では、画像表示手段９として小型ＬＣＤを用いたが、この小型ＬＣＤとしては、小型の透過型液晶表示装置や光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置を用いても良い。また、画像観察用接眼光学系の結像位置に直接小型ＬＣＤを配置したが、画像リレー光学系を用い、小型ＬＣＤに表示した画像をリレーしてリレー画面を画像観察用接眼光学系の結像位置に配置するようにしても良い。また、画像表示手段９としての小型ＬＣＤを回転した場合の像の回転は、電気的に補正するようにしても良いし、小型ＬＣＤ自体を回転させて補正するようにしても良い。
【００２９】
実施例９
図１９は本発明の参考例としての第９実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内と接眼部の光学配置を示す断面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、顕微鏡像Ｉが双眼鏡筒光学系の結像レンズ３９と結像光束を偏向させるプリズム４０を介して結像されるようにした点で、第３実施例とは異なる。なお、顕微鏡像Ｉから出射した光束が観察者１１のアイポイント１２に達する経路及び画像表示手段９としての小型ＬＣＤに表示された内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像から出射した光束が観察者のアイポイント１２に達する経路並びに本実施例の作用効果や付記的事項は、総て実施例３について述べたのと同様であるので、説明を省略する。
【００３０】
実施例１０
図２０は本発明の第１０実施例に係る手術用顕微鏡の概略側面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、画像表示手段９としての小型ＬＣＤと画像観察用接眼光学系１０とを内蔵するハウジング４３が付属品として用意されていて、このハウジング４３が手術用顕微鏡本体部１に対し着脱可能に構成されている点で特徴を有する。ハウジング４３を手術用顕微鏡鏡体部１の所定位置に装着したとき、画像観察用接眼光学系１０の射出瞳が、観察者のアイポイント１２において、手術用顕微鏡鏡体部１に内蔵された図示しない顕微鏡像観察用接眼光学系の射出瞳と重なるようになっている。従って、観察者は、顕微鏡像の拡大観察のみならず、画像表示手段としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大観察を同時に行うことが出来る。また、両画像の同時観察を必要としない観察者に対しては、手術用顕微鏡鏡体部はそのままで通常の手術用顕微鏡観察を可能ならしめる。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図２０に示す手術用顕微鏡鏡体部１に内蔵された図示しない顕微鏡像観察用接眼光学系、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００３１】
実施例１１
図２１乃至２６は本発明の第１１実施例を示しており、図２１は例えば図８に示した手術用顕微鏡の鏡体部１に内蔵される対物光学系や変倍光学系等の光学系の光学配置を示す斜視図、図２２は例えば図８に示した手術用顕微鏡の双眼鏡筒部２内の光学配置を示す拡大図、図２３は図２２の平面図、図２４は図２２の右側面図、図２５は例えば図８に示した手術用顕微鏡の接眼部１６内の光学配置を示す拡大図、図２６は例えば図８に示した手術用顕微鏡を用いる観察者の視野内に表われる顕微鏡観察像や内視鏡画像や超音波・ＣＴ・ＭＲ断層画像やナビゲーションシステムによる画像の様子を示す説明図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらについての詳細な説明は省略されている。
【００３２】
図２１において、９’は第二の画像表示手段としての小型ＬＣＤ、４４はビームスプリッター、４５はリレー光学系の前群、４６はリレー光学系の後群、４７は光束を双眼鏡筒光学系３５へ入射させるための偏向プリズム、４８は第二の画像表示手段９’としての小型ＬＣＤから出射した光束をアフォーカル光束としてビームスプリッター４４へ入射させるための画像挿入光学系、４９はビームスプリッター４４から出射した光束をＣＣＤ等の固体撮像素子５０上に結像させるための撮影光学系である。図２２乃至２４において、９”は第三の画像表示手段としての小型ＬＣＤ、５１は第三の画像表示手段９”としての小型ＬＣＤに表示された画像をリレーして接眼光学系の結像位置３６に結像させるための画像リレー光学系である。図２５において、画像表示手段９としての小型ＬＣＤと画像観察用接眼光学系１０は二個ずつしか示されていないが、実際には紙面に向かって奥側に更に二個ずつ配置されている。本実施例は、上記光学構成の総てを備えている点で特徴を有する。
本実施例は本発明の請求項２の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図２１に示す画像挿入光学系４８、ビームスプリッター４４、リレー光学系の前群４５、リレー光学系の後群４６、偏向プリズム４７、双眼鏡筒光学系３５からなる構成は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第二の光学系」に相当する。また、図２５に示す画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第一の光学系」に相当する。また、図２５に示す画像表示手段９は、本発明の請求項２の実体顕微鏡における「第一の画像表示手段」に相当する。また、本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例でもあり、図２５に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００３３】
本実施例は上記のように構成されているから、図２１において被観察物体３を出射した光束は対物光学系４，変倍光学系５を透過してアフォーカル光束となり、ビームスプリッター４４へ入射する。一方、第二の画像表示手段９’としての小型ＬＣＤから出射した光束は画像挿入光学系４８を透過してアフォーカル光束となり、ビームスプリッター４４へ入射する。このようにしてビームスプリッター４４へ入射した両光束は、互いに一緒になってリレー光学系の前群４５及び後群４６を透過して双眼鏡筒部３５へ入射する。従って、観察者は顕微鏡観察像ＭＩと第二の画像表示手段９’としての小型ＬＣＤ上に表示された画像ＲＩ’が互いに重なった状態で観察される（図２６参照）。また、図２２乃至２４を参照して、対物光学系や変倍光学系等を内蔵した手術用顕微鏡鏡体部１から出射した光束は、双眼鏡筒光学系３５を透過して接眼光学系の結像位置３６に結像する。一方、第三の画像表示手段９”としての小型ＬＣＤに表示された画像は、画像リレー光学系５１によって接眼光学系の結像位置３６ヘリレーされて結像する。その際、偏向プリズム４７によって顕微鏡観察像ＭＩの一部を遮光した上でその部分に画像ＲＩ”が結像される（図２６参照）。このようにして、観察者は手術用顕微鏡像を拡大観察する接眼光学系を介して手術用顕微鏡観察像と第三の画像表示手段９”としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大像を一緒に観察することが出来る。更に、図２５を参照して、顕微鏡像観察用接眼光学系７は結像位置３６に結像された顕微鏡像の拡大観察を可能にする。一方、第一の画像表示手段９としての小型ＬＣＤに表示された画像から出射した光束を顕微鏡像観察時の観察者の瞳孔内へ直接入射させる画像観察用接眼光学系１０は、顕微鏡像を拡大観察するための接眼光学系を介さずに直接観察者の瞳孔へ導くことにより、第一の画像表示手段９としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大観察を可能ならしめる。従って、観察者は、顕微鏡観察像ＭＩと同時に顕微鏡観察像ＭＩとは独立した場所に第一の画像表示手段９としての小型ＬＣＤ上に表示された画像の拡大像ＲＩを観察することが出来る（図２６参照）。
【００３４】
本実施例は図８に示した如きシステム環境で用いられる手術用顕微鏡に適している。即ち、本実施例によれば、内視鏡画像や超音波・ＣＴ・ＭＲ断層画像、ナビゲーションシステムによる画像を最も見易く且つ有効な方法で顕微鏡観察像と同時に観察することが出来る。図２６から明らかなように、顕微鏡観察像ＭＩに重なって表示される画像ＲＩ′には、顕微鏡観察像と重ねて表示しても互いに支障のない信号や図形に向いている。特にナビゲーションシステムが作成する断層画像を基にした腫瘍等の三次元構築画像などを実際の顕微鏡観察像と重ね合わせて見ることにより顕微鏡観察像だけでは得られない情報が得られるようになる。また、顕微鏡観察像を削ってその部分に表示される画像ＲＩ″は、顕微鏡観察像の中に画像が入り込んでいるため、両画像を交互に見る場合の視線移動が少なくて済むという利点がある。従って、顕微鏡観察像に次いで目を離せない注意を要する画像や内視鏡または超音波プローブのように見たい部分の画像を得るために顕微鏡観察像をガイドとして術部に誘導挿入するような場合に最適である。また、顕微鏡観察像とは離れた独立した場所に表示される画像ＲＩは、顕微鏡観察像を削らないので表示サイズに自由度を持たせることができ、そのため拡大観察しないと十分に情報を得られない高細画像の表示に向いている。従って、この表示法はＣＴ・ＭＲ断層画像を表示するのに適する。
【００３５】
このように、本実施例によれば、観察者は顕微鏡観察像と同時にその他の手術に有効な画像をその画像の特徴に合った方法で観察することができ、極めて便利な手術用顕微鏡を提供することが出来る。なお、本実施例では、第一の画像表示手段９〜第三の画像表示手段９”に小型ＬＣＤを用いたが、小型ＬＣＤとしては小型の透過型液晶表示装置または光源からの光を受けて反射強度を変調する小型の反射型強誘電体液晶表示装置が用いられても良い。
【００３６】
実施例１２
図２７は本発明の第１２実施例に係る実体顕微鏡の光学配置を示す断面図である。図中、既述の実施例と実質上同一の部材及び部分には同一符号が付され、それらの詳細な説明は省略されている。この実施例は、結像光学系６による顕微鏡像Ｉの結像位置にマイクロレンズアレイ５２が配置されていて、画像観察用接眼光学系１０は顕微鏡像観察用接眼光学系７の射出瞳径Ｐ１（ｍｍ）の少なくとも二倍の射出瞳径Ｐ２（ｍｍ）を有するように構成されている点で既述の実施例とは異なる。この構成においては、視線を顕微鏡観察像から画像表示手段に表示された画像へ移動した場合、瞳孔位置と眼球位置が異なるため、瞳孔の移動が生じて射出瞳と瞳孔が一致しなくなり、顕微鏡観察像及び画像表示手段に表示された画像にケラレ（欠け）が生じるが、Ｐ１＞２０ｓｉｎα−２なる条件を満たせば射出瞳が瞳孔の移動範囲を含むため、視線を移動してもケラレのない画像を得ることが出来る。本実施例のその他の作用効果は既述の実施例と同様であるので、説明を省略する。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図２７に示す顕微鏡像観察用接眼光学系７、及び、画像観察用接眼光学系１０は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００３７】
実施例１３
本実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とを互いに交差するよう配置し、かつ、互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を、互いの接眼光学系の光軸の交点より接眼光学系寄りに配置した点に特徴がある。
【００３８】
この基本構成を図２８(a),(b)に示す。図２８は本発明の第１３実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。
図中、６１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６２は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、Ｏ１は接眼光学系６１からの射出光軸、Ｏ２は接眼光学系６２からの射出光軸、６３は互いの光軸の交点Ｐより接眼光学系寄りの領域、６４は互いの光軸の交点Ｐより接眼光学系寄りでない領域、６５は接眼光学系６１の光軸上近傍で互いの接眼光学系の光軸の交点Ｐより接眼光学系寄りに配置した接眼光学系６１の射出瞳の中心位置、６６は接眼光学系６２の光軸上近傍で互いの接眼光学系の光軸の交点Ｐより接眼光学系寄りに配置した接眼光学系６２の射出瞳の中心位置、６７は観察者の眼球、６８は観察者の瞳孔、６９は眼球６７の回転中心をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図２８に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１、及び、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００３９】
このように構成すると、図２８(a),(b)に示すように、観察時に観察者の眼の瞳孔６８を接眼光学系６１，６２のいずれかの射出瞳に合わせた際、眼球の回転中心６９と、互いの接眼光学系から射出する光軸の交点Ｐとが近くなるため、一方の像から他方の像へと注視し直しても眼球６７の回転によって移動する瞳孔６８の近傍に射出瞳を配置することができ、瞳孔６８と射出瞳との不一致による観察像のケラレや、射出瞳最周辺での観察による解像不良を防ぐことができる。
【００４０】
なお、接眼光学系６１を少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するレンズのような非回転対称光学系で構成する場合、ここでいう光軸は、接眼光学系６１が拡大する画像の中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路と置きかえるものとする。
また、互いに交差するよう配置された、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出光軸とは、実際には交点を持たず、互いにねじれの位置関係にあっても良い。その場合、ねじれの位置関係にある両光軸の交差しているように見える点はその両光軸を眺める方向により変化するが、ここでは、互いの光軸のなす角が最大に見えるときの交差しているように見える点を交点と置きかえるものとする。
【００４１】
図２９は図２８(a),(b)の基本構成を用いた第１３実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
図中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、７５は接眼光学系７４の射出瞳を配置する位置、７６は反射型ＬＣＤ、７７は偏光ビームスプリッター、７８は赤、青、緑の光を発光するＬＥＤ、７９は画像リレー光学系、８０は画像結像位置、８１は光路を偏向させるプリズム、８２は反射型ＬＣＤ７６に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８３は接眼光学系８２の射出瞳を配置する位置、Ｏ１は接眼光学系７４から射出する光軸、Ｏ２は反射型ＬＣＤ７６に表示された画像の中心と接眼光学系８２の射出瞳の重心とを結ぶ光路、Ｐは光軸Ｏ１と光路Ｏ２との交点、６７は観察者の眼球、６８は観察者の眼の瞳孔をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図２９に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、反射方ＬＣＤ７６に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００４２】
接眼光学系７４の射出瞳と接眼光学系８２の射出瞳は、光軸Ｏ１と光路Ｏ２との交点Ｐより接眼光学系寄りにそれぞれ配置されている。
本実施例はこのように構成したので、観察時に観察者の眼の瞳孔６８を顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４の射出瞳の位置７５に合わせた際、眼球６７の回転中心（図において省略）と光軸Ｏ１と光路Ｏ２との交点Ｐとが近くなるため、画像の方に注視し直した場合にも眼球６７の回転によって移動する瞳孔６８の近傍に反射型ＬＣＤ７６に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２の射出瞳を配置することができ、瞳孔６８と射出瞳との不一致による観察像のケラレや、射出瞳最周辺での観察による解像不良を防ぐことができる。
なお、図２９においては、反射型ＬＣＤ７６に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２は、少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するレンズからなっている。
また、本実施例では、画像表示手段として反射型ＬＣＤを用いたが、透過型ＬＣＤやＣＲＴモニターを用いても良い。
【００４３】
実施例１４
本発明の第１４実施例の実体顕微鏡は、図２８(a),(b)に示す上記第１３実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２の互いの接眼光学系のそれぞれの射出瞳を配置する位置を更に次の条件式(1)を満たすようにした点に特徴がある。
３≦Ｌ≦２５                                            …(1)
但し、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【００４４】
このように構成すると、眼球の大きさに個人差があるすべての観察者において、眼球の回転中心と互いの接眼光学系の光軸の交点とをより一層近づけることができるため、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した時も瞳孔の位置と、射出瞳の位置とを、一層一致させることができ、観察者は、容易で、ケラレのない両像の拡大観察と射出瞳中心近傍での解像の良い拡大観察をすることができる。
【００４５】
図３０はこの基本構成を用いた第１４実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
図中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、７５は接眼光学系７４の射出瞳を配置する位置、８４は画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８３は接眼光学系８４の射出瞳を配置する位置、Ｏ１は接眼光学系７４の光軸、Ｏ２は接眼光学系８４の光軸、Ｐは光軸Ｏ１と光軸Ｏ２との交点、６７は観察者の眼球、６８は観察者が顕微鏡像を注視している時の観察者の瞳孔、６８’は観察者が画像を注視している時の観察者の瞳孔、８５は小型ＬＣＤ、８６は一端部で小型ＬＣＤ８５を保持しているとともに、他端部が回動可能に構成されていて、保持した小型ＬＣＤ８５の位置を接眼光学系８４の結像面上と接眼光学系７４の結像面上とにスイングして移動できるように構成された小型ＬＣＤ保持移動機構、８７は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像の拡大像、ＲＩ’は小型ＬＣＤ８５を接眼光学系７４の結像面上に置いた場合に接眼光学系７４により観察される小型ＬＣＤ８５に表示された画像の拡大像、ＲＩは接眼光学系８４の結像面上に小型ＬＣＤ８５を置いた場合に接眼光学系８４により観察される小型ＬＣＤ８５に表示される画像の拡大像をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３０に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８４における、小型ＬＣＤ保持機構８６を介して小型ＬＣＤを接眼光学系８４の結像面上に置いた状態での構成は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００４６】
本実施例では接眼光学系７４，８４の射出瞳はいずれも、それぞれの接眼光学系の光軸Ｏ１，Ｏ２上で、互いの接眼光学系の光軸の交点Ｐから互いに１２ｍｍ接眼光学系寄りに配置されており、上記条件式(1)を満たしている。
本実施例はこのように構成したので、眼球の大きさに個人差があるすべての観察者において、眼球の回転中心と互いの接眼光学系の光軸の交点Ｐとをより一層近づけることができるため、顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した時も瞳孔の位置と、射出瞳の位置とを、一層一致させることができ、観察者は容易で、ケラレのない両像の拡大観察と射出瞳中心近傍での解像の良い拡大観察をすることができる。また、小型ＬＣＤ保持移動機構８６により画像観察のレパートリーが広がり、小型ＬＣＤ８５に表示する画像情報の質に合わせた観察をすることができる。
なお、小型ＬＣＤ保持移動機構８６は接眼光学系を保持するメカ枠（図示省略）に保持されている。
【００４７】
実施例１５
本発明の第１５実施例の実体顕微鏡は、図２８(a),(b)に示す上記第１３実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のうちのいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(2)を満たし、且つ、他方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(3)を満たすようにした点に特徴がある。
６ｓｉｎθ≦φ≦５０ｓｉｎθ                            ・・・・・・(2)
０＜φ’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                            ・・・・・・(3)
但し、φ（ｍｍ）はいずれか一方の接眼光学系の射出瞳径、φ’（ｍｍ）は他方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【００４８】
この基本構成を図３１(a),(b)を用いて説明する。図３１は本発明の第１５実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、６１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６２は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、Ｏ１は接眼光学系６１から射出する光軸、Ｏ２は接眼光学系６２から射出する光軸、８８は上記条件式(3)を満たした接眼光学系６１の射出瞳、８９は上記条件式(2)を満たした接眼光学系６２の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、図３１(a)においては瞳孔６８を射出瞳８８に合わせて顕微鏡観察像を注視している状態、図３１(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図３１(a)において、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９１は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、９２は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、ＲＩは画像表示手段に表示された画像、図３１(b)において、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、９４は観察者が画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、ＲＩは画像表示手段に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点、ＭＩ'は観察者の視野から消えて見えない顕微鏡観察像をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図３１に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１、及び、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００４９】
このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像を注視した場合、条件式(3)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１の射出瞳８８と、条件式(2)を満たした画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２の射出瞳８９と、観察者の瞳孔６８とが、すべて重なるため、観察者は顕微鏡観察像ＭＩを注視しながらも画像表示手段に表示された画像ＲＩも視野の中に捉えることができる。そこで、画像表示手段に表示される画像に警告等の情報を入れるようにすれば、観察者は、常にその画像を視野内に捉えているため警告情報に対し早急に対応することができる。また、画像表示手段に表示された画像を注視しようとする際も、予めどの方向に画像があるかを把握できるので、視線をどの方向に振れば良いかがわかり画像情報を入手する確実性が増し、疲労も軽減される。
【００５０】
一方、画像表示手段に表示された画像を注視した場合は、条件式(2)を満たした画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２の射出瞳８９と、観察者の瞳孔６８のみしか重ならないため、観察者は画像表示手段に表示された画像ＲＩのみを観察することができ、画像の観察に集中することができる。
【００５１】
図３２，３３は図３１(a),(b)の基本構成を用いた第１５実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図３２は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図３３は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。
図３２中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１'は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８８は接眼光学系７４の射出瞳、８５は小型ＬＣＤ、８２は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８９は接眼光学系８２の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、瞳孔６８を射出瞳８８に合わせて顕微鏡観察像を注視している状態、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９１は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像の光束、９５は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、ＲＩは小型ＬＣＤ８５に表示された画像、Ｏ１は接眼光学系７４の光軸、Ｏ２は接眼光学系８２の画像中心と射出瞳８９の重心とを結ぶ光路をそれぞれ示している。
【００５２】
図３３中、６７は観察者の眼球であり、観察者が小型ＬＣＤ８５に表示された画像に注視し直し、回転した状態、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する小型ＬＣＤ８５に表示した画像の光束、９６は観察者の観察状態、ＲＩは観察者が観察している小型ＬＣＤ８５に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点をそれぞれ示している。その他、図３２と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３２，３３に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００５３】
本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４の光軸Ｏ１と小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２の画像中心と射出瞳８９の重心とを結ぶ光路Ｏ２とのなす角θは４５°であり、両方の接眼光学系の射出瞳８８，８９は光軸Ｏ１と光路Ｏ２の交点Ｐから互いに１２ｍｍ接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系７４の射出瞳径φ'は１ｍｍを有しており、上記条件式(3)を満たしている。また、接眼光学系８２の射出瞳径φは１５ｍｍを有しており、上記条件式(2)を満たしている。
【００５４】
本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像を注視する場合、条件式(3)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４の射出瞳８８と、条件式(2)を満たした小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２の射出瞳８９と、観察者の瞳孔６８とが、すべて重なるため、観察者は顕微鏡観察像ＭＩを注視しながらも小型ＬＣＤ８５に表示された画像ＲＩも視野の中に捉えることができる。そして、小型ＬＣＤ８５に表示される画像ＲＩに警告等の情報を入れるようにすれば、観察者は常に視野内にその画像を捕らえているため早急に対応することができる。
【００５５】
一方、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を注視した場合は、条件式(2)を満たした小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２の射出瞳８９と、観察者の瞳孔６８のみしか重ならないため、観察者は画像表示手段に表示された画像ＲＩのみを観察することができ、画像の観察に集中することができる。
【００５６】
実施例１６
本発明の第１６実施例の実体顕微鏡は、図２８(a),(b)に示す上記第１３実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径が次の条件式(4)を満たすようにした点に特徴がある。
６ｓｉｎθ≦φ”≦５０ｓｉｎθ                          ・・・・・・(4)
但し、φ”（ｍｍ）は両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
【００５７】
この基本構成を図３４(a),(b)を用いて説明する。図３４は本発明の第１６実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、６１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６２は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、Ｏ１は接眼光学系６１から射出する光軸、Ｏ２は接眼光学系６２から射出する光軸、８８は上記条件式(4)を満たした接眼光学系６１の射出瞳、８９は上記条件式(4)を満たした接眼光学系６２の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、図３４(a)においては顕微鏡観察像を注視している状態、図３４(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図３４(a)において、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９１は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、９２は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、ＲＩは画像表示手段に表示された画像、図３４(b)において、９７は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、９４は観察者が図３４(a)の状態から画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、ＲＩは画像表示手段に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点、ＭＩは顕微鏡観察像をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図３４に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１、及び、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００５８】
このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、上記条件式(4)を満たした顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１の射出瞳８８と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２の射出瞳８９と、観察者の瞳孔６８とが、すべて重なるため、観察者はどの像を注視していても他の像も一緒に常に視野の中に捉えることができる。また、注視している像でない他の像に注視し直そうとする際も、予めどの方向に像があるかを把握できるため視線をどの方向に振れば良いかがわかり像の情報入手の確実性が増し、疲労も軽減される。
【００５９】
図３５，３６は図３１(a),(b)の基本構成を用いた第１６実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図３５は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図３６は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。
図３５中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８８は接眼光学系７４の射出瞳、８５は小型ＬＣＤ、９８は小型ＬＣＤ８５の光路を偏向させるプリズム、９９は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８９は接眼光学系９９の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、顕微鏡観察像を注視している状態、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９１は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像の光束、９５は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、ＲＩは小型ＬＣＤ８５に表示された画像、Ｏ１は接眼光学系７４の光軸、Ｏ２は接眼光学系９９の光軸をそれぞれ示している。
【００６０】
図３６中、６７は観察者の眼球であり、観察者が小型ＬＣＤ８５に表示された画像に注視し直し、回転した状態、９７は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する小型ＬＣＤ８５に表示した画像の光束、９６は観察者の観察状態、ＲＩは観察者が観察している小型ＬＣＤ８５に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点、ＭＩは顕微鏡観察像をそれぞれ示している。その他、図３５と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３５，３６に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００６１】
本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４の光軸Ｏ１と小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９の光軸Ｏ２とのなす角θは４５°であり、両方の接眼光学系の射出瞳８８，８９は光軸Ｏ１と光軸Ｏ２の交点Ｐから互いに１２ｍｍ接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系７４と接眼光学系９９の射出瞳径は互いにφ１５ｍｍを有しており、上記条件式(4)を満たしている。
【００６２】
本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、条件式(4)を満たした両方の射出瞳８８，８９と、観察者の瞳孔６８とが、すべて重なるため、観察者はどの像を注視していても常に他の像も視野の中に一緒に捉えることができる。また、注視していない他の像を注視し直そうする際も、予めどの方向に像があるかを把握できるため、視線をどの方向に振れば良いかがわかり像の情報入手の確実性が増し、疲労も軽減される。
【００６３】
実施例１７
本発明の第１７実施例の実体顕微鏡は、図２８(a),(b)に示す上記第１３実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度が次の条件式(5)を満たすようにした点に特徴がある。
２０°≦θ≦８０°                                      …(5)
但し、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度を示す。
【００６４】
θが条件式(5)の下限を越えると互いの像が大きく観察できず、十分な像の情報が得られない。
また、θが条件式(5)の上限を超えると顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の両方の像への注視を往復する際に視線を振る量が大きくなりすぎてしまい、観察者は観察に際して非常に強い疲労を伴ってしまうこととなる。
よって、θが上記条件式(5)の範囲内の値を採ることで、観察者は両方の像をともにある程度の大きさで、かつ、両方の像に対し注視を往復しても疲れることなく顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像とを同時に観察することができる。
【００６５】
図３７はこの基本構成を用いた第１７実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。図中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、１００は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１０１は顕微鏡観察像を観察者が観察する場合の画角、７５は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置、８５は小型ＬＣＤ、１０２は画像リレー光学系、８０は画像の結像位置、１０３は光路を偏向させるプリズム、９９は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１０４は画像を観察者が観察する場合の画角、８３は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置、６７は観察者の眼球、Ｏ１は接眼光学系７４の光軸、Ｏ２は接眼光学系９９の光軸、１０５は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、ＲＩは小型ＬＣＤ８５に表示された画像をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３７に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００６６】
本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４の光軸Ｏ１と小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９の光軸Ｏ２との光軸は交差し、そのなす角は５０°であり、上記条件式(5)を満たしている。
【００６７】
本実施例はこのように構成したので、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系により観察できる像の画角と、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系により観察できる像の画角を、ともに大きくとることができ、観察者は両方の画像をともにほぼ同じ大きさで観察することができる。また、両方の画像間の視線の移動量も極端に大きくなることが無く余計な疲労の発生を防ぐことができる。
【００６８】
実施例１８
本実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長くなるように構成した点に特徴がある。
【００６９】
この基本構成を図３８(a),(b)を用いて説明する。図３８(a)は本発明の第１８実施例の基本構成との比較例を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより短い状態を示し、図３８(b)は本発明の第１８実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長い状態を示している。図中、６１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６５'は接眼光学系６１の射出瞳を配置する位置、１０６は接眼光学系６１のアイレリーフ、６２'は接眼光学系６１のアイレリーフより短いアイレリーフを持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６６'は接眼光学系６２'の射出瞳を配置する位置、１０７は接眼光学系６２'のアイレリーフ、６７は観察者の眼球、６２は接眼光学系６１のアイレリーフ１０６より長いアイレリーフを持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６６は接眼光学系６２の射出瞳を配置する位置、１０８は接眼光学系６２のアイレリーフをそれぞれ示している。なお、ここでのアイレリーフとは、接眼光学系の最も眼側のレンズ面頂から射出瞳までの距離をいう。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図３８に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１、及び、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００７０】
図３８(a)に示すように、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１のアイレリーフ１０６より短いアイレリーフ１０７を持つ、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２'を採用した場合、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系は観察者の眼側への突出が避けられず、非常に観察しづらいものとなってしまう。そこで、図３８(b)に示すように、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１のアイレリーフ１０６より長いアイレリーフ１０８を持つ画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２を採用すれば、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が観察者の眼側へ突出するのを防ぐことができる。
【００７１】
図３９は図３８(b)の基本構成を用いた第１８実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系周辺の光学系配置構成図である。図中、１０９は図示しない手術用顕微鏡双眼鏡筒の結像光学系部、７３は顕微鏡観察像の結像位置、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、７５は接眼光学系７４の射出瞳を配置する位置、８５は小型ＬＣＤ、９９は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８３は接眼光学系９９の射出瞳を配置する位置、１１０は接眼光学系７４のアイレリーフ、１１１は接眼光学系９９のアイレリーフ、６７は観察者の眼球、１１２は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、ＲＩは小型ＬＣＤ８５に表示された画像をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図３９に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００７２】
本実施例では小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系９９のアイレリーフ１１１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４のアイレリーフ１１０の１．５倍であり、アイレリーフ１１０よりも長くなっている。
本実施例はこのように構成したので、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の観察者の眼側への突出を防ぐことができ、観察者は非常に観察し易くなる。
【００７３】
実施例１９
本発明の第１９実施例の実体顕微鏡は、図２８(a),(b)に示す上記第１３実施例の顕微鏡の基本構成において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳径と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳径が、いずれも次の条件式(6)を満たすように構成した点に特徴がある。
０＜φ”’＜Ｌｓｉｎ（θ／２）                          ・・・・・・(6)
但し、φ”’（ｍｍ）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径、θ（°）は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸と、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系から射出する光軸とのなす角度、Ｌ（ｍｍ）は互いの接眼光学系の光軸の交点からそれぞれの射出瞳までの距離を示す。
【００７４】
この基本構成を図４０(a),(b)を用いて説明する。図４０は本発明の第１９実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示している。図中、６１は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、６２は画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、Ｏ１は接眼光学系６１から射出する光軸、Ｏ２は接眼光学系６２から射出する光軸、８８は上記条件式(6)を満たした接眼光学系６１の射出瞳、８９は上記条件式(6)を満たした接眼光学系６２の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、図４０(a)においては顕微鏡観察像を注視している状態、図４０(b)においては画像表示手段に表示された画像に注視し直し、回転した状態を示している。図４０(a)において、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、９２は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、図４０(b)において、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する画像表示手段に表示された画像の光束、９４は観察者が画像表示手段に表示された画像に注視し直したときの観察状態、ＲＩは画像表示手段に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図４０に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系６１、及び、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系６２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００７５】
このように構成すると、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、上記条件式(6)を満たしている両方の接眼光学系の射出瞳のうちの注視した方の接眼光学系の射出瞳と、瞳孔しか重ならないため、観察者は注視した方の像のみ観察することができ、像の観察に集中することができる。
しかも、他方の像を観察したい場合は視線を振るだけですぐに観察することができる。
【００７６】
図４１，４２は図４０(a),(b)の基本構成を用いた第１９実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図４１は観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態、図４２は観察者が画像を注視しているときの状態を示している。
図４１中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡観察光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、１１３は一部のレンズ１１４がプラスチック成形で加工されていて小型ＬＣＤに表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の一部と一体となっている、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８８は接眼光学系１１３の射出瞳、８５は小型ＬＣＤ、１１５は一部のレンズ１１４がプラスチック成形で加工されていて接眼光学系１１３の一部と一体となっている、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、８９は接眼光学系１１５の射出瞳、６８は観察者の瞳孔、６７は観察者の眼球であり、顕微鏡観察像を注視している状態、９０は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する顕微鏡観察像の光束、１１６は観察者の観察状態、ＭＩは顕微鏡観察像、Ｑは観察者が注視している点、Ｏ１は接眼光学系１１３の光軸、Ｏ２は接眼光学系１１５の光軸をそれぞれ示している。
【００７７】
図４２中、６７は観察者の眼球であり、観察者が小型ＬＣＤ８５に表示された画像に注視し直し、回転した状態、９３は観察者の瞳孔６８から眼球６７の内部へ入射する小型ＬＣＤ８５に表示した画像の光束、１１７は観察者の観察状態、ＲＩは観察者が観察している小型ＬＣＤ８５に表示された画像、Ｑは観察者が注視している点をそれぞれ示している。その他、図４１と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図４１，４２に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１１３、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系１１５は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００７８】
本実施例では顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１１３の光軸Ｏ１と小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の光軸Ｏ２とのなす角θは４５°であり、両方の接眼光学系の射出瞳８８，８９は光軸Ｏ１と光軸Ｏ２との交点から共に１２ｍｍ接眼光学系寄りに配置され、かつ、接眼光学系１１３と接眼光学系１１５の射出瞳の径は共にφ２ｍｍを有しており、上記条件式(6)を満たしている。
【００７９】
本実施例はこのように構成したので、観察者が顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像のいずれの像を注視した場合においても、注視した方の接眼光学系の射出瞳と瞳孔しか重ならないため、観察者は注視した方の像のみ観察することができ、像の観察に集中することができる。
しかも、他方の像を観察したい場合は視線を振るだけですぐに観察することができる。
【００８０】
実施例２０
本発明の第２０実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系が、イエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒の、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持するメカ枠に一体となって保持されている点に特徴がある。
イエンチ式眼幅調整機構とは、観察者の左右の眼の幅に左右の接眼光学系の射出瞳間隔を合わせる機構の一つである。イエンチ式眼幅調整機構を図４３を用いて説明する。
【００８１】
図中、１１８は双眼鏡筒部の結像光学系、１１９は光路を偏向させるミラー、１２０はシュミット型イメージローテーター、１２１は光路を偏向させるプリズム、１２２は光路を偏向させるミラー、１２３は結像位置、１２４は接眼光学系をそれぞれ示している。
イエンチ式眼幅調整機構は、偏向ミラー１２２を左右外側（矢印方向）にシフトすると、それに追従して結像位置１２３や接眼光学系１２４がシフトしながらも、光路長が短くなるのを補うために、斜め上方にもシフトして左右の接眼光学系１２４の間の距離を調節する機構となっている点に特徴がある。また、他の眼幅調整機構であるジーテントップ式眼幅調整機構と異なり、眼幅調整しても接眼光学系の周辺が回転しないという特徴がある。
【００８２】
イエンチ式眼幅調整機構との比較のためにジーテントップ式眼幅調整機構を図４４を用いて説明する。
図中、１１８は双眼鏡筒部の結像光学系、１２５は平行四辺形プリズム、１２３は結像位置、１２４は接眼光学系、１２６は平行四辺形プリズムに入射する光軸をそれぞれ示している。
【００８３】
図４５はジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させて眼幅調整したときの左右の顕微鏡像及び画像の位置関係の変化を示す状態説明図である。
図中、１２７は眼幅を最小にした時の観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像、１２８は眼幅を最小にした時の観察者が左眼で観察する画像、１２９は眼幅を最小にした時の観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像、１３０は眼幅を最小にした時の観察者が右眼で観察する画像、１３１は眼幅を最大にした時の観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像、１３２は眼幅を最大にした時の観察者が左眼で観察する画像、１３３は眼幅を最大にした時の観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像、１３４は眼幅を最大にした時の観察者が右眼で観察する画像をそれぞれ示している。
【００８４】
ジーテントップ式眼幅調整機構は、図４４に示すように、左右の平行四辺形プリズム１２５を平行四辺形プリズムに入射する光軸１２６を中心に互いに反対方向に回転させることで左右の接眼光学系１２４の間の距離を調節する機構となっている点に特徴がある。また、イエンチ式眼幅調整機構と異なり眼幅調整すると接眼光学系の周辺が回転するという特徴がある。
このため、眼幅調整に伴い接眼光学系部分が回転するジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させると、観察者が眼幅調整したときに、図４５に示すように、両方の像の位置関係が左右対称の異なる向きに変化してしまうため左右の眼での融像が不可能になってしまう。
【００８５】
この問題を解決するためには、接眼光学系部の回転を補正する機構を設ければ良いが、その分、鏡筒部が大型化してしまう。
そこで、眼幅調整に伴う接眼光学系部分の回転の無いイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させれば、眼幅調整しても問題なく融像ができ、鏡筒の大型化も招かない。
【００８６】
図４６はこの基本構成を用いた本発明の第２０実施例にかかる手術用顕微鏡の外観斜視図である。図中、１３５は手術用顕微鏡の鏡体部ハウジング、１３６は内部に眼幅調整機構としてイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部ハウジング、１３７は接眼光学系部分を保持するメカ枠、１３８は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１３９は画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、３は被観察物体をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図４６に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１３８、及び、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系１３９は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００８７】
本実施例によれば、画像を観察者の眼へと導く接眼光学系１３９は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１３８とともに同じメカ枠１３７に保持されており、しかも、その眼幅調整機構にイエンチ式眼幅調整機構を用いたので、眼幅調整に伴う接眼光学系部の回転が無く両方の左右の接眼光学系１３８，１３９の位置関係が眼幅調整により変化することがないため、観察者は眼幅調整しても問題なく左右の像を融像して観察することができる。
【００８８】
実施例２１
本発明の第２１実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系のうちの少なくともいずれか一方の接眼光学系の射出瞳の大きさを可変にする機構を有している点に特徴がある。
【００８９】
このように構成すると、観察者は、接眼光学系の射出瞳の大きさを変えることにより、先に説明した図３１に示した状態（顕微鏡像を注視したときは画像をも視野に捉え（図３１(a)参照）、画像を注視したときは顕微鏡像を視野に捉えていない（図３１(b)参照）状態、又は画像を注視したときは顕微鏡像をも視野に捉え、顕微鏡像を注視したときは画像を視野に捉えていない状態）と、図３２に示した状態（顕微鏡像と画像のいずれかの像を注視したときは必ず注視してない像も視野に捉えている状態）と、図４０に示した状態（顕微鏡像と画像のうち注視した方の像のみを視野に捉えている状態）を状況に合わせて選択することができる。
【００９０】
図４７，４８はこの基本構成を用いた第２１実施例にかかる手術用顕微鏡の光学系配置構成図であり、図４７は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳径がともに最大になるように射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示し、図４８は両方の接眼光学系の射出瞳径がともに最小になるように射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示している。
【００９１】
図４７中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、７１は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、７２は顕微鏡の光路を偏向させるプリズム、７３は顕微鏡観察像の結像位置、１４０は顕微鏡観察像の結像位置７３で集光した顕微鏡観察光束を発散させる光束散乱素子、７４は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１４１は光束散乱素子１４０により径を最大に拡大された状態の接眼光学系７４の射出瞳、８５は小型ＬＣＤ、１４２は画像リレー光学系、１４３は内径が可変であり画像光束の光束幅を任意に決定できる光束幅決定素子、８１は光路を偏向させるプリズム、８２は小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１４４は光束幅決定素子により径を最大に拡大された状態の接眼光学系８２の射出瞳、６７は観察者の眼球をそれぞれ示している。
【００９２】
図４８中、１４３は内径が小さくなり画像光束を細く絞っている状態の光束幅決定素子、１４０は顕微鏡光束外に移動した光束散乱素子、１４５は光束散乱素子１４０の移動により径が最小に縮小された状態の接眼光学系７４の射出瞳、１４６は光束幅決定素子１４３により径が最小に縮小された状態の接眼光学系８２の射出瞳をそれぞれ示している。その他、図４７と同一の構成部材については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図４７，４８に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系７４、及び、小型ＬＣＤ８５に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系８２は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００９３】
本実施例はこのように構成したので、図４７に示す状態のときは、観察者は、顕微鏡観察像と画像のいずれの像を注視しているときも、必ず他方の像を視野に捉えることができ、図４８に示す状態のときは、観察者は、注視している像のみを視野に捉えることができる。このように必要に応じて各接眼光学系の射出瞳径を変えることができるため、観察者は、小型ＬＣＤに表示された画像や顕微鏡観察像を観察するときの状況に応じて様々な方法で画像情報を得ることができる。
【００９４】
実施例２２
本発明の第２２実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、画像表示手段に表示された画像を、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系に導く、次に示すような画像投影光学系を有して構成した点に特徴がある。
画像投影光学系は、コリメート光学系と結像光学系とからなっている。コリメート光学系は、前記画像表示手段に表示された画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束にするようになっている。結像光学系は、前記コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を前記画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に結像し、かつ、この結像光学系の開口が少なくとも前記アフォーカル光束を取り込める範囲内で移動するように構成されている。
【００９５】
このように構成すると、眼幅調整により移動してしまう画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の接眼像面に対して、追従して投影することができる。このため、観察者は、眼幅調整の度合いに影響されず、常に顕微鏡観察像と画像とを同時観察することができる。また、前記コリメート光学系や画像表示手段自体は、眼幅調整に対して不動であり、実体顕微鏡のハウジング内部にこれらの移動スペースを設ける必要がないため、実体顕微鏡の小型化を図ることができる。
【００９６】
図４９，図５０は本発明の第２２実施例を示しており、図４９は本実施例に係る手術用顕微鏡のイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の光学系配置の正面図であり、図５０は図４９の双眼鏡筒部の光学系を左側方よりみた図である。なお、図５０では光学系配置をわかりやすくするため、左眼側(図４９において右側)の光学系は図示していない。
図４９中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、１４７は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、１４８は光路を偏向させるミラー、１４９はシュミット型イメージローテーター、１５０，１５１は光路を偏向させるプリズム、１５２は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１５３は小型ＬＣＤ、１５４，１５５は光路を偏向させるプリズム、１５６は画像投影光学系、１５７は画像投影光学系１５６を構成する光学系の一つであり小型ＬＣＤ１５３に表示した画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とするコリメート光学系、１５８は画像投影光学系１５６を構成する光学系の一つでありコリメート光学系１５７より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系、１５９，１６０は光路を偏向させるプリズム、１６１は小型ＬＣＤ１５３上に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１６２は画像投影光学系１５６のコリメート光学系１５７と結像光学系１５８との間の光軸をそれぞれ示している。
【００９７】
図５０中、７０は図示しない手術用顕微鏡の鏡体部、１４７は手術用顕微鏡の鏡体部７０から射出する顕微鏡光束を結像する結像光学系、１５０は光路を偏向させるプリズム、１５２は顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系、１５３は小型ＬＣＤ、１５４，１５５は光路を偏向させるプリズム、１５６は画像投影光学系、１５７は画像投影光学系１５６を構成する光学系の一つであり、小型ＬＣＤ１５３に表示した画像から射出する光束をコリメートしてアフォーカル光束とするコリメート光学系、１５８は画像投影光学系１５６を構成する光学系の一つであり、コリメート光学系１５７より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系、１５９，１６０は光路を偏向させるプリズム、１６１は小型ＬＣＤ１５３上に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図４９，５０に示す顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１５２、及び、小型ＬＣＤ１５３上に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系１６１は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【００９８】
本実施例の双眼鏡筒部は上述したようにイエンチ式眼幅調整機構を有している。
図４９を用いて説明すると、左右の光路を偏向させるプリズム１５１が互いに反対方向にシフトするときには、それに伴い顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１５２が、光路を偏向させるプリズム１５１に追従してシフトし、且つ光路長が変わらないように上下方向にも動いて、左右の接眼光学系１６１の間の間隔を調整することができるようになっている。
【００９９】
また、本実施例では画像投影光学系１５６のコリメート光学系１５７と結像光学系１５８の間の光軸１６２が、眼幅調整により顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１５２が動く方向と平行になるように、光路偏向プリズム１５４，１５５、画像投影光学系１５６、光路偏向プリズム１５９，１６０を配置し、且つ、結像光学系１５８から接眼光学系１６１までの各光学要素を接眼光学系１５２と一体的に構成することにより、結像光学系１５８から接眼光学系１６１までの各光学要素が眼幅調整に伴い顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系１５２と一体的に動き、かつ、結像光学系１５８の開口は常に画像投影光学系１５６のコリメート光学系１５７と結像光学系１５８の間の光軸１６２上を動くように構成されている。
【０１００】
本実施例はこのように構成したので、眼幅調整により移動してしまう小型ＬＣＤ１５３に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系１６１の接眼像面に対し追従して投影することができる。このため、観察者は、眼幅調整の影響を受けることなく常に顕微鏡観察像と画像を同時に観察することができる。また、コリメート光学系１５７や光路偏向プリズム１５４，１５５、小型ＬＣＤ１５３は、眼幅調整に対して不動であり、実体顕微鏡のハウジング内部にこれらの移動スペースを設ける必要がないため、実体顕微鏡を小型化することができる。
【０１０１】
実施例２３
本発明の第２３実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系と、画像表示手段と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成した点に特徴がある。
【０１０２】
実体顕微鏡は、観察者の視力（視度）に合わせて接眼光学系により得られる観察像の虚像の位置を調節する視度調整機能を必ず有しており、接眼光学系の視度の調整は接眼光学系の射出光軸方向に接眼光学系を移動させることで行なわれる。
この点に関し、図５１及び５２を用いて説明する。
図５１中、１７１は実体顕微鏡接眼光学系、１７２は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳、１７３は画像観察用接眼光学系、１７４は画像観察用接眼光学系の射出瞳、１７５は観察者の眼球、１７６は実体顕微鏡観察像を見ているときの観察者の瞳孔、１７７は画像を見ているときの観察者の瞳孔をそれぞれ示している。
【０１０３】
図５１に示すように、観察者の眼球は顕微鏡観察像から画像へと見直す際に回転し、瞳孔位置が変化する。よって、実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１７２は、実体顕微鏡観察像を見ているときの観察者の瞳孔１７６と、また、画像観察用接眼光学系の射出瞳１７４は、画像を見ているときの観察者の瞳孔１７７とそれぞれ重なるように配置すると、より良い両像の観察し易さを提供することができる。
【０１０４】
ここで、図５１中の実体顕微鏡接眼光学系１７１のみを視度調整できるようにしたものを図５２に示す。図５２中、１７１は視度調整により移動した実体顕微鏡接眼光学系、１７２は移動した実体顕微鏡接眼光学系と共に移動した実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳、１７３は画像観察用接眼光学系、１７４は画像観察用接眼光学系の射出瞳、１７５は観察者の眼球、１７６は実体顕微鏡を見ているときの観察者の瞳孔、１７７は画像を見ようとした際の観察者の瞳孔をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡の接眼光学系に対応する実施例であり、図５１，５２に示す実体顕微鏡接眼光学系１７１、及び、画像観察用接眼光学系１７３は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１０５】
視度調整のために実体顕微鏡接眼光学系１７１のみが移動し、それに伴い実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１７２も移動すると、画像観察用接眼光学系の射出瞳１７４との位置関係が崩れる。よって、実体顕微鏡観察像を観察している状態から、観察者が画像を観察しようと視線を振った場合（眼球を回転させた場合）の瞳孔１７７と画像観察用接眼光学系の射出瞳１７４とがずれてしまい画像の観察がケラレなどにより容易に行なえなくなるという問題が発生する。
【０１０６】
そこで、上記第２３実施例のように構成すれば、実体顕微鏡接眼光学系を視度調整しても、画像観察用接眼光学系と画像表示手段は実体顕微鏡接眼光学系と同時に実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動するため、両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係を不変にすることができ、顕微鏡観察像と画像との両方の像の交互観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１０７】
図５３は第２３実施例の実体顕微鏡の外観斜視図、図５４は図５３の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図５３中、１８１は被観察物体、１８２は実体顕微鏡本体部、１８３は実体顕微鏡双眼鏡筒部、１８４は実体顕微鏡接眼光学系、１８５は画像観察用接眼光学系をそれぞれ示している。図５４中、１８２は実体顕微鏡本体部、１８６は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、１８７は結像光束を偏向させるプリズム、１８８は実体顕微鏡観察像の結像位置、１８９は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子を保持する光学素子保持部、１８４は実体顕微鏡接眼光学系、１９０は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、１９１は小型ＬＣＤ、１８５は画像観察用接眼光学系、１９２は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、１９３は実体顕微鏡接眼光学系と、小型ＬＣＤと、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部、１９４は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５３，５４に示す実体顕微鏡接眼光学系１８４、及び、画像観察用接眼光学系１８５は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１０８】
本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４は、自身の射出光軸１９４上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置１８８との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系と一体に保持された小型ＬＣＤ１９１、画像観察用接眼光学系１８５も同時に移動するように構成されている。
実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１９０と画像観察用接眼光学系の射出瞳１９２の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に見易い状態となっている。
【０１０９】
本実施例はこのように構成したので、図５４の状態から実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系１８５、小型ＬＣＤ１９１も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係も変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
【０１１０】
実施例２４
本発明の第２４実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系とを有し、前記画像観察用接眼光学系は、画像表示手段との間の光軸の少なくとも一部が、前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行であるとともに、この前記実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行な光軸よりも観察者の眼側に配置され、さらに、前記画像観察用接眼光学系と、前記実体顕微鏡接眼光学系とを共に、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に同時に移動可能に構成した点に特徴がある。
【０１１１】
このように構成すると、両方の接眼光学系は常に同時に移動するため、両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係も保つことができ、顕微鏡観察像と画像の両方の像の交互観察のしやすさを良好に保つことができる。
また、視度調整により、実体顕微鏡接眼光学系と画像観察用接眼光学系とを移動させても、画像表示手段は不動にしておくことができる。よって、その分の移動スペースを実体顕微鏡ハウジング内部に必要としなくて済むため、小型化が可能となる。
さらに、画像観察用接眼光学系は実体顕微鏡接眼光学系の光軸と平行に配置した画像観察用光学系の光軸上を動くことになるので、移動による画像観察用光学系と画像表示手段との偏芯も生じ無い。
なお、画像観察用接眼光学系に非軸対称な光学系を用いた場合には、本実施例中の画像観察用接眼光学系の「光軸」という表現を「像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路」と置き換えて構成してもよい。
【０１１２】
図５５は本発明の第２４実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、１８２は実体顕微鏡本体部、１８６は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、１８７は結像光束を偏向させるプリズム、１８８は実体顕微鏡観察像の結像位置、１９５は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型ＬＣＤとを保持する光学素子保持部、１８４は実体顕微鏡接眼光学系、１９０は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、１９１は小型ＬＣＤ、１９６は画像観察用接眼光学系、１９２は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、１９４は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、１９７はその一部が実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置された、画像観察用接眼光学系と小型ＬＣＤとの間での画像観察用接眼光学系の光軸、１９８は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５５に示す実体顕微鏡接眼光学系１８４、及び、画像観察用接眼光学系１９６は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１１３】
本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４は、自身の射出光軸１９４上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置１８８との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系１８４と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸１９４と平行な画像観察用接眼光学系の光軸１９７よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系１９６も同時に移動するように構成されている。
実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１９０と画像観察用接眼光学系の射出瞳１９２の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。
【０１１４】
本実施例はこのように構成したので、図５５の状態から実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系１９６も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
また、小型ＬＣＤ１９１は実体顕微鏡接眼光学系１８４の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型ＬＣＤの移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。
なお、実体顕微鏡接眼光学系や画像観察用接眼光学系に非軸対称な光学系を用いた場合には、本実施例中の「光軸」という表現を「像中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路」と置き換えて構成してもよい。
【０１１５】
実施例２５
本発明の第２５実施例の実体顕微鏡は、上記実施例２４の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度が次の条件式(7)を満たすように、画像観察用接眼光学系と、実体顕微鏡接眼光学系とを一体で構成した点に特徴がある。
−２（１／ｍ）≦Ｓ≦０（１／ｍ）                    ……(7)
但し、Ｓは実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときの画像観察用接眼光学系の視度を示す。
視度―１（１／ｍ）は正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者の平均視度である。
【０１１６】
このように構成すると、正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者は実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）に調整すると良好な顕微鏡観察像を得ることができ、しかも、このとき画像観察用接眼光学系視度の実体顕微鏡接眼光学系視度に対するズレを最大１（１／ｍ）以下に抑えることができるため、観察者が画像を観察する際にも実使用上大幅に眼のピント調整をし直す必要がなく、顕微鏡観察像と画像との両方の像の交互観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１１７】
図５６は本発明の第２５実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、１８２は実体顕微鏡本体部、１８６は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、１８７は結像光束を偏向させるプリズム、１８８は実体顕微鏡観察像の結像位置、１９９は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、反射型ＬＣＤと、偏光ビームスプリッターと、ＬＥＤとを保持する光学素子保持部、１８４は視度が−１（１／ｍ）の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、１９０は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、２００は反射型ＬＣＤ、２０１は偏光ビームスプリッター、２０２はＬＥＤ、２０３は反射面に自由曲面を用いた非軸対称な光学系である画像観察用接眼光学系、１９２は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、１９４は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、１９７は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と反射型ＬＣＤとの間の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路、２０４は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５６に示す実体顕微鏡接眼光学系１８４、及び、画像観察用接眼光学系２０３は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１１８】
本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４は、自身の射出光軸１９４上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置１８８との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系１８４と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸１９４と平行な画像観察用接眼光学系の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路１９７よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系２０３も同時に移動するように構成されている。
実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１９０と画像観察用接眼光学系の射出瞳１９２の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。
【０１１９】
さらに、本実施例では、条件式(7)を満たすように、実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度を−１（１／ｍ）に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系２０３も視度が−１（１／ｍ）になるように構成されている。
【０１２０】
本実施例はこのように構成したので、図５６の状態から実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系２０３も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
また、反射型ＬＣＤ２００、偏光ビームスプリッター２０１、ＬＥＤ２０２は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に反射型ＬＣＤ、偏光ビームスプリッター、ＬＥＤ等の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。
【０１２１】
さらに、正常視力の観察者や、眼鏡等によって視力を矯正している観察者の平均視度−１（１／ｍ）においては、両方の接眼光学系の視度ズレが発生せず、観察者が両方の像を交互に観察する際に眼のピント調整をし直す必要がないため、両像の観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１２２】
実施例２６
本発明の第２６実施例の実体顕微鏡は、上記実施例２５の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の焦点距離とが次の条件式(8)を満たしている点に特徴がある。
０．４≦Ｆｂ2／Ｆａ2≦１．６                          ・・・・・・(8)
但し、Ｆａ（ｍｍ）は実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離、Ｆｂ（ｍｍ）は画像観察用接眼光学系の焦点距離をそれぞれ示す。
【０１２３】
画像観察用接眼光学系は、視度調整の際に実体顕微鏡接眼光学系と同時に移動するため、移動に対する視度の変化方向が実体顕微鏡接眼光学系と同じとなっている。
この視度の変化方向が同じことに加えて、両方の接眼光学系の焦点距離が上記条件式(8)を満たしていると、互いの接眼光学系の、移動量に対する視度の変化量の差が少なくなり、実体顕微鏡接眼光学系を移動させて、視度を−５（１／ｍ）から５（１／ｍ）の範囲でどこに合わせても、画像観察用接眼光学系の視度も実体顕微鏡接眼光学系の視度と同等に変化し、両方の接眼光学系の互いの視度のズレを少なくすることができ、観察者が両方の像を交互に観察する際に大幅に眼のピント調整をし直す必要がないため、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１２４】
図５７は本発明の第２６実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、１８２は実体顕微鏡本体部、１８６は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、１８７は結像光束を偏向させるプリズム、１８８は実体顕微鏡観察像の結像位置、２０５は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型ＬＣＤと、リレー光学系とを保持する光学素子保持部、１８４は視度が−１（１／ｍ）の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、１９０は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、１９１は小型の反射型ＬＣＤ、２０６はリレー光学系、２０７はリレー光学系による画像結像位置、２０３は反射面に自由曲面を用いた非軸対称な光学系である画像観察用接眼光学系、１９２は画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、１９４は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、１９７は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と小型ＬＣＤとの間の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路、２０８は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５７に示す実体顕微鏡接眼光学系１８４、及び、画像観察用接眼光学系２０３は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１２５】
本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４は、自身の射出光軸１９４上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置１８８との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系１８４と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸１９４と平行な画像観察用接眼光学系の画像中心と射出瞳中心とを結ぶ光路１９７よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系２０３も同時に移動するように構成されている。
実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１９０と画像観察用接眼光学系の射出瞳１９２の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。
【０１２６】
また、本実施例では、条件式(7)を満たすように、実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度を−１（１／ｍ）に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系２０３も視度−１（１／ｍ）になるように構成し、さらに、実体顕微鏡接眼光学系１８４の焦点距離を２５ｍｍ、画像観察用接眼光学系２０３の焦点距離を３０ｍｍとし、条件式(8)を満たしている。
【０１２７】
本実施例はこのように構成したので、図５７の状態から実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系２０３も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整にかかわらず常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
また、小型ＬＣＤ１９１、リレー光学系２０６は、実体顕微鏡接眼光学系１８４の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型ＬＣＤ、リレー光学系の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。
【０１２８】
また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−１（１／ｍ）の位置で一体的に保持されてているため、視度が−１（１／ｍ）の位置における両方の接眼光学系の視度ズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離が条件式(8)を満たす上記の値をとっているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量の差が少なくなり、実体顕微鏡接眼光学系を−５（１／ｍ）〜５（１／ｍ）の範囲で視度調整しても実体顕微鏡接眼光学系１８４の視度と画像観察用接眼光学系２０３の視度との差を最大０．８４（１／ｍ）以内に収めることができる。よって、観察者が両方の像を交互に観察する際に大幅に眼のピント調整をし直す必要がないため、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１２９】
実施例２７
本発明の第２７実施例の実体顕微鏡は、上記実施例２４の実体顕微鏡において、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く実体顕微鏡接眼光学系の視度を−１（１／ｍ）にしたときに、画像表示手段に表示した画像を観察者の眼へと導く画像観察用接眼光学系の視度も−１（１／ｍ）になるように、画像観察用接眼光学系と実体顕微鏡接眼光学系とを一体に構成し、かつ、実体顕微鏡接眼光学系の焦点距離と画像観察用接眼光学系の焦点距離とが一致している点に特徴がある。
【０１３０】
画像観察用接眼光学系は、視度調整の際に実体顕微鏡接眼光学系と同時に移動するため、移動に対する視度の変化方向が実体顕微鏡接眼光学系と同じとなっている。
この視度の変化方向が同じことに加えて、両方の接眼光学系の焦点距離が一致していると、互いの接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致する。
また、両方の接眼光学系は共に視度が−１（１／ｍ）で一体に構成されているため、常に実体顕微鏡接眼光学系と画像観察用接眼光学系の視度は一致する。
よって、観察者は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整された画像観察用接眼光学系での画像観察が達成され、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１３１】
図５８は本発明の第２７実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。図中、１８２は実体顕微鏡本体部、１８６は双眼鏡筒光学系の結像レンズ、１８７は結像光束を偏向させるプリズム、１８８は実体顕微鏡観察像の結像位置、２０９は接眼光学系を除く双眼鏡筒光学系を構成する各光学素子と、小型ＬＣＤと、リレー光学系とを保持する光学素子保持部、１８４は視度が−１（１／ｍ）の位置にある実体顕微鏡接眼光学系、１９０は実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置、１９１は小型ＬＣＤ、２０６はリレー光学系、２０７はリレー光学系による画像結像位置、１９６は画像観察用接眼光学系、１９２は画像観察用接眼光学系の射出瞳結像位置、１９４は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸、１９７は実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸と平行に配置した画像観察用接眼光学系と小型ＬＣＤとの間の光軸、２１０は実体顕微鏡接眼光学系と、画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部、２１１は可動光学素子保持部２１０を光学素子保持部２０９に対して移動させるためのラック及びピニオンをそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５８に示す実体顕微鏡接眼光学系１８４、及び、画像観察用接眼光学系１９６は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１３２】
本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４は、自身の射出光軸１９４上を移動でき、実体顕微鏡観察像の結像位置１８８との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する実体顕微鏡接眼光学系１８４と一体に保持された、実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸１９４と平行な画像観察用接眼光学系の光軸１９７よりも観察者の眼側に配置された画像観察用接眼光学系１９６も同時に移動するように構成されている。
実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳１９０と画像観察用接眼光学系の射出瞳１９２の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両像ともに非常に観察し易い状態となっている。
【０１３３】
また、本実施例では、実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度を−１（１／ｍ）に調整した際に、同時に移動する画像観察用接眼光学系１９６も視度が−１（１／ｍ）になるように構成し、さらに、実体顕微鏡接眼光学系１８４の焦点距離と、画像観察用接眼光学系１９６の焦点距離とを共に２５ｍｍとしている。
【０１３４】
本実施例はこのように構成したので、図５８の状態から実体顕微鏡接眼光学系１８４を移動させて視度調整しても、画像観察用接眼光学系１９６も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
また、小型ＬＣＤ１９１、リレー光学系２０６は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡ハウジング内部に小型ＬＣＤ、リレー光学系の移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。
【０１３５】
また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−１（１／ｍ）の位置で一体に保持されているため、視度が−１（１／ｍ）の位置における両方の接眼光学系の視度のズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離も一致しているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致し、実体顕微鏡接眼光学系の視度を変化させても、常に実体顕微鏡接眼光学系の視度と画像観察用接眼光学系の視度が一致している。よって、観察者は、実体顕微鏡接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整された画像観察用接眼光学系での画像観察が得られ、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。
【０１３６】
実施例２８
本発明の第２８実施例の実体顕微鏡は、請求項１に記載の実体顕微鏡、上記実施例１３〜１９，２１，２３〜２７のいずれかの実体顕微鏡において、前記顕微鏡観察像が、顕微鏡観察像を表示する画像表示手段に表示された画像である点に特徴がある。
【０１３７】
請求項１に記載の実体顕微鏡、上記実施例１３〜１９，２１，２３〜２７のいずれかの実体顕微鏡の顕微鏡観察像を、顕微鏡を表示する画像表示手段に表示された画像に置き換えて構成しても、上記それぞれの請求項、実施例に記載の技術で得られる利点をそのまま得ることができる。
【０１３８】
図５９，６０は本発明の第２８実施例を示し、図５９は本実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図、図６０は図５９の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
図５９中、２２１は被観察物体、２２２は実体顕微鏡本体部、２２３は内部に顕微鏡観察像を撮像する左右一対のＣＣＤと、前記ＣＣＤにより撮像された顕微鏡画像を表示する左右一対の第１の小型ＬＣＤと、その他の画像を表示する左右一対の第２の小型ＬＣＤとを内蔵する実体顕微鏡双眼鏡筒部、２２４は第１の小型ＬＣＤに表示された顕微鏡画像を観察者の眼へと導く顕微鏡画像観察用接眼光学系、２２５は第２の小型ＬＣＤに表示されたその他の画像を観察者の眼へと導くその他の画像観察用接眼光学系、２２６は実体顕微鏡双眼鏡筒部に内蔵されたＣＣＤをコントロールし映像を作るカメラコントロールユニット、２２７はＣＣＤとカメラコントロールユニットとをつなぐ映像信号ケーブル、２２８はカメラコントロールユニットと前記第１の小型ＬＣＤとをつなぐ映像信号ケーブル、２２９は前記第２の小型ＬＣＤに表示する画像を作成するコンピューター、２３０はコンピューターと前記第２の小型ＬＣＤとをつなぐ映像信号ケーブルをそれぞれ示している。
【０１３９】
図６０中、２２２は実体顕微鏡本体部、２２３は実体顕微鏡双眼鏡筒部、２３１は撮像光学系、２３２は顕微鏡観察像を撮像するＣＣＤ、２３３はＣＣＤ２３２で撮像した顕微鏡観察像を表示する第１の小型ＬＣＤ、２３４は顕微鏡画像リレー光学系、２３５は顕微鏡画像リレー光学系２３４による顕微鏡画像の結像位置、２２４は顕微鏡画像観察用接眼光学系、２３６は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、２３７は顕微鏡画像以外の、その他の画像を表示する第２の小型ＬＣＤ、２３８はその他の画像リレー光学系、２３９はその他の画像リレー光学系２３８によるその他の画像の結像位置、２２５はその他の画像観察用接眼光学系、２４０はその他の画像観察用接眼光学系の射出瞳位置、２４１は撮像光学系と、ＣＣＤと、第１小型ＬＣＤと、顕微鏡画像リレー光学系と、第２の小型ＬＣＤと、その他の画像リレー光学系等とを保持する光学素子保持部、２４２は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸、２４３は顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸と平行に配置したその他の画像観察用接眼光学系の光軸、２４４は顕微鏡画像観察用接眼光学系とその他の画像観察用接眼光学系とを一体に保持し、顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸方向に移動可能な可動光学素子保持部をそれぞれ示している。
本実施例は本発明の請求項１の実体顕微鏡に対応する実施例であり、図５９，６０に示す第１の小型ＬＣＤに表示された顕微鏡画像を観察者の眼へと導く顕微鏡画像観察用接眼光学系２２４、及び、第２の小型ＬＣＤに表示されたその他の画像を観察者の眼へと導くその他の画像観察用接眼光学系２２５は、本発明の請求項１の実体顕微鏡における「二種類の接眼光学系」に相当する。
【０１４０】
本実施例では、顕微鏡画像観察用接眼光学系２２４は、自身の射出光軸２４２上を移動でき、顕微鏡画像の結像位置２３５との距離を変えることで視度を変化させて、視度調整をすることができるようになっている。また、この視度調整に伴い移動する顕微鏡観察用接眼光学系２２４と一体に保持された、顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸２４２と平行なその他の画像観察用接眼光学系の光軸２４３よりも観察者の眼側に配置されたその他の画像観察用接眼光学系２２５も同時に移動するように構成されている。
顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳２３６とその他の画像観察用接眼光学系の射出瞳２４０の位置は、観察者がそれぞれの像を見ようとした際の瞳孔の位置に重なる関係になっており、観察者にとって両方の像とも非常に観察し易い状態となっている。
【０１４１】
また、本実施例では、顕微鏡画像観察用接眼光学系２２４を移動させて視度を−１（１／ｍ）に調整した際に、同時に移動するその他の画像観察用接眼光学系２２５も視度が−１（１／ｍ）になるように構成し、さらに、顕微鏡画像観察用接眼光学系２２４の焦点距離と、その他の画像観察用接眼光学系２２５の焦点距離とを共に２５ｍｍとしている。
【０１４２】
本実施例はこのように構成したので、図６０の状態から顕微鏡画像観察用接眼光学系２２４を移動させて視度調整しても、その他の画像観察用接眼光学系２２５も同時に移動するため、常に両方の接眼光学系の射出瞳どうしの位置関係が変化することが無い。よって、視度調整の影響を受けることなく、常に良好な両方の像の観察を観察者に提供することができる。
また、第２の小型ＬＣＤ２３７、その他の画像リレー光学系２３８は、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度調整に関係なく不動に構成することで、実体顕微鏡双眼鏡筒部ハウジング内部にこれらの移動スペースを確保する必要性をなくすことができ、小型化が可能となる。
【０１４３】
また、両方の接眼光学系は、ともに視度が−１（１／ｍ）の位置で一体に保持されているため、視度が−１（１／ｍ）の位置における両方の接眼光学系の視度のズレは生じない。また、両方の接眼光学系は同時に移動するため、移動量に対する視度の変化方向は一致し、かつ、両方の接眼光学系の焦点距離も一致しているため、接眼光学系の移動量に対する視度の変化量も一致し、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度を変化させても、常に顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度とその他の画像観察用接眼光学系の視度とが一致している。よって、観察者は、顕微鏡画像観察用接眼光学系の視度調整をするだけで、同時に適切な視度に調整されたその他の画像観察用接眼光学系での画像観察が達成され、また、両方の像の観察のし易さを良好に保つことができる。
なお、本実施例は、図６０では、第１の小型ＬＣＤに顕微鏡画像を表示し、第２の小型ＬＣＤにその他の画像を表示するように構成したが、第１の小型ＬＣＤのその他の画像を表示し、第２の小型ＬＣＤに顕微鏡画像を表示しても良いし、任意に表示画像を互いに切り替えるように構成しても良い。
【０１４４】
以上説明したように、本発明の実体顕微鏡は、特許請求の範囲に記載した特徴の他に下記のような特徴を有している。
【０１４５】
（１）顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系の一部をなす第一レンズと、前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を構成する第二レンズとが一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の実体顕微鏡。
【０１４６】
（２）前記第一レンズは中心部に形成された屈折レンズ部分であり、前記第二レンズは前記中心部を取り巻いて形成されたフレネルレンズ部分である上記（１）に記載の実体顕微鏡。
【０１４７】
（３）顕微鏡観察像を観察者の眼へ導く接眼光学系と前記画像を観察者の眼へ導く接眼光学系を構成するレンズの一部が共用されていて、該レンズの一部の面は一部分が反射面として他部分が透過面として使用されていることを特徴とする請求項１または上記（１）に記載の実体顕微鏡。
【０１４８】
（４）前記レンズは少なくとも一面が対称面を持たない曲面を有するプリズム状プラスチック成形レンズであって、前記反射面と透過面は前記曲面に形成されている上記（３）に記載の実体顕微鏡。
【０１４９】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像等各種の画像情報を互いの像情報を十分に得られない状態となってしまう程失うことなく適切且つ同時に観察者に提供することの出来る実体顕微鏡を提供することが出来る。
【０１６９】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、顕微鏡観察像と共に内視鏡画像やＣＴ・ＭＲ画像等各種の画像情報を互いの像情報を失うことなく適切且つ同時に観察者に提供することの出来る実体顕微鏡を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】顕微鏡観察画像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施例における鏡体部の概略構成を示す断面図である。
【図４】第２実施例による顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
【図５】  本発明の参考例としての第３実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部及び接眼部の光学配置を示す側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】第３実施例による顕微鏡観察像と画像表示手段に表示された画像の拡大像の配置を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施例における手術用顕微鏡システムの全体構成を示す説明図である。
【図９】第４実施例における手術用顕微鏡の鏡体部内部の光学配置を示す断面図である。
【図１０】  本発明の参考例としての第５実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部の断面図である。
【図１１】本発明の第６実施例における手術用顕微鏡の接眼部の断面図である。
【図１２】顕微鏡観察像と画像表示手段に表示される各種画像の拡大像との配置関係を例示した説明図である。
【図１３】本発明の第７実施例に係る手術用顕微鏡の外観斜視図である。
【図１４】第７実施例における双眼鏡筒部内の光学配置を示す断面図である。
【図１５】第７実施例による手術用顕微鏡の観察視野内の各種画像の様子を示す説明図である。
【図１６】本発明の第８実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部と接眼部内の光学配置を示す断面図である。
【図１７】第８実施例に係る手術用顕微鏡の接眼部光学系の斜視図である。
【図１８】第８実施例に係る手術用顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。
【図１９】  本発明の参考例としての第９実施例に係る手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内と接眼部の光学配置を示す断面図である。
【図２０】本発明の第１０実施例に係る手術用顕微鏡の概略側面図である。
【図２１】本発明の第１１実施例に係る手術用顕微鏡の鏡体部に内蔵される対物光学系や変倍光学系の光学配置を示す斜視図である。
【図２２】第１１実施例における手術用顕微鏡の双眼鏡筒部内の光学配置を示す拡大図である。
【図２３】図２２の平面図である。
【図２４】図２２の右側面図である。
【図２５】第１１実施例に係る手術用顕微鏡の接眼部内の光学配置を示す拡大図である。
【図２６】第１１実施例に係る手術用顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。
【図２７】第１２実施例に係る実体顕微鏡の光学配置を示す断面図である。
【図２８】第１３実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
【図２９】第１３実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
【図３０】第１４実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
【図３１】第１５実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
【図３２】第１５実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図３３】図３２の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図３４】第１６実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視している状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視している状態を示す。
【図３５】第１６実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図３６】図３５の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図３７】第１７実施例に係る手術用顕微鏡の光学系配置構成図である。
【図３８】  (a)は本発明の第１８実施例の基本構成との比較例を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより短い状態を示し、(b)は本発明の第１８実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフが顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフより長い状態を示す。
【図３９】第１８実施例に係る手術用顕微鏡の接眼光学系周辺の光学系配置構成図である。
【図４０】第１９実施例の基本構成を示す実体顕微鏡の接眼光学系の配置構成図であり、(a)は観察者が顕微鏡観察像を注視しているときの状態、(b)は観察者が画像表示手段に表示された画像を注視しているときの状態を示す。
【図４１】第１９実施例に係る手術用顕微鏡における観察者が顕微鏡像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図４２】図４１の顕微鏡における観察者が画像を注視しているときの状態を示す光学系配置構成図である。
【図４３】第２０実施例に用いるイエンチ式眼幅調整機構の説明図である。
【図４４】ジーテントップ式眼幅調整機構の説明図である。
【図４５】ジーテントップ式眼幅調整機構を備えた双眼鏡筒部の接眼光学系保持枠に、画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系を保持させて眼幅調整したときの左右の顕微鏡像及び画像の位置関係の変化を示す状態説明図である。
【図４６】第２０実施例に係る手術用顕微鏡の外観斜視図である。
【図４７】第２１実施例に係る手術用顕微鏡における、顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系と画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の両方の接眼光学系の射出瞳がともに最大になるように、射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示す、光学系配置構成図である。
【図４８】図４７の顕微鏡における、両方の接眼光学系の射出瞳がともに最小になるように、射出瞳の大きさを可変にする機構が作用している状態を示す光学系配置構成図である。
【図４９】第２２実施例に係る手術用顕微鏡のイエンチ式眼幅調整機構を有する双眼鏡筒部の光学系配置の正面図である。
【図５０】図４９の双眼鏡筒部の光学系を左側方よりみた図である。
【図５１】像を観察するときの観察者の瞳孔位置を示す接眼光学系の配置構成図である。
【図５２】図５１において、実体顕微鏡接眼光学系のみを視度調整できるようにした接眼光学系の配置構成図である。
【図５３】第２３実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図である。
【図５４】図５３の実体顕微鏡の双眼鏡筒分光学系の概略構成を示す断面図である。
【図５５】第２４実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
【図５６】第２５実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
【図５７】第２６実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概観構成を示す断面図である。
【図５８】第２７実施例に係る実体顕微鏡双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
【図５９】第２８実施例に係る実体顕微鏡の外観斜視図である。
【図６０】図５９の実体顕微鏡の双眼鏡筒部光学系の概略構成を示す断面図である。
【図６１】従来の実体顕微鏡の接眼鏡筒部分の断面図である。
【図６２】従来の実体顕微鏡の観察視野内に表われる画像の様子を示す説明図である。
【図６３】従来の実体顕微鏡の観察視野内に表われる各種画像の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１            顕微鏡鏡体部
２            双眼鏡筒部
３，３’，１８１，２２１        被観察物体
４            対物光学系
５            変倍光学系
６            結像光学系
７            顕微鏡像観察用接眼光学系
８            偏向手段
９            （第一の）画像表示手段
９’          第二の画像表示手段
９”          第三の画像表示手段
１０，１７３，１９６，２０３    画像観察用接眼光学系
１１          観察者
１２          アイポイント
１３          プラスチック成形レンズ
１４，４２    レンズ
１４ａ        レンズの第一面
１４ｂ        レンズの第二面
１４ｃ        レンズの第三面
１５          反射ミラー
１６          接眼部
１７          手術用顕微鏡の光源
１８          ライトガイドテーブル
１９          内視鏡
２０          内視鏡の光源
２１          ライトガイドケーブル
２２          カメラヘッド
２３          カメラヘッドのコントローラー
２４          超音波断層撮影プローブ
２５          超音波断層撮影プローブのコントローラー
２６          ナビゲーションシステム
２７          カメラアレイ
２８          コンピューター
２９          ＣＴシステム
３０          ＭＲＩシステム
３１          画像表示手段のコントローラー
３２          光路挿入手段
３３          画像挿入光学系
３４          ケーブル
３５          双眼鏡筒光学系
３６          接眼光学系の結像位置
３７，５１，７９，１０２，１４２，２０６，２３４，２３８
画像リレー光学系
３８          プリズム
３９，１８６  双眼鏡筒光学系の結像レンズ
４０，１８７  結像光束を偏向させるプリズム
４１          中間像位置
４２ａ        顕微鏡像観察用接眼光学系の一部をなすレンズ部分
４２ｂ        画像観察用接眼光学系部分
４３          ハウジング
４４          ビームスプリッター
４５          リレー光学系の前群
４６          リレー光学系の後群
４７          偏向プリズム
４８          画像挿入光学系
４９          撮影光学系
５０          ＣＣＤ等の固体撮像素子
５２          マイクロレンズアレイ
６１，７４，１１３，１３８，１５２
顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系
６２，６２'，８２，８４，９９，１１５，１３９，１６１
画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系
６３          互いの光軸の交点より接眼光学系寄りの領域
６４          互いの光軸の交点より接眼光学系寄りでない領域
６５          接眼光学系６１の射出瞳の中心位置
６５'，７５   顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置
６６          接眼光学系６２の射出瞳の中心位置
６６'，８３   画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳を配置する位置
６７，１７２  観察者の眼球
６８，１７６  観察者の瞳孔
６８'，１７７ 画像を注視している時の瞳孔
６９          眼球の回転中心
７０          手術用顕微鏡の鏡体部
７１、７１'，１００，１４７            結像光学系
７２          顕微鏡光路を偏向させるプリズム
７３          顕微鏡観察像の結像位置
７６，２００  反射型ＬＣＤ
７７，２０１  偏光ビームスプリッター
７８，２０２  ＬＥＤ
８０，２０７，２３５，２３９    画像の結像位置
８１，９８，１０３，１２０，１５０，１５１，１５４，１５５，１５９，１６０                    光路を偏向させるプリズム
８５，１５３，１９１，２３３，２３７   小型ＬＣＤ
８６          小型ＬＣＤ保持移動機構
８７，９２，９４，９５，９６，１０５，１１２，１１６，１１７
観察者の観察状態
８８          顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳
８９          画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系の射出瞳
９０，９７    観察者の瞳孔から眼球内へ入射する顕微鏡観察像の光束
９１，９３    観察者の瞳孔から眼球内へ入射する画像の光束
１０１          顕微鏡観察像を観察者が観察する場合の画角
１０４          画像を観察者が観察する場合の画角
１０６，１１０  顕微鏡観察像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフ
１０７，１０８，１１１        画像表示手段に表示された画像を観察者の眼へと導く接眼光学系のアイレリーフ
１０９          手術用顕微鏡双眼鏡筒の結像光学系部
１１４          プラスチック成形で加工され接眼光学系１１３の一部と接眼光学系１１５の一部とが一体となったレンズ
１１８          双眼鏡筒部結像光学系
１１９，１２２，１４８        光路を偏向させるミラー
１２０，１４９  シュミット型イメージローテーター
１２３          結像位置
１２４          接眼光学系
１２５          平行四辺形プリズム
１２６          平行四辺形プリズムに入射する光軸
１２７          眼幅を最小にしたときに観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像
１２８          眼幅を最小にしたときに観察者が左眼で観察する画像
１２９          眼幅を最小にしたときに観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像
１３０          眼幅を最小にしたときに観察者が右眼で観察する画像
１３１          眼幅を最大にしたときに観察者が左眼で観察する顕微鏡観察像
１３２          眼幅を最大にしたときに観察者が左眼で観察する画像
１３３          眼幅を最大にしたときに観察者が右眼で観察する顕微鏡観察像
１３４          眼幅を最大にしたときに観察者が右眼で観察する画像
１３５          手術用顕微鏡の鏡体部ハウジング
１３６          双眼鏡筒部ハウジング
１３７          接眼光学系部分を保持するメカ枠
１４０          光束散乱素子
１４１          光束散乱素子により拡大された接眼光学系の射出瞳
１４３          光束幅決定素子
１４４          光束幅決定素子により拡大された接眼光学系の射出瞳
１４５          光束散乱素子の移動により縮小された接眼光学系の射出瞳
１４６          光束幅決定素子により縮小された接眼光学系の射出瞳
１５６          画像投影光学系
１５７          コリメート光学系
１５８          コリメート光学系より射出するアフォーカル光束を結像する結像光学系
１６２          画像投影光学系の一部をそれぞれ構成しているコリメート光学系と結像光学系との間の光軸
１７１，１８４  実体顕微鏡接眼光学系
１７２          実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳
１７４          画像観察用接眼光学系の射出瞳
１８２，２２２  実体顕微鏡本体部
１８３，２２３  実体顕微鏡双眼鏡筒部
１８６          双眼鏡筒光学系の結像レンズ
１８８          実体顕微鏡観察像の結像位置
１８９，１９３，１９５，１９８，１９９，２０４，２０５，２０８，２０９，２１０，２４１，２４４  光学素子保持部
１９０          実体顕微鏡接眼光学系の射出瞳位置
１９２          画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
１９４          実体顕微鏡接眼光学系の射出光軸
１９７          画像観察用接眼光学系の光軸
２１１          ラック及びピニオン
２２４          顕微鏡画像観察用接眼光学系
２２５          その他の画像観察用接眼光学系
２２６          カメラコントロールユニット
２２７，２２８，２３０        映像信号ケーブル
２２９          コンピューター
２３１          撮像光学系
２３２          ＣＣＤ
２３６          顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
２４０          その他の画像観察用接眼光学系の射出瞳位置
２４２          顕微鏡画像観察用接眼光学系の射出光軸
２４３          その他の画像観察用接眼光学系の射出光軸
Ｉ            顕微鏡像
ＭＩ          顕微鏡観察像
ＭＩ'         視野から消えた顕微鏡観察像
ＲＩ，ＲＩ′，ＲＩ″        画像表示手段に表示された画像の拡大像
ＲＩ１        内視鏡画像の拡大像
ＲＩ２        ＣＴ・ＭＲ画像の拡大像
Ｏ１          顕微鏡像観察用接眼光学系の光軸
Ｏ２          画像観察用接眼光学系の光軸（又は接眼光学系が拡大する画像の中心と射出瞳の重心とを結ぶ光路）
Ｐ            光軸と光軸（又は光路）との交点
Ｑ            注視点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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