JPH05107447A - 双眼実体顕微鏡 - Google Patents

双眼実体顕微鏡

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JPH05107447A
JPH05107447A JP26936691A JP26936691A JPH05107447A JP H05107447 A JPH05107447 A JP H05107447A JP 26936691 A JP26936691 A JP 26936691A JP 26936691 A JP26936691 A JP 26936691A JP H05107447 A JPH05107447 A JP H05107447A
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JP
Japan
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binocular
objective lens
optical system
finding
range
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Withdrawn
Application number
JP26936691A
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English (en)
Inventor
Masaaki Morizumi
雅明 森住
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 双眼実体顕微鏡に自動合焦を行うためのアク
ティブ方式の測距手段を、双眼拡大光学系、照明光学系
に影響を与えることなくコンパクトに設置する。 【構成】 対物レンズ11の中央左右両側に双眼拡大光学
系20を配置し、その前方または後方に照明光学系35を配
設すると共に、反対側にアクティブ方式の測距手段45を
配置し、さらに、左右の双眼拡大光学系20間に測距用投
光手段40を配設し、測距手段の信号に基づき合焦機構を
駆動するように設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、手術用顕微鏡などとし
て使用される双眼実体顕微鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば手術などを行う場合
に、患部が微細なときには、この患部を双眼実体顕微鏡
によって拡大しつつ処置を施しているものであり、この
双眼実体顕微鏡としては対物レンズの後方に実質的に双
眼拡大鏡を構成する拡大光学系を配設してなり、その焦
点調整としては顕微鏡全体を支柱に構成されたラックア
ンドピニオンにより上下動または横動させる機構を設置
したものが実用化されている。
【0003】また、上記双眼実体顕微鏡には、被検体を
照明する落射照明手段を内蔵したものも知られている。
この落射照明手段は、光源からの照明光を前記対物レン
ズを通して被検体に照射するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかして、上記のよう
な従来の双眼実体顕微鏡では、自動合焦機能は備えてお
らず、使用者が拡大像を見ながら合焦操作を行いピント
を合わせているものであって、使用中に顕微鏡を外して
目視状態での処置を行ってから再び顕微鏡を使用する時
などに、顕微鏡の移動に対応してピントがずれたのを修
正する作業が必要となり、また、被検部の観察位置を変
えた時にも合焦し直す作業が必要で、その合焦作業が煩
雑であるという問題を有している。
【0005】特に、手術中に出血などの緊急な事態に陥
ったときには、被検部から顕微鏡を外して緊急処置を施
さなければならず、再度被検部の作業を行う際に再合焦
が必要となり、患部に対する処置に加えて顕微鏡の移
動、合焦操作が必要で、迅速な作業の妨げとなる恐れが
ある。
【0006】その対策として、特殊な架台を工夫し、顕
微鏡を観察位置から外した後、再び観察位置に対する同
一合焦位置に戻せるように復帰する記憶手段を備えた機
構を設置することが考えられるが、この機構を付設した
ものでは、重量の大きな双眼実体顕微鏡の全体を所定焦
点位置に対応して位置制御する機構が大型となり作動の
軽快さが欠けると共に、高価なものとなる。
【0007】そこで、本発明は上記双眼実体顕微鏡に自
動合焦機能を持たせるように構成するものであるが、こ
の自動合焦を行うための測距用投光手段、測距手段の配
設を他の双眼拡大光学系および落射照明手段に影響を与
えることなくコンパクトに設置することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の双眼実体顕微鏡は、口径の大きい対物レンズに
対する中央部の左右位置に、左右の接眼レンズに至る双
眼拡大光学系を配設し、光源からの照明光を前記対物レ
ンズを通して被検体に照射する照明光学系を対物レンズ
に対する前記双眼拡大光学系の前方または後方に配置
し、さらに、前記双眼拡大光学系の間に測距用ビームを
投光しスポット像を被検体に結像させる測距用投光手段
を配設すると共に、前記照明光学系と反対側に、上記ス
ポット像の光軸方向の位置ずれ量を再結像させた位置か
ら測定するアクティブ方式の測距手段を配置し、上記測
距手段の信号に基づき合焦機構を駆動して合焦を行う自
動合焦機能を備えてなるものである。
【0009】
【作用】上記のような双眼実体顕微鏡では、落射照明手
段によって被検体に対して照明光が投光され、観察用光
束が対物レンズから左右の双眼拡大光学系を経て接眼レ
ンズに至り拡大像が使用者に観察される。また、測距用
投光手段による投光ビームは双眼拡大光学系の間から対
物レンズを通して被検体に対して投光され、被検体上に
スポット像を対物レンズの光軸上で結像させる。このス
ポット像は対物レンズを経てアクティブ方式の測距手段
により再結像され、上記スポット像の光軸方向の位置ず
れ量を再結像の位置から測定した信号が測距手段から出
力され、この信号に基づき合焦機構を駆動して自動合焦
が行われる。
【0010】そして、上記測距用投光手段による投光ビ
ームの光軸は対物レンズの光軸と同軸となっており、投
光スポット像は被検体に垂直に投光され、このスポット
像の位置は常に双眼立体視像の中央にあり、被検体と測
距検出位置との間にパララックスが生じない。さらに、
上記スポット像を受光しアクティブ方式で検出する測距
手段は、双眼拡大光学系および落射照明系とは干渉しな
い不使用領域に設置したことで、他の機能の光量を阻害
することなく自動合焦機能をコンパクトに付設してい
る。この自動合焦機能によって手術中などに顕微鏡を移
動して物体距離が変動しても自動合焦により合焦操作を
不要とし、使用者は被検体への処置に専念できるように
している。
【0011】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1に一実施例の双眼実体顕微鏡の内部光学機構の
概略構成を示している。
【0012】双眼実体顕微鏡10は、図示しない密閉ハウ
ジング内に双眼拡大光学系20、落射照明手段30、測距用
投光手段40、測距手段45等が配設されているものであ
り、被検体Wに面して口径の大きな対物レンズ11(ユニ
ット)が配設されている。
【0013】上記対物レンズ11は、図2にも示すように
全体として負のレンズ系(凹レンズ)の特性を有する固
定対物レンズ11a と、その背部の全体として正のレンズ
系(凸レンズ)の特性を有する可動対物レンズ11b とに
よって構成されている。なお、上記可動対物レンズ11b
は後述の合焦機構50の駆動によって光軸方向に移動可能
に配設されている。
【0014】そして、上記対物レンズ11の背部(上方)
における中央部の両側に、被検体Wの拡大像を得るため
の左右1組の双眼拡大光学系20が設置されている。この
双眼拡大光学系20は、図2にも示すように、対物レンズ
11側から左右のズームレンズ第1群21、ズームレンズ第
2群22、リレーレンズ群23、第1プリズム部24、第2プ
リズム部25、接眼レンズ26(ユニット)がそれぞれ順に
配設されて構成されている。
【0015】この双眼実体顕微鏡10の基本構成となる双
眼拡大光学系20は、左右ズームレンズ第1群21から接眼
レンズ26に至る双眼望遠光学系の前に対物レンズ11を配
設して、有限距離(合焦距離L)に焦点が合わせられる
ように構成したものである。また、上記合焦距離Lは、
前記対物レンズ11の可動対物レンズ11b を光軸方向に移
動することで変更させて被検体Wの位置に合焦させるも
のである。
【0016】上記対物レンズ11に対する左右の双眼拡大
光学系20の前方には落射照明手段30が配設され、この落
射照明手段30は、図4にも示すように、対物レンズ11の
光軸とほぼ平行に配設された光源31(ランプ)とコンデ
ンサレンズ群32と、2個の直角プリズム33,34 と、リレ
ーレンズ36とによって構成された照明光学系35を有し、
前記対物レンズ11を通して照明光を被検体Wに向けて照
射する。
【0017】また、前記左右の双眼拡大光学系20の間に
は測距用投光手段40が配設されている。この測距用投光
手段40は、図4にも示すように、赤外光を照射する投光
LED41(発光ダイオード)と、投光レンズ42、投光プ
リズム43とにより構成され、投光LED41からの赤外光
による投光ビームを対物レンズ11の光軸中心と同軸位置
から対物レンズ11を通して被検体Wに投光し、被検体W
上にスポット像の形に結像する。
【0018】一方、前記落射照明手段30とは反対側の後
方には、アクティブ方式の測距手段45が配設されてい
る。この測距手段45は、図4にも示すように、対物レン
ズ11側から測距系レンズ46、測距プリズム47、検出モジ
ュール48による測距光学系を有している。上記検出モジ
ュール48は、検出素子49(図5参照)を内蔵してユニッ
ト化されているものであり、前記測距用投光手段40によ
るスポット像の光軸方向の位置ずれを検出する。
【0019】上記測距手段45による検出原理は、図5に
示すように、前記測距用投光手段40によって投光された
スポット像がA0 点にいる被検体W上に結像し、このス
ポット像が測距系レンズ46を通って検出モジュール48の
検出素子49のB0 点に再結像される。また、被検体Wが
1 点にある場合には、そのスポット像は測距系レンズ
46によって上記検出素子49の異なるB1 点に再結像され
る。すなわち、被検体Wの位置がA0 からA1 にL0
け移動するのに対応して、検出素子49での再結像位置が
0 からB1 に変位量dだけ移動するように変化し、こ
の再結像位置の変位量dをもとに上記被検体Wの位置を
算出し、合焦機構50を駆動して自動合焦を行うものであ
る。
【0020】上記合焦機構50は、図2に簡略に例示する
ように、前記対物レンズ11の可動対物レンズ11b をカム
筒51の回転に伴って光軸方向に移動可能に設け、モータ
52で上記カム筒51を回転駆動するような公知の機構に構
成してなり、前記検出モジュール48の検出素子49からの
信号を演算処理した測距信号に基づく合焦位置を変更す
る駆動信号を、合焦機構50のモータ52に出力して被検体
Wに自動合焦させるものである。
【0021】図3には、前記対物レンズ11に対する各光
学系の平面的配置を示すものであり、この口径の大きい
対物レンズ11に対し、その中心部の左右両側に双眼拡大
光学系20の口径の小さい左右ズームレンズ第1群21,21
が配設され、その前方の中央位置には照明光学系35の直
角プリズム34が配設され、反対側の後方の中央位置には
測距手段45における光学系の測距系レンズ46(測距プリ
ズム47)が配設されている。さらに、前記双眼拡大光学
系20の左右のズームレンズ第1群21,21 の間には、測距
用投光手段40の投光プリズム43が配設され、この投光プ
リズム43による投光ビームの中心は対物レンズ11の中心
と一致して設けられている。
【0022】なお、上記と逆に双眼拡大光学系20の前方
に測距手段45を後方に照明光学系35を配設するようにし
てもよい。
【0023】ここで、前記合焦機構50における可動対物
レンズ11b の移動量に対する合焦距離の変更例を示せ
ば、固定対物レンズ11a の焦点距離f1 が−350mm 、可
動対物レンズ11b の焦点距離f2 が 150mmとし、両者の
中心距離S(図2参照)を2〜15mmまで変化させるもの
とすると、固定対物レンズ11a の中心から被検体Wまで
の合焦距離Lは 256〜220mm まで変化する。すなわち、
上記可動対物レンズ11bの移動量13mmに対する合焦ゾー
ンが36mmとなり、その間に置かれた被検体Wに対して可
動対物レンズ11b の駆動によって自動合焦を行うことが
できる。
【0024】上記実施例によれば、対物レンズ11の双眼
拡大光学系20に使用されていないスペースおよび光路を
有効利用して落射照明手段30の照明光学系35、測距用投
光手段40の光学系および測距手段45の光学系を配設した
ことで、従来使用されていない場所にアクティブ方式の
測距手段45を組み込み、さらに、対物レンズ11の一部を
移動する合焦機構50を設けたことに伴って、合焦動作が
迅速な自動合焦機能を有する双眼実体顕微鏡10をコンパ
クトに構成できると共に、各光学系が相互に干渉せずま
た分光しないことから拡大観察光の光量ロスおよび照明
光の光量ロスもなく、それぞれ良好な観察、照明および
測距が行える。さらに、従来構造の双眼実体顕微鏡10に
対する自動合焦機能の付設も、少ない構造変更によって
行える。
【0025】加えて、対物レンズ11の後に測距光学系を
配設したことで、上記対物レンズ11を交換して顕微鏡10
の総合倍率を変化させても、測距機能には影響なく合焦
機構50を接続することで自動合焦機能が得られる。
【0026】なお、上記実施例においては、対物レンズ
11の一部を移動する合焦機構50を設け、測距手段45から
の出力信号に基づいてレンズ系の焦点距離を変更して合
焦させるようにしているが、この合焦機構としては顕微
鏡全体を光軸方向に移動する駆動方式に設け、その駆動
により対物レンズ11の焦点距離位置に被検体Wの位置を
合わせて自動合焦を行うように構成してもよい。また、
本発明は手術用顕微鏡に限られることなく、他の医療
用、実験用等の双眼実体顕微鏡に適用可能である。
【0027】
【発明の効果】上記のような本発明双眼実体顕微鏡によ
れば、対物レンズの中央左右両側に双眼拡大光学系を配
置し、その前方または後方に照明光学系を配設すると共
に、反対側にアクティブ方式の測距手段を配置し、さら
に、左右の双眼拡大光学系の間に測距用投光手段を配置
し、測距手段の信号に基づき合焦機構を駆動するように
設けたことにより、対物レンズの背部スペースおよび光
路を有効利用して双眼実体顕微鏡に動作特性のよい自動
合焦機能をコンパクトに設置することができ、顕微鏡を
観察位置に移動した際の合焦操作を不要とし、使用者は
常時鮮明な拡大像を観察して被検体への処置に専念で
き、手術用顕微鏡等として実用上優れた効果を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における双眼実体顕微鏡の内
部光学機構を示す概略構成図
【図2】双眼拡大光学系の構成図
【図3】対物レンズに対する各光学系の配置図
【図4】測距用投光手段、測距手段および照明光学系の
構成図
【図5】アクティブ方式の測距手段の検出原理を示す説
明図
【符号の説明】
10 双眼実体顕微鏡 11 対物レンズ 20 双眼拡大光学系 26 接眼レンズ 30 照明手段 31 光源 35 照明光学系 40 測距用投光手段 43 投光プリズム 45 測距手段 46 測距系レンズ 47 測距プリズム 48 検出モジュール 50 合焦機構 52 モータ W 被検体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 21/22 7246−2K 7811−2K G02B 7/11 B

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 口径の大きい対物レンズの中央左右両側
    に、左右の接眼レンズに至る双眼拡大光学系が配設され
    ると共に、光源からの照明光を前記対物レンズを通して
    被検体に照射する照明光学系が配設された双眼実体顕微
    鏡において、上記照明光学系を対物レンズに対し前記双
    眼拡大光学系の前方または後方に配置する一方、前記双
    眼拡大光学系の間に測距用ビームを投光しスポット像を
    被検体に結像させる測距用投光手段を配設すると共に、
    前記照明光学系と反対側に、上記スポット像の光軸方向
    の位置ずれ量を再結像させた位置から測定するアクティ
    ブ方式の測距手段を配置し、上記測距手段の信号に基づ
    き合焦機構を駆動して合焦を行う自動合焦機能を備えた
    ことを特徴とする双眼実体顕微鏡。
JP26936691A 1991-10-17 1991-10-17 双眼実体顕微鏡 Withdrawn JPH05107447A (ja)

Priority Applications (2)

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JP26936691A JPH05107447A (ja) 1991-10-17 1991-10-17 双眼実体顕微鏡
US07/919,966 US5266791A (en) 1991-10-17 1992-07-27 Autofocus binocular stereomicroscope

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JP26936691A JPH05107447A (ja) 1991-10-17 1991-10-17 双眼実体顕微鏡

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09236754A (ja) * 1996-03-01 1997-09-09 Mitaka Koki Co Ltd 顕微鏡の照明構造
US5822114A (en) * 1992-10-27 1998-10-13 Olympus Optical Co., Ltd. Stereomicroscope
CN111561999A (zh) * 2019-02-14 2020-08-21 绍兴图聚光电科技有限公司 模块化快速显微高光谱成像检测仪技术领域

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Effective date: 19990107