JP3163552U - ビデオ立体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】手術用顕微鏡の０度ポジション、９０度ポジション、及び１８０度ポジションにおいて、上下左右の正しい立体画像ないし３Ｄ画像を提供するビデオ立体顕微鏡を提供する。【解決手段】実質的に垂直方向に延在する光学軸線１１を有する主対物レンズ２と、該主対物レンズ２を通過する光を実質的に水平方向へ偏向するための偏向要素５と、実質的に水平方向に延在する少なくとも２つの観察経路を有するズームシステム７とを備え、該ズームシステム７の第１観察経路と第２観察経路が互いに鉛直方向に離間して延在する。さらに、前記ズームシステム７に後置され、前記第１観察経路及び前記第２観察経路を進んでゆく各々の光線束２０ｃ、２０ｄに基づく立体記録画像を提供するため、少なくとも１つの光電子式画像記録装置４０ａ〜４０ｅを設ける。【選択図】図１

Description

本考案はビデオ立体顕微鏡（ないしビデオ実体顕微鏡：Video-Stereomikroskop）に関する。

例えばビデオカメラに接続可能なビデオ出力部を備えた手術用顕微鏡は公知であり、これらは多くの場合「ビデオ顕微鏡」ないし「ビデオ立体顕微鏡」と称されている。

（背景技術とその分析）
手術用顕微鏡の開発では、同時に複数の観察者（例えば主執刀医及び助手）に対し、異なる立ち位置においてビデオ表示を介し、上下左右の正しい立体画像ないし３Ｄ画像をいかに提供するかということに対する解決策の創作が益々と試みられている。

特許文献１からは、手術用顕微鏡にカメラを備え、それにより記録された画像をモニターへ伝送することが知られている。そのようなモニターは把持具に固定することができるが、そのような把持具は、特に手術室において室内の任意の箇所に配置することはできず、その結果、執刀医の運動範囲が制限されることになる。

特許文献２からは、立体接眼レンズを備えた再生装置へ記録画像を提供するカメラの設けられた外科用顕微鏡が知られている。

特許文献３は、カメラ及びデータライン並びに再生装置を介し、観察域の画像を立体接眼レンズ内で生成する立体顕微鏡を記載している。

多くの手術は、一人の主執刀医と少なくとも一人の助手とで同時に行われる。この際、主執刀医と助手は手術台の周りに立つことになる。主執刀医の位置を０度ポジションと称するものとする。主執刀医に対向して立つ助手の位置を１８０度ポジションと称するものとする。その主執刀医とその助手に対して９０度の垂直位置で立つ別の助手の位置を９０度ポジションと称するものとする。

１台のビデオ立体顕微鏡を使用し、手術台の周りで互いに９０度及び／又は１８０度の角度で立ち、互いに異なる角度から手術域を見る複数の執刀医は、作業の容易化のため、彼らの実際の視野に応じ、彼らの各々のディスプレイ装置において、観察すべき対象の互いに異なる立体画像を見ることができるべきである。例えば０度ポジション及び９０度ポジションのためのそのような互いに異なる立体画像は、唯一の立体カメラ（ないしステレオカメラ）では（３Ｄビデオ伝達時には）生成することができない。

この問題点は、特許文献４に従い、主対物レンズを有する主執刀医用の光学系の下側で（例えば対象と対物レンズの間で）助手用の光線路が分離されることにより解消される。

米国特許第５，８６７，２１０号 独国特許発明第４３２１９３４号 米国特許第５，０６７，８０４号 欧州特許出願公開第１８８７４０３号

しかし、対応する光分離装置が対象と主執刀医の主対物レンズとの間に位置することにより自由な作業間隔が制限されてしまい、その結果、執刀医は場合により極めて長尺の手術器具をもはや問題なく手術域へもたらす又は所望どおりに手術域で動かすことができなくなってしまう。

本考案の課題は、ビデオ表示の前提で、自由な作業間隔の制限を伴うことなく様々な位置において、特に手術用顕微鏡の０度ポジション、９０度ポジション、及び１８０度ポジションにおいて、上下左右の正しい立体画像ないし３Ｄ画像を提供することである。

本考案の一視点により下記のビデオ立体顕微鏡が提供される。該ビデオ立体顕微鏡は、実質的に垂直方向に延在する光学軸線を有する主対物レンズと、該主対物レンズに後置され、該主対物レンズを通過する光を実質的に水平方向へ偏向するための偏向要素と、該偏向要素に後置され、実質的に水平方向に延在する少なくとも２つの観察経路を有するズームシステムとを備え、該ズームシステムの第１観察経路と第２観察経路が互いに鉛直方向に離間して延在する、ビデオ立体顕微鏡（ないし手術用顕微鏡）である。該ビデオ立体顕微鏡において、前記ズームシステムに後置され、前記第１観察経路及び前記第２観察経路を進んでゆく各々の光線束に基づく立体記録画像を提供するための少なくとも１つの光電子式画像記録装置が設けられている。（形態１：基本構成）

本考案に従い、少なくとも２つ観察経路（ないし観察チャネル）、特には４つの観察経路を備え、実質的に水平に配向されているパンクラティックシステムないしズームシステムの特性が活用される。水平に配向されているズームシステムの使用は、先ず、本考案に従う立体顕微鏡を極めて平坦に構成することを可能にする。このように実現可能な小さい構造高さは、特に手術用顕微鏡において、人間工学的な理由から極めて有利である。少なくとも２つの観察経路、特には４つの観察経路は、特に有利には、主執刀医ないし主執刀医と助手による対象（即ち患者の手術域）の観察を可能にする。この関連で主対物レンズの下側では光線路の分離が行われないことにより、主対物レンズの下側の自由な作業間隔が完全に残り、制限されずに維持される。このことは、他の光学コンポーネントを主対物レンズの前に配置する、即ち対象と主対物レンズの間に位置付ける必要のある場合にも特に有利である。ここでは特に所謂ＢＩＯＭシステムやＳＤＩシステムのようなインバータシステムを指摘する。

実用新案登録請求の範囲の請求項１に記載したビデオ立体顕微鏡より、上記課題に対応する効果が達成される。即ち、ビデオ表示の前提で、自由な作業間隔の制限を伴うことなく様々な位置において、特に手術用顕微鏡の０度ポジション、９０度ポジション、及び１８０度ポジションにおいて、上下左右の正しい立体画像ないし３Ｄ画像が提供される。更に各従属請求項により、付加的な効果が各々につき達成される。

以下、本考案に従うビデオ立体顕微鏡の好ましい形態を記載する。ここで以下の形態１〜１０は、実用新案登録請求の範囲の請求項１〜１０に記載した各々の構成要件にも対応している。
（形態１）前記基本構成を参照。
（形態２）前記形態１のビデオ立体顕微鏡において、前記画像記録装置は、鉛直方向のステレオベースを有する立体記録画像を記録すること、そして該立体記録画像を水平方向のステレオベースをもって表示するためのディスプレイ装置が設けられていることが好ましい。
（形態３）前記形態１又は２のビデオ立体顕微鏡において、前記ディスプレイ装置は、観察ポジションにおいて、前記画像記録装置に対して９０度ずらされた角度位置に配置されていることが好ましい。
（形態４）前記形態１〜３のビデオ立体顕微鏡において、前記画像記録装置は、二チャネル式立体カメラとして形成されていることが好ましい。
（形態５）前記形態１〜４のビデオ立体顕微鏡において、前記立体カメラは、各観察経路のために１つの結像光学系と１つのカメラチップを有し、又は２つの観察経路のために１つのカメラチップを有し、並びに画像評価のための適切な電子装置を有していることが好ましい。
（形態６）前記形態１〜５のビデオ立体顕微鏡において、前記画像記録装置と前記ディスプレイ装置の間のデータ伝達が、ケーブルを介し又はケーブルレスで行われることが好ましい。
（形態７）前記形態１〜６のビデオ立体顕微鏡において、前記ズームシステムは、実質的に同じ高さで水平方向に延在する第３観察経路と第４観察経路を有することが好ましい。
（形態８）前記形態７のビデオ立体顕微鏡において、更なる光電子式画像記録装置が設けられていて、この画像記録装置は、前記第３観察経路と前記第４観察経路を進んでゆく各々の光線束に基づく立体記録画像を提供するために用いられ、並びに該画像記録装置に付設されている更なるディスプレイ装置を有することが好ましい。
（形態９）前記形態１〜８のビデオ立体顕微鏡において、前記ズームシステムの少なくとも２つの観察経路、特に互いに鉛直方向に離間している第１観察経路と第２観察経路は、前記ズームシステムの縦伸張方向ないし前記ズームシステムの光学軸線に関して回動可能に形成されていることが好ましい。
（形態１０）前記形態９のビデオ立体顕微鏡において、前記観察経路の回動は自動で行われることが好ましい。

有利には画像記録装置は、鉛直方向のステレオベースを有する立体記録画像を提供し、この際、この記録画像を、水平方向のステレオベースをもって即ち水平軸線の周りで９０度回転させて表示するためのディスプレイ装置が設けられている。目的に適い、このディスプレイ装置は更に９０度の観察ポジションにおいて光電子式画像記録装置に対してずらされて配置されている。この際、このずれは、鉛直方向に延在する軸線の周りの例えば９０度の回転に対応している。例えばこの画像記録装置は１８０度観察ポジションに配置することができ（主執刀医の反対側、即ち主執刀医に対する邪魔が最小限のところ）、この画像記録装置に対しディスプレイ装置は９０度観察ポジションに配置されている。

目的に適い、画像記録装置は二チャネル式立体カメラ（ないしステレオカメラ）として形成されている。この種の立体カメラは、互いに平行に延在する２つの観察光線束を基礎にし、立体画像（ないしステレオスコーピックイメージ）を生成可能であり、この立体画像は適切なディスプレイ装置（モニター）上で表示可能である。

画像記録装置、特に立体カメラは、好ましくは各観察経路のために１つの結像光学系と１つのカメラチップを有し、又は２つの観察経路のために１つの結像光学系と１つのカメラチップを有し、並びに画像評価のための適切な電子装置を有している。従って画像評価及び制御のためのこの種の電子装置を介し、電子的に生成された３Ｄ画像ないし立体画像を執刀医に対し、ディスプレイ装置及び／又は観察装置、例えば３Ｄモニター又は３Ｄメガネ、又は３Ｄ接眼レンズなどを介して表示することができる。この際、３Ｄ接眼レンズとしては、特に２つのディスプレイと２つの接眼レンズを備えた観察ユニット（鏡胴）であって、各々の接眼レンズが各々のディスプレイに付設されている観察ユニットとして理解される。立体カメラの適切な位置決めにより、記録された画像は立体的に正確なものである。

目的に適い、画像記録装置とディスプレイ装置の間のデータ伝達は、ケーブルを介し又はケーブルレスで行われる。立体カメラは、好ましくは同時に３次元又は２次元の画像データをデータ記録するためのカメラとしても使用可能である。

光偏向の回数は、立体的に正確な画像を得るために、場合により画像反転プリズムを用いて補足される必要がある。

好ましくは、本考案に従うビデオ立体顕微鏡のズームシステムは、第３と第４の観察経路を有し、これらの観察経路は、同じ水平方向の高さ上でズームシステムを通じて延在している。

特に有利な実施形態に従い、本考案に従うビデオ立体顕微鏡は別の画像記録装置を有し、この画像記録装置は、第３と第４の観察経路を進んでゆく光線束を基礎にした立体記録画像を提供するために用いられ、更に別のディスプレイ装置を有し、このディスプレイ装置は、それにより生成された別の記録画像を（水平方向の回転軸線の周りの）回転を伴わずに再生する。この有利な実施形態に従い、一人の主執刀医と一人の助手が例えば互いに９０度の角度をもって手術台の周りに立つことができ（即ち０度ポジションないし９０度ポジション）、それに対し、主執刀医と助手のために使用される画像記録装置は実質的に手術台の対向側面（０度ポジションないし１８０度ポジション）に位置付けられている。他言すると、主執刀医のポジションないしこの主執刀医に割り当てられている画像記録装置のポジションが０度ポジションである場合、助手用の画像記録装置は１８０度ポジションに位置している。このことは、９０度ポジションのための立体カメラが以前のように機械的光学的に顕微鏡に対して９０度の角度位置で取り付けられる必要はなく、上述したように有利には１８０度の位置に取り付けられることを意味している。それによりこのカメラは主執刀医に対し、できるだけ大きな間隔をもって位置付けられ、この際、この配置構成を用い、主執刀医の作業も助手の作業も、邪魔されることがあるとしてもその程度は最小限で済む。

本考案に従うビデオ立体顕微鏡の特に有利な実施形態に従い、ズームシステムの少なくとも２つの観察経路、特に互いに鉛直方向に離間している第１と第２の観察経路は、ズームシステムの縦伸張（長軸）方向に関して回動可能に形成されている。この種の回動を行った場合、第１と第２の観察経路はもはや正確に鉛直方向に上下には配置されず、互いに幾らか斜めに配置されることになる。従って第１と第２の観察経路により規定されるステレオベースは同様に鉛直方向に対して斜めに延在している。

目的に適い、第１と第２の観察経路の前記の回動は自動で実行可能であり、これは、例えば先ず９０度ポジションから観察する助手が、例えば主執刀医を避けるために自身のディスプレイ装置を数度だけ１８０度ポジションの方向へ移動させる場合である。９０度ポジションに対する観察者のこの移動は、好ましくは、ディスプレイ装置に設けられているセンサーを用いて検知され、ズームシステムに付設されている計算ユニットないし評価ユニットに伝達される。

以下、添付の図面に関連し、本考案を更に説明する。尚、以下の実施例は、本考案の理解の容易化のためのものであって、本考案の技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者により実施可能な付加や置換、開示された各要素の選択ないし選択的組合せ等を排除することを意図するものではない。また、実用新案登録請求の範囲に付記されている図面参照符号も、専ら本考案の理解の容易化のためのものであり、本考案を以下の実施例に限定するものではないことを付言する。

本考案に従うビデオ立体顕微鏡の好ましい一実施例による全構造の模式的側面図である。 本考案に従い使用可能なズームシステムないしパンクラティックシステムの好ましい一実施例の横断面図である。 本考案に従い使用可能な、光線束を部分的に偏向するための偏向要素の好ましい一実施例の俯瞰図である。 本考案に従うビデオ立体顕微鏡の枠内で使用可能な、主光線路と副光線路を分割するための偏向要素の一例の拡大図である。 図１に従うビデオ立体顕微鏡の概要俯瞰図である。

図１及び図５では、本考案に従う立体顕微鏡（ないし実体顕微鏡）の好ましい実施例による（概要的に図示された）顕微鏡本体が符号１で示されている。本明細書で使われる方向の記載の定義については、図１内の左端が顕微鏡の前面（０度ポジションないし観察位置に対応）であり、図１内の右端が顕微鏡の背面（１８０度ポジションに対応）であるとする。図１内で、この図を見る者の方に向いた側面は顕微鏡の右側であり、この図を見る者の反対側の側面は顕微鏡の左側である。顕微鏡の右側及び左側は２つの９０度ポジションに対応している。図示されている立体顕微鏡を用い、対象（即ち患者の手術域）１６が観察される。また図示されている立体顕微鏡は、特に眼科用顕微鏡である。０度ポジション、９０度ポジション、１８０度ポジションは、図５で更に詳しく示されている。

この立体顕微鏡は、本質的な光学コンポーネントとして、主対物レンズ２とズームシステム７と接眼レンズ系とを有している。更に様々な光分離箇所には、後続の段落で詳細に説明するように、立体カメラ（ないしステレオカメラ）４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅとして形成されている光電子式画像記録装置と、これらに各々付設されていてモニター４２ａ、４２ｂとして形成されているディスプレイ装置とが設けられている。

主対物レンズ２とズームシステム７の間には（即ちここで使われている用語の意味では主対物レンズに対して後置され、ズームシステムに対して前置され）第１偏向要素５が設けられている。ズームシステム７の後には別の偏向要素６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、９、１０、並びに光学的な補助コンポーネント８ａ、８ｂ、８ｃが設けられていて、それらの機能については後続の段落で詳細に説明する。

符号３では照明装置が示されていて、この照明装置は、ファイバケーブル４を用いて提供された光を、偏向要素３ａを介し、観察すべき対象１６へ向けている。照明装置３の主軸線は符号１２で示されている。

図２から見てとれるようにズームシステム７は、２つの副観察経路（助手用観察経路）ないし第１経路７ｃと第２経路７ｄ、並びに２つの主観察経路（主執刀医用観察経路）ないし第３経路７ａと第４経路７ｂを有する。

主対物レンズ２では、実質的に鉛直方向において、２つの副観察光線束２０ｃ、２０ｄ、並びに２つの主観察光線束２０ａ、２０ｂが通過し、これらの光線束は、偏向要素５による適切な（直角の）偏向後に、ズームシステム７の実質的に水平方向に延在する主観察経路７ａ、７ｂ並びに副観察経路７ｃ、７ｄ内へ入射する。図２では、それに対応し、光線束２０ａ〜２０ｄの光線束横断面が見てとれる。

２つの主観察光線束２０ａ、２０ｂは、図１の図面を見る方向では相前後して位置し、それにより図１ではこれらの観察光線束の１つだけが図示されている。更に図１及び図２から明らかであるように、４つの主ないし副の観察光線束２０ａ〜２０ｄは主対物レンズ２の光学軸線１１の周りで対称（ないし均等）に配分されて位置している。有利にはこれらの観察光線束２０ａ〜２０ｄの共通の軸線は、中心からずれて主対物レンズを通過することもできる。対応することが、図２で記入されているズームシステム７の中心軸線２７にも当てはまる。この中心軸線２７の周りには、観察経路７ａ〜７ｄ、ないしこれらを通過してゆく観察光線束２０ａ〜２０ｄが対称性をもって配置されている。

ズームシステム７の主観察経路７ａ、７ｂは、水平面上に即ち中心軸線２７の高さ（同じ高さ）で延在し、それに対し副観察経路７ｃ、７ｄは、中心軸線２７の上側と下側で（ズームシステム７を光が通過する際の鉛直方向のステレオベース（ないし立体ユニット対：stereo basis）に対応し）互いに垂直方向に離間して延在している。図示されている配置構成により観察経路７ａ〜７ｄの極めて密なパッキング（ないし詰め込み）が実現され、それにより全体として、本考案に従う立体顕微鏡のコンパクトな構造形式が達成可能となっている。

ズームシステム７から光が出射した後には、別の偏向要素６ａにおいて観察光線束２０ａ〜２０ｄの更なる偏向が行われる。

この偏向要素６ａを用い、観察光線束２０ａ〜２０ｄは実質的に再び鉛直方向へ向けられる。引き続きこれらの観察光線束２０ａ〜２０ｄは別の偏向要素６ｂに入射し、この偏向要素６ｂを用い、水平方向（但しズームシステム７での光の進行方向とは逆方向：逆平行）への新たな偏向が行われ、それにより、場合によりオプションとして設けられ、まとめて符号８で示されている別の光学コンポーネントを通過した後に、偏向要素９に入射することになる。この偏向要素９の機能については後続の段落で説明する。ここで、偏向要素６ａ及び／又は偏向要素６ｂは光学的な光線分割器（ないしビームスプリッタ）として形成することができ、それにより、符号１５ないし１８で示されている観察軸線、ないしこれらと平行に延在する観察光線束のための中心軸線が定義可能であることを指摘しておく。この際、観察軸線１８の定義のためには、図１で図示されているように、別の偏向要素６ｃも使用される。

観察軸線１５、１８は（第３と第４の観察光線束（対）２０ａ、２０ｂを使用して）１８０度ポジションでの助手用観察の枠内で利用することができ、この際、対象１６と観察軸線１８の間の鉛直方向の間隔は、対象１６と観察軸線１５の間の鉛直方向の間隔よりも大きい。

図１で概要的に観察軸線１５において図示されているように、第３と第４の観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは（二チャネル式）立体カメラ４０ａに入射する。従って立体カメラ４０ａは水平方向のステレオベースを有する記録画像を提供し、その理由は、同じ高さで観察経路７ａ、７ｂを通じて延在する観察光線束（対）２０ａ、２０ｂが検知されるためである。立体カメラ４０ａは、各々の観察光線束（対）２０ａ、２０ｂのために結像光学系３０とカメラチップ３５を有する。同様に、両方の観察光線束（対）２０ａ、２０ｂを１つのカメラチップを用いて検知することも想定可能である。非図示の適切な処理装置ないし評価電子装置を用い、両方のカメラチップ３５により検知されたデータから立体記録画像を生成し、例えばモニター４２ａに転送することができ、このモニター４２ａは、１８０度ポジションでの対象１６の観察を可能とする。

別の観察軸線１８については、図１から、第１と第２の観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄが別の立体カメラ４０ｂに提供されることが見てとれる。従ってこの立体カメラ４０ｂは、適切な光学系３０とカメラチップ３５を用い、垂直方向に延在するステレオベースを有する立体記録画像を提供する。この記録画像は、本考案に従い、９０度ポジションに設けられているモニター（ディスプレイ装置）に提供される（つまり垂直方向に延在する回転軸線の周りで９０度回転されている）。このモニターは図１では詳細には図示されていないが、例えば図１に関して言えば、顕微鏡本体１の手前、即ちこの図面の画面の手前側に位置する。同時に水平方向の回転軸線の周りに９０度だけ記録画像の回転が行われる。このことについては後続の段落で図５に関して更に説明する。つまりこのモニターを使用する９０度ポジションにいる観察者は、９０度ポジションからの観察時には実物に対応する（水平方向のステレオベースを有する）画像を得ることができる。

選択肢として、観察軸線１５においては垂直方向のステレオベースを有する記録画像も提供可能であり、観察軸線１８においては水平方向のステレオベースを有する記録画像も提供可能である。

図５には、上方からの俯瞰図として、顕微鏡本体１が立体カメラ４０ｂと共に図示されている。この立体カメラ４０ｂは計算装置４１を有する。更にここでは、９０度ポジションに形成されていて符号４２ｂで示されているモニターを見ることができる。顕微鏡の他のコンポーネントは、図面の見易さの理由からそれらの図示を省略している。

図５では（概要的な図示として）この図面内で上下に延在する観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄ、即ち鉛直方向のステレオベースを定義する両方の観察経路７ｃ、７ｄを通過する観察光線束を見ることができる。それに対応する記録画像が立体カメラ４０ｂにより記録される。

モニター４２ｂでは、鉛直方向のステレオベースを有する前記の記録画像が、利用者に対し、水平方向のステレオベース（概要的に２つの矢印で示唆されている）を有する記録画像の形式で９０度ポジションにおいて提供される。

主観察者並びに副観察者のための別の本質的な観察軸線が、図１に図示された実施例では、後続の段落で説明するように符号１４並びに２３で示されている。

偏向要素６ｂを用いて水平方向へ偏向された観察光線束２０ａ〜２０ｄは、上述したように、偏向要素９に入射する。この偏向要素９は、一方の観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄだけを偏向するように形成されていて、それに対し他方の観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは偏向されずに偏向要素９を通過し、別の偏向要素６ｄに入射する。

図３は、偏向要素９を、観察光線束２０ａ〜２０ｄの入射方向で図示している。観察光線束２０ａ〜２０ｄの横断面は、偏向要素９の対応する領域９ａ〜９ｄに入射する。観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄを偏向させるために偏向要素９の一方の領域９ｃ、９ｄは鏡面化されて（鏡面領域として）形成され、それに対し偏向要素９の他方の領域９ａ、９ｂは透過性ないし透明性をもって（透過領域として）形成されていて、その結果、観察光線束（対）２０ａ、２０ｂの妨害されない通過が可能となっている。

この種の（偏向／透過の選択性）偏向要素９の使用により、例えば半透過性の光線分割器の使用時には避けることのできない光強度の損失を伴うことなく、主観察光線束（対）２０ａ、２０ｂの副観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄからの空間的な分割が構造的に簡単な方式で実現されている。

既述したように、主観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは、偏向要素９の透過領域９ａ、９ｂの通過後に別の偏向要素６ｄに入射し、この偏向要素６ｄを用い、水平方向に延在する観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは鉛直方向に下方に向かって案内され、この際、これらの観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは、引き続き、別の偏向要素６ｅに入射し、この偏向要素６ｅは、水平方向への新たな偏向をもららし、それにより既述の（主）観察軸線１４が定義されている。この観察軸線１４は、観察すべき対象１６に対する鉛直方向の間隔が特に小さいことにより特徴付けられている。

それに対し、例えば人間工学的な理由から対象１６に対する鉛直方向の間隔がより大きいことが望まれるのであれば、偏向要素６ｄを省略することもでき、その際には符号１７で示されている観察軸線が得られることになる。あるいはまた、偏向要素６ｄを半透過性で形成することも可能であり、そのようにすると両方の観察軸線ないし観察ポジション１４、１７を同時に実現することができる。

それらの観察軸線ないし観察ポジション１４及び／又は１７のためには、観察軸線１５、１８と同様に立体カメラ４０ｄ、４０ｅを設けることができる。因みに図１の立体カメラ４０ｄ、４０ｅにおいて光学コンポーネントとカメラチップの図示は省略されている。この種の立体カメラ４０ｄ、４０ｅ並びに（非図示の）それに付設のディスプレイ装置及び／又は観察装置の提供により、主観察者ないし主執刀医に対する手術域のビデオ表示も行うことができる。

また、立体カメラを介在せずに主執刀医が手術域ないし対象を（直接的に）観察し、それに対し助手のためには、上述したようにビデオ表示を配説することも可能である。しかし、主執刀医のためにも助手のためにもビデオ表示が提供されていることが好ましい。

つまり、偏向要素６ｄの適切な構成により、例えば主観察者は（非図示の）両眼鏡胴を通じ、観察軸線１４の高さか又は観察軸線１７の高さで顕微鏡を覗き込むことができる。このことは、実際には、顕微鏡の人間工学的に必要な或いは所望とする構造高さに依存する。同じことが、助手用に固定の１８０度同時観察のバリエーションを意味する上述の観察軸線１５、１８にも当てはまる。

偏向要素６ｃ、６ｄ、６ｅの特別の構成により、即ちこれらの偏向要素を傾動可能とした場合、観察軸線１４、１７、１８は（顕微鏡の）光学軸線１１に対する角度において図１で示されている直角からずらすことも、また可変とすることもできる。

観察軸線１４、１７、１８、２３では常に上下が正しく左右も正しい画像が提供されるように偏向要素６ｃ、６ｄ、６ｅ、１０の構成が行われなければならないことを偏向の回数により注意する必要がある。このことは、例えばルーフエッジ及び／又はペンタプリズムを用いて達成される。

偏向要素９の鏡面領域９ｃ、９ｄでの偏向後に第１と第２の観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄは、符号１０で示されている別の偏向要素に入射する。この偏向要素１０は、全体として、所定数の偏向コンポーネントから構成することができ、これらの偏向コンポーネントは、所謂２α歯車装置により連結されていて、それにより、回転軸線１３の周りで、図１に図示された図面から出てくる観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄの偏向が実現可能である。２α歯車装置としては、角度αの入力側の回転が、角度２αの出力側の回転をもたらす歯車装置として理解される。この様子について図４との関連で詳しく説明する。

図４では、偏向要素９において鉛直方向に折り曲げられた観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄを見ることができる。図４において偏向要素１０は２つの偏向領域１０ｃ、１０ｄを有し、これらの偏向領域を用い、観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄは、例えば図４の面から垂直に出てくるように偏向可能である。回転軸線１３の周りの偏向要素１０の回動は、顕微鏡本体１の上面を越え、助手の観察視点を回転軸線１３の周りで顕微鏡の右側（ないし左側）から左側（ないし右側）へと切り換えることを可能にする。従来、顕微鏡の前面の周囲において、垂直方向に延在する軸線１１ないし３１の周りの助手の観察視点（ないし視線）の回転だけが実現されていて、それにより、例えば顕微鏡の前面の領域に設けられている別の光学コンポーネントが邪魔となり、助手用の観察視点ポジションの変更時には手間のかかる交換作業が必要となっていた。

図示されている偏向要素１０に代わり、所謂１８０度両眼鏡胴を受容する機械的なインターフェースを設けることもでき、その１８０度両眼鏡胴は原理的に同じ偏向を可能とするが、場合により補正すべき構造長を有する。ここで１８０度両眼鏡胴とは複数の接眼レンズを備えた立体観察装置であり、この観察装置は常にズームシステムの上側で使用される。特に１８０度両眼鏡胴は、平行な光線路を収束光線路へ変換するために用いられる。更に助手の観察系に対し、別個のズームシステム、並びに場合により別の偏向要素、画像直立のための反転システム、例えばＳＤＩシステムのような光線交換器、挿入フィルター、及び／又は人間工学的な光線偏向のための結像光学系を使用することもできる。本考案に従う立体顕微鏡の図示された実施例では、背景技術から知られているように回転軸線３１の周りの偏向要素１０の回動可能性を、回転軸線１３の周りの上述の回転に対して追加して又は選択肢として設けることも同様に可能である。

偏向要素１０は部分透過性ないし半透過性でも形成することができ、それにより観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄは、顕微鏡本体１の上面に配置されている別の立体カメラ４０ｃに入射することができる。立体カメラ４０ｃは、例えば立体カメラ４０ｂと同様に構成されていて、第１と第２の観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄを基礎にした適切な立体記録画像を提供し、この立体記録画像は、観察者に対し（適切なモニターを用い）９０度ポジションにおいて実際的な画像として提供される。

この関連において、立体カメラ４０ｃへの入射を準備する偏向要素１０を完全に省略することも可能であることを指摘しておく。それにより立体カメラ４０ｃのための光効率も改善される。また偏向要素１０により、観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄにより提供されている立体画像であって、さしあたり例えばズームシステム７の通過時には鉛直方向のステレオベースを定義する立体画像を、水平方向のステレオベースをもって観察するという可能性が開かれることを指摘しておく。従ってこの効果は、鉛直方向のステレオベースを有していて観察軸線１８ないし１８０度ポジションで提供されている記録画像を、水平方向のステレオベースをもって９０度ポジションで提供するという上記の内容に対応する。

また、図示されている全ての偏向要素のために各々説明された実質的に９０度の偏向角度は単に例として選択（例示）されていることを指摘しておく。空間状況に応じ、それよりも小さい又は大きい偏向角度も必要であり又は所望とされ、この際、このことは全ての空間方向において実現可能であり、その結果、斜めに偏向させることも可能である。

更に、上述した光線路内へ、図１ではまとめて例として符号８ａ、８ｂ、８ｃで示されている別の光学コンポーネントを取り付けることが可能である。これらの補助コンポーネント８は、図示されている箇所でそれぞれ選択的に使用することができる。この種のコンポーネントは、例えば中間結像や瞳の位置の移動をもたらすことができる。同様にこれらの要素は、光の流れを選択的に様々な組み合わせの可能性をもって互いに異なる観察経路内で遮断又は開放する絞りとすることもできる。この際、機械的な絞り、又は制御可能なエレクトロクロミック層を有するディスプレイを使用することができる。水平軸線に沿ってこれらのコンポーネントを並ばせることにより、従来の眼科用の立体補助顕微鏡で認識されていた非人間工学的な大きすぎる構造高さを効果的に回避することができる。

ズームシステム７は、目的に適い、これが例えば５〜１０倍の範囲内の倍率を可能にするものが好ましく、この際、各観察経路は、目的に適い、少なくとも１つの光学グループは定置である少なくとも３つの光学グループから構成されていることが好ましい。更にそれらの観察経路は互いに平行に配向されるべきである。

主対物レンズ２は、図１の実施例では、その光学軸線１１に対して対称に図示されている。しかし、主対物レンズ２を光学軸線１１からずらして即ち偏心させて配置することも可能である。この対物レンズの光学修正は、好ましくは、二次スペクトル（ないし残存色収差）の特別な考慮のもとアクロマティック又はアポクロマティックである。

図２及び図３に図示されている観察光線束の横断面（瞳）は、互いに異なる直径をもつことができ、また互いに任意の位置を占めることができる。観察光線束（対）２０ａと２０ｂ及び２０ｃと２０ｄの中心点の間の間隔が典型的にはステレオベース（ないし立体ユニット対：stereo basis）と称され、２０ｍｍと３０ｍｍの間の値をもつ。例えば、観察光線束の一部分を妨害せずに通過させる偏向要素９に障害が発生した場合には、光線軸線内の別の偏向要素により、個々の観察光線束の間においてより大きな間隔が必要となり、それらの観察光線束はその障害を「迂回」した後に再び集められ、それらの間隔は再び減少されることになる。

特に図１に関し、観察光線束（対）２０ａ、２０ｂは対象１６と第１偏向要素５の間で（鉛直方向の経路上で）同じ走行距離を進むことが明らかであり、その理由は、それらの観察光線束（対）２０ａ、２０ｂが同じ高さで偏向要素５に入射するためである。それに対し、対象１６と第１偏向要素５の間で観察光線束（対）２０ｃ、２０ｄが進むべき距離は、偏向要素５上の互いに違った高さの鉛直方向の入射点に基づき異なっていて、その結果、顕微鏡を通じる以降の光線路の経過内で適切な調整（補償）が実行されなくてはならない。本考案に従い、この種の調整は、適切な数量と配向の更なる偏向要素、本実施例では６ａ、６ｂ、６ｃにより実現され、その結果、観察軸線２３への到達時には適切な光路距離調整の実行が終わっている。

本考案の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本考案の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本考案は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１ 顕微鏡本体
２ 主対物レンズ
３ 照明装置
３ａ 偏向要素
４ ファイバケーブル
５ 偏向要素
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ 偏向要素
７ ズームシステム
７ａ、７ｂ 主観察経路
７ｃ、７ｄ 副観察経路
８ａ、８ｂ、８ｃ 補助コンポーネント、選択的に例えば、フィルター、レーザーシャッター、ＳＤＩ、光学分割器、データ入射器など
９ 副光線路（助手用光線路）のための偏向要素
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 偏向要素９の透過領域並びに偏向領域
１０ 副光線路（助手用光線路）の旋回のための偏向要素
１０ｃ、１０ｄ 偏向要素１０の偏向領域
１１ 主対物レンズの対称軸線
１２ 照明装置の軸線
１３ 偏向要素１０の回転軸線
１４ 観察軸線
１５ 観察軸線
１６ 対象
１７ 観察軸線
１８ 観察軸線
２０ａ、２０ｂ 主観察光線束
２０ｃ、２０ｄ 副観察光線束
２３ 副観察軸線
２７ ズームシステムの中心軸線
３０ 光学系
３１ 偏向要素１０の回転軸線
３５ カメラチップ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ 光電子式画像記録装置（立体カメラ）
４１ 計算装置
４２ａ、４２ｂ ディスプレイ装置（モニター）

Claims (10)

1. 実質的に垂直方向に延在する光学軸線（１１）を有する主対物レンズ（２）と、該主対物レンズ（２）に後置され、該主対物レンズ（２）を通過する光を実質的に水平方向へ偏向するための偏向要素（５）と、該偏向要素（５）に後置され、実質的に水平方向に延在する少なくとも２つの観察経路（７ｃ、７ｄ）を有するズームシステム（７）とを備え、該ズームシステム（７）の第１観察経路（７ｃ）と第２観察経路（７ｄ）が互いに鉛直方向に離間して延在する、ビデオ立体顕微鏡であって、
   前記ズームシステム（７）に後置され、前記第１観察経路（７ｃ）及び前記第２観察経路（７ｄ）を進んでゆく各々の光線束（２０ｃ、２０ｄ）に基づく立体記録画像を提供するための少なくとも１つの光電子式画像記録装置（４０ａ〜４０ｅ）が設けられていること
   を特徴とするビデオ立体顕微鏡。
2. 前記画像記録装置（４０ｂ、４０ｃ）は、鉛直方向のステレオベースを有する立体記録画像を記録すること、そして該立体記録画像を水平方向のステレオベースをもって表示するためのディスプレイ装置が設けられていること
   を特徴とする、請求項１に記載のビデオ立体顕微鏡。
3. 前記ディスプレイ装置は、観察ポジションにおいて、前記画像記録装置に対して９０度ずらされた角度位置に配置されていること
   を特徴とする、請求項１又は２に記載のビデオ立体顕微鏡。
4. 前記画像記録装置は、二チャネル式立体カメラ（４０ｂ、４０ｃ）として形成されていること
   を特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のビデオ立体顕微鏡。
5. 前記立体カメラ（４０ｂ、４０ｃ）は、各観察経路のために１つの結像光学系と１つのカメラチップを有し、又は２つの観察経路のために１つのカメラチップを有し、並びに画像評価のための適切な電子装置を有していること
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のビデオ立体顕微鏡。
6. 前記画像記録装置と前記ディスプレイ装置の間のデータ伝達が、ケーブルを介し又はケーブルレスで行われること
   を特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のビデオ立体顕微鏡。
7. 前記ズームシステム（７）は、実質的に同じ高さで水平方向に延在する第３観察経路（７ａ）と第４観察経路（７ｂ）を有すること
   を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のビデオ立体顕微鏡。
8. 更なる光電子式画像記録装置（４０ａ）が設けられていて、この画像記録装置は、前記第３観察経路（７ａ）と前記第４観察経路（７ｂ）を進んでゆく各々の光線束（２０ａ、２０ｂ）に基づく立体記録画像を提供するために用いられ、並びに該画像記録装置（４０ａ）に付設されている更なるディスプレイ装置（４２ａ）を有すること
   を特徴とする、請求項７に記載のビデオ立体顕微鏡。
9. 前記ズームシステム（７）の少なくとも２つの観察経路は、前記ズームシステム（７）の縦伸張方向ないし前記ズームシステム（７）の光学軸線に関して回動可能に形成されていること
   を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のビデオ立体顕微鏡。
10. 前記観察経路の回動は自動で行われること
    を特徴とする、請求項９に記載のビデオ立体顕微鏡。

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