JP4417035B2 - 観察装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用顕微鏡装置や細隙灯顕微鏡装置等の観察装置の改良に関し、特に、眼の状態を観察するときに生じる非点収差や色収差を除去することを可能とする観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、手術を受ける眼（手術眼と称することとする）を観察するために用いられる手術用顕微鏡装置（後述の特許文献１参照）や、被検眼の前眼部および眼底部を観察するために用いられる細隙灯顕微鏡（後述の特許文献２参照）などの観察装置が広く用いられている。
【０００３】
以下、このような観察装置のうち、手術用顕微鏡装置について特に取り上げて説明する。その一例として、図１に示すような外観構成を有する手術用顕微鏡装置が知られている。同図に示す手術用顕微鏡装置は、装置を床面上に支持するための支持ポスト１と、手術用顕微鏡本体を支持するための支持アーム２と、この支持アーム２の先端部に装着された手術用顕微鏡本体取り付け用のブラケット３とを含んで構成されている。
【０００４】
支持アーム２は、Ｌ字状アーム４と揺動アーム５とから構成されている。Ｌ字状アーム４は、支持ポスト１の上端に水平方向に回動操作可能に装着されている。また、揺動アーム５は、その内部に格納されたスプリングの弾性作用により、上方にバネ付勢されている。
【０００５】
揺動アーム５の先端部には、水平方向に回動操作可能に支持されたアーム６が下方に向かって設けられている。ブラケット３は、アーム６の下端部に取り付けられている。また、ブラケット３には、この手術用顕微鏡装置の本体部を構成する手術用顕微鏡１０が取り付けられている。
【０００６】
手術用顕微鏡１０は、各種光学系を格納した鏡筒１１を中心として構成されている。鏡筒１１には、術者が観察対象である手術眼を観察するための接眼レンズ鏡筒１１’が設けられている。
【０００７】
手術用顕微鏡１０の鏡筒１１の内部には、例えば、図２に示すような照明光学系１２および観察光学系１３が配設されている。手術眼Ｅを照明するために用いられる照明光学系１２は、照明光源１４、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１８および対物レンズ１９をこの順に含んで構成されている。なお、符号１８ｂは、プリズム１８の反射面を示している。照明用光源１４から発せられた照明光は、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７を経由し、プリズム１８の反射面１８ｂにより反射され、対物レンズ１９によって手術眼Ｅに導かれて、瞳孔Ｅａ、虹彩Ｅｂ、角膜Ｅｃを照明するようになっている。
【０００８】
観察光学系１３は、照明光学系１２によって照明された手術眼Ｅを観察するための観察光を受光するための光学系で、図３に更に示すように、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂから構成されている。
【０００９】
左観察光学系１３ａは、対物レンズ１９と、レンズ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）２０と、ビームスプリッタ２１と、結像レンズ２２と、像正立プリズム２３と、眼幅調整プリズム２４と、視野絞り２５と、接眼レンズ２６とこの順に含んでいる。なお、符号２ａ１は入射瞳を示し、符号２６ａはアイポイントを示している。
【００１０】
一方、右観察光学系１３ｂも同様に、対物レンズ１９と、レンズ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）３０と、ビームスプリッタ３１と、結像レンズ３２と、像正立プリズム３３と、眼幅調整プリズム３４と、視野絞り３５と、接眼レンズ３６とをこの順に含んでいる。また、符号２ｂ１は入射瞳を示し、符号３６ａはアイポイントを示している。
【００１１】
照明光学系１２により照明された手術眼Ｅからの反射光（観察光）は、対物レンズ１９を経由し、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの各光学素子を更に経由して術者の左右眼に向けてそれぞれ導かれるようになっている。また、観察光の一部は、ビームスプリッタ２１および３１によって反射されて、補助観察光学系４０およびＴＶ撮像系５０に案内されるようになっている。
【００１２】
補助観察光学系４０は、術者の助手が手術眼Ｅを観察するために用いられる光学系で、結像レンズ４１、反射ミラー４２および接眼レンズ４３を含んだ構成とされている。また、ＴＶ撮像系５０は、手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１、反射ミラー５２およびＴＶカメラ５３を含んで構成されている。このＴＶカメラ５３は、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５３ａを備えている。
【００１３】
図４は、図３に示す観察光学系１３を上方から見た場合の概略を示している。同図中において、対物レンズ１９の光軸をＯと示し、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの光軸（観察光軸）をＯ１、Ｏ２とそれぞれ示してある。また、プリズム１８の面１８ａは、照明光学系１２の射出瞳となっており、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路２ａ２、２ｂ２に近接して配置されている。
【００１４】
ところで、このような手術用顕微鏡装置によれば、手術眼Ｅの前眼部を観察することは可能だが、手術眼Ｅの眼底Ｅｒの周辺部（眼底周辺部）をそのままの構成により観察することはできない。そこで、眼底周辺部の観察を可能とするために、図５に示すような所定の頂角θ（例えば４５度）を有するプリズムなどの光学部材６０を手術眼Ｅの角膜Ｅｃにあてがい角膜Ｅｃの屈折力を減じるとともに、照明光を屈折させることによって眼底周辺部Ｅｒ’を照明する手法が採用されることが多々ある（また、後述の特許文献３に開示されたような眼内観察用のコンタクトレンズも使用されている）。
【００１５】
このような光学部材６０を角膜Ｅｃにあてがうと、対物レンズ１９の光軸Ｏおよび照明光学系１２の照明光軸Ｏ’（図２，図４参照）が屈折されるのに加え、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光軸Ｏ１，Ｏ２が屈折されるので、眼底周辺部Ｅｒ’の観察を行うことが可能となる。このとき、光学部材６０として、各種の頂角θを有するプリズムなどを適宜用いることにより、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を適宜変更することができる。
【００１６】
また、特許文献１に示すような昨今の手術用顕微鏡装置には、手術眼と対物レンズとの間に挿脱可能に設けられた光学部材（前置レンズと呼ばれる）を備え、両手を使って手術を行えるようにされたものも多くなってきた。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００３−６２００３号公報（〔００２９〕−〔００３２〕、第４図、第５図、第９図 ）
【特許文献２】
特開２００１−０３７７２６号公報（明細書段落〔００１７〕−〔００２０〕、第１図）
【特許文献３】
特開平５−２３３０４号公報（明細書段落〔００１６〕−〔００２７〕、第１図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
プリズムやコンタクトレンズのような偏角作用を有する光学部材６０を手術眼Ｅにあてがって眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、光の屈折分散作用によって非点収差、色収差が生じてしまう。即ち、眼底周辺部Ｅｒ’上の点像は、光学部材６０をあてがった場合には、点像の合焦状態が合焦位置前側から後側に変化されるのに伴って、点像は縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形の状態として観察されるという非点収差が生じて観察像が歪んでしまうため、観察像の鮮鋭度は劣化してしまう。
【００１９】
また、色収差についても、光学部材６０をあてがった場合には、合焦位置においても光学部材６０の偏角の方向に色収差が生じてしまう。このように色収差が生じていると、非点収差を除去したとしても色収差が結局残ってしまい、観察像はその色毎に分離して見えるので、やはり観察像の鮮鋭度は劣化してしまう。
【００２０】
なお、このような非点収差や色収差は、光学部材６０の頂角θを小さくするかまたは光学部材６０を形成する材料の屈折率を高くするとより顕著なものとなるため、眼底Ｅｒからより離れた眼底周辺部を観察する場合に、観察像の鮮鋭度の劣化はより大きなものとなってしまう。
【００２１】
このような非点収差や色収差は、手術眼Ｅの眼球光学系によっても生じるもので、特に、白内障の治療等に使用される眼内レンズ（ＩＯＬ）が挿入された手術眼を観察する場合には、その影響が大きくなる。
【００２２】
また、光学部材６０および手術眼の眼球光学系によって発生する非点収差、色収差の量は、観察光束の光学部材６０からの射出角の大きさにほぼ比例して増加する。
【００２３】
手術用顕微鏡装置を使用して手術を行う場合、術者は患者の頭部越しに（図４における下方側に配置して）手術眼Ｅを観察するのが通常である。したがって、手術眼Ｅの眼底Ｅｒに対し、術者から見て前後方向（患者の身長方向）の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、左右の観察光束の光学部材６０からの射出角（光学部材６０の斜面の垂線方向に対して観察光軸Ｏ１、Ｏ２がなす角）は等しいが、術者から見て左右方向の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合には、左右観察光束の射出角は大きく異なる。
【００２４】
例えば、図５に示すように、光学部材（プリズム）６０の頂角をθ、手術用顕微鏡の輻輳角（左右観察光軸Ｏ１とＯ２とにより形成される角度）をβとすると、術者から見て左方向の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、左観察光学系１３ａの観察光軸Ｏ１の出射角αＬ＝９０°−θ＋β／２となり、右観察光学系１３ｂの観察光軸Ｏ２の出射角αＲ＝９０°−θ−β／２となる。したがって、この場合は、術者の左眼により観察される眼底周辺部Ｅｒ’の像の方が非点収差および色収差の影響を強く受けることとなる。同様に、術者から見て右側の眼底周辺部を観察する場合には、術者の右眼により観察される眼底周辺部Ｅｒ’の像の方が非点収差および色収差の影響を強く受ける。
【００２５】
このように左右眼によりそれぞれ観察される像の収差量が異なると、術者は眼底周辺部Ｅｒ’の像を正常に立体視することが困難となる。
【００２６】
なお、以上のような非点収差の問題は、偏角作用を有するプリズムのような光学部材を角膜にあてがった状態でレーザ光により眼底周辺部に凝固治療を施すような場合にも影響を与えるものである。また、上述の前置レンズを手術眼と対物レンズとの間にあてがったときにも非点収差や色収差の問題が生じていた。
【００２７】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、眼底や硝子体など眼の状態を観察するときの非点収差を好適に除去することが可能な観察装置を提供することを目的としている。
【００２８】
また、本発明は、眼の状態を観察するときの色収差を好適に除去することが可能な観察装置を提供することを目的とするものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路に、非点収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる非点収差のパワーを打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な非点収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の観察装置であって、前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記観察光路の観察光軸を中心として相対的に回転可能に設けられた凹凸一対のシリンダーレンズからなるバリアブルクロスシリンダーレンズであることを特徴とする。
【００３１】
また、上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の観察装置であって、前記非点収差の前記パワーの方向を設定するための収差方向設定手段と、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズのそれぞれについて備えていることを特徴とする。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２記載の観察装置であって、前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズをそれぞれ独立に回転駆動させるための駆動手段と、前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３３】
また、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４記載の観察装置であって、前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御することを特徴とする。
【００３４】
また、上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光をそれぞれ受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第１の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第１の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３５】
また、上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記被観察眼にパターン像を投影するための投影光学系と、前記左右の観察光路により案内される、前記投影光学系により前記被観察眼に投影された前記パターン像の反射像をそれぞれ受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記パターン像の前記反射像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第２の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第２の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする。
【００３７】
また、上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３８】
また、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、所定の頂角を有するプリズムによる非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を、前記変倍レンズ系による観察倍率に関連づけて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に前記観察倍率に関連付けて記憶された前記補正量と、あらかじめ取得された前記所定の頂角とは異なる頂角を有するプリズムの特定の観察倍率における前記補正量とを基に、前記所定の頂角とは異なる頂角を有する前記プリズムの、前記特定の観察倍率とは異なる観察倍率における前記補正量を算出する補正量算出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記補正量算出手段により算出された前記補正量に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３９】
また、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項２ないし請求項１０のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための補正レンズを更に備えたことを特徴とする。
【００４０】
また、上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項２ないし請求項１０のいずれかに記載の観察装置であって、前記バリアブルクロスシリンダーレンズにより前記非点収差を打ち消し補正するときに生じる合焦位置のずれを補正するための合焦位置補正手段を更に有することを特徴とする。
【００４１】
また、上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１２記載の観察装置であって、前記合焦位置補正手段は、前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための球面度の異なる複数の補正レンズからなる補正レンズ群であることを特徴とする。
【００４２】
また、上記目的を達成するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路の前記変倍レンズ系と前記結像レンズとの間に、前記所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子が設けられていることを特徴とする。
【００４３】
また、上記目的を達成するために、請求項１５に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路に、色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする。
【００４４】
また、上記目的を達成するために、請求項１６に記載の発明は、請求項１５記載の観察装置であって、前記色収差の方向を設定するための収差方向設定手段と、前記色収差を打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記色収差打ち消し用光学素子のそれぞれについて備えていることを特徴とする。
【００４５】
また、上記目的を達成するために、請求項１７に記載の発明は、請求項１５記載の観察装置であって、前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４６】
また、上記目的を達成するために、請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載の観察装置であって、前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する、ことを特徴とする。
【００４７】
また、上記目的を達成するために、請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし請求項１８のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、前記色収差打ち消し用光学素子は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする。
【００４８】
また、上記目的を達成するために、請求項２０に記載の発明は、請求項１７または請求項１８に記載の観察装置であって、前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記色収差を打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記色収差打ち消し用光学素子を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００４９】
また、上記目的を達成するために、請求項２１に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の左右のそれぞれの観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記左右の観察像をそれぞれ表示するための表示手段と、色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差により分離されて前記受像手段に受像された前記左右の観察像におけるＲ、Ｇ、Ｂの点像の位置を前記表示手段上で左右それぞれ合致させるようデジタル処理を施して、前記左右の観察像の前記色収差をそれぞれ補正するための色収差補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る観察装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明される上記観察装置としては、特に眼科分野において広く利用されている手術用顕微鏡装置を取り上げることとする。よって、観察の対象となる被観察眼を手術眼と呼ぶこととする。ただし、本発明の特徴的な構成は、被検眼を観察するための細隙灯顕微鏡装置や、眼底にレーザ光を照射して光凝固による治療を行う光凝固装置（の被検眼を観察するための構成部分）など、眼の状態を観察するための観察装置一般に適用可能であることを付け加えておく。また、本発明は、眼科分野への適用に限られるものではなく、人体の或る一部を顕微鏡等で観察するための観察装置に対して本発明の特徴的構成を適用したときに同様の効果を得られるような場合には、当該観察装置に適用することができる。また、本発明のような観察装置は、観察像に各種の画像処理を行うための画像処理装置や、観察像を表示するためのモニタと接続されて使用されることが多々ある。よって、「観察装置」と称する場合、観察を行うための光学系を備えた観察装置自体、この観察装置に画像処理装置を接続したときの構成、および、この構成に更にモニタを接続したときの構成を含んでいるものとする。
【００５１】
［第１の実施の形態］
本実施形態の手術用顕微鏡装置（観察装置）は、図１に示すような外観構成を有し、その手術用顕微鏡１０の鏡筒１１の内部には、図６および図７に示すような光学系が配設されている。なお、図６および図７において、図２および図３に表す構成要素と同一の構成要素については、特に指摘しない限り、同一の符号を付して説明することとする。また、図６，図７には術者の助手用の補助観察光学系が示されていないが、光学系の構成を適宜変更するなどして補助観察光学系を設けることができる。一方、図２および図３とは異なる構成要素については、以下、重点的に説明することとする。
【００５２】
〔光学系の構成〕
左右観察光学系１３ａ、１３ｂは、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間が眼底Ｅｒからの反射光を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）にリレーする観察光路となっており、また、変倍レンズ系２０（３０）から結像レンズ２２（３２）に至るまでの間が変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた上記反射光を結像レンズ２２（３２）に平行光束としてリレーする観察光路となっている。
【００５３】
ここでは、手術眼Ｅの角膜Ｅｃにコンタクトプリズム（本発明にいうプリズム）６０をあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子６１が変倍レンズ系２０（３０）と結像レンズ２２（３２）との間に設けられている。これは、平行光学系式観察装置の付属品取付位置として一般的である。
【００５４】
なお、変倍レンズ系２０は、図示しない駆動機構によりレンズ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃの光軸Ｏ１方向における相対位置が変更されることによってズーム倍率を変更するようになっている。変倍レンズ系３０も、同じく図示しない駆動機構によりレンズ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの光軸Ｏ２方向における相対位置が変更されることによってズーム倍率を変更するよう作用する。
【００５５】
非点収差打ち消し用光学素子６１は、図８および図９に示すように一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂから構成されるバリアブルクロスシリンダーレンズである。シリンダーレンズ６１Ａは凸のシリンダーレンズから構成され、シリンダーレンズ６１Ｂは凹のシリンダーレンズから構成されている。
【００５６】
シリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとシリンダーレンズ６１Ｂの母線軸６１Ｄとが平行な場合（図６に示す配置の場合）、そのパワーは０ディオプターであり、シリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとシリンダーレンズ６１Ｂの母線軸６１Ｄとが直交する場合（図７に示す配置の場合）、そのパワーが最大となる。
【００５７】
また、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは、観察光軸Ｏ１，Ｏ２の回りに一体回転可能であるとともに、相対回転可能とされている。このシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１，Ｏ２の回りに一体回転させると、コンタクトプリズム６０の手術眼Ｅへのあてがい方によって生じる非点収差の方位に非点収差打ち消し用光学素子６１を対応させることができる。さらに、非点収差打ち消し用光学素子６１の方位を固定した状態で、シリンダーレンズ６１Ａとシリンダーレンズ６１Ｂとの両者を相対回転させることにより非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを適宜変更させると、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがったときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００５８】
図１０は、非点収差打ち消し用光学素子６１のこのような作用の一例を模型眼を用いて説明したもので、符号６２は模型眼の眼底相当部を、符号６３は角膜相当部をそれぞれ示し、頂角θが４５度のコンタクトプリズム６０を角膜相当部６３にあてがった状態が示されている。また、同図に示す対物レンズ１９の焦点距離ｆは２００ｍｍ、（変倍レンズ系２０（３０）に基づく）結像レンズ２２（３２）の観察倍率は４．２倍とされている。このような設定条件における場合に生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは、−０．０１７ディオプターであった。
【００５９】
この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いない場合、眼底相当部６２に投影される点像の観察像の合焦状態は、合焦位置前側から後側に変化されるのに伴い、縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形の状態として観察され（非点収差）、観察像が歪んでしまうため、観察像の鮮鋭度が劣化してしまう。このような状態に対し、非点収差打ち消し用光学素子６１によって上記のパワーを付加してやることにより、非点収差が打ち消されて観察像の歪みは補正され、その鮮鋭度を良好なものとすることができる。
【００６０】
一方、結像レンズ２２（３２）の観察倍率を６．３倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０４３ディオプターであり、また、観察倍率を１０．５倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．１１ディオプターであり、更に、観察倍率を１６倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．２８４ディオプターであり、更にまた、観察倍率を２１倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．４４５ディオプターであった。
【００６１】
また、図７に示すように、左観察光学系１３ａにはＴＶ撮像系５０Ｌが、右観察光学系１３ｂにはＴＶ撮像系５０Ｒがそれぞれ設けられており、それぞれの観察光学系１３ａ、１３ｂによって案内される観察光の一部はビームスプリッタ２１、３１により反射されてＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒに入射され、手術眼Ｅの画像をそれぞれ撮影できるようになっている。
【００６２】
左観察光学系１３ａのＴＶ撮像系５０Ｌは、術者の左眼により視認される手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１Ｌ、反射ミラー５２ＬおよびＴＶカメラ５３Ｌを含んで構成されている。ＴＶカメラ５３Ｌは、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５４Ｌを備えている。また、右観察光学系１３ｂのＴＶ撮像系５０Ｒは、術者の右眼により視認される手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１Ｒ、反射ミラー５２ＲおよびＴＶカメラ５３Ｒを含んで構成されている。ＴＶカメラ５３Ｒは、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５４Ｒを備えている。なお、詳細については後述するが、ＴＶ撮像系５０Ｌおよび５０Ｒには、これらによってそれぞれ撮影された画像に所定のデジタル処理を施すための画像処理装置が接続されている。
【００６３】
〔コントロールパネルの構成〕
図１１は、本実施形態の観察装置が備える後述の非点収差打ち消し機能（および第３の実施形態として説明する色収差打ち消し機能）における各種設定や操作を行うためのコントロールパネル１００を示している。このコントロールパネル１００は、術者が被検眼の観察を行いながら操作できるように、例えば手術用顕微鏡１０の鏡筒１１に配設されている。
【００６４】
コントロールパネル１００には、当該観察装置の非点収差打ち消し機能（および色収差打ち消し機能）のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０１と、当該機能のための各種設定をリセットするためのリセットボタン１０２と、手術眼Ｅの角膜Ｅｃに接触配置されるコンタクトプリズム６０に関する設定を行うためのプリズム設定部１１０と、このコンタクトプリズム６０に起因する非点収差を補正するための設定を行うための非点収差設定部１２０と、同じくコンタクトプリズム６０に起因する色収差を補正するための設定を行うための色収差設定部１３０とが設けられている。この色収差設定部１３０については、本発明に係る観察装置の第３の実施の形態の説明において詳述することとする。ここで、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０１に代えて、非点収差打ち消し機能と色収差打ち消し機能とをそれぞれＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチを設けてもよい。また、非点収差打ち消し機能と色収差打ち消し機能とを切り換え動作させるための切り換えスイッチを設けるようにしてもよい。
【００６５】
プリズム設定部１１０は、使用されるコンタクトプリズム６０の頂角θの角度を設定入力するための頂角設定ツマミ１１１（本発明にいう頂角入力手段）と、コンタクトプリズム６０を角膜Ｅｃ上に装着する角度を設定入力するための装着角度設定ツマミ１１２（本発明にいう装着角度入力手段）とを含んで構成されている。術者は、頂角設定ツマミ１１１を回動操作することにより、使用されるコンタクトプリズム６０の頂角θとして例えば２０°〜５０°に設定する。また、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作することにより、装着するコンタクトプリズム６０のプリズム基底方向を設定する。なお、術者側から見てプリズム基底方向が右側にある場合を０°とし、そこから反時計回りに度数が設定されているものとする。
【００６６】
また、非点収差設定部１２０は、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１に関する設定操作を行うためのツマミと、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１に関する設定操作を行うためのツマミとを備えている。前者としては、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１２１Ｌ（収差方向設定手段）と、その非点収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１２２Ｌ（補正量設定手段）とが含まれている。また、後者としては、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１２１Ｒ（収差方向設定手段）と、その非点収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１２２Ｒ（補正量設定手段）とが含まれている。
【００６７】
なお、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒにより設定される軸角度は、プリズム設定部１１０の装着角度設定ツマミ１１２によるプリズム基底方向の設定角度と（ほぼ）一致するように調整されるのが一般的である。したがって、装着角度設定ツマミ１１２の設定に連動して、上記軸角度が設定されるような構成とすることもできる。また、このような自動的な軸角度の設定と、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒを用いた手動の軸角度の設定とを選択的に切り換え可能とする切換スイッチを設けてもよい。
【００６８】
ここで、装着角度設定ツマミ１１２および軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒの周囲に示してある角度は、任意の方向を０°として設定することが可能であるが、本実施形態では、術者側から見て水平方向右側を０°と設定し、そこから反時計回りに角度が増加していくように設定されている。
【００６９】
また、補正量設定ツマミ１２２Ｌ、１２２Ｒの周囲に示す数字０〜１０は、非点収差打ち消し用光学素子６１により形成されるパワー（補正量）の度合いを相対的に示した目盛で、そのパワーが０ディオプターのときを０目盛、パワーが最大のときを１０目盛として設定されている。
【００７０】
〔制御系の構成〕
図１２は、本実施形態の観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。同図に表すように、本観察装置には、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像された手術眼Ｅの眼底像に各種の解析処理や演算処理を施すとともに、モニタ６６（本発明にいう表示手段）による画像の表示処理や、本観察装置の動作を制御する制御信号の生成、送信などの処理を行うための画像処理装置６４が設けられている。この画像処理装置６４は、ＣＰＵ等からなる演算制御装置および記憶装置（ＲＯＭやハードディスクドライブなど）を内蔵しており、この記憶装置に記憶されたプログラムにしたがって上記演算制御手段が動作することにより、上記の処理を行うようになっている。なお、左右のＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒに対しそれぞれ別個の画像処理装置を設けた構成としてもよい。
【００７１】
画像処理装置６４には、本発明にいう制御手段６４１、演算手段６４２および解析手段６４３が含まれている。これらの各手段は、上述の記憶装置に記憶されたプログラムにしたがって動作する演算制御装置により構成されている。制御手段６４１は、各種の制御信号の生成および送信や、変倍レンズ系２０，３０による観察倍率の認識等の処理を行うためのものである。また、解析手段６４３は、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒにより撮影された手術眼Ｅの眼底像に所定の解析処理（後述）を施すためのものである。また、演算手段６４２は、解析手段６４３による解析結果を基に、コンタクトプリズム６０により生じる非点収差のパワーを打ち消し補正する補正量（後述）を算出するためのものである。なお、このような各手段を手術用顕微鏡装置に内蔵した構成を採用することも可能である。ここで、解析手段６４３と演算手段６４２とは、本発明にいう第１の補正量演算手段を構成するものである。
【００７２】
更に、本観察装置の手術用顕微鏡１０には、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１を形成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１回りにそれぞれ回転駆動させるためのバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌと、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１を形成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ２回りにそれぞれ回転駆動させるためのバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒとが設けられている。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、画像処理装置６４の制御手段６４１によってそれぞれ独立に動作制御されるようになっている。このバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、例えばステッピングモータを用いて構成することができる。なお、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、本発明にいう駆動手段を構成するもので、図１２中においても「駆動手段」と示されている。
【００７３】
また、変倍レンズ系２０、３０による手術眼Ｅの観察倍率は、画像処理装置６４の制御手段６４１によって認識されるようになっている。この認識は、変倍レンズ系２０、３０を動作させる図示しない駆動系からの信号により行われるようになっている。なお、観察倍率を設定入力するときの入力信号を基に観察倍率を認識するよう構成してもよい。
【００７４】
また、コントロールパネル１００を操作すると、その操作信号が制御手段６４１に送信されるようになっている。
【００７５】
〔使用形態〕
続いて、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態について説明する。本観察装置によれば、以下に示すように各種の使用形態を行うことができる。なお、以下の使用形態をすべて行えるよう構成する必要はなく、そのうちの少なくとも一つを行えるものであればよい。このとき、採用しない使用形態に用いられる構成部分については具備している必要はない。また、複数の使用形態を選択的に行えるよう構成する場合には、各使用形態を切り換えるための切り換えスイッチを、例えばコントロールパネル１００に設けることができる。
【００７６】
（使用例１）
まず、図１３に示すフローチャートを参照して、マニュアル使用における使用形態について説明する。まず、コントロールパネル１００の非点収差設定部１２０を用いて設定入力を行う。具体的には、軸角度設定ツマミ１２１Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度、即ちその非点収差を補正するためにパワーを付加する方向、を設定し（Ｓ１）、補正量設定ツマミ１２２Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を設定する（Ｓ２）。同様に、軸角度設定ツマミ１２１Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの非点収差の軸角度を設定し（Ｓ３）、補正量設定ツマミ１２２Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を設定する（Ｓ４）。なお、左観察光学系１３ａに対する設定操作および右観察光学系１３ｂに対する設定操作は、どちらを先に行ってもよいことは言うまでもない。
【００７７】
コントロールパネル１００から以上の設定操作がなされると、その信号が画像処理装置６４の制御手段６４１に送られる。制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルクロスシリンダーレンズ６１を構成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂ（図１３では「ＶＣＣ」と略記されている）をそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５）。同時に、制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ６）。
【００７８】
これにより、手術眼Ｅにあてがったコンタクトプリズム６０による非点収差が補正されるので、観察像を良好に視認することが可能となる。特に、左右それぞれ独立して補正量等を設定することができるので、眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合のように左右で収差量が異なるケースにおいても、像を正常に立体視することが可能となる。また、一度の補正で非点収差が十分に除去されない場合、術者はコントロールパネル１００を操作して更なる補正を施すことができる。
【００７９】
（使用例２）
次に、本実施形態の観察装置の他の使用形態について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。本使用形態では、非点収差の軸角度および補正量を設定入力する代わりに、手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の態様のみを入力するようになっているので操作が容易なものとなる。
【００８０】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ１１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ１２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の制御手段６４１に信号として送信される。
【００８１】
ここで、画像処理装置６４の前述の記憶装置には、コンタクトプリズム６０の頂角θから非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを決定するためのデータがあらかじめ入力されている。このデータとしては、用意されたコンタクトプリズム６０各々について上述したような模型眼による試験を行い、変倍レンズ系２０、３０の観察倍率と関連付けたものなどを用いることができる。このとき、コンタクトプリズム６０に対する観察光軸の位置を、左観察光学系１３ａの観察光軸Ｏ１の位置と、右観察光学系１３ｂの観察光軸Ｏ２の位置とに設定してそれぞれ試験を行い、その結果を記憶しておく。
【００８２】
制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し、この観察倍率とＳ１１で入力された頂角θとを基に、上記データを参照して、左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を決定し（Ｓ１３）、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を決定する（Ｓ１４）。更に、Ｓ１２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの非点収差の軸角度を決定する（Ｓ１５、Ｓ１６）。当該決定は、例えば、装着角度イコール軸角度とすればよい。
【００８３】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とし（Ｓ１７）、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とする（Ｓ１８）。
【００８４】
（使用例３）
続いて、本実施形態の観察装置の更に他の使用形態について説明する。本使用形態では、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像される左右それぞれの観察像に基づいて自動的に非点収差の補正が行われるようになっている。
【００８５】
モニタ６６の画面６６Ａには、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂを介して観察される観察像がそれぞれ表示される。図１５には、モニタ６６に表示される眼底周辺部Ｅｒ’の眼底像Ｅｒ”の概略図が示されている（簡略化のために左観察光学系１３ａを介しての観察像のみを示す）。コンタクトプリズム６０に起因する非点収差が生じていると、同図に模式的に示すような画像の流れ６７が生じる。例えば、血管６８の輪郭線の像が流れて見えてしまう。当該使用形態では、次のような処理を実行することにより非点収差による画像の流れ６７を補正する。
【００８６】
図１６には、本使用形態における処理を表すフローチャートが示されている。まず、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させ（Ｓ２１）、解析手段６４３によりこの眼底像Ｅｒ”に生じている血管６８の輪郭線の流れ６７を抽出して解析し、その流れ６７の方向および大きさを検出する（Ｓ２２）。
【００８７】
次に、演算手段６４２により、検出された血管６８の輪郭線の流れ６７の方向および大きさに基づいて、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度およびパワー（補正量）が、左観察光学系１３ａ、右観察光学系１３ｂのそれぞれについて決定される（Ｓ２３、Ｓ２４）。演算手段６４２は、具体的には以下のような処理を行う。まず軸角度については、流れ６７の方位から４５°隔たった方位とされる。また、補正量については、その流れ６７の大きさに対応したものとされる。
【００８８】
続いて、制御手段６４１は、決定された軸角度および補正量にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを回転動作させるための制御信号を生成し、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信する。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、受信した制御信号に基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させる（Ｓ２５、Ｓ２６）。具体的には、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは、血管６８の輪郭線の流れ６７に対応する方位から４５°隔たった方位に一体的に回転され、その方位にそれぞれの母線軸が固定された後、流れ６７の大きさに対応して相対的に回転される。これにより、非点収差打ち消し用光学素子６１は、非点収差を打ち消すためのパワーを有するディオプターに設定される。
【００８９】
このような処理により、観察される眼底像に生じる画像の流れ６７が補正され、図１７に示すように血管６８の輪郭線の流れ６７は小さくなる。
【００９０】
次に、この補正された眼底像に画像の流れ６７がどれだけ残存しているか確認をする（Ｓ２７）。つまり、再び解析手段６４３によって残存している流れ６７の（方向および）大きさを解析し、演算手段６４２によって流れ６７の（方向および）大きさを求め、制御手段６４１によってこの流れ６７の大きさとあらかじめ設定された所定の値とが比較判断される。なお、この所定値は、眼底像が十分明瞭となる範囲のしきい値として設定されている。
【００９１】
残存している流れ６７の大きさがこの所定値よりも大きい場合、Ｓ２７で求めた流れ６７の（方向および）大きさに基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを制御する（Ｓ２３〜Ｓ２６）。そして、再度残存している流れ６７の大きさを確認し（Ｓ２７）、上記所定値との比較判断を行う（Ｓ２８）。この処理は、残存している流れ６７の大きさが上記所定値よりも小さくなるまで繰り返される。流れ６７の大きさがこの所定値よりも小さくなったら、非点収差補正処理を終了する（Ｓ２９）。
【００９２】
なお、図示は省略するが、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するための補正レンズ（群）を、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けて、残存している流れ６７の大きさを打ち消すためのパワーを発生させるようにしてもよい。
【００９３】
また、コントロールパネル１００を用いてシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するようにしてもよい。
【００９４】
以上のような処理を実行する本使用形態によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に非点収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。特に、コンタクトプリズム６０の頂角θや装着角度、観察倍率などの如何を問わずに自動補正されるので、利便性が高いものとなる。また、上記の所定値を適正に設定することにより、シャープな画像を自動的に得ることが可能となるため、非常に精密な手術を行う場合にも対応することが可能である。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して観察される眼底像に対して補正を左右別個に施すことができるので、適正な立体視が可能となる。
【００９５】
〔変形例〕
図１８は、第１の実施形態として説明した上記観察装置の変形を備える光学系の構成を示している。当該変形例は、非点収差打ち消し用光学素子６１が対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間に配設された構成を備えている。
【００９６】
このように、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする観察光路上に設けることにより、観察倍率の変更に応じて非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを変更しなくとも、変倍の影響を受けずに非点収差を打ち消すことが可能となるため、操作上便利である。
【００９７】
また、この変形例のように対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする観察光路上に非点収差打ち消し用光学素子６１を配置するか、または、上述の第１の実施形態のように変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた眼底Ｅｒからの反射光束を結像レンズ２２（３２）に平行にリレーする観察光路上に非点収差打ち消し用光学素子６１を配置することにより、一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの間隔に左右されずに非点収差を打ち消すことが可能となるため、非点収差の打ち消し補正を容易に行うことができる。なお、非点収差打ち消し用光学素子６１は、対物レンズ１９から接眼レンズ２６（３６）に至るまでの左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路上の任意の位置に配置することができる。
【００９８】
以上の本実施形態では、非点収差打ち消し用光学素子６１として、凹凸一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂからなるバリアブルクロスシリンダーレンズを用いたが、その他にも例えばアルバレッツレンズにより非点収差を打ち消し補正することができる。アルバレッツレンズは、相対的に移動される一対のレンズからなり、その相対的移動方向に応じて所望の球面度および円柱度をそれぞれ独立に発生させることができる。なお、アルバレッツレンズを用いる場合には、上述の補正レンズ（群）を設けなくともよい。ただし、装置の設計上の制限等によってアルバレッツレンズを構成する一対のレンズの移動方向が限定されているなどの場合には、補正レンズを設けて球面度誤差を補正するよう構成してもよい。
【００９９】
［第２の実施の形態］
以下、本発明にかかる観察装置の第２の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して説明を行うこととする。
【０１００】
〔構成〕
本実施形態の観察装置は、第１の実施形態の観察装置と同様の光学系を備えている。また、同様のコントロールパネル１００が設けられている。
【０１０１】
図１９は、本実施形態の観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。同図に示す画像処理装置６４には、制御手段６４１、メモリ６４４および算出手段６４５が設けられている。制御手段６４１は、第１の実施形態のそれと同様のものである。また、メモリ６４４は、ＲＯＭやハードディスクドライブなどからなる本発明に言う記憶手段であり、後述する図２０に示すような情報を保存するためのものである。なお、第１の実施形態で登場した記憶装置と兼用としてもよい。また、算出手段６４５は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率と、装着されるコンタクトプリズム６０の頂角θと、メモリ６４４に保存された情報とに基づいて、非点収差の補正量を算出するためのものである。なお、この算出手段６４５は、所定の動作プログラムを実行するＣＰＵなどから構成されている。また、メモリ６４４は画像処理装置６４に内蔵されたものである必要はなく、外付けのメモリ装置であってもよく、また、同様の情報が記録されたＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登録商標）ディスク等の情報記録媒体を画像処理装置６４のドライブを用いて読み取るような構成としてもよい。
【０１０２】
図２０は、あらかじめメモリ６４４に保存される情報の一例を模式的に示した図である。メモリ６４４には、いかに詳述するような基準情報６４４１およびプリズム情報６４４２が保存されている。基準情報６４４１は、基準となる所定の頂角θｓｔａｎ（基準頂角と略称する）を有するコンタクトプリズム（基準プリズムと称することとする）により発生される非点収差を打ち消し補正するためのパワー（補正量）を、各種の観察倍率と関連付けたデータから構成されている。また、プリズム情報６４４２は、各種の頂角θを有するコンタクトプリズムが或る特定の観察倍率（一つでよい）において発生させる非点収差を打ち消し補正するための補正量から構成されている。これらの情報は、例えば、第１の実施形態で説明した模型眼を用いた試験によって求めることができる。
【０１０３】
図２０に示す基準情報６４４１には、基準頂角θｓｔａｎ＝４５°を有する基準プリズムにより発生される非点収差を補正するための補正値が示されている。詳しくは、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を４．２倍としたときの補正量−０．０１７ディオプター、観察倍率を６．３倍としたとき補正量−０．０４３ディオプター、観察倍率を１０．５倍としたときの補正量−０．１１ディオプター、観察倍率を１６倍としたときの補正量−０．２８４ディオプター、観察倍率を２１倍としたときの補正量−０．４４５ディオプターといったデータが含まれている。なお、基準プリズムの基準頂角θｓｔａｎは４５°である必要はなく、任意の頂角とすることができる。また、観察倍率についても、上記の各倍率である必要はない。
【０１０４】
また、プリズム情報６４４２としては、手術用に用意された各種のコンタクトプリズムの頂角θごと（図２０では５°刻み）に、一の観察倍率に対する補正量が記述されている。例えば、頂角θ＝３０°のコンタクトプリズムでは、観察倍率が１０．５倍のときに発生される非点収差を打ち消すための補正量は−０．０５ディオプターとされている。
【０１０５】
〔使用形態〕
以下、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態の一例を、図２１および図２２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２２のフローチャートは、図２１のフローチャートのステップＳ３６、Ｓ３７で行う処理を具体的に説明するためのものである。
【０１０６】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ３１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ３２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の算出手段６４５に信号として送信される。
【０１０７】
続いて、制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し（Ｓ３３）、Ｓ３２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの軸角度を決定する（Ｓ３４、Ｓ３５）。
【０１０８】
更に、算出手段６４５が、Ｓ３１で入力されたコンタクトプリズム６０の頂角θと、Ｓ３３で認識された観察倍率とを基に、メモリ６４４に記憶された情報を参照して左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を算出し（Ｓ３６）、同様に右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を算出する（Ｓ３７）。この補正量の算出は、例えば次のようにして実行される（図２２参照）。ここで、手術眼Ｅにあてがわれるコンタクトプリズム６０の頂角は３０°であり、Ｓ３３で認識された観察倍率は２１倍であるとする。
【０１０９】
まず、算出手段６４５は、メモリ６４４に記憶されたプリズム情報６４４２から頂角が３０°のコンタクトプリズム６０に対する補正量の情報を取得する（Ｓ４１）。具体的には、図２０に示すように、観察倍率が１０．５倍のときの補正量は−０．０５０ディオプターとされている。次に、算出手段６４５は、メモリ６４４に記憶された基準情報６４４１のうち、プリズム情報６４４２から取得した上記の補正量に対応する観察倍率のときの基準プリズムによる補正量を取得する（Ｓ４２）。当該例においては、観察倍率が１０．５倍のときの基準プリズムによる補正量は−０．１１０ディオプターである。算出手段６４５は、更に、上記認識された観察倍率２１倍のときの基準プリズムによる補正量−０．４４５ディオプターを取得する（Ｓ４３）。
【０１１０】
次に、算出手段６４５は、観察倍率が１０．５倍のときの補正量と２１倍のときの補正量とを比較して、２１倍のときの補正量の１０．５倍のときの補正量に対する比率（補正比と称することとする）を演算する（Ｓ４４）。当該例では、−０．４４５／−０．１１０＝４．０４５４５・・・・であり、補正比は約４倍となる。
【０１１１】
続いて、算出手段６４５は、Ｓ４１で取得したコンタクトプリズム６０に対する補正量に、Ｓ４４で演算した補正比を積算して、補正量の算出を終了する（Ｓ４５）。当該例では、−０．０５０×４であり、−０．２００ディオプターとなる。このように、算出手段６４５は、本発明にいう補正量算出手段を構成するものである。なお、ここでは、求めた補正値を小数点以下第１位において四捨五入した値を採用したが、その他の近似値を適宜採用することができる。以下、図２１を再び参照する。
【０１１２】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、Ｓ３４およびＳ３６の結果に基づき、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させ、決定された軸角度および算出された補正量とする（Ｓ３８）。同様に、Ｓ３５およびＳ３７の結果に基づき、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させ、決定された軸角度および算出された補正量とする（Ｓ３９）。
【０１１３】
このような非点収差の補正処理を行うよう構成された本実施形態の観察装置によれば、基準プリズムの基準頂角とは異なる頂角を有するコンタクトプリズムの特定の観察倍率に対する補正量が求まれば、他の観察倍率に対する補正量が算出され、この算出結果を用いて自動的に非点収差が補正されるので、補正処理を迅速に補正することが可能となる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに対する基準情報６４４１およびプリズム情報６４４２を記憶しておくようにし、左右の非点収差打ち消し用光学素子６１をそれぞれ独立に制御するよう構成すれば立体視を適正なものとすることができる。
【０１１４】
なお、メモリ６４４に記憶される基準情報６４４１として、各観察倍率に対する補正比を記憶するよう構成してもよい。このようにすれば、図２２のフローチャートにおける補正比の演算処理（Ｓ４４）を行う必要がなくなるので、更なる処理の迅速化を図ることができる。
【０１１５】
〔変形例〕
以下、本実施形態の観察装置の一変形例について説明する。当該変形例では、プリズム情報６４４２をメモリ６４４に最初から記憶しておく代わりに、手術中に術者等自らが設定するようになっている。このような構成は、特に、非点収差の補正に熟練した術者等に向いているもので、個々の手術眼の有するパワーを考慮した適正な補正処理を行うことを可能とする。また、手術眼にあてがうコンタクトプリズムの頂角の角度や装着角度を入力する必要がないため、コントロールパネル１００を設けなくともよい。
【０１１６】
本変形例の観察装置は、図１９に示す構成に前述のモニタ６６を付加した構成を備えている（図１２等参照）。また、画像処理装置６４のメモリ６４４には、図２０に示す基準情報６４４１のみがあらかじめ記憶されている。（いずれも図示を省略することとする。）
【０１１７】
当該変形例においては、まず、術者等は、基準頂角θｓｔａｎとは異なる頂角を有するコンタクトプリズム６０が手術眼Ｅにあてがわれたことに対応して、モニタ６６の画面６６Ａ（図１５等を参照）を見ながら左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１を観察光軸Ｏ１，Ｏ２回りにそれぞれ回転させて、特定の観察倍率のときの非点収差を打ち消すためのパワー量を設定する。
【０１１８】
例えば、コンタクトプリズム６０の頂角θ＝３０°とし、パワー量を設定したときの観察倍率を１０．５倍とする。また、このときに設定されたパワー量を−０．０５ディオプターとする。
【０１１９】
術者が観察倍率を変更すると（装着角度は変更せず）、制御手段６４１は、この変更された観察倍率を認識する。ここでは、２１倍に変更されたものとする。以下、このような数値例に基づいて説明を行う。
【０１２０】
次に、算出手段６４５は、メモリ６４４の基準情報６４４１から、基準頂角θｓｔａｎ＝４５°を有する基準プリズムの補正値であって、かつ、観察倍率が１０．５倍のときの補正値−０．１１０ディオプターと、観察倍率が２１倍のときの補正値−０．４４５ディオプターとを取得する。そして、観察倍率が２１倍のときには、観察倍率が１０．５倍のときの補正値の何倍の補正比が必要となるかを演算する。ここでは、その補正値は約４倍である。
【０１２１】
更に、算出手段６４５は、この補正比に基づいて、頂角３０°のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがい、かつ、観察倍率を２１倍に設定したときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とする補正量を算出する。即ち、観察倍率が１０．５倍のときに設定されたパワー量−０．０５ディオプターに補正比４（倍）を積算して、補正量−０．２ディオプターが求まる。
【０１２２】
なお、観察倍率とともに装着角度も変更されるときには、例えば、次の２通りの使用形態を用いることができる。第１に、コントロールパネル１００が設けられているときには、装着角度設定ツマミ１１２を回転操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を設定入力し、これを基にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度を設定すればよい。第２に、コントロールパネル１００を用いない場合（設けられていないまたは使用しない場合）は、手作業で軸角度を調整すればよい。
【０１２３】
［第３の実施の形態］
以下、本発明にかかる観察装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態に示す観察装置は、手術眼にコンタクトプリズム等をあてがったときに生じる色収差を打ち消し補正するための構成を備えたものである。なお、前述したものと同様の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
【０１２４】
〔構成〕
図２３および図２４は、本実施形態の観察装置の光学系の構成を示し、図１８に示す第１の実施形態の変形例としての観察装置とほぼ同様の構成となっている。具体的には、本実施形態の観察装置は、図１８に示す非点収差打ち消し用光学素子６１に代えて、色収差打ち消し用光学素子７０を左右の観察光学系１３ａ、１３ｂに備えている。
【０１２５】
色収差打ち消し用光学素子７０は、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０，３０に至るまでの間の、手術眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光束を平行光束として変倍レンズ系２０，３０に導く観察光路に配設されている（図２４参照）。なお、色収差打ち消し用光学素子７０を、変倍レンズ系２０，３０と接眼レンズ２６，３６との間にそれぞれ配置するよう構成してもよい。
【０１２６】
左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けられているこの色収差打ち消し用光学素子７０は、例えば、図２５および図２６に示すように、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂから構成されている。
【０１２７】
更に、バリアブルプリズム７０Ａは、プリズム７１ａと７１ｂとが貼り合わされて構成されており、またバリアブルプリズム７０Ｂは、プリズム７１ｃと７１ｄとが貼り合わされて構成されている。プリズム７１ａおよびプリズム７１ｄ、そしてプリズム７１ｂおよびプリズム７１ｃは、それぞれ基本波長（ｄ線）の屈折率ｎｄが同一とされている。また、プリズム７１ａの分散νはプリズム７１ｂの分散νよりも小さくなっており、プリズム７１ｄの分散νはプリズム７１ｃの分散νよりも小さくなっている。ここでは、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂは同一構成とされているものとするが、それぞれ異なる構成のものを採用することも可能である。
【０１２８】
また、本実施形態の観察装置にも、図７に示したような、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂによる眼底像を撮像するためのＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒがそれぞれ設けられている。
【０１２９】
本実施形態の観察装置には、図１１に示したコントロールパネル１００が設けられている。以下、色収差設定部１３０について説明する。この色収差設定部１３０は、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０に関する設定操作を行うツマミと、右観察光学系１３ｂの色収差打ち消し用光学素子７０に関する設定操作を行うツマミとをそれぞれ備えている。前者としては、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１３１Ｌ（収差方向設定手段）と、その色収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１３２Ｌ（補正量設定手段）とが含まれている。また、後者としては、右観察光学系１３ｂの色収差打ち消し用光学素子７０の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１３１Ｒ（収差方向設定手段）と、その色収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１３２Ｒ（補正量設定手段）とが含まれている。
【０１３０】
なお、軸角度設定ツマミ１３１Ｌ、１３１Ｒにより設定される軸角度は、プリズム設定部１１０の装着角度設定ツマミ１１２によるプリズム基底方向の設定角度と（ほぼ）一致するように調整されるのが一般的である。したがって、装着角度設定ツマミ１１２の設定に連動して、上記軸角度が設定されるような構成とすることもできる。また、このような自動的な軸角度の設定と、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒを用いた手動の軸角度の設定とを選択的に切り換え可能とする切換スイッチを設けてもよい。
【０１３１】
ここで、軸角度設定ツマミ１３１Ｌ、１３１Ｒの周囲に示してある角度は、任意の方向を０°として設定することが可能であるが、本実施形態では、術者側から見て水平方向右側を０°と設定し、そこから反時計回りに角度が増加していくように設定されている。
【０１３２】
また、補正量設定ツマミ１３２Ｌ、１３２Ｒの周囲に示す数字０〜１０は、色収差打ち消し用光学素子７０により形成される補正量の度合いを相対的に示した目盛で、補正量がゼロのときを０目盛、補正量が最大のときを１０目盛として設定されている。
【０１３３】
次に、本実施形態の観察装置の制御系の構成について、図２７に示すブロック図を参照して説明する。本観察装置の制御系は、図１２に示した第１の実施形態とほぼ同様の構成を備えている。本観察装置は、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０を構成するバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを、観察光軸Ｏ１回りに回転駆動させるためのバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌと、右観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０を構成するバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを、観察光軸Ｏ２回りに回転駆動させるためのバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒとを備えている。
【０１３４】
また、画像処理装置６４、および、この画像処理装置６４に含まれている制御手段６４１、解析手段６４２および演算手段６４３については、第１の実施形態のものとほぼ同様の処理を行うものであるので、同一の符号を付すこととする。制御手段６４１は、各種の制御信号の生成および送信や、変倍レンズ系２０，３０による観察倍率の認識等の処理を行うためのものである。また、解析手段６４３は、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒにより撮影された手術眼Ｅの眼底像に後述する解析処理を施すためのものである。また、演算手段６４２は、解析手段６４３による解析結果を基に、コンタクトプリズム６０により生じる色収差を打ち消し補正する補正量を算出するためのものである。
【０１３５】
さて、一般に、色収差はプリズムの有する屈折力の方向に発生する。図２４は、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる色収差の状態の概略を示している。同図には、眼底Ｅｒによる反射光がコンタクトプリズム６０により屈折されて対物レンズ１９に導かれるときに、反射光がコンタクトプリズム６０によってＲ、Ｇ、Ｂ波長の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’に分離された状態が示されている。各光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が色収差打ち消し用光学素子７０を通過したときに平行光束となるように、色収差打ち消し用光学素子７０を回転調整すると、コンタクトプリズム６０の屈折作用に起因する色収差が除去されることとなる。以下に続く使用形態では、色収差打ち消し用光学素子７０は、このように調整・制御されるようになっている。なお、図２４において、左観察光学系１３ａ側の光線Ｒ、Ｇ、Ｂの間隔が右観察光学系１３ｂ側の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の間隔よりも大きく描かれている。これは、左観察光学系１３ａの観察光軸のコンタクトプリズム６０からの出射角の方が右観察光学系１３ｂの出射角よりも大きいため、色収差の影響をより強く受けるためである（図５を参照）。したがって、左右の光学系１３ａ、１３ｂに生じる色収差の補正は、左右別々に行われる必要がある。
【０１３６】
また、左右の観察光路の長さの差によって観察像にＺ方向のボケが生じている場合には、このボケを解消するために所定の球面度を作用させるようにしてもよい。
【０１３７】
〔使用形態〕
続いて、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態について説明する。本観察装置によれば、以下に示すように各種の使用形態を行うことができる。なお、以下の使用形態をすべて行えるよう構成する必要はなく、そのうちの少なくとも一つを行えるものであればよい。このとき、採用しない使用形態に用いられる構成部分については具備している必要はない。また、複数の使用形態を選択的に行えるよう構成する場合には、各使用形態を切り換えるための切り換えスイッチを、例えばコントロールパネル１００に設けることができる。
【０１３８】
（使用例１）
まず、図２８に示すフローチャートを参照して、マニュアル使用における使用形態について説明する。まず、コントロールパネル１００の色収差設定部１３０を用いて設定入力を行う。具体的には、軸角度設定ツマミ１３１Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの色収差の軸角度、即ちその色収差を補正するためにバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂの基底方向を向ける方向、を設定し（Ｓ５１）、補正量設定ツマミ１３２Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの色収差の補正量を設定する（Ｓ５２）。同様に、軸角度設定ツマミ１３１Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの色収差の軸角度を設定し（Ｓ５３）、補正量設定ツマミ１３２Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの色収差の補正量を設定する（Ｓ５４）。なお、左観察光学系１３ａに対する設定操作および右観察光学系１３ｂに対する設定操作は、どちらを先に行ってもよいことは言うまでもない。
【０１３９】
コントロールパネル１００から以上の設定操作がなされると、その信号が画像処理装置６４の制御手段６４１に送られる。制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂ（図２８では「ＶＰ」と略記されている）をそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５５）。同時に、制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５６）。
【０１４０】
これにより、手術眼Ｅにあてがったコンタクトプリズム６０による色収差が補正されるので、観察像を良好に視認することが可能となる。特に、左右それぞれ独立して補正量等を設定することができるので、眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合のように左右で収差量が異なるケースにおいても、像を正常に立体視することが可能となる。また、一度の補正で色収差が十分に除去されない場合、術者はコントロールパネル１００を操作して更なる補正を施すことができる。
【０１４１】
（使用例２）
次に、本実施形態の観察装置の他の使用形態について、図２９に示すフローチャートを参照して説明する。本使用形態では、色収差の軸角度および補正量を設定入力する代わりに、手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の態様のみを入力するようになっているので操作が容易なものとなる。
【０１４２】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ６１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ６２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の制御手段６４１に信号として送信される。
【０１４３】
ここで、画像処理装置６４の前述した記憶手段には、コンタクトプリズム６０の頂角θから色収差打ち消し用光学素子７０により作用される補正量を決定するためのデータがあらかじめ入力されている。このデータとしては、例えば、第１の実施形態でも説明したように、用意されたコンタクトプリズム６０各々について模型眼による試験を行えばよい。
【０１４４】
制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し、この観察倍率とＳ６１で入力された頂角θとを基に、上記データを参照して、左観察光学系１３ａの色収差の補正量を決定し（Ｓ６３）、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を決定する（Ｓ６４）。更に、Ｓ６２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの色収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの色収差の軸角度を決定する（Ｓ６５、Ｓ６６）。当該決定は、例えば、装着角度イコール軸角度とすればよい。
【０１４５】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とし（Ｓ６７）、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とする（Ｓ６８）。
【０１４６】
（使用例３）
続いて、本実施形態の観察装置の更に他の使用形態について説明する。本使用形態では、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像される左右それぞれの観察像に基づいて自動的に非点収差の補正が行われるようになっている。
【０１４７】
モニタ６６の画面６６Ａには、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂを介して観察される観察像がそれぞれ表示される。図３０ないし図３４には、モニタ６６に表示される表示画面の一例が示されている（簡略化のために左観察光学系１３ａを介しての観察像のみを示す）。また、図３５には、本使用形態による色収差の補正処理を表すフローチャートが示されている。
【０１４８】
まず、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させる（Ｓ７１）。このとき、コンタクトプリズム６０による色収差が生じている場合、図３０に模式的に示すように、白色の点像ＱがＲ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’として表示される。色収差が生じていない場合には、白色の点像Ｑは分解されずに表示される。
【０１４９】
次に、解析手段６４３により、左右それぞれの画像はＲ、Ｇ、Ｂのレイヤーに分解され（Ｓ７２）、各レイヤーにおける点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’のピクセルの番地が記憶装置（第１の実施形態を参照）に記憶される（Ｓ７３）。例えば、図３１ないし図３３に示すように、基準とするＧレイヤーにおける番地を（Ｘｉ、Ｙｊ）とすると、Ｒレイヤーにおける番地は（Ｘｉ、Ｙｊ＋ｙ）、Ｂレイヤーにおける番地は（Ｘｉ、Ｙｊ−ｙ）となり、これらの番地が記憶装置に記憶される。ここで、「ｙ（＝０、１、２、・・・・・）」は、Ｇレイヤーにおける点像Ｇ’の番地に対する、ＲレイヤーおよびＢレイヤーにおける点像Ｒ’およびＢ’の色収差による番地のずれを示している。
【０１５０】
次に、演算手段６４２は、各レイヤーにおけるピクセルの番地を比較して、それらが同じか否か判断をする（Ｓ７４）。色収差による点像Ｑの分解が介在せず３つのレイヤーにおける番地が同じである場合（ｙ＝０の場合）は、色収差補正処理を終了する（Ｓ７８）。
【０１５１】
番地が同じでない場合、制御手段６４１は、各レイヤーの番地を一致させるための、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂの軸角度（基底方向の向き）および補正量を演算する（Ｓ７５）。上記の例では、Ｒレイヤーにおける点像Ｒ’をＹ方向に−ｙ番地だけ移動させ、かつ、Ｂレイヤーにおける点像Ｂ’をＹ方向に＋ｙ番地だけ移動させるための軸角度および補正量を求める。なお、Ｒレイヤーにおける点像Ｒ’またはＢレイヤーにおける点像Ｂ’を基準としてこのような演算処理を行ってもよいことは言うまでもない。制御手段６４１によるこの演算は、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に１番地だけ移動させるために必要な軸角度および補正量を上記の記憶装置等にそれぞれ保存しておき、これを参照することによって実行することができる。
【０１５２】
更に、制御手段６４１は、この演算結果に基づいて左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転駆動させるための制御信号をバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌ、８５Ｒに送信して、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを回転させる（Ｓ７６、Ｓ７７）。以上で、本使用形態の色収差補正処理は終了となる（Ｓ７８）。なお、本実施形態における制御手段６４１、演算手段６４２および解析手段６４３は、本発明にいう色収差補正手段を構成するものである。
【０１５３】
ここで、色収差が完全に打ち消されていないような場合には、コントロールパネル１００を用いて左右のバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを回転させて補正するようにしてもよい。
【０１５４】
以上のような処理を実行する本使用形態によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に色収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。特に、コンタクトプリズム６０の頂角θや装着角度、観察倍率などの如何を問わずに自動補正されるので、利便性が高いものとなる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して観察される眼底像に対して補正を左右別個に施すことができるので、適正な立体視が可能となる。
【０１５５】
〔変形例〕
図３６は、本実施形態の一変形例である観察装置の光学系の構成を示している。当該観察装置では、変倍レンズ系２０，３０と接眼レンズ系２６，３６との間に、第１の実施形態で示した非点収差打ち消し用光学素子６１がそれぞれ配置されているとともに、対物レンズ１９と変倍レンズ系２０，３０との間に、色収差打ち消し用光学素子７０がそれぞれ配置されている。更に、図示は省略するが、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒと、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌ、８５Ｒとが設けられ、それぞれ左右独立して駆動制御されるよう構成されている。このような観察装置によれば、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる非点収差および色収差をともに打ち消し補正することが可能となる。
【０１５６】
［第４の実施の形態］
以下、本発明に係る観察装置の第４の実施形態について説明する。図３７は、本実施形態の観察装置の光学系および制御系の概略構成を示している。また、当該観察装置は、図１２と同様の制御系を備えており、以下、同図を適宜参照して説明を行う。なお、前述した構成部分については同一の符号を付すこととする。
【０１５７】
〔構成〕
本実施形態の観察装置には、変倍レンズ系２０，３０と非点収差打ち消し用光学素子６１との間に、ここでは図示を省略した手術眼Ｅの眼底Ｅｒにパターン像を投影するための投影光学系７２が、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けられている。この投影光学系７２は、リング状のパターン（リングパターン）を形成するリング状パターン板７３と、投影レンズ７４と、投影光学系７２の光軸および観察光軸Ｏ１またはＯ２をそれぞれ合成するためのハーフミラー７５とを含んで構成されている。
【０１５８】
なお、図３７では図示されていないが、左観察光学系１３ａ側のＴＶ撮像系５０Ｌにより撮影された画像も画像処理装置６４に送信されるようになっている。また、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌによって駆動されるようになっている。
【０１５９】
左観察光学系１３ａ側のリング状パターン板７３により形成されたリングパターンは、投影レンズ７４およびハーフミラー７５を介し、変倍レンズ系２０および対物レンズ１９を経由して図示しないコンタクトプリズム６０に導かれ、このコンタクトプリズム６０によって屈折されて、眼底周辺部Ｅｒ’に投影される。同様に、右観察光学系１３ｂ側のリング状パターン板７３により形成されたリングパターンは、投影レンズ７４およびハーフミラー７５を介し、変倍レンズ系３０および対物レンズ１９を経由して図示しないコンタクトプリズム６０に導かれ、このコンタクトプリズム６０によって屈折されて、眼底周辺部Ｅｒ’に投影される。
【０１６０】
このとき、眼底周辺部Ｅｒ’には、図３８に示すようなリングパターン像７６が形成される。なお、同図では、左観察光学系１３ａを経由して投影されたリングパターン像のみが示されている。リングパターン像７６を非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを０ディオプターとした状態で受像素子５４Ｌが受像すると、図３９に示すように、コンタクトプリズム６０により生じる非点収差に起因する流れ７７を有するリングパターン像７８が得られてしまう。
【０１６１】
〔使用形態〕
このような構成を有する本実施形態の観察装置の使用形態の一例について、図４０に示すフローチャートを参照して説明する。まず、左右の投影光学系７２によって、手術眼Ｅの眼底Ｅｒ（眼底周辺部Ｅｒ’）にリングパターンを投影し（Ｓ８１）、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させる（Ｓ８２）。
【０１６２】
次に、解析手段６４３により、撮像されたリングパターン像７８の流れ７７を抽出して解析し、その流れ７７の方向および大きさを検出する（Ｓ８３）。
【０１６３】
続いて、演算手段６４２により、検出されたリングパターン像７８の流れ７７の方向および大きさに基づいて、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度およびパワー（補正量）が、左観察光学系１３ａ、右観察光学系１３ｂのそれぞれについて決定される（Ｓ８４、Ｓ８５）。ここで、本実施形態における解析手段６４３と演算手段６４２とは、本発明にいう第２の補正量演算手段を構成している。
【０１６４】
制御手段６４１は、決定された軸角度および補正量にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを回転動作させるための制御信号を生成し、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信する。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、受信した制御信号に基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させる（Ｓ８６、Ｓ８７）。このような処理により、リングパターン像７８の流れ７７は補正される。
【０１６５】
次に、この補正されたリングパターン像７８の流れ７７がどれだけ残存しているか確認をする（Ｓ８８）。つまり、再び解析手段６４３によって残存している流れ７７の（方向および）大きさを解析し、演算手段６４２によって流れ７７の（方向および）大きさを求め、制御手段６４１によってこの流れ７７の大きさとあらかじめ設定された所定の値とが比較判断される。なお、この所定値は、眼底像が十分明瞭となる範囲のしきい値として設定されている。
【０１６６】
残存している流れ７７の大きさがこの所定値よりも大きい場合は、更に同様の補正を施し、再度残存している流れ７７の大きさを確認して上記所定値との比較判断を行う。この処理は、残存している流れ７７の大きさが上記所定値よりも小さくなるまで繰り返される。流れ７７の大きさがこの所定値よりも小さくなったら、非点収差補正処理を終了する（Ｓ９０）。
【０１６７】
なお、図示は省略するが、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するための補正レンズ（群）を、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けて、残存している流れ７７の大きさを打ち消すためのパワーを発生させるようにしてもよい。
【０１６８】
また、第１の実施形態で説明したコントロールパネル１００を用いてシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するようにしてもよい。
【０１６９】
以上のような処理を実行する本実施形態の観察装置によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に非点収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。また、既知のリングパターンに基づいて補正量を演算するよう構成されているので、補正量を正確に求めることができる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介してそれぞれ投影されるリングパターン像に基づいて、補正量を左右別個に求めることができるので、適正な立体視が可能となる。
【０１７０】
なお、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して投影されるリングパターン像を区別するために、それぞれ異なる色を有するリングパターンを投影するようにしてもよい。
【０１７１】
［第５の実施の形態］
次に、本発明に係る観察装置の第５の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０１７２】
〔構成〕
本実施形態の観察装置は、第１〜第４の実施形態の観察装置のように左右の観察光学系の両方にＴＶ撮像系を設けることができない場合に適用可能な構成を備えている。
【０１７３】
本実施形態の観察装置は、従来と同様の構成の光学系を有している（図３を参照）。即ち、従来のように、一つのＴＶ撮像系５０と、助手用の補助観察光学系４０とが設けられている。以下に説明する本実施形態の構成は、従来の観察装置の左右の観察光学系に非点収差打ち消し用光学素子（バリアブルクロスシリンダーレンズ６１）および／または色収差打ち消し用光学素子（バリアブルプリズム７０）を付加することで適用できる。ここで、非点収差打ち消し用光学素子を制御する場合でも、また色収差打ち消し用光学素子を制御する場合でも、その制御態様は同様であるので、非点収差打ち消し用光学素子を用いた場合について説明を行うこととする。なお、非点収差の補正処理を行う場合、演算手段６４２は、本発明にいう第４の補正量演算手段として作用する。
【０１７４】
図４１には、本実施形態の観察装置の制御系の構成が示されている。同図に示す画像処理装置６４には、制御手段６４１と、本発明にいう第３の補正量演算手段である演算手段６４２と、記憶装置としてのメモリ６４４とが設けられている。演算手段６４２は、メモリ６４４に記憶されたデータを基に左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの駆動量（非点収差補正量）をそれぞれ演算する。
【０１７５】
メモリ６４４には、ＴＶ撮像系５０により撮影される手術眼Ｅの観察像や、コンタクトプリズム６０の頂角およびその手術眼Ｅに対する装着角度に応じた左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差補正量を決定するためのデータがあらかじめ記憶されている。ＴＶ撮像系５０により画像が撮影される右観察光学系１３ｂに関する上記データは、手術眼Ｅの観察像を基に補正量を決定するための第１、第２の実施形態で説明したようなデータである。また、観察像から直接に補正量を求めることができない左観察光学系１３ａに関する上記データは、観察像を解析して決定される右観察光学系１３ｂの補正量と、コントロールパネル１００から入力されるコンタクトプリズム６０の頂角および装着角度とを基に補正量を決定するためのデータである。
【０１７６】
〔使用形態〕
以下、このような構成を有する本実施形態の観察装置の使用形態について、図４２に示すフローチャートを参照して説明する。まず、コントロールパネル１００を操作して、手術眼Ｅにあてがわれるコンタクトプリズム６０の頂角およびその装着角度を入力する（Ｓ９１、Ｓ９２）。次に、右観察光学系１３ｂによる観察像をＴＶ撮像系５０で撮影し、手術眼Ｅの眼底像をモニタ６６に表示させる（Ｓ９３）。
【０１７７】
続いて、演算手段６４２は、メモリ６４４にあらかじめ保存されたデータを用いてモニタ６６に表示された眼底像を解析し、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を演算する（Ｓ９４）。このとき、Ｓ９２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度が設定される。なお、眼底像の解析手法としては、前述の画像の流れを検出して解析する手法や、リングパターンを投影して解析する手法などを適宜採用することができる。
【０１７８】
更に、演算手段６４２は、Ｓ９１で入力されたコンタクトプリズム６０の頂角およびＳ９２で入力された装着角度を用いて、Ｓ９４で演算された右観察光学系１３ｂの補正量から左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を演算する（Ｓ９５）。ここで、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度は、右観察光学系１３ｂのそれと同じ方向に設定される。
【０１７９】
次に、制御手段６４１は、（必要があれば変倍レンズ系２０、３０による観察倍率に基づいて補正量を調整し、）制御信号を生成するとともに、この制御信号をバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信し、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを左右独立に回転させ、演算された補正量を左右それぞれ発生させる（Ｓ９６、Ｓ９７）。
【０１８０】
このように動作する本実施形態の観察装置によれば、ＴＶ撮像系５０を左右のいずれか一方にのみ設けた構成で、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差の補正をそれぞれ独立に行うことが可能となるので、装置の構成を簡略化することができるとともに、コストダウンを図ることが可能となる。
【０１８１】
なお、図４２のフローチャートと同様のプロセスにより、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの色収差の補正を左右独立に行うことができる。
【０１８２】
〔変形例〕
本実施形態の観察装置の変形例として、入力されたコンタクトプリズム６０の頂角および装着角度と、撮影される眼底像の解析結果とに応じた、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの双方の補正量をあらかじめ演算しておき、その演算結果をメモリ６４４に保存しておくようにしてもよい。このような構成とすれば、入力された頂角および装着角度と撮影された眼底像とから、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差（色収差）の補正量が直接に決定されるので、手術中に演算処理を行う必要がなくなり、処理の迅速化を図ることができる。
【０１８３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明に係る観察装置の第６の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の観察装置は、非点収差打ち消し用光学素子（バリアブルクロスシリンダーレンズ６１）で非点収差を補正する場合に最適な位置で合焦させるための構成を備えている。
【０１８４】
バリアブルクロスシリンダーレンズ６１は、軸が互いに直行する方向に同一の屈折度の円柱度を発生させるよう作用するので、最小錯乱円の位置に合焦させた状態で非点収差を補正すれば、前焦線および後焦線が最小錯乱円に近接されるので、好適な補正を施すことが可能となる。一方、前焦線の位置で合焦した状態で非点収差を補正すると、補正の効果は表れるものの、前側にピントが合ってしまい（前ピンと称することがある）観察される眼底像はぼやけてしまう。逆に、後焦線の位置で合焦した状態で補正を行うと、同様に後側にピントが合ってしまう（後ピンと称することがある）。したがって、前ピンや後ピンとなってしまった場合には再度合焦が必要となり迅速性が損なわれてしまう。
【０１８５】
本実施形態の観察装置では、このような事態を回避するために前述の補正レンズ群（本発明にいう合焦位置補正手段）を用いる。この補正レンズ群は、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面誤差を変更補正するための各種のレンズから構成されている。補正レンズ群の各種のレンズは、例えば図示しないフットスイッチからの操作に応じて選択的に観察光路上に配置されるようになっている。
【０１８６】
シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる非点収差の補正量をＣディオプターとする。このときに必要となる球面度の最大補正量は、前ピンまたは後ピンとなった状態でそれぞれＣ／２ディオプターとなる。しかしながら、補正レンズ群による補正前の最初の合焦位置は、最小錯乱円、前焦線または後焦線の位置であるとは限らないので、非点収差の補正量Ｃディオプターの範囲内で球面度を変換することとする。なお、補正レンズ群には、この補正量Ｃディオプターに対応して、＋Ｃ、＋Ｃ／２、０、−Ｃ／２、−Ｃの各ディオプターを有する補正レンズ（ピント補正レンズと称することとする）があらかじめ設けられている。
【０１８７】
術者は、手術眼Ｅを観察しながら上記のフットスイッチを操作して５つのピント補正レンズを入れ換え、ピント状態が最適なものを選択する。これによりシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる合焦位置のずれを補正することができる。また、５つのピント補正レンズが自動的にかつ順々に入れ換えられ、適当なものが配置されたときにフットスイッチ等を操作して、ピント補正レンズを決定するようにしてもよい。
【０１８８】
このピント補正処理は、術者が手作業で行うよう構成されているが、ピントのずれを検出してこれを自動補正するようにしてもよい。
【０１８９】
また、ピントのずれを補正するために、手術用顕微鏡１０自体を手術眼Ｅに対して前後に微動させて合焦位置を補正してもよい。この場合にも、補正の範囲は、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる非点収差の補正量をＣディオプターとするのが好適である。
【０１９０】
［第７の実施の形態］
以上で説明した各実施形態では、観察装置としての手術用顕微鏡装置を取り上げたが、本発明はこれに限られるものではなく、細隙灯顕微鏡およびその他の観察装置、特に眼科用の観察装置にも適用できるものである。
【０１９１】
図４３は、本発明の観察装置の構成を備えたレーザ治療装置の一例の光学系の構成を示している。なお、前述した構成部分については同一の符号を付して説明することとする。このレーザ治療装置は、治療用レーザ光を手術眼Ｅの眼底Ｅｒに照射することが可能な公知の照射光学系８０を備えている。この照射光学系８０からの治療用レーザ光は、図示しないコリメートレンズによって平行光束としてリレーされ、プリズム１８により反射されて対物レンズ１９に導かれるようになっている。
【０１９２】
プリズム１８と対物レンズ１９との間には、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに、このコンタクトプリズム６０を通して治療用レーザ光を眼底Ｅｒに照射したときに生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子８１が設けられている。この非点収差打ち消し用光学素子８１は、第１の実施形態と同様に一対のシリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂから構成されている。シリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂの非点収差補正量は、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂ（図４３ではまとめて「１３」と表記されている）のそれぞれを介して検出された画像データを基に、左右の観察像に生じる非点収差の補正量のソフトウェア処理をそれぞれ行い、自動補正を行うようにすることもできる。また、非点収差打ち消し用光学素子８１によるパワーの方向および大きさを任意に補正可能な図示しない補正レンズ（系）が設けられている。
【０１９３】
このようなレーザ治療装置によれば、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがった状態で眼底Ｅｒのレーザ治療を行う場合に生じる非点収差を除去することができる。また、照射光学系８０が対物レンズを共用しない場合でも、治療用レーザ光の照射角度を考慮することによって非点収差を除去した照射を行うことが可能となる。
【０１９４】
［本発明のその他の適用例］
以上で説明した観察装置は、被観察眼（手術眼）にコンタクトプリズムをあてがったときの非点収差、色収差の除去を目的としているが、本発明によれば、コンタクトプリズム以外の光学部材をあてがった場合に生じる非点収差や色収差も同様に除去することが可能である。
【０１９５】
このような光学部材としては、例えば、図４４に示すようなコンタクトレンズ（三面鏡）２００がある。コンタクトレンズ２００は、その内部に反射面２０１を備えており、観察光軸Ｏ（左右の観察光軸Ｏ１、Ｏ２の何れかまたは双方）がこの反射面２０１によって偏向されることにより被観察眼Ｅの眼底周辺部Ｅｒ’を観察できるようになっている。このようなコンタクトレンズ２００を被観察眼Ｅにあてがったときにも観察像に非点収差や色収差が生じるが、上述したような本発明の構成を採用することによりそれらを打ち消し補正することができる。
【０１９６】
また、図４５に示すような手術用顕微鏡３００に対しても、本発明の構成を採用することにより好適な効果を上げることができる。この手術用顕微鏡３００は、回動軸３０１を中心として回動可能に設けられた前置レンズ３０２を備えている。これにより、前置レンズ３０２は、対物レンズを含む観察光学系を格納した鏡筒３０１と手術眼Ｅとの間に挿脱可能とされている。このような前置レンズ３０２を対物レンズと手術眼Ｅとの間にあてがったときにも観察像には非点収差や色収差が生じてしまうが、鏡筒３０３内の（左右の）観察光学系として本発明の構成を適用することにより、これらの影響を除去することが可能となる。
【０１９７】
更には、ルビー（Ｈｒｕｂｙ）レンズを備えた細隙灯顕微鏡に対しても、本発明の構成を適用することが可能である。図４６には、このような細隙灯顕微鏡の光学系の概略が示されており、符号４０１は接眼レンズ、符号４０２は対物レンズ、符号４０３はルビーレンズを表している。ルビーレンズ４０３は、同図に示すような凹状の前置レンズで、狭い細隙光を被観察眼Ｅに照射するためのものであり、被観察眼Ｅの後部硝子体や眼底を観察するときに用いられる。このようなルビーレンズ４０３を被観察眼Ｅと対物レンズ４０２との間にあてがったときにも、観察像に非点収差や色収差が生じてしまうが、本発明の構成を用いることによりこれらの収差を補正することができる。
【０１９８】
なお、ここに例示した前置レンズ以外にも、対物レンズと被観察眼との間に、被観察眼に対して非接触状態で配置される各種の前置レンズによる収差補正に、本発明の構成を適用することが可能である。また、観察眼に接触して配置される各種の光学部材により生じる収差の補正にも、本発明の構成を適用することができる。
【０１９９】
また、術者等の観察者の眼球の屈折力により生じる非点収差や色収差（以下、まとめて収差と称する）の補正を行うための構成を付加することも可能である。例えば、観察者の眼球の屈折力をあらかじめ測定し、これを画像処理装置の前述の記憶装置等に記憶しておく。そして、この眼球の屈折力により生じる収差の方向および大きさを算出し、この算出結果に応じて非点収差打ち消し用光学素子、色収差打ち消し用光学素子をする。このとき、コンタクトプリズム等による収差があるときには、この収差と眼球による収差との双方を打ち消すよう制御を行う。なお、観察装置に観察者の眼球の屈折力を測定するための測定光学系を設け、この測定光学系による測定結果を上記の記憶装置等に記憶するようにしてもよい。このような観察者の眼球の屈折力による収差を補正するための構成を備えることにより、観察者毎に適正な収差補正を行うことが可能となる。
【０２００】
以上で詳述した本発明に係る観察装置の構成は、実施形態としての一例に過ぎないもので、本発明の主旨の範囲内における各種の変形や変更、追加等を適宜施すことができる。
【０２０１】
例えば、被観察眼にリングパターンを投影してリングパターン像を撮像し、そのリングパターン像の歪み方向を検出することによって、被観察眼にあてがわれているコンタクトプリズムの装着角度を自動的に検出し、この装着角度を用いて非点収差打ち消し用光学素子や色収差打ち消し用光学素子を動作制御するよう構成することにより、本発明にいう装着角度入力手段を有しない構成とすることもできる。
【０２０２】
また、観察者の眼の屈折力の観察像に対する影響を除去するための構成を更に設けることも可能である。例えば、観察者の眼の球面度数、乱視度数および乱視軸をあらかじめ記憶しておき、その影響を加味して非点収差や色収差の補正量および補正の方向を決定するよう構成することができる。コントロールパネル等から観察者の眼屈折力を設定入力できるようにしてもよい。
【０２０３】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項１４に記載の観察装置によれば、眼底周辺部を観察するときに左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ別個に補正することができるので、好適な収差補正を行うことができる。
【０２０４】
請求項２に記載の観察装置によれば、バリアブルクロスシリンダーレンズによって効果的な収差補正を行うことができる。
【０２０５】
請求項３に記載の観察装置によれば、左右の観察像に生じる非点収差に対する補正の方向および補正量を左右それぞれ別個に設定でき、それに応じた補正を行うことができるので、操作性を向上させることができる。
【０２０６】
請求項４に記載の観察装置によれば、コンタクトプリズムの頂角および装着角度を入力するだけで左右の観察像の非点収差がそれぞれ補正されるので、操作上便利である。
【０２０７】
請求項５に記載の観察装置によれば、観察倍率に応じて左右の観察像に生じる被点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、適正な補正が可能となるとともに、操作性が向上される。
【０２０８】
請求項６に記載の観察装置によれば、受像される眼底像に基づいて、左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、操作性を向上させることが可能である。
【０２０９】
請求項７に記載の観察装置によれば、眼底に投影されるパターンのパターン像にを受像し、これに基づいて左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、操作性を向上させることが可能である。また、既知の形状のパターンを使用するので、補正を正確に行うことができる。
【０２１０】
請求項８および請求項９に記載の観察装置によれば、左右の観察光学系の一方のみの観察像に基づいて左右双方の観察像に生じる非点収差を補正することができるので、装置の構成が簡略化されるとともに、コストの低減を図ることが可能となる。
【０２１１】
特に、請求項９に記載の観察装置によれば、非点収差補正のための処理時間が短縮されるので、使用上便利である。
【０２１２】
請求項１０に記載の観察装置によれば、基準の頂角とは異なる頂角のコンタクトプリズムを観察眼にあてがった場合であっても、左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的にかつ迅速に補正することができる。
【０２１３】
請求項１１に記載の観察装置によれば、補正レンズを作用させることにより、より適正な収差補正を行うことができる。
【０２１４】
請求項１２および請求項１３に記載の観察装置によれば、バリアブルクロスシリンダーレンズにより生じる合焦位置のずれを補正することができるので、使用上の利便性が向上される。
【０２１５】
特に、請求項１３に記載の観察装置によれば、球面度の異なる複数の補正レンズを用いて容易に合焦位置のずれを補正することができる。
【０２１６】
請求項１４に記載の観察装置によれば、非点収差の補正および色収差の補正の双方を、左右それぞれ別個に行うことができる。
【０２１７】
請求項１５ないし請求項２１に記載の観察装置によれば、眼底周辺部を観察するときに左右の観察像に生じる色収差をそれぞれ別個に補正することができるので、好適な収差補正を行うことができる。
【０２１８】
請求項１６に記載の観察装置によれば、左右の観察像に生じる色収差に対する補正の方向および補正量を左右それぞれ別個に設定でき、それに応じた補正を行うことができるので、操作性を向上させることができる。
【０２１９】
請求項１７に記載の観察装置によれば、コンタクトプリズムの頂角および装着角度を入力するだけで左右の観察像の色収差がそれぞれ補正されるので、操作上便利である。
【０２２０】
請求項１８に記載の観察装置によれば、観察倍率に応じて左右の観察像に生じる色収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、適正な補正が可能となるとともに、操作性が向上される。
【０２２１】
請求項１９および請求項２０に記載の観察装置によれば、左右の観察光学系の一方のみの観察像に基づいて左右双方の観察像に生じる色収差を補正することができるので、装置の構成が簡略化されるとともに、コストの低減を図ることが可能となる。
【０２２２】
特に、請求項２０に記載の観察装置によれば、色収差補正のための処理時間が短縮されるので、使用上便利である。
【０２２３】
請求項２１に記載の観察装置によれば、受像した眼底像にデジタル処理を施して色収差を左右それぞれ自動的に補正することができるので、色収差打ち消し用光学素子を観察光路に設ける必要が無く、例えば既存の観察光路の構成を変更せずにそのまま適用することができるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】手術用顕微鏡装置の構成の概要を示す外観図である。
【図２】手術用顕微鏡装置の従来の光学系の構成の概要を示す側面図である。
【図３】手術用顕微鏡装置の従来の光学系の構成の概要を示す正面図である。
【図４】対物レンズと観察光路との位置関係を説明するための平面図である。
【図５】手術眼にコンタクトプリズムをあてがったときの左右の観察光軸の屈折状態を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーがゼロの状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーが最大の状態を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の作用を説明するための光学模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置が備えるコントロールパネルの構成の概要を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１５】非点収差補正前の眼底像を示す図であって、コンタクトプリズムによる非点収差のために画面上に流れが生じている状態を示す模式図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１６に示す使用形態によって非点収が補正されたときの眼底像を示す図であって、画面上の流れが小さくなった状態を示す模式図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の一変形例として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置を構成するメモリに保存される情報の一例を模式的に示した図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成の一部を示す正面拡大図である。
【図２５】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる色収差打ち消し用光学素子の一例を示す側面図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる色収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図３０】色収差があるときに点像が画面上においてＲ、Ｇ、Ｂの３つの点像に分離されて見られる現象を模式的に示す説明図である。
【図３１】画像のＧレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３２】画像のＲレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３３】画像のＢレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３４】画像の各レイヤーを重ねて表示した状態を模式的に示す説明図である。
【図３５】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図３６】本発明の第３の実施の形態の一変形例として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図３７】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成の一部を示す正面図である。
【図３８】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる投影光学系により眼底周辺部に投影されたリングパターンを示す説明図である
【図３９】コンタクトプリズムを通して受像素子により得られたリングパターン像に、非点収差による画像の流れが生じている状態を示す説明図である。
【図４０】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図４１】本発明の第５の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４２】本発明の第５の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図４３】本発明の第７の実施の形態として示す観察装置を備えたレーザ治療装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図４４】コンタクトレンズを被観察眼にあてがった状態を示す説明図である。
【図４５】前置レンズを備えた手術用顕微鏡装置の一例の外観構成を示す斜視図である。
【図４６】ルビーレンズを備えた細隙灯顕微鏡の光学系の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ 左観察光学系
１３ｂ 右観察光学系
１９ 対物レンズ
２０、３０ 変倍レンズ系
２６、３６ 接眼レンズ
５０Ｌ、５０Ｒ ＴＶ撮像系
６１ 非点収差打ち消し用光学素子
６１Ａ、６１Ｂ シリンダーレンズ
６４ 画像処理装置
６４１ 制御手段
６４２ 演算手段
６４３ 解析手段
６５Ｌ、６５Ｒ バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段
６６ モニタ
１００ コントロールパネル
１１０ プリズム設定部
１１１ 頂角設定ツマミ
１１２ 装着角度設定ツマミ
１２０ 非点収差設定部
１２１Ｌ、１２１Ｒ 軸角度設定ツマミ
１２２Ｌ、１２２Ｒ 補正量設定ツマミ
１３０ 色収差設定部
１３１Ｌ、１３１Ｒ 軸角度設定ツマミ
１３２Ｌ、１３２Ｒ 補正量設定ツマミ
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術用顕微鏡装置や細隙灯顕微鏡装置等の観察装置の改良に関し、特に、眼の状態を観察するときに生じる非点収差や色収差を除去することを可能とする観察装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、手術を受ける眼（手術眼と称することとする）を観察するために用いられる手術用顕微鏡装置（後述の特許文献１参照）や、被検眼の前眼部および眼底部を観察するために用いられる細隙灯顕微鏡（後述の特許文献２参照）などの観察装置が広く用いられている。
【０００３】
以下、このような観察装置のうち、手術用顕微鏡装置について特に取り上げて説明する。その一例として、図１に示すような外観構成を有する手術用顕微鏡装置が知られている。同図に示す手術用顕微鏡装置は、装置を床面上に支持するための支持ポスト１と、手術用顕微鏡本体を支持するための支持アーム２と、この支持アーム２の先端部に装着された手術用顕微鏡本体取り付け用のブラケット３とを含んで構成されている。
【０００４】
支持アーム２は、Ｌ字状アーム４と揺動アーム５とから構成されている。Ｌ字状アーム４は、支持ポスト１の上端に水平方向に回動操作可能に装着されている。また、揺動アーム５は、その内部に格納されたスプリングの弾性作用により、上方にバネ付勢されている。
【０００５】
揺動アーム５の先端部には、水平方向に回動操作可能に支持されたアーム６が下方に向かって設けられている。ブラケット３は、アーム６の下端部に取り付けられている。また、ブラケット３には、この手術用顕微鏡装置の本体部を構成する手術用顕微鏡１０が取り付けられている。
【０００６】
手術用顕微鏡１０は、各種光学系を格納した鏡筒１１を中心として構成されている。鏡筒１１には、術者が観察対象である手術眼を観察するための接眼レンズ鏡筒１１’が設けられている。
【０００７】
手術用顕微鏡１０の鏡筒１１の内部には、例えば、図２に示すような照明光学系１２および観察光学系１３が配設されている。手術眼Ｅを照明するために用いられる照明光学系１２は、照明光源１４、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７、プリズム１８および対物レンズ１９をこの順に含んで構成されている。なお、符号１８ｂは、プリズム１８の反射面を示している。照明用光源１４から発せられた照明光は、集光レンズ１５、照明野絞り１６、コリメータレンズ１７を経由し、プリズム１８の反射面１８ｂにより反射され、対物レンズ１９によって手術眼Ｅに導かれて、瞳孔Ｅａ、虹彩Ｅｂ、角膜Ｅｃを照明するようになっている。
【０００８】
観察光学系１３は、照明光学系１２によって照明された手術眼Ｅを観察するための観察光を受光するための光学系で、図３に更に示すように、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂから構成されている。
【０００９】
左観察光学系１３ａは、対物レンズ１９と、レンズ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）２０と、ビームスプリッタ２１と、結像レンズ２２と、像正立プリズム２３と、眼幅調整プリズム２４と、視野絞り２５と、接眼レンズ２６とこの順に含んでいる。なお、符号２ａ１は入射瞳を示し、符号２６ａはアイポイントを示している。
【００１０】
一方、右観察光学系１３ｂも同様に、対物レンズ１９と、レンズ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃからなる変倍レンズ系（ズームレンズ系）３０と、ビームスプリッタ３１と、結像レンズ３２と、像正立プリズム３３と、眼幅調整プリズム３４と、視野絞り３５と、接眼レンズ３６とをこの順に含んでいる。また、符号２ｂ１は入射瞳を示し、符号３６ａはアイポイントを示している。
【００１１】
照明光学系１２により照明された手術眼Ｅからの反射光（観察光）は、対物レンズ１９を経由し、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの各光学素子を更に経由して術者の左右眼に向けてそれぞれ導かれるようになっている。また、観察光の一部は、ビームスプリッタ２１および３１によって反射されて、補助観察光学系４０およびＴＶ撮像系５０に案内されるようになっている。
【００１２】
補助観察光学系４０は、術者の助手が手術眼Ｅを観察するために用いられる光学系で、結像レンズ４１、反射ミラー４２および接眼レンズ４３を含んだ構成とされている。また、ＴＶ撮像系５０は、手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１、反射ミラー５２およびＴＶカメラ５３を含んで構成されている。このＴＶカメラ５３は、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５３ａを備えている。
【００１３】
図４は、図３に示す観察光学系１３を上方から見た場合の概略を示している。同図中において、対物レンズ１９の光軸をＯと示し、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの光軸（観察光軸）をＯ１、Ｏ２とそれぞれ示してある。また、プリズム１８の面１８ａは、照明光学系１２の射出瞳となっており、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路２ａ２、２ｂ２に近接して配置されている。
【００１４】
ところで、このような手術用顕微鏡装置によれば、手術眼Ｅの前眼部を観察することは可能だが、手術眼Ｅの眼底Ｅｒの周辺部（眼底周辺部）をそのままの構成により観察することはできない。そこで、眼底周辺部の観察を可能とするために、図５に示すような所定の頂角θ（例えば４５度）を有するプリズムなどの光学部材６０を手術眼Ｅの角膜Ｅｃにあてがい角膜Ｅｃの屈折力を減じるとともに、照明光を屈折させることによって眼底周辺部Ｅｒ’を照明する手法が採用されることが多々ある（また、後述の特許文献３に開示されたような眼内観察用のコンタクトレンズも使用されている）。
【００１５】
このような光学部材６０を角膜Ｅｃにあてがうと、対物レンズ１９の光軸Ｏおよび照明光学系１２の照明光軸Ｏ’（図２，図４参照）が屈折されるのに加え、左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光軸Ｏ１，Ｏ２が屈折されるので、眼底周辺部Ｅｒ’の観察を行うことが可能となる。このとき、光学部材６０として、各種の頂角θを有するプリズムなどを適宜用いることにより、眼底周辺部Ｅｒ’の観察部位を適宜変更することができる。
【００１６】
また、特許文献１に示すような昨今の手術用顕微鏡装置には、手術眼と対物レンズとの間に挿脱可能に設けられた光学部材（前置レンズと呼ばれる）を備え、両手を使って手術を行えるようにされたものも多くなってきた。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００３−６２００３号公報（〔００２９〕−〔００３２〕、第４図、第５図、第９図 ）
【特許文献２】
特開２００１−０３７７２６号公報（明細書段落〔００１７〕−〔００２０〕、第１図）
【特許文献３】
特開平５−２３３０４号公報（明細書段落〔００１６〕−〔００２７〕、第１図）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
プリズムやコンタクトレンズのような偏角作用を有する光学部材６０を手術眼Ｅにあてがって眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、光の屈折分散作用によって非点収差、色収差が生じてしまう。即ち、眼底周辺部Ｅｒ’上の点像は、光学部材６０をあてがった場合には、点像の合焦状態が合焦位置前側から後側に変化されるのに伴って、点像は縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形の状態として観察されるという非点収差が生じて観察像が歪んでしまうため、観察像の鮮鋭度は劣化してしまう。
【００１９】
また、色収差についても、光学部材６０をあてがった場合には、合焦位置においても光学部材６０の偏角の方向に色収差が生じてしまう。このように色収差が生じていると、非点収差を除去したとしても色収差が結局残ってしまい、観察像はその色毎に分離して見えるので、やはり観察像の鮮鋭度は劣化してしまう。
【００２０】
なお、このような非点収差や色収差は、光学部材６０の頂角θを小さくするかまたは光学部材６０を形成する材料の屈折率を高くするとより顕著なものとなるため、眼底Ｅｒからより離れた眼底周辺部を観察する場合に、観察像の鮮鋭度の劣化はより大きなものとなってしまう。
【００２１】
このような非点収差や色収差は、手術眼Ｅの眼球光学系によっても生じるもので、特に、白内障の治療等に使用される眼内レンズ（ＩＯＬ）が挿入された手術眼を観察する場合には、その影響が大きくなる。
【００２２】
また、光学部材６０および手術眼の眼球光学系によって発生する非点収差、色収差の量は、観察光束の光学部材６０からの射出角の大きさにほぼ比例して増加する。
【００２３】
手術用顕微鏡装置を使用して手術を行う場合、術者は患者の頭部越しに（図４における下方側に配置して）手術眼Ｅを観察するのが通常である。したがって、手術眼Ｅの眼底Ｅｒに対し、術者から見て前後方向（患者の身長方向）の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、左右の観察光束の光学部材６０からの射出角（光学部材６０の斜面の垂線方向に対して観察光軸Ｏ１、Ｏ２がなす角）は等しいが、術者から見て左右方向の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合には、左右観察光束の射出角は大きく異なる。
【００２４】
例えば、図５に示すように、光学部材（プリズム）６０の頂角をθ、手術用顕微鏡の輻輳角（左右観察光軸Ｏ１とＯ２とにより形成される角度）をβとすると、術者から見て左方向の眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合、左観察光学系１３ａの観察光軸Ｏ１の出射角αＬ＝９０°−θ＋β／２となり、右観察光学系１３ｂの観察光軸Ｏ２の出射角αＲ＝９０°−θ−β／２となる。したがって、この場合は、術者の左眼により観察される眼底周辺部Ｅｒ’の像の方が非点収差および色収差の影響を強く受けることとなる。同様に、術者から見て右側の眼底周辺部を観察する場合には、術者の右眼により観察される眼底周辺部Ｅｒ’の像の方が非点収差および色収差の影響を強く受ける。
【００２５】
このように左右眼によりそれぞれ観察される像の収差量が異なると、術者は眼底周辺部Ｅｒ’の像を正常に立体視することが困難となる。
【００２６】
なお、以上のような非点収差の問題は、偏角作用を有するプリズムのような光学部材を角膜にあてがった状態でレーザ光により眼底周辺部に凝固治療を施すような場合にも影響を与えるものである。また、上述の前置レンズを手術眼と対物レンズとの間にあてがったときにも非点収差や色収差の問題が生じていた。
【００２７】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、眼底や硝子体など眼の状態を観察するときの非点収差を好適に除去することが可能な観察装置を提供することを目的としている。
【００２８】
また、本発明は、眼の状態を観察するときの色収差を好適に除去することが可能な観察装置を提供することを目的とするものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路に、非点収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる非点収差のパワーを打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な非点収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の観察装置であって、前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記観察光路の観察光軸を中心として相対的に回転可能に設けられた凹凸一対のシリンダーレンズからなるバリアブルクロスシリンダーレンズであることを特徴とする。
【００３１】
また、上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の観察装置であって、前記非点収差の前記パワーの方向を設定するための収差方向設定手段と、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズのそれぞれについて備えていることを特徴とする。
【００３２】
また、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項２記載の観察装置であって、前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズをそれぞれ独立に回転駆動させるための駆動手段と、前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３３】
また、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４記載の観察装置であって、前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御することを特徴とする。
【００３４】
また、上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光をそれぞれ受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第１の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第１の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３５】
また、上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記被観察眼にパターン像を投影するための投影光学系と、前記左右の観察光路により案内される、前記投影光学系により前記被観察眼に投影された前記パターン像の反射像をそれぞれ受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記パターン像の前記反射像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第２の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第２の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする。
【００３７】
また、上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３８】
また、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の観察装置であって、所定の頂角を有するプリズムによる非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を、前記変倍レンズ系による観察倍率に関連づけて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に前記観察倍率に関連付けて記憶された前記補正量と、あらかじめ取得された前記所定の頂角とは異なる頂角を有するプリズムの特定の観察倍率における前記補正量とを基に、前記所定の頂角とは異なる頂角を有する前記プリズムの、前記特定の観察倍率とは異なる観察倍率における前記補正量を算出する補正量算出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記補正量算出手段により算出された前記補正量に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００３９】
また、上記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項２ないし請求項１０のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための補正レンズを更に備えたことを特徴とする。
【００４０】
また、上記目的を達成するために、請求項１２に記載の発明は、請求項２ないし請求項１０のいずれかに記載の観察装置であって、前記バリアブルクロスシリンダーレンズにより前記非点収差を打ち消し補正するときに生じる合焦位置のずれを補正するための合焦位置補正手段を更に有することを特徴とする。
【００４１】
また、上記目的を達成するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１２記載の観察装置であって、前記合焦位置補正手段は、前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための球面度の異なる複数の補正レンズからなる補正レンズ群であることを特徴とする。
【００４２】
また、上記目的を達成するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路の前記変倍レンズ系と前記結像レンズとの間に、前記所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子が設けられていることを特徴とする。
【００４３】
また、上記目的を達成するために、請求項１５に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路に、色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする。
【００４４】
また、上記目的を達成するために、請求項１６に記載の発明は、請求項１５記載の観察装置であって、前記色収差の方向を設定するための収差方向設定手段と、前記色収差を打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記色収差打ち消し用光学素子のそれぞれについて備えていることを特徴とする。
【００４５】
また、上記目的を達成するために、請求項１７に記載の発明は、請求項１５記載の観察装置であって、前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４６】
また、上記目的を達成するために、請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載の観察装置であって、前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する、ことを特徴とする。
【００４７】
また、上記目的を達成するために、請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし請求項１８のいずれか一項に記載の観察装置であって、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、前記色収差打ち消し用光学素子は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする。
【００４８】
また、上記目的を達成するために、請求項２０に記載の発明は、請求項１７または請求項１８に記載の観察装置であって、前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記色収差を打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記色収差打ち消し用光学素子を左右それぞれ独立に制御する、ことを特徴とする。
【００４９】
また、上記目的を達成するために、請求項２１に記載の発明は、観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の左右のそれぞれの観察像を受像するための受像手段と、前記受像手段により受像された前記左右の観察像をそれぞれ表示するための表示手段と、色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差により分離されて前記受像手段に受像された前記左右の観察像におけるＲ、Ｇ、Ｂの点像の位置を前記表示手段上で左右それぞれ合致させるようデジタル処理を施して、前記左右の観察像の前記色収差をそれぞれ補正するための色収差補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る観察装置の実施形態の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明される上記観察装置としては、特に眼科分野において広く利用されている手術用顕微鏡装置を取り上げることとする。よって、観察の対象となる被観察眼を手術眼と呼ぶこととする。ただし、本発明の特徴的な構成は、被検眼を観察するための細隙灯顕微鏡装置や、眼底にレーザ光を照射して光凝固による治療を行う光凝固装置（の被検眼を観察するための構成部分）など、眼の状態を観察するための観察装置一般に適用可能であることを付け加えておく。また、本発明は、眼科分野への適用に限られるものではなく、人体の或る一部を顕微鏡等で観察するための観察装置に対して本発明の特徴的構成を適用したときに同様の効果を得られるような場合には、当該観察装置に適用することができる。また、本発明のような観察装置は、観察像に各種の画像処理を行うための画像処理装置や、観察像を表示するためのモニタと接続されて使用されることが多々ある。よって、「観察装置」と称する場合、観察を行うための光学系を備えた観察装置自体、この観察装置に画像処理装置を接続したときの構成、および、この構成に更にモニタを接続したときの構成を含んでいるものとする。
【００５１】
［第１の実施の形態］
本実施形態の手術用顕微鏡装置（観察装置）は、図１に示すような外観構成を有し、その手術用顕微鏡１０の鏡筒１１の内部には、図６および図７に示すような光学系が配設されている。なお、図６および図７において、図２および図３に表す構成要素と同一の構成要素については、特に指摘しない限り、同一の符号を付して説明することとする。また、図６，図７には術者の助手用の補助観察光学系が示されていないが、光学系の構成を適宜変更するなどして補助観察光学系を設けることができる。一方、図２および図３とは異なる構成要素については、以下、重点的に説明することとする。
【００５２】
〔光学系の構成〕
左右観察光学系１３ａ、１３ｂは、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０（３０）に至るまでの間が眼底Ｅｒからの反射光を平行光束として変倍レンズ系２０（３０）にリレーする観察光路となっており、また、変倍レンズ系２０（３０）から結像レンズ２２（３２）に至るまでの間が変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた上記反射光を結像レンズ２２（３２）に平行光束としてリレーする観察光路となっている。
【００５３】
ここでは、手術眼Ｅの角膜Ｅｃにコンタクトプリズム（本発明にいうプリズム）６０をあてがったときに生じる非点収差のパワーを打ち消す非点収差打ち消し用光学素子６１が変倍レンズ系２０（３０）と結像レンズ２２（３２）との間に設けられている。これは、平行光学系式観察装置の付属品取付位置として一般的である。
【００５４】
なお、変倍レンズ系２０は、図示しない駆動機構によりレンズ２０ａ、２０ｂおよび２０ｃの光軸Ｏ１方向における相対位置が変更されることによってズーム倍率を変更するようになっている。変倍レンズ系３０も、同じく図示しない駆動機構によりレンズ３０ａ、３０ｂおよび３０ｃの光軸Ｏ２方向における相対位置が変更されることによってズーム倍率を変更するよう作用する。
【００５５】
非点収差打ち消し用光学素子６１は、図８および図９に示すように一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂから構成されるバリアブルクロスシリンダーレンズである。シリンダーレンズ６１Ａは凸のシリンダーレンズから構成され、シリンダーレンズ６１Ｂは凹のシリンダーレンズから構成されている。
【００５６】
シリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとシリンダーレンズ６１Ｂの母線軸６１Ｄとが平行な場合（図６に示す配置の場合）、そのパワーは０ディオプターであり、シリンダーレンズ６１Ａの母線軸６１Ｃとシリンダーレンズ６１Ｂの母線軸６１Ｄとが直交する場合（図７に示す配置の場合）、そのパワーが最大となる。
【００５７】
また、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは、観察光軸Ｏ１，Ｏ２の回りに一体回転可能であるとともに、相対回転可能とされている。このシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１，Ｏ２の回りに一体回転させると、コンタクトプリズム６０の手術眼Ｅへのあてがい方によって生じる非点収差の方位に非点収差打ち消し用光学素子６１を対応させることができる。さらに、非点収差打ち消し用光学素子６１の方位を固定した状態で、シリンダーレンズ６１Ａとシリンダーレンズ６１Ｂとの両者を相対回転させることにより非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを適宜変更させると、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがったときに生じる非点収差を打ち消すことができる。
【００５８】
図１０は、非点収差打ち消し用光学素子６１のこのような作用の一例を模型眼を用いて説明したもので、符号６２は模型眼の眼底相当部を、符号６３は角膜相当部をそれぞれ示し、頂角θが４５度のコンタクトプリズム６０を角膜相当部６３にあてがった状態が示されている。また、同図に示す対物レンズ１９の焦点距離ｆは２００ｍｍ、（変倍レンズ系２０（３０）に基づく）結像レンズ２２（３２）の観察倍率は４．２倍とされている。このような設定条件における場合に生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは、−０．０１７ディオプターであった。
【００５９】
この非点収差打ち消し用光学素子６１を用いない場合、眼底相当部６２に投影される点像の観察像の合焦状態は、合焦位置前側から後側に変化されるのに伴い、縦長の楕円形の状態から最小円を経由して横長の楕円形の状態として観察され（非点収差）、観察像が歪んでしまうため、観察像の鮮鋭度が劣化してしまう。このような状態に対し、非点収差打ち消し用光学素子６１によって上記のパワーを付加してやることにより、非点収差が打ち消されて観察像の歪みは補正され、その鮮鋭度を良好なものとすることができる。
【００６０】
一方、結像レンズ２２（３２）の観察倍率を６．３倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．０４３ディオプターであり、また、観察倍率を１０．５倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．１１ディオプターであり、更に、観察倍率を１６倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．２８４ディオプターであり、更にまた、観察倍率を２１倍としたときの非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーは−０．４４５ディオプターであった。
【００６１】
また、図７に示すように、左観察光学系１３ａにはＴＶ撮像系５０Ｌが、右観察光学系１３ｂにはＴＶ撮像系５０Ｒがそれぞれ設けられており、それぞれの観察光学系１３ａ、１３ｂによって案内される観察光の一部はビームスプリッタ２１、３１により反射されてＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒに入射され、手術眼Ｅの画像をそれぞれ撮影できるようになっている。
【００６２】
左観察光学系１３ａのＴＶ撮像系５０Ｌは、術者の左眼により視認される手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１Ｌ、反射ミラー５２ＬおよびＴＶカメラ５３Ｌを含んで構成されている。ＴＶカメラ５３Ｌは、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５４Ｌを備えている。また、右観察光学系１３ｂのＴＶ撮像系５０Ｒは、術者の右眼により視認される手術眼Ｅの画像を撮影するための光学系で、結像レンズ５１Ｒ、反射ミラー５２ＲおよびＴＶカメラ５３Ｒを含んで構成されている。ＴＶカメラ５３Ｒは、受像手段としてのＣＣＤ撮像素子５４Ｒを備えている。なお、詳細については後述するが、ＴＶ撮像系５０Ｌおよび５０Ｒには、これらによってそれぞれ撮影された画像に所定のデジタル処理を施すための画像処理装置が接続されている。
【００６３】
〔コントロールパネルの構成〕
図１１は、本実施形態の観察装置が備える後述の非点収差打ち消し機能（および第３の実施形態として説明する色収差打ち消し機能）における各種設定や操作を行うためのコントロールパネル１００を示している。このコントロールパネル１００は、術者が被検眼の観察を行いながら操作できるように、例えば手術用顕微鏡１０の鏡筒１１に配設されている。
【００６４】
コントロールパネル１００には、当該観察装置の非点収差打ち消し機能（および色収差打ち消し機能）のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０１と、当該機能のための各種設定をリセットするためのリセットボタン１０２と、手術眼Ｅの角膜Ｅｃに接触配置されるコンタクトプリズム６０に関する設定を行うためのプリズム設定部１１０と、このコンタクトプリズム６０に起因する非点収差を補正するための設定を行うための非点収差設定部１２０と、同じくコンタクトプリズム６０に起因する色収差を補正するための設定を行うための色収差設定部１３０とが設けられている。この色収差設定部１３０については、本発明に係る観察装置の第３の実施の形態の説明において詳述することとする。ここで、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０１に代えて、非点収差打ち消し機能と色収差打ち消し機能とをそれぞれＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチを設けてもよい。また、非点収差打ち消し機能と色収差打ち消し機能とを切り換え動作させるための切り換えスイッチを設けるようにしてもよい。
【００６５】
プリズム設定部１１０は、使用されるコンタクトプリズム６０の頂角θの角度を設定入力するための頂角設定ツマミ１１１（本発明にいう頂角入力手段）と、コンタクトプリズム６０を角膜Ｅｃ上に装着する角度を設定入力するための装着角度設定ツマミ１１２（本発明にいう装着角度入力手段）とを含んで構成されている。術者は、頂角設定ツマミ１１１を回動操作することにより、使用されるコンタクトプリズム６０の頂角θとして例えば２０°〜５０°に設定する。また、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作することにより、装着するコンタクトプリズム６０のプリズム基底方向を設定する。なお、術者側から見てプリズム基底方向が右側にある場合を０°とし、そこから反時計回りに度数が設定されているものとする。
【００６６】
また、非点収差設定部１２０は、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１に関する設定操作を行うためのツマミと、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１に関する設定操作を行うためのツマミとを備えている。前者としては、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１２１Ｌ（収差方向設定手段）と、その非点収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１２２Ｌ（補正量設定手段）とが含まれている。また、後者としては、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１２１Ｒ（収差方向設定手段）と、その非点収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１２２Ｒ（補正量設定手段）とが含まれている。
【００６７】
なお、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒにより設定される軸角度は、プリズム設定部１１０の装着角度設定ツマミ１１２によるプリズム基底方向の設定角度と（ほぼ）一致するように調整されるのが一般的である。したがって、装着角度設定ツマミ１１２の設定に連動して、上記軸角度が設定されるような構成とすることもできる。また、このような自動的な軸角度の設定と、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒを用いた手動の軸角度の設定とを選択的に切り換え可能とする切換スイッチを設けてもよい。
【００６８】
ここで、装着角度設定ツマミ１１２および軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒの周囲に示してある角度は、任意の方向を０°として設定することが可能であるが、本実施形態では、術者側から見て水平方向右側を０°と設定し、そこから反時計回りに角度が増加していくように設定されている。
【００６９】
また、補正量設定ツマミ１２２Ｌ、１２２Ｒの周囲に示す数字０〜１０は、非点収差打ち消し用光学素子６１により形成されるパワー（補正量）の度合いを相対的に示した目盛で、そのパワーが０ディオプターのときを０目盛、パワーが最大のときを１０目盛として設定されている。
【００７０】
〔制御系の構成〕
図１２は、本実施形態の観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。同図に表すように、本観察装置には、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像された手術眼Ｅの眼底像に各種の解析処理や演算処理を施すとともに、モニタ６６（本発明にいう表示手段）による画像の表示処理や、本観察装置の動作を制御する制御信号の生成、送信などの処理を行うための画像処理装置６４が設けられている。この画像処理装置６４は、ＣＰＵ等からなる演算制御装置および記憶装置（ＲＯＭやハードディスクドライブなど）を内蔵しており、この記憶装置に記憶されたプログラムにしたがって上記演算制御手段が動作することにより、上記の処理を行うようになっている。なお、左右のＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒに対しそれぞれ別個の画像処理装置を設けた構成としてもよい。
【００７１】
画像処理装置６４には、本発明にいう制御手段６４１、演算手段６４２および解析手段６４３が含まれている。これらの各手段は、上述の記憶装置に記憶されたプログラムにしたがって動作する演算制御装置により構成されている。制御手段６４１は、各種の制御信号の生成および送信や、変倍レンズ系２０，３０による観察倍率の認識等の処理を行うためのものである。また、解析手段６４３は、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒにより撮影された手術眼Ｅの眼底像に所定の解析処理（後述）を施すためのものである。また、演算手段６４２は、解析手段６４３による解析結果を基に、コンタクトプリズム６０により生じる非点収差のパワーを打ち消し補正する補正量（後述）を算出するためのものである。なお、このような各手段を手術用顕微鏡装置に内蔵した構成を採用することも可能である。ここで、解析手段６４３と演算手段６４２とは、本発明にいう第１の補正量演算手段を構成するものである。
【００７２】
更に、本観察装置の手術用顕微鏡１０には、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１を形成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ１回りにそれぞれ回転駆動させるためのバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌと、右観察光学系１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１を形成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを観察光軸Ｏ２回りにそれぞれ回転駆動させるためのバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒとが設けられている。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、画像処理装置６４の制御手段６４１によってそれぞれ独立に動作制御されるようになっている。このバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、例えばステッピングモータを用いて構成することができる。なお、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、本発明にいう駆動手段を構成するもので、図１２中においても「駆動手段」と示されている。
【００７３】
また、変倍レンズ系２０、３０による手術眼Ｅの観察倍率は、画像処理装置６４の制御手段６４１によって認識されるようになっている。この認識は、変倍レンズ系２０、３０を動作させる図示しない駆動系からの信号により行われるようになっている。なお、観察倍率を設定入力するときの入力信号を基に観察倍率を認識するよう構成してもよい。
【００７４】
また、コントロールパネル１００を操作すると、その操作信号が制御手段６４１に送信されるようになっている。
【００７５】
〔使用形態〕
続いて、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態について説明する。本観察装置によれば、以下に示すように各種の使用形態を行うことができる。なお、以下の使用形態をすべて行えるよう構成する必要はなく、そのうちの少なくとも一つを行えるものであればよい。このとき、採用しない使用形態に用いられる構成部分については具備している必要はない。また、複数の使用形態を選択的に行えるよう構成する場合には、各使用形態を切り換えるための切り換えスイッチを、例えばコントロールパネル１００に設けることができる。
【００７６】
（使用例１）
まず、図１３に示すフローチャートを参照して、マニュアル使用における使用形態について説明する。まず、コントロールパネル１００の非点収差設定部１２０を用いて設定入力を行う。具体的には、軸角度設定ツマミ１２１Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度、即ちその非点収差を補正するためにパワーを付加する方向、を設定し（Ｓ１）、補正量設定ツマミ１２２Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を設定する（Ｓ２）。同様に、軸角度設定ツマミ１２１Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの非点収差の軸角度を設定し（Ｓ３）、補正量設定ツマミ１２２Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を設定する（Ｓ４）。なお、左観察光学系１３ａに対する設定操作および右観察光学系１３ｂに対する設定操作は、どちらを先に行ってもよいことは言うまでもない。
【００７７】
コントロールパネル１００から以上の設定操作がなされると、その信号が画像処理装置６４の制御手段６４１に送られる。制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルクロスシリンダーレンズ６１を構成するシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂ（図１３では「ＶＣＣ」と略記されている）をそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５）。同時に、制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ６）。
【００７８】
これにより、手術眼Ｅにあてがったコンタクトプリズム６０による非点収差が補正されるので、観察像を良好に視認することが可能となる。特に、左右それぞれ独立して補正量等を設定することができるので、眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合のように左右で収差量が異なるケースにおいても、像を正常に立体視することが可能となる。また、一度の補正で非点収差が十分に除去されない場合、術者はコントロールパネル１００を操作して更なる補正を施すことができる。
【００７９】
（使用例２）
次に、本実施形態の観察装置の他の使用形態について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。本使用形態では、非点収差の軸角度および補正量を設定入力する代わりに、手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の態様のみを入力するようになっているので操作が容易なものとなる。
【００８０】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ１１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ１２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の制御手段６４１に信号として送信される。
【００８１】
ここで、画像処理装置６４の前述の記憶装置には、コンタクトプリズム６０の頂角θから非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを決定するためのデータがあらかじめ入力されている。このデータとしては、用意されたコンタクトプリズム６０各々について上述したような模型眼による試験を行い、変倍レンズ系２０、３０の観察倍率と関連付けたものなどを用いることができる。このとき、コンタクトプリズム６０に対する観察光軸の位置を、左観察光学系１３ａの観察光軸Ｏ１の位置と、右観察光学系１３ｂの観察光軸Ｏ２の位置とに設定してそれぞれ試験を行い、その結果を記憶しておく。
【００８２】
制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し、この観察倍率とＳ１１で入力された頂角θとを基に、上記データを参照して、左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を決定し（Ｓ１３）、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を決定する（Ｓ１４）。更に、Ｓ１２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの非点収差の軸角度を決定する（Ｓ１５、Ｓ１６）。当該決定は、例えば、装着角度イコール軸角度とすればよい。
【００８３】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とし（Ｓ１７）、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とする（Ｓ１８）。
【００８４】
（使用例３）
続いて、本実施形態の観察装置の更に他の使用形態について説明する。本使用形態では、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像される左右それぞれの観察像に基づいて自動的に非点収差の補正が行われるようになっている。
【００８５】
モニタ６６の画面６６Ａには、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂを介して観察される観察像がそれぞれ表示される。図１５には、モニタ６６に表示される眼底周辺部Ｅｒ’の眼底像Ｅｒ”の概略図が示されている（簡略化のために左観察光学系１３ａを介しての観察像のみを示す）。コンタクトプリズム６０に起因する非点収差が生じていると、同図に模式的に示すような画像の流れ６７が生じる。例えば、血管６８の輪郭線の像が流れて見えてしまう。当該使用形態では、次のような処理を実行することにより非点収差による画像の流れ６７を補正する。
【００８６】
図１６には、本使用形態における処理を表すフローチャートが示されている。まず、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させ（Ｓ２１）、解析手段６４３によりこの眼底像Ｅｒ”に生じている血管６８の輪郭線の流れ６７を抽出して解析し、その流れ６７の方向および大きさを検出する（Ｓ２２）。
【００８７】
次に、演算手段６４２により、検出された血管６８の輪郭線の流れ６７の方向および大きさに基づいて、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度およびパワー（補正量）が、左観察光学系１３ａ、右観察光学系１３ｂのそれぞれについて決定される（Ｓ２３、Ｓ２４）。演算手段６４２は、具体的には以下のような処理を行う。まず軸角度については、流れ６７の方位から４５°隔たった方位とされる。また、補正量については、その流れ６７の大きさに対応したものとされる。
【００８８】
続いて、制御手段６４１は、決定された軸角度および補正量にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを回転動作させるための制御信号を生成し、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信する。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、受信した制御信号に基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させる（Ｓ２５、Ｓ２６）。具体的には、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂは、血管６８の輪郭線の流れ６７に対応する方位から４５°隔たった方位に一体的に回転され、その方位にそれぞれの母線軸が固定された後、流れ６７の大きさに対応して相対的に回転される。これにより、非点収差打ち消し用光学素子６１は、非点収差を打ち消すためのパワーを有するディオプターに設定される。
【００８９】
このような処理により、観察される眼底像に生じる画像の流れ６７が補正され、図１７に示すように血管６８の輪郭線の流れ６７は小さくなる。
【００９０】
次に、この補正された眼底像に画像の流れ６７がどれだけ残存しているか確認をする（Ｓ２７）。つまり、再び解析手段６４３によって残存している流れ６７の（方向および）大きさを解析し、演算手段６４２によって流れ６７の（方向および）大きさを求め、制御手段６４１によってこの流れ６７の大きさとあらかじめ設定された所定の値とが比較判断される。なお、この所定値は、眼底像が十分明瞭となる範囲のしきい値として設定されている。
【００９１】
残存している流れ６７の大きさがこの所定値よりも大きい場合、Ｓ２７で求めた流れ６７の（方向および）大きさに基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを制御する（Ｓ２３〜Ｓ２６）。そして、再度残存している流れ６７の大きさを確認し（Ｓ２７）、上記所定値との比較判断を行う（Ｓ２８）。この処理は、残存している流れ６７の大きさが上記所定値よりも小さくなるまで繰り返される。流れ６７の大きさがこの所定値よりも小さくなったら、非点収差補正処理を終了する（Ｓ２９）。
【００９２】
なお、図示は省略するが、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するための補正レンズ（群）を、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けて、残存している流れ６７の大きさを打ち消すためのパワーを発生させるようにしてもよい。
【００９３】
また、コントロールパネル１００を用いてシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するようにしてもよい。
【００９４】
以上のような処理を実行する本使用形態によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に非点収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。特に、コンタクトプリズム６０の頂角θや装着角度、観察倍率などの如何を問わずに自動補正されるので、利便性が高いものとなる。また、上記の所定値を適正に設定することにより、シャープな画像を自動的に得ることが可能となるため、非常に精密な手術を行う場合にも対応することが可能である。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して観察される眼底像に対して補正を左右別個に施すことができるので、適正な立体視が可能となる。
【００９５】
〔変形例〕
図１８は、第１の実施形態として説明した上記観察装置の変形を備える光学系の構成を示している。当該変形例は、非点収差打ち消し用光学素子６１が対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間に配設された構成を備えている。
【００９６】
このように、非点収差打ち消し用光学素子６１を対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする観察光路上に設けることにより、観察倍率の変更に応じて非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを変更しなくとも、変倍の影響を受けずに非点収差を打ち消すことが可能となるため、操作上便利である。
【００９７】
また、この変形例のように対物レンズ１９と変倍レンズ系２０（３０）との間で眼底Ｅｒからの反射光束を平行にリレーする観察光路上に非点収差打ち消し用光学素子６１を配置するか、または、上述の第１の実施形態のように変倍レンズ系２０（３０）を通して得られた眼底Ｅｒからの反射光束を結像レンズ２２（３２）に平行にリレーする観察光路上に非点収差打ち消し用光学素子６１を配置することにより、一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの間隔に左右されずに非点収差を打ち消すことが可能となるため、非点収差の打ち消し補正を容易に行うことができる。なお、非点収差打ち消し用光学素子６１は、対物レンズ１９から接眼レンズ２６（３６）に至るまでの左右観察光学系１３ａ、１３ｂの観察光路上の任意の位置に配置することができる。
【００９８】
以上の本実施形態では、非点収差打ち消し用光学素子６１として、凹凸一対のシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂからなるバリアブルクロスシリンダーレンズを用いたが、その他にも例えばアルバレッツレンズにより非点収差を打ち消し補正することができる。アルバレッツレンズは、相対的に移動される一対のレンズからなり、その相対的移動方向に応じて所望の球面度および円柱度をそれぞれ独立に発生させることができる。なお、アルバレッツレンズを用いる場合には、上述の補正レンズ（群）を設けなくともよい。ただし、装置の設計上の制限等によってアルバレッツレンズを構成する一対のレンズの移動方向が限定されているなどの場合には、補正レンズを設けて球面度誤差を補正するよう構成してもよい。
【００９９】
［第２の実施の形態］
以下、本発明にかかる観察装置の第２の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して説明を行うこととする。
【０１００】
〔構成〕
本実施形態の観察装置は、第１の実施形態の観察装置と同様の光学系を備えている。また、同様のコントロールパネル１００が設けられている。
【０１０１】
図１９は、本実施形態の観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。同図に示す画像処理装置６４には、制御手段６４１、メモリ６４４および算出手段６４５が設けられている。制御手段６４１は、第１の実施形態のそれと同様のものである。また、メモリ６４４は、ＲＯＭやハードディスクドライブなどからなる本発明に言う記憶手段であり、後述する図２０に示すような情報を保存するためのものである。なお、第１の実施形態で登場した記憶装置と兼用としてもよい。また、算出手段６４５は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率と、装着されるコンタクトプリズム６０の頂角θと、メモリ６４４に保存された情報とに基づいて、非点収差の補正量を算出するためのものである。なお、この算出手段６４５は、所定の動作プログラムを実行するＣＰＵなどから構成されている。また、メモリ６４４は画像処理装置６４に内蔵されたものである必要はなく、外付けのメモリ装置であってもよく、また、同様の情報が記録されたＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登録商標）ディスク等の情報記録媒体を画像処理装置６４のドライブを用いて読み取るような構成としてもよい。
【０１０２】
図２０は、あらかじめメモリ６４４に保存される情報の一例を模式的に示した図である。メモリ６４４には、いかに詳述するような基準情報６４４１およびプリズム情報６４４２が保存されている。基準情報６４４１は、基準となる所定の頂角θｓｔａｎ（基準頂角と略称する）を有するコンタクトプリズム（基準プリズムと称することとする）により発生される非点収差を打ち消し補正するためのパワー（補正量）を、各種の観察倍率と関連付けたデータから構成されている。また、プリズム情報６４４２は、各種の頂角θを有するコンタクトプリズムが或る特定の観察倍率（一つでよい）において発生させる非点収差を打ち消し補正するための補正量から構成されている。これらの情報は、例えば、第１の実施形態で説明した模型眼を用いた試験によって求めることができる。
【０１０３】
図２０に示す基準情報６４４１には、基準頂角θｓｔａｎ＝４５°を有する基準プリズムにより発生される非点収差を補正するための補正値が示されている。詳しくは、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を４．２倍としたときの補正量−０．０１７ディオプター、観察倍率を６．３倍としたとき補正量−０．０４３ディオプター、観察倍率を１０．５倍としたときの補正量−０．１１ディオプター、観察倍率を１６倍としたときの補正量−０．２８４ディオプター、観察倍率を２１倍としたときの補正量−０．４４５ディオプターといったデータが含まれている。なお、基準プリズムの基準頂角θｓｔａｎは４５°である必要はなく、任意の頂角とすることができる。また、観察倍率についても、上記の各倍率である必要はない。
【０１０４】
また、プリズム情報６４４２としては、手術用に用意された各種のコンタクトプリズムの頂角θごと（図２０では５°刻み）に、一の観察倍率に対する補正量が記述されている。例えば、頂角θ＝３０°のコンタクトプリズムでは、観察倍率が１０．５倍のときに発生される非点収差を打ち消すための補正量は−０．０５ディオプターとされている。
【０１０５】
〔使用形態〕
以下、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態の一例を、図２１および図２２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２２のフローチャートは、図２１のフローチャートのステップＳ３６、Ｓ３７で行う処理を具体的に説明するためのものである。
【０１０６】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ３１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ３２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の算出手段６４５に信号として送信される。
【０１０７】
続いて、制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し（Ｓ３３）、Ｓ３２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの非点収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの軸角度を決定する（Ｓ３４、Ｓ３５）。
【０１０８】
更に、算出手段６４５が、Ｓ３１で入力されたコンタクトプリズム６０の頂角θと、Ｓ３３で認識された観察倍率とを基に、メモリ６４４に記憶された情報を参照して左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を算出し（Ｓ３６）、同様に右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を算出する（Ｓ３７）。この補正量の算出は、例えば次のようにして実行される（図２２参照）。ここで、手術眼Ｅにあてがわれるコンタクトプリズム６０の頂角は３０°であり、Ｓ３３で認識された観察倍率は２１倍であるとする。
【０１０９】
まず、算出手段６４５は、メモリ６４４に記憶されたプリズム情報６４４２から頂角が３０°のコンタクトプリズム６０に対する補正量の情報を取得する（Ｓ４１）。具体的には、図２０に示すように、観察倍率が１０．５倍のときの補正量は−０．０５０ディオプターとされている。次に、算出手段６４５は、メモリ６４４に記憶された基準情報６４４１のうち、プリズム情報６４４２から取得した上記の補正量に対応する観察倍率のときの基準プリズムによる補正量を取得する（Ｓ４２）。当該例においては、観察倍率が１０．５倍のときの基準プリズムによる補正量は−０．１１０ディオプターである。算出手段６４５は、更に、上記認識された観察倍率２１倍のときの基準プリズムによる補正量−０．４４５ディオプターを取得する（Ｓ４３）。
【０１１０】
次に、算出手段６４５は、観察倍率が１０．５倍のときの補正量と２１倍のときの補正量とを比較して、２１倍のときの補正量の１０．５倍のときの補正量に対する比率（補正比と称することとする）を演算する（Ｓ４４）。当該例では、−０．４４５／−０．１１０＝４．０４５４５・・・・であり、補正比は約４倍となる。
【０１１１】
続いて、算出手段６４５は、Ｓ４１で取得したコンタクトプリズム６０に対する補正量に、Ｓ４４で演算した補正比を積算して、補正量の算出を終了する（Ｓ４５）。当該例では、−０．０５０×４であり、−０．２００ディオプターとなる。このように、算出手段６４５は、本発明にいう補正量算出手段を構成するものである。なお、ここでは、求めた補正値を小数点以下第１位において四捨五入した値を採用したが、その他の近似値を適宜採用することができる。以下、図２１を再び参照する。
【０１１２】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、Ｓ３４およびＳ３６の結果に基づき、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させ、決定された軸角度および算出された補正量とする（Ｓ３８）。同様に、Ｓ３５およびＳ３７の結果に基づき、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させ、決定された軸角度および算出された補正量とする（Ｓ３９）。
【０１１３】
このような非点収差の補正処理を行うよう構成された本実施形態の観察装置によれば、基準プリズムの基準頂角とは異なる頂角を有するコンタクトプリズムの特定の観察倍率に対する補正量が求まれば、他の観察倍率に対する補正量が算出され、この算出結果を用いて自動的に非点収差が補正されるので、補正処理を迅速に補正することが可能となる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに対する基準情報６４４１およびプリズム情報６４４２を記憶しておくようにし、左右の非点収差打ち消し用光学素子６１をそれぞれ独立に制御するよう構成すれば立体視を適正なものとすることができる。
【０１１４】
なお、メモリ６４４に記憶される基準情報６４４１として、各観察倍率に対する補正比を記憶するよう構成してもよい。このようにすれば、図２２のフローチャートにおける補正比の演算処理（Ｓ４４）を行う必要がなくなるので、更なる処理の迅速化を図ることができる。
【０１１５】
〔変形例〕
以下、本実施形態の観察装置の一変形例について説明する。当該変形例では、プリズム情報６４４２をメモリ６４４に最初から記憶しておく代わりに、手術中に術者等自らが設定するようになっている。このような構成は、特に、非点収差の補正に熟練した術者等に向いているもので、個々の手術眼の有するパワーを考慮した適正な補正処理を行うことを可能とする。また、手術眼にあてがうコンタクトプリズムの頂角の角度や装着角度を入力する必要がないため、コントロールパネル１００を設けなくともよい。
【０１１６】
本変形例の観察装置は、図１９に示す構成に前述のモニタ６６を付加した構成を備えている（図１２等参照）。また、画像処理装置６４のメモリ６４４には、図２０に示す基準情報６４４１のみがあらかじめ記憶されている。（いずれも図示を省略することとする。）
【０１１７】
当該変形例においては、まず、術者等は、基準頂角θｓｔａｎとは異なる頂角を有するコンタクトプリズム６０が手術眼Ｅにあてがわれたことに対応して、モニタ６６の画面６６Ａ（図１５等を参照）を見ながら左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差打ち消し用光学素子６１を観察光軸Ｏ１，Ｏ２回りにそれぞれ回転させて、特定の観察倍率のときの非点収差を打ち消すためのパワー量を設定する。
【０１１８】
例えば、コンタクトプリズム６０の頂角θ＝３０°とし、パワー量を設定したときの観察倍率を１０．５倍とする。また、このときに設定されたパワー量を−０．０５ディオプターとする。
【０１１９】
術者が観察倍率を変更すると（装着角度は変更せず）、制御手段６４１は、この変更された観察倍率を認識する。ここでは、２１倍に変更されたものとする。以下、このような数値例に基づいて説明を行う。
【０１２０】
次に、算出手段６４５は、メモリ６４４の基準情報６４４１から、基準頂角θｓｔａｎ＝４５°を有する基準プリズムの補正値であって、かつ、観察倍率が１０．５倍のときの補正値−０．１１０ディオプターと、観察倍率が２１倍のときの補正値−０．４４５ディオプターとを取得する。そして、観察倍率が２１倍のときには、観察倍率が１０．５倍のときの補正値の何倍の補正比が必要となるかを演算する。ここでは、その補正値は約４倍である。
【０１２１】
更に、算出手段６４５は、この補正比に基づいて、頂角３０°のコンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがい、かつ、観察倍率を２１倍に設定したときに非点収差打ち消し用光学素子６１が必要とする補正量を算出する。即ち、観察倍率が１０．５倍のときに設定されたパワー量−０．０５ディオプターに補正比４（倍）を積算して、補正量−０．２ディオプターが求まる。
【０１２２】
なお、観察倍率とともに装着角度も変更されるときには、例えば、次の２通りの使用形態を用いることができる。第１に、コントロールパネル１００が設けられているときには、装着角度設定ツマミ１１２を回転操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を設定入力し、これを基にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度を設定すればよい。第２に、コントロールパネル１００を用いない場合（設けられていないまたは使用しない場合）は、手作業で軸角度を調整すればよい。
【０１２３】
［第３の実施の形態］
以下、本発明にかかる観察装置の第３の実施形態について説明する。本実施形態に示す観察装置は、手術眼にコンタクトプリズム等をあてがったときに生じる色収差を打ち消し補正するための構成を備えたものである。なお、前述したものと同様の構成要素については、同一の符号を付すこととする。
【０１２４】
〔構成〕
図２３および図２４は、本実施形態の観察装置の光学系の構成を示し、図１８に示す第１の実施形態の変形例としての観察装置とほぼ同様の構成となっている。具体的には、本実施形態の観察装置は、図１８に示す非点収差打ち消し用光学素子６１に代えて、色収差打ち消し用光学素子７０を左右の観察光学系１３ａ、１３ｂに備えている。
【０１２５】
色収差打ち消し用光学素子７０は、対物レンズ１９から変倍レンズ系２０，３０に至るまでの間の、手術眼Ｅの眼底Ｅｒからの反射光束を平行光束として変倍レンズ系２０，３０に導く観察光路に配設されている（図２４参照）。なお、色収差打ち消し用光学素子７０を、変倍レンズ系２０，３０と接眼レンズ２６，３６との間にそれぞれ配置するよう構成してもよい。
【０１２６】
左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けられているこの色収差打ち消し用光学素子７０は、例えば、図２５および図２６に示すように、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂから構成されている。
【０１２７】
更に、バリアブルプリズム７０Ａは、プリズム７１ａと７１ｂとが貼り合わされて構成されており、またバリアブルプリズム７０Ｂは、プリズム７１ｃと７１ｄとが貼り合わされて構成されている。プリズム７１ａおよびプリズム７１ｄ、そしてプリズム７１ｂおよびプリズム７１ｃは、それぞれ基本波長（ｄ線）の屈折率ｎｄが同一とされている。また、プリズム７１ａの分散νはプリズム７１ｂの分散νよりも小さくなっており、プリズム７１ｄの分散νはプリズム７１ｃの分散νよりも小さくなっている。ここでは、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂは同一構成とされているものとするが、それぞれ異なる構成のものを採用することも可能である。
【０１２８】
また、本実施形態の観察装置にも、図７に示したような、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂによる眼底像を撮像するためのＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒがそれぞれ設けられている。
【０１２９】
本実施形態の観察装置には、図１１に示したコントロールパネル１００が設けられている。以下、色収差設定部１３０について説明する。この色収差設定部１３０は、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０に関する設定操作を行うツマミと、右観察光学系１３ｂの色収差打ち消し用光学素子７０に関する設定操作を行うツマミとをそれぞれ備えている。前者としては、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１３１Ｌ（収差方向設定手段）と、その色収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１３２Ｌ（補正量設定手段）とが含まれている。また、後者としては、右観察光学系１３ｂの色収差打ち消し用光学素子７０の軸角度方向を設定するための軸角度設定ツマミ１３１Ｒ（収差方向設定手段）と、その色収差の補正量を設定するための補正量設定ツマミ１３２Ｒ（補正量設定手段）とが含まれている。
【０１３０】
なお、軸角度設定ツマミ１３１Ｌ、１３１Ｒにより設定される軸角度は、プリズム設定部１１０の装着角度設定ツマミ１１２によるプリズム基底方向の設定角度と（ほぼ）一致するように調整されるのが一般的である。したがって、装着角度設定ツマミ１１２の設定に連動して、上記軸角度が設定されるような構成とすることもできる。また、このような自動的な軸角度の設定と、軸角度設定ツマミ１２１Ｌ、１２１Ｒを用いた手動の軸角度の設定とを選択的に切り換え可能とする切換スイッチを設けてもよい。
【０１３１】
ここで、軸角度設定ツマミ１３１Ｌ、１３１Ｒの周囲に示してある角度は、任意の方向を０°として設定することが可能であるが、本実施形態では、術者側から見て水平方向右側を０°と設定し、そこから反時計回りに角度が増加していくように設定されている。
【０１３２】
また、補正量設定ツマミ１３２Ｌ、１３２Ｒの周囲に示す数字０〜１０は、色収差打ち消し用光学素子７０により形成される補正量の度合いを相対的に示した目盛で、補正量がゼロのときを０目盛、補正量が最大のときを１０目盛として設定されている。
【０１３３】
次に、本実施形態の観察装置の制御系の構成について、図２７に示すブロック図を参照して説明する。本観察装置の制御系は、図１２に示した第１の実施形態とほぼ同様の構成を備えている。本観察装置は、左観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０を構成するバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを、観察光軸Ｏ１回りに回転駆動させるためのバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌと、右観察光学系１３ａの色収差打ち消し用光学素子７０を構成するバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを、観察光軸Ｏ２回りに回転駆動させるためのバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒとを備えている。
【０１３４】
また、画像処理装置６４、および、この画像処理装置６４に含まれている制御手段６４１、解析手段６４２および演算手段６４３については、第１の実施形態のものとほぼ同様の処理を行うものであるので、同一の符号を付すこととする。制御手段６４１は、各種の制御信号の生成および送信や、変倍レンズ系２０，３０による観察倍率の認識等の処理を行うためのものである。また、解析手段６４３は、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０Ｒにより撮影された手術眼Ｅの眼底像に後述する解析処理を施すためのものである。また、演算手段６４２は、解析手段６４３による解析結果を基に、コンタクトプリズム６０により生じる色収差を打ち消し補正する補正量を算出するためのものである。
【０１３５】
さて、一般に、色収差はプリズムの有する屈折力の方向に発生する。図２４は、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる色収差の状態の概略を示している。同図には、眼底Ｅｒによる反射光がコンタクトプリズム６０により屈折されて対物レンズ１９に導かれるときに、反射光がコンタクトプリズム６０によってＲ、Ｇ、Ｂ波長の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’に分離された状態が示されている。各光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’が色収差打ち消し用光学素子７０を通過したときに平行光束となるように、色収差打ち消し用光学素子７０を回転調整すると、コンタクトプリズム６０の屈折作用に起因する色収差が除去されることとなる。以下に続く使用形態では、色収差打ち消し用光学素子７０は、このように調整・制御されるようになっている。なお、図２４において、左観察光学系１３ａ側の光線Ｒ、Ｇ、Ｂの間隔が右観察光学系１３ｂ側の光線Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’の間隔よりも大きく描かれている。これは、左観察光学系１３ａの観察光軸のコンタクトプリズム６０からの出射角の方が右観察光学系１３ｂの出射角よりも大きいため、色収差の影響をより強く受けるためである（図５を参照）。したがって、左右の光学系１３ａ、１３ｂに生じる色収差の補正は、左右別々に行われる必要がある。
【０１３６】
また、左右の観察光路の長さの差によって観察像にＺ方向のボケが生じている場合には、このボケを解消するために所定の球面度を作用させるようにしてもよい。
【０１３７】
〔使用形態〕
続いて、このような構成を備えた本実施形態の観察装置の使用形態について説明する。本観察装置によれば、以下に示すように各種の使用形態を行うことができる。なお、以下の使用形態をすべて行えるよう構成する必要はなく、そのうちの少なくとも一つを行えるものであればよい。このとき、採用しない使用形態に用いられる構成部分については具備している必要はない。また、複数の使用形態を選択的に行えるよう構成する場合には、各使用形態を切り換えるための切り換えスイッチを、例えばコントロールパネル１００に設けることができる。
【０１３８】
（使用例１）
まず、図２８に示すフローチャートを参照して、マニュアル使用における使用形態について説明する。まず、コントロールパネル１００の色収差設定部１３０を用いて設定入力を行う。具体的には、軸角度設定ツマミ１３１Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの色収差の軸角度、即ちその色収差を補正するためにバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂの基底方向を向ける方向、を設定し（Ｓ５１）、補正量設定ツマミ１３２Ｌを回動操作して左観察光学系１３ａの色収差の補正量を設定する（Ｓ５２）。同様に、軸角度設定ツマミ１３１Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの色収差の軸角度を設定し（Ｓ５３）、補正量設定ツマミ１３２Ｒを回動操作して右観察光学系１３ｂの色収差の補正量を設定する（Ｓ５４）。なお、左観察光学系１３ａに対する設定操作および右観察光学系１３ｂに対する設定操作は、どちらを先に行ってもよいことは言うまでもない。
【０１３９】
コントロールパネル１００から以上の設定操作がなされると、その信号が画像処理装置６４の制御手段６４１に送られる。制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂ（図２８では「ＶＰ」と略記されている）をそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５５）。同時に、制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、設定された軸角度および補正量とする（Ｓ５６）。
【０１４０】
これにより、手術眼Ｅにあてがったコンタクトプリズム６０による色収差が補正されるので、観察像を良好に視認することが可能となる。特に、左右それぞれ独立して補正量等を設定することができるので、眼底周辺部Ｅｒ’を観察する場合のように左右で収差量が異なるケースにおいても、像を正常に立体視することが可能となる。また、一度の補正で色収差が十分に除去されない場合、術者はコントロールパネル１００を操作して更なる補正を施すことができる。
【０１４１】
（使用例２）
次に、本実施形態の観察装置の他の使用形態について、図２９に示すフローチャートを参照して説明する。本使用形態では、色収差の軸角度および補正量を設定入力する代わりに、手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の態様のみを入力するようになっているので操作が容易なものとなる。
【０１４２】
まず、コントロールパネル１００のプリズム設定部１１０の頂角設定ツマミ１１１を回動操作して手術眼Ｅにあてがうコンタクトプリズム６０の頂角の角度θを入力し（Ｓ６１）、装着角度設定ツマミ１１２を回動操作してコンタクトプリズム６０の装着角度を入力する（Ｓ６２）。この入力された内容は、画像処理装置６４の制御手段６４１に信号として送信される。
【０１４３】
ここで、画像処理装置６４の前述した記憶手段には、コンタクトプリズム６０の頂角θから色収差打ち消し用光学素子７０により作用される補正量を決定するためのデータがあらかじめ入力されている。このデータとしては、例えば、第１の実施形態でも説明したように、用意されたコンタクトプリズム６０各々について模型眼による試験を行えばよい。
【０１４４】
制御手段６４１は、変倍レンズ系２０、３０による観察倍率を認識し、この観察倍率とＳ６１で入力された頂角θとを基に、上記データを参照して、左観察光学系１３ａの色収差の補正量を決定し（Ｓ６３）、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を決定する（Ｓ６４）。更に、Ｓ６２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に、左観察光学系１３ａの色収差の軸角度および右観察光学系１３ｂの色収差の軸角度を決定する（Ｓ６５、Ｓ６６）。当該決定は、例えば、装着角度イコール軸角度とすればよい。
【０１４５】
補正量および軸角度が決定されると、制御手段６４１は、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌを制御して、左観察光学系１３ａのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とし（Ｓ６７）、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｒを制御して、右観察光学系１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転させて、決定された軸角度および補正量とする（Ｓ６８）。
【０１４６】
（使用例３）
続いて、本実施形態の観察装置の更に他の使用形態について説明する。本使用形態では、ＴＶ撮像系５０Ｌ、５０ＲのＣＣＤ撮像素子５４Ｌ、５４Ｒによって受像される左右それぞれの観察像に基づいて自動的に非点収差の補正が行われるようになっている。
【０１４７】
モニタ６６の画面６６Ａには、左観察光学系１３ａおよび右観察光学系１３ｂを介して観察される観察像がそれぞれ表示される。図３０ないし図３４には、モニタ６６に表示される表示画面の一例が示されている（簡略化のために左観察光学系１３ａを介しての観察像のみを示す）。また、図３５には、本使用形態による色収差の補正処理を表すフローチャートが示されている。
【０１４８】
まず、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させる（Ｓ７１）。このとき、コンタクトプリズム６０による色収差が生じている場合、図３０に模式的に示すように、白色の点像ＱがＲ、Ｇ、Ｂの３色に分離され、点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’として表示される。色収差が生じていない場合には、白色の点像Ｑは分解されずに表示される。
【０１４９】
次に、解析手段６４３により、左右それぞれの画像はＲ、Ｇ、Ｂのレイヤーに分解され（Ｓ７２）、各レイヤーにおける点像Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’のピクセルの番地が記憶装置（第１の実施形態を参照）に記憶される（Ｓ７３）。例えば、図３１ないし図３３に示すように、基準とするＧレイヤーにおける番地を（Ｘｉ、Ｙｊ）とすると、Ｒレイヤーにおける番地は（Ｘｉ、Ｙｊ＋ｙ）、Ｂレイヤーにおける番地は（Ｘｉ、Ｙｊ−ｙ）となり、これらの番地が記憶装置に記憶される。ここで、「ｙ（＝０、１、２、・・・・・）」は、Ｇレイヤーにおける点像Ｇ’の番地に対する、ＲレイヤーおよびＢレイヤーにおける点像Ｒ’およびＢ’の色収差による番地のずれを示している。
【０１５０】
次に、演算手段６４２は、各レイヤーにおけるピクセルの番地を比較して、それらが同じか否か判断をする（Ｓ７４）。色収差による点像Ｑの分解が介在せず３つのレイヤーにおける番地が同じである場合（ｙ＝０の場合）は、色収差補正処理を終了する（Ｓ７８）。
【０１５１】
番地が同じでない場合、制御手段６４１は、各レイヤーの番地を一致させるための、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂの軸角度（基底方向の向き）および補正量を演算する（Ｓ７５）。上記の例では、Ｒレイヤーにおける点像Ｒ’をＹ方向に−ｙ番地だけ移動させ、かつ、Ｂレイヤーにおける点像Ｂ’をＹ方向に＋ｙ番地だけ移動させるための軸角度および補正量を求める。なお、Ｒレイヤーにおける点像Ｒ’またはＢレイヤーにおける点像Ｂ’を基準としてこのような演算処理を行ってもよいことは言うまでもない。制御手段６４１によるこの演算は、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に１番地だけ移動させるために必要な軸角度および補正量を上記の記憶装置等にそれぞれ保存しておき、これを参照することによって実行することができる。
【０１５２】
更に、制御手段６４１は、この演算結果に基づいて左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂをそれぞれ回転駆動させるための制御信号をバリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌ、８５Ｒに送信して、バリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを回転させる（Ｓ７６、Ｓ７７）。以上で、本使用形態の色収差補正処理は終了となる（Ｓ７８）。なお、本実施形態における制御手段６４１、演算手段６４２および解析手段６４３は、本発明にいう色収差補正手段を構成するものである。
【０１５３】
ここで、色収差が完全に打ち消されていないような場合には、コントロールパネル１００を用いて左右のバリアブルプリズム７０Ａ、７０Ｂを回転させて補正するようにしてもよい。
【０１５４】
以上のような処理を実行する本使用形態によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に色収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。特に、コンタクトプリズム６０の頂角θや装着角度、観察倍率などの如何を問わずに自動補正されるので、利便性が高いものとなる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して観察される眼底像に対して補正を左右別個に施すことができるので、適正な立体視が可能となる。
【０１５５】
〔変形例〕
図３６は、本実施形態の一変形例である観察装置の光学系の構成を示している。当該観察装置では、変倍レンズ系２０，３０と接眼レンズ系２６，３６との間に、第１の実施形態で示した非点収差打ち消し用光学素子６１がそれぞれ配置されているとともに、対物レンズ１９と変倍レンズ系２０，３０との間に、色収差打ち消し用光学素子７０がそれぞれ配置されている。更に、図示は省略するが、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒと、バリアブルプリズム回転駆動手段８５Ｌ、８５Ｒとが設けられ、それぞれ左右独立して駆動制御されるよう構成されている。このような観察装置によれば、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに生じる非点収差および色収差をともに打ち消し補正することが可能となる。
【０１５６】
［第４の実施の形態］
以下、本発明に係る観察装置の第４の実施形態について説明する。図３７は、本実施形態の観察装置の光学系および制御系の概略構成を示している。また、当該観察装置は、図１２と同様の制御系を備えており、以下、同図を適宜参照して説明を行う。なお、前述した構成部分については同一の符号を付すこととする。
【０１５７】
〔構成〕
本実施形態の観察装置には、変倍レンズ系２０，３０と非点収差打ち消し用光学素子６１との間に、ここでは図示を省略した手術眼Ｅの眼底Ｅｒにパターン像を投影するための投影光学系７２が、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けられている。この投影光学系７２は、リング状のパターン（リングパターン）を形成するリング状パターン板７３と、投影レンズ７４と、投影光学系７２の光軸および観察光軸Ｏ１またはＯ２をそれぞれ合成するためのハーフミラー７５とを含んで構成されている。
【０１５８】
なお、図３７では図示されていないが、左観察光学系１３ａ側のＴＶ撮像系５０Ｌにより撮影された画像も画像処理装置６４に送信されるようになっている。また、左観察光学系１３ａの非点収差打ち消し用光学素子６１は、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌによって駆動されるようになっている。
【０１５９】
左観察光学系１３ａ側のリング状パターン板７３により形成されたリングパターンは、投影レンズ７４およびハーフミラー７５を介し、変倍レンズ系２０および対物レンズ１９を経由して図示しないコンタクトプリズム６０に導かれ、このコンタクトプリズム６０によって屈折されて、眼底周辺部Ｅｒ’に投影される。同様に、右観察光学系１３ｂ側のリング状パターン板７３により形成されたリングパターンは、投影レンズ７４およびハーフミラー７５を介し、変倍レンズ系３０および対物レンズ１９を経由して図示しないコンタクトプリズム６０に導かれ、このコンタクトプリズム６０によって屈折されて、眼底周辺部Ｅｒ’に投影される。
【０１６０】
このとき、眼底周辺部Ｅｒ’には、図３８に示すようなリングパターン像７６が形成される。なお、同図では、左観察光学系１３ａを経由して投影されたリングパターン像のみが示されている。リングパターン像７６を非点収差打ち消し用光学素子６１のパワーを０ディオプターとした状態で受像素子５４Ｌが受像すると、図３９に示すように、コンタクトプリズム６０により生じる非点収差に起因する流れ７７を有するリングパターン像７８が得られてしまう。
【０１６１】
〔使用形態〕
このような構成を有する本実施形態の観察装置の使用形態の一例について、図４０に示すフローチャートを参照して説明する。まず、左右の投影光学系７２によって、手術眼Ｅの眼底Ｅｒ（眼底周辺部Ｅｒ’）にリングパターンを投影し（Ｓ８１）、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して得られる眼底像Ｅｒ”をモニタ６６に表示させる（Ｓ８２）。
【０１６２】
次に、解析手段６４３により、撮像されたリングパターン像７８の流れ７７を抽出して解析し、その流れ７７の方向および大きさを検出する（Ｓ８３）。
【０１６３】
続いて、演算手段６４２により、検出されたリングパターン像７８の流れ７７の方向および大きさに基づいて、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度およびパワー（補正量）が、左観察光学系１３ａ、右観察光学系１３ｂのそれぞれについて決定される（Ｓ８４、Ｓ８５）。ここで、本実施形態における解析手段６４３と演算手段６４２とは、本発明にいう第２の補正量演算手段を構成している。
【０１６４】
制御手段６４１は、決定された軸角度および補正量にシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを回転動作させるための制御信号を生成し、バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信する。バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒは、受信した制御信号に基づいて、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂをそれぞれ回転させる（Ｓ８６、Ｓ８７）。このような処理により、リングパターン像７８の流れ７７は補正される。
【０１６５】
次に、この補正されたリングパターン像７８の流れ７７がどれだけ残存しているか確認をする（Ｓ８８）。つまり、再び解析手段６４３によって残存している流れ７７の（方向および）大きさを解析し、演算手段６４２によって流れ７７の（方向および）大きさを求め、制御手段６４１によってこの流れ７７の大きさとあらかじめ設定された所定の値とが比較判断される。なお、この所定値は、眼底像が十分明瞭となる範囲のしきい値として設定されている。
【０１６６】
残存している流れ７７の大きさがこの所定値よりも大きい場合は、更に同様の補正を施し、再度残存している流れ７７の大きさを確認して上記所定値との比較判断を行う。この処理は、残存している流れ７７の大きさが上記所定値よりも小さくなるまで繰り返される。流れ７７の大きさがこの所定値よりも小さくなったら、非点収差補正処理を終了する（Ｓ９０）。
【０１６７】
なお、図示は省略するが、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するための補正レンズ（群）を、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのそれぞれに設けて、残存している流れ７７の大きさを打ち消すためのパワーを発生させるようにしてもよい。
【０１６８】
また、第１の実施形態で説明したコントロールパネル１００を用いてシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面度誤差を変更補正するようにしてもよい。
【０１６９】
以上のような処理を実行する本実施形態の観察装置によれば、設定動作や入力動作を行わなくとも自動的に非点収差が補正されるので、操作性を向上させることが可能となる。また、既知のリングパターンに基づいて補正量を演算するよう構成されているので、補正量を正確に求めることができる。また、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介してそれぞれ投影されるリングパターン像に基づいて、補正量を左右別個に求めることができるので、適正な立体視が可能となる。
【０１７０】
なお、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂを介して投影されるリングパターン像を区別するために、それぞれ異なる色を有するリングパターンを投影するようにしてもよい。
【０１７１】
［第５の実施の形態］
次に、本発明に係る観察装置の第５の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０１７２】
〔構成〕
本実施形態の観察装置は、第１〜第４の実施形態の観察装置のように左右の観察光学系の両方にＴＶ撮像系を設けることができない場合に適用可能な構成を備えている。
【０１７３】
本実施形態の観察装置は、従来と同様の構成の光学系を有している（図３を参照）。即ち、従来のように、一つのＴＶ撮像系５０と、助手用の補助観察光学系４０とが設けられている。以下に説明する本実施形態の構成は、従来の観察装置の左右の観察光学系に非点収差打ち消し用光学素子（バリアブルクロスシリンダーレンズ６１）および／または色収差打ち消し用光学素子（バリアブルプリズム７０）を付加することで適用できる。ここで、非点収差打ち消し用光学素子を制御する場合でも、また色収差打ち消し用光学素子を制御する場合でも、その制御態様は同様であるので、非点収差打ち消し用光学素子を用いた場合について説明を行うこととする。なお、非点収差の補正処理を行う場合、演算手段６４２は、本発明にいう第４の補正量演算手段として作用する。
【０１７４】
図４１には、本実施形態の観察装置の制御系の構成が示されている。同図に示す画像処理装置６４には、制御手段６４１と、本発明にいう第３の補正量演算手段である演算手段６４２と、記憶装置としてのメモリ６４４とが設けられている。演算手段６４２は、メモリ６４４に記憶されたデータを基に左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの駆動量（非点収差補正量）をそれぞれ演算する。
【０１７５】
メモリ６４４には、ＴＶ撮像系５０により撮影される手術眼Ｅの観察像や、コンタクトプリズム６０の頂角およびその手術眼Ｅに対する装着角度に応じた左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差補正量を決定するためのデータがあらかじめ記憶されている。ＴＶ撮像系５０により画像が撮影される右観察光学系１３ｂに関する上記データは、手術眼Ｅの観察像を基に補正量を決定するための第１、第２の実施形態で説明したようなデータである。また、観察像から直接に補正量を求めることができない左観察光学系１３ａに関する上記データは、観察像を解析して決定される右観察光学系１３ｂの補正量と、コントロールパネル１００から入力されるコンタクトプリズム６０の頂角および装着角度とを基に補正量を決定するためのデータである。
【０１７６】
〔使用形態〕
以下、このような構成を有する本実施形態の観察装置の使用形態について、図４２に示すフローチャートを参照して説明する。まず、コントロールパネル１００を操作して、手術眼Ｅにあてがわれるコンタクトプリズム６０の頂角およびその装着角度を入力する（Ｓ９１、Ｓ９２）。次に、右観察光学系１３ｂによる観察像をＴＶ撮像系５０で撮影し、手術眼Ｅの眼底像をモニタ６６に表示させる（Ｓ９３）。
【０１７７】
続いて、演算手段６４２は、メモリ６４４にあらかじめ保存されたデータを用いてモニタ６６に表示された眼底像を解析し、右観察光学系１３ｂの非点収差の補正量を演算する（Ｓ９４）。このとき、Ｓ９２で入力されたコンタクトプリズム６０の装着角度を基に右観察光学系１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度が設定される。なお、眼底像の解析手法としては、前述の画像の流れを検出して解析する手法や、リングパターンを投影して解析する手法などを適宜採用することができる。
【０１７８】
更に、演算手段６４２は、Ｓ９１で入力されたコンタクトプリズム６０の頂角およびＳ９２で入力された装着角度を用いて、Ｓ９４で演算された右観察光学系１３ｂの補正量から左観察光学系１３ａの非点収差の補正量を演算する（Ｓ９５）。ここで、左観察光学系１３ａのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂの軸角度は、右観察光学系１３ｂのそれと同じ方向に設定される。
【０１７９】
次に、制御手段６４１は、（必要があれば変倍レンズ系２０、３０による観察倍率に基づいて補正量を調整し、）制御信号を生成するとともに、この制御信号をバリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段６５Ｌ、６５Ｒに送信し、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂのシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂを左右独立に回転させ、演算された補正量を左右それぞれ発生させる（Ｓ９６、Ｓ９７）。
【０１８０】
このように動作する本実施形態の観察装置によれば、ＴＶ撮像系５０を左右のいずれか一方にのみ設けた構成で、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差の補正をそれぞれ独立に行うことが可能となるので、装置の構成を簡略化することができるとともに、コストダウンを図ることが可能となる。
【０１８１】
なお、図４２のフローチャートと同様のプロセスにより、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの色収差の補正を左右独立に行うことができる。
【０１８２】
〔変形例〕
本実施形態の観察装置の変形例として、入力されたコンタクトプリズム６０の頂角および装着角度と、撮影される眼底像の解析結果とに応じた、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの双方の補正量をあらかじめ演算しておき、その演算結果をメモリ６４４に保存しておくようにしてもよい。このような構成とすれば、入力された頂角および装着角度と撮影された眼底像とから、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂの非点収差（色収差）の補正量が直接に決定されるので、手術中に演算処理を行う必要がなくなり、処理の迅速化を図ることができる。
【０１８３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明に係る観察装置の第６の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の観察装置は、非点収差打ち消し用光学素子（バリアブルクロスシリンダーレンズ６１）で非点収差を補正する場合に最適な位置で合焦させるための構成を備えている。
【０１８４】
バリアブルクロスシリンダーレンズ６１は、軸が互いに直行する方向に同一の屈折度の円柱度を発生させるよう作用するので、最小錯乱円の位置に合焦させた状態で非点収差を補正すれば、前焦線および後焦線が最小錯乱円に近接されるので、好適な補正を施すことが可能となる。一方、前焦線の位置で合焦した状態で非点収差を補正すると、補正の効果は表れるものの、前側にピントが合ってしまい（前ピンと称することがある）観察される眼底像はぼやけてしまう。逆に、後焦線の位置で合焦した状態で補正を行うと、同様に後側にピントが合ってしまう（後ピンと称することがある）。したがって、前ピンや後ピンとなってしまった場合には再度合焦が必要となり迅速性が損なわれてしまう。
【０１８５】
本実施形態の観察装置では、このような事態を回避するために前述の補正レンズ群（本発明にいう合焦位置補正手段）を用いる。この補正レンズ群は、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによって発生される正または負の球面誤差を変更補正するための各種のレンズから構成されている。補正レンズ群の各種のレンズは、例えば図示しないフットスイッチからの操作に応じて選択的に観察光路上に配置されるようになっている。
【０１８６】
シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる非点収差の補正量をＣディオプターとする。このときに必要となる球面度の最大補正量は、前ピンまたは後ピンとなった状態でそれぞれＣ／２ディオプターとなる。しかしながら、補正レンズ群による補正前の最初の合焦位置は、最小錯乱円、前焦線または後焦線の位置であるとは限らないので、非点収差の補正量Ｃディオプターの範囲内で球面度を変換することとする。なお、補正レンズ群には、この補正量Ｃディオプターに対応して、＋Ｃ、＋Ｃ／２、０、−Ｃ／２、−Ｃの各ディオプターを有する補正レンズ（ピント補正レンズと称することとする）があらかじめ設けられている。
【０１８７】
術者は、手術眼Ｅを観察しながら上記のフットスイッチを操作して５つのピント補正レンズを入れ換え、ピント状態が最適なものを選択する。これによりシリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる合焦位置のずれを補正することができる。また、５つのピント補正レンズが自動的にかつ順々に入れ換えられ、適当なものが配置されたときにフットスイッチ等を操作して、ピント補正レンズを決定するようにしてもよい。
【０１８８】
このピント補正処理は、術者が手作業で行うよう構成されているが、ピントのずれを検出してこれを自動補正するようにしてもよい。
【０１８９】
また、ピントのずれを補正するために、手術用顕微鏡１０自体を手術眼Ｅに対して前後に微動させて合焦位置を補正してもよい。この場合にも、補正の範囲は、シリンダーレンズ６１Ａ、６１Ｂによる非点収差の補正量をＣディオプターとするのが好適である。
【０１９０】
［第７の実施の形態］
以上で説明した各実施形態では、観察装置としての手術用顕微鏡装置を取り上げたが、本発明はこれに限られるものではなく、細隙灯顕微鏡およびその他の観察装置、特に眼科用の観察装置にも適用できるものである。
【０１９１】
図４３は、本発明の観察装置の構成を備えたレーザ治療装置の一例の光学系の構成を示している。なお、前述した構成部分については同一の符号を付して説明することとする。このレーザ治療装置は、治療用レーザ光を手術眼Ｅの眼底Ｅｒに照射することが可能な公知の照射光学系８０を備えている。この照射光学系８０からの治療用レーザ光は、図示しないコリメートレンズによって平行光束としてリレーされ、プリズム１８により反射されて対物レンズ１９に導かれるようになっている。
【０１９２】
プリズム１８と対物レンズ１９との間には、手術眼Ｅにコンタクトプリズム６０をあてがったときに、このコンタクトプリズム６０を通して治療用レーザ光を眼底Ｅｒに照射したときに生じる非点収差を打ち消すための非点収差打ち消し用光学素子８１が設けられている。この非点収差打ち消し用光学素子８１は、第１の実施形態と同様に一対のシリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂから構成されている。シリンダーレンズ８１Ａ、８１Ｂの非点収差補正量は、左右の観察光学系１３ａ、１３ｂ（図４３ではまとめて「１３」と表記されている）のそれぞれを介して検出された画像データを基に、左右の観察像に生じる非点収差の補正量のソフトウェア処理をそれぞれ行い、自動補正を行うようにすることもできる。また、非点収差打ち消し用光学素子８１によるパワーの方向および大きさを任意に補正可能な図示しない補正レンズ（系）が設けられている。
【０１９３】
このようなレーザ治療装置によれば、コンタクトプリズム６０を手術眼Ｅにあてがった状態で眼底Ｅｒのレーザ治療を行う場合に生じる非点収差を除去することができる。また、照射光学系８０が対物レンズを共用しない場合でも、治療用レーザ光の照射角度を考慮することによって非点収差を除去した照射を行うことが可能となる。
【０１９４】
［本発明のその他の適用例］
以上で説明した観察装置は、被観察眼（手術眼）にコンタクトプリズムをあてがったときの非点収差、色収差の除去を目的としているが、本発明によれば、コンタクトプリズム以外の光学部材をあてがった場合に生じる非点収差や色収差も同様に除去することが可能である。
【０１９５】
このような光学部材としては、例えば、図４４に示すようなコンタクトレンズ（三面鏡）２００がある。コンタクトレンズ２００は、その内部に反射面２０１を備えており、観察光軸Ｏ（左右の観察光軸Ｏ１、Ｏ２の何れかまたは双方）がこの反射面２０１によって偏向されることにより被観察眼Ｅの眼底周辺部Ｅｒ’を観察できるようになっている。このようなコンタクトレンズ２００を被観察眼Ｅにあてがったときにも観察像に非点収差や色収差が生じるが、上述したような本発明の構成を採用することによりそれらを打ち消し補正することができる。
【０１９６】
また、図４５に示すような手術用顕微鏡３００に対しても、本発明の構成を採用することにより好適な効果を上げることができる。この手術用顕微鏡３００は、回動軸３０１を中心として回動可能に設けられた前置レンズ３０２を備えている。これにより、前置レンズ３０２は、対物レンズを含む観察光学系を格納した鏡筒３０１と手術眼Ｅとの間に挿脱可能とされている。このような前置レンズ３０２を対物レンズと手術眼Ｅとの間にあてがったときにも観察像には非点収差や色収差が生じてしまうが、鏡筒３０３内の（左右の）観察光学系として本発明の構成を適用することにより、これらの影響を除去することが可能となる。
【０１９７】
更には、ルビー（Ｈｒｕｂｙ）レンズを備えた細隙灯顕微鏡に対しても、本発明の構成を適用することが可能である。図４６には、このような細隙灯顕微鏡の光学系の概略が示されており、符号４０１は接眼レンズ、符号４０２は対物レンズ、符号４０３はルビーレンズを表している。ルビーレンズ４０３は、同図に示すような凹状の前置レンズで、狭い細隙光を被観察眼Ｅに照射するためのものであり、被観察眼Ｅの後部硝子体や眼底を観察するときに用いられる。このようなルビーレンズ４０３を被観察眼Ｅと対物レンズ４０２との間にあてがったときにも、観察像に非点収差や色収差が生じてしまうが、本発明の構成を用いることによりこれらの収差を補正することができる。
【０１９８】
なお、ここに例示した前置レンズ以外にも、対物レンズと被観察眼との間に、被観察眼に対して非接触状態で配置される各種の前置レンズによる収差補正に、本発明の構成を適用することが可能である。また、観察眼に接触して配置される各種の光学部材により生じる収差の補正にも、本発明の構成を適用することができる。
【０１９９】
また、術者等の観察者の眼球の屈折力により生じる非点収差や色収差（以下、まとめて収差と称する）の補正を行うための構成を付加することも可能である。例えば、観察者の眼球の屈折力をあらかじめ測定し、これを画像処理装置の前述の記憶装置等に記憶しておく。そして、この眼球の屈折力により生じる収差の方向および大きさを算出し、この算出結果に応じて非点収差打ち消し用光学素子、色収差打ち消し用光学素子をする。このとき、コンタクトプリズム等による収差があるときには、この収差と眼球による収差との双方を打ち消すよう制御を行う。なお、観察装置に観察者の眼球の屈折力を測定するための測定光学系を設け、この測定光学系による測定結果を上記の記憶装置等に記憶するようにしてもよい。このような観察者の眼球の屈折力による収差を補正するための構成を備えることにより、観察者毎に適正な収差補正を行うことが可能となる。
【０２００】
以上で詳述した本発明に係る観察装置の構成は、実施形態としての一例に過ぎないもので、本発明の主旨の範囲内における各種の変形や変更、追加等を適宜施すことができる。
【０２０１】
例えば、被観察眼にリングパターンを投影してリングパターン像を撮像し、そのリングパターン像の歪み方向を検出することによって、被観察眼にあてがわれているコンタクトプリズムの装着角度を自動的に検出し、この装着角度を用いて非点収差打ち消し用光学素子や色収差打ち消し用光学素子を動作制御するよう構成することにより、本発明にいう装着角度入力手段を有しない構成とすることもできる。
【０２０２】
また、観察者の眼の屈折力の観察像に対する影響を除去するための構成を更に設けることも可能である。例えば、観察者の眼の球面度数、乱視度数および乱視軸をあらかじめ記憶しておき、その影響を加味して非点収差や色収差の補正量および補正の方向を決定するよう構成することができる。コントロールパネル等から観察者の眼屈折力を設定入力できるようにしてもよい。
【０２０３】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項１４に記載の観察装置によれば、眼底周辺部を観察するときに左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ別個に補正することができるので、好適な収差補正を行うことができる。
【０２０４】
請求項２に記載の観察装置によれば、バリアブルクロスシリンダーレンズによって効果的な収差補正を行うことができる。
【０２０５】
請求項３に記載の観察装置によれば、左右の観察像に生じる非点収差に対する補正の方向および補正量を左右それぞれ別個に設定でき、それに応じた補正を行うことができるので、操作性を向上させることができる。
【０２０６】
請求項４に記載の観察装置によれば、コンタクトプリズムの頂角および装着角度を入力するだけで左右の観察像の非点収差がそれぞれ補正されるので、操作上便利である。
【０２０７】
請求項５に記載の観察装置によれば、観察倍率に応じて左右の観察像に生じる被点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、適正な補正が可能となるとともに、操作性が向上される。
【０２０８】
請求項６に記載の観察装置によれば、受像される眼底像に基づいて、左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、操作性を向上させることが可能である。
【０２０９】
請求項７に記載の観察装置によれば、眼底に投影されるパターンのパターン像にを受像し、これに基づいて左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、操作性を向上させることが可能である。また、既知の形状のパターンを使用するので、補正を正確に行うことができる。
【０２１０】
請求項８および請求項９に記載の観察装置によれば、左右の観察光学系の一方のみの観察像に基づいて左右双方の観察像に生じる非点収差を補正することができるので、装置の構成が簡略化されるとともに、コストの低減を図ることが可能となる。
【０２１１】
特に、請求項９に記載の観察装置によれば、非点収差補正のための処理時間が短縮されるので、使用上便利である。
【０２１２】
請求項１０に記載の観察装置によれば、基準の頂角とは異なる頂角のコンタクトプリズムを観察眼にあてがった場合であっても、左右の観察像に生じる非点収差をそれぞれ自動的にかつ迅速に補正することができる。
【０２１３】
請求項１１に記載の観察装置によれば、補正レンズを作用させることにより、より適正な収差補正を行うことができる。
【０２１４】
請求項１２および請求項１３に記載の観察装置によれば、バリアブルクロスシリンダーレンズにより生じる合焦位置のずれを補正することができるので、使用上の利便性が向上される。
【０２１５】
特に、請求項１３に記載の観察装置によれば、球面度の異なる複数の補正レンズを用いて容易に合焦位置のずれを補正することができる。
【０２１６】
請求項１４に記載の観察装置によれば、非点収差の補正および色収差の補正の双方を、左右それぞれ別個に行うことができる。
【０２１７】
請求項１５ないし請求項２１に記載の観察装置によれば、眼底周辺部を観察するときに左右の観察像に生じる色収差をそれぞれ別個に補正することができるので、好適な収差補正を行うことができる。
【０２１８】
請求項１６に記載の観察装置によれば、左右の観察像に生じる色収差に対する補正の方向および補正量を左右それぞれ別個に設定でき、それに応じた補正を行うことができるので、操作性を向上させることができる。
【０２１９】
請求項１７に記載の観察装置によれば、コンタクトプリズムの頂角および装着角度を入力するだけで左右の観察像の色収差がそれぞれ補正されるので、操作上便利である。
【０２２０】
請求項１８に記載の観察装置によれば、観察倍率に応じて左右の観察像に生じる色収差をそれぞれ自動的に補正することができるので、適正な補正が可能となるとともに、操作性が向上される。
【０２２１】
請求項１９および請求項２０に記載の観察装置によれば、左右の観察光学系の一方のみの観察像に基づいて左右双方の観察像に生じる色収差を補正することができるので、装置の構成が簡略化されるとともに、コストの低減を図ることが可能となる。
【０２２２】
特に、請求項２０に記載の観察装置によれば、色収差補正のための処理時間が短縮されるので、使用上便利である。
【０２２３】
請求項２１に記載の観察装置によれば、受像した眼底像にデジタル処理を施して色収差を左右それぞれ自動的に補正することができるので、色収差打ち消し用光学素子を観察光路に設ける必要が無く、例えば既存の観察光路の構成を変更せずにそのまま適用することができるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】手術用顕微鏡装置の構成の概要を示す外観図である。
【図２】手術用顕微鏡装置の従来の光学系の構成の概要を示す側面図である。
【図３】手術用顕微鏡装置の従来の光学系の構成の概要を示す正面図である。
【図４】対物レンズと観察光路との位置関係を説明するための平面図である。
【図５】手術眼にコンタクトプリズムをあてがったときの左右の観察光軸の屈折状態を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーがゼロの状態を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図であって、その有するパワーが最大の状態を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる非点収差打ち消し用光学素子の作用を説明するための光学模式図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置が備えるコントロールパネルの構成の概要を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１５】非点収差補正前の眼底像を示す図であって、コンタクトプリズムによる非点収差のために画面上に流れが生じている状態を示す模式図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１６に示す使用形態によって非点収が補正されたときの眼底像を示す図であって、画面上の流れが小さくなった状態を示す模式図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の一変形例として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置を構成するメモリに保存される情報の一例を模式的に示した図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第２の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成の一部を示す正面拡大図である。
【図２５】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる色収差打ち消し用光学素子の一例を示す側面図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる色収差打ち消し用光学素子の一例を示す斜視図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２８】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図３０】色収差があるときに点像が画面上においてＲ、Ｇ、Ｂの３つの点像に分離されて見られる現象を模式的に示す説明図である。
【図３１】画像のＧレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３２】画像のＲレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３３】画像のＢレイヤーのみを抽出して記憶した状態を模式的に示す説明図である。
【図３４】画像の各レイヤーを重ねて表示した状態を模式的に示す説明図である。
【図３５】本発明の第３の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図３６】本発明の第３の実施の形態の一変形例として示す観察装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図３７】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の光学系の構成の一部を示す正面図である。
【図３８】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の光学系に含まれる投影光学系により眼底周辺部に投影されたリングパターンを示す説明図である
【図３９】コンタクトプリズムを通して受像素子により得られたリングパターン像に、非点収差による画像の流れが生じている状態を示す説明図である。
【図４０】本発明の第４の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図４１】本発明の第５の実施の形態として示す観察装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４２】本発明の第５の実施の形態として示す観察装置の使用形態の一例を示すフローチャートである。
【図４３】本発明の第７の実施の形態として示す観察装置を備えたレーザ治療装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図４４】コンタクトレンズを被観察眼にあてがった状態を示す説明図である。
【図４５】前置レンズを備えた手術用顕微鏡装置の一例の外観構成を示す斜視図である。
【図４６】ルビーレンズを備えた細隙灯顕微鏡の光学系の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１３ａ 左観察光学系
１３ｂ 右観察光学系
１９ 対物レンズ
２０、３０ 変倍レンズ系
２６、３６ 接眼レンズ
５０Ｌ、５０Ｒ ＴＶ撮像系
６１ 非点収差打ち消し用光学素子
６１Ａ、６１Ｂ シリンダーレンズ
６４ 画像処理装置
６４１ 制御手段
６４２ 演算手段
６４３ 解析手段
６５Ｌ、６５Ｒ バリアブルクロスシリンダーレンズ回転駆動手段
６６ モニタ
１００ コントロールパネル
１１０ プリズム設定部
１１１ 頂角設定ツマミ
１１２ 装着角度設定ツマミ
１２０ 非点収差設定部
１２１Ｌ、１２１Ｒ 軸角度設定ツマミ
１２２Ｌ、１２２Ｒ 補正量設定ツマミ
１３０ 色収差設定部
１３１Ｌ、１３１Ｒ 軸角度設定ツマミ
１３２Ｌ、１３２Ｒ 補正量設定ツマミ
Claims (21)
- 観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、
前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、
前記左右の観察光路に、非点収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる非点収差のパワーを打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な非点収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする観察装置。 - 前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記観察光路の観察光軸を中心として相対的に回転可能に設けられた凹凸一対のシリンダーレンズからなるバリアブルクロスシリンダーレンズであることを特徴とする請求項１記載の観察装置。
- 前記非点収差の前記パワーの方向を設定するための収差方向設定手段と、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズのそれぞれについて備えていることを特徴とする請求項２記載の観察装置。
- 前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、
更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、
前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、
左右の前記バリアブルクロスシリンダーレンズをそれぞれ独立に回転駆動させるための駆動手段と、
前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２記載の観察装置。 - 前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御することを特徴とする請求項４記載の観察装置。
- 前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光をそれぞれ受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第１の補正量演算手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記第１の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の観察装置。 - 前記被観察眼にパターン像を投影するための投影光学系と、
前記左右の観察光路により案内される、前記投影光学系により前記被観察眼に投影された前記パターン像の反射像をそれぞれ受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記パターン像の前記反射像に所定の解析処理を施して、前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第２の補正量演算手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記第２の補正量演算手段により演算された前記補正量を基に、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の観察装置。 - 前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、
前記非点収差打ち消し用光学素子は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の観察装置。 - 前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、
前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記非点収差の前記パワーを打ち消し補正する補正量を演算する第３の補正量演算手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記第３の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の観察装置。 - 所定の頂角を有するプリズムによる非点収差のパワーを打ち消し補正するための補正量を、前記変倍レンズ系による観察倍率に関連づけて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に前記観察倍率に関連付けて記憶された前記補正量と、あらかじめ取得された前記所定の頂角とは異なる頂角を有するプリズムの特定の観察倍率における前記補正量とを基に、前記所定の頂角とは異なる頂角を有する前記プリズムの、前記特定の観察倍率とは異なる観察倍率における前記補正量を算出する補正量算出手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記補正量算出手段により算出された前記補正量に応じて、前記駆動手段による前記バリアブルクロスシリンダーレンズの回転駆動を左右それぞれ独立に制御する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の観察装置。 - 前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための補正レンズを更に備えたことを特徴とする請求項２ないし請求項１０のいずれか一項に記載の観察装置。
- 前記バリアブルクロスシリンダーレンズにより前記非点収差を打ち消し補正するときに生じる合焦位置のずれを補正するための合焦位置補正手段を更に有することを特徴とする請求項２ないし請求項１０のいずれかに記載の観察装置。
- 前記合焦位置補正手段は、前記バリアブルクロスシリンダーレンズによって発生される正負のパワーを前記非点収差の正負のパワーの方向に変更させるための球面度の異なる複数の補正レンズからなる補正レンズ群であることを特徴とする請求項１２記載の観察装置。
- 前記左右の観察光路の前記変倍レンズ系と前記結像レンズとの間に、前記所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の観察装置。
- 観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、
前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、
前記左右の観察光路に、色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差を打ち消すための、左右それぞれ独立して動作可能な色収差打ち消し用光学素子を設けたことを特徴とする観察装置。 - 前記色収差の方向を設定するための収差方向設定手段と、前記色収差を打ち消し補正する補正量を設定するための補正量設定手段とを、左右の前記色収差打ち消し用光学素子のそれぞれについて備えていることを特徴とする請求項１５記載の観察装置。
- 前記所定の光学部材は、前記被観察眼の角膜に接触して装着されるプリズムであり、
更に、前記プリズムの頂角の角度を入力するための頂角入力手段と、
前記プリズムの前記角膜への装着角度を入力するための装着角度入力手段と、
前記頂角入力手段により入力された前記頂角の角度と、前記装着角度入力手段により入力された前記装着角度とに応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１５記載の観察装置。 - 前記制御手段は、前記変倍レンズ系により変更される前記観察倍率に応じて、前記色収差打ち消し用光学素子の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１７記載の観察装置。 - 前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量を基に、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、
前記色収差打ち消し用光学素子は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて左右それぞれ独立に動作されることを特徴とする請求項１５ないし請求項１８のいずれか一項に記載の観察装置。 - 前記プリズムの前記頂角と前記装着角度とに応じた前記色収差を打ち消し補正するための補正量を記憶する記憶手段と、
前記左右の観察光路のいずれか一方により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記観察像に所定の解析処理を施して、前記一方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算するとともに、演算された前記補正量と前記記憶手段に記憶された前記頂角および前記装着角度とに応じた前記補正量とから、他方の観察光路に生じる前記色収差を打ち消し補正する補正量を演算する第４の補正量演算手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記第４の補正量演算手段により演算された前記補正量に基づいて、前記色収差打ち消し用光学素子を左右それぞれ独立に制御する、
ことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の観察装置。 - 観察の対象となる被観察眼に対峙される対物レンズから左右眼用の接眼レンズに至るまでの間の左右のそれぞれの観察光路に、前記被観察眼を観察する観察倍率を変更するための変倍レンズ系と、前記変倍レンズ系を経由した光束を結像させるための結像レンズとを有し、
前記対物レンズから前記変倍レンズ系に至るまでの間が前記被観察眼からの反射光を平行光束として前記変倍レンズ系にリレーする観察光路を形成しているとともに、前記変倍レンズ系から前記結像レンズに至るまでの間が前記変倍レンズを通して得られた反射光束を前記結像レンズに平行光束としてリレーする観察光路を形成している観察装置において、
前記左右の観察光路により案内される前記被観察眼からの前記反射光を受けて前記被観察眼の左右のそれぞれの観察像を受像するための受像手段と、
前記受像手段により受像された前記左右の観察像をそれぞれ表示するための表示手段と、
色収差を生じさせる所定の光学部材を前記被観察眼にあてがったとき又は前記被観察眼と前記対物レンズとの間に配置させたときに生じる色収差により分離されて前記受像手段に受像された前記左右の観察像におけるＲ、Ｇ、Ｂの点像の位置を前記表示手段上で左右それぞれ合致させるようデジタル処理を施して、前記左右の観察像の前記色収差をそれぞれ補正するための色収差補正手段と、
を備えたことを特徴とする観察装置。
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