(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
術部を拡大し且つ立体的に観察可能な像として撮像するための、対物光学系と変倍光学系と結像光学系と撮像素子を含む、左眼用撮像光学系及び右眼用撮像光学系を有する医療用立体観察装置において、
前記２つの撮像光学系の光軸の交点が、奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置よりも撮像側に位置し、
前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、低倍時において前記２つの撮像光学系の光軸の交点よりも物体側に位置するようにするとともに、
前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、前記変倍光学系による変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点と、前記低倍時における前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置との間を所定量移動すると共に、且つ、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置に位置するようにしたことを特徴とする医療用立体観察装置。
【請求項２】
前記変倍光学系の変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点を物体側に移動させる、交点位置移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の医療用立体観察装置。
【請求項３】
前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に連動する前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置の移動により生じる、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置とのずれを相殺するように、前記２つの撮像光学系の光軸の交点を移動させることを特徴とする請求項２に記載の医療用立体観察装置。
【請求項４】
第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、
前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、次の式を満足しながら、前記変倍光学系の変倍に連動して移動することを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の医療用立体観察装置。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【請求項５】
前記変倍光学系の変倍に連動して、前記結像光学系を該結像光学系の光軸に沿って移動させる結像光学系移動手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の医療用立体観察装置。
【請求項６】
第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、
前記結像光学系移動手段が、次の式を満足しながら、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置を、前記変倍光学系の変倍に連動して移動させることを特徴とする請求項５に記載の医療用立体観察装置。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【請求項７】
前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に連動して、前記２つの撮像光学系を、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置を結ぶ直線に沿って移動させることを特徴とする請求項２に記載の手術用立体画像観察装置。
【請求項８】
第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、
前記２つの撮像光学系を、次の式を満足しながら、前記変倍光学系の変倍に連動して移動させることを特徴とする請求項７に記載の医療用立体観察装置。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【請求項９】
前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度が、低倍から高倍までの変倍状態において、一定に固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の医療用立体観察装置。
【請求項１０】
前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に対応して前記２つの撮像光学系の観察光軸の交点までの光軸上の距離ｌがｌ’に移動した場合に、前記２つの撮像光学系の光軸の交点の位置を（ｌ−ｌ’）ｃｏｓθ／２移動させることを特徴とする請求項２に従属する請求項９に記載の医療用立体観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外科手術、特に脳神経外科、耳鼻咽喉科、整形・形成外科、産婦人科、あるいは眼科などにおいて使用される医療用立体観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、両眼視差の原理を用いて視差のある両眼の映像を観察し融像させることによって立体映像を得ることが知られている。このような立体観察装置は、一般に視差のある映像を撮像する撮像部と、撮像部で撮像した視差のある映像を表示して観察者に立体的に融像させる映像表示部からなる。
【０００３】
撮像部は、例えば次の特許文献１に開示されているように、一般に、左眼用及び右眼用に２つの撮像光学系５１Ｌ，５１Ｒを有し、観察対象５２における観察を所望する位置に左眼用及び右眼用それぞれの撮像光学系のピント位置を合わせて、視差のある映像を撮像する。このとき、左眼用及び右眼用それぞれの撮像光学系５１Ｌ，５１Ｒにおけるピント位置ＰＬ，ＰＲと、光軸の交点Ｑは一致している（図１３参照）。
【特許文献１】特開平８−２０１９４０号公報
【０００４】
また、映像表示部としての立体映像の表示装置にもさまざまなものが公知となっている。例えば、観察光学系やシャッタ機能を備えた眼鏡などを、顔面に装着することなく立体画像観察が可能な表示装置が、次の特許文献２に開示されている。
【特許文献２】特開２００３−２３３０３１号公報
【０００５】
特許文献２に記載の映像表示装置では、左眼用及び右眼用の投影光学系５３Ｌ，５３Ｒにより表示パネル面５４に左眼用及び右眼用の映像を投影し、観察者の左右の眼ＥＬ，ＥＲの位置に左右の映像を集光することで、集光された視差のある左右の映像を観察し融像することで立体観察を行うことができるようになっている（図１４参照）。
この映像表示装置では、左眼用及び右眼用の投影光学系５３Ｌ，５３Ｒの光軸は、表示パネル面５４上で交差、反射する。そして、表示パネル面５４で反射された左眼用及び右眼用の投影光学系５３Ｌ，５３Ｒの光は、観察者の左右の眼ＥＬ，ＥＲの位置に集光される。このとき、撮像部で撮像された観察対象における観察を所望する位置に合わせられたピント位置ＰＬ，ＰＲは表示パネル面５４上に再現されることになる。
【０００６】
一方、従来、脳神経外科等においては、微細な術部の拡大観察を行うために手術用顕微鏡が使用されている。脳のように微細な組織からなる器官は、その構造組織を肉眼で識別することが困難であるために、器官の処置は顕微鏡下で行われる。しかも、脳神経外科の手術では、ごく狭い領域で、血管や神経といった非常に重要でかつデリケートな組織を対象として、それらの観察だけでなく、血管や神経を繋いだり、血管や神経をよけて腫瘍を取り除いたりという処置を行うために、立体観察を行えるようにすることが重要になる。そして、このような医療環境においては、例えば、図１５に示すように、脳の術部などの観察対象は、孔状で奥行きのある形状をしたものが多い。
【０００７】
ここで、上述したような立体観察装置でこの術部を観察する場合を考える。術部の孔の底にピント位置ＰＬ，ＰＲをあわせて撮像すると、術部の孔の底面よりも手前側の像は、図１６に示すように、表示パネル面５４位置よりも手前に再現されることになる。
【０００８】
一般に、表示パネル面上に投影された左眼用及び右眼用の映像の視差には、観察者の左右の眼で融像できる限界がある。ピント位置が合わされた観察対象における所望の深さ位置の面（ピント面）から深さ方向へ離れた位置での視差量は、ピント面から離れれば離れるほど大きくなる。このため、表示パネルに再現される立体空間には、融像限界となる視差量による空間の制限ができる。表示パネル面上での視差量の融像限界を、表示される表示パネル面に対して再現される空間に対応させると、図１７に示すようになる。
【０００９】
図１７に示すように、上述した従来の立体観察装置は、孔状の術部を観察する場合、表示パネル５４に対して手前しか術部が再現されないため、表示パネル５４の向こう側（奥側）での像の再現空間を有効に利用できていない。また、脳の深部に達するような深い孔を観察した場合は、その孔の入り口付近は、融像限界を超えた位置に再現されることになるため、観察者が観察しようとすると眼の疲労の原因となる。
【００１０】
また、立体観察装置においては、奥行きのある観察対象を観察中に電子ズームをかけた場合、撮像部で撮像された左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置から離れた位置での観察対象の表示パネル面上での視差量は、電子ズームに応じて大きくなり、観察者が融像困難になる。
これを防ぐため、従来、例えば、次の特許文献３に開示されているように、観察対象と焦点位置との距離を計算し、その距離に応じて表示映像の位置を移動して、容易に融像を行うことができるようにした立体撮像装置が提案されている。
【特許文献３】特開平０９−３７３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献３に開示されている立体観察装置のような電子ズームは、解像度が低い。しかるに、手術のような、緻密な作業を行う場合、高解像に拡大観察できることが求められる。このため、従来の立体観察装置では、特許文献３に開示されている立体観察装置のような電子ズームを用いて拡大観察をしても、緻密な作業を行うことができないという問題がある。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、観察を所望する部位が狭い孔状の領域であっても、融像可能範囲を有効に利用でき、観察者に与える疲労を極力軽減して、高解像の拡大像を立体観察させることのできる医療用立体観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明による医療用立体観察装置は、術部を拡大し且つ立体的に観察可能な像として撮像するための、対物光学系と変倍光学系と結像光学系と撮像素子を含む、左眼用撮像光学系及び右眼用撮像光学系を有する医療用立体観察装置において、前記２つの撮像光学系の光軸の交点が、奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置よりも撮像側に位置し、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、低倍時において前記２つの撮像光学系の光軸の交点よりも物体側に位置するようにするとともに、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、前記変倍光学系による変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点と、前記低倍時における前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置との間を所定量移動すると共に、且つ、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置に位置するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記変倍光学系の変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点を物体側に移動させる、交点位置移動手段を有するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に連動する前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置の移動により生じる、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置とのずれを相殺するように、前記２つの撮像光学系の光軸の交点を移動させるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、次の式を満足しながら、前記変倍光学系の変倍に連動して移動するのが好ましい。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【００１７】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記変倍光学系の変倍に連動して、前記結像光学系を該結像光学系の光軸に沿って移動させる結像光学系移動手段を有するのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、前記結像光学系移動手段が、次の式を満足しながら、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置を、前記変倍光学系の変倍に連動して移動させるのが好ましい。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【００１９】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に連動して、前記２つの撮像光学系を、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置を結ぶ直線に沿って移動させるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、第１の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ、第１の変倍状態とは倍率の異なる第２の変倍状態における前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度をθ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置から前記２つの撮像光学系の光軸の交点までの光軸上の距離をｌ’、前記２つの撮像光学系のそれぞれの変倍光学系の倍率をβ’としたとき、前記２つの撮像光学系を、次の式を満足しながら、前記変倍光学系の変倍に連動して移動させるのが好ましい。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
【００２１】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記２つの撮像光学系の光軸が交差する角度が、低倍から高倍までの変倍状態において、一定に固定されているのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の医療用立体観察装置においては、前記交点位置移動手段が、前記変倍光学系の変倍に対応して前記２つの撮像光学系の観察光軸の交点までの光軸上の距離ｌがｌ’に移動した場合に、前記２つの撮像光学系の光軸の交点の位置を（ｌ−ｌ’）ｃｏｓθ／２移動させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、観察を所望する部位が狭い孔状の領域であっても、融像可能範囲を有効に利用でき、観察者に与える疲労を極力軽減して、高解像の拡大像を立体観察させることのできる医療用立体観察装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上述したように、従来の立体観察装置では、術部のような、観察対象が孔状の形状の観察対象を観察する場合、融像限界の範囲内の領域を有効に利用できていなかった。
そこで、本件出願人は、まず、観察対象が孔状の形状をしているような場合に、融像限界の範囲内の領域を有効に利用し、観察者が常に楽に立体観察を行うことができるようにするために、次の図１８に示すような方法について検討した。
【００２５】
図１８は撮像部における左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交点と観察対象との位置関係、及び映像表示部において再現される観察像と表示パネルとの位置関係を示す説明図であり、(a)は従来の立体観察装置の撮像部における左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交点と観察対象との位置関係、(b)は(a)の再現される観察像と表示パネルとの位置関係、(c)は左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交差位置との相対的な位置をずらした状態における位置関係、(d)は(c)の状態の撮像部で撮像され、再現される観察像と表示パネルとの位置関係を示している。図１８(c)中、ｍは左眼用及び右眼用の撮像光学系において最も観察対象側に位置する対物レンズの主点から左眼用及び右眼用の撮像光学系の光軸の交点Ｑまでの距離、Ｍはその対物レンズの主点から左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれの焦点までの距離(焦点距離)を示している。図１９は図１８(c)と同様の構成における表示パネルにおいて再現される像のピント位置、と融像が容易で見易い範囲との位置関係を示す説明図である。
【００２６】
図１８(c)，(d)に示すように、左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置ＰＬ，ＰＲを、撮像光学系の光軸の交点Ｑよりも観察対象側にずらす（言い換えれば、Ｍ＞ｎとなるようにする）と、観察対象におけるピントの合った部位が表示パネルの表示面よりも常に奥側に再現されることになる。このため、図１９に示すように、表示パネルに対して、融像が容易で見易い範囲を最大限に活用することが可能になる。
【００２７】
しかし、図１８(c)に示すように、撮像部において、左眼用及び右眼用の撮像光学系の焦点位置ＰＬ，ＰＲを、これら２つの撮像光学系の光軸の交点Ｑよりも観察対象側にずらした構成とした場合、左眼用及び右眼用のそれぞれの撮像光学系のピント位置ＰＬ，ＰＲを中心に左眼用及び右眼用の撮像光学系を介した変倍が行われることになる。ここで、低倍から高倍へ変倍する場合を考えると、図２０(b)に示すように、表示部では、観察対象側での２つの撮像光学系のピント位置ＰＬ，ＰＲが変化しないで、表示パネル面上に投影される映像が拡大されて、観察対象の映像は融像が容易で見易い範囲の外において再現されることになる。このため、表示パネル面上での左眼用画像と右眼用画像の視差量が増大して、融像限界を超えてしまい、観察者が著しく疲労してしまうという問題が生じる。
【００２８】
そこで、本件出願人は、狭い孔状の領域を観察するような場合において、融像可能範囲を有効に利用するために、左右の撮像光学系の焦点位置を、撮像光学系の光軸の交点よりも観察対象側にずらした構成として変倍を行っても、観察者が疲労をすることなく楽に立体観察を行うことができるようにするために本発明の医療用立体観察装置を想到するに至った。
【００２９】
即ち、本発明の医療用立体観察装置では、術部を拡大し且つ立体的に観察可能な像として撮像するための、対物光学系と変倍光学系と結像光学系と撮像素子を含む、左眼用撮像光学系及び右眼用撮像光学系を有する医療用立体観察装置において、前記２つの撮像光学系の光軸の交点が、奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置よりも撮像側に位置し、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、低倍時において前記２つの撮像光学系の光軸の交点よりも物体側に位置するようにするとともに、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、前記変倍光学系による変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点と、前記低倍時における前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置との間を所定量移動すると共に、且つ、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置に位置するようにした。
【００３０】
このようにすれば、左右の撮像光学系の焦点位置を、撮像光学系の光軸の交点よりも観察対象側にずらしたので、狭い穴状の領域を観察するような場合において、融像可能範囲を有効に利用することができる。しかも、変倍を行っても、前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置が、前記変倍光学系による変倍に連動して、前記２つの撮像光学系の光軸の交点と、前記低倍時における前記２つの撮像光学系のそれぞれのピント位置との間を所定量移動して、前記奥行きのある被観察物体における観察を所望する所定の深さ位置に位置するようにしたので、表示パネル面上に投影される映像が拡大しても、観察対象の映像を融像が容易で見易い範囲において再現させることができ、表示パネル面上での左眼用画像と右眼用画像の視差量を融像限界を超えない範囲に抑えることができる。
従って、本発明の医療用立体観察装置によれば、融像可能範囲を有効に利用でき、かつ、変倍を行っても、観察者は疲労をすることなく楽に立体観察を行うことができる。
【００３１】
以下、上述した本発明の構成及び作用効果につき、実施形態を用いて詳細に説明する。
第一実施形態
図１は本発明の各実施形態の医療用立体観察装置に共通の基本構成を示す説明図、図２は第一実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図３は第一実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図４は第一実施形態の医療用立体観察装置における変倍による左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置、及び２つの撮像光学系の光軸の交点の位置を示す説明図であり、(a)は低倍時での位置、(b)は変倍（高倍時）による左右の光軸上のピント位置が２つの撮像光学系の光軸の交点の位置に対して移動した状態、(c)は高倍時での位置を示している。図５は第一実施形態の医療用立体観察装置において、表示されるパネル面と再現される術部との関係を示す説明図であり、(a)は低倍時における状態、(b)は高倍時における状態を示している。
【００３２】
本発明の医療用立体観察装置は、立体画像撮像装置１と、立体画像表示装置２とを備えて構成されている。
立体画像撮像装置１は、左眼用及び右眼用の画像を撮像するための撮像光学系を備えた鏡体部１１と、鏡体部１１を移動自在に支持する、例えば、多関節アームなどの支持手段１２を備えている。
左眼用及び右眼用の撮像光学系は、対物光学系と、変倍光学系と、結像光学系と、撮像素子を含んでおり（図１において省略）、術部などの観察対象を拡大して３次元観察可能な電子画像として撮像するように構成されている。
【００３３】
立体画像表示装置２は、立体画像撮像装置１を介して撮像された左眼用及び右眼用の画像を投影するための、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒと、表示パネル２２と、画像投影機２１Ｌ，２１Ｒと表示パネル２２とを移動自在に支持する、例えば、多関節アームなどの支持手段２３を備えている。
【００３４】
左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒは、それぞれ画像表示素子と投影レンズを有する投影光学系（図示省略）を内蔵している。そして、それぞれの射出光軸ＯＬ，ＯＲが表示パネル２２の表示面の中心Ｓで一致するように配置されており、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒからのそれぞれの観察像を一致させて表示パネル２２上に投影するようになっている。
表示パネル２２は、例えばフレネル凹面鏡と拡散板を有して構成されている（図示省略）。
そして、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒの投影光学系の射出瞳が、表示パネル２２のフレネル凹面鏡のレンズ作用と、拡散板の光拡散作用により、表示パネル２２の表示面の中心Ｓから所定の距離離れた位置に拡大され、左右に分離された状態で形成されるようになっている。
そして、左右の射出瞳内に観察者（術者）Ｄの左右の眼ＥＬ，ＥＲが入るようにすることにより、表示パネル２２を見ている観察者Ｄの左眼ＥＬには、反射光軸ＷＬを中心として左眼用の画像投影機２１Ｌからの観察像が導かれ、観察者Ｄの右眼ＥＲには、反射光軸ＷＲを中心として右眼用の画像投影機２１Ｒからの観察像が導かれる。
その結果、左眼用及び右眼用の画像投影機２１Ｌ，２１Ｒから表示パネル２２に投影された観察像が、観察者Ｄによって３Ｄ（立体観察）されるようになっている。
これらの構成は各実施形態において共通である。
【００３５】
第一実施形態の医療用立体観察装置は、図２に示すように、立体画像撮像装置１における鏡体部１１の内部に、左右の眼に共通の１つの対物光学系１１ａと、左眼用及び右眼用の２つの変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲと、左眼用及び右眼用の２つの結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲと、左眼用及び右眼用の２つの撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲと、対物レンズ保持部材１１ｅと、変倍レンズ保持部材１１ｆ１，１１ｆ２と、ガイド部材１１ｇと、対物レンズガイド軸１１ｈと、変倍レンズガイド軸１１ｉ，１１ｊと、カム軸１１ｋと、モータ１１ｌを有している。
そして、対物光学系１１ａと、左眼用変倍光学系１１ｂＬと、左眼用結像光学系１１ｃＬと、左眼用撮像素子１１ｄＬとで左眼用撮像光学系１１Ｌを構成するとともに、対物光学系１１ａと、右眼用変倍光学系１１ｂＲと、右眼用結像光学系１１ｃＲと、右眼用撮像素子１１ｄＲとで左眼用撮像光学系１１Ｒを構成している。
また左眼用及び右眼用の変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲ、結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲ、撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲは、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に対して平行な撮像側の光軸Ｏ２，Ｏ３上に配置されている。
【００３６】
対物光学系１１ａは、凸レンズで構成されており、入射した光を平行光として射出する機能を備えている。
左眼用及び右眼用の変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲは、それぞれレンズ群１１ｂＬ１，１１ｂＬ２、１１ｂＲ１，１１ｂＲ２、１１ｂＬ３，１１ｂＲ３を有して構成されている。
左眼用及び右眼用の結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲは、それぞれ、結像レンズで構成されている。そして、左眼用及び右眼用の結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲは、左眼用及び右眼用の撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲに術部の観察像を結像する機能を備えている。
左眼用及び右眼用の撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲは、ＣＣＤなどで構成されている。
【００３７】
対物レンズ保持部材１１ｅは、対物光学系１１ａを保持している。
変倍レンズ保持部材１１ｆ１は、左眼用及び右眼用の第２レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＲ２を保持している。変倍レンズ保持部材１１ｆ２は、左眼用及び右眼用の第３レンズ群１１ｃＬ３，１１ｃＲ３を保持している。
ガイド部材１１ｇは、対物光学系１１ａの撮像側の光軸１，Ｏ２，Ｏ３に平行に配置された棒状部材で構成されている。そして、ガイド部材１１ｇは、対物レンズ保持部材１１ｅの一端部に設けられた孔１１ｅａ、変倍レンズ保持部材１１ｆ１の一端部に設けられた孔１１ｆ１ａ、及び変倍レンズ保持部材１１ｆ２の一端部に設けられた孔１１ｆ２ａに挿通しており、対物レンズ保持部材１１ｅ、変倍レンズ保持部材１１ｆ１，１１ｆ２に保持された対物レンズ、変倍レンズを対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に沿って（ここでは平行に）ガイドすることができるように構成されている。
【００３８】
ガイド軸１１ｈ，１１ｉ，１１ｊは、対物レンズ保持部材１１ｅの他端部１１ｅｂ、変倍レンズ保持部材１１ｆ１，１１ｆ２の他端部１１ｆ１ｂ，１１ｆ２ｂにそれぞれ固定されるとともに、それぞれの自由端が、カム軸１１ｋに設けられているガイド溝１１ｋ１，１１ｋ２，１１ｋ３の所定部位にそれぞれ嵌入されている。そして、カム軸１１ｋが回転したときに、ガイド溝１１ｋ１，１１ｋ２，１１ｋ３を介して所定方向にガイドされることによって、ガイド部材１１ｇと相俟って、対物レンズ保持部材１１ｅ、変倍レンズ保持部材１１ｆ１，１１ｆ２を、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に沿って（ここでは平行に）移動させる力を伝達する機能を備えている。
ガイド溝１１ｋ１，１１ｋ２，１１ｋ３は、それぞれ、対物レンズ保持部材１１ｅ、変倍レンズ保持部材１１ｆ１，１１ｆ２をそれぞれ所定の方向（観察対象、即ち術部へ近づく方向又は遠ざかる方向）へ所定量移動させることができるように、所定の角度で所定の方向に螺旋状に形成されている。
モータ１１ｌは、カム軸１１ｋを回動するように構成されている。
そして、モータ１１ｌの駆動により、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの第２及び第３レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＬ３、１１ｂＲ２，１１ｂＲ３、対物光学系１１ａが、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に平行に所定量移動することで変倍及びピント位置の調整が行われるようになっている。
【００３９】
左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒの観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａは、観察対象におけるピント面（術部において観察者が観察を所望する位置）よりも撮像側で交差している。また、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれのピント位置ＰＬ，ＰＲが、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを介した変倍に連動して、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑと低倍時におけるピント位置ＰＬ０，ＰＲ０との間を移動するようになっている。そして、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、変倍時において常にピント面に位置するようになっている。
【００４０】
この点について図２〜図４を用いて詳しく説明する。
図２は低倍時での状態を示している。左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸の交点Ｑは、観察対象におけるピント面よりも撮像側に位置している。また、このときの左右の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのピント位置ＰＬ，ＰＲは、ピント面上における所定位置ＰＬ０，ＰＲ０にそれぞれ位置している。
この状態において、術者が図示しない変倍スイッチを押すと、モータ１１ｌが駆動して、カム軸１１ｋが回転し、ガイド溝１１ｋ１，１１ｋ２，１１ｋ３を介してガイド軸１１ｈ，１１ｉ，１１ｊが所定方向に移動し、図３に示すように、対物光学系１１ａ、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲにおける第２及び第３レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＬ３、１１ｂＲ２，１１ｂＲ３が、低倍時における破線の位置から実線で示す位置へと移動する。
【００４１】
ここで、通常の変倍光学系のみを移動させて変倍した場合を考える。その場合には、ピント位置は低倍時と変わらないで倍率のみが大きくなることになる。すると、図２０で示したように、左眼用画像と右眼用画像の視差量が大きくなりすぎて融像できなくなってしまい易い。
これに対し、第一実施形態の医療用立体観察装置では、上述したように、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを介した変倍に連動して、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれのピント位置ＰＬ，ＰＲは、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑと低倍時におけるピント位置ＰＬ０，ＰＲ０との間を移動するようになっている。そして、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、変倍時において常にピント面に位置するようになっている。このため、表示パネル面上での視差量を融像可能な範囲に保つことができる。
【００４２】
この変倍時における倍率とピント位置との関係を説明する。図２に示した低倍時における倍率をβ、２つの撮象光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑからピント面までの距離をｌ、図３に示した高倍時における倍率をβ’、２つの撮象光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑからピント面までの距離をｌ’とする。また、２つの光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａが交差する角度をθとすると、第一実施形態の医療用立体観察装置では、この角度θは、変倍とは無関係に一定となる。このとき、次式が成り立つ。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ／２）
そして、第一実施形態の医療用立体観察装置では、低倍から高倍への変倍において、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑを観察対象側に移動させることによって、ピント位置ＰＬ，ＰＲを常にピント面に位置させるようにしている。
【００４３】
この変倍によるピント位置の調整動作を図４、及び図５を用いてさらに詳しく説明する。
図２に示した低倍の状態では、左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのピント位置ＰＬ，ＰＲは、図４(a)に示すように、ピント面上の位置ＰＬ０，ＰＲ０に位置している。この状態から図３に示すように高倍へと変倍すると、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、図４(b)に示すように、ピント面から交点Ｑに近づいた所定の位置ＰＬ１，ＰＲ１に移動する。これにより、パネル面上での視差量を融像可能な一定量に保って観察対象の像を再現することができる。ただし、ピント面よりも手前にピント位置がずれると、観察を所望する深さ位置での観察像にボケが生じることになる。そこで、この像のボケを防ぐために、低倍から高倍への変倍動作と同時に、図４(c)に示すように、変倍によって撮像側に移動したピント位置ＰＬ，ＰＲの移動量分、対物光学系１１ａを観察対象側へ移動することによって、図４(b)に示した交点Ｑとピント位置ＰＬ１，ＰＲ１との相対的な位置関係を保ちながら、ピント位置ＰＬ，ＰＲをピント面に一致させている。
なお、この像ボケの解消のために、第一実施形態では、対物光学系１１ａのみを変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを介した変倍に連動して移動するようにしたが、鏡体部１１全体を移動するようにしてもよい。
【００４４】
この低倍から高倍へと変倍して撮像した像の表示パネル２２面上での再現状態について説明する。
図４(a)で示した低倍時において撮像され、表示パネル２２面上に再現される術部の像が図５(a)であるとする。図４(c)で示した高倍時において撮像した術部の像は、図５(b)に実線で示すように、ピント位置が低倍時と同じであって、かつ、低倍時のピント面に一致した状態で拡大して再現される。
このため、第一実施形態の医療用立体観察装置によれば、撮像時の変倍の倍率が異なっても、撮像した左眼用及び右眼用の像を、視差量を融像限界の範囲内に抑えて表示パネル２２面上に再現することができ、観察者は、楽に融像して観察することができる。
【００４５】
また、第一実施形態の医療用立体観察装置によれば、対物光学系１１ａを移動させても２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２，Ｏ３の交差角度が変化しないため、倍率の変化にかかわらず、立体感が一定の観察像が得られる。
【００４６】
第二実施形態
図６は本発明の第二実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図７は第二実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【００４７】
第二実施形態の医療用立体観察装置では、立体画像撮像装置１における鏡体部１１内部の対物光学系１１ａは、凹レンズで構成されており、入射した光を発散する光として射出する機能を備えている。また、左眼用及び右眼用の変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲ、結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲ、撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲは、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に対して傾斜した撮像側の光軸Ｏ２’，Ｏ３’上に配置されている。また、対物光学系１１ａと、左眼用変倍光学系１１ｂＬ、右眼用変倍光学系１１ｂＲとでそれぞれ別個にガイド、ガイド軸、カム、モータ、エンコーダを備えている。
【００４８】
対物光学系ガイド部材１１ａｇは、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に平行に配置された棒状部材で構成されている。そして、対物光学系ガイド部材１１ａｇは、対物レンズ保持部材１１ｅの一端部に設けられた孔１１ｅａに挿通しており、対物レンズ保持部材１１ｅに保持された対物レンズを対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に沿って平行にガイドすることができるように構成されている。
対物光学系ガイド軸１１ｈは、対物レンズ保持部材１１ｅの他端部１１ｅｂに固定されるとともに、自由端が対物光学系カム軸１１ａｋに設けられている対物光学系ガイド溝１１ａｋ１の所定部位にそれぞれ嵌入されており、対物光学系カム軸１１ａｋが回転したときに、対物光学系ガイド溝１１ａｋ１を介して所定方向にガイドされることによって、対物光学系ガイド部材１１ａｇと相俟って、対物レンズ保持部材１１ｅを、対物光学系１１ａの中心光軸に沿って平行に移動させる力を伝達する機能を備えている。
対物光学系ガイド溝１１ａｋ１は、対物レンズ保持部材１１ｅを所定の方向（観察対象、即ち術部へ近づく方向又は遠ざかる方向）に所定量移動させることができるように、所定の角度で所定の方向に螺旋状に形成されている。
対物光学系モータ１１ａｌは、対物光学系カム軸１１ａｋを回動するように構成されている。
対物光学系エンコーダ１１ａｍは、対物光学系モータ１１ａｌの駆動による対物光学系カム軸１１ａｋの回動量を検出するように構成されている。対物光学系エンコーダ１１ａｍで検出された回動量の信号は、図示省略された制御部にフィードバックされ、例えば対物光学系モータ１１ａｌの駆動停止などの制御に利用されるようになっている。
【００４９】
左眼用及び右眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＬ，１１ｇＲは、それぞれ対物光学系１１ａの撮像側の光軸Ｏ２’，Ｏ３’に平行に配置された棒状部材で構成されている。そして、左眼用及び右眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＬ，１１ｇＲは、それぞれ左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ１Ｒの一端部に設けられた孔１１ｆ１ａＬ，１１ｆ１ａＲ、及び左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ２Ｌ，１１ｆ２Ｒの一端部に設けられた孔１１ｆ２ａＬ，１１ｆ２ａＲに挿通しており、左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌ、１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒに保持された左眼用及び右眼用変倍レンズをそれぞれ左眼用及び右眼用変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの光軸（ここでは、対物光学系１１ａの撮像側の光軸Ｏ２’，Ｏ３’に一致している）に沿ってガイドすることができるように構成されている。
【００５０】
左眼用及び右眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＬ，１１ｊＬ、１１ｉＲ，１１ｊＲは、左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌ、１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒの他端部１１ｆ１ｂＬ，１１ｆ２ｂＬ、１１ｆ１ｂＲ，１１ｆ２ｂＲに固定されるとともに、自由端が、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲに設けられている左眼用及び右眼用変倍レンズガイド溝１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ、１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒの所定部位にそれぞれ嵌入されている。そして、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲが回転したときに、左眼用及び右眼用変倍レンズガイド溝１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ、１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒを介して所定方向にガイドされることによって、左眼用及び右眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＬ，１１ｇＲと相俟って、左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌ、１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒを、左眼用及び右眼用変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの光軸（ここでは、対物光学系１１ａの撮像側の光軸Ｏ２’，Ｏ３’に一致している）に沿って移動させる力を伝達する機能を備えている。
【００５１】
左眼用及び右眼用変倍レンズガイド溝１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ、１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒは、左眼用及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌ、１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒを所定の方向（観察対象、即ち術部へ近づく方向又は遠ざかる方向）に所定量移動させるように、所定の角度で所定の方向に螺旋状に形成されている。
左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬ，１１ｌＲは、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲを回動するように構成されている。
左眼用及び右眼用変倍量検出用エンコーダ１１ｍＬ，１１ｍＲは、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬ，１１ｌＲの駆動による左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲの回動量を検出するように構成されている。
【００５２】
そして、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬ，１１ｌＲ、対物光学系モータ１１ａｋの駆動により、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの第２及び第３レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＬ３、１１ｂＲ２，１１ｂＲ３、対物光学系１１ａが、それぞれの光軸Ｏ２’，Ｏ３’，Ｏ１に沿って所定量移動することで変倍及びピント位置の調整が行われるようになっている。
【００５３】
左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｒ，１１Ｌの観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’は、観察対象におけるピント面（術部において観察者が観察を所望する位置）よりも撮像側で交差している。また、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれのピント位置ＰＬ，ＰＲが、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを介した変倍に連動して、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑと低倍時におけるピント位置ＰＬ０，ＰＲ０との間を移動するようになっている。そして、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、変倍時において常にピント面に位置するようになっている。
【００５４】
図６は低倍時での状態を示している。左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑは、観察対象におけるピント面よりも撮像側に位置している。また、このときの左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのピント位置ＰＬ，ＰＲは、ピント面上における所定位置ＰＬ０，ＰＲ０にそれぞれ位置している。
この状態において、術者が図示しない変倍スイッチを押すと、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬ，１１ｌＲが駆動して、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲが回転し、左眼用及び右眼用変倍レンズガイド溝１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ、１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒを介して左眼用及び右眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＬ，１１ｊＬ、１１ｉＲ，１１ｊＲが所定方向に移動し、図７に示すように、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲにおける第２及び第３レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＬ３、１１ｂＲ２，１１ｂＲ３が、低倍時における破線の位置から実線で示す位置へと移動する。これにより変倍が行われる。
【００５５】
このとき、左眼用及び右眼用変倍量検出用エンコーダ１１ｍＬ，１１ｍＲが、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲの回転量を検出して図示しない制御部に信号として送信する。制御部は、入力された信号に応じて、対物光学系１１ａの移動量を算出するとともに、算出した所定量の移動に必要な対物光学系モータ１１ａｌの回転数を算出し、算出し回転数の信号を対物光学系モータ１１ａｌに送信する。対物光学系モータ１１ａｌは、送信された回転量に基づいて駆動し、対物光学系カム軸１１ａｋが回転し、対物光学系ガイド溝１１ａｋ１を介して対物光学系ガイド軸１１ｈが所定方向に移動し、図７に示すように、対物光学系１１ａが、低倍時における破線の位置から実線で示す位置へと移動する。
【００５６】
ここで、第二実施形態の医療用立体観察装置における対物光学系１１ａの移動量は、次のようにして求めることができる。
第二実施形態の医療用立体観察装置においても、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの変倍に連動して、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのそれぞれのピント位置ＰＬ，ＰＲは、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑと低倍時におけるピント位置ＰＬ０，ＰＲ０との間を移動するようになっている。そして、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、変倍時において常にピント面に位置するようになっている。このため、表示パネル面上での視差量を融像可能な範囲に保つことができる。
【００５７】
この変倍時における倍率とピント位置との関係を説明する。
第二実施形態の医療用立体観察装置では、左眼用及び右眼用の変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲ、結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲ、撮像素子１１ｄＬ，１１ｄＲが、対物光学系１１ａの中心光軸Ｏ１に対して傾斜した撮像側の光軸Ｏ２’，Ｏ３’上に配置されている。このため、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲによる変倍に応じて、左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交差する角度が変化する。例えば、図６に示した低倍時における倍率をβ、２つの撮象光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑからピント面までの距離をｌ、２つの光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’が交差する角度をθ、図７に示した高倍時における倍率をβ’、２つの撮象光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑからピント面までの距離をｌ’２つの光軸Ｏ２’ａ，Ｏ３ａ’が交差する角度をθ’とする。このとき、次式が成り立つ。
ｌ・β・ｓｉｎ（θ／２）＝ｌ’・β’・ｓｉｎ（θ’／２）
そして、第二実施形態の医療用立体観察装置では、低倍から高倍への変倍において、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交点Ｑを物体側に移動させることによって、ピント位置ＰＬ，ＰＲを常にピント面に位置させるようにしている。
【００５８】
この変倍によるピント位置の調整動作は、図４、及び図５を用いて説明したのと同様である。
図６に示した低倍の状態では、左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのピント位置ＰＬ，ＰＲは、図４(a)に示すように、ピント面上の位置ＰＬ０，ＰＲ０に位置している。この状態から図７に示すように高倍へと変倍すると、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、図４(b)に示すように、ピント面から交点Ｑに近づいた所定の位置ＰＬ１，ＰＲ１に移動する。これにより、パネル面上での視差量を融像可能な一定に保って観察対象の像を再現することができる。ただし、ピント面よりも手前にピント位置がずれると、観察を所望する深さ位置での観察像にボケが生じることになる。そこで、この像のボケを防ぐために、低倍から高倍への変倍動作と同時に、図４(c)に示すように、変倍によって撮像側に移動したピント位置ＰＬ，ＰＲの移動量分、対物光学系１１ａ観察対象側へを移動することによって、図４(b)に示した交点Ｑとピント位置ＰＬ１，ＰＲ１との相対的な位置関係を保ちながら、ピント位置ＰＬ，ＰＲをピント面に一致させている。
なお、この像ボケの解消のために、第二実施形態では、対物光学系１１ａのみを変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを介した変倍に連動して移動するようにしたが、エンコーダ１１ｍＬ，１１ｍＲの出力に応じて鏡体部１１全体を移動するようにしてもよい。
第二実施形態の医療用立体観察装置によれば、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲを構成するレンズと対物光学系１１ａとの相対的な位置が変化することにより左眼用及び右眼用の撮象光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ’，Ｏ３ａ’の交差角度が変化する。このため、第一実施形態に比べて、対物光学系１１ａの移動に対する２つの光軸の交点Ｑの移動量を大きくとる（対物光学系１１ａの効きを強くする）ことができ、対物レンズの移動量を少なくすることができる。
【００５９】
第三実施形態
図８は本発明の第三実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図９は第三実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【００６０】
第三実施形態の医療用立体観察装置では、立体画像撮像装置１における鏡体部１１内部の変倍光学系１１ｂは、左眼と右眼とで共用のシングルズームレンズを用いて構成されている。また、左眼用及び右眼用の結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲは、結像レンズ保持部材１１ｎに保持されている。結像レンズ保持部材１１ｎの一端部に設けられた孔１１ｎａには、ガイド部材１１ｇが挿通されている。結像レンズ保持部材１１ｎの他端部１１ｎｂには、結像レンズガイド軸１１ｏが固定されている。また、カム軸１１ｋには、結像レンズガイド溝１１ｋ４が形成され、結像レンズ保持部材１１ｎに固定された結像レンズガイド軸１１ｏの自由端が嵌入されている。そして、カム軸１１ｋが回転したときに、結像レンズガイド溝１１ｋ４を介して所定方向にガイドされることによって、ガイド部材１１ｇと相俟って、左眼用及び右眼用の結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲが、対物光学系１１ａの撮像側の光軸Ｏ２，Ｏ３に沿って移動するように構成されている。
【００６１】
そして、変倍光学系１１ｂの移動による低倍から高倍への変倍時に左眼用及び右眼用のピント位置ＰＬ，ＰＲが撮像光学系１１Ｒ，１１Ｌの観察対象側の光軸Ｏ２ａ，Ｏ３ａの交点Ｑに近づくように結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲが移動するようになっている。そして、ピント位置ＰＬ，ＰＲは、変倍時において常にピント面に位置するようになっている。なお、ピント位置の移動により生じる像ボケの解消のために、第一実施形態と同様に、対物レンズ１１ａを変倍光学系１１ｂの変倍に連動して移動するように構成されている。即ち、第三実施形態の医療用立体観察装置では、変倍に連動して結像光学系１１ｃＬ，１１ｃＲと対物光学系１１ａが移動するように構成されている。
第三実施形態の医療用立体観察装置によれば、ノーマルのシングルズームを用いることができ、構成を簡素化でき、また、左眼用及び右眼用の変倍光学系に対する調整をする必要がなくなる
その他の構成及び作用効果は第一実施形態の医療用立体観察装置とほぼ同じである。
【００６２】
第四実施形態
図１０は本発明の第四実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図１１は第四実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。図１２は図１０及び図１１の側面図であり、(a)は右側面図、(b)は左側面図である。
【００６３】
第四実施形態の医療用立体観察装置では、立体画像撮像装置１における鏡体部が、左眼用と右眼用とで別々に構成されている。
左眼用鏡体部１１ｘの内部には、左眼用対物光学系１１ａＬと、左眼用変倍光学系１１ｂＬと、左眼用結像光学系１１ｃＬと、左眼用撮像素子１１ｄＬと、左眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌと、左眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＬと、左眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＬ，１１ｊＬと、左眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬと、左眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬと、左眼用変倍量検出用エンコーダ１１ｍＬを有している。左眼用対物光学系１１ａＬと、左眼用変倍光学系１１ｂＬと、左眼用結像光学系１１ｃＬと、左眼用撮像素子１１ｄＬは、左眼用鏡体部の内部において左眼用対物光学系１１ａＬの中心光軸Ｏ２”上に配置されている。
右眼用鏡体部１１ｙの内部には、右眼用対物光学系１１ａＲと、右眼用変倍光学系１１ｂＲと、右眼用結像光学系１１ｃＲと、右眼用撮像素子１１ｄＲと、右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒと、右眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＲと、右眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＲ，１１ｊＲと、右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＲと、右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＲと、右眼用変倍量検出用エンコーダ１１ｍＲを有している。右眼用対物光学系１１ａＲと、右眼用変倍光学系１１ｂＲと、右眼用結像光学系１１ｃＲと、右眼用撮像素子１１ｄＲは、右眼用鏡体部１１ｙの内部において右眼用対物光学系１１ａＲの中心光軸Ｏ３”上に配置されている。
光軸Ｏ２”，Ｏ３”は、ピント面に対して垂直な仮想線Ｏ１’に対して、等角度（θ／２）で傾斜している。従って、左眼用撮像光学系１１Ｌと右眼用撮像光学系１１Ｒは、仮想線Ｏ１’に対して、線対象に傾斜して配置されている。
左眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌと、左眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＬと、左眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＬ，１１ｊＬと、左眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬと、左眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬにおける細部の構成、及び右眼用変倍レンズ保持部材１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒと、右眼用変倍レンズガイド部材１１ｇＲと、右眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＲ，１１ｊＲと、右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＲと、右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＲにおける細部の構成は、第一〜第三実施形態の医療用立体観察装置における構成とほぼ同じである。
【００６４】
また、左眼用及び右眼用の鏡体部１１ｘ，１１ｙの外部には、それぞれラック１３Ｌ，１３Ｒとガイド穴部１４Ｌ，１４Ｒが設けられている。ラック１３Ｌ，１３Ｒには、支持部１５に固定されたモータ１６のピニオン１６ａが噛合されている。また、ガイド穴部１４Ｌ，１４Ｒのガイド穴１４Ｌａ，１４Ｒａには、その一部に設けられたガイド固定部１７ａを介して支持部１５に固定された、棒状のガイド部材１７が貫入されている。
また、左眼用の鏡体部と右眼用の鏡体部は、それぞれに内蔵された撮像光学系の入射光軸がピント面に対して傾斜した角度となるように斜めを向いて配置されている。
そして、左眼用の鏡体部１１ｘと右眼用の鏡体部１１ｙは、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲの変倍に連動して、モータ１６の駆動により、ピニオン１６ａが回転し、ラック１３Ｌ，１３Ｒ、ガイド穴部１４Ｌ，１４Ｒ、ガイド１６を介して、ピント面に対して平行に移動するように構成されている。
【００６５】
図１０は低倍時での状態を示している。左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ”，Ｏ３ａ”の交点Ｑは、観察対象におけるピント面よりも撮像側の所定位置Ｑ０に位置している。また、このときの左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒのピント位置ＰＬ，ＰＲは、ピント面上における所定位置ＰＬ０，ＰＲ０にそれぞれ位置している。
この状態において、術者が図示しない変倍スイッチを押すと、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動モータ１１ｌＬ，１１ｌＲが駆動して、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸１１ｋＬ，１１ｋＲが回転し、左眼用及び右眼用変倍レンズガイド溝１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ、１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒを介して左眼用及び右眼用変倍レンズガイド軸１１ｉＬ，１１ｊＬ、１１ｉＲ，１１ｊＲが所定方向に移動し、図１１に示すように、変倍光学系１１ｂＬ，１１ｂＲにおける第２及び第３レンズ群１１ｂＬ２，１１ｂＬ３、１１ｂＲ２，１１ｂＲ３が、低倍時における破線の位置から実線で示す位置へと移動する。これにより変倍が行われる。
【００６６】
このとき、左眼用及び右眼用変倍量検出用エンコーダ１１ｍＬ，１１ｍＲが、左眼用及び右眼用変倍レンズ駆動カム軸の回転量１１ｋＬ，１１ｋＲを検出して図示しない制御部に信号として送信する。制御部は、入力された信号に応じて、左眼用及び右眼用の鏡体部１１ｘ，１１ｙの移動量を算出するとともに、算出した所定量の移動に必要なモータ１６の回転数を算出し、算出した回転数の信号をモータ１６に送信する。
モータ１６は、送信された回転数に基づいて駆動し、ピニオン１６ａが回転する。これにより、左眼用及び右眼用の鏡体部１１ｘ，１１ｙは、図１１に破線で示すように、ラック１３Ｌ，１３Ｒ、ガイド穴部１４Ｌ，１４Ｒ、ガイド１７を介してピント面に対して平行に互いに接近する方向に移動する。すると、ピント位置ＰＬ，ＰＲと、左眼用及び右眼用の撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒの交差する角度を一定（θとする）に保持しながら、２つの撮像光学系の１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ”，Ｏ３ａ”の交点Ｑがピント面方向に（ｌ’−ｌ）・ｃｏｓ（θ／２）ずれた位置Ｑ１に移動する。
これにより、ピント位置ＰＬ，ＰＲが、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ”，Ｏ３ａ”の交点Ｑに対してピント面に合う位置に移動したように見えることになる。
従って、第四実施形態の医療用立体観察装置によれば、ピント位置を変えずに、表示パネル面上での視差量を融像可能な範囲に保つことができる。また、２つの撮像光学系１１Ｌ，１１Ｒにおける観察対象側の光軸Ｏ２ａ”，Ｏ３ａ”の交差角度を変化させずに済むため、一定の立体感の観察像が得られる。そして、ピント位置を保持しながら、視差量の設定を自由に行うことができるため、画像の提示位置を、所望の位置に自由に設定できる。
その他の構成及び作用効果は第一実施形態の医療用立体観察装置とほぼ同じである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の医療用立体観察装置は、特に脳神経外科、眼科、整形外科等で使用される術部の拡大観察画像を表示する観察装置を使用する技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の各実施形態の医療用立体観察装置に共通の基本構成を示す説明図である。
【図２】第一実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図３】第一実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図４】第一実施形態の医療用立体観察装置における変倍による左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置、及び２つの撮像光学系の光軸の交点の位置を示す説明図であり、(a)は低倍時での位置、(b)は変倍（高倍時）による左右の光軸上のピント位置が２つの撮像光学系の光軸の交点の位置に対して移動した状態、(c)は高倍時での位置を示している。
【図５】第一実施形態の医療用立体観察装置において、表示されるパネル面と再現される術部との関係を示す説明図であり、(a)は低倍時における状態、(b)は高倍時における状態を示している。
【図６】本発明の第二実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図７】第二実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図８】本発明の第三実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図９】第三実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図１０】本発明の第四実施形態にかかる医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び低倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図１１】第四実施形態の医療用立体観察装置に用いられる左眼用及び右眼用の撮像光学系の光学構成及び高倍時における各光学部材の位置、左眼用及び右眼用の撮像光学系における観察対象側の光軸の交点、ピント面に対する左眼用及び右眼用の撮像光学系のそれぞれのピント位置を示す説明図である。
【図１２】図１０及び図１１の側面図であり、(a)は右側面図、(b)は左側面図である。
【図１３】特許文献１に記載されている立体観察装置の撮像部における２つの撮像光学系のピント位置と、光軸の交点との関係を示す説明図である。
【図１４】特許文献２に記載されている映像表示装置における立体観察の原理説明図である。
【図１５】脳神経外科等における、孔状で奥行きのある形状をした観察対象の一例として脳の術部を示す説明図である。
【図１６】従来の立体観察装置における、奥行きのある形状をした観察対象（術部）の像の表示パネル面に対する再現位置を示す説明図である。
【図１７】従来の立体観察装置における、表示パネル面上での視差量の融像限界を、表示される表示パネル面に対して再現される空間に対応させて示す説明図である。
【図１８】立体観察装置の撮像部における左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交点と観察対象との位置関係、及び映像表示部において再現される観察像と表示パネルとの位置関係を示す説明図であり、(a)は従来の立体観察装置の撮像部における左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交点と観察対象との位置関係、(b)は(a)の再現される観察像と表示パネルとの位置関係、(c)は左眼用及び右眼用の撮像光学系のピント位置とこれらの撮像光学系の光軸の交差位置との相対的な位置をずらした状態における位置関係、(d)は(c)の状態の撮像部で撮像され、再現される観察像と表示パネルとの位置関係を示している。
【図１９】図１８(c)と同様の構成における表示パネルにおいて再現される像のピント位置、と融像が容易で見易い範囲との位置関係を示す説明図である。
【図２０】図１８(c)に示す構成において、変倍した場合における、表示パネルにおいて再現される像のピント位置、と融像が容易で見易い範囲との位置関係の変化を示す説明図であり、(a)は変倍前（低倍時）の状態での位置関係、(b)は変倍後（高倍時）の状態での位置関係を示している。
【符号の説明】
【００６９】
１            医療用立体観察装置
２            立体画像表示装置
１１          鏡体部
１１ａ        対物光学系
１１ａｇ      対物光学系ガイド部材
１１ａｋ      対物光学系カム軸
１１ａｋ１    対物光学系ガイド溝
１１ａｌ      対物光学系モータ
１１ａｍ      対物光学系エンコーダ
１１ａＬ      左眼用対物光学系
１１ａＲ      右眼用対物光学系
１１ｂＬ      左眼用変倍光学系
１１ｂＬ１    左眼用変倍光学系第１レンズ群
１１ｂＬ２    左眼用変倍光学系第２レンズ群
１１ｂＬ３    左眼用変倍光学系第３レンズ群
１１ｂＲ      右眼用変倍光学系
１１ｂＲ１    右眼用変倍光学系第１レンズ群
１１ｂＲ２    右眼用変倍光学系第２レンズ群
１１ｂＲ３    右眼用変倍光学系第３レンズ群
１１ｃＬ      左眼用結像光学系
１１ｃＲ      右眼用結像光学系
１１ｄＬ      左眼用撮像素子
１１ｄＲ      右眼用撮像素子
１１ｅ        対物レンズ保持部材
１１ｅａ      孔
１１ｆ１，１１ｆ２          変倍レンズ保持部材
１１ｆ１ａ，１１ｆ２ａ      孔
１１ｆ１ｂ，１１ｆ２ｂ      他端部
１１ｆ１Ｌ，１１ｆ２Ｌ      左眼用変倍レンズ保持部材
１１ｆ１ａＬ，１１ｆ２ａＬ  孔
１１ｆ１ｂＬ，１１ｆ２ｂＬ  他端部
１１ｆ１Ｒ，１１ｆ２Ｒ      右眼用変倍レンズ保持部材
１１ｆ１ａＲ，１１ｆ２ａＲ  孔
１１ｆ１ｂＲ，１１ｆ２ｂＲ  他端部
１１ｇ        ガイド部材
１１ｇＬ      左眼用変倍レンズガイド部材
１１ｇＲ      右眼用変倍レンズガイド部材
１１ｈ        対物レンズガイド軸
１１ｉ，１１ｊ              変倍レンズガイド軸
１１ｉＬ，１１ｊＬ          左眼用変倍レンズガイド軸
１１ｉＲ，１１ｊＲ          右眼用変倍レンズガイド軸
１１ｋ        カム軸
１１ｋ１    （対物レンズガイド軸）ガイド溝
１１ｋ２，１１ｋ３          （変倍レンズガイド軸）ガイド溝
１１ｋＬ      左眼用変倍レンズ駆動カム軸
１１ｋ２Ｌ，１１ｋ３Ｌ      左眼用変倍レンズガイド溝
１１ｋＲ      右眼用変倍レンズ駆動カム軸
１１ｋ２Ｒ，１１ｋ３Ｒ      右眼用変倍レンズガイド溝
１１ｋ４      結像レンズガイド溝
１１ｌ        モータ
１１ｌＬ      左眼用変倍レンズ駆動モータ
１１ｌＲ      右眼用変倍レンズ駆動モータ
１１ｍＬ      左眼用変倍量検出用エンコーダ
１１ｍＲ      右眼用変倍量検出用エンコーダ
１１ｎ        結像レンズ保持部材
１１ｎａ      孔
１１ｎｂ      他端部
１１ｏ        結像レンズガイド軸
１１ｘ        左眼用鏡体部
１１ｙ        右眼用鏡体部
１１Ｌ        左眼用撮像光学系
１１Ｒ        右眼用撮像光学系
１２          支持手段（多関節アーム）
１３Ｌ        左眼用鏡体部ラック
１３Ｒ        右眼用鏡体部ラック
１４Ｌ        左眼用鏡体部ガイド穴部
１４Ｌａ      ガイド穴
１４Ｒ        右眼用鏡体部ガイド穴部
１４Ｒａ      ガイド穴
１５          支持部
１６          モータ
１６ａ        ピニオン
１７          ガイド部材
１７ａ        ガイド固定部
２１Ｌ        左眼用画像投影機
２１Ｒ        右眼用画像投影機
２２          表示パネル
２３          支持手段
ＰＬ          左眼用観察対象のピント位置
ＰＲ          右眼用観察対象のピント位置
Ｑ            左眼用撮像光学系と右眼用撮像光学系の観察対象側の光軸の交点
Ｏ１          対物光学系の中心光軸
Ｏ１’        ピント面に対して垂直な仮想線
Ｏ２，Ｏ３    中心光軸Ｏ１に対して平行な撮像側の光軸
Ｏ２’，Ｏ３’ 中心光軸Ｏ１に対して傾斜した撮像側の光軸
Ｏ２”         左眼用対物光学系の中心光軸
Ｏ２ａ，Ｏ２ａ’，Ｏ２ａ”          左眼用撮像光学系の観察対象側の光軸
Ｏ３ａ，Ｏ３ａ’，Ｏ３ａ”          右眼用撮像光学系の観察対象側の光軸
Ｏ３”        右眼用対物光学系の中心光軸
【図１】
0004727356.tif 000002
【図２】
0004727356.tif 000003
【図３】
0004727356.tif 000004
【図４】
0004727356.tif 000005
【図５】
0004727356.tif 000006
【図６】
0004727356.tif 000007
【図７】
0004727356.tif 000008
【図８】
0004727356.tif 000009
【図９】
0004727356.tif 000010
【図１０】
0004727356.tif 000011
【図１１】
0004727356.tif 000012
【図１２】
0004727356.tif 000013
【図１３】
0004727356.tif 000014
【図１４】
0004727356.tif 000015
【図１５】
0004727356.tif 000016
【図１６】
0004727356.tif 000017
【図１７】
0004727356.tif 000018
【図１８】
0004727356.tif 000019
【図１９】
0004727356.tif 000020
【図２０】
0004727356.tif 000021