(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基線長を隔てて配置された一対の撮影光学系によって、同一物体の一次像を夫々一旦結像させた後に撮像装置の撮像面における前記基線長の方向において区分された二つの領域に夫々二次像としてリレーするとともに、前記撮像装置によって、これら二次像を同時に撮像するビデオ型立体顕微鏡であって、
前記撮像装置及び前記一対の撮影光学系に対して固定されたフレームと、
各撮影光学系の光軸を直角に偏向する一対の反射部材と、
これら各反射部材を保持するとともに、各反射部材に入り込む各撮影光学系の光軸を中心として回転可能な態様にて前記フレームに取り付けられた一対の回転台と
を備えたことを特徴とするビデオ型立体顕微鏡。
【請求項２】
前記回転台は、前記反射部材に入り込む前記撮影光学系の光軸が貫通する貫通孔を有する
ことを特徴とする請求項１記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項３】
前記フレームは、前記反射部材に入り込む前記撮影光学系の光軸が通過する空間を有し、
前記回転台は、円筒状の形状を有するとともにその端面において前記反射部材を保持し、前記フレームの空間を通過する前記光軸を回転中心として回転自在に、前記フレームに取り付けられている
ことを特徴とする請求項２記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項４】
前記反射部材は、前記撮影光学系の光軸を順次偏向する二つの反射面を有することを特徴とする請求項１記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項５】
前記反射部材は、入射端面及び射出端面を有するとともに、前記入射端面から入射した光を順次反射して前記射出端面から射出させる二つの反射面を有するペンタプリズムである
ことを特徴とする請求項４記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項６】
前記回転台は、前記反射部材を、その入射面を前記光軸に直交させた状態で保持する
ことを特徴とする請求項５記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項７】
前記各撮影光学系は、前記一次像を結像させる対物光学系と、この一次像を二次像としてリレーするリレー光学系とからなり、
前記反射部材は、前記リレー光学系内に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項８】
前記各リレー光学系は、夫々、全体としての物体焦点位置が各撮影光学系による一次像の結像面に略一致する固定の正レンズ群である第１群及び可動な正レンズ群である第２群と、この第２群から射出された平行光を前記撮像面上に収束させる可動な正レンズ群である第３群とからなり、
前記反射部材は、前記第１群と前記第２群との間に配置されている
ことを特徴とする請求項７記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項９】
前記フレームに対してその光軸に直交する面方向にシフト可能に取り付けられた第１取付環と、
前記第２群を保持するとともに、前記第１取付環に対して光軸方向へ進退自在に嵌合している第２群鏡筒と、
この第２群鏡筒と一体の第２取付環と、
前記第３群を保持するとともに、前記第２取付環に対して光軸方向へ進退自在に嵌合している第３群鏡筒とを、
更に備えることを特徴とする請求項８記載のビデオ型立体顕微鏡。
【請求項１０】
前記第１群を保持するとともに、前記回転台に固定された第１群鏡筒を、
更に備えることを特徴とする請求項８記載のビデオ型立体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察対象物を拡大して立体画像としてビデオ撮影するビデオ型立体顕微鏡に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のビデオ型立体顕微鏡は、例えば、脳神経外科手術のように微細な組織を処置する際に使用される。
【０００３】
即ち、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、このような器官の処置は、顕微鏡下で行わざるを得ない。しかも、単眼の顕微鏡では組織の立体的構造を認識することが不可能であるので、組織を立体的に拡大観察させて正確な処置を可能とするため、このような処置には双眼顕微鏡が用いられていた。
【０００４】
ところで、従来用いられていた双眼の光学顕微鏡では、手術を担当する主術者（場合によってはその助手）は顕微鏡画像を見ることができるものの、それ以外の者（例えば、麻酔医，看護婦，研修医，遠隔地に居るアドバイザー）は、同じ顕微鏡画像を見ることができないので、迅速且つ的確な分担作業を行ったり遠隔地からの的確な助言を行うことができなかった。そのため、近年では、双眼の光学顕微鏡に代わって、双眼顕微鏡による左右の被写体像をビデオ撮影して複数のモニタでの立体観察に供するビデオ型立体顕微鏡が、提案されている。例えば、特許掲載公報第２６０７８２８号では、双眼顕微鏡の左右の撮影光学系の光軸を、多数のレンズ及びプリズムによって同一の撮像装置の撮像面上に並べて到達させ、この撮像面上に左右の被写体像を並べて結像させるビデオ型立体顕微鏡が、記載されている。
【０００５】
但し、この公報に記載のビデオ型立体顕微鏡では、左右の撮像光路が左右へ夫々クランク状に広がっているとともに、物体に近接して配置された第１レンズの光軸と撮像素子に近接して配置されたレンズの光軸とが平行となっているので、その撮像光学系を収容するケーシングが極めて大きくなるという問題があった。その問題を解決するために、本出願人は、左右の撮像光学系中に夫々ペンタプリズムを組み込むことによって、左右の撮像光軸が互いに平行な逆Ｌ字状の構成となっているビデオ型立体顕微鏡を、特願平１１−１５０８３１号において開示した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成を実現する場合には、ペンタプリズムの取付精度を上げなければ、撮像面上において、左右の被写体像は、正確に左右に並ばない。つまり、ペンタプリズムが用いられた場合、このペンタプリズムの前後の光軸を含む面内におけるペンタプリズムの傾き如何に拘わらず、ペンタプリズムの前後において光軸は９０度偏向されるが、ペンタプリズムへの入射光軸に直交する面内でのペンタプリズムの向きに誤差が生じたり、ペンタプリズムの各反射面に倒れが生じると、撮像面上におけるペンタプリズムからの射出光軸の位置がずれるとともに、この出射光軸を中心として被写体像が回転してしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題意識に鑑みてなされたものであり、その課題は、ペンタプリズムへの入射光軸に直交した面内においてペンタプリズムの向きを調整することができるビデオ型立体顕微鏡の、提供である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明のビデオ型立体顕微鏡は、所定の基線長を隔てて配置された一対の撮影光学系によって、同一物体の一次像を夫々一旦結像させた後に撮像装置の撮像面における前記基線長の方向において区分された二つの領域に夫々二次像としてリレーするとともに、前記撮像装置によって、これら二次像を同時に撮像するビデオ型立体顕微鏡であって、前記撮像装置及び前記一対の撮影光学系に対して固定されたフレームと、各撮影光学系の光軸を互いに平行に直角に偏向する一対の反射部材と、これら各反射部材を保持するとともに各反射部材に入り込む各撮影光学系の光軸を中心として回転可能な態様にて前記フレームに取り付けられた一対の回転台とを、備えたことを特徴とする
このように構成されると、各撮影光学系は、同一の観察対象物を一次像として夫々結像し、この一次像を更にリレーして、撮像装置の撮像面上に左右一対の二次像として再結像させる。各回転台は、各反射部材を、それに入り込む撮影光学系の光軸を中心として回転させる。このように反射部材が回転されると、撮影光学系の光軸からオフセットして反射部材に入射した光の反射位置は、この光軸を中心として回転する。従って、反射部材から出射された当該光の通過位置は、この反射部材によって偏向された後の光軸の回りを回転することになる。その結果、撮像装置の撮像面に形成される左右の二次像は、各反射部材の回転に従って回転する。これにより、撮像装置の撮像面上に結像される左右の二次像の方向を、互いに平行に揃えることが可能になる。
【０００９】
この反射部材は、反射面が１面のみであっても良いし、互いに４５度の角度をなす２枚の反射面を有していても良い。後者の場合には、２枚の反射鏡を組み合わせることによってこの反射部材が構成されても良いし、ペンタプリズムとして構成されていても良い。
【００１０】
この反射部材は、撮影光学系の第１面と撮像面との間の光路中における任意の位置に、配置可能である。但し、１次像の結像位置と撮像面との間に反射部材が配置されれば、この一次像の結像位置に一般に配置される視野枠の像を利用して、反射部材の回転調整を行うことが可能になる。さらに、撮影光学系が一次像を結像させる対物光学系とこれをリレーするリレー光学系とから構成される場合には、このリレー光学系内に反射部材を配置することも可能である。このように配置すれば、リレー光学系の第１レンズ群を一次像の結像位置に接近させることが可能になる。特に、リレー光学系におけるコリメート機能を有するレンズ群内に反射部材を配置すれば、反射部材の必要な有効径を小さくすることができる。
【００１１】
回転台の形状は、反射部材に入射する光を遮ることなくこの反射部材を保持でき、フレームに対して光軸を中心に回転自在となっていれば、どのような形状でも構わない。但し、光軸を通過させる貫通孔が開けられた筒型形状となっておれば、フレームに対して回転させる機構を構成しやすくなる。特に、フレーム側にも光軸が貫通する貫通孔を形成しておくとともに、回転台を円筒形状とすれば、この回転台をその貫通孔と同軸に回転自在に嵌合するだけで済む。
【００１２】
なお、以上のようにして反射部材を回転させることにより、撮像装置の撮像面上に結像される左右の二次像の方向を揃えた状態では、各反射部材によって偏向された光軸が、互いに平行となっていない場合もあり得る。このような場合に対処するには、反射部材の後方に配置される光学系を、その光軸に直交する面内においてシフト可能に保持する構成を、採用すれば良い。このように構成されれば、反射部材の後方に配置される光学系をシフトさせることにより、反射部材によって偏向された光軸の向きを、互いに平行に補正することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
以下に説明する実施形態によるビデオ型立体顕微鏡（以下、単に「立体顕微鏡」という）は、例えば脳神経外科手術の際に用いられる手術支援システムに組み込まれて使用される。この手術支援システムは、立体顕微鏡によって患者の組織をビデオ撮影して得られた立体映像（ステレオ映像）を、予め得られていた患部のデータに基づいて作成したＣＧ（コンピュータグラフィック）映像と合成して、手術者専用の立体視ビューアーや他のスタッフ用のモニタ等に表示し、また、録画装置に録画するシステムである。
（手術支援システムの全体構成）
図１は、この手術支援システムの概略を示すシステム構成図である。この図１に示されるように、手術支援システムは、立体顕微鏡１０１と、この立体顕微鏡１０１の背面の上端近傍に取り付けられたハイビジョンＣＣＤカメラ１０２と、同じく下端近傍に取り付けられた顕微鏡位置測定装置１０３と、立体顕微鏡１０１の上面に取り付けられたカウンターウェイト１０４と、このカウンターウェイト１０４に開けられた貫通孔を貫通して立体顕微鏡１０１の内部に導通されたライトガイドファイバ１０５と、このライトガイドファイバ１０５を通じて立体顕微鏡１０１に照明光を導入する光源装置１０６と、ディスク装置１０７を有する手術計画用コンピュータ１０８と、顕微鏡位置測定装置１０３及び手術計画用コンピュータ１０８に接続されたリアルタイムＣＧ作成装置１０９と、このリアルタイムＣＧ作成装置１０９及びハイビジョンＣＣＤカメラ１０２に接続された画像合成装置１１０と、この画像合成装置１１０に接続された分配器１１１と、この分配器１１１に接続された録画装置１１５，モニタ１１４及び立体視ビューア１１３等から、構成されている。
【００１５】
上述したディスク装置１０７には、患者Ｐの患部を予め様々な撮影装置で撮影することによって得られた画像（ＣＴスキャン画像，ＭＲＩ画像，ＳＰＥＣＴ画像，血管造影画像，等）が格納されているとともに、これらの各種画像に基づいて予め作成された患部及び周辺組織の３次元データが格納されている。なお、この３次元データは、患者の外皮又は内部組織の特定部位に設定された基準点（マーキング等）を原点として定義された３次元ローカル座標上で、患部及び周辺組織の形状，大きさ及び位置を、ベクトル形式又はマップ形式で特定するデータとなっている。
【００１６】
また、上述した立体顕微鏡１０１は、その背面に取付られたマウントを介して、第１スタンド１００のフリーアーム１００ａの先端に、着脱自在に固定されている。従って、この立体顕微鏡１０１は、第１スタンド１００のフリーアーム１００ａの先端が届く半径内で、移動自在であるとともに、任意の向きに向くことができる。但し、ここでは、便宜上、立体顕微鏡１０１に対するその被写体の向きを「下」と定義し、逆向きを「上」と定義するものとする。
【００１７】
この立体顕微鏡１０１内の光学構成については後で詳しく説明するが、その概略構成を述べると、図２に示すように、観察対象物の像は、単一の光軸を持つ大径のクローズアップ光学系２１０，及びこのクローズアップ光学系２１０における互いに異なる箇所を透過した光を夫々収束させる左右一対のズーム光学系２２０，２３０からなる対物光学系によって、左右の視野絞り２７０，２７１の位置に、夫々、一次像として結像される。これら左右の一次像は、左右一対のリレー光学系２４０，２５０によってリレーされてハイビジョンＣＣＤカメラ１０２内に導入され、ハイビジョンサイズ（縦横のアスペクト比＝９：１６）の撮像面を有する撮像装置としてのＣＣＤ１１６における左右の各撮像領域（縦横のアスペクト比＝９：８）に、夫々二次像として再結像される。この光学系におけるクローズアップ光学系２１０，一方のズーム光学系２２０及び一方のリレー光学系２４０は一方の撮影光学系をなし、該クローズアップ光学系２１０，他方のズーム光学系２３０及び他方のリレー光学系２５０は他方の撮影光学系をなし、併せて、所定の基線長を隔てて配置された一対の撮影光学系をなす。
【００１８】
このような一対の撮影光学系によってＣＣＤ１１６の撮像面上における左右の各撮像領域（撮像面における基線長の方向において区分された二つの領域）に形成された像は、所定の基線長を隔てた二箇所から夫々撮影した画像を左右に並べたステレオ画像と等価である。そして、このＣＣＤ１１６の出力信号は、画像プロセッサ１１７によってハイビジョン信号として生成されて、ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２から画像合成装置１１０へ向けて出力される。
【００１９】
なお、この立体顕微鏡１０１内には、クローズアップ光学系２１０の焦点位置近傍に存在する観察対象物を照明する照明光学系３００（図６参照）が内蔵されている。そして、この照明光学系３００には、光源装置１０６からライトガイドファイババンドル１０５を介して照明光が導入される。
【００２０】
図１に戻り、立体顕微鏡１０１に取り付けられた顕微鏡位置測定装置１０３は、クローズアップ光学系２１０の光軸上に存在する観察対象物までの距離，クローズアップ光学系２１０の光軸の立体的な向き，上記基準点の位置を測定し、測定したこれら情報に基づいて上記ローカル座標における観察対象物の位置を算出する。そして、これら光軸の向き及び観察対象物の位置の情報を、リアルタイムＣＧ作成装置１０９に通知する。
【００２１】
このリアルタイムＣＧ作成装置１０９は、顕微鏡位置測定装置１０３から通知された光軸の向き及び観察対象物の位置の情報，及び手術計画用コンピュータ１０８からダウンロードした３次元データに基づいて、この光軸の向きから患部（例えば腫瘍）を立体視したのと等価なＣＧ画像（例えば、ワイヤフレーム画像）をリアルタイムに生成する。このＣＧ画像は、立体顕微鏡１０１内の光学系と同じ基線長，及び同じ被写体距離での立体画像（ステレオ画像）として生成される。そして、リアルタイムＣＧ作成装置１０９は、このようにして生成したＣＧ画像を示すＣＧ画像信号を、随時、画像合成装置１１０に入力する。
【００２２】
この画像合成装置１１０は、ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２から入力された実際の観察対象物のハイビジョン信号に、リアルタイムＣＧ作成装置１０９から得られたＣＧ画像信号を、縮尺を調整してスーパーインポーズする。このようなＣＧ画像信号のスーパーインポーズがなされたハイビジョン信号が示す画像においては、実際に撮影して得られた画像中で、患部の形状，大きさ及び位置が、ワイヤフレーム等のＣＧ画像として示されている。このスーパーインポーズのなされたハイビジョン信号は、分配器１１１によって、主術者Ｄ用の立体視ビューワ１１３，その他の手術スタッフ用又は遠隔地に居るアドバイザ用のモニタ１１４，及び、録画装置１１５へ、夫々供給される。
【００２３】
立体視ビューワ１１３は、第２スタンド１１２のフリーアーム１１２ａの先端から垂下して取り付けられている。従って、主術者Ｄが処置を施し易い姿勢に合わせて、立体視ビューワ１１３を配置することが可能になっている。この立体視ビューワ１１３の概略構成を図３に示す。この図３に示されるように、立体視ビューワ１１３は、ハイビジョンサイズのＬＣＤパネル１２０を、モニタとして内蔵している。このＬＣＤパネル１２０に分配器からのハイビジョン信号による映像が表示された場合には、図４の平面図に示すように、ＬＣＤパネル１２０の左半分１２０ｂには、ＣＣＤ１１６における左側撮像領域にて撮影された映像が表示され、右半分１２０ａには、ＣＣＤ１１６における右側撮影領域にて撮影された映像が表示される。これら左右の映像の境界線１２０ｃは、後述するペンタプリズム２７２，２７３やリレーレンズ２４０，２５０の調整状態如何により、ずれたり傾いたりする。立体視ビューワ１１３内の光路は、これらが正確に調整された際における境界線１２０ｃに対して垂直に設置された隔壁１２１により、左右に区分けされている。この隔壁１２１の両側には、夫々、ＬＣＤパネル１２０側から順番に、楔プリズム１１９及び接眼レンズ１１８が配置されている。この接眼レンズ１１８は、ＬＣＤパネル１２０に表示された映像の虚像を、観察眼Ｉの前方約１ｍ（−１ディオプトリ）の位置に拡大して形成するレンズである。また、楔プリズム１１９は、観察眼Ｉの輻輳角が１ｍ先に存在する物体を観察するのと等しい角度になるように光の進行方向を補正し、自然な立体観察を可能としている。
【００２４】
このような立体視ビューワ１１３によって立体視される映像，又は、モニタ１１４に表示される映像においては、上述したように、予め各種撮影装置によって撮影された画像に基づいて検出されていた腫瘍等の患部の形状，大きさ及び位置を示すワイヤフレーム等のＣＧが、スーパーインポーズされている。従って、これらを観察している主術者Ｄ又はその他の手術スタッフは、実際の映像中では識別が困難である患部を、容易に識別することができる。これにより、正確且つ迅速な処置が可能となるのである。
（立体顕微鏡の構成）
次に、上述した立体顕微鏡１０１（ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２を含む）の具体的な構成を、詳細に説明する。この立体顕微鏡１０１は、図５の斜視図に示すように、ハイビジョンＣＣＤカメラ１０２が取り付けられた背面が扁平であり、且つ、表面（背面の反対側面）の両側縁が面取りされた略角柱形状を有する。そして、その上面の中央に、開口が円形の凹部１０１ａが形成されている。この凹部１０１ａの中心には、ライトガイドファイババンドル１０５の先端が挿通固定された円筒部材であるガイドパイプ１２２が挿入される挿入口（図示略）が形成されている。なお、この挿入口の開口に取り付けられた円環状の部材（ファイバガイド挿入部）１２３は、挿入口に挿入されたガイドパイプ１２２を固定するチャックである。
＜光学構成＞
次に、立体顕微鏡１０１内の光学構成を、図６乃至図９を参照して説明する。図６は顕微鏡光学系の全体構成を示す斜視図、図７は側面図、図８は正面図、図９は平面図である。
【００２５】
顕微鏡光学系は、図６に示すように、被写体の像を電子的に撮影する撮影光学系（左右一対の撮影光学系）２００と、ライトガイドファイババンドル１０５により光源装置１０６から導かれた照明光により被写体を照明する照明用光学系３００とから構成されている。
【００２６】
撮影光学系（左右一対の撮影光学系）２００は、全体として、前記のように、左右で共用される一つのクローズアップ光学系２１０、及び左右一対のズーム光学系２２０，２３０から構成される対物光学系と、この対物光学系により形成された被写体の一次像をリレーして被写体の二次像を形成する左右一対のリレー光学系２４０，２５０と、これらのリレー光学系２４０，２５０からの被写体光を互いに近接させる輻輳寄せプリズム２６０とを、備えている。
【００２７】
また、ズーム光学系２２０，２３０による一次像の形成位置には、視野絞り２７０，２７１がそれぞれ配置されており、リレー光学系２４０，２５０内には、光路を直角に偏向する反射部材としてのペンタプリズム２７２，２７３がそれぞれ配置されている。
【００２８】
このような構成により、ＣＣＤカメラ１０２内に配置されたＣＣＤ１１６上の隣接した２つの領域に、所定の視差を持つ左右の被写体像を形成することができる。なお、光学系の説明においては、「左右」はＣＣＤ１１６上に投影された際にその撮像面の長手方向に一致する方向、「上下」はＣＣＤ１１６上で左右方向に直交する方向とする。以下、各光学系の構成を順に説明する。
【００２９】
クローズアップ光学系２１０は、図６、図７、図８に示すように、物体側から順に配列された負の第１レンズ２１１と正の第２レンズ２１２とから、構成される。第２レンズ２１２は、光軸方向に移動可能であり、その移動調整により異なる距離の被写体に対して焦点を合わせることができる。すなわち、クローズアップ光学系２１０は、被写体がその焦点位置に位置するよう調整され、被写体からの発散光をほぼ平行光に変換するコリメート機能を、有する。
【００３０】
クローズアップ光学系２１０の第１，第２レンズ２１１，２１２は、光軸方向から見た平面形状がいずれもＤカットされたほぼ半円の端面形状を有しており、このカットされた部分に、照明光学系３００が配置されている。
【００３１】
一対のズーム光学系２２０，２３０は、クローズアップ光学系２１０からの無限遠結像の被写体光を、視野絞り２７０，２７１の位置にそれぞれ収束させる。
【００３２】
一方のズーム光学系２２０は、図６〜図８に示すように、クローズアップ光学系２１０側から順に、正、負、負、正のパワーをそれぞれ有する第１〜第４レンズ群２２１，２２２，２２３，２２４により構成され、第１，第４レンズ群２２１，２２４が固定され、第２，第３レンズ群２２２，２２３が光軸方向に移動されることにより、ズーミングを行う。この際、主に第２レンズ群２２２の移動により倍率を変化させ、第３レンズ群２２３の移動により焦点位置を一定に保つ。
【００３３】
他方のズーム光学系２３０も、上記のズーム光学系２２０と同一構成であり、第１〜第４レンズ群２３１，２３２，２３３，２３４から構成される。これらのズーム光学系２２０，２３０は、図示せぬ駆動機構により連動し、左右の画像の撮影倍率を同時に変化させることができる。
【００３４】
ズーム光学系２２０，２３０の光軸Ａｘ2，Ａｘ3は、クローズアップ光学系２１０の光軸Ａｘ1に対して平行であり、かつ、ズーム光学系２２０，２３０の光軸Ａｘ2，Ａｘ3を含む平面が、この平面と平行でクローズアップ光学系２１０の光軸を含む平面に対し、Ｄカット部の反対側にΔだけ離れている。
【００３５】
なお、クローズアップ光学系２１０の直径は、ズーム光学系２２０，２３０の最大有効径と照明光学系３００の最大有効径を内包する円の直径より大きく設定されている。上記のように、ズーム光学系２２０，２３０の光軸Ａｘ2，Ａｘ3をクローズアップ光学系２１０の光軸Ａｘ１よりもＤカット部から離れた位置に設定することにより、照明光学系３００をもクローズアップ光学系２１０の占める径内に収めることができ、全体をコンパクトにまとめることができる。
【００３６】
視野絞り２７０，２７１は、ズーム光学系２２０，２３０により形成される一次像の位置に配置されている。視野絞り２７０，２７１は、図６に示すように、外形が円形状で左右方向のそれぞれ内側に略半円形の開口を有している。各視野絞り２７０，２７１は、この開口の直線状のエッジがＣＣＤ１１６上での左右画像の境界線に相当する方向に一致し、それより内側の光束のみを透過させるように配置されている。
【００３７】
前述のように、実施形態の顕微鏡は、左右の二次像を単一のＣＣＤ１１６上の隣接領域に形成させるため、ＣＣＤ１１６上での左右の画像の境界を明確にして画像の重なりを防ぐ必要がある。このため、一次像の位置に視野絞り２７０，２７１が配置されている。このように配置された各視野絞２７０，２７１の半円開口の直線エッジをいわゆるナイフエッジとして機能させ、それより内側の光束のみを透過させることにより、ＣＣＤ１１６上での左右の画像の境界を明確にすることができる。
【００３８】
なお、視野絞り上に形成される一次像は、リレー光学系２４０，２５０により再結像されて二次像となり、一次像と二次像とでは上下、左右が反転する。したがって、一次像の位置で左右方向の外側縁を規定するナイフエッジは、二次像の位置では左右方向の内側縁、すなわち左右の画像の境界を規定することとなる。
【００３９】
リレー光学系２４０，２５０は、上述のようにズーム光学系２２０，２３０により形成された一次像を再結像させる作用を持ち、いずれも３枚の正レンズ群により構成される。
【００４０】
一方のリレー光学系２４０は、図６及び図７に示すように、単一の正メニスカスレンズから構成される第１レンズ群２４１と、全体として正のパワーを持つ第２レンズ群２４２と、単一の両凸レンズから構成される第３レンズ群２４３とから構成されている。このうち第１レンズ群２４１及び第２レンズ群２４２は、その全体としての物体側焦点をズーム光学系２２０による一次像の結像面（視野絞り２７１と同じ平面）に一致させている。また、第３レンズ群２４３は、第２レンズ群２４２から射出された平行光をＣＣＤ１１６の撮像面上に収束させる。そして、第１レンズ群２４１と第２レンズ群２４２との間には、光路を直角に偏向するペンタプリズム２７２が配置され、第２レンズ群２４２と第３レンズ群２４３との間には光量調節用の明るさ絞り２４４が設けられている。
【００４１】
他方のリレー光学系２５０も、上記のリレー光学系２４０と同一構成であり、第１、第２、第３レンズ群２５１，２５２，２５３から構成され、第１レンズ群２５１と第２レンズ群２５２との間には、ペンタプリズム２７３が配置され、第２レンズ群２５２と第３レンズ群２５３との間には明るさ絞り２５４が設けられている。
【００４２】
視野絞り２７０，２７１を通過した発散光は、リレー光学系２４０，２５０の第１レンズ群２４１，２５１及び第２レンズ群２４２，２５２により再びほぼ平行光に変換され、明るさ絞り２４４，２５４を通過した後、第３レンズ群２４３，２５３により再度結像して二次像を形成する。
【００４３】
ペンタプリズム２７２，２７３は、図７に示すように、リレー光学系２４０，２５０の第１レンズ群２４１，２５１の光軸（入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３）に対して垂直な入射端面２７２ａ，２７３ａと、この入射端面２７２ａ，２７３ａに対して２２．５度の角度をなす第１反射面２７２ｂ，２７３ｂと、この第１反射面２７２ｂ，２７３ｂに対して４５度の角度をなすとともに入射端面２７２ａ，２７３ａに対して１１２．５度の角度で接する第２反射面２７２ｃ，２７３ｃと、入射端面２７２ａ，２７３ａに対して直角に接するとともに第１反射面２７２ｂ，２７３ｂに対して１１２．５度の角度で接する出射端面２７２ｄ，２７３ｄとを有する。これにより、リレー光学系２４０，２５０の第１レンズ群２４１，２５１の光軸（入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３）は、入射端面２７２ａ，２７３ａ及び出射端面２７２ｄ，２７３ｄに直交する面内において、第１反射面２７２ｂ，２７３ｂにて４５度の鋭角をなすように折り曲げられ、第２反射面２７２ｃ，２７３ｃにて入射端面２７２ａ，２７３ａと平行な方向へ４５度の鋭角をなすように折り曲げられ、出射端面２７２ｄ，２７３ｄを垂直に通過する。このように、リレー光学系２４０，２５０中にペンタプリズム２７２，２７３を配置することにより、クローズアップ光学系２１０の光軸方向に沿った撮影光学系２００の全長を短くすることができる。
【００４４】
なお、リレー光学系２４０，２５０は、その第２レンズ２４２，２５２と第３レンズ２４３，２５３が光軸方向、及び光軸に垂直な方向に調整自在である。これらの第２，第３レンズ群２４２，２５２，２４３，２５３を光軸方向に移動させて第１レンズ群２４１，２５１及び第２レンズ群２４２，２５２の合成焦点距離を変化させることにより、リレー光学系２４０，２５０全体の倍率（二次像の像高）を調整することができる。また、第３レンズ群２４３，２５３のみを光軸方向に移動させることにより、リレー光学系２４０，２５０のバックフォーカスを変化させ、ＣＣＤ１１６に対する焦点調節が可能となる。さらに、第２レンズ群２４２，２５２及び第３レンズ群２４３，２５３を一体にして光軸と垂直な方向に調整することにより、二次像の光軸に直交する面内での位置を調整することができる。このような調整のため、第２レンズ群２４２，２５２と第３レンズ群２４３，２５３とは一体の外鏡筒（第２レンズ枠３２及び第３レンズ取付枠３４）に保持され、第３レンズ群２４３，２５３は更にこの鏡筒に対して光軸方向に移動可能な内鏡筒（第３レンズ枠３５）に保持されている。
【００４５】
リレー光学系２４０，２５０とＣＣＤカメラ１０２との間に配置された輻輳寄せプリズム２６０は、それぞれのリレー光学系２４０，２５０からの被写体光の左右の間隔を狭める機能を有する。立体視による立体感を得るためには左右のズーム光学系２２０，２３０、リレー光学系２４０，２５０の間には所定の基線長が必要である。他方、ＣＣＤ１１６上の隣接した領域に二次像を形成するためには光軸間の距離を基線長より小さくする必要がある。そこで、輻輳寄せプリズム２６０により、リレー光学系の光軸をそれぞれ内側にシフトさせることにより、所定の基線長を確保しつつ同一ＣＣＤ１１６上への結像を可能としている。
【００４６】
輻輳寄せプリズム２６０は、図６及び図９に示すように、五角柱の左右対称な光軸シフトプリズム２６１，２６２を、０．１ｍｍ程度の隙間を開けて対向配置することによって、構成されている。
【００４７】
光軸シフトプリズム２６１，２６２は、図９に示すように、互いに平行な入射端面と射出端面とを備え、かつ、内側と外側とに互いに平行な第１，第２反射面を備えている。また、これらの光軸シフトプリズム２６１，２６２は、入射、射出端面や反射面に対して垂直な断面の形状が、平行四辺形の鋭角な頂角の一方を射出端面に直交する線で切り取って形成された五角形であり、切り取られて形成された面が他方のシフトプリズム２６２，２６１に対する接合面となっている。
【００４８】
リレー光学系２４０，２５０からの被写体光は、各光軸シフトプリズム２６１，２６２の入射端面から入射し、外側の反射面で反射されて左右方向で内側に向けられ、内側の反射面で再び入射時と平行な方向へ反射され、射出端面から射出されてＣＣＤカメラ１０２に入射する。この結果、左右の被写体光はその進行方向を変えずに相互の間隔のみが狭められ、同一のＣＣＤ１１６上に二次像を形成する。
【００４９】
照明光学系３００は、被写体に照明光を投影する機能を有し、図６及び図７に示すように、ライトガイドファイバーバンドル１０５から射出する発散光の発散度合いを調整する照明レンズ３１０と、照明範囲と撮影範囲とを一致させるための楔プリズム３２０とから構成されている。照明レンズ３１０の光軸Ａｘ６は、図７に示すように、クローズアップ光学系２１０の光軸Ａｘ１と平行であり、かつ、所定量偏心しているため、このままでは照明範囲の中心と撮影範囲の中心とが一致せず、照明光量が無駄になる。そこで、楔プリズム３１０が照明レンズ３１０の射出端側に配置されることにより、上記の不一致が解消され、照明光量が有効に利用されている。
＜光学系保持機構＞
次に、上述した撮影光学系のうち視野絞り２７０，２７１以降の光学系を保持する機構の機械構成を説明する。上述した左右一対の視野絞り２７０，２７１，並びに、ペンタプリズム２７２，２７３及び明るさ絞り２４４，２５４を含むリレー光学系２４０，２５０は、予め一体のユニット（リレー部ユニット１）として組み立てられた後に、立体顕微鏡１０１の筐体内部に取り付けられる。
【００５０】
図１０は、このリレー部ユニット１を前方斜め上方から見下ろした状態を示す斜視図であり、図１１は、このリレー部ユニット１を前方斜め下方から見上げた状態を示す斜視図であり、図１２は、ズーム光学系２２０及びリレー光学系２４０の光軸Ａｘ２（Ａｘ４）を含む面に沿ったリレー部ユニット１の縦断面図である。これら各図に示されるように、このリレー部ユニット１は、立体顕微鏡１０１の筐体内部に固定される基準フレーム（即ち、撮像装置であるＣＣＤ１１６及び一対の撮影光学系をなすクローズアップ光学系２１０及び両ズーム光学系２２０，２３０に対して固定されたフレーム）２に、夫々左右一対の視野絞りホルダ３，４，第１群鏡筒としての前方鏡筒５，６，ペンタプリズム２７２，２７３保持用のプリズム回転台１２，１３，及び後方鏡筒７，８を組み付けることによって、構成されている。以下、リレー部ユニット１を構成するこれら各部の説明を、順番に行う。
【００５１】
まず、基準フレーム２は、ズームレンズ２２０（２３０）及びリレー光学系２４０（２５０）の第１レンズ群２４１（２５１）の光軸Ａｘ２（Ａｘ３）（以下、ペンタプリズム２７２，２７３への「入射光軸」と称する場合もある）に直交する板状のペンタベース部２１と、このペンタベース部２１の後端（第２レンズ群２４２（２５２）側の縁）から垂直に立ち上がってペンタプリズム２７２，２７３によって偏向された光軸（以下、ペンタプリズム２７２，２７３からの「射出光軸Ａｘ４（Ａｘ５）」と称する）に直交する板状のマウント部２２とを、一体化した概略形状を有し、これら入射光軸Ａｘ２（Ａｘ３）及び射出光軸Ａｘ４（Ａｘ５）に沿った断面形状が略Ｌ字型となっている。
【００５２】
このマウント部２２の後端面（第２レンズ群２４２（２５２）側の面）２２ａは、基準フレーム２のみを当該後端面側から見下ろした斜視図である図１４に示されるように、矩形の平坦面として加工されており、両入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を共に含む平面に対して正確に平行となるように、立体顕微鏡１０１の筐体内部に形成された図示せぬ基準面に当て付けられて、位置決めされる。従って、この後端面２２ａがリレー部ユニット１における全ての加工の基準となるので、以下、「加工基準面２２ａ」と称される。
【００５３】
この加工基準面２２ａには、射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５を通過させるために、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３に直交する軸を中心とした断面円形の貫通孔２２ｂ，２２ｂが、左右対称となるように開けられている。また、加工基準面２２ａにおける各貫通孔２２ｂ，２２ｂの周囲には、夫々、後述する各後方鏡筒７，８のディセンタ調整環３０（図１２参照）のネジ止め固定用ネジ孔２２ｄが、各貫通孔２２ｂ，２２ｂの中心に対して等角度間隔で３箇所形成されている。さらに、各貫通孔２２ｂ，２２ｂと各ネジ止め固定用ネジ孔２２ｄとの間には、後述する各後方鏡筒７，８の第２レンズ枠取付環３１（図１２参照）の固定用透孔２２ｅが、夫々、形成されている。
【００５４】
一方、ペンタベース部２１の上面及び下面は、加工基準面２２ａに対して正確に垂直且つ両貫通孔２２ｂの中心軸を含む平面に対して正確に平行となるように、加工されている。また、このペンタベース部２２の外縁は、基準フレーム２の平面図である図１５に示されるように、立体顕微鏡１０１の筐体内部形状に沿って、左右対称に成形されている。
【００５５】
このペンタベース部２１にも、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を通過させるための空間として、これら各入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３の通過位置を中心とした横断面円形の貫通孔２１ａ，２１ａが、左右対称となるように開けられている。各貫通孔２１ａにおける上側約２／３は比較的内径が大きい大径部２１ａａとして形成され、下側１／３は比較的内径が小さい小径部２１ａｂとして形成されている。各貫通孔２１ａの大径部２１ａａの外縁はマウント部２２に一部掛かっているので、マウント部の前端面２２ｆ（加工基準面２２ａとは逆側の面）には、各貫通孔２１ａ，２１ａの大径部２１ａａと同軸でこの大径部２１ａａよりも僅かに大径な円柱面状の逃げ溝２２ｇ，２２ｇが、上下方向の全域にわたって形成されている。また、両入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を含む面に沿ったリレー部ユニット１の縦断面図である図１３に示されるように、ペンタベース部２１には、その両側面から各貫通孔２１ａ，２１ａの大径部２１ａａに向けて、夫々、ビス孔２１１，２１１が貫通形成されている。各ビス孔２１１，２１１における貫通孔２１ａ，２１ａ側の端部近傍は、他の部分より細径の雌ネジ部２１１ａとして形成されている。この雌ネジ部２１１ａには、夫々、セットビス１４がねじ込まれている。また、ペンタベース部２１の上面には、各貫通孔２１ａ，２１ａの大径部２１ａａの直径と同じ幅の回転操作溝２１ｂ，２１ｂが、マウント部２２の各貫通孔２２ｂ，２２ｂの中心軸と平行に、前端縁まで達するように、形成されている。これら各回転操作溝２１ｂ，２１ｂは、断面が略矩形であり、その深さは、大径部２１ａａよりも十分に浅い。
【００５６】
ペンタベース部２１の各貫通孔２１ａの大径部２１ａａには、この大径部２１ａａの内径とほぼ同じ外径を有する略円板状のプリズム回転台１２（１３）が、夫々填め込まれている。このプリズム回転台１２（１３）の厚さ（軸方向における長さ）は、大径部２１ａａの深さ（軸方向における長さ）よりも厚く、大径部２１ａａと小径部２１ａｂとの段差部から貫通孔２２ｂまでの高さとほぼ等しい。従って、大径部２１ａａに填め込まれた状態において、プリズム回転台１２（１３）の上端面は、ペンタベース部２１の上面から若干量突出する。
【００５７】
プリズム回転台１２（１３）の外周面には、図１６及び図１７に示されるように、断面Ｖ字状の環状溝１２ａ（１３ａ）が、その全周にわたって形成されている。この環状溝１２ａ（１３ａ）の最深部は、プリズム回転台１２（１３）が貫通孔２１ａの大径部２１ａａに填め込まれた時に各ビス孔２１１の中心軸よりも僅かにペンタベース部２１の上面寄りとなる位置に、形成されている。従って、各ビス孔２１１から各セットビス１４の先端を突出させて、この環状溝１２ａ（１３ａ）の内面に当接させることにより、プリズム回転台１２（１３）は、貫通孔２１ａの大径部２１ａａ内に、小径部２１ａｂとの段差部に対して押し付けられた状態で、固定される。
【００５８】
また、プリズム回転台１２（１３）の中心には、その外周面と同軸の貫通孔１２ｂ（１３ｂ）が、穿たれている。この貫通孔１２ｂ（１３ｂ）における上側１／３は、ペンタベース部１２の貫通孔２１ａの小径部２１ａｂよりも僅かに径が小さい大径部１２ｂａ（１３ｂａ）として形成され、下側２／３は、それよりも径が小さい小径部１２ｂｂ（１３ｂｂ）として形成されている。
【００５９】
さらに、プリズム回転台１２（１３）の上端面には、その中心軸に直交する底面を有する平面コの字型の固定溝１２ｃ（１３ｃ）が、形成されている。この固定溝１２ｃ（１３ｃ）の幅方向における断面形状は矩形であり、軸方向における一端は、プリズム回転台１２（１３）の外周面に開いており、他端は軸方向に対して直角な移動規制壁１２ｄ（１３ｄ）によって閉じられている。また、固定溝１２ｃ（１３ｃ）の幅は、貫通孔１２ｂ（１３ｂ）の直径よりも広く、ペンタプリズム２７２（２７３）の幅とほぼ同じである。従って、ペンタプリズム２７２（２７３）を、各プリズム回転台１２（１３）の固定溝１２ｃ（１３ｃ）内に填め込んで、その底面及び移動規制壁１２ｄ（１３ｄ）に当接させることにより、図１８に示すように、各プリズム回転台１２（１３）に固定することができる。
【００６０】
各プリズム回転台１２（１３）の貫通孔１２ｂ（１３ｂ）における小径部１２ｂｂ（１３ｂｂ）には、上述した前方鏡筒５（６）の上端外縁近傍に形成された小外径部５ａ（６ａ）が、挿入されている。この小外径部５ａ（６ａ）の外径は、貫通孔１２ｂ（１３ｂ）の小径部１２ｂｂ（１３ｂｂ）とほぼ同じであり、その軸方向における長さは、貫通孔１２ｂ（１３ｂ）の小径部１２ｂｂ（１３ｂｂ）と同じである。また、この前方鏡筒５（６）の内周面には雌ネジが切られており、この雌ネジに、小外径部５ａ（６ａ）よりも大径且つ貫通孔１２ｂ（１３ｂ）の大径部１２ｂａ（１３ｂａ）よりも小径な外方フランジを有する固定環１５が、その上端側からねじ込まれている。従って、各前方鏡筒５（６）は、各プリズム回転台１２（１３）に対して固定されているのである。
【００６１】
なお、各前方鏡筒５（６）は、全体的に略円筒形状を有しており、小外径部５ａ（６ａ）を除き、ペンタベース部１２の貫通孔２１ａの小径部２１ａｂよりも僅かに小さい外径を有している。従って、各プリズム回転台１２（１３）に固定された前方鏡筒５（６）は、ペンタベース部１２の貫通孔２１ａの小径部２１ａｂを貫通し、ペンタベース部１２の下面から突出する。そして、各前方鏡筒５（６）の下端内縁には、他の部分よりも小径な内方フランジ５ｂ（６ｂ）が形成されている。そして、これら各鏡筒５（６）には、その内径とほぼ同じコバ径を有するリレー光学系２４０，２５０の第１レンズ群２４１，２５１が上端側から填め込まれ、内方フランジ５ｂ（６ｂ）に当接させられている。そして、このようにして内方フランジ５ｂ（６ｂ）に当接している第１レンズ群２４１，２５１は、各前方鏡筒５（６）内にネジ込まれた固定環１７によって固定されている。
【００６２】
ペンタベース部２１の下面における左右方向の中央には、加工基準面２２ａと面一な後端面，この加工基準面２２ａ及びペンタベース部２１の下面に対して垂直な両側面，及び、ペンタベース部２１の下面と平行な下面を有するホルダ支持部２３が、一体に突出形成されている。このホルダ支持部２３は、上述した左右一対の視野枠ホルダ３，４を、加工基準面２２ａに対して平行，且つ光軸Ａｘ２，Ａｘ４の双方に直交するとともに光軸Ａｘ３，Ａｘ５の双方に直交する方向のみに位置調整自在に、保持する。以下、これらホルダ支持部２３及び両視野枠ホルダ３，４の構成を説明する。
【００６３】
ホルダ支持部２３には、その両側面に対して垂直な二つの軸受孔（図示略）が、両入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を含む平面に対して互いに面対称となる位置関係で、夫々貫通して形成されている。これら各軸受孔には、夫々、これら各軸受孔と略同径のガイドピン１０，１１が、回転自在且つ軸方向に進退不能に挿入されている。これら各ガイドピン１０，１１は、互いに同形状の円柱形状を有しており、その先端近傍の外周面には雄ネジ（図示略）が形成されている。そして、各ガイドピン１０，１１は、ホルダ指示部２３の各軸受孔に対して、互いに逆向きとなるように挿入されている。
【００６４】
各視野枠ホルダ３，４は、扁平な概略直方体形状を有しており、その平面（ペンタベース部２１の下面に対向した面）の中央には、第１レンズ群２４１，２５１の外径とほぼ同じ内径の貫通孔３ａ，４ａが、上下に貫通している。この貫通孔３ａ，４ａにおけるペンタベース２１側の開口は、若干大径な受け座として形成されている。また、この貫通孔３ａ，４ａの両側には、この貫通孔３ａ，４ａの中心軸に対して対称な位置関係，且つ、ホルダ支持部２３の軸受孔２３ａ，２３ｂと同じ間隔で、ネジ孔３ｂ，４ｂとストレート孔３ｃ，４ｃとが開けられている。このネジ孔３ｂ，４ｂには、各ガイドピン１０，１１の雄ネジ（図示略）が螺合する雌ネジが切られており、ストレート孔３ｃ，４ｃは、各ガイドピン１０，１１の外径とほぼ同じ内径を有している。そして、一方の視野枠ホルダ３のネジ孔３ｂには、ガイドピン１１の雄ネジ１１ａが螺合しているとともに、そのストレート孔３ｃには、ガイドピン１０が挿し込まれている。また、他方の視野枠ホルダ４のネジ孔４ｂには、ガイドピン１０の雄ネジ１０ａが螺合しているとともに、そのストレート孔４ｃには、ガイドピン１１が差し込まれている。
【００６５】
以上のような構成により、一方のガイドピン１０を回転させると、一方の視野枠ホルダ３が、加工基準面２２ａに沿って入射光軸Ａｘ２に直交する方向に直進移動し、その途中において、その貫通孔３ａの中心が入射光軸Ａｘ２と交差する。また、他方のガイドピン１１を回転させると、他方の視野枠ホルダ４が、加工基準面２２ａに沿って入射光軸Ａｘ３に直交する方向に直進移動し、その途中において、その貫通孔４ａの中心が入射光軸Ａｘ３と交差する。
【００６６】
上述した各視野枠ホルダ３，４の貫通孔３ａ，４ａには、夫々、この貫通孔３ａ，４ａの内径とほぼ同じ外径を有する筒状の視野絞り枠１６が、貫通孔３ａ，４ａに対して所定の摩擦を伴って回転可能に、填め込まれている。各視野絞り枠１６の上端（前方鏡筒５，６に対向する端）の外縁には、貫通孔３ａ，４ａの受け座に填るフランジが形成されている。このフランジが貫通孔３ａ，４ａの受け座に填った状態において、各視野絞り枠１６の下端は、各視野枠ホルダ３，４の下面から若干量突出している。そして、この視野絞り枠１６の下端には、マイナスドライバの先端に係合する切欠１６ａが、その中心軸に直交する方向に沿って形成されている。なお、各視野絞り枠１６の上端の内縁には、他の部分よりも内径が若干大きい受け座１６ｂが形成されている。この受け座１６ｂに、上述した視野絞り２７０，２７１が、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３に対して直交するように固定されているのである。
【００６７】
次に、後方鏡筒７，８の構成を説明するが、両後方鏡筒７，８は互いに全く同じ構成を有しているので、一方の後方鏡筒７の説明のみを行って、他方の後方鏡筒８の説明を省略する。
【００６８】
図１２に示されるように、後方鏡筒７は、加工基準面２２ａにおける貫通孔２２ｂの周縁に固定されたディセンタ調整環３０と、ディセンタ調整環３０の内部において固定された第２レンズ枠取付環（第１取付環）３１と、この第２レンズ枠取付環３１の内部に螺合するとともにその内部に第２レンズ群２４２を保持する第２レンズ枠（第２群鏡筒）３２と、この第２レンズ枠３２の外面に螺合するとともに第２レンズ枠取付環３１の後端面に当接する第２レンズ枠固定環３３と、第２レンズ枠３２の後端に回転調整のみ可能に嵌合された第３レンズ枠取付環（第２取付環）３４と、この第３レンズ枠取付環３４の内部に螺合するとともにその内部に第３レンズ群２４３を保持する第３レンズ枠（第３群鏡筒）３５と、第３レンズ枠取付環３４の内部に螺合するとともに第３レンズ枠３５に対して後端側から当接する第３レンズ枠固定環３６とを、主要部品として構成されている。なお、上述した各枠又は環３０乃至３６は、ネジ孔等の形状を除いて、何れも、回転対称な形状を有している。以下、夫々の具体的な形状を説明する。
【００６９】
先ず、ディセンタ調整環３０は、比較的小径な円筒（ディセンタ調整部３０ｄ）の先端に比較的大径な円筒（固定部３０ａ）を一体に連続させた形状を有する。この固定部３０ａには、ディセンタ調整環３０をマウント部２２の貫通孔２２ｂに対して同軸に配置した時に加工基準面２２ａの各ネジ孔２２ｄと連通する位置に、夫々、透孔３０ｃが形成されている。そして、ディセンタ調整環３０は、各透孔３０ｃを貫通して各ネジ孔２２ｄにねじ込まれた固定ネジ３７により、基準フレーム２のマウント部２２に対して固定されている。
【００７０】
また、ディセンタ調整環３０のディセンタ調整部３０ｄには、その中心に対して互いに９０度をなす位置関係で２つのビス（ディセンタ調整用セットビス）３８，３８が夫々ねじ込まれる比較的小径な２つのネジ孔と、これら各ビス３８に対してともに１３５度をなす位置関係でボールプランジャ３９がねじ込まれる比較的大径な１つのネジ孔とが、外周面における同一円周上の位置から中心に向けて、貫通形成されている。
【００７１】
次に、第２レンズ枠取付環３１は、貫通孔２２ｂよりも大きい内径を有している。この第２レンズ枠取付環３１の先端には、ディセンタ調整環３０の固定部３０ａの内径よりも若干小径な外径を有する取付フランジ３１ａが突出形成されているとともに、その後端には、ディセンタ調整部３１ｂの内径よりも若干小径な外径を有するディセンタ調整用フランジ３１ｂが突出形成されている。
【００７２】
取付フランジ３１ａには、第２レンズ枠取付環３１をマウント部２２の貫通孔２２ｂに対して同軸に配置した時に加工基準面２２ａの各透孔２２ｅと連通する位置に、夫々、この透孔２２ｅよりも十分小径なネジ孔３１ｃが形成されている。そして、この第２レンズ枠取付環３１は、各透孔２２ｅを貫通して各ネジ孔３１ｃにねじ込まれた固定ネジ４０によって、マウント部２２に対して固定されている。但し、各固定ネジ４０と各透孔２２ｅとのクリアランスの範囲で、第２レンズ枠取付環３１は、マウント部２２に対して、軸に直交する面内での位置調整が可能となっている。
【００７３】
また、ディセンタ調整用フランジ３１ｂの外周面には、ディセンタ調整環３０にねじ込まれた各ディセンタ調整用セットビス（ネジ）３８の先端及びボールプランジャ（ネジ）３９のボール３９ａの頂点よりも僅かに後方にその最深部が存在する環状Ｖ溝が形成されている。この環状Ｖ溝の内面に各セットビス３８，３８の先端テーパ面及びボールプランジャ３９のボール３９ａが当接することにより、第２レンズ枠取付環３１は、その軸に直交する面内において位置決めされる。従って、両セットビス３８，３８を適宜回転させて、ディセンタ調整用フランジ３１ｂを押し引きすることにより、第２レンズ枠取付環３１をその軸に直交する面内で位置調整することができる。なお、ボールプランジャ３９のボール３９ａは、この位置調整の間中、ディセンタ調整用フランジ３１ｂの動きに追従して没入又は突出し、常時ディセンタ調整用フランジ３１ｂを両セットビス３８，３８に対して押し付ける。このボールプランジャ３９のボール３９ａの追従範囲を超えて各セットビス３８が調整される場合には、このボールプランジャ３９自身を回転させて、各セットビス３８の位置に合わせて位置調整すれば良い。
【００７４】
また、第２レンズ枠取付環３１の内周面における先端近傍には、雌ネジの山が突出形成されている。
【００７５】
次に、第２レンズ枠３２は、貫通孔２２ｂよりも大径な内径を有する。そして、この第２レンズ枠３２の内部に、上述した第２レンズ群２４２が保持されている。また、この第２レンズ枠３２の外面は、第２レンズ枠取付環３１の内径とほぼ同じ外径を有してこの第２レンズ枠取付環３１に嵌入される小径部３２ａ，この小径部３２ａよりも若干大径の雄ねじが形成された中間径部３２ｂ，及び、フランジ３２ｃを介して中間径部３２ｂに連なる大径部３２ｄに、区分されている。
【００７６】
この小径部３２ａの先端には、第２レンズ枠取付環３１に形成された雌ネジに螺合した雄ねじが切られている。従って、第２レンズ枠３２は、第２レンズ枠取付環３１に対して回転されることによって、軸方向に位置調整可能となっている。
【００７７】
また、中間径部３２ｂの雄ねじには、第２レンズ枠固定環３３の内面に形成された雌ネジが螺合している。従って、この第２レンズ枠固定環３３を中間径部３２ｂの雄ねじにねじ込んで第２レンズ枠取付環３１の後端に当接させ、これにより第２レンズ枠取付環３１の雌ネジに小径部３２ａの雄ねじを噛み付かせることによって、第２レンズ枠３２を第２レンズ枠取付環３１に対して固定することができる。
【００７８】
また、大径部３２ｄの外周面における軸方向の略中間には、その全周にわたって、環状のＶ字溝が形成されている。
【００７９】
次に、第３レンズ枠取付環３４は、第２レンズ枠３２の大径部３２ｄの外径と略同径の内径を有する小径部３４ａと、この小径部３４ａよりも十分に大径な大径部３４ｂとに、区分されている。
【００８０】
この小径部３４ａは、第２レンズ枠３２の大径部３２ｄに対して回転自在に嵌合し、その先端がフランジ３２ｃに当接している。なお、小径部３４ａの先端がフランジ３２ｃに当接した状態において、第２レンズ枠３２のＶ溝と重なる位置には、セットビス４１がねじ込まれるネジ孔が、周方向において複数個形成されている。このセットビス４１が小径部３４ａのネジ孔にねじ込まれ、その先端が第２レンズ枠３２のＶ溝内に入り込む事により、第３レンズ枠取付環３４の第２レンズ枠３２からの抜け止めがなされ、さらにセットビス４１がねじ込まれ、その先端が第２レンズ枠３２のＶ溝内面に当接することにより、第３レンズ枠取付環３４の第２レンズ枠３２に対する回転防止がなされる。
【００８１】
また、大径部３４ｂの内部には、上述した明るさ絞り２４４が固定されている。この明るさ絞り２４４からは、作動桿２４４ａが延びており、この作動桿２４４ａが大径部３４ｂを貫通している。さらに、この大径部３４ｂの内面における後端近傍には、雌ネジが切られている。
【００８２】
次に、第３レンズ枠３５は、第３レンズ取付枠３４の大径部３４ｂの内径とほぼ同じ外径の概略円板形状を有しており、その中心に、第３レンズ群２４３を同軸に保持している。また、この第３レンズ枠３５の外周面には、第３レンズ取付枠３４の大径部３４ｂの雌ネジに螺合した雄ネジが形成されている。従って、第３レンズ枠３５は、第３レンズ取付枠３４に対して回転されることによって、軸方向に位置調整可能となっている。
【００８３】
また、第３レンズ取付枠３４の大径部３４ｂの雌ネジには、さらに、第３レンズ枠３５の外側から、第３レンズ枠固定環３６の外面に形成された雄ネジが螺合している。従って、この第３レンズ枠固定環３６を第３レンズ取付枠３４の大径部３４ｂの雌ネジにねじ込んで第３レンズ枠取付環３５の後端に当接させて、第３レンズ枠取付環３４の雌ネジに第３レンズ枠３５の雄ネジを噛み付かせることにより、第３レンズ枠３５を第３レンズ枠取付環３４に対して固定することができる。
（ビデオ式立体顕微鏡の組立及び調整）
次に、上述した構成を有する立体顕微鏡１０１の組立及び調整の手順を説明する。最初に、組立作業者は、立体顕微鏡１０１の筐体の外部において、左右一対のズームレンズ系２２０，２３０，クローズアップレンズ系２１０，照明光学系３００を、夫々に用意された鏡筒（図示略）内に個別に組み込んで、玉合わせを行っておく。また、左右一対のズームレンズ系２２０，２３０の各鏡筒を、夫々のズーム倍率を一致させ且つ光軸同士を平行にした状態で、図示せぬブラケットに固定する。
【００８４】
次に、組立作業者は、立体顕微鏡１０１の筐体の外部において、各ペンタプリズム２７２，２７３及び各後方鏡筒７，８を除き、上述したようにリレー部ユニット１を組み立てておく。
次に、組立作業者は、このリレー部ユニット１を、図示せぬＸ−Ｙテーブル上に固定する。このとき、基準フレーム２の加工基準面２２ａは、Ｘ−Ｙテーブルの表面に対して垂直に配置しておく。そして、組立作業者は、このＸ−Ｙテーブルを適宜位置調整することにより、このＸ−Ｙテーブルの表面に対して光軸が垂直となるようにこのＸ−Ｙテーブルのベースに固定された図示せぬ光学顕微鏡の視野内に、加工基準面２２ａを入れて、この加工基準面２２ａが所定の基準線に対してなす角度Ａを測定する。
【００８５】
次に、組立作業者は、Ｘ−Ｙテーブルを適宜位置調整することにより、一方の視野絞り２７０をその視野内に入れる。そして、その視野絞り２７０を保持している視野絞り枠１６をマイナスドライバーによって適宜回転させることにより、その開口を他方の視野絞り２７１に近接した側に配置させるとともに、そのナイフエッジを、所定の基準線に対して角度Ａから９０度ずれた方向に向ける。次に、他方の視野絞り２７１を光学顕微鏡の視野内に入れて、視野絞り枠１６の回転調整を同様にして行う。これにより、各視野枠２７０，２７１のナイフエッジは、加工基準面２２ａに対して垂直となるとともに、他方の視野絞り２７１のナイフエッジに対して平行となる。
【００８６】
次に、組立作業者は、Ｘ−Ｙテーブルを適宜位置調整することにより、他方の視野絞り２７１をその視野内に入れる。そして、その視野絞り２７１を保持している視野絞り枠１６をマイナスドライバーによって適宜回転させることにより、その開口を視野絞り２７０に近接した側に配置させるとともに、そのナイフエッジを、所定の基準線に対して角度Ａから９０度ずれた方向に向ける。これによりナイフエッジは、加工基準面２２ａに対して垂直となる。
【００８７】
以上のようにして視野絞り２７０，２７１の角度調整が完了すると、組立作業者は、リレー部ユニット１に、両ペンタプリズム２７２，２７３を固定するとともに、両後方鏡筒７，８を固定する。但し、この時点においては、未だ調整前であるため、固定ネジ４０は仮止め状態にして第２レンズ枠取付環３１をマウント部２２及びディセンタ調整環３０に対して調整可能としておき、第２レンズ枠固定環３３を緩めて第２レンズ枠３２を第２レンズ枠取付環３１に対して回転可能としておき、第３レンズ枠固定環３６を緩めて第３レンズ枠３５を第３レンズ枠取付環３４に対して回転可能としておき、各セットビス４１を緩めて第３レンズ枠取付環３４を第２レンズ枠３２に対して回転可能としておく。
【００８８】
次に、組立作業者は、両ズーム光学系２２０，２３０の各鏡筒，及び、リレー部ユニット１を、夫々、双眼顕微鏡１０１の筐体内に固定するとともに、双眼顕微鏡１０１にハイビジョンＣＣＤカメラ１０２を取り付ける。すると、このハイビジョンＣＣＤカメラ１０２からのハイビジョン信号を受信したモニタ１１４上には、左右の像が、表示される。但し、この時点では、図１９に示すように、ＣＣＤ１１６の撮像面を含む面内において、各リレーレンズ系２４０，２５０によるイメージサークル（二次像）は、ＣＣＤ１１６の水平ラインに沿って左右に並んでいるとは限らない。また、各イメージサークルの大きさも等しいとは限らず、その方向も揃っているとは限らない。従って、両視野絞り２７０，２７１の像２７０’，２７１’のナイフエッジ２７０ａ’，２７１ａ’が互いに平行であるとは限らず、互いに一致しているとも限らない。
【００８９】
そこで、組立作業者は、先ず、各プリズム回転台１２，１３を回転させることにより、図２０に示すように、両視野絞り２７０，２７１の像２７０’，２７１’のナイフエッジ２７０ａ’，２７１ａ’の方向を、共に、モニタ１１４の画面上で上下方向（即ち、ＣＣＤ１１６の垂直ライン方向）に揃える。即ち、各プリズム回転台１２，１３を回転させると、各ペンタプリズム２７２，２７３が入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を中心として回転するので、その射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５も、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を中心として振られる。これと同時に、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３からオフセットした光束の第１反射面２７２ｂ，２７３ｂでの反射位置が、入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３の反射位置を中心に回転するので、第２反射面２７２ｃ，２７３ｃでの反射後における当該光束の通過位置が、射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５を中心として回転する。従って、ＣＣＤ１１６の撮像面に形成される視野絞り２７０，２７１の像２７０’，２７１’が、上述したように振られる射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５を中心として、更に回転するのである。組立作業者は、この時点では左右の像２７０’，２７１’の位置如何を問題とせずに、両プリズム回転台１２，１３の回転位置を適宜調整することにより、ナイフエッジの像２７０ａ’，２７１ａ’の方向をモニタ１１４の画面上における上下方向（即ち、ＣＣＤ１１６の垂直ライン方向）に揃え、これにより両ナイフエッジの像２７０ａ’，２７１ａ’を互いに平行にする。このペンタプリズム２７２，２７３の回転調整が済むと、組立作業者は、各セットビス１４をねじ込むことによって、各プリズム回転台１２，１３を固定する。
【００９０】
次に、組立作業者は、両第３レンズ枠３５を第３レンズ取付枠３４に対して夫々適宜回転させて、第３レンズ群２４３，２５３を光軸方向に移動させることにより、両視野枠２７０，２７１の像２７０’，２７１’のＣＣＤ１１６に対するピント状態を調整する。これにより、モニタ１１４上にこれら像２７０’，２７１’が明瞭に表示されるようになる。
【００９１】
次に、組立作業者は、各後方鏡筒７（８）の第２レンズ枠３２を回転させることによって第２レンズ群２４２（２５２）及び第３レンズ群２４３（２５３）を同時に光軸方向へ移動させて、第１レンズ２４１（２５１）及び第２レンズ群２４２（２５２）の合成焦点距離，即ち、リレー光学系２４０（２５０）の倍率を、互いに一致させる。なお、この第２レンズ枠３２を回転させ終わると、組立作業者は、第３レンズ取付枠３４を第２レンズ枠３２に対して回転させて、その回転位置（即ち、作動桿２４４ａの向き）を元に戻す。そして、第３レンズ枠３５を第３レンズ取付枠３４に対して適宜回転させて、第３レンズ群２４３（２５３）を光軸方向に移動させることにより、像２７０’ｃ（２７１’ｃ）のＣＣＤ１１６に対するピント状態を再調整する。そして、組立作業者は、第２レンズ枠固定環３３を締め込むことによって第２レンズ枠３２を第２レンズ取付環３１に対して固定し、各セットビス４１を締め込むことによって第３レンズ取付環３４を第２レンズ枠３２に対して固定し、第３レンズ枠固定環３６を締め込むことによって第３レンズ枠３５を第３レンズ取付環３４に対して固定する。
【００９２】
次に、組立作業者は、両ズーム光学系２２０，２３０の光軸Ａｘ２，Ａｘ３の前方に夫々オートコリメータを配置し、そのターゲット像を各ズーム光学系２２０，２３０に向けて投影する。しかしながら、この時点では、各ズーム光学系２２０，２３０のフランジバックは、必ずしも各視野絞り２７０，２７１の位置とは一致していないので、ＣＣＤ１１６によって撮像されモニタ１１４上に表示されるターゲット像のピントは、必ずしも一致していない。そこで、組立作業者は、各ズーム光学系２２０，２３０の鏡筒を夫々図示せぬブラケットに対して光軸方向に進退させ、そのターゲットの一次像を視野絞り２７０，２７１と同一平面上に結像させ、その二次像をＣＣＤ１１６の撮像面上に結像させる。これにより、両ズーム光学系２２０，２３０のフランジバックの調整がなされる。
【００９３】
なお、このときＣＣＤ１１６上に形成されている各ターゲット像の中心は、各ペンタプリズム２７２，２７３からの射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５の位置を示す。そして、この射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５の位置は、第２レンズ群２４２，２５２をその光軸に直交する方向に移動させることによって調整することができる。そこで、組立作業者は、一方の後方鏡筒７のディセンタ調整環３０にねじ込まれた各ディセンタ調整用セットビス３８，３８を進退させて、第２レンズ枠取付環３１を光軸に直交する面内で適宜移動させることにより、この後方鏡筒７内のリレー光学系２４０によって形成されるターゲット像（二次像）の中心を、ＣＣＤ１１６の撮像面における左側の撮像領域の中心（即ち、モニタ１１４の左半分の中心）に合致させる。同様に、他方の後方鏡筒８のディセンタ調整環３０にねじ込まれた各ディセンタ調整用セットビス３８，３８を進退させて、第２レンズ枠取付環３１を光軸に直交する面内で適宜移動させることにより、この後方鏡筒８内のリレー光学系２５０によって形成されるターゲット像（二次像）の中心を、ＣＣＤ１１６の撮像面における右側の撮像領域の中心（即ち、モニタ１１４の右半分の中心）に合致させる。
【００９４】
以上の調整により、両ペンタプリズム２７２，２７３からの射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５同士が、互いに平行となる。そこで、組立作業者は、各固定ビス４０を本締めすることにより、両後方鏡筒７，８の第２レンズ枠固定環３１をマウント部２２に対して固定する。
【００９５】
次に、組立作業者は、各ガイドピン１０，１１を適宜回転させることにより、各視野絞りホルダ３，４を所定位置に移動させ、各視野絞り２７０，２７１のナイフエッジの像２７０ａ’，２７１ａ’を、ＣＣＤ１１６の撮像面の中心に合致させる（即ち、モニタ１１４の画面の中心に合致させる）。すると、各視野絞り２７０，２７１の位置に形成されたイメージサークルの一部が、各視野絞り２７０，２７１のナイフエッジ２７０ｂ，２７１ｂによって遮蔽される。このようにして一部が遮蔽された像が、各リレーレンズ系２４０，２５０によってＣＣＤ１１６の撮像面に再結像される。従って、図２１に示すように、ＣＣＤ１１６上において、左右の像２７０’，２７１’は、互いに重ならずに左右に並ぶ。
【００９６】
最後に、組立作業者は、クローズアップ光学系２１０の鏡筒を、双眼顕微鏡１０１の筐体に組み込む。これにより、双眼顕微鏡１０１が完成する。
（実施形態の作用）
以上のように構成された本実施形態のビデオ型立体顕微鏡によると、各ペンタプリズム２７２，２７３は、その入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３に直交する面内においてこの入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３を中心に回転するプリズム回転台１２，１３上に固定されるので、一旦各ペンタプリズム２７２，２７３を各プリズム回転台１２，１３に対して固定した後においても、組立作業者は、このプリズム回転台１２，１３を回転させることにより、ペンタベース部２１に対する各ペンタプリズム２７２，２７３の相対回転角度を正常に調整することができる。従って、ＣＣＤ１６の撮像面上において左右の像（二次像）の方向がずれていたとしても、これを調整して互いに平行に向けることができる。なお、ペンタプリズム２７２，２７３自体に形状誤差がある場合や入射光軸Ａｘ２，Ａｘ３自体が平行ではない場合等には、左右の像の方向の調整を完了した時点で、ペンタプリズム２７２，２７３の射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５の方向が平行とならないこともある。そのような場合でも、本実施形態のビデオ型立体顕微鏡によれば、ディセンタ調整環３０に対して第２レンズ取付枠３１をオフセットさせることにより、両射出光軸Ａｘ４，Ａｘ５を互いに平行に調整することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のビデオ型立体顕微鏡によると、各ペンタプリズムへの入射光軸に直交した面内においてペンタプリズムの向きを調整することができるので、撮像装置の撮像面に夫々決像される観察対象物の左右の像の方向を平行に揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態によるビデオ型立体顕微鏡を組み込んだ手術支援システムの全体構成を示す概略図
【図２】  ビデオ型立体顕微鏡内の光学構成の概略を示す光学構成図
【図３】  ビデオ型立体視ビューワの光学構成の概略を示す光学構成図
【図４】  ＬＣＤパネルの平面図
【図５】  立体顕微鏡の外観斜視図
【図６】  顕微鏡光学系の全体構成を示す斜視図
【図７】  顕微鏡光学系の全体構成を示す側面図
【図８】  顕微鏡光学系の全体構成を示す正面図
【図９】  顕微鏡光学系の全体構成を示す平面図
【図１０】  リレー部ユニットを前方斜め上方から見た斜視図
【図１１】  リレー部ユニットを前方斜め下方から見た斜視図
【図１２】  光軸Ａｘ２，Ａｘ４に沿ったリレー部ユニットの縦断面図
【図１３】  光軸Ａｘ２，Ａｘ３を含む縦断面を示すリレー部ユニットの縦断面図
【図１４】  基準フレームを後方斜め上方から見た斜視図
【図１５】  基準フレームの平面図
【図１６】  プリズム回転台及びペンタプリズムの中心軸に沿った縦断面図
【図１７】  プリズム回転台の斜視図
【図１８】  プリズム回転台及びペンタプリズムの斜視図
【図１９】  調整前における撮像面上での視野絞りの像の状態を示す説明図
【図２０】  ペンタプリズムの回転調整後における撮像面上での視野絞りの像の状態を示す説明図
【図２１】  リレー光学系のディセンタ調整及び視野絞りのナイフエッジ位置調整後における撮像面上での視野絞りの像の状態を示す説明図
【符号の説明】
２              基準フレーム
５，６          前方鏡筒
７，８          後方鏡筒
１２，１３        プリズム回転台
１２ｂ，１３ｂ    貫通孔
２１              ペンタベース部
２１ａ            貫通孔
２２              マウント部
３０              ディセンタ調整環
３１              第２レンズ取付環
３２              第２レンズ枠
３４              第３レンズ取付環
３５              第３レンズ枠
２００              撮影光学系
２２０，２３０      ズーム光学系
２４０，２５０      リレー光学系
２４１，２５１      第１レンズ群
２４２，２５２      第２レンズ群
２４３，２５３      第３レンズ群
２７２，２７３      ペンタプリズム
【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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