(57)【要約】【課題】結像系およびそのほか結像倍率変更用に結像系と観察対象物（８）との間に配置された少なくとも１つの焦点距離固定型レンズ群（１）を有する、特に歯科技工技術などの修復作業で極めて効果的に適用することが可能であり、それらの分野で高い応用価値が期待される、対象物（８）の立体観察のための光学装置【解決手段】レンズ群（１）の光学軸方向への位置変更のために、延いてはレンズ群（１）と結像系の基準辺縁部（４）間の距離ｃ変更のために調整装置を設置し、調整装置の操作によって、つまり距離ｃの変更によって様々な倍率β’に設定し、それにより、作業領域内の様々な距離にある対象物（８）の中間虚像を固定システムの結像平面に形成させることができる対象物（８）の立体観察のための光学装置【選択図】図１
2004506229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ群（１）の構造および中間像生成用の結像系に対する相対位置が定められていて、またレンズ群（１）の光学軸方向への位置変更のために、延いては結像系とレンズ群（１）間の距離ｃ変更のために調整装置が配置されており、そのため結像倍率が「ゼロ」以上の領域で変動するという、結像系およびそのほか結像倍率変更用に結像系と観察対象物との間に配置された少なくとも１つの焦点距離固定型レンズ群（１）を有する、対象物の立体観察のための光学装置
【請求項２】
距離ｃの変動と共に下記の表１ように倍率および区分距離にも変化が現われることを特徴とする請求項１に記載の光学装置
【表１】
2004506229.tif 000005
【請求項３】
レンズ群（１）が下記特性値を有する２つのレンズ（２、３）からなることを特徴とする、請求項１に記載の光学装置
‐　光学的に有効な界面の半径：
Ｒ１＝−６７．７２２ｍｍ
Ｒ２＝　５６．２４９ｍｍ
Ｒ３＝−３８６７ｍｍ
‐　光学軸上における光学有効界面の頂部距離：
Ｄ１＝２．８ｍｍ
Ｄ２＝５．７５ｍｍ
‐　主波長：　λ＝５４６ｎｍ
‐　主波長の屈折率：
Ｎｅ１＝１．６０６２９
Ｎｅ２＝１．６５２８５
‐　分散値（アッベ数）：
ｖｅ１＝５３．３５
ｖｅ２＝３３．５９
【請求項４】
レンズ群（１）が距離ｃ変更のための調整装置をも含めて立体顕微鏡本体に適合化されている先行請求項のいずれか１項に記載の立体顕微鏡として構成された光学装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、結像系およびそのほか結像倍率変更用に結像系と観察対象物との間に配置された、少なくとも１つの焦点距離固定型レンズ群を有する対象物の立体観察のための光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
対象物の結像に用いられる光学装置には、対象物へのフォーカシング、あるいは結像鮮鋭度調整のための装備がなされている。
その目的に用いられる手段は下記３つの基本原理に従って分類される。
【０００３】
第１原理による場合、鮮鋭度の調整は対象物と結像系を相対移動させて行う。即ち、対物レンズをそのフォーカシング原理に基づいて移動させるか、あるいは対象物の設置された担体の方をテーブルフォーカシングの原理に基づいて移動させる、例えば顕微鏡の場合のように、結像系を対象物の方向に、あるいは逆に対象物を結像系の方向に移動させる。
【０００４】
第２原理の場合は、上記とは異なり、対象物と結像系間の距離は変更せずに鮮鋭度の調整を行う。それは、結像系の１光学構成要素を別な構成要素に対し軸方向に相対移動させて、結像系を対象物にフォーカシングさせるという方法による。この原理に従って操作するものとして、例えば双眼鏡、カメラ用対物レンズおよびビデオカメラがある。
【０００５】
第３の原理に基づく光学装置の場合では、結像対象物と結像系の結像平面との間に配置された付属光学系によって伝送長を変更する。このようにして、結像系の内部構造を操作することなく、また結像系と対象物との相対的な位置移動を行なうこともなく、対象物の目標位置に照準することができる。
【０００６】
以下に記述する発明も当専門分野に分類することができる。
現状技術レベルのものとしては、無変更状態のままの結像系と対象物間に、結像倍率の変更に用いられるレンズ群形態の付属光学系が上記第３の原理に基づいて設置された、対象物の立体結像のための光学装置が知られている。
【０００７】
この種の付属光学系は、適用例の如何によって正または負の焦点距離を有している。特にグリノータイプの顕微鏡にはそのような付属系が装備されている。
付属光学系によって予備設定された固定倍率の得られるものとして、例えばカールツァイス・イエナ社の立体顕微鏡“ＤＶ４”および“Ｓｔｅｍｉ　２０００”が知られている。
【０００８】
望遠鏡タイプの立体顕微鏡でも付属光学系の使用が公知になっている。例えば、Ｂｅｙｅｒ／Ｒｉｅｓｅｎｂｅｒｇ著「顕微鏡検査ハンドブック」Ｔｅｃｈｎｉｋ　Ｂｅｒｌｉｎ社刊、第３版（１９８８年）、３４８ページ以降に記述されている立体顕微鏡“ＴＥＣＨＮＩＶＡＬ”および“ＣＩＴＯＶＡＬ”の場合である。これらの場合でも倍率範囲の選択によって伝送長が定義されるが、その変更は付属光学系の取換または主要対物レンズの交換でしか可能でない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このことは、位置固定型光学装置のような観察対象物までの距離を変更および調整しなければならない適用例では不利に作用する。このようなことが必要になるのは、例えば修復作業の場合である。その際には真直ぐで左右の正しい画像が要求されるが、それは結像倍率が「ゼロ」以上でないと達成できない。
そのためには周知のとおり、立体顕微鏡の対象物平面に中間実像または中間虚像が生成される。
以下に記述する発明は中間虚像の生成に関するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述のような技術の現状を踏まえ、本発明では、対象物を立体結像させる上記種類の装置をさらに改良し、それにより観察対象物までの作業距離が簡単に変更できて、様々な距離で疲労感なく対象物の観察ができるようにすることを課題としている。
この課題は本発明に基づく手段によって、即ち、レンズ群の光学軸方向での位置変更のために、従ってまたレンズ群と結像系の基準辺縁部間の距離ｃ変更のために調整装置を設置することによって解消される。
【００１１】
このように、調整装置の操作によって、つまり距離ｃの変更によって様々な倍率β’に設定し、それにより、作業領域内の様々な距離にある対象物の中間虚像を固定システムの結像平面に形成させることができる。
この方法は歯科技工技術などの修復作業に極めて効果的に適用することが可能であり、それらの分野では本発明の持つ高い応用価値が期待される。
【００１２】
距離ｃの差分Δｃだけの変化によって生じる伝送長の変化は、レンズ系の焦点距離、延いては初期の倍率β’に依存するが、β’＝１の方向への倍率変化を惹き起こす。初期倍率β’が比較的小さい場合には特に有利な効果が得られる。
レンズ群が結像系と結像系の焦点平面との間に配置されると、倍率β’に変化が、またはすべての焦点距離ｆ’ｇｒｏｕｐについて焦点移動が起きる。その場合、画像設定距離ａの変化による動力学的影響は、距離ｃの最大時に最も大きく現われる。
【００１３】
本発明の特に有利な実施態様では、レンズ群は下記特性値を有する２つのレンズから成っている：
‐　光学的に有効な界面の半径：
Ｒ１＝−６７．７２２ｍｍ
Ｒ２＝　５６．２４９ｍｍ
Ｒ３＝−３８６７ｍｍ
‐　光学軸上における光学有効界面の頂部距離：
Ｄ１＝２．８ｍｍ
Ｄ２＝５．７５ｍｍ
‐　主波長：　λ＝５４６ｎｍ
‐　主波長の屈折率：
Ｎｅ１＝１．６０６２９
Ｎｅ２＝１．６５２８５
‐　分散値（アッベ数）：
ｖｅ１＝５３．３５
ｖｅ２＝３３．５９
【００１４】
このようなレンズ群を結像系の前に設置すれば、距離ｃの変動と共に以下の表１のように倍率β’および区分距離ａ、ｂの変化も達成される。
【表１】
2004506229.tif 000003
【００１５】
本発明に基づく光学装置の使用では、それをグリノータイプの立体顕微鏡として構成しており、好適には調整装置も含めてレンズ群は立体顕微鏡本体に適合化させるものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では本発明を実施例に基づきより詳細に説明する。図面はそれぞれ次のことを表わしている：
図１からは、レンズ群１が２つのレンズ２および３から構成されているのが認められる。レンズ群１は負の焦点距離を有していて、主波長λ＝５４６ｎｍに合わせて設計されており、色消しされている。レンズ２の場合、光学有効界面の半径はＲ１＝−６７．７２２ｍｍおよびＲ２＝５６．２４９ｍｍである。レンズ３は半径がそれぞれＲ２＝５６．２４９ｍｍ、Ｒ３＝−３８６７ｍｍとして構成されている。光学有効界面の頂部距離は、光学軸上ではレンズ２でＤ１＝２．８ｍｍ、レンズ３でＤ２＝５．７５ｍｍである。
【００１７】
以上のほかのデータとして、レンズ２の材質は、屈折率Ｎｅ１＝１．６０６２９および分散値ｖｅ１＝５３．３５の特性を有している。これらの特性値は、レンズ３の場合Ｎｅ２＝１．６５２８５およびｖｅ２＝３３．５９と設定されている。
【００１８】
図２からは、レンズ群１と対象物８および顕微鏡光路５、６との相対的位置関係が見て取れる。
結像系内基準辺縁部４の位置は、図では作用線として示されている。
【００１９】
距離の和ｃ＋ａは一定であるが、それは結像系の自由作業距離によって決ってくる。基準辺縁部４とレンズ群１間の距離ｃは可変的であり、レンズ群１の位置変更には図には描かれていない調整装置が用いられる。この種の調整装置および位置変動可能な光学構成群へ接続される該装置の連結部についてはいずれもよく知られているので、ここでは詳細な説明は省くことにする。
【００２０】
機能状態の説明には、さらに、レンズ群１の頂部平面と光学系の作用によって結像する観察対象物８の結像位置である画像平面７との軸方向距離ａも取り入れられる。レンズ群１と対象物８間の距離はｂとする。この場合、距離ａは画像までの区分距離、距離ｂは対象物までの区分距離に相当する。
【００２１】
距離ａおよびｂの大きさは軸平行関係と同様、
関係式
（Ｉ）　［１／（−ａ１−ｋ１）−１／（ｂ１−ｋ２）−１／ｆ’ｇｒｏｕｐ］＜０．０２
（ＩＩ）　［−（−ａ−ｋ１）／（ｂ−ｋ２）−β］＜０．０２
により定数ｋ１、ｋ２および焦点距離ｆ’ｇｒｏｕｐと関連づけられている。関係式（Ｉ）は捕獲領域の制限を表わしており、関係式（ＩＩ）は伝送長の変更に伴う倍率の動きを公式化したものである。本例ではｋ１＝−２．５２、ｋ２＝−３．２９およびｆ’＝−１２６．０１を適用する。
【００２２】
基準辺縁部４と対象物８間の距離Ａは、　Ａ＝ｃ＋ｂ＋Ｄ１＋Ｄ２　で定義付けされる（図２参照）。異なった距離Ａ２またはＡ３にある対象物を観察する場合、本発明によれば調整装置の操作によって、例えば距離ｃを変更することによって様々な距離Ａに適合した光学結像を得ることができる。
【００２３】
距離ｃ１に設定した場合では、対象物は、倍率β’＝０．３でシャープに結像する。そこで、例えば基準辺縁部４からの距離がＡ２＝９２．７だけ近いところにある対象物を観察すれば、こちらは、請求項３にも含まれる次表１から明らかなように、倍率β’＝０．４でシャープに結像する。
【表１】
2004506229.tif 000004
【００２４】
従って距離ｃは、観察者と対象物間の所定作業距離に応じて、あるいは対象物までの区分距離ｂに応じて変動可能であるが、その範囲はｂ１で０．３倍、ｂ２で０．４倍、ｂ３で０．５倍の結像倍率変化が現われる領域内である。
本発明の説明では、結像倍率という表現は中間像と対象物との大きさ比率の意味で用いている。
【００２５】
本発明に基づく装置によれば、立体顕微鏡観察ではそれ自体通例となっているフォーカシング原理（結像系と対象物間の距離変更）が適用できない、例えば修復作業でしばしば見られる状況のもとでも観察が可能である。
それ故、本発明の実施例を基にして既に述べたように、変更可能な伝送長への橋渡し的役割をする変動型付属光学系の適用が、殊に修復作業や、あるいはまた固定型機器構成によるプロセス監視の場合にも有力となる。
【００２６】
そのほか、品質管理、植物学、犯罪捜査学などの分野で様々な大きさの対象物を経時的に連続観察および記録する場合に使用するのも有利である。
レンズ群（１）としては、画像までの区分距離ａ１が最大のとき、焦点距離領域ｆ’ｇｒｏｕｐに、　−０．７５［ａ１／ｆ’ｇｒｏｕｐ　］１．４　の関係が成り立つものが特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】グリノー立体顕微鏡用に設計された２レンズから成るレンズ群の例
【図２】グリノー立体顕微鏡の結像系と対象物間に配置されたレンズ群の位置設定のための原理図
【符号の説明】
１　　　　レンズ群
２，３　　 レンズ
４　　　　基準辺縁部
５，６　　 顕微鏡光路
７　　　　画像平面
８　　　　対象物
ａ，ｂ，ｃ　　距離
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３　　半径
Ｄ１，Ｄ２　　頂部距離
Ｎ１，Ｎ２　　屈折率
ｖ１，ｖ２　　分散値
【図１】
2004506229.tif 000006
【図２】
2004506229.tif 000007
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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