(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの双眼視検部を有し、撮影モジュールおよび（または）表示モジュールを備えた光学器械であって、少なくとも一つの双眼光路の二つのチャネル内で、チャネルごとに少なくとも一つのビームスプリッタ（α、β）が設けられ、該ビームスプリッタが、光路の一部を撮影モジュールへ抜取ること、および（または）、表示モジュールから提供されるデータ又は画像を視検部の方向でそれぞれのチャネル内へ挿入することを可能にし、該モジュールが光学器械に対して位置固定して配置されている前記光学器械において、
それぞれのモジュールに対し少なくとも一つの光学的切換え器（４、５）が設けられ、該切換え器は、切換え設定に応じて、挿入又は抜取りが実行されるチャネルを変更することが可能なように、該モジュールを一方の又は他方のチャネル内でビームスプリッタ（α、β）と選択的に接続することを特徴とする光学器械。
【請求項２】
光学的切換え器が回転可能な、またはスライド可能なプリズムであることを特徴とする、請求項１に記載の光学器械。
【請求項３】
プリズムが偏菱形プリズムであることを特徴とする、請求項２に記載の光学器械。
【請求項４】
撮影モジュールと表示モジュールが設けられていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の光学器械。
【請求項５】
撮影モジュールと表示モジュールが双眼光路の異なるチャネルと光学的に結合されていることを特徴とする、請求項４に記載の光学器械。
【請求項６】
撮影モジュールと表示モジュールを同じチャネルと同時に結合できないように該撮影モジュールと表示モジュールの光学的切換え器が互いに連結されていることを特徴とする、請求項５に記載の光学器械。
【請求項７】
撮影モジュールと表示モジュールの、プリズムとして構成された光学的切換え器が、一つの軸に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の光学器械。
【請求項８】
ビームスプリッターがビームスプリッタープリズムまたはビームスプリッターキューブであることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の光学器械。
【請求項９】
光学器械が、双眼視検部を備えた顕微鏡、特に立体顕微鏡であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の光学器械。
【請求項１０】
２つまたはそれ以上の双眼視検部が設けられ、モジュールを異なる双眼視検部の個々のチャネルと結合させることができるように、および（または）複数のチャネルと同時に結合させることができるように光学的切換え器が設けられていることを特徴とする、請求項９に記載の光学器械。
【請求項１１】
それぞれのモジュールに対し、異なる機能を持つ少なくとも２つの光学的切換え器が設けられていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の光学器械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの双眼視検部を備えた光学器械であって、少なくとも１つの双眼光路の両チャネル内にビームスプリッターが設けられ、ビームスプリッターが、光路の一部を撮影モジュール等へ反射させる機能、および（または）、表示モジュールから提供されるデータまたは画像を視検部の方向においてそれぞれのチャネル内へ反射させる機能を有している前記光学器械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば顕微鏡、特に立体顕微鏡においては、１つの双眼チャネルまたはステレオチャネルにデータおよび（または）画像を反射させ、他の双眼チャネルまたはステレオチャネルに、顕微鏡画像（たとえばプレパラート画像）や手術用顕微鏡の場合には手術個所を撮影する写真機、ビデオユニット等の撮影装置を接続させることが望まれることが多い。
【０００３】
少なくとも１つの視検部を備えた、たとえば立体顕微鏡のような光学器械において、双眼光路の両チャネルに、光路の一部を撮影モジュール等へ反射させる機能、および（または）、表示モジュールから提供されるデータまたは画像を視検部の方向においてそれぞれのチャネル内へ反射させる機能を有している複数のビームスプリッターを設けることは知られている。これに関しては、たとえばドイツ連邦共和国特許第３４３２６３５Ｃ２号公報またはドイツ連邦共和国特許公開第１９６２２３５７Ａ１号公報を指摘しておく。
【０００４】
多くの使用者が望むことは、反射或いは撮影装置の接続を左側のチャネルに対し行なうか、または右側のチャネルに対し行なうかを自由に選定できることである。しかも、どのチャネルにどの装置を接続するかを作動中に変更できるようにすることが望ましいことが多々ある。
【０００５】
このため、従来の技術では、撮影装置も、反射させるべきデータまたは画像を提供する表示装置もともにモジュールとして構成し、左側のステレオチャネルまたは右側のステレオチャネルに選択的にフランジ固定できるようになっている。しかしながら、モジュールのページングは煩わしい。また、取り違えの恐れもある。さらに、必要とするときに個々のモジュールに自在に接近できるようにするためのスペース或いは需要容積も非常に大きくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の、少なくとも１つの双眼視検部を備えた光学器械において、モジュール等の差し替え或いは移し替えの必要なく、データおよび（または）画像を反射させたり、光路の一部を撮影モジュールへ反射させたりするためのチャネルの交換が可能であるように改良することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するため、モジュールが光学器械に対し位置固定して配置されていること、それぞれのモジュールに対し少なくとも１つの光学的切換え器が設けられ、該切換え器はそれぞれのモジュールを他のチャネル内のビームスプリッターと結合させていることを特徴とするものである。本発明の他の構成は請求項２以下の対象である。
【０００８】
本発明によれば、１つまたは複数のモジュールが位置固定して配置されている。個々のモジュールを双眼光路（必ずしも必要であるというわけではないが、立体光路であるのが有利である）のその都度所望のチャネルと光学的に結合させるため、各モジュールに対し（少なくとも１つの）光学的切換え器が設けられている。光学的切換え器は、それぞれのモジュールを一方または他方のチャネル内のビームスプリッターと光学的に結合させ、すなわち光路を形成させる。オプション的には、光学的切換え器は、それぞれのモジュールと双眼光路のチャネルの１つとの光学的結合を生じさせないような位置を有していてもよい。
【０００９】
この場合、光学的切換え器は回転可能またはスライド可能なプリズムであるのが有利である。プリズムとしてはたとえば偏菱形プリズムを使用することができる。もちろん、それぞれのモジュールと一方のチャネルまたは他方のチャネル内に設けられるビームスプリッターとの間の光路を開放或いは遮断する機能を持っていれば、他の「光学的スイッチ」、たとえば簡単なミラーとか電気光学的素子を使用してもよい。
【００１０】
さらに、それぞれのモジュールに対し複数の光学的切換え器を設けてもよい。たとえば偏菱形プリズムとして構成されている１つの切換え器は、その作用位置に応じて、表示モジュールから提供されるデータまたは画像を双眼筒の左側のチャネルまたは右側のチャネル内へ反射させることができる。偏菱形プリズムの代わりに光路内に取り付けられる他の切換え器は、たとえば、データまたは画像を両チャネル内へ反射するように構成してよい。このためこの切換え器は、１つのビームスプリッターと下流側の２つの偏菱形プリズムとを有していてよい。この切換え器を光路内に取り付ける場合には、光路からの光を撮影モジュールへ偏向させないような位置に撮影モジュールの切換え器を設けるのが有利である。
【００１１】
本発明による光学器械には以下のような一連の利点がある。
個々のモジュールを作動中に差し替える必要がないので、これらのモジュールを簡単に自在に接近できるように配置する必要がない。むしろこれらのモジュールを省スペースで光学器械の内部に設けることができる。本発明の構成によれば、通常、個々のモジュールは保守だけの目的で分解されるように光学器械内に配置すればよいが、これらのモジュールを複数の光学器械とともに使用する場合のみ、該モジュールはこれら光学器械から分離できるように構成されている必要がある。
【００１２】
光学器械が複数の双眼視検部を有している場合には、個々のモジュールを異なる双眼光路に対し利用でき、しかも２つまたはそれ以上の双眼光路に対し同時に利用できる。複数の双眼視検部を備えた光学器械に関しては、たとえば米国特許第４１３８１９１号公報およびその表紙に記載されている文献を指摘しておく。たとえば、表示ユニットまたは表示モジュールを適当な光学的切換え器を介して前記米国特許第４１３８１９１号公報に記載されている立体顕微鏡の、異なる観察者のために設けられている立体光路の任意の１つのチャネルと光学的に結合させることができ、しかも両立体光路のそれぞれのチャネルと同時に結合させることができる。
【００１３】
本発明にしたがって構成された光学機械の場合、双眼光路の左側のチャネルまたは右側のチャネルと選択的に光学的に結合させることができる１つの撮影モジュールと１つの表示モジュールとを設けるのが有利である。もちろん２つ以上のモジュールを設けてもよい。２つ以上のモジュールとは、たとえば写真機、ビデオユニットのような異なる撮影モジュールであり、および（または）、データを提供する表示モジュールと画像を提供する表示モジュールである。さらに、対象物の領域をマーキングおよび（または）処理或いは加工するための照明ユニット或いはレーザーモジュールのような他のモジュールを設けてもよい。
【００１４】
１つの撮影モジュールまたは記録モジュールと１つの表示モジュールとを同時に使用する場合には、これらモジュールを双眼光路の異なる光路と光学的に結合させて、モアレ効果の発生を阻止するのが有利である。これを達成するための特に簡潔構成は、記録モジュールの光学的切換え器と表示モジュールの光学的切換え器とを、両モジュールが同じ光路と同時に結合されないように互いに機械的にまたは電子的に連結させることである。偏菱形プリズムを使用する場合は、これは、両プリズムを（プリズム内の光路に応じて）同じ軸に配置するか、両プリズム軸を対向連結(gegenkoppeln)させることによって実現できる。
【００１５】
ビームスプリッターがそれぞれのチャネルの位置固定要素である場合が多いが、ビームスプリッターをたとえば可動プリズムと結合させるか、可動プリズムと一体に構成してもよい。これによりプリズムを移動させる手間は増すが、この構成には、ビームスプリッターをそれぞれのモジュールに適合させることができるという利点がある。たとえばレーザーモジュールの場合には、ビームスプリッターをレーザーの波長を透過させないよう設計でき、よってレーザー光全部を対称物の領域へ転向させて、レーザー光が双眼視検部から出ないようにすることができる。
【００１６】
さらに、各チャネルを複数のモジュールと（通常は異なるビームスプリッターを介して）光学的に結合させることができるように光学器械を構成することもできる。
本発明は、顕微鏡、とりわけビームスプリッターがたとえば顕微鏡対物レンズと鏡筒レンズとの間の平行光路内に配置されている立体顕微鏡に使用できるので特に有利である。もちろん本発明は、他の光学器械、たとえば光路内または光路外への反射が可能な望遠鏡、望遠眼鏡のような他の光学器械にも適用可能である。なお、「双眼視検部」概念は必ずしも光学器械が立体器具または立体装置であることを含むものではないことを言い添えておく。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を、普遍的な適用性を限定することなく、（一部のみを）図示した立体顕微鏡の光路を用いて説明する。なお、図１と図２においては同一の部材または要素には同一の符号を付したので、少なくとも部分的には個々の部材を新たに説明することはしない。
【００１８】
図１は、立体顕微鏡の双眼光路内に取り付けられるビームスプリッタープリズムまたはビームスプリッターキューブの光路斜視図である。図中αまたはβは、左側の光路ｌまたは右側の光路ｒ内に取り付けられるビームスプリッターキューブである。顕微鏡から来るビームａまたはｂ（実線と破線で示した）は、図１では見えないビームスプリッターキューブαまたはβの（下部の）面１１にあたってビームスプリッターキューブ内へ侵入し、ビームスプリッターキューブαまたはβのそれぞれのスプリッター反射面１により、この面１の構成またはコーティングにより設定された比率（たとえば５０：５０）に応じて分割される。９０゜転向した成分ａ’またはｂ’（破線で示した）は、図１では同様に見えない（背面側の）面１２を通ってビームスプリッターキューブから出て、たとえば、図１には図示しなかったビデオユニット、写真機等の撮影モジュールによって撮影される。面１を透過する成分（実線で示した）は、ビームスプリッターキューブの（上部の）面１３から出て、立体顕微鏡の通常のごとく構成された構成要素（図示せず）を通過し、観察者により知覚される。図１には図示していない表示ユニットから光路AまたはB（一点鎖線で示した）に沿ってビームスプリッターキューブの（前部の）面１４にあたった光も同様に面１によって分割される。９０゜転向した成分Ａ’またはＢ’も観察者によって知覚される。面１を透過する成分は、ビームａ’またはｂ’とともに面１２から出る。顕微鏡の対物レンズから来る光ａ’またはｂ’を撮影モジュールによって撮影する必要がある場合、これらのビームは撮影を妨害する。それ故、通常のごとく、入射したビームを反射させない光路から反射した、顕微鏡対物レンズから来るビームだけを撮影する。
【００１９】
図２は本発明の実施形態を示すもので、左側の光路（ｌ）への反射を行なうべきか、或いは右側の光路（ｒ）への反射を行なうべきかを簡単に選定でき、他の光路から出る光を撮影モジュールで撮影するようにしたものである。
【００２０】
図２は図１に斜視図で示した配置構成の平面図で、すなわち面１３の面法線の方向に見た図である。概略的に図示した撮影モジュール２は、顕微鏡の光路の片側に設けられている。他の側には、同様に概略的に図示した表示モジュール３が設けられている。両モジュール２と３は、それらの光軸が光路Aとｂ’との中間、或いは、光路ａとＢとの中間に延在するように配置されている。光学的に切換え器として用いられる２つの偏菱形プリズム４と５は、ビームスプリッターキューブαまたはβとモジュール２または３との間に配置されている。偏菱形プリズム４と５の位置に応じて、該偏菱形プリズムは撮影モジュール２を左側のビームスプリッターキューブαと結合させ、表示モジュール３を右側のビームスプリッターキューブβと結合させるか（図２）、或いは、撮影モジュール２を右側のビームスプリッターキューブβと結合させ、表示モジュール３を左側のビームスプリッターキューブαと結合させる（図示せず）。この場合、両偏菱形プリズム４と５を共通の軸６（二点鎖線で示した）上に配置して、１８０゜の転向を常に同期して行い、両モジュールを決して同時に同じチャネルと結合させないようにするのが特に有利である。他の詳細は図２を参照してもらいたい。
【００２１】
以上、本発明を１つの実施形態を用いて説明したが、もちろん種々の変形が可能である。たとえばビームスプリッターキューブの代わりに、波長選択型スプリッター、偏光スプリッター、或いはハーフミラー等のニュートラルスプリッターを使用してもよい。
【００２２】
さらに、本出願で説明した技術思想を、本日付で出願した並行出願で説明されている技術思想と組み合わせてもよい。後者の出願では、各光路部分内に設けられるビームスプリッターをそれぞれの光路部分の光軸のまわりに回転させることにより、常に作用位置にあるビームスプリッターを時間的に相前後して異なるユニットに対し光学的に結合させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】立体顕微鏡の双眼光路内に取り付けられたビームスプリッタープリズムまたはビームスプリッターキューブのビームの延在態様を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に関わる、図１のビームスプリッターキューブとこれに付設される光学的切換え器との平面図である。
【符号の説明】
αまたはβ          ビームスプリッターキューブ
ａまたはｂ          顕微鏡対物レンズから来るビーム
ａ’またはｂ’      ９０゜転向したビーム
ＡまたはＢ          反射したビーム
Ａ’またはＢ’      転向したビーム
ｌ                  左側の光路
ｒ                  右側の光路
１                  スプリッター反射面
１１                スプリッターキューブの下部面
１２                スプリッターキューブの後部面
１３                スプリッターキューブの上部面
１４                スプリッターキューブの前部面
２                  撮影モジュール
３                  表示モジュール
４，５              偏菱形プリズム
６                  軸
【図１】
0004195785.tif 000002
【図２】
0004195785.tif 000003