JP4217323B2

JP4217323B2 - Binocular observation monitor

Info

Publication number: JP4217323B2
Application number: JP00284399A
Authority: JP
Inventors: 一郎二ノ宮; 俊之橋山
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2019-01-08
Also published as: JP2000206418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一の観察対象物について得られた二つの映像をディスプレイの左右に並べて表示するとともに、このディスプレイ上に表示された映像を左右の眼用に夫々用意された接眼光学系を介して観察可能にする双眼観察用モニタに、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の双眼観察用モニタは、一般に、例えば特許掲載公報第２６０７８２８号の第３図に開示されているように、ディスプレイを内蔵したモニタ部と左右の接眼光学系及び輻輳角補正用楔プリズムを格納した接眼部とを箱めがね型の接続部を介して接続した構成を、有している。この接続部内には、ディスプレイにおける左右の映像の境界線と接眼部における左右の光学系（楔プリズム及び接眼光学系）の境との間で左右の光路を区切る隔壁が、固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このディスプレイに入力された映像信号における水平同期タイミングのズレ，この映像信号を生成する撮像装置における機械的ズレ，ディスプレイの取付誤差，等の原因に因り、ディスプレイ上に表示される左右の映像の境は左右にズレ得る。
【０００４】
しかしながら、従来において隔壁は接続部に対して固定されているので、ディスプレイ上に表示されている左右の映像の境界線が左右にズレてしまうと、何れか一方の眼で観察されるべき画像の一部が、隔壁の反対側へ移動してしまう。このような状態では、隔壁の反対側へ移動した部分については、その映像の一部がケラれてしまうので、立体観察することはできなくなってしまう。また、左右の眼によって夫々観察し得る映像の範囲が異なってしまうので、観察者の眼や視神経に疲労を生じさせてしまう問題も生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、ディスプレイ上に表示されている左右の映像の境が左右にずれても、何れか一方の眼で観察されるべき画像が隔壁の反対側へ移動してしまうことを防ぎ、それによって映像の全域を観察することが可能となる双眼観察用モニタの提供を、課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、本発明の双眼観察用モニタは、以下の構成を採用した。即ち、請求項１記載の発明は、同一の観察対象物について得られた二つの映像を左右に並べて表示するディスプレイと、このディスプレイに夫々表示された各映像を個別に観察させるための左右の接眼光学系と、前記ディスプレイに表示された各映像の境界線と前記左右の接眼光学系の境との間で光線を遮る隔壁とを有する双眼観察用モニタであって、前記隔壁は、その前端縁が前記ディスプレイに近接した位置においてこのディスプレイにおける左右方向に移動調整可能に取り付けられている板状の可動隔壁と、この可動隔壁の後端縁に近接した位置と前記左右の接眼光学系の境との間に固定されている板状の固定隔壁とに、分割されていることを、特徴とする。
【０００７】
このように構成されると、隔壁が接眼光学系間での光の漏れを防ぐ固定隔壁と可動隔壁とに分割されているので、この可動隔壁における前端縁をディスプレイ上に表示された映像の境界線の位置に合わせて移動調整することができる。このような移動調整を行えば、ディスプレイ上に表示される映像の境界線が左右方向にずれた場合であっても、このズレに応じて可動隔壁を移動させることによって、左側の映像からの光と右側の映像からの光とを隔壁の両側に分けることができるので、映像のケラれを無くすことができる。
【０００８】
ディスプレイは、ＬＣＤパネルでも良いし、ＣＲＴであっても良い。また、このディスプレイに表示される映像は、実際の物体を撮像して得られたものであっても良いし、コンピュータグラフィックやアニメーション技術によって作成されたものであっても良い。また、一定の基線長を隔てて設定された二つの視点から夫々観察対象物を撮像（又は描画）して得られた画像としても良い。このような映像とした場合には、この双眼観察用モニタを用いて立体観察を行うことが可能となる。
【０００９】
また、請求項２記載の双眼観察用モニタは、請求項１のディスプレイと前記各接眼光学系との間に、前記ディスプレイから射出された光を観察者の眼幅に合う方向へ屈折させて夫々の接眼光学系に入射させる一対の楔プリズムが配置されているとともに、前記固定隔壁が、これら一対の楔プリズム同士の間と前記左右の接眼光学系の境との間に固定されていることで、特定したものである。このように構成されると、観察者の眼の輻輳角が有限距離に存在する物体を観察する際における自然な角度になるので、疲労すること無く観察を行うことが可能となる。
【００１０】
また、請求項３記載の双眼観察用モニタは、請求項１の可動隔壁と固定隔壁との間に、この固定隔壁に直交する方向を向いた板状部材からなる第３の隔壁が配置されていることで、特定したものである。このように構成されると、固定隔壁と可動隔壁との間の隙間を通過した光が接眼光学系へ入射してしまうことが、防止される。
【００１１】
また、請求項４記載の双眼観察用モニタは、請求項３のディスプレイと前記各接眼光学系との間に、前記ディスプレイから射出された光を観察者の眼幅に合う方向へ屈折させて夫々の接眼光学系に入射させる一対の楔プリズムが配置されているとともに、前記第３の隔壁が、前記一対の楔プリズムの間隙を覆うことで、特定したものである。このように構成されると、各プリズムの間の隙間を光が通過して接眼光学系へ入射してしまうことが、防止される。
【００１２】
また、請求項５記載の双眼観察用モニタは、請求項１のディスプレイが枠部材に固定されているとともに、前記可動隔壁の前端縁がこの枠部材の表面にのみ接触していることで、特定したものである。このように構成されると、可動隔壁の前端縁がディスプレイの表面に接触しないので、このディスプレイの表面が傷つくことが、防止される。
【００１３】
また、請求項６記載の双眼観察用モニタは、請求項２又は４の一対の楔プリズムにおける少なくとも互いに近接した側面に、ツヤ消しの黒色塗装が施されていることで、特定したものである。このように構成されると、各楔プリズムの側面での乱反射が防止されるとともに、この黒色塗装自体が隔壁の機能を果たすので、一方の楔プリズムの側面から光が漏れて他方の接眼光学系へ入射してしまうことが、防止される。
【００１４】
また、請求項７記載の双眼観察用モニタは、請求項１の各接眼光学系が、夫々円筒状のコバの一部を光軸と平行に切り欠いた形状の切欠状面を有しており、前記固定隔壁が、これら両接眼光学系の切欠状面同士の間に配置されていることで、特定したものである。このように構成されると、一方の接眼光学系から光が漏れて他方の接眼光学系へ入射してしまうことが、防止される。
【００１５】
【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。
【００１６】
【実施形態１】
以下に説明する本第１実施形態による双眼観察用モニタは、例えば双眼顕微鏡システムの観察部として組み込まれるものである。この双眼顕微鏡システムは、微小な被検物を立体的に拡大して観察させるための装置であり、双眼観察用モニタの他、撮像部を有している。この撮像部は、所定の基線長を隔てて並べて配置された一対の顕微鏡光学系と、これら各顕微鏡光学系によって夫々形成された被検物の拡大像を互いに隣接する位置に導くリレー光学系と、このリレー光学系によって並べられた左右の拡大像を同一の撮像面にて撮像するビデオカメラとから、構成されており、ビデオカメラから出力した画像データを、双眼観察用モニタに入力する。
（双眼観察用モニタの概略光学構成）
図１４は、この双眼観察用モニタ１を示す概略光学構成図である。この図１４に示されるように、この双眼観察用モニタ１は、画像データに従って映像を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル２と、このＬＣＤパネル２上に表示された左右の映像の境界線にその一辺を近接させてこのＬＣＤパネル２に対して垂直に固定された隔壁３と、この隔壁３の両側においてその楔の頂角を互いの方に向けて固定された一対の楔プリズム４と、隔壁３の両側において夫々楔プリズム４を挟んでＬＣＤパネル２に対向して配置された一対の接眼光学系５とを、主要な光学構成部品として有している。なお、以下においては、ＬＣＤパネル２が位置する側（図１４における左側）を前方といい、接眼光学系５が位置する側（図１４における右側）を後方という。
【００１７】
上述したＬＣＤパネル２は、縦横比が略１：２の表示画面を有しており、その表示画面は、便宜上、右側映像（撮像部における右側の顕微鏡光学系によって形成された像）を表示している領域（以下、「右側像表示領域２ａ」という）と、左側映像（撮像部における左側の顕微鏡光学系によって形成された像）を表示している領域（以下、「左側像表示領域２ｂ」という）とに、区分けされる。但し、撮像部内における各部の機械誤差や、双眼観察用モニタ１内における図示せぬ表示回路における同期タイミングのズレ等に因り、ＬＣＤパネル２に表示された左右の映像の境界線は、水平方向（走査線の方向）にずれ得る。従って、上記右側像表示領域２ａ及び左側像表示領域２ｂは、固定的なものではなく、映像の状態に応じて不可避的に変動するものとなっている。
【００１８】
また、上述した隔壁３は、ＬＣＤパネル２の右側像表示領域２ａから射出された光の光路と左側像表示領域２ｂから射出された光の光路とを区分けして、双方の光が互いに混合してしまうことを防ぐ。
【００１９】
各接眼光学系５は、ＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像を、夫々、ＬＣＤパネル２の更に前方における有限距離（例えば１ｍ）の位置に、拡大して形成する。これら接眼光学系５の光軸同士の間隔は、大人の標準的な眼幅に合わせて設定されている。一方、射出瞳の径を大きくしてアイポイントを長くとることによって観察をし易くするために、各接眼光学系５の外径は、可能な限り大きくしなければならない。従って、各接眼光学系５を構成する各レンズの円筒状のコバは、図１０に示されるように、隔壁３に近接した部分において光軸と平行に平面状に切り欠かれた形状となっており、この平面状の切欠面（切欠状面）Ｐが、夫々隔壁３に接するように配置されているのである。その結果、各接眼光学系５の光軸同士の間隔を一定に保ちつつその外径を大きく確保することが、可能になっているのである。なお、図１０（ａ）は、接眼光学系５を構成するレンズ５ａの正面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【００２０】
これら各接眼光学系５とＬＣＤパネル２との間に夫々配置されている楔プリズム４の形状を、図９に示す。図９（ａ）は、この楔プリズム４におけるＬＣＤパネル２側の面（以下、「第１面４ａ」という）を示し、同図（ｃ）は、楔プリズム４における接眼光学系５側の面（以下、「第２面４ｂ」という）を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）及び（ｃ）におけるIX−IX線に沿った横断面を示す。これら各図に示されるように、楔プリズム４は、略正方形の正面形状を有している。そして、その第１面４ａは、ＬＣＤパネル２の表示面と平行な平面であり、その第２面４ｂは、第１面４ａに対して斜めに傾斜した斜面となっている。但し、第２面４ｂにおける隔壁３から離反した側の外縁近傍は、所定幅に亘って、第１面４ａと平行な固定面４ｃとなっている。各楔プリズム４は、その第１面４ａと第２面４ｂとが接近する側の側面４ｄを隔壁３に近接させて、固定されている。従って、図１４に示すように、例えばＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂの中央を観察する場合の光束Ｄは、一旦隔壁３の方に向かった後に、各楔プリズム４により屈折されて隔壁３から離れる方向に向かい、接眼光学系５を透過して観察者の眼Ｉに入射する光路を辿る。このような構成を採用したのは、以下の理由による。
【００２１】
いま、楔プリズム４及び接眼光学系５がない状態で、直接、有限距離に配置されたＬＣＤパネル２を両眼で観察しようとした場合、図１６に示すように、左右の視線がＬＣＤパネル表示面で交わるように内側を向いてしまうのが普通である。つまり、左右の視線は観察しようとしている物体上で交差するように調節され、同時に水晶体が変形することによって、その物体の像が網膜上に結像するようにピント調節が行われるのである。
【００２２】
しかし、ＬＣＤパネル２の異なる表示領域２ａ，２ｂを左右の眼で夫々観察しようとすると、例えば、各表示領域の中心間の距離と眼幅とがほぼ同じ場合には、図１５に示すように、左右の視線をほぼ平行にしなくてはならない。即ち、視線は、無限遠の物体を観察している状態にしながら、有限距離に配置されたＬＣＤパネル２の表示面の像が網膜上に結像するように水晶体を変形し、ピント調整することは、特別な訓練が必要であり、また、たとえ訓練によってそれを体得したとしても、その状態を長時間続けると精神的、肉体的に大変な苦痛を伴う場合がある。また、そのような不自然な状態では、物体に対して安定した距離感をつかみにくいといった問題点もある。
【００２３】
そこで、上述したように楔プリズム４及び接眼光学系５を介在させることにより、図１４の点線に示す如く有限距離位置に視点をおく場合と等価な輻輳角が得られるようにして、安定した距離感で楽にＬＣＤパネル２の各表示領域２ａ，２ｂを夫々観察できるようにしているのである。なお、水晶体の変形量が常に一定であるのに対して、輻輳角は注目される像に依って異なる（これにより立体感が得られる）ので、輻輳角に基づいて認識される距離と水晶体の変形量に基づいて認識される距離とは常に一致するわけではないが、多少のズレであれば、観察者の距離感を狂わすことはない。
（立体観察装置の詳細な機械構成）
次に、上述した概略構成を有する光学系を組み込んだ双眼観察用モニタ１の詳細な機械構成を、図１乃至図１３に基づいて説明する。図１は、この双眼観察用モニタ１を接眼光学系３側から見た状態を示す正面図であり、図２は、図１における矢印II方向から見た状態を示す平面図であり、図３は、図１における矢印III方向から見た状態を示す側面図である。また、図４は、図１及び図３（並びに、図５乃至図８）における二点鎖線IV−IVに沿った横断面図であり、図５は、図１，図２、及び図４（並びに、図６乃至図８）に示す一点鎖線Ｖ−Ｖに沿った縦断面図である。さらに、図６，図７，図８は、夫々、図４に示すVI−VI線，VII−VII線，VIII−VIII線に沿った縦断面図である。
【００２４】
図４に示されるように、双眼観察用モニタ１の内部は、ＬＣＤパネル２を内蔵したモニタ部Ａ，一対の楔プリズム４，４及び接眼光学系５，５を内蔵した接眼部Ｃ，及び、これらモニタ部Ａ及び接眼部Ｃを連結する接続部Ｂに、区分することができる。また、双眼観察用モニタ１は、その前後方向（図２及び図４の左右方向）に沿った中心線（即ち、隔壁３）を介して、左右対称な形状を有している。従って、以下において、左右対称な箇所に関する説明は、特に断りが無い限り、接眼光学系５を覗く観察者から見て左側の構成について、行うものとする。また、１乃至図３に示すように、双眼観察用モニタ１の外観形状は、略正方形状の平面と四隅にアールを付けた長方形状の正面とを有する扁平な箱形となっている。この箱型の外観形状を形作る部材は、接眼部Ｃの最外筒をなす接眼部本体６，接続部Ｂ及びモニタ部Ａの底面と両側壁面の下側略３／４とをなす筐体部材としての板状の下側接続板７，接続部Ｂ及びモニタ部Ａの上面と両側壁面の上側１／４をなす蓋部材としての板状の上側接続板８，並びに、下側接続接続板７及び上側接続板８の前端を閉じることによってモニタ部Ａの裏面をなす板状の背板９である。
【００２５】
次に、接眼部Ｃの構造を説明する。上述した接眼部本体６は、金属ブロックを削り出すことによって形成されている。その正面及び外周面は、上述したように双眼観察用モニタ１の外観をなすが、この外周面における前端縁（図４及び図５における左側）における一定幅の領域は、上述した下側接続板７及び上側接続板８の取付代６ａとして、これら下側接続板７及び上側接続板８の厚さ分だけ平行に掘り下げられている。
【００２６】
また、この接眼部本体６の前端面（図４及び図５における左側端面）からは、両楔プリズム４，４を収容するためのプリズム収容空間６ｂが、穿たれている。一方、接眼部本体６の正面からは、各接眼光学系５を直接保持する左右のレンズ枠１３，１３を収容するためのレンズ収容空間６ｃが、穿たれている。そして、これらプリズム収容空間６ｂ及びレンズ収容空間６ｃは、互いに連通している。
【００２７】
これらのうち、プリズム収容空間６ｂは、上述したように略正方形の正面形状を有する両楔プリズム４，４を並べて収容するため、図７に示すような縦断面矩形の内面形状を、有している。但し、このプリズム収容空間６ｂの上下方向における幅は、各楔プリズム４，４の高さよりも若干大きくなっている。これによって、楔プリズム４の上面とプリズム収容空間６ｂの天井面との間に形成された隙間には、この楔プリズム４の前後幅と略同幅の矩形板であるプリズム押え板１０が、挿し込まれている。そして、プリズム収容空間６ｂの天井面と取付代６ａとの間には、固定ビス１１用のネジ穴６ｄが、計４箇所において貫通している。従って、各プリズム押え板１０は、夫々、これら各ネジ穴６ｄにねじ込まれた２本の固定ビス１１の先端によって、楔プリズム４に押し付けられ、これによって、各楔プリズム４は、プリズム収容空間６ｂの底面に当て付けられて、固定されている。
【００２８】
また、プリズム収容空間６ｂの前後方向における深さは、各楔プリズム４の最大前後幅よりも若干小さくなっており、その最深端には、左右の壁面からこのプリズム収容空間６ｂを狭めるフランジ６ｅ，６ｅが、一体に設けられている。これら各フランジ６ｅ，６ｅの内縁は、レンズ収容空間６ｃの壁面と平行になっており、その幅は、楔プリズム４における固定面４ｃの幅と一致している。そして、各フランジ６ｅには、プリズム収容空間６ｂに収容された楔プリズム４の固定面４ｃが当て付けられる。そして、接眼部本体６における内端面には、各フランジ６ｅ，６ｅとの間で楔プリズム４を挟み込む長板状の２枚のプリズム押え部材１２，１２が、夫々プリズム収容空間６ｂを跨いでネジ止め固定されている。これら各プリズム押え部材１２，１２によって、各楔プリズム４は、各フランジ６ｅ，６ｅに当て付けられて、固定されている。
【００２９】
なお、プリズム収容空間６ｂの左右方向における幅は、楔プリズム４，４の幅を２倍した値よりも若干大きくなっている。そして、各楔プリズム４，４は、左右方向においてプリズム収容空間６ｂの内面に当て付けられて固定されている。なお、このとき、両楔プリズム４，４の間には、隔壁３の厚さよりも僅かに広い隙間が空く。この隙間を通った光が迷光として各接眼光学系５，５に入射することを防止するために、この隙間よりも若干広い幅を有する第３隔壁３ｃが、これら両楔プリズム４，４同士の間に重ねられるとともにプリズム収容空間６ｂに掛け渡されて、ネジ止め固定されている。また、各楔プリズム４の側面４ｄには、光の透過及び反射を防ぐために、ツヤ消しの黒色塗装が施されている。
【００３０】
一方、レンズ収容空間６ｃは、上述したようにコバの一部が平面状に切り欠かれた３枚のレンズ５ａ〜５ｃからなる左右の接眼光学系５，５を、隔壁３を挟んでその切欠面Ｐ，Ｐ同士を対向させた状態で収容するため、図１及び図８に示すように、２つの同曲率の円筒面をその軸同士を平行に並べて重ねた内面形状を、有している。このレンズ収容空間６ｃに収容される各レンズ枠１３に組まれた接眼ユニットＬの構造を、図１３に示す。図１３（ａ）は、この接眼ユニットＬを、楔プリズム４側から見た端面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるXIII−XIII線に沿った縦断面図である。これら各図に示されるように、接眼ユニットＬに含まれる接眼光学系５は、ＬＣＤパネル２側から順に、両凸レンズである第１レンズ５ａ，この第１レンズ５ａに貼り合わされた負メニカスレンズである第２レンズ５ｂ，凸面をＬＣＤパネル２側に向けた若干小径な平凸レンズである第３レンズ５ｃから、構成されている。これら各レンズ５ａ〜５ｃには、その光軸と平行な同一面内に、夫々、ツヤ消し黒色塗装が施された上述の切欠面Ｐを、有している。
【００３１】
上述したレンズ枠１３は、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂのコバをその内周面にて直接保持するとともに、間隔環１４を介して第３レンズ５ｃを保持する。具体的には、このレンズ枠１３は、レンズ収容空間６ｃの曲率半径と同じ外径と、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂの外径と同じ内径とを有している。また、このレンズ枠１３の後端（図４，５及び図１３（ｂ）の右側端）における外縁と内縁には、夫々、外縁フランジ１３ａ，内縁フランジ１３ｂが設けられている。なお、内縁フランジ１３ｂの内径は、間隔環１４の内径よりも十分小径であり、その張り出し量は、外縁フランジ１３ａの張り出し量よりも十分に大きい。一方、間隔環１４は、レンズ枠１３の約半分の軸方向長さと、レンズ枠１３の内径と同じ外径と、第３レンズ５ｃの外径と同じ内径とを、有する。また、間隔環１４の内周面には、環状の内方フランジ１４ａが突出形成されている。このような形状に形成された間隔環１４は、その後端がレンズ枠１３の内縁フランジ１３ｂに接するように、レンズ枠１３内に挿入されている。これによってレンズ枠１３の内縁フランジ１３ｂと間隔環１４の内方フランジ１４ａとの間に形成された隙間に、第３レンズ５ｃが固定されている。また、レンズ枠１３と間隔環１４との前端（図４，５及び図１３（ｂ）の左側端）同士のズレ量は、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂのコバ幅の和と同じである。このレンズ枠１３の前端には、レンズ１３枠の内径（内縁フランジ１３ｂ以外における内径）よりも若干小径な内径を有する環状のレンズ押えリング１５が、ネジ止め固定されている。これによって間隔環１４の前端とレンズ押えリング１５との間に形成された隙間に、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂが固定されている。
【００３２】
なお、図１２及び図１３に示すように、上述したレンズ枠１３及びレンズ押えリング１５は、それらによって保持されている第１レンズ５ａ乃至第３レンズ５ｂの切欠面Ｐと同一平面にて、切り欠かれて開口した形状となっている。同様に、間隔環１４は、レンズ枠１３及びレンズ押えリング１５の切欠面から光軸寄りに平行にシフトした切欠面にて、切り欠かれて開口した形状となっている。従って、これらレンズ枠１３，間隔環１４及びレンズ押えリング１５を正面から見ると、図１１（ａ），図１２（ａ），図１３（ａ）に示すように略Ｃ字状となっている。そして、各部材１３，１４，１５において、この切り欠きによって生じた略Ｃ字状の開口端同士の間には、夫々、ツヤ消し黒色塗装が施された長板状の補強板１６，１７，３ａが固定されており、これにより、各部材１３，１４，１５の変形（径の変化）が防止されている。具体的には、間隔環１４の開口端同士の間には、図１１（ａ），（ｂ），図１３（ｂ）に示すように、切欠面に密着して、補強板１６がネジ止め固定されている。また、固定環１５の開口端同士の間には、光軸に直交する前端面に密着して、補強板１７がネジ止め固定されている。また、レンズ枠１３の開口端同士の間には、切欠面に密着して、補強板３ａがネジ止め固定されている。この補強板３ａは、上述した隔壁３（より具体的には、固定隔壁）の機能を兼ねるものである。従って、以下においては、この補強板３ａを「第１隔壁３ａ」と称するものとする。
【００３３】
この第１隔壁３ａは、図８に示すように、レンズ収容空間６ｃにおける二つの円柱面の境をなすくびれの間隔と略同じ幅を有しており、このくびれ部の間に配置されている。また、この第１隔壁３ａの前端縁は、図４及び図５に示すように、プリズム収容部６ｂ内にまで延びており、僅かの隙間を介して第３隔壁３ｃに近接している。このような構成を可能にするため、プリズム収容部６ｂは、第１隔壁３ｂの上下方向幅及びレンズ収容空間６ｃのくびれ部における間隔よりも、僅かに広い幅を有している。そして、この第１隔壁３ａにより、楔プリズム４から第３レンズ５ｃに至る左右の光路が、他方の光路から遮光されている。
【００３４】
上述したレンズ収容空間６ｃの開口端の内縁には、レンズ枠１３の外縁フランジ１３ａがはまり込む段差が形成されている。また、接眼部本体６における４隅と、レンズ収容空間６ｃの曲率中心を中心した４隅と対象な位置には、夫々、外面からレンズ収容空間６ｃの曲率中心に向いた雌ねじ孔６ｆが、貫通して形成されている。上記したように構成された左右の接眼ユニットＬ，Ｌは、互いの第１隔壁３ａ同士を密着させ且つレンズ枠１３の外縁フランジ１３ａをレンズ収容空間６ｃの開口端の段差に填めた状態でレンズ収容空間６ｃに挿入され、各雌ねじ孔６ｆにねじ込まれた固定ネジ１８によってネジ止め固定されている。なお、接眼部本体６における上面の中央には、検査室に設置された図示せぬフリーアームの先端Ｆに固定されるマウント部材２９が、ネジ止め固定されている。
【００３５】
次に、モニタ部Ａ及び接続部Ｂの説明を、まとめて行う。上述した下側接続板７は、その後端（図２，図３及び図５の右側端）を接眼部本体６の取付代６ａにはめ合わせた状態で、取付代６ａの下面における２箇所，各側面における１箇所に夫々形成されている雌ねじ孔に向けてねじ込まれた固定ネジ１９により、ネジ止め固定されている。更に、接眼部本体６の前端面におけるプリズム収容空間６ｂと下面との間に固定された二つのアングル部材２４により、接眼部本体６と下側接続板７との間が強固に固定されている。この下側接続板７におけるモニタ部Ａに相当する部分は、信号ケーブルＣを介して入力された画像信号に基づいてＬＣＤパネルを駆動して映像を表示させるための図示せぬ表示回路を収容するために、下方へ箱状に突出し、下側接続板７の下面に対して垂直な段差壁７ａを、形成している。この段差壁７ａの外面には、図１及び図８に示すように、図示せぬ表示回路を操作するための複数のスイッチＳが設けられている。また、この下側接続板７の両側壁における接続部Ｂに相当する部分の内面には、接続部Ｂの全長と略同じ長さを有する長板状の連結板２０，２０が、下側接続板７の上縁（上側接続板８と接する縁）から一定量だけ突出した状態で、溶接固定されている。なお、各連結板２０，２０の下縁は、歪み防止のためのリブとして、９０度折り曲げられている。
【００３６】
また、上述した上側接続板８は、その後端（図２，図３及び図５の右側端）を接眼部本体６の取付代６ａにはめ合わせた状態で、接眼部本体６の上面２箇所に夫々設けられた貫通孔に貫通された固定ネジ２１により、ネジ止め固定されている。このように固定された状態においては、上側接続板８の両側壁は各連結板２０と重なり、その下縁は下側接続板７の両側壁の上縁と接している。このように重なっている上側接続板８の各側壁と各連結板２０との間には固定ネジ２２がねじ込まれており、これにより、下側接続板７と上側接続板８とが連結されている。
【００３７】
以上のようにして接続部本体６に固定された下側接続板７と上側接続板８との間には、モニタ部Ａと接続部Ｂとを区切る枠部材としてのパネル枠２３が、下側接続板７における段差壁７ａの内面に密着して固定されている。このパネル枠２３の両側縁は、図４に示されるように、モニタ部Ａ側へ直角に折り曲げられている。そして、この折り曲げられた部分が、下側接続板７及び上側接続板８に密着（下側接続板７には固定）されている。このパネル枠２３における接続部Ｂに面した部分の中央には、図６に示すように、縦横比略１：２の矩形の窓２３ａが開けられている。そして、この窓２３ａにその表示画面を露出させた状態で、ＬＣＤパネル２が、パネル枠２３のモニタ部Ａ側の面に固定されている。
【００３８】
以上説明した接眼部本体６，下側接続板７，上側接続板８，並びにパネル枠２３及びＬＣＤパネル２によって囲まれた空間（接続部Ｂ）は、左右の第１隔壁３ａ，３ａ及び第３隔壁３ｃとともに隔壁３を構成する板状の第２隔壁３ｂ（可動隔壁）によって、左右の光路に区切られている。この第２隔壁３ｂの上下縁は、夫々、直線状であり、下側接続板７及び上側接続板８に接している。また、第２隔壁３ｂの前端縁（図４及び図５における左側縁）は、パネル枠２３の窓２３ａとＬＣＤパネル２とがなす断面凹形状に沿って矩形に突出しており、この突出部分がパネル枠２３の窓２３ａに填り込んでいる。但し、この突出部の突出量はパネル枠２３の厚さよりも小さいので、第２隔壁３ｂの前端縁は、パネル枠２３の表面にのみ当接し、ＬＣＤパネル２の表面からは僅かに離間している。一方、第２隔壁３ｂの後端縁は、直線状であり、第３隔壁３ｃとの間にパネル枠２３の厚さ分の隙間を開けている。
【００３９】
このような形状を有する第２隔壁３ｂにおける上下縁近傍には、夫々、Ｌ字状の断面を有する二つのステー２５，２５がネジ止め固定されている。各ステー２５における屈曲された先の端部は、第２隔壁３ｂの上下縁と平行に配置されているので、下側接続板７及び上側接続板８の内面に夫々接している。また、下側接続板７及び上側接続板８における各ステー２５の端部と接している箇所には、夫々、その長軸をＬＣＤパネル２と平行な方向に向けて、長孔７ｂ，８ｂが穿たれている。これら長孔７ｂ，８ｂには、夫々、各接続板７，８の外側から、固定ビス２６が貫通されている。そして、各固定ビス２６の先端が各ステー２５の端部にねじ込まれることによって、第２隔壁３が下側接続板７及び上側接続板８に対して固定されているのである。なお、第２隔壁３ｂは、各長孔７ｂ，８ｂのストロークの範囲で、ＬＣＤパネル２と平行な方向に平行移動可能であるとともに、下側接続板８の内面上で若干量回動可能である。
【００４０】
一方、下側接続板７及び上側接続板８の前端には、上述した背板９が隙間無く填め込まれている。この背板９は、固定ネジ２８によってその４隅にネジ止め固定された断面Ｌ字状のステー２７を介して、下側接続板７及び上側接続板８に対して固定されている。これら下側接続板７，上側接続板８，パネル枠２３及びＬＣＤパネル２，並びに、背板９によって囲まれた空間（モニタ部Ａ）には、上述した表示回路の他、ＬＣＤパネル２の背後から透過光を照射する図示せぬバックライトが、内蔵されている。
（双眼観察用モニタの組立手順）
次に、上述した構成の双眼観察用モニタ１の組立手順を、以下に説明する。
【００４１】
最初に、作業者は、左右の各接眼ユニットＬ，Ｌを組立を行う。即ち、作業者は、夫々金属ブロックから削り出したレンズ枠１３，間隔環１４及びレンズ固定リング１５に、夫々切欠面を形成する。そして、その切欠によって形成された開口端に、夫々補強板３ａ，１６，１７をネジ止め固定する。そして、第３レンズ５ｃを間隔環１４に填め込んだ後に、前端側開口からレンズ枠１３内に挿入し、この間隔環１４の前端に接するように、第１レンズ５ａ及び第２レンズ５ｂからなる接合レンズを、レンズ枠１３内に挿入する。最後に、第１レンズ５ａをレンズ固定リング１５にて固定することによって、接眼ユニットＬを完成させる。
【００４２】
次に、作業者は、金属ブロックから削り出した接眼部本体６の接眼レンズ収容空間６ｃ内に、夫々の第１隔壁３ａ，３ａ同士を密着させた状態で、左右の接眼ユニットＬ，Ｌを挿入する。そして、レンズ枠１３の外縁フランジを接眼レンズ収容空間６ｃの開口端に形成された段部に填め込むことによって各接眼ユニットＬ，Ｌの位置決めを行った状態で、各雌ネジ穴６ｆにねじ込んだ固定ビス１８をレンズ枠１３の外周面に食い込ませることによって、両接眼ユニットＬ，Ｌの固定を完了する。このとき、両第１隔壁３ａ，３ａの先端は、上述したように、プリズム収容空間６ｂの中心に挿入されている。
【００４３】
次に、作業者は、両第１隔壁３ａ，３ａによって区切られたプリズム収容空間６ｂにおける左右のスペース内に、夫々、楔プリズム４，４を挿入する。このとき、各楔プリズム４は、その固定面４ｃをフランジ６ｅに当て付けるとともに、固定面４ｃに隣接する側面をプリズム収容空間６ｂの内面に当て付けた状態で配置される。そして、接眼部本体６の内端面に各プリズム押さえ部材１２，１２をネジ止め固定することにより、各楔プリズム４の光軸方向における位置決めを行う。このように、前端側より各楔プリズム４，４の固定を行うために、その組立が容易となるのである。
【００４４】
作業者は、更に、各楔プリズム４の上側面とプリズム収容空間６ｂの内壁との間に形成された隙間に、夫々プリズム押え板１０，１０を挿入する。そして、接眼部本体の各ネジ孔６ｄにねじ込んだ固定ビス１１の先端にて、各プリズム押え板１０，１０を介して、各楔プリズム４，４をプリズム収容空間６ｂの底面に押し付けることにより、各楔プリズム４，４の光軸に直交する方向における位置決めを完了する。このように、各楔プリズム４，４の固定が計３面での当て付けによって行われるので、その第２面４ｂにおける傾斜面が正確に設置される。その結果、左右の視線が有限距離の位置にある物体の方向を向くので、観察者の眼の疲れや立体観察の障害が生じない。
【００４５】
以上のような楔プリズム４，４の位置決めを完了した時点においては、両楔プリズム４，４と第１隔壁３ａとの間に隙間が生じる。従って、この隙間からの迷光の侵入を防止するために、作業者は、この隙間を閉じるための第３隔壁３ｃを、接眼部本体６の前端面にネジ止め固定する。
【００４６】
次に、作業者は、金属板をプレスすることによって下側接続板７を形成し、その内面における後端縁に２つのアングル部材２４，２４を溶接固定し、また、その内面における前端縁に２つのステー２７を溶接固定し、さらに、その両側壁の上縁の内側に夫々連結板２０，２０を溶接固定する。そして、この下側接続板７を、接眼部本体６の取付代６ａに嵌合させた後、下側接続板７を貫通させた各固定ネジ１９を取付代６ａに夫々ねじ込むとともに、各アングル部材２４，２４を夫々接眼部本体６の前端面にネジ止め固定することにより、この下側接続板７を接眼部本体６に固定する。そして、作業者は、この下側接続板７に、ＬＣＤパネル２を固定したパネル枠２３，各スイッチＳ，ケーブルＫ，並びに、図示せぬバックライトや表示回路を組み込むことによって、モニタ部Ａの内部構成を完成させる。
【００４７】
次に、作業者は、予めその上下両縁に夫々２個づつステー２５をネジ止め固定しておいた板状の第２隔壁３ｂを、下側接続板７における接眼部本体６とパネル枠２３との間に挿入する。このとき、第２隔壁３ｂの後端縁を第３隔壁３ｃに摺接させるようにすると、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分がパネル枠２３に引掛かることなく、第２隔壁３ｂを挿入させることができる。そして、第２隔壁３ｂの下側縁が下側接続板７に接触する位置まで第２隔壁３ｂを挿入した時点で、作業者は、この第２隔壁３ｂを前方（ＬＣＤパネル２側）にずらし、その前端縁の突出部分をパネル枠２３の窓２３ａに填め込む。そして、下側接続板７の下面側から各長孔７ｂ，７ｂに夫々固定ビス２６を挿入して各ステー２５，２５にねじ込んで、第２隔壁３ｂの仮止めを行う。
【００４８】
次に、作業者は、既にその内部構成を完成してあるモニタ部Ａ及び図示せぬ撮像部を動作させ、ＬＣＤパネル２の表示画面上に、映像（左右の像が境界線を介して隣接して表示されている映像）をテスト表示させる。そして、第２隔壁３ｂの先端縁をずらして、表示画面上に表示された左右の映像の境界線に合致させる。同様に、第２隔壁３ｂの後端縁をずらして、第３隔壁３ｃの中心に合致させる。このようにして、第２隔壁３ｂの位置決めが完了すると、作業者は、両固定ビス２６，２６を更に締め込んで、第２隔壁３ｂの固定を完了する。このように、第２隔壁３ｂは、第１隔壁３ａから分離されているので、ＬＣＤパネル２の表示画面に表示された左右の映像の境界線の位置に応じて移動調整することができる。これにより、左右の各映像からの光を夫々に対応する眼Ｉに入射させることができるので、より、立体像の観察がし易くなる。なお、このような第２隔壁３ｂの移動を可能にするために、第１隔壁３ａと第２隔壁３ｂとの間は離間しているが、この隙間には、第１隔壁３ａに対して直交する方向を向いた第３隔壁３ｃが配置されているので、この隙間を通った光が、各楔プリズム４，４を透過して接眼光学系５内に入射する可能性は殆どない。
【００４９】
次に、作業者は、金属板をプレスすることによって上側接続板８を形成し、その外側開口端に２つのステー２７を溶接固定する。そして、この上側接続板８を、接眼部本体６の取付代６ａに嵌合させた後、上側接続板８を貫通させた各固定ネジ２１を取付代６ａに夫々ねじ込むとともに、上側接続板８を貫通させた各固定ネジ２２を夫々各連結板２０，２０にねじ込むことにより、この上側接続板８を接眼部本体６及び下側接続板７に対して固定する。そして、作業者は、この上側接続板８の上面側から各長孔８ｂ，８ｂに夫々固定ビス２６を挿入して各ステー２５，２５にねじ込むことにより、第２隔壁３ｂを固定する。
【００５０】
以上の後に、作業者は、下側接続板８及び上側接続板７の前端に、背板９をはめ込み、この背板９を貫通させた各固定ネジ２８を夫々各ステー２７にねじ込むことにより、この背板９を固定する。以上により、双眼観察用モニタ１が完成する。
（双眼観察用モニタの作用）
以上のように組み立てられた双眼観察用モニタ１に対して、図示せぬ撮像部によって観察対象物を撮像して得られた画像信号を入力すると、ＬＣＤパネル２の表示画面における右側像表示領域（接眼部Ｃ側から見て第２隔壁３ｂに接している箇所よりも右側の領域）２ａには、図示せぬ撮像部における右側の撮影光学系によって撮像された映像が表示され、左側像表示領域（接眼部Ｃ側から見て第２隔壁３ｂに接している箇所よりも左側の領域）２ｂには、図示せぬ撮像部における左側の撮影光学系によって撮像された映像が表示される。これら各表示領域２ａ，２ｂから射出された光は、隔壁３（第２隔壁３ｂ）の両側において夫々、発散しつつ各楔プリズム４に入射し、これら各楔プリズム４によって隔壁３（第１隔壁３ａ）から離れて行く方向へ屈折され、各接眼光学系５へ入射する。
【００５１】
各楔プリズム４は、第２隔壁３ｂとは逆側に位置する端部にて、接眼部本体６のプリズム収容空間６ｂに固定されている。従って、各楔プリズム４における第２隔壁３ｂに近接した端部は、その全ての領域において光を透過することができる。その結果、各表示領域２ａ，２ｂにおける隔壁３（第２隔壁３ｂ）に近接した部位から射出された光であっても、楔プリズム４の不透過領域によってケられることなく、効率良く各接眼光学系５に入射することができる。
【００５２】
このように各接眼光学系５に入射した光は、各接眼光学系５によって屈折されて、各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像を、拡大して、例えば前方１ｍの位置に形成する。このとき、各表示領域２ａ，２ｂに表示された映像の虚像の外縁同士は、互いに重なっている。従って、その中心と観察者の左右の眼Ｉとを結ぶ線は、観察者の眉間の前方にて交差するので、自然な輻輳角（眼の水晶体の変形量に基づく距離感と同じ有限の距離感が得られる輻輳角）にて、観察者はこれら虚像を観察することができるのである。但し、これら各虚像に含まれる個々の像は、立体視用であるが故に、少しづつずれている。従って、これら個々の像に対する輻輳角の相違に基づいて、立体感を観察者に与えることができるのである。
【００５３】
なお、各接眼光学系５は、そのコバの一部が平面状に切り欠かれており、その切欠面Ｐ，Ｐ同士を近接して、両接眼光学系５，５を接眼部本体６内に固定してあるので、各接眼光学系５の光軸同士の間隔よりも各接眼光学系５の径を大きく確保することができる。その結果、射出瞳を大きくすることができるとともに、アイポイントを長く取ることができるので、双眼観察用モニタ１による観察がより容易になる。また、各接眼光学系５の光軸間の距離を正確に出すことができるので、その光学性能の向上につながる。
【００５４】
本実施形態による双眼観察用モニタ１は、接眼部本体６に取り付けられたマウント部材２９のみを介して、図示せぬ可動アームの先端Ｆに固定されている。従って、双眼観察用モニタ１全体の荷重がこの接眼部本体６に掛かることになるが、この接眼部本体６は、金属ブロックから削り出されることによって形成されており、この接眼部本体６内に各楔プリズム４，４及び各接眼光学系５，５が固定されているので、これら各光学部材同士の位置が狂うことはない。また、モニタ部Ａの重量に因るモーメントが下側接続板７及び上側接続板８に掛かるが、モニタ部Ａは軽いので、板状部材からなるこれら下側接続板７及び上側接続板８であっても、強度上の問題は生じない。
【００５５】
また、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、モニタ部Ａ内に内蔵された図示せぬ表示回路を操作するための各スイッチＳが、下側接続板７の段差壁７ａにおける観察者側を向いた外面に取り付けられている。従って、接眼光学系５を覗きながら各スイッチＳを操作することができるので、操作が容易になるという利点を有する。
【００５６】
さらに、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、モニタ部Ａと接続部Ｂの筐体が、共通の部材（下側接続板７及び上側接続板８）により構成されている。従って、部品点数及び接合箇所の数が少なくて済むので、全体としての軽量化が可能になるとともに、強度上も有利である。また、接眼部本体６とＬＣＤパネル２のパネル枠２３との間に介在してそれらの間の距離を規定する部材が、下側接続板７（上側接続板８）のみであるので、その距離が設計値からずれてしまうおそれが殆どない。
【００５７】
また、本実施形態による双眼観察用モニタ１では、接続部Ｂの筐体が上下に分割可能な構成（下側接続板７及び上側接続板８）であるので、例えば、撮像部における機械的なズレや水平同期タイミングのズレ等によってＬＣＤパネル２の表示画面における右側像表示領域２ａと左側像表示領域２ｂの境界線がずれた場合であっても、上側接続板８のみを外して第２隔壁３ｂの位置を調整して、その前側縁を両表示領域２ａ，２ｂの境界線に合致させ直すことができる。このとき、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分はＬＣＤパネル２の表示画面に接触していないので、この調整時において第２隔壁３ｂがＬＣＤパネル２の表示画面を傷つけてしまうことがない。但し、第２隔壁３ｂの前端縁の突出部分は限りなくＬＣＤパネル２の表面に近接しているので、左右の各表示領域２ａ，２ｂからの光が混合してしまうことはない。また、この第２隔壁３ｂは薄板から構成されているので、ＬＣＤパネル２上の映像を隠してしまうことがない。
【００５８】
【実施形態２】
図１７は、本発明の第２の実施の形態である双眼観察用モニタ１の縦断面図である。本第２実施形態は、上述した第１実施形態と比較し、下側接続板７に段差壁７ａが形成されておらず、その下面が平面状となっている。本第２実施形態では、その代わりに、モニタ部Ａ内の図示せぬ表示回路を操作するための各スイッチＳが、接眼部本体６の下面に固定された箱状の操作パネル３０における後端面（観察者側の面）に設けられている。本第２実施形態におけるその他の構成及び作用は、上述した第１実施形態のものと全く同じであるので、その説明を省略する。
【００５９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の双眼観察用モニタによると、ディスプレイ上に表示されている左右の映像の境界線が左右にずれても、この境界線のズレに応じて可動隔壁の前端縁を移動調整することができるので、何れか一方の眼で観察されるべき画像が隔壁の反対側へ移動してしまうことを防ぐことができる。その結果、映像のケラれを防止することができ、映像の全域を立体観察させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による双眼観察用モニタの正面図
【図２】図１の矢印II方向から見た平面図
【図３】図１の矢印III方向から見た側面図
【図４】図１，図３，図５〜図８のIV−IV線に沿った横断面図
【図５】図１，図２，図４，図６〜図８のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図
【図６】図５のVI−VI線に沿った縦断面図
【図７】図５のVII−VII線に沿った縦断面図
【図８】図５のVIII−VIII線に沿った縦断面図
【図９】楔プリズムの形状を示す図であり、（ａ）は第１面の端面図，（ｂ）は（ａ）のIX−IX線に沿った横断面図であり、（ｃ）は第２面の端面図
【図１０】接眼光学系を構成するレンズの形状を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った横断面図
【図１１】間隔環の形状を示す図であり、（ａ）はその一部断面端面図，（ｂ）はその一部断面側面図
【図１２】レンズ固定リングの形状を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のXII−XII線に沿った横断面図
【図１３】接眼ユニットの構成を示す図であり、（ａ）はその端面図，（ｂ）は（ａ）のXIII−XIII線に沿った横断面図
【図１４】本発明の第１実施形態による双眼観察用モニタの光学構成の概略説明図
【図１５】楔プリズムがない場合における視線を示す図
【図１６】有限距離に存する物体を見る場合における視線を示す図
【図１７】本発明の第２実施形態による双眼観察用モニタの縦断面図
【符号の説明】
２ＬＣＤパネル
３隔壁
３ａ第１隔壁
３ｂ第２隔壁
３ｃ第３隔壁
４楔プリズム
５接眼光学系
７ｂ長孔
８ｂ長孔
２３パネル枠
２３ａ窓
２５ステー
２６固定ビス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention displays two images obtained with respect to the same observation object side by side on the left and right sides of the display, and displays the images displayed on the display via eyepiece optical systems respectively prepared for the left and right eyes. The present invention relates to a binocular observation monitor that enables observation.
[0002]
[Prior art]
Conventional binocular observation monitors of this type generally have a monitor unit with a built-in display, left and right eyepiece optical systems, and a convergence angle correction wedge as disclosed in, for example, FIG. 3 of Japanese Patent Publication No. 2607828. It has a configuration in which an eyepiece unit storing a prism is connected via a box-glass type connection unit. A partition that divides the left and right optical paths between the boundary line of the left and right images on the display and the boundary of the left and right optical systems (wedge prism and eyepiece optical system) in the eyepiece is fixed in the connection portion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the left and right images displayed on the display due to the horizontal synchronization timing shift in the video signal input to the display, the mechanical shift in the imaging device that generates the video signal, the display mounting error, etc. The boundary of can get to the left and right.
[0004]
However, since the partition wall is conventionally fixed with respect to the connecting portion, if the boundary line between the left and right images displayed on the display is shifted to the left and right, the image to be observed with either eye A part moves to the opposite side of the partition wall. In such a state, a portion of the image that has moved to the opposite side of the partition wall will be vignetted, and stereoscopic observation will no longer be possible. In addition, since the range of images that can be observed differs depending on the left and right eyes, there arises a problem of causing fatigue in the eyes and optic nerve of the observer.
[0005]
Therefore, the present invention prevents the image to be observed with any one eye from moving to the opposite side of the partition wall even if the boundary between the left and right images displayed on the display is shifted to the left and right, Accordingly, it is an object to provide a binocular observation monitor that can observe the entire area of the video.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the binocular observation monitor of the present invention employs the following configuration. That is, the invention described in claim 1 is a display that displays two images obtained from the same observation object side by side, and a left and right eyepiece for individually observing each image displayed on the display. A binocular observation monitor having an optical system and a partition wall that blocks light rays between a boundary line of each image displayed on the display and a boundary of the left and right eyepiece optical systems, the partition wall having a front edge Is a plate-shaped movable partition wall that is attached to the display so as to be movable in the left-right direction at a position close to the display, a position close to the rear edge of the movable partition wall, and a boundary between the left and right eyepiece optical systems. It divides | segments into the plate-shaped fixed partition fixed between these.
[0007]
With such a configuration, the partition wall is divided into a fixed partition wall and a movable partition wall that prevent light leakage between the eyepiece optical systems. Therefore, the front edge of the movable partition wall is the boundary of the image displayed on the display. The movement can be adjusted according to the position of the line. By performing such movement adjustment, even if the boundary line of the image displayed on the display is shifted in the left-right direction, the light from the image on the left side is moved by moving the movable partition wall in accordance with this shift. And the light from the image on the right side can be divided on both sides of the partition wall, so that vignetting of the image can be eliminated.
[0008]
The display may be an LCD panel or a CRT. The video displayed on the display may be obtained by imaging an actual object, or may be created by computer graphics or animation technology. Moreover, it is good also as an image obtained by imaging (or drawing) an observation object from two viewpoints set apart from a certain baseline length. In the case of such an image, stereoscopic observation can be performed using this binocular observation monitor.
[0009]
The binocular observation monitor according to claim 2 refracts the light emitted from the display between the display of claim 1 and each of the eyepiece optical systems in a direction that matches the eye width of the observer. A pair of wedge prisms that are incident on the eyepiece optical system, and the fixed partition is fixed between the pair of wedge prisms and the boundary between the left and right eyepiece optical systems. , Specified. With such a configuration, the vergence angle of the observer's eyes becomes a natural angle when observing an object existing at a finite distance, so that observation can be performed without fatigue.
[0010]
In the binocular observation monitor according to claim 3, a third partition made of a plate-shaped member facing a direction orthogonal to the fixed partition is disposed between the movable partition and the fixed partition according to claim 1. It is what we have identified. If comprised in this way, it will prevent that the light which passed through the clearance gap between a fixed partition and a movable partition will enter into an eyepiece optical system.
[0011]
The binocular observation monitor according to claim 4 refracts light emitted from the display between the display of claim 3 and each of the eyepiece optical systems in a direction that matches the eye width of the observer. A pair of wedge prisms that enter the eyepiece optical system is disposed, and the third partition wall is specified by covering a gap between the pair of wedge prisms. If comprised in this way, it will prevent that the light passes through the clearance gap between each prism and will inject into an eyepiece optical system.
[0012]
The binocular observation monitor according to claim 5 is characterized in that the display of claim 1 is fixed to the frame member, and the front edge of the movable partition wall is in contact only with the surface of the frame member. It is a thing. If comprised in this way, since the front-end edge of a movable partition does not contact the surface of a display, it is prevented that the surface of this display is damaged.
[0013]
The binocular observation monitor according to claim 6 is specified by applying a matte black coating on at least the side surfaces of the pair of wedge prisms according to claim 2 or 4 that are close to each other. With such a configuration, irregular reflection on the side surface of each wedge prism is prevented, and the black coating itself functions as a partition, so that light leaks from the side surface of one wedge prism and the other eyepiece optical system. It is prevented that the light enters the light source.
[0014]
Further, in the binocular observation monitor according to claim 7, each eyepiece optical system according to claim 1 has a cut-out surface having a shape in which a part of the cylindrical edge is cut out in parallel with the optical axis. The fixed partition wall is specified by being disposed between the cut-out surfaces of the both eyepiece optical systems. With this configuration, it is possible to prevent light from leaking from one eyepiece optical system and entering the other eyepiece optical system.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
Embodiment 1
The binocular observation monitor according to the first embodiment described below is incorporated as an observation unit of a binocular microscope system, for example. This binocular microscope system is an apparatus for observing a minute test object in a three-dimensionally enlarged manner, and has an imaging unit in addition to a binocular observation monitor. The imaging unit includes a pair of microscope optical systems arranged side by side with a predetermined baseline length, and a relay optical system that guides enlarged images of the test objects respectively formed by these microscope optical systems to positions adjacent to each other. A video camera that picks up the left and right enlarged images arranged by the relay optical system on the same imaging surface, and inputs image data output from the video camera to the binocular observation monitor.
(Schematic optical configuration of binocular observation monitor)
FIG. 14 is a schematic optical configuration diagram showing the binocular observation monitor 1. As shown in FIG. 14, the binocular observation monitor 1 includes an LCD (Liquid Crystal Display) panel 2 that displays an image according to image data, and a boundary line between the left and right images displayed on the LCD panel 2. A partition wall 3 which is fixed vertically with respect to the LCD panel 2 with its one side close, and a pair of wedge prisms 4 fixed on both sides of the partition wall 3 with the apex angles of the wedges facing each other; A pair of eyepiece optical systems 5 disposed on both sides of the partition wall 3 so as to face the LCD panel 2 with the wedge prism 4 interposed therebetween are provided as main optical components. In the following, the side on which the LCD panel 2 is located (left side in FIG. 14) is referred to as the front, and the side on which the eyepiece optical system 5 is located (right side in FIG. 14) is referred to as the rear.
[0017]
The LCD panel 2 described above has a display screen with an aspect ratio of approximately 1: 2, and the display screen displays a right image (an image formed by the right microscope optical system in the imaging unit) for convenience. Area (hereinafter referred to as “right image display area 2a”) and a left image (image formed by the left microscope optical system in the imaging unit) (hereinafter referred to as “left image display area 2b”). And). However, the left and right video boundary lines displayed on the LCD panel 2 are aligned in the horizontal direction (due to the mechanical error of each part in the imaging unit, the synchronization timing shift in the display circuit (not shown) in the binocular observation monitor 1, and the like. May be displaced in the direction of the scanning line). Therefore, the right image display area 2a and the left image display area 2b are not fixed and inevitably vary depending on the state of the video.
[0018]
The partition 3 described above separates the optical path of the light emitted from the right image display area 2a of the LCD panel 2 from the optical path of the light emitted from the left image display area 2b, so that both lights are mixed with each other. To prevent it.
[0019]
Each eyepiece optical system 5 enlarges and forms a virtual image of the image displayed on each display region 2a, 2b of the LCD panel 2 at a position of a finite distance (for example, 1 m) further in front of the LCD panel 2. . The distance between the optical axes of these eyepiece optical systems 5 is set in accordance with the standard eye width of adults. On the other hand, in order to facilitate observation by increasing the diameter of the exit pupil and taking a long eye point, the outer diameter of each eyepiece optical system 5 must be made as large as possible. Therefore, the cylindrical edge of each lens constituting each eyepiece optical system 5 has a shape that is cut out in a plane parallel to the optical axis at a portion close to the partition wall 3, as shown in FIG. The planar cut-out surface (notch-shaped surface) P is disposed so as to be in contact with the partition wall 3. As a result, it is possible to ensure a large outer diameter while keeping the distance between the optical axes of each eyepiece optical system 5 constant. 10A is a front view of the lens 5a constituting the eyepiece optical system 5, and FIG. 10B is a longitudinal sectional view taken along line XX in FIG.
[0020]
FIG. 9 shows the shape of the wedge prism 4 disposed between each eyepiece optical system 5 and the LCD panel 2. 9A shows the surface of the wedge prism 4 on the LCD panel 2 side (hereinafter referred to as “first surface 4a”), and FIG. 9C shows the surface of the wedge prism 4 on the eyepiece optical system 5 side. (Hereinafter referred to as “second surface 4b”), and FIG. 5B shows a cross section taken along line IX-IX in FIGS. As shown in these drawings, the wedge prism 4 has a substantially square front shape. The first surface 4a is a plane parallel to the display surface of the LCD panel 2, and the second surface 4b is an inclined surface that is inclined with respect to the first surface 4a. However, the vicinity of the outer edge of the second surface 4b on the side away from the partition wall 3 is a fixed surface 4c parallel to the first surface 4a over a predetermined width. Each wedge prism 4 is fixed such that the side surface 4d on the side where the first surface 4a and the second surface 4b approach each other is brought close to the partition wall 3. Accordingly, as shown in FIG. 14, for example, the light beam D in the case of observing the center of each display area 2a, 2b of the LCD panel 2 is once refracted by each wedge prism 4 after being directed toward the partition wall 3. 3 and follows the optical path that passes through the eyepiece optical system 5 and enters the eye I of the observer. The reason for adopting such a configuration is as follows.
[0021]
Now, when the LCD panel 2 arranged at a finite distance is directly observed with both eyes in the absence of the wedge prism 4 and the eyepiece optical system 5, as shown in FIG. 16, the left and right lines of sight are displayed on the LCD panel. It is normal to face inward so as to cross each other. That is, the left and right lines of sight are adjusted so as to intersect each other on the object to be observed, and at the same time, the lens is deformed so that the focus is adjusted so that the image of the object is formed on the retina.
[0022]
However, when the different display areas 2a and 2b of the LCD panel 2 are observed with the left and right eyes, for example, when the distance between the centers of the display areas and the eye width are substantially the same, as shown in FIG. The left and right eyes must be almost parallel. That is, the line of sight is in the state of observing an object at infinity, and the lens is deformed and focused so that the image of the display surface of the LCD panel 2 arranged at a finite distance is formed on the retina. Special training is required, and even if it is acquired through training, it can be very painful mentally and physically if it is continued for a long time. In addition, in such an unnatural state, there is a problem that it is difficult to grasp a sense of distance with respect to the object.
[0023]
Therefore, by interposing the wedge prism 4 and the eyepiece optical system 5 as described above, a convergence angle equivalent to the case where the viewpoint is placed at a finite distance position as shown by the dotted line in FIG. The display areas 2a and 2b of the LCD panel 2 can be observed with ease. In addition, while the deformation amount of the lens is always constant, the convergence angle varies depending on the image to be noticed (this gives a three-dimensional effect), so the distance recognized based on the convergence angle and the lens The distance recognized based on the amount of deformation does not always match, but if there is a slight deviation, the observer's sense of distance will not be distorted.
(Detailed machine configuration of the stereoscopic observation device)
Next, a detailed mechanical configuration of the binocular observation monitor 1 incorporating the optical system having the above-described schematic configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing the binocular observation monitor 1 as seen from the eyepiece optical system 3 side, and FIG. 2 is a plan view showing the state as seen from the direction of arrow II in FIG. These are side views which show the state seen from the arrow III direction in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the alternate long and two short dashes line IV-IV in FIGS. 1 and 3 (and FIGS. 5 to 8). FIG. And it is a longitudinal cross-sectional view along the dashed-dotted line VV shown to FIG. 6 thru | or FIG. Further, FIGS. 6, 7, and 8 are longitudinal sectional views taken along lines VI-VI, VII-VII, and VIII-VIII shown in FIG. 4, respectively.
[0024]
As shown in FIG. 4, the binocular observation monitor 1 includes a monitor unit A incorporating an LCD panel 2, an eyepiece unit C incorporating a pair of wedge prisms 4, 4 and eyepiece optical systems 5, 5, and These can be divided into connection portions B that connect the monitor portion A and the eyepiece portion C. The binocular observation monitor 1 has a symmetrical shape via a center line (that is, the partition wall 3) along the front-rear direction (the left-right direction in FIGS. 2 and 4). Therefore, in the following description, the left and right symmetrical portions will be described with respect to the configuration on the left side when viewed from the observer looking into the eyepiece optical system 5 unless otherwise specified. As shown in FIGS. 1 to 3, the external appearance of the binocular observation monitor 1 is a flat box shape having a substantially square plane and a rectangular front with rounded corners. A member that forms the box-shaped appearance is a casing that forms the bottom surface of the eyepiece body 6, the connection portion B and the monitor portion A that form the outermost cylinder of the eyepiece portion C, and the lower side of both side walls. Plate-like lower connection plate 7 as a body member, plate-like upper connection plate 8 as a cover member that forms the upper quarter of both the upper surface and both side wall surfaces of connection portion B and monitor portion A, and lower connection connection The plate-like back plate 9 forms the back surface of the monitor part A by closing the front ends of the plate 7 and the upper connection plate 8.
[0025]
Next, the structure of the eyepiece C will be described. The eyepiece main body 6 described above is formed by cutting out a metal block. The front surface and the outer peripheral surface form the appearance of the binocular observation monitor 1 as described above. The constant width region at the front edge (the left side in FIGS. 4 and 5) on the outer peripheral surface is the lower connection plate described above. As the mounting allowance 6 a for the upper connection plate 7 and the upper connection plate 8, the thickness of the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 is dug down in parallel.
[0026]
Also, a prism housing space 6b for housing both wedge prisms 4 and 4 is bored from the front end surface (the left end surface in FIGS. 4 and 5) of the eyepiece main body 6. On the other hand, a lens housing space 6c for housing the left and right lens frames 13 and 13 that directly hold the eyepiece optical systems 5 is bored from the front of the eyepiece main body 6. The prism housing space 6b and the lens housing space 6c communicate with each other.
[0027]
Among these, the prism accommodating space 6b has an inner surface shape with a rectangular longitudinal section as shown in FIG. 7 in order to accommodate both wedge prisms 4 and 4 having a substantially square front shape as described above. Yes. However, the vertical width of the prism accommodating space 6b is slightly larger than the height of the wedge prisms 4 and 4. As a result, a prism pressing plate 10, which is a rectangular plate having a width substantially the same as the front and rear width of the wedge prism 4, is inserted into the gap formed between the upper surface of the wedge prism 4 and the ceiling surface of the prism accommodating space 6 b. It is included. And the screw hole 6d for fixing screws 11 has penetrated in the four places in total between the ceiling surface of the prism accommodation space 6b, and the attachment allowance 6a. Accordingly, each prism holding plate 10 is pressed against the wedge prism 4 by the tips of the two fixing screws 11 screwed into the respective screw holes 6d, whereby each wedge prism 4 is placed in the prism accommodating space 6b. It is applied to the bottom of the and fixed.
[0028]
Further, the depth in the front-rear direction of the prism accommodating space 6b is slightly smaller than the maximum front-rear width of each wedge prism 4, and at the deepest end there are flanges 6e for narrowing the prism accommodating space 6b from the left and right wall surfaces. 6e is provided integrally. The inner edges of the flanges 6e and 6e are parallel to the wall surface of the lens housing space 6c, and the width thereof matches the width of the fixed surface 4c of the wedge prism 4. Then, the fixed surface 4c of the wedge prism 4 housed in the prism housing space 6b is applied to each flange 6e. Then, on the inner end face of the eyepiece main body 6, two long plate-like prism pressing members 12 and 12 sandwiching the wedge prism 4 between the flanges 6e and 6e straddle the prism accommodating space 6b, respectively. It is fixed with screws. The wedge prisms 4 are fixed to the flanges 6e and 6e by the prism pressing members 12 and 12, respectively.
[0029]
The width of the prism accommodating space 6b in the left-right direction is slightly larger than a value obtained by doubling the width of the wedge prisms 4 and 4. The wedge prisms 4 and 4 are fixed to the inner surface of the prism accommodating space 6b in the left-right direction. At this time, a gap slightly wider than the thickness of the partition wall 3 is left between the wedge prisms 4 and 4. In order to prevent light passing through the gap from entering the eyepiece optical systems 5 and 5 as stray light, a third partition wall 3c having a width slightly wider than the gap is provided between the wedge prisms 4 and 4. The space is overlapped between the prism housing spaces 6b and fixed with screws. Further, the side surface 4d of each wedge prism 4 is provided with a matte black coating in order to prevent light transmission and reflection.
[0030]
On the other hand, the lens housing space 6c has the left and right eyepiece optical systems 5 and 5 composed of the three lenses 5a to 5c, in which a part of the edge is cut out in a flat shape as described above, with the partition wall 3 interposed therebetween. In order to accommodate the surfaces P, P facing each other, as shown in FIG. 1 and FIG. 8, it has an inner surface shape in which two cylindrical surfaces having the same curvature are arranged with their axes aligned in parallel. . The structure of the eyepiece unit L assembled in each lens frame 13 accommodated in this lens accommodating space 6c is shown in FIG. FIG. 13A is an end view of the eyepiece unit L viewed from the wedge prism 4 side, and FIG. 13B is a longitudinal sectional view taken along line XIII-XIII in FIG. . As shown in each of these drawings, the eyepiece optical system 5 included in the eyepiece unit L is a first lens 5a that is a biconvex lens in order from the LCD panel 2 side, and a negative meniscus lens that is bonded to the first lens 5a. The second lens 5b is composed of a third lens 5c which is a plano-convex lens having a slightly small diameter with the convex surface facing the LCD panel 2 side. Each of the lenses 5a to 5c has the above-described cut-out surface P on which the matte black coating is applied in the same plane parallel to the optical axis.
[0031]
The lens frame 13 described above holds the edge of the first lens 5 a and the second lens 5 b directly on the inner peripheral surface thereof, and holds the third lens 5 c via the spacing ring 14. Specifically, the lens frame 13 has the same outer diameter as the radius of curvature of the lens housing space 6c and the same inner diameter as the outer diameters of the first lens 5a and the second lens 5b. Further, an outer edge flange 13a and an inner edge flange 13b are provided at the outer edge and the inner edge at the rear end of the lens frame 13 (the right end in FIGS. 4, 5 and 13B), respectively. The inner diameter of the inner edge flange 13b is sufficiently smaller than the inner diameter of the spacing ring 14, and the amount of overhang is sufficiently larger than the amount of overhang of the outer edge flange 13a. On the other hand, the spacing ring 14 has about half the axial length of the lens frame 13, the same outer diameter as the inner diameter of the lens frame 13, and the same inner diameter as the outer diameter of the third lens 5c. An annular inner flange 14 a is formed on the inner peripheral surface of the spacing ring 14 so as to protrude. The spacing ring 14 formed in such a shape is inserted into the lens frame 13 so that the rear end thereof is in contact with the inner edge flange 13 b of the lens frame 13. As a result, the third lens 5 c is fixed in a gap formed between the inner edge flange 13 b of the lens frame 13 and the inner flange 14 a of the spacing ring 14. Further, the amount of deviation between the front ends of the lens frame 13 and the spacing ring 14 (the left end in FIGS. 4, 5 and 13B) is the same as the sum of the edge widths of the first lens 5a and the second lens 5b. is there. At the front end of the lens frame 13, an annular lens pressing ring 15 having an inner diameter slightly smaller than the inner diameter of the lens 13 frame (inner diameter other than the inner edge flange 13b) is fixed with screws. As a result, the first lens 5 a and the second lens 5 b are fixed in a gap formed between the front end of the spacing ring 14 and the lens pressing ring 15.
[0032]
As shown in FIGS. 12 and 13, the lens frame 13 and the lens pressing ring 15 described above are cut in the same plane as the notch surface P of the first lens 5a to the third lens 5b held by them. It is cut out and has an open shape. Similarly, the spacing ring 14 has a shape that is cut out and opened at a notch surface that is shifted parallel to the optical axis from the notch surfaces of the lens frame 13 and the lens pressing ring 15. Accordingly, when the lens frame 13, the spacing ring 14, and the lens pressing ring 15 are viewed from the front, they are substantially C-shaped as shown in FIGS. 11 (a), 12 (a), and 13 (a). . And in each member 13,14,15, between the substantially C-shaped opening ends produced by this notch, long plate-like reinforcement plates 16,17, 3a is fixed, and thereby deformation (change in diameter) of each member 13, 14, 15 is prevented. Specifically, as shown in FIGS. 11A, 11B, and 13B, the reinforcing plate 16 is screwed between the open ends of the spacing ring 14 as shown in FIGS. It is fixed. Further, between the open ends of the fixed ring 15, the reinforcing plate 17 is screwed and fixed in close contact with the front end surface orthogonal to the optical axis. Further, between the open ends of the lens frame 13, the reinforcing plate 3 a is screwed and fixed in close contact with the notch surface. The reinforcing plate 3a also functions as the partition wall 3 (more specifically, a fixed partition wall) described above. Therefore, hereinafter, the reinforcing plate 3a is referred to as "first partition 3a".
[0033]
As shown in FIG. 8, the first partition wall 3a has substantially the same width as the interval between the two cylindrical surfaces in the lens housing space 6c, and is disposed between the constricted portions. . Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the front end edge of the first partition 3a extends into the prism housing 6b and is close to the third partition 3c through a slight gap. In order to enable such a configuration, the prism accommodating portion 6b has a width that is slightly larger than the vertical width of the first partition 3b and the interval at the constricted portion of the lens accommodating space 6c. The first partition 3a shields the left and right optical paths from the wedge prism 4 to the third lens 5c from the other optical path.
[0034]
A step in which the outer edge flange 13a of the lens frame 13 fits is formed on the inner edge of the opening end of the lens housing space 6c described above. In addition, at the four corners of the eyepiece main body 6 and the four corners centering on the center of curvature of the lens housing space 6c and the target positions, female screw holes 6f directed from the outer surface to the center of curvature of the lens housing space 6c are respectively provided. It is formed through. The left and right eyepiece units L, L configured as described above are arranged in a state where the first partition walls 3a are in close contact with each other and the outer edge flange 13a of the lens frame 13 is fitted in the step at the opening end of the lens housing space 6c. It is inserted into the receiving space 6c and fixed with screws by fixing screws 18 screwed into the female screw holes 6f. A mount member 29 fixed to the tip F of a free arm (not shown) installed in the examination room is fixed with a screw at the center of the upper surface of the eyepiece body 6.
[0035]
Next, the monitor unit A and the connection unit B will be described together. The lower connection plate 7 described above has two positions on the lower surface of the mounting allowance 6a with its rear end (the right end in FIGS. 2, 3 and 5) fitted to the mounting allowance 6a of the eyepiece body 6. The fixing screw 19 is screwed and fixed to a female screw hole formed at one place on each side surface. Furthermore, the space between the eyepiece main body 6 and the lower connection plate 7 is firmly fixed by the two angle members 24 fixed between the prism housing space 6b and the lower surface on the front end surface of the eyepiece main body 6. ing. The portion corresponding to the monitor portion A in the lower connection plate 7 accommodates a display circuit (not shown) for driving the LCD panel based on the image signal input via the signal cable C to display an image. Therefore, a stepped wall 7 a that protrudes downward in a box shape and is perpendicular to the lower surface of the lower connection plate 7 is formed. As shown in FIGS. 1 and 8, a plurality of switches S for operating a display circuit (not shown) are provided on the outer surface of the step wall 7a. Further, on the inner surface of the portion corresponding to the connecting portion B on both side walls of the lower connecting plate 7, long plate-like connecting plates 20 and 20 having substantially the same length as the entire length of the connecting portion B are connected to the lower connection plate. The plate 7 is welded and fixed in a state where it protrudes by a certain amount from the upper edge of the plate 7 (the edge in contact with the upper connecting plate 8). In addition, the lower edge of each connection board 20 and 20 is bent 90 degree | times as a rib for distortion prevention.
[0036]
Further, the upper connection plate 8 described above has the upper surface 2 of the eyepiece main body 6 with its rear end (the right end in FIGS. 2, 3 and 5) fitted to the mounting allowance 6 a of the eyepiece main body 6. It is fixed with screws by fixing screws 21 that are passed through through holes provided in the respective locations. In such a fixed state, both side walls of the upper connection plate 8 overlap with the connecting plates 20, and the lower edges thereof are in contact with the upper edges of both side walls of the lower connection plate 7. Fixing screws 22 are screwed between the side walls of the upper connection plate 8 and the connection plates 20 that overlap in this way, whereby the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 are connected. Yes.
[0037]
Between the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 fixed to the connection portion main body 6 as described above, a panel frame 23 as a frame member that separates the monitor portion A and the connection portion B is provided on the lower side. The connecting plate 7 is fixed in close contact with the inner surface of the step wall 7a. Both side edges of the panel frame 23 are bent at a right angle toward the monitor part A as shown in FIG. The bent portion is in close contact with the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 (fixed to the lower connection plate 7). As shown in FIG. 6, a rectangular window 23a having an aspect ratio of approximately 1: 2 is opened at the center of the portion of the panel frame 23 facing the connection portion B. The LCD panel 2 is fixed to the surface of the panel frame 23 on the monitor unit A side with the display screen exposed in the window 23a.
[0038]
The space (connection portion B) surrounded by the eyepiece body 6, the lower connection plate 7, the upper connection plate 8, the panel frame 23, and the LCD panel 2 described above includes the left and right first partition walls 3 a and 3 a and the first partition walls 3 a and 3 a. The left and right optical paths are separated by a plate-like second partition 3b (movable partition) that forms the partition 3 together with the three partitions 3c. The upper and lower edges of the second partition wall 3b are linear and contact the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8, respectively. Further, the front end edge (the left side edge in FIGS. 4 and 5) of the second partition 3b protrudes in a rectangular shape along the concave cross section formed by the window 23a of the panel frame 23 and the LCD panel 2, and this protruding portion is The window 23a of the panel frame 23 is inserted. However, since the protruding amount of the protruding portion is smaller than the thickness of the panel frame 23, the front edge of the second partition 3b abuts only on the surface of the panel frame 23 and is slightly separated from the surface of the LCD panel 2. Yes. On the other hand, the rear edge of the second partition 3b is linear, and a gap corresponding to the thickness of the panel frame 23 is opened between the second partition 3b and the third partition 3c.
[0039]
Two stays 25, 25 each having an L-shaped cross section are fixed by screws in the vicinity of the upper and lower edges of the second partition wall 3b having such a shape. The bent end portions of the stays 25 are arranged in parallel with the upper and lower edges of the second partition wall 3b, and are in contact with the inner surfaces of the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8, respectively. Further, at the portions of the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 that are in contact with the end portions of the respective stays 25, the long holes 7 b and 8 b are respectively directed in the direction parallel to the LCD panel 2. It is worn. A fixing screw 26 is passed through the long holes 7b and 8b from the outside of the connection plates 7 and 8, respectively. And the 2nd partition 3 is being fixed with respect to the lower side connection board 7 and the upper side connection board 8 by screwing the front-end | tip of each fixing screw 26 in the edge part of each stay 25. As shown in FIG. The second partition 3b can be translated in a direction parallel to the LCD panel 2 within the stroke range of the long holes 7b and 8b, and can be slightly rotated on the inner surface of the lower connection plate 8. is there.
[0040]
On the other hand, the above-described back plate 9 is fitted into the front ends of the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 without a gap. The back plate 9 is fixed to the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 via a stay 27 having an L-shaped cross section fixed to the four corners by fixing screws 28. In the space (monitor part A) surrounded by the lower connection plate 7, the upper connection plate 8, the panel frame 23 and the LCD panel 2, and the back plate 9, in addition to the display circuit described above, A backlight (not shown) that irradiates transmitted light from is incorporated.
(Binocular observation monitor assembly procedure)
Next, a procedure for assembling the binocular observation monitor 1 having the above-described configuration will be described below.
[0041]
First, the operator assembles the left and right eyepiece units L, L. In other words, the worker forms notched surfaces in the lens frame 13, the spacing ring 14, and the lens fixing ring 15 respectively cut out from the metal block. Then, the reinforcing plates 3a, 16 and 17 are fixed by screws to the open ends formed by the notches, respectively. Then, after the third lens 5c is fitted into the interval ring 14, it is inserted into the lens frame 13 from the front end side opening, and is composed of the first lens 5a and the second lens 5b so as to contact the front end of the interval ring 14. The cemented lens is inserted into the lens frame 13. Finally, the eyepiece unit L is completed by fixing the first lens 5 a with the lens fixing ring 15.
[0042]
Next, the operator places the left and right eyepiece units L, L in a state where the first partition walls 3a, 3a are in close contact with each other in the eyepiece housing space 6c of the eyepiece body 6 cut out from the metal block. Insert. Then, each eyepiece unit L, L was positioned by fitting the outer edge flange of the lens frame 13 into the step formed at the opening end of the eyepiece housing space 6c, and then screwed into each female screw hole 6f. By fixing the fixing screw 18 into the outer peripheral surface of the lens frame 13, the fixing of the both eyepiece units L, L is completed. At this time, the tips of the first partition walls 3a and 3a are inserted into the center of the prism accommodating space 6b as described above.
[0043]
Next, the operator inserts the wedge prisms 4 and 4 into the left and right spaces in the prism accommodating space 6b defined by the first partition walls 3a and 3a, respectively. At this time, each wedge prism 4 is disposed in a state where the fixed surface 4c is applied to the flange 6e and the side surface adjacent to the fixed surface 4c is applied to the inner surface of the prism accommodating space 6b. The prism pressing members 12 and 12 are fixed to the inner end surface of the eyepiece main body 6 with screws, thereby positioning the wedge prisms 4 in the optical axis direction. Thus, since the wedge prisms 4 and 4 are fixed from the front end side, the assembly becomes easy.
[0044]
The operator further inserts the prism pressing plates 10 into the gaps formed between the upper side surface of each wedge prism 4 and the inner wall of the prism accommodating space 6b. Then, the wedge prisms 4 and 4 are pressed against the bottom surface of the prism accommodating space 6b through the prism pressing plates 10 and 10 at the tips of the fixing screws 11 screwed into the screw holes 6d of the eyepiece body. The positioning of each wedge prism 4 and 4 in the direction perpendicular to the optical axis is completed. In this way, the wedge prisms 4 and 4 are fixed by applying a total of three surfaces, so that the inclined surface of the second surface 4b is accurately set. As a result, the left and right line of sight faces the direction of the object at a finite distance, so that the eyes of the observer and the stereoscopic observation are not obstructed.
[0045]
When the positioning of the wedge prisms 4 and 4 as described above is completed, a gap is generated between the wedge prisms 4 and 4 and the first partition 3a. Therefore, in order to prevent the intrusion of stray light from the gap, the operator screws and fixes the third partition 3c for closing the gap to the front end surface of the eyepiece main body 6.
[0046]
Next, the operator forms the lower connection plate 7 by pressing the metal plate, welds and fixes the two angle members 24 and 24 to the rear end edge on the inner surface, and also attaches to the front end edge on the inner surface. The two stays 27 are welded and fixed, and the connecting plates 20 and 20 are welded and fixed inside the upper edges of both side walls. Then, after this lower connection plate 7 is fitted to the mounting allowance 6a of the eyepiece body 6, each fixing screw 19 penetrating the lower connection plate 7 is screwed into the mounting allowance 6a, and each angle The lower connection plate 7 is fixed to the eyepiece body 6 by fixing the members 24 and 24 to the front end surface of the eyepiece body 6 with screws. Then, the operator incorporates the panel frame 23 to which the LCD panel 2 is fixed, each switch S, the cable K, and a backlight and a display circuit (not shown) into the lower connection plate 7, thereby Complete the internal structure.
[0047]
Next, the operator attaches the plate-like second partition wall 3b, in which two stays 25 are fixed to the upper and lower edges in advance, to the eyepiece main body 6 and the panel frame on the lower connection plate 7. 23. At this time, if the rear end edge of the second partition wall 3b is brought into sliding contact with the third partition wall 3c, the protruding portion of the front end edge of the second partition wall 3b is not caught by the panel frame 23, and the second partition wall 3b is inserted. Can be made. When the second partition 3b is inserted until the lower edge of the second partition 3b contacts the lower connection plate 7, the operator shifts the second partition 3b forward (to the LCD panel 2 side). The protruding portion of the front end edge is fitted into the window 23 a of the panel frame 23. Then, fixing screws 26 are inserted into the long holes 7b and 7b from the lower surface side of the lower connection plate 7 and screwed into the stays 25 and 25, respectively, to temporarily fix the second partition 3b.
[0048]
Next, the operator operates the monitor unit A and the imaging unit (not shown) whose internal configuration has already been completed, and the video (the left and right images are adjacent to each other via the boundary line) on the display screen of the LCD panel 2. Display the video). Then, the leading edge of the second partition wall 3b is shifted to match the left and right video boundary lines displayed on the display screen. Similarly, the rear end edge of the second partition 3b is shifted to match the center of the third partition 3c. Thus, when the positioning of the second partition 3b is completed, the operator further tightens both the fixing screws 26 and 26 to complete the fixing of the second partition 3b. As described above, since the second partition 3b is separated from the first partition 3a, the movement can be adjusted according to the position of the boundary line of the left and right images displayed on the display screen of the LCD panel 2. Thereby, since the light from each of the left and right images can be incident on the corresponding eyes I, it is easier to observe the stereoscopic image. In order to enable such movement of the second partition 3b, the first partition 3a and the second partition 3b are separated from each other, but this gap is orthogonal to the first partition 3a. Since the third partition wall 3c facing in the direction is arranged, there is almost no possibility that the light passing through the gap passes through the wedge prisms 4 and 4 and enters the eyepiece optical system 5.
[0049]
Next, the operator forms the upper connection plate 8 by pressing the metal plate, and welds and fixes the two stays 27 to the outer opening end. Then, after the upper connection plate 8 is fitted to the mounting allowance 6a of the eyepiece main body 6, each fixing screw 21 penetrating the upper connection plate 8 is screwed into the mounting allowance 6a. The upper connection plate 8 is fixed to the eyepiece main body 6 and the lower connection plate 7 by screwing the fixing screws 22 that pass through each of the fixing screws 22 into the connecting plates 20 and 20 respectively. Then, the operator fixes the second partition wall 3b by inserting the fixing screws 26 into the long holes 8b and 8b from the upper surface side of the upper connection plate 8 and screwing them into the stays 25 and 25, respectively.
[0050]
After the above, the operator inserts the back plate 9 into the front ends of the lower connection plate 8 and the upper connection plate 7 and screwes each fixing screw 28 penetrating the back plate 9 into each stay 27, respectively. The back plate 9 is fixed. Thus, the binocular observation monitor 1 is completed.
(Operation of binocular observation monitor)
When an image signal obtained by imaging an observation object by an imaging unit (not shown) is input to the binocular observation monitor 1 assembled as described above, a right-side image display area (on the display screen of the LCD panel 2) In the region 2a on the right side of the portion in contact with the second partition wall 3b when viewed from the eyepiece C side, the image captured by the right imaging optical system in the imaging unit (not shown) is displayed, and the left image display In the region (region on the left side of the portion in contact with the second partition wall 3b when viewed from the eyepiece C side) 2b, an image captured by the left imaging optical system in the imaging unit (not shown) is displayed. The light emitted from each of the display areas 2a and 2b is incident on each wedge prism 4 while diverging on both sides of the partition wall 3 (second partition 3b). The light is refracted in a direction away from 3a) and enters each eyepiece optical system 5.
[0051]
Each wedge prism 4 is fixed to the prism housing space 6b of the eyepiece main body 6 at the end located on the opposite side to the second partition 3b. Therefore, the end portion of each wedge prism 4 adjacent to the second partition wall 3b can transmit light in all the regions. As a result, even if the light is emitted from a portion close to the partition wall 3 (the second partition wall 3b) in each display region 2a, 2b, each eyepiece optical system can be efficiently operated without being damaged by the opaque region of the wedge prism 4. It can enter the system 5.
[0052]
In this way, the light incident on each eyepiece optical system 5 is refracted by each eyepiece optical system 5 and enlarges the virtual image of the image displayed on each display region 2a, 2b to form, for example, a position 1m ahead. To do. At this time, the outer edges of the virtual images of the images displayed in the display areas 2a and 2b overlap each other. Therefore, since the line connecting the center and the left and right eyes I of the observer intersects in front of the eyebrows of the observer, the natural convergence angle (the same finite distance as the distance feeling based on the deformation amount of the eye lens). The observer can observe these virtual images at a convergence angle where a feeling can be obtained. However, the individual images included in these virtual images are slightly shifted because they are for stereoscopic viewing. Therefore, a stereoscopic effect can be given to the observer based on the difference in the convergence angle with respect to these individual images.
[0053]
In addition, each eyepiece optical system 5 has a part of its edge cut out in a planar shape, and the cutout surfaces P and P are close to each other so that both eyepiece optical systems 5 and 5 are placed in the eyepiece body 6. Therefore, the diameter of each eyepiece optical system 5 can be ensured larger than the distance between the optical axes of each eyepiece optical system 5. As a result, the exit pupil can be enlarged and the eye point can be made longer, so that observation with the binocular observation monitor 1 becomes easier. In addition, since the distance between the optical axes of each eyepiece optical system 5 can be accurately obtained, the optical performance is improved.
[0054]
The binocular observation monitor 1 according to the present embodiment is fixed to the distal end F of a movable arm (not shown) only through the mount member 29 attached to the eyepiece body 6. Therefore, the load of the entire binocular observation monitor 1 is applied to the eyepiece main body 6. The eyepiece main body 6 is formed by cutting out from the metal block, and this eyepiece main body. Since the wedge prisms 4, 4 and the eyepiece optical systems 5, 5 are fixed in the position 6, the positions of these optical members do not go wrong. Further, the moment due to the weight of the monitor portion A is applied to the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8, but since the monitor portion A is light, the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8 made of plate members are used. Even if it exists, the problem on intensity does not arise.
[0055]
In the binocular observation monitor 1 according to the present embodiment, each switch S for operating a display circuit (not shown) built in the monitor unit A is connected to the viewer side of the step wall 7 a of the lower connection plate 7. Mounted on the facing outer surface. Accordingly, each switch S can be operated while looking into the eyepiece optical system 5, so that there is an advantage that the operation becomes easy.
[0056]
Furthermore, in the binocular observation monitor 1 according to the present embodiment, the housings of the monitor part A and the connection part B are configured by a common member (the lower connection plate 7 and the upper connection plate 8). Therefore, since the number of parts and the number of joints are small, the overall weight can be reduced and the strength is also advantageous. In addition, since the member that is interposed between the eyepiece body 6 and the panel frame 23 of the LCD panel 2 and defines the distance between them is only the lower connection plate 7 (upper connection plate 8), There is almost no possibility that the distance deviates from the design value.
[0057]
Further, in the binocular observation monitor 1 according to the present embodiment, the casing of the connection portion B is configured to be vertically divided (lower connection plate 7 and upper connection plate 8). Even when the boundary line between the right image display area 2a and the left image display area 2b on the display screen of the LCD panel 2 is shifted due to a shift or a horizontal synchronization timing shift, only the upper connecting plate 8 is removed to remove the second partition wall. By adjusting the position of 3b, the front side edge can be re-matched with the boundary line of both the display areas 2a and 2b. At this time, since the protruding portion of the front edge of the second partition 3b is not in contact with the display screen of the LCD panel 2, the second partition 3b does not damage the display screen of the LCD panel 2 during this adjustment. However, since the protruding portion of the front edge of the second partition 3b is infinitely close to the surface of the LCD panel 2, the light from the left and right display areas 2a and 2b is not mixed. Further, since the second partition 3b is made of a thin plate, the image on the LCD panel 2 is not hidden.
[0058]
Embodiment 2
FIG. 17 is a longitudinal sectional view of a binocular observation monitor 1 according to the second embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment described above, the second embodiment does not have a stepped wall 7a formed on the lower connection plate 7 and has a flat bottom surface. In the second embodiment, instead, each switch S for operating a display circuit (not shown) in the monitor unit A is arranged on the rear side of the box-shaped operation panel 30 fixed to the lower surface of the eyepiece unit body 6. It is provided on the end face (observer side face). Other configurations and operations in the second embodiment are exactly the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the binocular observation monitor of the present invention, even when the boundary line of the left and right images displayed on the display is shifted to the left and right, the front edge of the movable partition wall according to the shift of the boundary line Therefore, it is possible to prevent the image to be observed with either eye from moving to the opposite side of the partition wall. As a result, image vignetting can be prevented and the entire area of the image can be stereoscopically observed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a binocular observation monitor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view seen from the direction of arrow II in FIG.
3 is a side view seen from the direction of arrow III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIGS. 1, 3, 5 to 8. FIG.
5 is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIGS. 1, 2, 4, and 6 to 8. FIG.
6 is a longitudinal sectional view taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8 is a longitudinal sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
9A and 9B are diagrams showing the shape of a wedge prism, where FIG. 9A is an end view of the first surface, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. End view of the second surface
10A and 10B are diagrams showing the shape of a lens constituting the eyepiece optical system, in which FIG. 10A is an end view thereof, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
11A and 11B are diagrams showing the shape of a spacing ring, where FIG. 11A is a partial cross-sectional end view, and FIG. 11B is a partial cross-sectional side view.
12A and 12B are diagrams showing the shape of a lens fixing ring, where FIG. 12A is an end view thereof, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
13A and 13B are diagrams showing the configuration of an eyepiece unit, wherein FIG. 13A is an end view thereof, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of FIG.
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram of an optical configuration of a binocular observation monitor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing a line of sight when there is no wedge prism.
FIG. 16 is a diagram showing a line of sight when an object existing at a finite distance is viewed.
FIG. 17 is a longitudinal sectional view of a binocular observation monitor according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 LCD panel
3 Bulkhead
3a 1st partition
3b Second partition
3c 3rd partition
4 wedge prism
5 Eyepiece optical system
7b long hole
8b long hole
23 Panel frame
23a window
25 stays
26 Fixed screw

Claims

A display that displays two images obtained for the same observation object side by side, a left and right eyepiece optical system for individually observing each image displayed on the display, and the display A binocular observation monitor having a partition wall that blocks light rays between a boundary line of each image and a boundary between the left and right eyepiece optical systems,
The partition has a plate-like movable partition that is mounted so that the front edge of the partition is movable in the left-right direction at the position near the display, the position near the rear edge of the movable partition, and the left and right A binocular observation monitor, wherein the monitor is divided into a plate-like fixed partition fixed between the boundary of the eyepiece optical system.

Between the display and each eyepiece optical system, a pair of wedge prisms that refract light emitted from the display in a direction that matches the eye width of the observer and enter each eyepiece optical system are disposed. With
2. The binocular observation monitor according to claim 1, wherein the fixed partition is fixed between the pair of wedge prisms and a boundary between the left and right eyepiece optical systems.

2. The binocular observation according to claim 1, wherein a third partition made of a plate-shaped member facing a direction orthogonal to the fixed partition is disposed between the movable partition and the fixed partition. monitor.

Between the display and each eyepiece optical system, a pair of wedge prisms that refract light emitted from the display in a direction that matches the eye width of the observer and enter each eyepiece optical system are disposed. With
The binocular observation monitor according to claim 3, wherein the third partition wall covers a gap between the pair of wedge prisms.

2. The binocular observation monitor according to claim 1, wherein the display is fixed to a frame member, and a front end edge of the movable partition wall is in contact with only the surface of the frame member.

5. The binocular observation monitor according to claim 2, wherein a matte black coating is applied to at least side surfaces of the pair of wedge prisms close to each other.

Each of the eyepiece optical systems has a cut-out surface having a shape in which a part of a cylindrical edge is cut out in parallel with the optical axis,
The binocular observation monitor according to claim 1, wherein the fixed partition wall is disposed between the cut-out surfaces of the both eyepiece optical systems.