JPH03503323A - Optical device that projects images for three-dimensional observation - Google Patents
Optical device that projects images for three-dimensional observationInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 像を投影して3次元観察する光学装置 本発明は、像を投影して3次元観察する光学装置に関する。[Detailed description of the invention] Optical device that projects images for three-dimensional observation The present invention relates to an optical device for projecting an image for three-dimensional observation.
本発明の技術セクタは、投影器及び3次元像を提供することである。The technical sector of the invention is to provide projectors and three-dimensional images.
本発明の請求の1つは、高倍率の下での、対象物の3次元観察用の顕微鏡を提供 することである。One of the claims of the invention provides a microscope for three-dimensional observation of objects under high magnification. It is to be.
3次元観察用の装置は、種々のものが既に知られており、1世紀を経た今日、人 は、光学的像を創造し、3次元及び色調は、像分野の重要な研究課題である。Various devices for three-dimensional observation are already known, and today, after a century, people are still using them. creates optical images, three dimensions and color tones are important research topics in the imaging field.
特に、1947年、デニス・ガボア(Dents GABOR)が、ホロブラフ イーを発明するが、このホログラフィ−は、レーザの出現と共に、1961年か らのみ、現実的な方法として出現された。写真撮影は、写真術とは無関係であり 、光電感度板、レンズ、鏡又は/及び光ファイバ及び1又は2以上の波長のコヒ ーレント光レーザを必要とする。このコヒーレント光レーザは、一方では、対象 物に照射され、後方の前記光電感度プレーとに屈折されるビームを有し、他方で は、前記プレーとに照射される参照ビームを有する。次に、前記プレート上に記 憶された各々の位置は、実際、許容角度に応じて、対象物の像を有し、かかる場 合可能であるなら、レーザ照射に応じた像の復元の間、種々の角度で及び高解像 度での3次元観察ができ得る。In particular, in 1947, Dents GABOR However, this holography was invented in 1961 with the advent of lasers. This is the only practical method that has emerged. Photography has nothing to do with photography. , a photosensitive plate, a lens, a mirror or/and an optical fiber and one or more wavelength beams. -requires a low-temperature laser. This coherent optical laser, on the one hand, having a beam that is irradiated onto an object and refracted to said photosensitive plate behind, and on the other hand has a reference beam that is irradiated onto the play. Next, write on the plate. Each memorized position actually has an image of the object, depending on the permissible angle; If possible, at various angles and with high resolution during image restoration in response to laser irradiation. It is possible to perform three-dimensional observation at 300 degrees.
しかし、判断は、モノクロである。このため、疲れ目となり、安定したレーザ源 が要求されている。このようなシステムは、制御が微妙であり、設備も高価なも のである。事実、このようなものの従来の使用では、部品の非破壊制御用のホロ グラフィック干渉を除いて、技術分野が制限されており、実際の重要産業への応 用もされない。However, the judgment is monochrome. This can cause eye strain and require a stable laser source. is required. Such systems require delicate controls and expensive equipment. It is. In fact, the traditional use of such Except for graphic interference, the technical field is limited and the response to actual important industries is limited. There is no use for it.
更に、観察対象物、特に、寸法の小さな対象物の場合、3次元及び色調の問題が 生じており、各像の拡大ができる装置での解決は困難である。また、他の産業上 3次元観察装置が開発されているのは特殊分野である。Furthermore, in the case of objects to be observed, especially those with small dimensions, three-dimensional and color tone problems arise. This phenomenon occurs, and it is difficult to solve this problem using a device that can magnify each image. Also, other industrial Three-dimensional observation devices are being developed in a special field.
このような装置の1つは、特に、ビジョン・サエメ(VIsI。One such device is, in particular, the Vision Saeme (VIsI).
N SAEMME)会社の顕微鏡がある。この顕微鏡は、接眼レンズを用いない 、立体視鏡方法が採用され、実際、2つの異なる角度に応じて、同一対象物の2 つの像に焦点を合わせる。しかし、当然、焦点領域は制限されており、種々の角 度で観察することができない。このようなシステムは、視差がわずかであり、焦 点深度も小さく、観察距離も制限され及び角度分散も減少されている。There is a microscope made by N.SAEMME) company. This microscope does not use an eyepiece. , a stereoscopic method is adopted, in fact, two images of the same object according to two different angles are used. Focus on one image. However, of course, the focal area is limited, and various angles It cannot be observed at a certain level. Such systems have small parallax and focus Point depth is also small, viewing distance is limited and angular dispersion is reduced.
また、例えば、マイクロ−コントロール(MICTOC0NTR0LE)会社又 はナケットービジョン(NACHET−VISION)会社によって製造された マルチレンズスクリーンを用いた立体視顕微鏡がある。このマルチレンズスクリ ーンは、水平視差及び鉛直視差かはとんとなく、また、拡大及び観察角度のレベ ルに制限を有する3次元効果を有する。Also, for example, Micro-Control (MICTOC0NTR0LE) company or was manufactured by the NACHET-VISION company. There is a stereoscopic microscope that uses a multi-lens screen. This multi-lens screen The horizontal parallax and vertical parallax vary, and the level of magnification and viewing angle It has a three-dimensional effect with limited space.
また、ニコン(NIKON)、オリンパス(017)IPIIs)又はゼイス( ZEISS)等の他の会社も、両眼システムを適宜使用して、2つのフラット像 が単に3次元効果の影響を与え得るような立体視鏡についての種々の改良を行っ ている。Also, Nikon (NIKON), Olympus (017) IPIIs) or Zeiss ( Other companies, such as ZEISS, also use binocular systems where appropriate to produce two flat images. Various improvements have been made to stereoscopes that can only give a three-dimensional effect. ing.
例えば、一般に使われている顕微鏡は、自然光源又は照明システム(螢光、暗部 )、又は、位相差顕微鏡、偏光顕微鏡及びU、 V光顕微鏡の開発による光学系 器具のいずれかでの観察を向上させるために、ますます進歩しており、この傾向 は進んでいる。For example, commonly used microscopes are equipped with natural light sources or illumination systems (fluorescence, dark areas, etc.). ), or optical systems developed by phase contrast microscopes, polarizing microscopes, and U and V light microscopes. This trend is becoming increasingly advanced to improve observation with any of the instruments. is progressing.
最後に、顕微鏡とコンピュータとの組合により、実像からではなく、実際は2次 元像からいわゆる3次元像を形成することができ得る。また、これは、費用が掛 かり、操作システムが手間の掛かるものである。Finally, the combination of a microscope and a computer allows us to obtain information not from a real image, but actually from a secondary image. It may be possible to form a so-called three-dimensional image from the original image. Also, this can be costly. However, the operating system is time-consuming.
これらのシステムがないと、同時に1Å以上の観察者によって観察され得る高精 度の3次元像は形成できない。Without these systems, the high precision that can be observed by an observer of 1 Å or more at the same time cannot be achieved. A three-dimensional image of the degree cannot be formed.
発生している問題は、種々の対象物の自然色を維持して像を復元する像を投影し て3次元観察する装置を提供することである。また、このような装置は、同時に 複数の人によって、種々の観察角度応じた観察ができ得る。The problem encountered is to project an image that maintains the natural color of various objects and restores the image. The object of the present invention is to provide a device for three-dimensional observation. Also, such a device can simultaneously Observation can be performed by a plurality of people from various observation angles.
発生している問題の解決策としては、段歩なくとも1つの焦点レンズを備えた既 知の投影対物レンズを通って像を投影し、自然色で発散性の物体光の3次元観察 する装置がある。The solution to the problem you are experiencing is to use an existing lens with at least one focal lens. Three-dimensional observation of natural-colored, divergent object light by projecting an image through an objective lens There is a device that does this.
このような装置は、例えば、平面二重鎖、ホログラフィック光学素子を包含する 透明ブロック等の光を反射する光学平面を備えており、前記光学平面又は二重鏡 又は透明なブロックか、常時、前記対物レンズの照射側に位置され、前記対象物 の3次元像か、種々の角度で観察され得る範囲で、虚体積(fictitiou s volu[oe)を創造するように、前記各光学平面は、種々の角度に応じ て前記投影対物レンズの軸を横切って通る対称軸を中心に、約20回軽舟秒(r 、p、s)の速度で自転する。Such devices include, for example, planar duplexes, holographic optical elements It is equipped with an optical plane that reflects light, such as a transparent block, and the optical plane or double mirror or a transparent block, which is always located on the irradiation side of the objective lens and which is transparent to the object. A three-dimensional image of an imaginary volume (fictitious volume) Each of the optical planes is rotated according to various angles so as to create s volume [oe]. approximately 20 times r , p, s).
このようなものが、像を投影して3次元観察する光学装置である。This type of device is an optical device that projects an image for three-dimensional observation.
この装置の利点は、多く、顕微鏡観察又は準顕微鏡観察の中で、種々の分野に適 合できる。また、例えば、大人数用の映写室内で又は適当な家庭用スクリーン上 で、前記精度のよい3次元効果を介して模擬的に使用されるトレイニングルーム 内で、投影された精度のよい3次元像の再生ができ得る。The advantages of this device are many: it is suitable for various fields of microscopic or quasi-microscopic observation. Can be combined. Also, for example, in a projection room for a large number of people or on a suitable home screen. The training room is simulated using the highly accurate three-dimensional effect. Within this system, a projected three-dimensional image can be reproduced with high precision.
顕微鏡観察において、産業分野は多く、これらの需要は、電子成分の取扱い、医 療及び生物学上の現象の取扱いに関する。There are many industrial fields for microscopic observation, and these demands are increasing due to the handling of electronic components and medical fields. Concerning the treatment of medical and biological phenomena.
上述のように、実際、これまで、一般的な顕微鏡観察及び準顕微鏡観察は、両眼 システムを介して及び/又は平面ガラススクリーン上で行われている。As mentioned above, in fact, until now, general microscopic observation and quasi-microscopic observation have only been performed with both eyes. through a system and/or on a flat glass screen.
第1の例として、観察された対象物の拡大像は、焦点深度を有する立体視鏡で可 能となるが、視差又は角度分散は有しない。また、実際、一度に1人の観察者の みが一方向の角度から]か所の観察かでき得るのみである。第2の例として、像 は、要するに、2次元でコントラストもない。As a first example, a magnified image of the observed object is possible with a stereoscope with a depth of focus. but has no parallax or angular dispersion. In fact, one observer at a time It is only possible to observe a certain point from one angle. As a second example, the statue In short, it is two-dimensional and has no contrast.
ボロクラフィック観察に関し、この場合はモノクロームで、ナチュラルな色を歪 ませる。Regarding borocratic observation, in this case it is monochrome, distorting the natural colors. Let it happen.
本発明によれば、装置の構成要素の寸法及び夫々の位置の最適な選択によって焦 点深度を大きく採ることができ得る。According to the invention, the focus is achieved by optimal selection of the dimensions and respective positions of the components of the device. It may be possible to increase the point depth.
更に、形成された3次元像は、2つの視差を有する。1つは、鉛直であり、もう 1つは、水平である。後者は、光学的投影軸に関する種々の角度に応じて、拡大 された対象物の観察ができ得る。実際、この角度は、マウンティング及び投影対 物レンズから生じる接近し難い角度を除いて、0°ないし360°の範囲である 。Furthermore, the formed three-dimensional image has two parallaxes. One is vertical, and the other is vertical. One is horizontal. The latter is magnified according to different angles with respect to the optical projection axis. It is possible to observe objects that have been In fact, this angle Ranges from 0° to 360°, excluding inaccessible angles resulting from the object lens. .
像は、装置を構成する光学素子の寸法に応じて、また、接眼レンズを使用しない で数人が同時て種々の観察角度に応じて、直接観察でき得るように、数センチメ ートルと数メートル又は数十メートルとの間を変化する虚体積(fictiti ous v。Depending on the dimensions of the optical elements that make up the device, the image may also be produced without the use of an eyepiece. several centimeters apart so that several people can observe directly at the same time according to various viewing angles. An imaginary volume that varies between a meter and several meters or tens of meters. ous v.
I ume)から離れて観察され得る。can be observed remotely from Iume).
他の重要な利点は、3次元像が観察対象物の色を維持することでもある。Another important advantage is that the three-dimensional image also preserves the color of the object being viewed.
本発明の装置は、後述するような光学的修正手段を用いて像の鮮明度を調節する こともでき得る。次に、アセンブリは、種々の使用に適合可能な極めて有能な装 置を構成する。顕微鏡観察に用いられるべき機器は、対象物の微小化により、更 に、コンパクトになる。この結果、製造コストは、従来不知の能率に比較して妥 当なものとなる。The device of the invention adjusts the sharpness of the image using optical correction means as described below. It may also be possible. The assembly is then a highly capable device that can be adapted for a variety of uses. configure the location. The equipment used for microscopic observation is changing due to the miniaturization of objects. It becomes more compact. As a result, manufacturing costs are reasonable compared to previously unknown efficiencies. It becomes proper.
以下の記述は、添付図面に関して成されている。これら添付図面は、微小寸法の 対象物の顕微鏡分析に適した投影像及び3次元観察用の光学的装置の実施例を制 限するものではなく説明するものである。しかし、比較的大きな範囲での及び種 々の変形例を包含する他の実施例及び請求は、本発明の範囲内であれば、でき得 る。The following description is made with reference to the accompanying drawings. These attached drawings are of minute dimensions. Examples of optical devices for projection images and three-dimensional observation suitable for microscopic analysis of objects are limited. It is intended to be illustrative rather than limiting. However, over a relatively large range and species Other embodiments and claims including various modifications may be made within the scope of the present invention. Ru.
第1図は、本発明の投影像用の装置全体の側面図である。FIG. 1 is a side view of the entire apparatus for projection images according to the invention.
第2図は、前記装置を概略的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the device.
第3A図及び第3B図は、二重鎖の1つの例の正面図及び断面図である。Figures 3A and 3B are front and cross-sectional views of one example of a double strand.
第1図は、本発明にかかり、後ろからの透過によって又は光源]、3からの反射 によって照らされた対象物1から像を投影する装置の全体を示す。前記対象物の 像は、次に、少なくとも1つの焦点レンズ2□ を備え、対象物1の最大照明度 の軸AA’上に位置された従来型の対物レンズ2を介して拡大される。このよう な軸は投影軸又は観察軸と呼ばれる。FIG. 1 shows that according to the invention, by transmission from behind or reflection from a light source] 1 shows the entire apparatus for projecting an image from an object 1 illuminated by. of said object The image is then provided with at least one focusing lens 2 □ to provide maximum illumination of the object 1 is magnified via a conventional objective lens 2 positioned on the axis AA'. like this This axis is called the projection axis or observation axis.
本記載内又は後述のように、それ自体あるいは一定の作用を有する他の光学平面 のいずれか選択され、光を反射する二重平面鏡5のような光学平面は、平面内部 に位置付けられた対称軸YY’の適当な位置の周りを自転し、前記軸が、種々の 有用性を存する角度α1を形成する投影軸AA’を通って横切るように、また、 前記鏡の表面後方に投影された像6が、鮮明に限定されるように対物レンズ2か ら離れて配置されている。itself or other optical planes having a certain effect, as described herein or below. An optical plane such as a double plane mirror 5 that reflects light is selected from the inside of the plane. It rotates around an appropriate position of the axis of symmetry YY' located at transversely through the projection axis AA' forming an angle α1 of utility, and The objective lens 2 is arranged so that the image 6 projected behind the surface of the mirror is clearly defined. are located far apart.
二重鎖5は、平面である。種々の形にでき得る。例えば、正方形又は円形のよう な対称軸を有した形状が好ましい。鏡を構成する部材は、光学ガラス、高質非ス クラッチの合成樹脂、金属、グラファイト又は種々の合成物でもよい。部材は、 自転により生じた圧力に耐えるように十分に強固であり、また、自己の慣性力及 び事故の駆動システムに影響されないように十分に軽量であることが唯一必要で ある。例えば、直径12c[Ilないし15c[[1で、1mmないし2mmの できるだけ薄いことが望ましい。2つの面は、反射特性を有する銀、アルミニウ ム又は金で、めっきが施された反射面であることが好ましい。Double strand 5 is planar. It can be made into various shapes. For example, square or circular A shape having a symmetry axis is preferable. The components that make up the mirror are optical glass and high-quality non-stainless steel. The clutch may be made of synthetic resin, metal, graphite or various composites. The parts are It is strong enough to withstand the pressure caused by its rotation, and it is also strong enough to withstand its own inertia and The only requirement is that it be light enough so that it is not affected by the drive system and accidents. be. For example, the diameter is 12c[Il to 15c[[1, and the diameter is 1mm to 2mm. It is desirable that it be as thin as possible. The two surfaces are made of silver, aluminum with reflective properties. The reflecting surface is preferably plated with aluminum or gold.
他の実施例において、前記二重鎖5は、“EOH”と称するホログラフィック光 学素子を包含した透明なブロックで置換えることができ得る。このようなブロッ クは、他の実施例において、鏡のような反射面をも有することができ得る。この 鏡は、二重鎖と同様の機能を有する光学反射面として種々の実施例を構成する。In another embodiment, said double strand 5 is a holographic light called "EOH". It may be possible to replace it with a transparent block containing the optical element. Blocks like this The disk may also have a reflective surface, such as a mirror, in other embodiments. this The mirror constitutes various embodiments as an optical reflective surface with a function similar to a double strand.
二重鎖5は、主供給源12に接続され、0N−OFFスイッチ11によって制御 される電カニニット10によって、駆動される電動モータのような駆動システム 9によって、軸YY’を中心に回転する。The duplex 5 is connected to the main supply 12 and controlled by an ON-OFF switch 11 A drive system such as an electric motor driven by the electric crab knit 10 9 rotates around the axis YY'.
同一の機能を有する前記鏡又は他の光学平面の回転速度は、最小20回回転毎( r、p、s) (1000回転毎分)であることが好ましく、50回転毎秒( 即ち、3000回転毎分)以上であることが好ましい。The rotation speed of said mirror or other optical plane with the same function is at least every 20 rotations ( r, p, s) (1000 revolutions per minute), preferably 50 revolutions per second ( That is, it is preferably 3000 revolutions per minute or more.
実際、広角光学素子によって形成された対象物の精密な3次元像は、それ自信3 次元(視差及び深い領域)である。像を受取るように形成された支持部は、3次 元効果を許容し又は制限するものではない。In fact, a precise three-dimensional image of an object formed by a wide-angle optical element can be dimensions (parallax and deep regions). The support configured to receive the image is tertiary It does not permit or limit the original effect.
第1図に符号5で示したような鏡は、この場合、適当な光学素子2を介して前記 鏡上に観察された対象物1の種々の位置を集中させることによって得られた像6 を受取ることができ得る。この像は、用いられた光学素子の直径に対応した開口 角に応じて肉眼での観察ができ得る。In this case, a mirror such as the one designated by the reference numeral 5 in FIG. Image 6 obtained by concentrating various positions of the object 1 observed on the mirror can be received. This image has an aperture corresponding to the diameter of the optical element used. Depending on the angle, visual observation may be possible.
従って、実際上は前記鏡の水準で、鏡内の光学素子と3次元像とが同時に観察さ れる。Therefore, in practice, the optical elements inside the mirror and the three-dimensional image can be observed simultaneously at the level of the mirror. It will be done.
仮に鏡が高回転で自転している場合、投影光学素子は、鏡の実際上の間隔を詳細 に検知する間、見えなくなる。また、前記鏡によって反射された投影AA’の軸 BB’内に位置付けられた観察者8の網膜の耐久力により、前記観察者は、対象 物の3次元像のみを観察し得る。If the mirrors are rotating at high rotational speeds, the projection optics can accurately determine the actual spacing of the mirrors. becomes invisible while being detected. Also, the axis of the projection AA' reflected by the mirror Due to the retinal strength of the observer 8 positioned within BB', said observer Only three-dimensional images of objects can be observed.
50回転軽舟又は3000回転毎回転速度は、最低速度であり、不適切な観察を 引き起こす種々のフラッタリングを防止でき得る。光学平面の回転方向は、得ら れた像とは無関係である。50 RPM or 3000 RPM are the lowest speeds that will prevent improper observation. It is possible to prevent various kinds of flutter caused by this. The direction of rotation of the optical plane is obtained by It has nothing to do with the statue.
しかし、観察者8が、3次元の観察像を得た場合、前記観察は、不確定であり、 観察者の鮮明な像を要求する場合には、調節が必要となる。実際、焦点深度は、 小さく、光学素子2の口径の歪みの修正及び像の回転によって生じた歪像の修正 を必要とする。However, when the observer 8 obtains a three-dimensional observation image, the observation is uncertain; Adjustments are necessary if a clear image of the observer is required. In fact, the depth of focus is Small, correction of distortion of the aperture of optical element 2 and correction of distorted image caused by rotation of the image Requires.
第1の修正としては、前記対物レンズ2が、スロット形状の絞り3を包含し、対 物レンズのうち最大の焦点レンズとして有効な直径と少なくとも同一の長さであ り、前記直径の1/10に極めて一致した幅であり、また、光学平面即ち二重鎖 5の回転軸YY’及び前記投影対物レンズ2の軸AA’によって限定された平面 内に中心長手軸が、位置付けられることにある。As a first modification, the objective lens 2 includes a slot-shaped diaphragm 3; At least the same length as the effective diameter of the largest focusing lens among the object lenses. The width closely corresponds to 1/10 of the diameter, and the optical plane, that is, the double strand 5 and the axis AA' of the projection objective 2. The central longitudinal axis is located within.
前記修正は、像6の不明確をなくし、焦点深度を改良し得る。Said modification may unambiguize the image 6 and improve the depth of focus.
第2の修正としては、投影システムが、修正焦点レンズ4を包含し、好ましくは 光学平面即ち二重鎖5のうち最大寸法に少なくとも同一の直径であり、二重鎖と 投影対物レンズ2との間に配置され、絞りスロット3からの距離が前記修正レン ズ4の焦点距離に十分近似したものであり、このため、像6の最良の規準を得る ように、種々の手段によって、前記距離が適合でき得ることにある。As a second modification, the projection system includes a modified focusing lens 4, preferably The optical plane is at least the same diameter as the largest dimension of the double strand 5, and and the projection objective lens 2, and the distance from the diaphragm slot 3 is the same as that of the correction lens. is a close enough approximation to the focal length of image 4, thus obtaining the best reference for image 6. Thus, the distance can be adapted by various means.
前記第2の修正としては、回転する鏡5上に絞りスロット3を備えた投影対物レ ンズ2の擬規準を可能にする。このように像6の鮮明度が高まるが、主に、投影 対物レンズ2に関して後方に位置する回転する鏡により歪像を消去する。The second modification involves a projection objective with an aperture slot 3 on a rotating mirror 5. This allows pseudo-norming of lenses 2. In this way, the clarity of image 6 increases, but mainly due to the A rotating mirror located at the rear with respect to the objective lens 2 eliminates the distorted image.
好良な実施例によれば、例えば、顕微鏡観察用の装置の構造を簡単にするため、 前記二重鎖部ち光学平面の回転軸YY′に関して投影対物レンズ2の軸AA’ の角度の角度1は、は、約45°に等しい。このため、投影及び観察の光学軸は 約90°を越えて動かされる。According to a preferred embodiment, for example, in order to simplify the structure of an apparatus for microscopic observation, The axis AA' of the projection objective lens 2 with respect to the rotation axis YY' of the optical plane of the double chain part Angle 1 of the angle is equal to approximately 45°. Therefore, the optical axis of projection and observation is Moved beyond about 90°.
第3の修正としては、装置が、前記回転する二重鎖部ち光学平面と観察者8との 間に配置され、広い口径を有する既知のフレネルレンズ式のレンズスクリーン7 を包含し、確実に像6を拡大する。A third modification is that the device A known Fresnel lens type lens screen 7 having a wide aperture is arranged between the to ensure that the image 6 is enlarged.
前記光学素子は、回転する鏡5及び像6を、例えば、2倍に拡大し得る。また、 鏡を物理的に保護する。Said optical element may magnify the rotating mirror 5 and image 6 by a factor of 2, for example. Also, Physically protect the mirror.
更に、前記レンズスクリーン7は、同心の円筒部を介して回転する二重鎖部ち光 学平面5によって形成された虚体積を形成するように内湾曲されている。Further, the lens screen 7 has a rotating double chain part through a concentric cylinder part. It is inwardly curved to form an imaginary volume formed by the optical plane 5.
修正焦点レンズ4とフレネルレンズ形式のスクリーン7との組合せは、前記レン ズ4と投影対物レンズ2の最上のレンズ2〕 との間とほぼ等しい焦点距離を有 するレンズ状システムを提供する。上述の光学素子の種々の位置は、レンズスク リーン7と二重鎖部ち光学平面5との間及び光学平面5と修正焦点レンズ4との 間の距離が、全く等しく、また、前記修正レンズ4の焦点距離の半分にほぼ等し くさせ得る。このため、前記距離は、規準し、像6の鮮明度を向上するように、 適宜調節でき得る。The combination of the corrected focus lens 4 and the Fresnel lens type screen 7 4 and the uppermost lens 2 of the projection objective 2. Provides a lenticular system for The various positions of the optical elements mentioned above are Between the lean 7 and the double chain part optical plane 5 and between the optical plane 5 and the corrective focusing lens 4. The distance between the lenses is exactly equal, and is approximately equal to half the focal length of the correction lens 4. It can make it worse. For this reason, the distance is determined so as to improve the clarity of the image 6. It can be adjusted as appropriate.
用いられた光学素子は、全て、例えば、非スクラッチのメタクリル樹脂タイプの 高質の合成樹脂によって形成される。The optical elements used were all of the non-scratch methacrylate type, e.g. Made of high quality synthetic resin.
第2図は、第1図で示した像投影装置全体の概略である。FIG. 2 is a schematic diagram of the entire image projection apparatus shown in FIG.
特に、この図は、観察領域内の絞りスロット3の規準の光学現象を示す。回転す る二重鎖5は、静止位置で示されている。In particular, this figure shows the optical phenomenon of the reference of the diaphragm slot 3 in the observation area. rotate The duplex 5 is shown in the resting position.
対象物1の像6の部分のみが、仮想の観察者用に絞りスロット3で規準された像 15として観察され得る。Only the part of the image 6 of the object 1 is the image calibrated by the aperture slot 3 for the virtual observer. 15 can be observed.
修正焦点システム4及びフレネル式のレンズスクリーン7により、投影対物レン ズ2及びその絞りスロット3は、観察者8の観察空間内に規準される。A modified focusing system 4 and a Fresnel lens screen 7 allow the projection objective to be The lens 2 and its aperture slot 3 are referenced within the viewing space of the observer 8 .
鉛直角度の分散(規準された像15の方向に)は、最小15aであり、実際、種 々のレンズの現実の及び相対的な寸法によって制限されてる。これは、像6の鉛 直の視差に対応する。The vertical angle dispersion (in the direction of the referenced image 15) is a minimum of 15a, and in fact the species limited by the actual and relative dimensions of each lens. This is the lead of statue 6 Corresponds to direct parallax.
二重鎖部ち光学平面5が、回転する場合、規準されたスロット15は、好ましく は投影鉛直軸AA’方向、また、観察者8の観察空間を、水平に走査される。こ のため、種々の角度に応じて3次元像6の全体が分析される。網膜の耐久性によ り、3次元知覚は、水平角度分散8に応じて確認される。If the double chain optical plane 5 rotates, the oriented slot 15 is preferably is scanned horizontally in the direction of the projection vertical axis AA' and in the observation space of the observer 8. child Therefore, the entire three-dimensional image 6 is analyzed according to various angles. Depends on the durability of the retina. 3D perception is confirmed according to the horizontal angular dispersion 8.
この水平角度分散は、この場合は、第2図の平面に対して垂直をなし、実際、装 置保護メカニズムの状況によって制限された、例えば、最小60である。他の状 態では、理論上360である。This horizontal angular dispersion is in this case perpendicular to the plane of FIG. For example, a minimum of 60, limited by the status of the location protection mechanism. other conditions In this case, it is theoretically 360.
第3A図及び第3B図は、夫々、二重鎖5の正面図及び断面図である。この場合 、二重鎖5は、同一の機能を有する種々のタイプの光学平面としてもはや記述さ れない。3次元像の質を更に向上するために、前記二重鎖の2つの面は、三角形 が並列してネットワーク17を形成するように、回転軸YY′に対して垂直方向 に彫られ得る。3A and 3B are a front view and a cross-sectional view of the double strand 5, respectively. in this case , the duplex 5 is no longer described as different types of optical planes with the same function. Not possible. To further improve the quality of the three-dimensional image, the two faces of the double strand are triangular in the direction perpendicular to the rotation axis YY' so that they form a network 17 in parallel. can be carved into
第3B図は、前記鏡5のCC′線に沿う断面図であり、彫られたちの17を抜粋 した1つの例を示す。この場合、三角形溝16は、直径約12co+の鏡におい て、100ないし200マイクロメートル(μm)のピッチで約90°の角度を 有して形成されている。この配列は、投影対物レンズが、小さな口径を有する場 合、像の鉛直分散を向上させる。この結果、第2図で限定された鉛直観察角度β が、向上する。Figure 3B is a cross-sectional view of the mirror 5 taken along the line CC', and shows an excerpt of 17 of the carvings. Here is one example. In this case, the triangular groove 16 is located on a mirror with a diameter of about 12 co+. with a pitch of 100 to 200 micrometers (μm) and an angle of approximately 90°. It is formed with This arrangement is useful if the projection objective has a small aperture. improves the vertical dispersion of the image. As a result, the vertical observation angle β limited in Fig. 2 But it will improve.
従って、ネットワーク17は、このネットワークを形成するだめに用いられたレ ーザ源からの波長に対応した数百ナノメートル(口m)のピッチのホログラフィ ックネットワークともなり得る。Therefore, network 17 is based on the resources used to form this network. Holography with a pitch of several hundred nanometers corresponding to the wavelength from the laser source It can also be a network.
形成する。また、種々の接眼レンズ又は他の外部観察素子を必要とすることなく 、3次元効果及び対象物のナチュラルな色を復元する。像の焦点合せは、適宜、 投影対物レンズ2及び4を動かすことによって及び/又は対象物1を動かすこと で成される。Form. Also, without the need for various eyepieces or other external viewing elements. , restore the three-dimensional effect and the natural color of the object. Focusing of the image is done as appropriate. by moving the projection objectives 2 and 4 and/or moving the object 1 is accomplished by
顕微鏡観察又は準顕微鏡観察が行われる場合、本発明の装置は、請求に対応した 寸法及び光学的特徴を有し、また、既知の顕微鏡に相当する外見及び体裁を有す るケーシング内にまとめることができ得る。このような装置のケーシング及びカ バーは、金属、高耐久性プラスチック、合成物又はこれら物質の組合せで形成さ れ得る。When microscopic or quasi-microscopic observations are carried out, the device according to the invention having dimensions and optical characteristics, and having an appearance and appearance comparable to known microscopes; can be packaged in a casing. The casing and cover of such equipment The bar may be made of metal, highly durable plastic, composite, or a combination of these materials. It can be done.
装置で発生した像は、結果としてパルスレーザと共に記録され、写真撮影され又 はホログラムに記録され、又は、ビデオ記録され得る。The image generated by the device is then recorded with a pulsed laser, photographed or can be holographically recorded or video recorded.
本発明は、前記実施例に限定されることはなく、種々の変形及び変更ができ得る 。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications and changes can be made. .
Δ1 国際調査報告 国際調萱報告Δ1 international search report International survey report
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