JP2744615B2 - 双眼顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の内容］ 本発明は、観察者が観察できる向き（以下観察方向と
いう）を変えることのできる双眼顕微鏡に関するもので
ある。 ［従来の技術］ 従来、手術用顕微鏡として双眼顕微鏡が用いられる。 従来の手術用顕微鏡は、脚部、これに固定された支
柱、この支柱を上下する自在アーム部、この自在アーム
部の先端に取り付けられた顕微鏡及び照明装置からなる
鏡体部から構成される。 この鏡体部は自在アーム部に回転自在に取り付けられ
る。従って観察者が観察の向きを変えたい場合には、鏡
体部全体を自在アーム部に対して回転させている。 また、本来ある術者用の顕微鏡の外に助手用の顕微鏡
を術者用の顕微鏡の鏡筒部に回転自在に取り付けること
もある。 この助手用の顕微鏡の観察者が観察の向きを変えたい
場合には助手用顕微鏡全体を術者用顕微鏡に対して回転
させる。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の手術用顕微鏡では、術者の顕微鏡の観察方向を
変える場合、鏡体部全体を回転させなくてはならなかっ
た。 この回転操作は、鏡体部に取り付けられた照明装置や
撮影カメラ、また助手用顕微鏡が取り付けられている場
合には助手用顕微鏡等の移動が伴い煩わしいものであ
る。術者用顕微鏡の観察方向を大きく変えたい場合には
いたしかたないが、微かに変えたい場合には非常に煩わ
しく、能率的な手術を妨げるものとなる。 また助手用顕微鏡を取り付けている場合、術者と助手
とが干渉し術者の手術の妨げにもなるため助手用顕微鏡
の位置を変える必要が生ずる。 ここで、助手用顕微鏡が術者用顕微鏡と別個独立のも
のが取り付けられる場合には、術者用顕微鏡と助手用顕
微鏡との視軸が一致していないという問題点が生ずる。 そこで、助手用顕微鏡がハーフミラー等の光学部材に
よって術者用顕微鏡の対物レンズからの光束の一部を受
け取るように構成し、助手用顕微鏡と術者用顕微鏡との
視軸を一致させるようにした手術用顕微鏡も提案されて
いる。 しかし、このような手術用顕微鏡において実体視可能
でかつ明るい像を得ることはできなかった。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る双眼顕微鏡は、固定ハウジングと、 この固定ハウジングの上に回動可能に載置された可動
ハウジング部と、 前記固定ハウジングの中に配置され、被観察物のから
の光束を受け取り平行光束として射出する対物光学系
と、 前記可動ハウジングの中に配置された一対の接眼手段
とを備えた双眼顕微鏡において、 前記固定ハウジングの中に左右に配置され、前記対物
光学系から射出された前記平行光束を受け取るとともに
変倍して平行光束として射出する一対の変倍光学手段
と、 前記可動ハウジングの中に左右に配置され、前記一対
の変倍光学手段からの平行光束を受け取って前記一対の
接眼手段へリレーする一対のリレー光学手段とを備えた
ことを特徴とする。 ［作用］ 一対の接眼手段を備えた可動ハウジングを固定ハウジ
ングに対して回転させることで、双眼顕微鏡の観察方向
を変えることができる。また、一対の変倍光学手段が対
物光学系から射出された平行光束を受け取るとともに変
倍して平行光束として射出し、一対のリレー光学手段が
一対の変倍光学手段からの平行光束を受け取って一対の
接眼手段へリレーするので、可動ハウジングが固定ハウ
ジングに対して回動しても、すなわち、観察方向が変わ
っても、左右の視野内における像の位置が変わらず、こ
のため、立体観察することができる。 ［実施例］ 本発明を適用した双眼顕微鏡の構成について第１図な
いし第３図を参照して説明する。 双眼顕微鏡１の筐体は、固定ハウジング２と、この固
定ハウジングの上面に回転可能に設置された可動ハウジ
ング４とで構成される。 固定ハウジング２には、対物レンズ10のほか、左右眼
用の一対の変倍光学系12及び固定ハウジング開口絞14
（対物光学系に相当）に加えて写真撮影のための対物レ
ンズ10を通して被観察物６を照明するための照明用光源
30及び照明用プリズム32が収納される。 一方、可動ハウジング４には、左右眼用の一対の可動
ハウジング開口絞16、リレーレンズ18、ダハプリズム20
（接眼光学系に相当）が収納される。 この双眼顕微鏡１は、一対の接眼レンズを通し所定の
角度をもった一対の光軸34に沿って被観察物６を実体視
することができる。 この可動ハウジング４は固定ハウジング２に対し左右
の光学系の光軸34の中間にその光軸に沿った中心線36を
回転中心として回転できるように取り付けられる（これ
らが移動部に相当する）。この回転は、例えば固定ハウ
ジング２の上面に中心線36を中心とする円弧状の案内部
材を設け、この案内部材に係合する係合部を可動ハウジ
ング４の底面に設けて行なえるようにするものである。
そして、固定ハウジング２の上面に凹部９が形成され、
この凹部９に係合した凸部８が可動ハウジング４の底面
に設けられていて、可動ハウジング４の回転範囲が制限
されている。 さらに一対に変倍レンズ系12はそれらの光軸に直交す
る回転軸12aを回転中心として回転できるように構成さ
れており、図示の状態から180゜回転すると、観察する
倍率が変化する。 この変倍時の光束の状態を第４図に示す。 第４図（ａ）は、低倍率の状態で、可動ハウジング開
口絞16が可動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′と、また固定
ハウジング開口絞14が固定ハウジング２側の射出瞳Ｅと
一致している。 ここで変倍光学系12を180゜回転させると、第４図
（ｂ）に示す高倍率の状態となる。 このときには、固定ハウジング開口絞14は、対物レン
ズ10側に移動するため、固定ハウジング２側に射出瞳Ｅ
は、図示の通り可動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′と隔っ
た位置に形成される。 なお、上記変倍光学系とリレーレンズ18とはいわゆる
アフォーカル光学系（互いに距離∞の物像が共役関係）
を形成し、上記高倍率時及び低倍率時のいずれにおいて
も、変倍光学系12から射出される光束は平行光束となっ
て、これがリレーレンズ18に入射する。 このように変倍光学系12とリレーレンズ18とをアフォ
ーカル光学系で形成すべき理由を、第５図ないし第７図
を用いて説明する。 第５図は固定ハウジング２に対して可動ハウジング４
を回転させていない状態を示すものである。（ａ）図
は、可動ハウジング４のリレーレンズ18の位置を示し、
（ｂ）図は、このときリレーレンズ18から結像位置まで
の光束の状態を示し、（ｃ）図は、接眼レンズ26から観
察できる像を示している。ここで50は、視野絞り、また
51は固定ハウジング側の射出瞳を示す。なお、（ｂ）図
より明らかなように、リレーレンズ18より物側（図中左
側）は平行光束となっており、図示しない変倍レンズ系
とアフォーカル光学系が形成される一方、リレーレンズ
18より像側（図中右側）は収束光束となりＡ′Ｏ′の像
が形成される。 次に、前述した双眼顕微鏡のようにリレーレンズ18よ
り物側の平行光束の位置を境に可動ハウジングを中心線
36を中心として回転させた状態を第６図に示す。 ここで（ａ）図は、可動ハウジング４のリレーレンズ
18が回転した位置を示し、（ｂ）図は、このときの回転
面52の位置とリレーレンズ18から結像位置までの光束の
状態を示し、（ｃ）図は接眼レンズ26から観察できる像
を示している。（ｂ），（ｃ）図から明らかなように、
可動ハウジング４が回転し、リレーレンズ18の位置が固
定ハウジング２に対して移動しても、リレーレンズ18の
中心を通る光束の延長線が光軸となるとともに視野中心
Ｏとなる。 従って可動ハウジングの回転によって左右の接眼レン
ズによる視察像の位置は視野中心Ｏを中心として略等量
の回転をするに過ぎず（第６（ｃ）図参照）、左右の視
野内における立体観察をすることができる。すなわち、
実体視することができる。 一方、リレーレンズ18より像側の位置を回転面52とし
て可動ハウジング４を回転させた状態を第７図に示す。 ここで（ａ）図は回転面52′の位置とリレーレンズ18
から結像位置までの光束の状態を示し、（ｂ）図は接眼
レンズ26による観察像を示している。この（ａ），
（ｂ）図から明らかなように、この場合の観察は中心Ｏ
を中心として回転とともに左右逆方向の平行移動を伴っ
ている。すなわち、左右の視野内における像の位置がず
れてしまう。 従って可動ハウジング４を回転させた場合の観察像は
融像ができずに実体視しにくいものとなる。 ところで可動ハウジング４を回転移動させた場合に
は、固定ハウジング２側の射出瞳（以下単に射出瞳とい
う）と可動ハウジング４側の入射瞳（以下単に入射瞳と
いう）の大きさ及びその間隔により、接眼レンズ26によ
る観察像の状態が変化する。 可動ハウジング４の回転によっても、観察に充分な像
が得られる条件について第８図ないし第12図を参照して
説明する。これらの図では可動ハウジング４の回転前後
における可動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′面での光束状
態をそれぞれ（ａ），（ｃ）図に、また可動ハウジング
４の回転前後における固定ハウジング２側の射出瞳Ｅ及
び可動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′から像Ａ′Ｏ′まで
の光束状態をそれぞれ（ｂ），（ｄ）図に示す。 第８図は射出瞳Ｅが入射瞳Ｅ′よりも大きく、かつ射
出瞳が入射瞳と離れている場合を示す。ここで（ａ），
（ｂ）図は回転前における光束状態を示し、図中実線P1
は点Ｏ′に集光する光束を示し、点線P2は点Ａ′に集光
する光束を示す。 図示の通り、径の小さい入射瞳Ｅ′を通過する光束は
射出瞳Ｅの中に含まれ、像Ｏ′Ａ′として結像する。 一方（ｃ），（ｄ）図は、可動ハウジング４の回転後
における光束状態を示している。（ｃ）図にように時計
回りに回転をしても固定ハウジング２側の射出瞳Ｅが可
動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′よりも充分大きいので、
その入射瞳Ｅ′を通って点Ａ′の結像に寄与する光束
（図中点線で示した光束）及び点Ｏ′の結像に寄与する
光束（図中実線で示した光束）は射出瞳Ｅの内に含ま
れ、可動ハウジング４の回転前における観察像と同じ明
るさの像が得られ、回転により像が暗くなることはな
い。 第９図は射出瞳Ｅが入射瞳Ｅ′よりも大きい点では第
８図と同様であるが、これと異なり射出瞳が入射瞳と近
接して形成される場合を示す。従って光束の状況は第８
図のものと同様の関係にあるが、第８図の場合に比べ
て、射出瞳の大きさが比較的小さくても、可動ハウジン
グ４の回転前における観察像と同じ明るさの像が回転後
においても得られる。 第10図は第８図、第９図のものとは逆に、入射瞳Ｅ′
が射出瞳Ｅよりも大きくてさらに射出瞳Ｅが入射瞳Ｅ′
より離れている場合を示す。ここで（ａ），（ｂ）図は
回転前における光束状態を示し、図中実線P1は点Ｏ′に
集光する光束を示し、点線P2は点Ａ′に集光する光束を
示す。 図示のとおり、径の小さい射出瞳Ｅを通過する光束は
入射瞳Ｅ′の中に含まれ、像Ｏ′Ａ′として結像する。 一方（ｃ），（ｄ）図は、可動ハウジング４の回転後
における光束状態を示している。（ｃ）図にように時計
回りに回転をしても可動ハウジング４側の入射瞳Ｅ′が
固定ハウジング２側の射出瞳Ｅよりも充分大きいので、
その射出瞳Ｅを通って点Ａ′の結像に寄与する光束（図
中点線で示した光束）及び点Ｏ′の結像に寄与する光束
（図中実線で示した光束）は入射瞳Ｅの内に含まれ、可
動ハウジング４の回転前における観察像と同じ明るさの
像が得られ、回転により像が暗くなることはない。 第11図は、射出瞳Ｅが入射瞳Ｅ′よりも小さい点では
第10図と同様であるが、これと異なり射出瞳が入射瞳と
近接して形成される場合を示す。従って光束の状況は第
10図のものと同様の関係にあるが、第10図の場合に比べ
て、入射瞳の大きさが比較的小さくても、可動ハウジン
グ４の回転前における観察像と同じ明るさの像が回転後
においても得られる。 第12図は、特に可動ハウジングの回転角が少なくて済
む場合に適した構成であり、射出瞳Ｅと入射瞳Ｅ′とが
略同じ大きさであってそれらが略同じ位置にある場合を
示す。ここで（ａ），（ｂ）図は回転前における光束状
態を示し、点線の光束と実線の光束の意義は第８図のも
のと同様である。従って図示の如く射出瞳及び入射瞳を
通過した光束はすべて結像に寄与する。 一方（ｃ），（ｄ）図は、可動ハウジング４の回転後
における光束状態を示している。図示の如く回転した後
において、結像に寄与する光束は固定ハウジング側の射
出瞳と可動ハウジング側の入射瞳との両方を通過する光
束であり、回転するに従いその量は減少する。 しかし観察像は３割程度暗くなっても、あまり意識さ
れないので、その程度の回転で充分な場合には第12図の
ような構成も採用できる。 ［効果］ 以上のように構成した双眼顕微鏡によれば、可動ハウ
ジングを移動させて観察方向を変化させても、像を暗く
することなく実体視可前な像を得ることができる。 さらに本発明を上述した変倍光学系を有する双眼顕微
鏡に適用する場合には、いずれの変倍時においても、固
定ハウジング側の射出瞳及び可動ハウジング側の入射瞳
が第８図ないし第12図のいずれかの関係にあるように構
成すれば必要に応じ可動ハウジングを回転させ、観察方
向を変えても像が暗くなることなく良好な像で実体視が
可能とする。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用した双眼顕微鏡の構成を示した
図、第２図は、第１図の双眼顕微鏡をこれと直角方向か
ら見た部分構成図、第３図は、第１図の双眼顕微鏡を対
物レンズ側から見た部分構成図、第４図は、変倍時にお
ける光束の状態を示した図、第５図は、固定ハウジング
に対して可動ハウジングを回転移動させていないときの
光束状態、観察像等を示す図、第６図は、固定ハウジン
グに対して可動ハウジングを平行光束の位置を回転面と
して回転移動させたときの光束状態、観察像等を示す
図、第７図は、固定ハウジングに対して可動ハウジング
を平行光束でない位置を回転面として回転移動させたと
きの光束状態、観察像等を示す図、第８図は、固定ハウ
ジング側の射出瞳Ｅが可動ハウジング側の入射瞳Ｅ′よ
りも大きくかつ、その射出瞳Ｅが入射瞳Ｅ′と離れてい
る場合の光束の状態を示した図、第９図は固定ハウジン
グ側の射出瞳Ｅが可動ハウジング側の入射瞳Ｅ′よりも
大きくかつ、その射出瞳Ｅと入射瞳Ｅ′とが近接してい
る場合の光束の状態を示した図、第10図は、可動ハウジ
ング側の入射瞳Ｅ′が固定ハウジング側の射出瞳Ｅより
も大きくかつ、その入射瞳が射出瞳と離れている場合の
光束の状態を示した図、第11図は、可動ハウジング側の
入射瞳Ｅ′が固定ハウジング側の射出瞳Ｅよりも大きく
かつその入射瞳が射出瞳と近接している場合の光束の状
態を示した図、第12図は、可動ハウジング側の入射瞳
Ｅ′と固定ハウジング側の射出瞳Ｅとか略同じ大きさで
その入射瞳と射出瞳とが近接している場合の光束の状態
を示した図である。 １……双眼顕微鏡、２……固定ハウジング ４……可動ハウジング、８……凸部 ９……凹部、10……対物レンズ 12……変倍光学系、18……リレーレンズ 26……接眼レンズ、34……回転軸 Ｅ……固定ハウジング側の射出瞳 Ｅ′……可動ハウジング側の入射瞳

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．固定ハウジングと、 この固定ハウジングの上に回動可能に載置された可動ハ
   ウジングと、 前記固定ハウジングの中に配置され、被観察物のからの
   光束を受け取り平行光束として射出する対物光学系と、 前記可動ハウジングの中に配置された一対の接眼手段と
   を備えた双眼顕微鏡において、 前記固定ハウジングの中に左右に配置され、前記対物光
   学系から射出された前記平行光束を受け取るとともに変
   倍して平行光束として射出する一対の変倍光学手段と、 前記可動ハウジングの中に左右に配置され、前記一対の
   変倍光学手段からの平行光束を受け取って前記一対の接
   眼手段へリレーする一対のリレー光学手段とを備えたこ
   とを特徴とする双眼顕微鏡。 ２．前記可動ハウジングを前記固定ハウジングに対して
   前記対物光学系の光軸を中心にして所定範囲内で回動可
   能となっており、この可動ハウジングの移動範囲におい
   て、前記可動ハウジングの入射瞳を通って結像に寄与す
   る光束の大部分が前記固定ハウジングの射出瞳を通過す
   るように、前記固定ハウジングの射出瞳の径は前記可動
   ハウジング部の入射瞳の径より大きく構成したことを特
   徴とする請求項１に記載の双眼顕微鏡。 ３．前記固定ハウジングの射出瞳と前記可動ハウジング
   の入射瞳とが間隔を隔てて形成されていることを特徴と
   する請求項２に記載の双眼顕微鏡。 ４．前記可動ハウジングの移動範囲において、前記固定
   ハウジングの射出瞳を通って結像に寄与する光束の大部
   分が前記可動ハウジング部の入射瞳を通過するように前
   記可動ハウジングの入射瞳の径は前記固定ハウジング部
   の射出瞳の径より大きく構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の双眼顕微鏡。 ５．前記固定ハウジングの射出瞳と前記可動ハウジング
   の入射瞳とが間隔を隔てて形成されていることを特徴と
   する請求項４に記載の双眼顕微鏡。