(57)【要約】【課題】立体顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明は、第１のビーム経路（６０Ｒ）および第２のビーム経路（６０Ｌ）を備える望遠鏡型の立体顕微鏡（６０）に関し、第１のビーム経路（６０Ｒ）における第１の望遠鏡系（３Ｒ）および第２のビーム経路（６０Ｌ）における第２の望遠鏡系（３Ｌ）が設けられ、両方の望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の倍率が等しく、互いに同時に変更することができ、共通の主対物レンズ（２）が両方のビーム経路（６０Ｒ、６０Ｌ）に割り当てられる。被写界深度を失うことなく、解像度を増大するために、第１の望遠鏡系（３Ｒ）の少なくとも１つの光学素子（３１Ｒ、３５Ｒ）は、第２の望遠鏡系（３Ｌ）の少なくとも１つの対応する光学素子（３１Ｌ、３５Ｌ）に比べて、異なる光学的有効径を有することが提案される。【選択図】図５
2007065651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビーム経路（６０Ｒ）および第２のビーム経路（６０Ｌ）を備えた望遠鏡型の立体顕微鏡（６０）であって、第１の望遠鏡系（３Ｒ）が前記第１のビーム経路（６０Ｒ）に、および第２の望遠鏡系（３Ｌ）が前記第２のビーム経路（６０Ｌ）に設けられ、両方の望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の倍率が等しく、互いに同時に変更することができ、共通の主対物レンズ（２）が両方のビーム経路（６０Ｒ、６０Ｌ）に割り当てられる立体顕微鏡（６０）において、
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）の少なくとも１つの光学素子（３１Ｒ、３５Ｒ）は、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）の少なくとも１つの対応する光学素子（３１Ｌ、３５Ｌ）に比べて、異なる光学的有効径を有することを特徴とする立体顕微鏡。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光学素子は、レンズ素子（３５Ｒ、３５Ｌ）または絞り（３１Ｒ、３１Ｌ）であることを特徴とする請求項１に記載の立体顕微鏡。
【請求項３】
前記望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の少なくとも１つの倍率設定または１つのズーム範囲に関して、前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）の入射瞳の直径（３２Ｒ）が前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）の入射瞳の直径（３２Ｌ）より１０％超、特に１０％〜５０％大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の立体顕微鏡。
【請求項４】
前記望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の最大倍率設定で、前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）の前記入射瞳の前記直径（３２Ｒ）が、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）より１０％超大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項５】
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）は光軸（３３Ｒ）を形成し、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）は光軸（３３Ｌ）を形成し、両望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の前記光軸（３３Ｒ、３３Ｌ）の間の距離はステレオベース（ｂ）を生じる立体顕微鏡であって、
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）の前記入射瞳の直径（３２Ｒ）は前記ステレオベース（ｂ）より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項６】
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）は光軸（３３Ｒ）を形成し、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）は光軸（３３Ｌ）を形成する立体顕微鏡であって、
両望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の前記光軸（３３Ｒ、３３Ｌ）までの前記主対物レンズ（２）の前記光軸（１１）の距離が、全く同一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項７】
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）は光軸（３３Ｒ）を形成し、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）は光軸（３３Ｌ）を形成する立体顕微鏡であって、両望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の前記光軸（３３Ｒ、３３Ｌ）までの前記主対物レンズ（２）の前記光軸（１１）の距離が異なり、より大きな光学的有効径または前記入射瞳のより大きな直径を有する前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）の前記軸（３３Ｒ）までの前記主対物レンズの前記光軸（１１）の距離が、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）の前記軸（３３Ｌ）までの距離より小さいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項８】
前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）は光軸（３３Ｒ）を形成し、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）は光軸（３３Ｌ）を形成する立体顕微鏡であって、前記主対物レンズ（２）の前記光軸（１１）は、より大きな光学的有効径またはより大きな入射瞳の直径（３２Ｒ）を有する前記望遠鏡系（３Ｒ）の前記光軸（３３Ｒ）と一致することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項９】
互いに対する前記主対物レンズ（２）および前記望遠鏡系（３Ｌ、３Ｒ）は、前記主対物レンズ（２）の前記光軸（１１）に対して横方向または垂直方向に変位可能に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１０】
前記第１および第２の望遠鏡系（３Ｒおよび３Ｌ）はそれぞれ絞り（３１Ｒ、３１Ｌ）を有し、前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）の前記絞り（３１Ｌ）に関係なく、前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）における前記絞り（３１Ｒ）を変更することができることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１１】
前記第１および第２の望遠鏡系（３Ｒおよび３Ｌ）はそれぞれ絞り（３１Ｒ、３１Ｌ）を有し、前記絞り（３１Ｒ、３１Ｌ）の動作は、第１の設定において前記第１の望遠鏡系（３Ｒ）と前記第２の望遠鏡系（３Ｌ）との間の絞り開口部比が調整可能であり、第２の設定において、前記開口部比を変えないまま、前記絞り（３１Ｒ、３１Ｌ）の両方の開口部を同時に変更することができるように行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１２】
特に輝度補正のために、より大きな光学的有効径を有するか、またはその入射瞳（３２Ｒ、３２Ｌ）がより大きな直径を有する前記ビーム経路（６０Ｒ、６０Ｌ）に垂直な方向にて、前記ビーム経路（６０Ｒ、６０Ｌ）にフィルタ（３７）を導入したり、そこから当該フィルタを除去したりすることができることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１３】
前記フィルタ（３７）の動作が、手動で行われることを特徴とする請求項１２に記載の立体顕微鏡。
【請求項１４】
前記フィルタ（３７）の動作が、倍率選択の動作によって自動的に行われることを特徴とする請求項１２に記載の立体顕微鏡。
【請求項１５】
ビームスプリッタ（５６）または分離デバイスがより大きな直径（３２Ｒ）の前記入射瞳を有する前記第１のビーム経路（６０Ｒ）に配置され、高解像度で文書化デバイス（５７）への分離が行われることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１６】
前記第１および第２の望遠鏡系（３Ｒおよび３Ｌ）が長手軸を中心にして旋回するように設計され、より大きな直径（３２Ｒ）の前記入射瞳を有する前記ビーム経路（６０Ｒ）はユーザの右眼または左眼（５２Ｒまたは５２Ｌ）に任意に供給されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【請求項１７】
前記望遠鏡系（３Ｒ、３Ｌ）の最大倍率と最小倍率との間の倍率比が１０を超えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の立体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の立体顕微鏡に関する。立体顕微鏡の設計は、それぞれの場合において立体視光路ごとに１つの対物レンズを備えるグリノー型か、または望遠鏡型として、両方の立体視光路用の共通の主対物レンズを備えているかである。立体顕微鏡は、集光アームに着脱可能に連結されるか、集光アームの中に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
立体顕微鏡は、目視観察下で物体を操作するため、および／または細かい物体の詳細を目に見えるようにするために用いられる。物体の操作は、低倍率下で行うことが好ましく、良好な三次元再生を必要とする。詳細を認識するために、機器を変更することなく、高解像度の高倍率に迅速に切り替えることが所望である。
【０００３】
立体顕微鏡は、種々の観察角で物体の２つの視像を得て、物体の３次元画像として目視者によって認識される。２つの観察方向の間の角度が著しく大きい場合には、物体は空間的に歪められているように見える。
【０００４】
立体顕微鏡の望遠鏡型の多数の説明が文献に見受けられる。非特許文献１も参照。特許文献１は、１５を超えるズーム比ｚ（最小ズーム倍率に対する最大ズーム倍率の比）を達成することができる、高性能立体顕微鏡用のアフォーカルズーム系を開示している。
【０００５】
そのような設計を備えた立体顕微鏡は、任意のボルト締めモジュールは別として、物体を無限遠で結像する主対物レンズと、倍率を変更するための下流の平行な２つの望遠鏡と、鏡筒レンズを備える２つの観察ユニット（双眼鏡筒）と、両眼による目視観察用の反転系および接眼レンズと、を備える。望遠鏡は、段階的な倍率選択用のガリレオ式望遠鏡または連続倍率選択用のアフォーカルズーム系として設計可能である。従来技術によれば、２つの同一の望遠鏡がデバイスの対称面に対称に配置され、対称面は、物体を右半分および左半分に対称に分割する。望遠鏡軸間の距離は、ステレオベースと呼ばれる。この顕微鏡の開口数は、望遠鏡または小型望遠鏡の入射瞳の直径の半分を主対物レンズの焦点距離で除算することによって求められる。
【０００６】
したがって、この型の顕微鏡の開口数は、従来技術では制限されている。開口数を増大するために、望遠鏡の入射瞳の直径を拡大することが公知であるが、このことは、互いに入れ子になった２つの望遠鏡の配置構成のために、ステレオベースの拡大を生じ、したがって、機器の寸法が大きくなるか、または主対物レンズの焦点距離が短くなるという欠点を生じ、それによって不都合なことに作動距離の減少または主対物レンズに必要とされる出力の過度な増大を生じる。いずれの場合においても、観察方向の間の角度が増大し、結果として空間的歪みを生じるか、または空間的歪みを増大することになる。
【０００７】
特許文献２は非対称な立体視内視鏡を開示しており、この内視鏡では異なる直径の入射瞳を有する２つの対物レンズ系が互いに隣接して平行に配置される。両方の対物レンズが光導体または光ファイバによってセンサ面の上に物体の画像を形成する。たとえば、これらのＣＣＤセンサから、画像データがディジタル処理後にモニタに伝送される。すなわち、データは、たとえば立体モニタを用いて空間的に認識することができる。２つの内視鏡の光路の直径は可変であるが、より大きな直径の光路から生じるように、目視者は解像度および輝度によって立体視画像を認識することが記載されている。より小さな直径の第２の光路は、主に立体視または立体感を生成するように機能する。
【０００８】
上述したような設計の望遠鏡型の立体顕微鏡の場合の状態は、特許文献２による内視鏡の場合とは原則的には異なる。第一に、物体の目視は、事前のディジタル処理を行うことなく、一般に（また、少なくとも）目で直接行う。さらに接続されたカメラによって文書化が行われることになっている場合には、そのようなディジタル処理が用いられるか、または用いることができる。上記の特許文献２からは、開示された実施形態の場合には、物体を視覚によって直接どのように目視できるかについて明らかになっていない。さらに、センサ面の上への投影（固定焦点）は、目の調節能力が働かないため、ディスプレイの被写界深度を制限する。
【０００９】
内視鏡の倍率は、物体の距離に左右される。高倍率で、物体の距離は普通は最小である。この場合には、互いに隣接して配置される２つの対物レンズの視野の重なる範囲は、最小である。したがって、この場合には、重なる範囲において唯一可能である立体視は削減される。しかし、低倍率では重なりが大きいが、開口数が小さく、深い被写界深度を生じる。したがって、三次元物体の画質または品質は焦点平面までの距離と共に徐々に劣化することが分かる。特に、物体の深さが被写界深度より短い場合に、この状況には２つの視野を統合して空間画像にすることが好ましい。
【００１０】
記載した型の立体顕微鏡の主構成要素は、２つの立体視光路における望遠鏡系（個別の変倍装置または連続ズーム）である。望遠鏡系は、内視鏡検査法に共通ではない。したがって、上記の特許文献２には、表示スケールまたは再生スケールの変更については記載していない。
【００１１】
立体視の場合には、被写界深度は重要である。上述の立体視内視鏡に比べて、望遠鏡型の高パワー立体顕微鏡は、目の調節能力を有利に用いる。倍率の変更は、機器の焦点を変えることなく行われる。倍率範囲全体にわたって、右の視野と左の視野との間で物体の切り取りに差はない。立体顕微鏡の開口数、したがって解像度は、倍率に適合され、空倍率を防止する。高倍率で、被写界深度はきわめて小さく、多くの場合には、そのような配置構成では物体の深さより小さい。したがって、三次元物体の画質は、焦点平面までの距離と共に著しく劣化する。したがって、異なる開口数のために、立体視光路が異なる解像度および被写界深度の画像を生じる場合には、通常の低倍率および高い被写界深度の下で立体視内視鏡によって観察された空間画像への場の統合は、特に高倍率で高パワーの顕微鏡の場合に存在する状態に移行することができると想定することはできない。
【００１２】
さらに、無視することができない基準は画像輝度の基準であり、上記の特許文献２の場合には、内視鏡光路の入射瞳の直径が異なるために画像輝度が異なる。この点で、画像のディジタル処理は、対応する補正後に、両方の視野をモニタに等しく明るく表示することができるという利点がある。直接目視の場合には、立体顕微鏡の場合のように、そのような補正は可能ではない。
【００１３】
さらに、異なる視力を有するユーザが立体視光路の一方のより高い出力の方を用いることができない場合、高い方の出力の立体視光路が視力の弱い方の目に割り当てられない場合には、上述の配置構成は不利であると考えられる。
【００１４】
特許文献３は、内視鏡として用いられることになっている体細胞顕微鏡を開示している。この顕微鏡は、グリノー型による立体顕微鏡として開発された。２つの立体視光路は互いに対して所与の開口部の角度で配置され、それぞれの場合において、それ自体の対物レンズを備える。この対物レンズは、ここでは、ミニレンズ、ロッドレンズまたはガラスファイバの最後の部分として設計されている。特許文献３のこの体細胞顕微鏡の潜在的な問題点は、レンズの組み合わせが対物レンズとして選択され、特に高倍率が必要である場合には、球面収差が増大するために１つの対物レンズの使用が可能でないために、２つの対物レンズの使用に関して、これらの対物レンズを互いに自由裁量で近くに配置することができないという事実による。したがって、上記の特許文献３の目的は、高倍率で最小の内視鏡の直径を可能にする配置構成を見つけることにある。
【００１５】
特許文献４は、２つの光路が互いに平行に配置され、光路の一方が照明のために、他方が観察のためにそれぞれ用いられることになっている別の立体顕微鏡を開示している。立体視画像の立体感を生成するために、２つの光路はたとえば、毎秒３０回モータによって駆動されるプリズムによって切り替えられる。
【００１６】
本発明は、たとえば、特許文献５に開示されているような配置構成に基づいている。保護される主題は、望遠鏡型の立体顕微鏡用の対物レンズならびに対応する立体顕微鏡である。設計、機能モードのほか、倍率、解像度出力および口径食の相互関係に関しては、上記の特許明細書を明示的に言及されている。
【００１７】
【特許文献１】米国特許第６，８１６，３２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６０３，６８７号明細書
【特許文献３】米国特許第３，６５５，２５９号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８６２，８７３号明細書
【特許文献５】独国特許公告第１０２  ２５  １９２  Ｂ４号明細書
【非特許文献１】「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｅｒｅｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ」、Ｋ−Ｐ．ジンマー（Ｋ−Ｐ．Ｚｉｍｍｅｒ）著、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  １９９８、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、第３４８２号、６９０〜６９７頁、（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、従来の設計の立体顕微鏡に比べて、立体顕微鏡の構成体積の増大または立体顕微鏡の従来の動作範囲の有用性の制限をもたらすことなく、改良した詳細認識を伴う立体顕微鏡を提供することにある。本発明の別の態様は、被写界深度を不利に減少させることなく、詳細認識を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本目的は、請求項１の特徴を備えた立体顕微鏡によって達成される。有利な配置構成は、従属項および以下の説明から生じる。
【００２０】
本発明による立体顕微鏡に関して、一方では開口数の小さい結果として低倍率で深い被写界深度を有し、良好な三次元再生を可能にすることと、他方では高倍率で開口数が大きく、したがって、空倍率を生じることなく高解像度を提供すること、すなわち解像度を増大することなく倍率を上昇させることが好都合である。
【００２１】
驚いたことに、２つの立体視光路またはビーム経路の異なる光学的有効径のために、異なる解像度および被写界深度にもかかわらず、可視画像の印象は高倍率であっても低下しないことが分かっている。
【００２２】
一実施形態において、両方の立体視光路の光学的有効径はすべての倍率で異なり、一方では２つの光路の小さい方のより深い被写界深度が、他方では２つの光路の大きい方のより高い解像度が常に認識される。従来技術に関して１つの光路の光学的有効径の拡大の結果として、被写界深度に関する欠点を生じることなく、解像度の増大、したがって詳細認識の増大を達成することができる。この利点は、高倍率を設定するのに特に有用である。
【００２３】
別の実施形態において、より小さい立体視光路の光学的有効径は、たとえば、レンズの直径によって制限され、同一の有効な直径で低倍率の広い倍率範囲で両方の立体視光路を実現することができ、そのために、この設定における立体顕微鏡はちょうど従来の顕微鏡のように働く。高倍率の場合に限り、より大きな光路の入射瞳の直径がより小さな光路の上述した制限されるレンズの直径を超える場合には、開口数は非対称であり、上述の効果が実現される。
【００２４】
さらに、２つの光路の画像の輝度における差が、公知であるように、入射瞳の面の比に対応することが指摘される。上述の第１の実施形態において、輝度の差は倍率範囲全体にわたって一定であり、上記の第２の例示的な実施形態において、輝度の差は高倍率で生じるに過ぎない。
【００２５】
また、結果として生じる輝度の差は、立体顕微鏡の動作範囲全体にわたって目視障害を生じることはない。したがって、本発明による立体顕微鏡に関する異なる光路の直径の利点を、画像の直接目視を損なうこれらの異なる光路の幅の欠点を生じることなく、倍率に応じて用いることができる。そのような反応は、自動的に予測されていたわけではなかった。
【００２６】
本発明による立体顕微鏡は、第１のビーム経路および第２のビーム経路を備え、第１のビーム経路における第１の望遠鏡系および第２のビーム経路における第２の望遠鏡系が配置され、両方の望遠鏡系の倍率は等しく、互いに同期して変更することができ、共通の主対物レンズが両方のビーム経路に割り当てられる。第１の望遠鏡系の少なくとも１つの光学素子は、第２の望遠鏡系の少なくとも１つの対応する光学素子に比べて、異なる光学的有効径を有する。
【００２７】
前記第１の望遠鏡系または第２の望遠鏡系の光学素子は、レンズ素子または絞りである。少なくとも１つの倍率設定または１つのズームまたは倍率範囲に関して、好ましくは高倍率の望遠鏡系の同一倍率では、第１の望遠鏡系の入射瞳の直径は、第２の望遠鏡系の入射瞳の直径より１０％超、特に１０％〜５０％大きい。
【００２８】
第１の望遠鏡系は光軸を形成し、第２の望遠鏡系は、これに平行な光軸を形成し、望遠鏡系の光軸の間の距離はステレオベースを生じる。より大きな光学的有効径を有する望遠鏡系の入射瞳の直径がステレオベースより大きい場合には好都合である。これにより、立体視光路の直径が異なるにもかかわらず、コンパクトな構造が可能となる。
【００２９】
本発明による立体顕微鏡の２つの望遠鏡系に関して、主対物レンズの配置構成が異なることが可能であり、好都合であることが分かっている。
【００３０】
主対物レンズの第１の実施形態は、以下の「対称な配置構成」と呼ぶことができる。この実施形態では、望遠鏡系の２つの光軸までの主対物レンズの光軸の距離は等しい。この実施形態は、図８ａの例示的な実施形態に関連して以下にさらに詳細に記載される。利点として、主対物レンズに対して中心に配置される物体は、同一の対向する角度で、両方の立体視光路によって目視され、それによって上からの垂直目視の印象が生じることが分かっている。しかし、主対物レンズの比較的大きな直径は、結果的に光学的に補正する対物レンズに関してよりコストがかかる主な原因となり、不利な影響を与える。
【００３１】
別の実施形態は、「非対称な配置構成」であり、２つの望遠鏡系の光軸までの主対物レンズの光軸の距離が種々の長さである。この点で、より大きな光学的有効径を有する望遠鏡系の光軸までの主対物レンズの光軸の距離は、他方の望遠鏡系の光軸までの距離より短い。この実施形態は、図８ｂの例示的な実施形態に関連してさらに後でさらに詳細に記載される。この実施形態では、主対物レンズの直径は、２つの立体視光路の直径の和と同じ大きさであるように選択することができる（選択するしかない）。対称な配置構成に比べて、これは、より低コストでより小さな直径およびそれに関連してより高い品質の主対物レンズをもたらす。唯一の欠点は、実際には些細なことであるが、主対物レンズに対して中心に配置される物体、たとえばニードルは、側面からわずかに目視されるかのように見えるという事実である。
【００３２】
図８ｃの例示的な実施形態に関連して以下にさらに詳細に記載される他の実施形態は、「中心の配置構成」であり、主対物レンズの光軸がより大きな光学的有効径を有する望遠鏡系の光軸と一致する。立体視が必要でない場合に特に高倍率および高解像度の画像がたとえば文書化インターフェイスに送信されることになっている場合に、この実施形態が選択される。これに関連して、異なる配置構成の間で変更しやすくすることができるように、望遠鏡系に対して横方向に（したがってその光軸に対して垂直に）主対物レンズを変位可能に配置することが好都合であることが分かっている。実際には、物体の移動または変位を防止するために、静止した主対物レンズに関して鏡筒を有する望遠鏡系を横方向に変位することが好都合であることが分かっている。単に簡単にするために、「主対物レンズの横方向の変位可能性」について言及するものとする。
【００３３】
上記の異なる配置構成に関して、主対物レンズの横方向の変位可能性は、少なくともステレオベースの方向において好都合である。しかし、特に照射用に用いられる照明光路が２つの目視光路（すなわち第１のビーム経路および第２のビーム経路）と一致していない場合には、横方向の変位可能性はまた、異なる方向においても（したがって、ステレオベースの方向のみならず、たとえばこれに垂直な方向においても）好都合である場合がある。ＥＰ１  ０１０  ０３０号明細書（国際公開第９９／１３３７０号パンフレット）は、立体蛍光顕微鏡を開示し、変倍装置における２つの立体視光路のほかに、ステレオベースの外側に第３の光路を備え、上から物体を照射するように機能する。図２ｂから推測されることに関して、言及した立体蛍光顕微鏡の３つの光路すべてを小さな対物レンズの直径で囲むために、ステレオベースに垂直な主対物レンズの横方向の変位が好都合である。
【００３４】
本発明のさらに好都合な実施形態については、従属項および以下の例示的な実施形態で分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図において、本発明の主題は概略的に示され、図に基づいて以下に記載される。
【００３６】
図１は、従来技術による立体顕微鏡６０の斜視図である。立体顕微鏡６０は基部７１を備え、焦点調節支柱７２が基部７１に固定される。焦点調節アーム７３は焦点調節支柱７２に変位可能に取り付けられ、両矢印Ａ−Ａに沿って調節素子７４によって焦点調節支柱７２を変位することができる。立体顕微鏡６０は、双眼鏡筒６５およびズーム系（図２参照）を有する。ズーム系は、調節素子７８を用いて調節することができる。
【００３７】
図２は、従来技術による望遠鏡型も立体顕微鏡の光学設計の概略図である（独国特許公告第１０２  ２５  １９２  Ｂ４号明細書参照）。物体平面１は、主対物レンズ２の前側焦点面にある。検査対象または観察対象の物体１ａもまた、物体平面にある。物体平面１において、物体の中心１ｂには、垂線１１によって印がつけられる。対物レンズ２の光軸１１ａは、垂線１１と一致する。以下では、光学系の設計の実施形態は、ユーザの方向において記載される。ユーザは、眼５２Ｒおよび５２Ｌで物体１ａの像を検出する。主対物レンズ２は、下流に設計が同一である第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌを有する。第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌは、垂線１１または光軸１１ａに対して対称に配置される。望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌは、アフォーカルズーム系として示されている。これらの系については、たとえば、上記の米国特許第６，８１６，３２１号明細書（独国特許公告第１０２  ２２  ０４１  Ｂ４号明細書に対応）に記載されている。
【００３８】
ズーム系には、絞りまたは虹彩絞り３１Ｒおよび３１Ｌが配置される。虹彩絞り３１Ｒおよび３１Ｌの直径は、調整可能であり、両側で同様に設定される。これらの絞りは入射瞳の直径３２Ｒおよび３２Ｌを制限する。入射瞳の直径３２Ｒおよび３２Ｌは、ズーム設定および絞りの選択に応じて可変サイズであるが、両側で同一である。
【００３９】
第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌはそれぞれ、第１の光軸３３Ｒおよび第２の光軸３３Ｌを画定する。光軸３３Ｒと３３Ｌとの間の距離は、ステレオベースｂと呼ばれる。第１の光軸３３Ｒおよび第２の光軸３３Ｌにおいて、望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌは、第１の観察ユニット４Ｒおよび第２の観察ユニット４Ｌの下位にある。第１の観察ユニット４Ｒおよび第２の観察ユニット４Ｌはそれぞれ、垂線１１に対して対称に配置される。第１の観察ユニット４Ｒおよび第２の観察ユニット４Ｌは、中間画像４２Ｒおよび４２Ｌを生成する同一設計の鏡筒レンズ４１Ｒおよび４１Ｌと、正立像形成用の対称な反転器系４３Ｒおよび４３Ｌと、接眼レンズ５１Ｒおよび５１Ｌと、を備える。ユーザは、眼５２Ｒおよび５２Ｌで直接、物体の像を検出する。任意に公知の方法で、光の結合および分離などのためのアタッチメントレンズ、フィルタ、偏光子、反射照射ユニット、ビーム分割系などの別のモジュールをビーム経路に導入することができる。
【００４０】
この種の顕微鏡による表示が、ビーム経路の周辺ビーム６１Ｒおよび６１Ｌの概略図によって示され、この実施例では物体の中心１ｂから発している。周辺ビーム６１Ｒおよび６１Ｌは、顕微鏡によって用いられる２つの照射光束６２Ｒおよび６２Ｌと同一視される。図２に示されているように、それぞれの照射光束６２Ｒおよび６２Ｌは、入射瞳の直径３２Ｒおよび３２Ｌによって制限され、その一部は虹彩絞り３１Ｒおよび３１Ｌによって決定される。物体１ａは対物レンズ２の前側焦点面に配置されるため、周辺ビームは対物レンズ２とズーム系との間で平行に進む。したがって、簡単な態様で入射瞳の直径３２Ｒおよび３２Ｌを決定することが可能である。周辺ビームは、再びズーム系から平行に離れる。したがって、ズーム系の背後の空間は、任意の付属品にとって好都合である。鏡筒レンズ４１Ｒおよび４１Ｌはそれぞれ、中間画像４２Ｒおよび４２Ｌの平面における点４２ａで光線束を集束する。この点４２ａは、接眼レンズ５１Ｒまたは５１Ｌの前側焦点面に位置し、これによって無限遠で結像されるため、眼５２Ｒおよび５２Ｌで観察することができる。さらに、観察者が右眼５２Ｒまたは左眼５２Ｌによって物体１ａを認識する角度ｗＲおよびｗＬは同一であることが、図２から分かる。
【００４１】
米国特許第６，８１６，３２１号明細書（「Ａｆｏｃａｌ  Ｚｏｏｍ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ」）および独国特許公告第１０２  ２５  １９２  Ｂ４号明細書（「Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ  ｆｏｒ  ｓｔｅｒｅｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ  ｔｙｐｅ」）に記載されているように、顕微鏡の解像度は概ね以下のように求められる。
解像度＝３０００＊ｎ［Ｌｐ／ｍｍ］                    式（１）
式中、Ｌｐ／ｍｍは、１ミリメートル当たりのラインぺアを表し、ｎＡは開口数であり、本件の場合には以下のように求められる。
ｎＡ＝ＥＰ／（２＊対物レンズ２の焦点距離）            式（２）
式中、ＥＰは、望遠鏡系の入射瞳の直径である。最後に、被写界深度Ｔがこの場合も重要である。実際の比は、以下のように求められる。
Ｔ［ｍｍ］＝λ／（２＊ｎＡ２）＋０．３４ｍｍ／（Ｖｔｏｔ＊ｎＡ）      式（３）
式中、λ＝約５５０Ｅ−６ｍｍの光波長であり、Ｖｔｏｔ＝接眼レンズの倍率を含む顕微鏡の倍率である。
【００４２】
図３は、代表的な高パワー立体顕微鏡に関して、倍率の関数としての開口数ｎＡの経過を示す。倍率は、横軸４０に沿ってプロットされている。開口数ｎＡは、縦軸４４に沿ってプロットされている。この実施例では、主対物レンズの焦点距離ｆＯ’＝８０ｍｍ、鏡筒の焦点距離ｆＴ’＝１６０ｍｍ、ステレオベースｂ＝２４ｍｍ、接眼レンズの倍率＝１０倍が選択される。実線４５は完全な絞り開口部に対応し、破線４６は絞りの面が４０％だけ削減される場合の結果である。
【００４３】
図４は、上述の高パワー立体顕微鏡に関して、倍率の関数としての被写界深度Ｔの経過を示す。倍率は、横軸６８に沿ってプロットされている。被写界深度Ｔは、縦軸５４に沿ってプロットされている。実線６７は完全な絞り開口部に対応し、破線６６は絞りの直径が上述のように削減された場合の結果である。絞りの直径が削減されることによって、ユーザは被写界深度を増大することができるが、絞りは開口数ｎＡ（図３）を減少させ、式（１）の結果として解像度の低下を生じることが、図４から分かる。
【００４４】
図５は、本発明の第１の実施形態の概略図である。主対物レンズ、ステレオベースおよび観察ユニットに変更はない。図２の素子と同一である光学素子は、同じ参照符号によって示される。望遠鏡系の最大倍率設定が示されている。右のビーム経路６０Ｒの直径は左の６０Ｌの直径より大きく、この実施例ではステレオベースｂより大きいことが分かる。
【００４５】
本発明は、望遠鏡系を備えた望遠鏡型の立体顕微鏡に関し、既に述べたように、段階的変倍装置またはズーム系として設計可能である。２つの望遠鏡または望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌは、本発明によればもはや対称に構築されることはなく、異なっており、特に第１の入射瞳３２Ｒおよび第２の入射瞳３２Ｌは少なくとも異なる最大直径を有する。一方の望遠鏡系３Ｒまたは３Ｌの入射瞳３２Ｒまたは３２Ｌの最大直径は他方の望遠鏡系３Ｌまたは３Ｒの入射瞳の直径より１０〜５０％大きいことが好都合である。本発明は、入射瞳３２Ｒまたは３２Ｌの２つの直径がステレオベースｂより大きい場合に、特に有効である。他方の望遠鏡系３Ｒまたは３Ｌの入射瞳３２Ｒまたは３２Ｌの直径はステレオベースｂより小さい場合も可能である。
【００４６】
２つの望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌの変倍装置またはズーム系は、以下に説明するように、より小さな顕微鏡倍率の広範囲において、２つの望遠鏡系３Ｒまたは３Ｌの入射瞳３２Ｒおよび３２Ｌの直径が本質的に同一であるように設計可能であるが、高倍率の場合には異なる。等しくない入射瞳の直径によって、上述の欠点を被ることなく、解像度を増大することができる。
【００４７】
入射瞳３２Ｒおよび３２Ｌの等しくない直径に関する本発明による場合には、ユーザは、異なる輝度、異なる解像度および異なる被写界深度の２つの部分画像を受けとる。意外なことに、５０％までの輝度の差および詳細認識における差は、視覚および３次元画像への２つの部分画像の統合に悪影響を及ぼすことはないことが分かっている。逆に言えば、驚くべきことに、より大きな開口数から生じる向上した解像度のみならず、より小さい開口数から生じるより深い被写界深度によっても物体は３次元的に認識される。本発明は、立体顕微鏡の設計に関するこの生理学的現象の利用に基づいている。
【００４８】
第１のビーム経路６０Ｒにおいて、光束の直径は虹彩絞り３１Ｒの直径によって決定されるが、第２のビーム経路６０Ｌの制限は対物レンズ２と絞り３１Ｌとの間にあるレンズ構成部材３５Ｌの直径による。対物レンズ２は、その下流に同一の設計ではない第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌを有する。第１の望遠鏡系３Ｒの光学素子３５Ｒ、３１Ｒは、第２の望遠鏡系３Ｌの光学素子３５Ｌ、３１Ｌとは異なる直径を有する。望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌは、アフォーカルズーム系として示されている。
【００４９】
望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌ（右および左）の実施形態は、異なる構成部材部分を含んでもよい。ここで、動作状態では等倍率の法則が常に適用される、すなわち２つの望遠鏡系の倍率が同時に変更されることに留意すべきである。
【００５０】
第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌの設計に関する別の可能性は、第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌ（右および左）に関して、「同一の構成」で設計されるが、２つの望遠鏡系のうちの一方の少なくとも１つの光学素子またはレンズ構成部材の光学的有効径は、他方の望遠鏡系の少なくとも１つの光学素子またはレンズ構成部材の光学的有効径とは異なることである。「光学的有効径」なる語は、画像生成に寄与する光線束が光学素子３５Ｒ、３５Ｌに当たり、光学素子を貫通するときのこの光線束の直径を表す。以下の表１によるズーム系の例示的な構造の場合における望遠鏡系の「同一の構成」では、第１のレンズ群（面番号１０１〜１０５）を別にして、右および左の残る３つの群には同一の部分が用いられる。これは、より高い生産数を可能にするために経済的に好都合である。また、第１の群に関して、直径を除くすべての製造変数は同一である（表１参照）。
【００５１】
第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌは、特に連続倍率選択の場合には、独国特許公告第１０２  ２２  ０４１  Ｂ４号明細書によれば、アフォーカルズーム系として設計されることが好ましい。繰り返しを避けるため、そのようなズーム系の構造および機能モードに関しては、上記の文献、すなわち独国特許公告第１０２  ２２  ０４１  Ｂ４号明細書を特に参照されたい。
【００５２】
それぞれ、絞りまたは虹彩絞り３１Ｌ、３１Ｒを備えた第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌ（右および左）の設計が、示されている。ここで、第１の望遠鏡系３Ｒにおける第１の絞り３１Ｒは、第２の望遠鏡系３Ｌの第２の絞り３１Ｌに関係なく動作することができる。絞りがない望遠鏡系もまた、用いることができる。
【００５３】
絞り設定の他の実施形態において、絞り３１Ｒ、３１Ｌの動作は、第１の設定において、第１の望遠鏡系３Ｒの絞り開口部と第２の望遠鏡系３Ｌの絞り開口部との間の比が設定されるように設定される。第２の設定において、両方の絞り開口部（比は変わらず）が同時に変更される。
【００５４】
同様に、より大きな直径の入射瞳を有するビーム経路に光フィルタ（たとえば、減光ステージまたは減光段階フィルタ）を導入することによって、直径の差から生じる輝度の差を低減または排除することができる。ここで、フィルタ３７は、望遠鏡系における主対物レンズ２と望遠鏡系３との間または望遠鏡系と接眼レンズとの間に配置されることが好都合である。フィルタ３７は、手動で動作させることができ、図５に示される両矢印３７ａに沿ってビーム経路に導入することができる。同様に、フィルタ３７に関して、倍率選択によって制御される動作によってその位置、したがってフィルタ特性を変更することも可能である。フィルタは、解像度または被写界深度に悪影響を及ぼすことはない。
【００５５】
他の実施形態において、立体顕微鏡は本質的に公知の文書化ポート５５を備える。より大きな直径の入射瞳３２Ｒを備えた第１のビーム経路６０Ｒにビームスプリッタ５６または分離デバイス（decoupling device）を配置することによって、分離が実現される。したがって、文書化デバイス５７の高解像度が提供される。文書化デバイス５７は、従来のＣＣＤカメラまたは従来のセンサ面である。
【００５６】
さらに、より大きな直径の入射瞳３２Ｒを有するビーム経路をユーザの右眼５２Ｒまたは左眼５２Ｌに任意に供給することができるように、第１の望遠鏡系および／または第２の望遠鏡系３Ｒ、３Ｌは、その長手軸を中心にして旋回するように設計可能である。
【００５７】
本発明は、高パワー立体顕微鏡における特定の利点を有し、いわゆる空倍率（一定の解像度における、すなわち詳細認識を増大しない倍率の増大）を防止するために、高倍率のほか、高解像度も必要とされる。立体顕微鏡における倍率の比Ｖｍａｘ／Ｖｍｉｎは、１０を超えなければならない。この目的のために、ズーム比ｚ＞１０のズーム系が標準である。上記の比から、本発明は特に有効である。
【００５８】
図６および図７は、右側の最大直径ＥＰ＝２７ｍｍおよび左側の最大直径ＥＰ＝２１ｍｍを有する実施形態に関する開口数ｎＡおよび被写界深度Ｔの経過を示す。今度も、主対物レンズの焦点距離ｆＯ’＝８０ｍｍ、鏡筒の焦点距離ｆＴ’＝１６０ｍｍ、ステレオベースｂ＝２４ｍｍ、接眼レンズの倍率＝１０倍が選択される。図６では実線７５は大きな直径３２Ｒを有するビーム経路から生じ、破線７６はより小さな直径３２Ｌのビーム経路から生じる。図７において、実線８５は大きな直径３２Ｒを有するビーム経路から生じ、破線８６はより小さな直径３２Ｌのビーム経路から生じる。従来技術に比べて、開口数ｎＡ、したがって解像度においてゲインがあることが図６から分かり、図７では被写界深度Ｔにゲインがあることが分かる。図６および図７における点Ｂは、従来技術によれば、両方の系が最大の可能な光束の直径３２Ｒ＝３２Ｌ＝ステレオベースｂ＝２４ｍｍで対称に構成された場合に達することができる曲線上の点を指す。この理論的限界の場合に比べても、解像度および被写界深度の向上が証明される。
【００５９】
図６および図７は、左側の２１ｍｍの入射瞳の直径がレンズの直径によって制限される実施形態に対応する。倍率の減少と共に、入射瞳の直径は小さくなるため、低倍率の広い倍率範囲における両方の立体視光路は、同一の有効径を有する。したがって、そのような倍率では両方の光路の間で解像度および被写界深度における差は生じない。高倍率のときに限り、より大きな光路の入射瞳の直径は、より小さな光路の上記の制限するレンズの直径を超え、開口数が非対称になり、２つの異なる曲線が展開され、従来技術に対して解像度および被写界深度に関する本発明の利点を証明する。
【００６０】
角度ｗＲおよびｗＬは、図５の実施形態では等しくない。ここでは、対物レンズ軸１１および望遠鏡を画定する円筒５０の軸５０ａ（図８ｂ参照）が一致する。より大きい入射瞳の直径３１Ｒを有する右手ビーム経路６０Ｒによる観察角ｗＲは、対称な構造（図８ａ参照）を有する場合より小さい。この結果として、主対物レンズに対して中心に配置される物体は、側面からわずかに目視されるかのように見える。実際には、細長い物体を目視する場合、これは大きな欠点ではない。
【００６１】
２つのズーム系に関するデータは、米国特許第６，８１６，３２１  Ｂ２号明細書（＝独国特許公告第１０２  ２２  ０４１  Ｂ４号明細書）の表３に見られる。データは表に展開され、右ビーム経路６０Ｒおよび左ビーム経路６０Ｌに関する光学的有効径が列挙されている。各ズーム系は、４つの群のレンズからなり（図９および図１０参照）、レンズ面は１０１〜１０５、１０６〜１１０、１１１〜１１５または１１６〜１１８で表される。ここで、以下の表１に示された値は、本発明の特定の実施形態を表す。
【００６２】
【表１】
2007065651.tif 000003
【００６３】
左から右に、表１の列は、面番号、曲率半径、次の面からの距離、屈折率ｎｄ、分散νｄ、部分分散Ｐｇ、ＦおよびＰＣ、ｔおよび右ビーム経路および左ビーム経路または第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌを列挙している。ｎｄは屈折率を示し、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）はアッベ数であり、Ｐｇ、Ｆ＝（ｎｇ−ｎＦ）／（ｎＦ−ｎＣ）は波長ｇおよびＦに対する相対部分分散であり、ＰＣ、ｔ＝（ｎＣ−ｎｔ）／（ｎＦ−ｎＣ）は波長Ｃおよびｔに対する相対部分分散である。空隙は、材料の詳細に関して空欄または空白によって識別される。
【００６４】
図８は、２つの観察角ｗＬおよびｗＲで望遠鏡系に対する主対物レンズ２の位置決めの効果を示す。
【００６５】
図８ａは、主対物レンズ２の位置決めに関する第１の可能な設定を示す。ここでは、２つの観察方向は、対物レンズ２の光軸１１に対称に配置される（ｗＬ＝ｗＲ）。この位置は、以下では「対称な配置構成」と呼ばれる。これは、上から反射物体の同軸照射に好都合である。本質的に公知の照明のそのような実施形態において、鏡筒レンズ（図５の４１）の下の照射光は、ビームスプリッタによって両方の立体視光路に伝導され、光路および主対物レンズを通って物体の上に向けられる。ｗＲおよびｗＬが対称である場合に限り、光路によって物体の上に向けられ、物体から反射される光は、他方の光路によって取り出されることができ、このようにして物体を観察することができる。
【００６６】
図８ｂは、主対物レンズ２の光軸がより大きい入射瞳の直径を有する望遠鏡系３Ｒの光軸３３Ｒにより近い位置となるような主対物レンズ２の位置決めを示す。図８ｂに示される主対物レンズ２の位置の結果として、これは、有利なほど小さい対物レンズの直径を有する。ここでは、主対物レンズ２の光軸１１および望遠鏡系３Ｒおよび３Ｌを画定する円筒５０の軸５０ａは一致している。ここでは、より大きな直径３２Ｒの入射瞳を有する光路６０Ｒによる観察角ｗＲは、対称な構造より小さい（図８ａ参照）。ｗＲ＜ｗＬである（またはさらに一般的にｗＲはｗＬに等しくない）場合には、この実施形態は「非対称な配置構成」と呼ぶことができる。より小さな観察角および主対物レンズ２の小さな直径は、開口数の片側倍率であるにもかかわらず、主対物レンズ２の設計を簡単にする。したがって、非対称な配置構成が特に好ましい。
【００６７】
「非対称な配置構成」による小さな直径を有する主対物レンズはまた、上からの同軸照射を有する「対称な配置構成」にも用いることができる。既に説明したように、光源からの光は常に両方の光路を通って観察者まで進むため、２つの入射瞳の直径の小さい方が常に有効である。したがって、「対称な位置」において、口径食を生じることなく、「非対称な配置構成」から生じる小さな直径を有する主対物レンズを用いることが可能である。
【００６８】
図８ｃは、主対物レンズ２の光軸１１およびより大きな入射瞳の直径を有する望遠鏡系３Ｒの光軸３３Ｒが一致する特殊な場合である。ここでは、立体視観察が行われない。観察角は０°である。この設定は、高解像度での文書化作業および測定作業に特に好都合である。ここでは唯一の立体視光路が画像に寄与するため、「非対称な配置構成」から生じる小さな直径を有する主対物レンズを用いることが同様に可能である
【００６９】
同様に、主対物レンズ２は、横方向に変位可能に設計可能である。したがって、変倍装置（または第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌ）に対する主対物レンズ２の可変位置決めが実現される。図８ａ〜図８ｃに記載される主対物レンズ２の位置は、任意に設定されることができる。万全を期すため、物体の変位を防止するため、実際には鏡筒を備えた望遠鏡系は、静止している主対物レンズに対向して好都合に変位されることを述べておく。
【００７０】
図９および図１０は、最大倍率および最小倍率における第１の望遠鏡系３Ｒのビーム経路を示す。図９は、最大倍率を示す。図１０は、最小倍率を示す。第１の望遠鏡系３Ｒおよび第２の望遠鏡系３Ｌは、第１のレンズ群１００、第２のレンズ群２００、第３のレンズ群３００および第４のレンズ群４００（上記の表１参照）から構成される。Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、レンズ群１００、２００、３００および４００の間の可変距離を示す。最大倍率で第１のレンズ群１００と第２のレンズ群２００との間の距離Ｄ１＝４９．３５ｍｍである。最大倍率で第２のレンズ群２００と第３のレンズ群３００との間の距離Ｄ２＝５．２６ｍｍである。最大倍率で第３のレンズ群３００と第４のレンズ群４００との間の距離Ｄ３＝５０．１３ｍｍである。最小倍率で距離の組み立ては異なる。最小倍率で第１のレンズ群と第２のレンズ群２００との間の距離Ｄ１は、９．０２ｍｍである。最小倍率で第２のレンズ群２００と第３のレンズ群３００との間の距離Ｄ２は、８８．８９ｍｍである。最小倍率で第３のレンズ群３００と第４のレンズ群４００との間の距離Ｄ３は、６．８３ｍｍである。表１は、図９および図１０に示されているようなレンズ群における面番号の半径を示す。表はまた、第１の望遠鏡系３Ｒの屈折素子の対物レンズ側の直径φが第２の望遠鏡系３Ｌの屈折素子の直径φより大きいことを示す。入射瞳の直径を画定するエッジビームが実線として示され、最大視野角の場合の主ビームが破線として示されている。この点のほか、参照符号を有する個別の素子に関しては、既に述べた独国特許公告第１０２  ２２  ０４１  Ｂ４号明細書の図１ａおよび図１ｂの説明を参照されたい。
【００７１】
図１０では主ビームは群１００の外径まで相当の距離があり、図９では同一の群１００の場合にはエッジビームは外径に近い位置を進むことが認識される。したがって、左光路の左望遠鏡３Ｌにおいて、結果として主ビームを遮断することなく群１００の直径を小さくすることができることは明白である。これは、画像のエッジまで立体視が可能にするために１つの必要な条件である。画像のエッジまで主ビームがより小さい直径を有する光路において遮断されてはならないというこの条件は同時に、等しくない光学的に有効な光路の直径の立体顕微鏡に適したアフォーカルズーム系の設計に関する基準である。したがって、この条件は、低倍率で入射瞳の位置決めをするための指針である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】立体顕微鏡の斜視図である。
【図２】従来技術による望遠鏡型の立体顕微鏡の光学設計の概略図である。
【図３】代表的な高パワー立体顕微鏡に関して、倍率の関数としての開口数ｎＡの経過である。
【図４】上述の高パワー立体顕微鏡に関して、倍率の関数としての被写界深度Ｔの経過である。
【図５】本発明の第１の実施形態の光学設計を概略的に示す。
【図６】倍率の関数としての開口数ｎＡの経過である。
【図７】倍率の関数としての被写界深度Ｔの経過である。
【図８ａ】変倍装置に対する主対物レンズの位置決めの第１の可能な設定である（「対称な配置構成」）。
【図８ｂ】主対物レンズの光軸が入射瞳のより大きな直径の望遠鏡系の光軸により近くなるような主対物レンズの位置決めである（「非対称な配置構成」）。
【図８ｃ】主対物レンズの光軸がより大きな入射瞳の直径を有する望遠鏡系の光軸と一致する特殊な場合である（「中心の配置構成」）。
【図９】最大倍率における第１の望遠鏡系のビーム経路である。
【図１０】最小倍率における第１の望遠鏡系のビーム経路である。
【符号の説明】
【００７３】
１  物体平面
１ａ  物体
１ｂ  物体の中心
２  主対物レンズ
３Ｒ、Ｌ  望遠鏡系
４Ｒ、Ｌ  観察ユニット
１１  垂線
１１ａ  光軸
３１Ｒ、Ｌ  虹彩絞り、光学素子
３２Ｒ、Ｌ  入射瞳の直径
３３Ｒ、Ｌ  望遠鏡系３Ｒ、Ｌの光軸
３５Ｒ、Ｌ  光学素子、レンズ部材
３７  フィルタ
３７ａ  両矢印
４０  横軸
４１Ｒ、Ｌ  鏡筒レンズ
４２Ｒ、Ｌ  中間画像
４２ａ  点
４３Ｒ、Ｌ  反転器系
４４  縦軸
４５  線（実線）
４６  線（破線）
５０  円筒
５０ａ  円筒の軸
５１Ｒ、Ｌ  接眼レンズ
５２Ｒ、Ｌ  眼
５４  縦軸
５５  文書化ポート
５６  ビームスプリッタ
５７  文書化デバイス
６０  立体顕微鏡
６０Ｒ、Ｌ  ビーム経路
６１Ｒ、Ｌ  エッジビーム
６２  光円錐
６５  双眼鏡筒
６６  線（破線）
６７  線（実線）
６８  横軸
７１  基部
７２  焦点調節支柱
７３  焦点調節アーム
７４  調節素子
７５  線（実線）
７６  線（破線）
７８  調節素子
１００  第１のレンズ群
１０１〜１１８  面番号
２００  第２のレンズ群
３００  第３のレンズ群
４００  第４のレンズ群
Ｄ１〜Ｄ３  レンズ群の間の距離
Ｔ  被写界深度
ｎＡ  開口数
ｂ  ステレオベース
Ｂ  曲線上の点
Ｒ  右
Ｌ  左
ＷＲ、ＷＬ  観察角
【図１】
2007065651.tif 000004
【図２】
2007065651.tif 000005
【図３】
2007065651.tif 000006
【図４】
2007065651.tif 000007
【図５】
2007065651.tif 000008
【図６】
2007065651.tif 000009
【図７】
2007065651.tif 000010
【図８ａ】
2007065651.tif 000011
【図８ｂ】
2007065651.tif 000012
【図８ｃ】
2007065651.tif 000013
【図９】
2007065651.tif 000014
【図１０】
2007065651.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月4日(2007.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2007065651.tif 000016
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2007065651.tif 000017
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007065651.tif 000018
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007065651.tif 000019
【外国語明細書】
2007065651000001.pdf
2007065651000002.pdf
2007065651000003.pdf
2007065651000004.pdf