JPH04355712A - 双眼立体視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単一の対物系を用いて
瞳分割により立体視を行う顕微鏡装置における特に双眼
立体視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特に生物学分野や医学分野では
、物体を立体的に把握するという要望が高い。そしてか
かる要望に対して、左右一対の観察光学系を並列配置し
て構成した双眼実体顕微鏡が使用されている。ところが
、特に高倍率や高解像度を要求される場合や顕微鏡の大
きさに制限がある場合には、２つの光学系を併置した構
成をとることができない。又、手術用顕微鏡において術
者の観察光路と助手の観察光路とが互いに直交している
場合等においても光学系の配置に制限があって、２つの
光学系を併置した構成をとることができない。

【０００３】そこで従来、特開昭６２−１７７２２号公
報により開示された単対物双眼立体視顕微鏡のように立
体視を行うようにした顕微鏡が考案されている。この単
対物双眼立体視顕微鏡の構成例は図１０に示した通りで
あるが、物体側から順に、対物レンズと、リレーレンズ
とを備えた対物系の背後に瞳を分割する光分割プリズム
を配置し、分割された瞳を通る光線のそれぞれは観察者
の左右の目に入り、これにより立体視が行われるという
ものである。

【０００４】又、瞳分割により立体視を行う方法は上記
の例の他に例えば、特開昭５６−１４４４１０号公報に
より双眼顕微鏡が開示されている。そして図１１はかか
る双眼顕微鏡において瞳を１回リレーするようにした場
合の接眼部付近の光学系の構成例を示しているが、図に
おいて、図示しない単対物レンズの後方に、第１リレー
レンズの前レンズ２１及び後レンズ２２、第２リレーレ
ンズの前後レンズ間のローテーションプリズム２３、第
１ミラー２４及び第２ミラー２５から成り光軸と交差す
る分割線２４′が入射瞳と共役な位置付近であるように
配置された第２光束分割器２６、該第２光束分割器２６
によって分割されたそれぞれの光束の方向を観察者の視
準方向と平行にするミラー２７，２８、眼幅調整のため
に光束を平行移動させる台形プリズム２９，３０および
接眼レンズ３１，３２がそれぞれ配置されている。そし
てかかる双眼顕微鏡の光学系において、第１，第２リレ
ーレンズにより１回リレーされた対物レンズの瞳を第１
ミラー２４及び第２ミラー２５により左右に分割して、
瞳の右側の光束は左の接眼レンズに、また瞳の左側の光
束は右の接眼レンズにそれぞれ入るようになっている。 これは、１回の瞳リレーにより瞳像が１８０°回転して
しまうのを補正するためであるが、このようにしないと
即ち、瞳の右側の光束を右の接眼レンズに、又、瞳の左
側の光束を左の接眼レンズに入れると立体感が実際とは
逆になって、観察物体の凹凸が反転する結果になる。

【０００５】更に双眼顕微鏡において瞳を２回リレーす
る場合の構成を図１２に示したが、この場合、第１リレ
ーレンズの後レンズ２２の後方で結像した光束は第２リ
レーレンズ３３に入射し、更に入射瞳と共役な位置に置
かれた光束分割器３４によって左右眼用光束に分割され
る。又、瞳のリレー回数が１回でリレー光学系中に正立
プリズム３５が含まれている場合の構成を図１３に示し
たが、これらいずれの場合においても、瞳分割して瞳の
右側の光束は右の接眼レンズに、又、瞳の左側の光束は
左の接眼レンズに入れるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の瞳分
割により立体視を行う方法では、特に解像度の劣化や像
面の明るさの低下等の問題があるため、一般的な鏡筒と
交換し得るようにするために、瞳分割を行うための光学
系の構成をユニット化する必要があった。しかしながら
、通常の鏡筒では瞳の左右の向きなどは問題にならない
ので、それを統一した構成になっていない。このため、
通常に顕微鏡に瞳分割装置を装着すると観察物体の凹凸
が反転する（このような状態を逆立体視と呼ぶことがあ
る）場合があり、正しい物体観察ができなくなる恐れが
ある。

【０００７】本発明はかかる実情に鑑み、瞳分割による
立体視を行う場合、常に正常な立体視像を得ることがで
きる双眼立体視装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による双眼立体視
装置は、単一の対物系の後方に配置されるが、前記対物
系の瞳を第１・第２の部分に分割する瞳分割手段と、第
１・第２の接眼レンズと、前記分割された各々の部分か
らの光束を各別に前記第１または第２の接眼レンズに導
く接眼鏡筒光学系と、前記第１・第２の部分から前記第
１または第２の接眼レンズに至る光路を相互に切り替え
る切替え手段と、を備えている。

【０００９】

【作用】ここで先ず、分割した瞳からの光束を左右一対
の接眼レンズに入射させる際に、分割された瞳の右側の
光束が左の接眼レンズに、そして分割された瞳の左側の
光束が右の接眼レンズにそれぞれ入るように、接眼レン
ズの左右と瞳の左右とが入れ替わっている場合を入換え
分割といい、一方、これとは逆に、分割された瞳の右側
の光束を右の接眼レンズに、そして分割された瞳の左側
の光束を左の接眼レンズに入れる場合を順分割というが
、本発明によれば、入換え分割と順分割とを適宜自由に
切り換えることにより、瞳のリレー回数を調節し又は正
立プリズムを用いる等の方法によることなく、常に正常
な立体視観察を行うことができる。そして特に、かかる
入換え分割及び順分割の切換えを行う場合、分割された
一方の瞳内の適所に適当な指標を設け、接眼レンズ系を
取り外した時に観察者が右目または左目で該指標を視認
することによって、切換えが適正に行われた否かを的確
に判断し得るようにすることができる。更に入換え分割
及び順分割の切換えを自動的に行う場合には、装置の取
り付け部に順分割かまたは入換え分割かを判断するため
のピン等を設置しておくこにより、双眼立体視装置を顕
微鏡等に取り付けるときに自動的に瞳分割の方式が切り
替えられるようにすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１乃至図３に基づき、本発明による
双眼立体視装置の第一実施例を説明する。図において、
瞳分割面から接眼レンズまでの光学系の構成が示されて
いるが、図中、１，２は瞳分割ミラーで、瞳分割ミラー
１はその一端部が瞳分割線（一点鎖線）上に位置する紙
面と垂直な方向の軸の周りに回動し得るようになってい
る。又、瞳分割ミラー２はほぼその中心部が上記とは別
な紙面と垂直な方向の軸の周りに回動し得るようになっ
ている。３Ｌ　，３Ｒは瞳分割ミラー１，２によって分
割された光束を左右一対の観察光学系に入れるためのミ
ラー、４Ｌ　，４Ｒ　は各光学系のそれぞれ結像レンズ
、５Ｌ　，５Ｒ　は各光学系のそれぞれ観察用接眼レン
ズである。

【００１１】本発明による双眼立体視装置は上記のよう
に構成されているから、瞳の順分割を行う場合には瞳分
割ミラー１，２を図２に示される回動位置に持ち来たし
、これにより瞳分割ミラー１によって分割された光束（
二点鎖線により示されている）は左の光学系に入り、瞳
分割ミラー２によって分割された光束（破線により示さ
れている）は右の光学系に入る。一方、瞳の入換え分割
を行う場合には、瞳分割ミラー１，２を図２に示した状
態からそれぞれ９０°回動せしめて図３に示される回動
位置に持ち来たし、これにより瞳分割ミラー１によって
分割された光束は右の光学系に入り、瞳分割ミラー２に
よって分割された光束は左の光学系に入る。

【００１２】このように瞳分割ミラー１及び２を適宜回
動せしめるだけの簡単な操作により、入換え分割と順分
割とを適宜切り換えることにより、瞳のリレー回数を調
節したり又は正立プリズムを用いる等の方法によること
なく、常に正常な立体視観察を行うことができる。

【００１３】図４は本発明による双眼立体視装置の第二
実施例を示す。この第二実施例では、瞳分割面に偏光方
向が互いに直交する半円形の２枚の偏光板６ａ，６ｂを
接合せしめて成る偏光板６（図７参照）が設置され、該
偏光板６の後方には光分割素子を含む左右光路分割プリ
ズム７及び観察方向調整用プリズム８Ｌ　，８Ｒ　が配
置され、これにより左右一対の光路に分割される。更に
観察方向調整用プリズム８Ｌ　，８Ｒ　の後方には偏光
板９Ｌ　，９Ｒ　が設置されるが、これらの偏光板９Ｌ
　，９Ｒ　の偏光方向は互いに直交するようになってい
る。尚、図中、直交する偏光方向は偏光板６及び偏光板
９Ｌ　，９Ｒ　において両矢印及び黒丸印によって付記
されている。上記左右光路分割プリズム７には例えば偏
光ビームスプリッタ等を用いるのが適当であり、偏光板
９Ｌ　，９Ｒ　を透過する光が最大になるように偏光方
向を調整すると光量の損失が少なくて済む。そして偏光
板９Ｌ　，９Ｒ　の後方には、左右一対の光学系の観察
像を形成するために結像レンズ４Ｌ　，４Ｒ　及び観察
用接眼レンズ５Ｌ　，５Ｒ設置される。上記の場合、偏
光板６は光軸の回りに回動自在に装着されている。

【００１４】第二実施例によれば、偏光板６により入射
瞳の左右を偏光方向が互いに直交するように二つに分割
すると共に偏光板９Ｌ　，９Ｒ　によって偏光方向の分
離を行うことにより、瞳分割したのと実質的に同等に光
路を分割することができる。即ち、図５に示したように
順分割を行う場合には、例えば偏光板６の一方の偏光板
６ａ及び偏光板９Ｌ　並びに偏光板６の他方の偏光板６
ｂ及び偏光板９Ｒ　の間でそれぞれ偏光方向が一致する
ように該偏光板６を回動し、これにより偏光板６ａによ
って偏光された光束は左の光学系に入り、一方、偏光板
６ｂによって偏光された光束は右の光学系に入る。又、
入換え分割を行う場合には、偏光板６を図５に示した状
態から１８０°回動せしめることにより図６に示したよ
うに、偏光板６ａ及び偏光板９Ｒ　並びに偏光板６ｂ及
び偏光板９Ｌ　の間でそれぞれ偏光方向が一致せしめる
ことにより行われる。

【００１５】図８及び図９は本発明による双眼立体視装
置の第三実施例を示す。この第三実施例では、光路分割
プリズム７とこれによる分割後の光束の左右の観察方向
を調整するためのプリズム１０Ｌ　，１０Ｒ　とにより
左右一対の観察用の光路に分割される。そして上記プリ
ズム１０Ｌ　，１０Ｒ　のそれぞれ後方には、瞳近傍位
置において互いに連動して各光学系の光軸に関して対称
に移動し得るように構成された絞り手段１１Ｌ　，１１
Ｒ　が設けられ、更に該絞り手段１１Ｌ　，１１Ｒ　の
後方に結像レンズ４Ｌ　，４Ｒ　及び観察用接眼レンズ
５Ｌ　，５Ｒ　設置される。

【００１６】第三実施例によれば、順分割を行う場合、
絞り手段１１Ｌ　，１１Ｒ　を共に、図８に示したよう
にそれぞれが配置される光学系の光軸の外方に移動せし
め、これにより瞳近傍位置で絞り手段１１Ｌ　，１１Ｒ
　が左右観察系で対称に偏心することにより左右光学系
に生じる視差に基づき立体視観察が可能になる。一方、
入換え分割を行う場合には、図９に示したように、絞り
手段１１Ｌ　，１１Ｒ　を共に、それぞれが配置される
光学系の光軸の内方に移動せしめることにより、この場
合にも視差による立体視観察を行うことができる。

【００１７】第三実施例において、上記絞り手段１１Ｌ
　，１１Ｒを可変絞りにすると共にその偏心量を瞳径の
範囲内で自由に変え得るように構成することにより、立
体視の際の立体感や深度を適宜変化させることができる
。この場合、絞り手段１１Ｌ　，１１Ｒ　の開口の中心
を通り且つ視野の中心を通る軸を光軸と見做せるので、
例えば絞り径を小さくして絞りの偏心量を大きくするこ
とにより立体感が顕著になるようにすることができる。 一方、これとは逆に、開口数（ＮＡ）が大きい対物レン
ズを用いて例えば前記従来例の場合に説明した図１０に
示される立体視観察を行った場合には立体感が顕著にな
り過ぎて融像しにくくなるが、このような場合、絞りの
偏心量を小さくすれば融像し易くすることができる。尚
、絞り手段１１Ｌ　，１１Ｒ　において円形絞りを偏心
させて行うようにすることにより、前記第一実施例又は
第二実施例では瞳形状が非対称であるために生じ得る方
向の差異による解像の相違等の不都合をなくすることが
できる。

【００１８】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、瞳分割
により立体視を行うようにしたこの種の光学装置におい
て、瞳分割面まで間における瞳のリレー回数を調節や又
は正立プリズムを用いる等の方法によることなく、簡単
且つ確実に正常な立体視観察を行うことができる。そし
てこのことにより、更に瞳分割部をユニット化した場合
でもそのための２種類の装置を用意しなくて済み、その
上、リレー系を装着する際に本発明装置を取り替える必
要がなくなる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双眼立体視装置の第一実施例による光
学系の要部構成図である。

【図２】本発明の双眼立体視装置の第一実施例における
瞳の順分割を行う場合の光学系の要部構成図である。

【図３】本発明の双眼立体視装置の第一実施例における
瞳の入換え分割を行う場合の光学系の要部構成図である
。

【図４】本発明の双眼立体視装置の第二実施例による光
学系の要部構成図である。

【図５】本発明の双眼立体視装置の第二実施例における
瞳の順分割を行う場合の光学系の要部構成図である。

【図６】本発明の双眼立体視装置の第二実施例における
瞳の入換え分割を行う場合の光学系の要部構成図である
。

【図７】本発明の双眼立体視装置の第二実施例にかかる
偏光板の正面図である。

【図８】本発明の双眼立体視装置の第三実施例における
瞳の順分割を行う場合の光学系の要部構成図である。

【図９】本発明の双眼立体視装置の第三実施例における
瞳の入換え分割を行う場合の光学系の要部構成図である
。

【図１０】従来の顕微鏡における瞳分割による立体視を
行うための光学系の構成図である。

【図１１】従来の顕微鏡における瞳分割による立体視を
行うための他の光学系の構成図である。

【図１２】図１１に示される従来の顕微鏡の瞳分割によ
る立体視を行うための光学系の変形例をしめす図である
。

【図１３】図１１に示される従来の顕微鏡の瞳分割によ
る立体視を行うための光学系の別の変形例をしめす図で
ある。

【符号の説明】

１，２　　　　　　　　　　　　瞳分割ミラー３Ｌ　，
３Ｒ　　　　　　　　　ミラー４Ｌ　，４Ｒ　　　　　
　　　　結像レンズ５Ｌ　，５Ｒ　　　　　　　　　観
察用接眼レンズ６　　　　　　　　　　　　　　　　偏
光板７　　　　　　　　　　　　　　　　光路分割プリ
ズム８Ｌ　，８Ｒ　　　　　　　　　観察方向調整用プ
リズム９Ｌ　，９Ｒ　　　　　　　　　偏光板１０Ｌ　
，１０Ｒ　　　　　プリズム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　単一の対物系の後方に配置される双眼
   立体視装置において、前記対物系の瞳を第１・第２の部
   分に分割する瞳分割手段と、第１・第２の接眼レンズと
   、前記分割された各々の部分からの光束を各別に前記第
   １または第２の接眼レンズに導く接眼鏡筒光学系と、前
   記第１・第２の部分から前記第１または第２の接眼レン
   ズに至る光路を相互に切り替える切替え手段と、を備え
   た双眼立体視装置。