JPH0777658A - 立体顕微鏡 - Google Patents
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- JPH0777658A JPH0777658A JP6198985A JP19898594A JPH0777658A JP H0777658 A JPH0777658 A JP H0777658A JP 6198985 A JP6198985 A JP 6198985A JP 19898594 A JP19898594 A JP 19898594A JP H0777658 A JPH0777658 A JP H0777658A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/13—Ophthalmic microscopes
- A61B3/132—Ophthalmic microscopes in binocular arrangement
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
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- G02B21/14—Condensers affording illumination for phase-contrast observation
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- A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
- A61B90/20—Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 眼の水晶体を十分なコントラストで観察でき
るようにする。 【構成】 たとえば、眼科手術に際して、透明媒質を高
コントラストで可視化するために、立体顕微鏡の観察光
路に、透明媒質を振幅コントラストによって位相物体と
して可視化する位相差発生手段を配置する。この場合、
使用される光源ダイアフラムに従って、位相差発生素子
を選択することになる。
るようにする。 【構成】 たとえば、眼科手術に際して、透明媒質を高
コントラストで可視化するために、立体顕微鏡の観察光
路に、透明媒質を振幅コントラストによって位相物体と
して可視化する位相差発生手段を配置する。この場合、
使用される光源ダイアフラムに従って、位相差発生素子
を選択することになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明媒体を高コントラ
ストで可視化するための、特に眼科手術のための立体顕
微鏡並びにそのような立体顕微鏡を操作する方法に関す
る。
ストで可視化するための、特に眼科手術のための立体顕
微鏡並びにそのような立体顕微鏡を操作する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】目の顕微外科手術に際しては、通常、立
体顕微鏡を使用する。白内障の外科手術において混濁し
た水晶体を確実に且つ完全に除去できるように保証する
ために、立体顕微鏡ではいわゆるレッド−リフレックス
照明を実現している。この場合、眼底が入射して来る照
明光を拡散反射すると、網膜の吸収特性の関係で、目の
前部の透明部分は手術中の外科医に対して赤色の透過光
を発生する。そのような照明作用を以下では「反射透過
光」という。
体顕微鏡を使用する。白内障の外科手術において混濁し
た水晶体を確実に且つ完全に除去できるように保証する
ために、立体顕微鏡ではいわゆるレッド−リフレックス
照明を実現している。この場合、眼底が入射して来る照
明光を拡散反射すると、網膜の吸収特性の関係で、目の
前部の透明部分は手術中の外科医に対して赤色の透過光
を発生する。そのような照明作用を以下では「反射透過
光」という。
【０００３】混濁した水晶体をいわゆる水晶体乳濁液化
剤を使用して吸取った後に、手術中の外科医は、目の前
部に場合によってはまだ残っている透明の残余水晶体を
探して、その部分を完全に除去することが重要である。
剤を使用して吸取った後に、手術中の外科医は、目の前
部に場合によってはまだ残っている透明の残余水晶体を
探して、その部分を完全に除去することが重要である。
【０００４】これまでは、目の前部の残余水晶体を適
切、確実に識別するために、立体顕微鏡の照明側で、で
きる限り均質な赤色光反射が起こるようにする措置を講
ずる努力をすることが非常に多かった。たとえば、出願
人のドイツ特許第４０２８６０５号を参照。
切、確実に識別するために、立体顕微鏡の照明側で、で
きる限り均質な赤色光反射が起こるようにする措置を講
ずる努力をすることが非常に多かった。たとえば、出願
人のドイツ特許第４０２８６０５号を参照。
【０００５】ところが、使用する立体顕微鏡の照明光路
にそのような措置を講じても、目の前部のほとんど透明
な媒質を十分なコントラストをもって表示するとは限ら
ない。
にそのような措置を講じても、目の前部のほとんど透明
な媒質を十分なコントラストをもって表示するとは限ら
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、透過光の中で透明媒質を十分なコントラストで表示
するように保証する、特に眼科手術用の立体顕微鏡、並
びにそれを操作する方法を提供することである。
は、透過光の中で透明媒質を十分なコントラストで表示
するように保証する、特に眼科手術用の立体顕微鏡、並
びにそれを操作する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、特許請求
の範囲第１項の特徴を有する立体顕微鏡によって解決さ
れる。立体顕微鏡を使用して反射透過光の中の透明媒質
のコントラストを向上させる方法は、特許請求の範囲第
７項の対象である。特に眼科手術に適する特別の方法は
特許請求の範囲第１８項の対象である。
の範囲第１項の特徴を有する立体顕微鏡によって解決さ
れる。立体顕微鏡を使用して反射透過光の中の透明媒質
のコントラストを向上させる方法は、特許請求の範囲第
７項の対象である。特に眼科手術に適する特別の方法は
特許請求の範囲第１８項の対象である。
【０００８】本発明によれば、透過光の中の透明媒質を
位相物体としてとらえ、それらの位相物体を立体顕微鏡
の適切な位相差発生素子により振幅コントラストをもっ
て結像、すなわち、可視化する。この目的のために、本
発明によれば、立体顕微鏡の観察光路の、光源の回折像
が位置する場所に何らかの手段を講じる。そこで、適切
な位相差発生素子を使用して、その回折像から大きな負
担なく選択的に所定の回折次数を遮蔽するか、又はその
位相を互いに定義に従ってずらせることができる。白内
障の外科手術に立体顕微鏡を適用する場合、幾何学的結
像条件の関係上、その場所は立体顕微鏡の眼底像平面又
はその付近にある。
位相物体としてとらえ、それらの位相物体を立体顕微鏡
の適切な位相差発生素子により振幅コントラストをもっ
て結像、すなわち、可視化する。この目的のために、本
発明によれば、立体顕微鏡の観察光路の、光源の回折像
が位置する場所に何らかの手段を講じる。そこで、適切
な位相差発生素子を使用して、その回折像から大きな負
担なく選択的に所定の回折次数を遮蔽するか、又はその
位相を互いに定義に従ってずらせることができる。白内
障の外科手術に立体顕微鏡を適用する場合、幾何学的結
像条件の関係上、その場所は立体顕微鏡の眼底像平面又
はその付近にある。
【０００９】本発明による立体顕微鏡をそのように適用
する場合、一次光源像は照明光路を介して、観察すべき
目の眼底と一致する一次光源像平面に形成される。眼底
上の一次光源像は水晶体と、角膜と、立体顕微鏡の観察
光学系とを介して、眼底像平面に対応する二次光源像平
面へと結像される。本発明によれば、この平面の観察光
路内に位相差発生素子が配置されている。この手段によ
って、位相物体で回折された光波の遮蔽されなかった次
数の回折と、位相物体を直接に透過した零次の回折の光
波との間に干渉が起こるので、観察者には振幅層が見え
るようになる。
する場合、一次光源像は照明光路を介して、観察すべき
目の眼底と一致する一次光源像平面に形成される。眼底
上の一次光源像は水晶体と、角膜と、立体顕微鏡の観察
光学系とを介して、眼底像平面に対応する二次光源像平
面へと結像される。本発明によれば、この平面の観察光
路内に位相差発生素子が配置されている。この手段によ
って、位相物体で回折された光波の遮蔽されなかった次
数の回折と、位相物体を直接に透過した零次の回折の光
波との間に干渉が起こるので、観察者には振幅層が見え
るようになる。
【００１０】そのため、本発明による立体顕微鏡を眼科
手術に適用すると、目の前部の透明媒質を高コントラス
トで確実に可視化することができる。手術中の外科医は
確実に作業できるのである。
手術に適用すると、目の前部の透明媒質を高コントラス
トで確実に可視化することができる。手術中の外科医は
確実に作業できるのである。
【００１１】本発明による立体顕微鏡は、眼科手術の他
にも、同様に透明な物体を反射透過光の中でできる限り
高いコントラストで可視化すべきであるあらゆる状況に
有利に適用可能である。本発明による立体顕微鏡の照明
光路には、一次光源像が点状又はスリット状に結像され
るように適切な光源ダイアフラムを設ける。スリット状
の一次光源像は方形又は環状に形成されていても良い。
位相差発生素子は、その都度、一次光源像の形状に従っ
て選択される。
にも、同様に透明な物体を反射透過光の中でできる限り
高いコントラストで可視化すべきであるあらゆる状況に
有利に適用可能である。本発明による立体顕微鏡の照明
光路には、一次光源像が点状又はスリット状に結像され
るように適切な光源ダイアフラムを設ける。スリット状
の一次光源像は方形又は環状に形成されていても良い。
位相差発生素子は、その都度、一次光源像の形状に従っ
て選択される。
【００１２】本発明による立体顕微鏡を眼科手術に適用
した場合、各々の一次光源像は眼底平面に位置すること
になり、眼底から反射された光は目の前部の透明媒質を
透過する。本発明によれば、反射透過光においては、こ
こまで説明した照明の他に、目の前部の透明部分を接眼
レンズ中に配置された光ファイバ光導体を介して背後か
ら照射するような照明構造も可能である。この場合、目
の前部の透過光照明が行われることになる。
した場合、各々の一次光源像は眼底平面に位置すること
になり、眼底から反射された光は目の前部の透明媒質を
透過する。本発明によれば、反射透過光においては、こ
こまで説明した照明の他に、目の前部の透明部分を接眼
レンズ中に配置された光ファイバ光導体を介して背後か
ら照射するような照明構造も可能である。この場合、目
の前部の透過光照明が行われることになる。
【００１３】透明媒質のコントラストを向上させるため
に必要な手段、すなわち、特に、立体顕微鏡における適
切な位相差発生素子の構造は、調整上の大きな負担なく
実施されるべきである。さらに、位相差発生素子と、照
明光路内の、光源像の大きさを決めるための素子は、共
に、選択的に出入れ旋回自在であるように配置できる。
従って、本発明による立体顕微鏡は、顕微外科の範囲内
であれば、たとえば、他の診療科においても適用可能で
ある。本発明による立体顕微鏡、並びに透明媒質のコン
トラストを向上させるための本発明による方法のその他
の利点と詳細は、添付の図面に基づく以下の実施例の説
明から明白になるであろう。
に必要な手段、すなわち、特に、立体顕微鏡における適
切な位相差発生素子の構造は、調整上の大きな負担なく
実施されるべきである。さらに、位相差発生素子と、照
明光路内の、光源像の大きさを決めるための素子は、共
に、選択的に出入れ旋回自在であるように配置できる。
従って、本発明による立体顕微鏡は、顕微外科の範囲内
であれば、たとえば、他の診療科においても適用可能で
ある。本発明による立体顕微鏡、並びに透明媒質のコン
トラストを向上させるための本発明による方法のその他
の利点と詳細は、添付の図面に基づく以下の実施例の説
明から明白になるであろう。
【００１４】
【実施例】図１には、眼科手術時に適用するための位相
差発生素子が内部に配設されている本発明による立体顕
微鏡を概略的に示す。ここで使用する立体顕微鏡は、原
理上は知られている構造を有する。立体顕微鏡は２つの
観察光路に対して一体の主対物レンズ（１）を含む。す
なわち、いわゆるテレスコープ原理に従って構成されて
いるのである。２つの観察光路はそれぞれ光軸（７ａ，
７ｂ）として図１には示されている。２つの観察光路の
各々に対して別個の対物レンズが設けられているような
立体顕微鏡、すなわち、Ｇｒｅｅｎｏｕｇｈ原理に従っ
た立体顕微鏡においても、ここで説明する本発明による
方法をとることができるのは自明である。
差発生素子が内部に配設されている本発明による立体顕
微鏡を概略的に示す。ここで使用する立体顕微鏡は、原
理上は知られている構造を有する。立体顕微鏡は２つの
観察光路に対して一体の主対物レンズ（１）を含む。す
なわち、いわゆるテレスコープ原理に従って構成されて
いるのである。２つの観察光路はそれぞれ光軸（７ａ，
７ｂ）として図１には示されている。２つの観察光路の
各々に対して別個の対物レンズが設けられているような
立体顕微鏡、すなわち、Ｇｒｅｅｎｏｕｇｈ原理に従っ
た立体顕微鏡においても、ここで説明する本発明による
方法をとることができるのは自明である。
【００１５】図示した実施例では、共通主対物レンズ
（１）の後に倍率切替え手段（２ａ，２ｂ）が配置され
ている。この場合、倍率切替え手段は周知のガリレイ変
換器として構成されている。あるいは、実際の倍率を無
段階で変化させるズームシステムをいつでも利用するこ
とができる。図１には図面を見やすくするために図示し
てはいないが、倍率切替え手段（２ａ，２ｂ）の後の２
つの光路に遮断又は挿入素子をさらに配置しても良い。
それらの素子は、ドキュメンテーションを目的として、
ＣＣＤカメラ等に至る観察光路に中間像を挿入する又は
その光路を遮断する働きをする。
（１）の後に倍率切替え手段（２ａ，２ｂ）が配置され
ている。この場合、倍率切替え手段は周知のガリレイ変
換器として構成されている。あるいは、実際の倍率を無
段階で変化させるズームシステムをいつでも利用するこ
とができる。図１には図面を見やすくするために図示し
てはいないが、倍率切替え手段（２ａ，２ｂ）の後の２
つの光路に遮断又は挿入素子をさらに配置しても良い。
それらの素子は、ドキュメンテーションを目的として、
ＣＣＤカメラ等に至る観察光路に中間像を挿入する又は
その光路を遮断する働きをする。
【００１６】図示した実施例においては、２つの観察光
路の、立体顕微鏡の眼底像平面、すなわち、二次光源像
平面には、概略的に示された位相差発生素子（４ａ，４
ｂ）が固定して配置されている。位相差発生素子（４
ａ，４ｂ）の後には、鏡筒レンズと、方向転換プリズム
と、接眼レンズとを有する双眼鏡筒（同様に図面を見や
すくするために示されていない）が続いている。そのよ
うな双眼鏡筒は、たとえば、出願人のドイツ特許第２６
５４７７８号から知られている。
路の、立体顕微鏡の眼底像平面、すなわち、二次光源像
平面には、概略的に示された位相差発生素子（４ａ，４
ｂ）が固定して配置されている。位相差発生素子（４
ａ，４ｂ）の後には、鏡筒レンズと、方向転換プリズム
と、接眼レンズとを有する双眼鏡筒（同様に図面を見や
すくするために示されていない）が続いている。そのよ
うな双眼鏡筒は、たとえば、出願人のドイツ特許第２６
５４７７８号から知られている。
【００１７】主対物レンズ（１）の下方には、図１では
見えない照明光路を手術すべき目（５）の方向へ方向転
換する方向転換素子（３ａ，３ｂ）が配置されている。
その代わりに、主対物レンズ（１）の上方で適切に配置
した方向転換素子を介して照明光路を導入することも可
能であるのは自明である。
見えない照明光路を手術すべき目（５）の方向へ方向転
換する方向転換素子（３ａ，３ｂ）が配置されている。
その代わりに、主対物レンズ（１）の上方で適切に配置
した方向転換素子を介して照明光路を導入することも可
能であるのは自明である。
【００１８】本発明に従って立体顕微鏡を眼科手術用に
構成した場合、以上の説明からわかるように、一次光源
像は眼底（６）にほぼ点状又はスリット状に結像される
ことになる。この場合、様々な形状のスリットが可能で
あり、それらについては以下の説明の中でさらに詳細に
解説してゆく。目の前部（８）の媒質を眼底（６）から
発する、すなわち、反射された光波が透過してゆくので
あるが、このとき、それらの光波の発出点は眼底（６）
における一次光源像を表わしている。たとえば、水晶体
の一部などの目の前部（８）にある透明の物質はそれを
透過する光波の通過について位相ずれを発生するが、観
察者の側からいえば、付加的な手段を使用しないと、そ
れだけではそれらの位相差物質を可視化するには不十分
である。人間の目は位相差を認識できないので、目の前
部を光が透過した後に発生する位相差を振幅コントラス
トに変換しなければならない。そこで、本発明に従っ
て、位相物体で回折された光波の回折次数が明確に互い
に分離して存在している観察光路内の二次光源像平面に
何らかの措置を講ずれば、目の前部（８）の透明物質を
振幅コントラストをもって結像することが可能である。
この目的のために、たとえば、高い回折次数の１つ、例
を挙げると、＋１又は−１の回折次数を適切な位相差発
生素子（４ａ，４ｂ）の使用によって遮蔽する。残留し
ている回折次数は零次の回折、すなわち、回折せずに透
過して来る光波と干渉し、それにより振幅コントラスト
を発生させる。従って、適切な位相差発生素子（４ａ，
４ｂ）を介して、位相ずれした回折光波成分を非回折成
分と干渉させ、それにより振幅コントラストを発生させ
るように配慮すべきである。適切な位相差発生素子（４
ａ，４ｂ）の様々な実施形態については、図３ａ〜図３
ｃを参照してさらに詳細に説明する。
構成した場合、以上の説明からわかるように、一次光源
像は眼底（６）にほぼ点状又はスリット状に結像される
ことになる。この場合、様々な形状のスリットが可能で
あり、それらについては以下の説明の中でさらに詳細に
解説してゆく。目の前部（８）の媒質を眼底（６）から
発する、すなわち、反射された光波が透過してゆくので
あるが、このとき、それらの光波の発出点は眼底（６）
における一次光源像を表わしている。たとえば、水晶体
の一部などの目の前部（８）にある透明の物質はそれを
透過する光波の通過について位相ずれを発生するが、観
察者の側からいえば、付加的な手段を使用しないと、そ
れだけではそれらの位相差物質を可視化するには不十分
である。人間の目は位相差を認識できないので、目の前
部を光が透過した後に発生する位相差を振幅コントラス
トに変換しなければならない。そこで、本発明に従っ
て、位相物体で回折された光波の回折次数が明確に互い
に分離して存在している観察光路内の二次光源像平面に
何らかの措置を講ずれば、目の前部（８）の透明物質を
振幅コントラストをもって結像することが可能である。
この目的のために、たとえば、高い回折次数の１つ、例
を挙げると、＋１又は−１の回折次数を適切な位相差発
生素子（４ａ，４ｂ）の使用によって遮蔽する。残留し
ている回折次数は零次の回折、すなわち、回折せずに透
過して来る光波と干渉し、それにより振幅コントラスト
を発生させる。従って、適切な位相差発生素子（４ａ，
４ｂ）を介して、位相ずれした回折光波成分を非回折成
分と干渉させ、それにより振幅コントラストを発生させ
るように配慮すべきである。適切な位相差発生素子（４
ａ，４ｂ）の様々な実施形態については、図３ａ〜図３
ｃを参照してさらに詳細に説明する。
【００１９】本発明によれば、位相差発生素子（４ａ，
４ｂ）を配置するために適切な平面として、以上説明し
た照明構造においては−理想の−光源の眼底（６）上の
二次光源像平面と同一である眼底像平面を示唆してい
る。図示した実施例では、眼底像平面は倍率切替え手段
（２ａ，２ｂ）と、双眼鏡筒（図示せず）との間に位置
している。眼底像平面、すなわち、光源像平面は設定さ
れる倍率ごとに、観察光路の光軸（７ａ，７ｂ）に沿っ
て異なる位置をとることができるので、本発明に従え
ば、倍率が可変である立体顕微鏡の場合には、位相差発
生素子（４ａ，４ｂ）の位置をそれぞれ設定される倍率
切替え手段（２ａ，２ｂ）の倍率と結び付けることがさ
らに可能である。その場合、実際の倍率に応じて、設け
られる位相差発生素子を観察光路の光軸（７ａ，７ｂ）
に沿って二次光源像平面へと摺動させてゆく。二次光源
像平面は、主対物レンズの焦点距離や、それぞれ設定さ
れる倍率などの立体顕微鏡の光学的データに基づいてわ
かっている。
４ｂ）を配置するために適切な平面として、以上説明し
た照明構造においては−理想の−光源の眼底（６）上の
二次光源像平面と同一である眼底像平面を示唆してい
る。図示した実施例では、眼底像平面は倍率切替え手段
（２ａ，２ｂ）と、双眼鏡筒（図示せず）との間に位置
している。眼底像平面、すなわち、光源像平面は設定さ
れる倍率ごとに、観察光路の光軸（７ａ，７ｂ）に沿っ
て異なる位置をとることができるので、本発明に従え
ば、倍率が可変である立体顕微鏡の場合には、位相差発
生素子（４ａ，４ｂ）の位置をそれぞれ設定される倍率
切替え手段（２ａ，２ｂ）の倍率と結び付けることがさ
らに可能である。その場合、実際の倍率に応じて、設け
られる位相差発生素子を観察光路の光軸（７ａ，７ｂ）
に沿って二次光源像平面へと摺動させてゆく。二次光源
像平面は、主対物レンズの焦点距離や、それぞれ設定さ
れる倍率などの立体顕微鏡の光学的データに基づいてわ
かっている。
【００２０】この場合、実際に設定される倍率と、光軸
に沿った位相差発生素子の位置との結び付きは、歯車装
置の形態をとる機械的カップリングを介して実現可能で
ある。あるいは、たとえば、倍率切替え手段の操作要素
にあるエンコーダなしの適切な検出器を利用して、実際
の倍率を検出し、その検出器信号を駆動装置に対する調
整量として使用するような調整回路も適用することがで
きる。駆動装置を介して、位相差発生素子を観察光路内
で光軸に沿って所定の経路間隔の中で摺動させ、そのよ
うにして、二次光源像平面に位置決めする。
に沿った位相差発生素子の位置との結び付きは、歯車装
置の形態をとる機械的カップリングを介して実現可能で
ある。あるいは、たとえば、倍率切替え手段の操作要素
にあるエンコーダなしの適切な検出器を利用して、実際
の倍率を検出し、その検出器信号を駆動装置に対する調
整量として使用するような調整回路も適用することがで
きる。駆動装置を介して、位相差発生素子を観察光路内
で光軸に沿って所定の経路間隔の中で摺動させ、そのよ
うにして、二次光源像平面に位置決めする。
【００２１】図２には、眼科手術に適用した場合の図１
の本発明による立体顕微鏡の側面図を結像プロセスを含
めて概略的に示す。図２において、図１と同じ素子は同
じ図中符号で表わされている。図２から明らかに認識で
きるように、照明光路（９）は２つの観察光路の平面に
対して９０°の角度をもって方向付けられている。図示
されている実施例においては、照明光路は光ファイバ光
導体（１０）を含み、その光導体の前方には光源ダイア
フラム（１１）と、２つの部分から成る結像光学系（１
２，１３）とが配置されている。照明光路内にある光源
ダイアフラム（１１）は、眼底（６）上に所望の光源像
の形状及び／又は大きさを得る働きをする。その場合、
図２に示す通り、使用する光源ダイアフラム（１１）を
光ファイバ光導体（１０）の射出面のすぐ前方に配置す
ることができる。あるいは、光源ダイアフラム（１１）
を光ファイバ光導体（１０）の射出面の前方に所定の距
離をおいて配置し、その射出面を適切な結像光学系によ
って光源ダイアフラム（１１）に結像することも可能で
ある。
の本発明による立体顕微鏡の側面図を結像プロセスを含
めて概略的に示す。図２において、図１と同じ素子は同
じ図中符号で表わされている。図２から明らかに認識で
きるように、照明光路（９）は２つの観察光路の平面に
対して９０°の角度をもって方向付けられている。図示
されている実施例においては、照明光路は光ファイバ光
導体（１０）を含み、その光導体の前方には光源ダイア
フラム（１１）と、２つの部分から成る結像光学系（１
２，１３）とが配置されている。照明光路内にある光源
ダイアフラム（１１）は、眼底（６）上に所望の光源像
の形状及び／又は大きさを得る働きをする。その場合、
図２に示す通り、使用する光源ダイアフラム（１１）を
光ファイバ光導体（１０）の射出面のすぐ前方に配置す
ることができる。あるいは、光源ダイアフラム（１１）
を光ファイバ光導体（１０）の射出面の前方に所定の距
離をおいて配置し、その射出面を適切な結像光学系によ
って光源ダイアフラム（１１）に結像することも可能で
ある。
【００２２】同様に、必要な形状で光ファイバ光導体の
射出面を選択することが可能である。これにより、他の
場合には不可欠である光源ダイアフラムを省略でき、ビ
ーム横断面の望ましくない部分を遮蔽するときの損失も
起こらない。光ファイバ光導体の代わりに、たとえば、
ライムライトミラーランプなどの別の光源を使用するこ
ともできる。
射出面を選択することが可能である。これにより、他の
場合には不可欠である光源ダイアフラムを省略でき、ビ
ーム横断面の望ましくない部分を遮蔽するときの損失も
起こらない。光ファイバ光導体の代わりに、たとえば、
ライムライトミラーランプなどの別の光源を使用するこ
ともできる。
【００２３】使用されるダイアフラム（１１）は構造又
は使用目的に応じて異なる形態及び／又は大きさを有す
る。たとえば、光源ダイアフラム（１１）はスリット
状、点状又は環状であっても良いが、その点については
図４ａ〜図４ｃを参照してさらに詳細に説明する。照明
光路（９）は方向転換ミラー（３ａ）又は別の適切な方
向転換素子を介して観察すべき目（５）の方向へ方向転
換される。所望の光源像に従って適切な方向転換素子を
選択することになる。
は使用目的に応じて異なる形態及び／又は大きさを有す
る。たとえば、光源ダイアフラム（１１）はスリット
状、点状又は環状であっても良いが、その点については
図４ａ〜図４ｃを参照してさらに詳細に説明する。照明
光路（９）は方向転換ミラー（３ａ）又は別の適切な方
向転換素子を介して観察すべき目（５）の方向へ方向転
換される。所望の光源像に従って適切な方向転換素子を
選択することになる。
【００２４】この場合、光源像の形状を点状又は環状に
することが望まれるならば、照明光路の形状を適切に整
えることにより、眼底像平面における光源像が各観察光
路の光軸に対して同心に結像されるように配慮しなけれ
ばならない。これは、たとえば、２つの全く別個の照明
光路、あるいは、唯１つの照明光路を２つの部分照明光
路に分割する方法のいずれかによって実現可能である。
観察光路の光路を結ぶ線に沿って延出するスリット状光
源像の場合には、通常の一体の方向転換ミラーを使用す
ることができる。
することが望まれるならば、照明光路の形状を適切に整
えることにより、眼底像平面における光源像が各観察光
路の光軸に対して同心に結像されるように配慮しなけれ
ばならない。これは、たとえば、２つの全く別個の照明
光路、あるいは、唯１つの照明光路を２つの部分照明光
路に分割する方法のいずれかによって実現可能である。
観察光路の光路を結ぶ線に沿って延出するスリット状光
源像の場合には、通常の一体の方向転換ミラーを使用す
ることができる。
【００２５】本発明によれば、照明特性をその都度の適
用条件に最適の形で適合させるために、照明光路（９）
中の結像光学系（１２，１３）の中の直線的に摺動自在
である光学素子によって、使用者による光源像の可変焦
点合せが可能になるように、結像光学系（１２，１３）
を構成することができる。従って、本発明による立体顕
微鏡を眼科手術に適用した場合、いかなるケースでも、
照明光路（９）におけるそのような焦点合せ能力によっ
て観察される目（５）の眼底（６）に鮮明な光源像が確
実に結像されるように、多様な患者の目に適応すること
が可能である。
用条件に最適の形で適合させるために、照明光路（９）
中の結像光学系（１２，１３）の中の直線的に摺動自在
である光学素子によって、使用者による光源像の可変焦
点合せが可能になるように、結像光学系（１２，１３）
を構成することができる。従って、本発明による立体顕
微鏡を眼科手術に適用した場合、いかなるケースでも、
照明光路（９）におけるそのような焦点合せ能力によっ
て観察される目（５）の眼底（６）に鮮明な光源像が確
実に結像されるように、多様な患者の目に適応すること
が可能である。
【００２６】単一の光源を含む図示するような一体の照
明光路の他にも、−既に示唆した通り−２つの別個の光
源を使用し、適切な光源ダイアフラムを２つの部分照明
光路を経て第１の光源像平面に結像することも可能であ
る。それに相応して、その場合には２つの部分照明光路
を適切に方向転換するように配慮すべきである。
明光路の他にも、−既に示唆した通り−２つの別個の光
源を使用し、適切な光源ダイアフラムを２つの部分照明
光路を経て第１の光源像平面に結像することも可能であ
る。それに相応して、その場合には２つの部分照明光路
を適切に方向転換するように配慮すべきである。
【００２７】図２に概略的に示す通り、倍率切替え手段
（２ａ）と双眼鏡筒（図示せず）との間には、左側観察
光路の位相差発生素子（４ａ）がある。その背後に位置
する第２の観察光路にある対応する位相差発生素子は図
２には示されていない。
（２ａ）と双眼鏡筒（図示せず）との間には、左側観察
光路の位相差発生素子（４ａ）がある。その背後に位置
する第２の観察光路にある対応する位相差発生素子は図
２には示されていない。
【００２８】本発明による立体顕微鏡の別の実施形態に
おいては、位相差発生素子を観察光路に固定配置するの
ではなく、本発明による立体顕微鏡の適用用途をできる
限り広げるために、位相差発生素子を観察光路に選択的
に挿入可能であるように構成することも可能である。こ
の場合には、光源ダイアフラムも照明光路に対して挿
入、引込め自在であるように構成すると有利である。
おいては、位相差発生素子を観察光路に固定配置するの
ではなく、本発明による立体顕微鏡の適用用途をできる
限り広げるために、位相差発生素子を観察光路に選択的
に挿入可能であるように構成することも可能である。こ
の場合には、光源ダイアフラムも照明光路に対して挿
入、引込め自在であるように構成すると有利である。
【００２９】次に、図３ａ〜図３ｃを参照して、本発明
に従って二次光源像平面に配置すべき位相差発生素子の
異なる実施形態を説明する。これらの図に示されている
のは、二次光源像平面における観察光路の横断面であ
る。図３ａ及び図３ｂに示す実施例は、一次光源像平
面、すなわち、眼底上における線状又は方形の光源像を
供給する照明光路に対する構成である。眼底上の一次光
源像をそのように線状にすると、点状の光源像とは異な
り、入射する光線の強さによる網膜の負担はそれほど多
くないので、眼科手術の分野に限れば有利である。線状
又はスリット状の光源像を選択した場合、二次光源像平
面で形成される回折パターンも同様に線状又はスリット
状であり、光源像と同様に観察光路に向いている。この
場合、零次回折に対して軸対象により高い回折次数が存
在している。
に従って二次光源像平面に配置すべき位相差発生素子の
異なる実施形態を説明する。これらの図に示されている
のは、二次光源像平面における観察光路の横断面であ
る。図３ａ及び図３ｂに示す実施例は、一次光源像平
面、すなわち、眼底上における線状又は方形の光源像を
供給する照明光路に対する構成である。眼底上の一次光
源像をそのように線状にすると、点状の光源像とは異な
り、入射する光線の強さによる網膜の負担はそれほど多
くないので、眼科手術の分野に限れば有利である。線状
又はスリット状の光源像を選択した場合、二次光源像平
面で形成される回折パターンも同様に線状又はスリット
状であり、光源像と同様に観察光路に向いている。この
場合、零次回折に対して軸対象により高い回折次数が存
在している。
【００３０】たとえば、眼科手術において透明位相物体
を可視化するために可能である第１の方法は、この平面
におけるより高い次数の回折を片側で、すなわち、非対
称に遮蔽するというものである。観察者の方向へ透過し
てゆく残留光波成分は干渉し、十分な振幅コントラスト
を供給する。この目的のために、図３ａに示すように、
観察光路の二次光源像平面にダイアフラム、すなわち、
エッジ（２０）を非対称に挿入し、対応する高次の回
折、たとえば、＋１次の回折を非対称に遮蔽するのであ
る。図３ａの表示では、眼底上の線状の一次光源像（５
０）も一部見えている。
を可視化するために可能である第１の方法は、この平面
におけるより高い次数の回折を片側で、すなわち、非対
称に遮蔽するというものである。観察者の方向へ透過し
てゆく残留光波成分は干渉し、十分な振幅コントラスト
を供給する。この目的のために、図３ａに示すように、
観察光路の二次光源像平面にダイアフラム、すなわち、
エッジ（２０）を非対称に挿入し、対応する高次の回
折、たとえば、＋１次の回折を非対称に遮蔽するのであ
る。図３ａの表示では、眼底上の線状の一次光源像（５
０）も一部見えている。
【００３１】図３ｂによれば、位相差発生素子の別の実
施形態は、１つの次数の回折の位相を定義に従ってシフ
トさせる位相板（３０）から構成されている。この実施
例で選択される一次光源像の場合、位相板（３０）は同
様に細い方形の形態を有し、眼底像平面、すなわち、二
次光源像平面の観察光路の中に、位相板（３０）の縦軸
が発生する回折パターンの対称軸と一致するように配置
されている。零次の回折、すなわち、回折ぜずに透過し
て来る光波成分の位相を９０°シフトさせることがそれ
により可能になるので、その結果、部分的には位相変化
した透過して来る次数の回折の間に干渉が起こる。全次
数の回折の干渉は観察者に対して必要な振幅コントラス
トを与える。図３ｂに示す実施例では、観察光路に位相
板（３０）として、零次の位相を９０°シフトさせるラ
ムダ／４波長板を配置している。コントラストを向上さ
せるために、吸収層を含む位相板（３０）を設けること
ができる。これにより、零次の回折の強さは減弱し、よ
り高い次数の回折の強さは調整されるので、振幅コント
ラストのさらなる改善が得られる。
施形態は、１つの次数の回折の位相を定義に従ってシフ
トさせる位相板（３０）から構成されている。この実施
例で選択される一次光源像の場合、位相板（３０）は同
様に細い方形の形態を有し、眼底像平面、すなわち、二
次光源像平面の観察光路の中に、位相板（３０）の縦軸
が発生する回折パターンの対称軸と一致するように配置
されている。零次の回折、すなわち、回折ぜずに透過し
て来る光波成分の位相を９０°シフトさせることがそれ
により可能になるので、その結果、部分的には位相変化
した透過して来る次数の回折の間に干渉が起こる。全次
数の回折の干渉は観察者に対して必要な振幅コントラス
トを与える。図３ｂに示す実施例では、観察光路に位相
板（３０）として、零次の位相を９０°シフトさせるラ
ムダ／４波長板を配置している。コントラストを向上さ
せるために、吸収層を含む位相板（３０）を設けること
ができる。これにより、零次の回折の強さは減弱し、よ
り高い次数の回折の強さは調整されるので、振幅コント
ラストのさらなる改善が得られる。
【００３２】本発明によれば、入射して来る光の強さに
よる眼底の負担を減少させるために、複数の一次光源像
を適切な光源ダイアフラムを介して眼底上に形成するこ
ともさらに可能である。その結果、照明の総強さを十分
にしつつ、光源からの光を受ける眼底領域への照明の強
さは減少するのである。この目的のために、たとえば、
照明光路内に光源ダイアフラムとして多重ダイアフラム
又は格子を配置することができ、それにより、対応して
複数のスリット状一次光源像が眼底上に発生する。目の
前部の媒質を位相物体として可視化するためには、位相
差発生素子も同様に対応させて多重ダイアフラム又は格
子として構成しなければならない。その場合、先に説明
した実施例の場合と同様に、スリット状光源像の各々に
対して位相差発生素子を再びエッジ又は位相板として選
択することができる。
よる眼底の負担を減少させるために、複数の一次光源像
を適切な光源ダイアフラムを介して眼底上に形成するこ
ともさらに可能である。その結果、照明の総強さを十分
にしつつ、光源からの光を受ける眼底領域への照明の強
さは減少するのである。この目的のために、たとえば、
照明光路内に光源ダイアフラムとして多重ダイアフラム
又は格子を配置することができ、それにより、対応して
複数のスリット状一次光源像が眼底上に発生する。目の
前部の媒質を位相物体として可視化するためには、位相
差発生素子も同様に対応させて多重ダイアフラム又は格
子として構成しなければならない。その場合、先に説明
した実施例の場合と同様に、スリット状光源像の各々に
対して位相差発生素子を再びエッジ又は位相板として選
択することができる。
【００３３】この目的のための実施例を図３ｃに示す。
図３ｃの実施例では、スリット状一次光源像が２つ（６
０ａ，６０ｂ）ある場合の位相差発生素子（４０ａ，４
０ｂ）は、２つの対応して観察光路内に配置されて、よ
り高い次数の回折をそれぞれ非対称に遮蔽する格子バー
として構成されている。図３ｃの表示においても、同様
に、眼底上の２つのスリット状一次光源像（６０ａ，６
０ｂ）の一部が見えている。
図３ｃの実施例では、スリット状一次光源像が２つ（６
０ａ，６０ｂ）ある場合の位相差発生素子（４０ａ，４
０ｂ）は、２つの対応して観察光路内に配置されて、よ
り高い次数の回折をそれぞれ非対称に遮蔽する格子バー
として構成されている。図３ｃの表示においても、同様
に、眼底上の２つのスリット状一次光源像（６０ａ，６
０ｂ）の一部が見えている。
【００３４】選択する光源ダイアフラムの格子定数は、
結果として発生する二次光源像の回折の次数が互いに重
なり合わないように選択されるのが有利である。そこ
で、二次光源像平面において、形成される回折パターン
の中でより高次の回折と回折なしの光波成分との間に所
望の干渉を発生させるために、規定通りの措置を講じる
ことができる。
結果として発生する二次光源像の回折の次数が互いに重
なり合わないように選択されるのが有利である。そこ
で、二次光源像平面において、形成される回折パターン
の中でより高次の回折と回折なしの光波成分との間に所
望の干渉を発生させるために、規定通りの措置を講じる
ことができる。
【００３５】観察する目の眼底上の適切な光源像を図４
ａ〜図４ｃに示す。先に示唆した通り、これに適する位
相差発生素子の形態も一次光源像をどのように選択する
か、すなわち、光源ダイアフラムによって照明光路をい
かに規定するかによって決まる。眼底上の光源像につい
て選択される対称性に応じて、二次光源像平面、すなわ
ち、眼底像平面には、規定された対称性を有する回折像
が形成されることになる。そこで、この対称性に対応し
てそれぞれの位相差発生素子を選択すべきである。
ａ〜図４ｃに示す。先に示唆した通り、これに適する位
相差発生素子の形態も一次光源像をどのように選択する
か、すなわち、光源ダイアフラムによって照明光路をい
かに規定するかによって決まる。眼底上の光源像につい
て選択される対称性に応じて、二次光源像平面、すなわ
ち、眼底像平面には、規定された対称性を有する回折像
が形成されることになる。そこで、この対称性に対応し
てそれぞれの位相差発生素子を選択すべきである。
【００３６】眼底上の所望に一次光源像は、たとえば、
光源ダイアフラムなどの照明光路にある適切な素子によ
って形成される。一次光源像と適切な位相差発生素子、
さらには、種々の光源像の任意選択とを、たとえば、照
明光路内の切替え自在であるダイアフラムと、位相差発
生素子としての同様に切替え自在であるダイアフラムと
によって、自動的に連係させることができる。そのよう
なダイアフラムは有利な実施形態では周知の電気的に切
替え自在の液晶ダイアフラムとして構成される。
光源ダイアフラムなどの照明光路にある適切な素子によ
って形成される。一次光源像と適切な位相差発生素子、
さらには、種々の光源像の任意選択とを、たとえば、照
明光路内の切替え自在であるダイアフラムと、位相差発
生素子としての同様に切替え自在であるダイアフラムと
によって、自動的に連係させることができる。そのよう
なダイアフラムは有利な実施形態では周知の電気的に切
替え自在の液晶ダイアフラムとして構成される。
【００３７】図４ａにおいては、一次光源像（５０）と
して、眼底上の方形又は線状の領域を表わしており、こ
の光源像は照明光路にある相応して方形又は線状である
光源ダイアフラムを介して実現される。そのような光源
像（５０）に対する位相差発生素子としては、図３ａ及
び図３ｂの実施形態が適している。
して、眼底上の方形又は線状の領域を表わしており、こ
の光源像は照明光路にある相応して方形又は線状である
光源ダイアフラムを介して実現される。そのような光源
像（５０）に対する位相差発生素子としては、図３ａ及
び図３ｂの実施形態が適している。
【００３８】図４ｂには、眼底上の前記の一次二重スリ
ット光源像（６０ａ，６０ｂ）を示すが、このようにす
ることにより、目の照明を受ける領域に当たる照明の強
さを減少できる。この場合に適する位相差発生素子は図
３ｃに提案されている。
ット光源像（６０ａ，６０ｂ）を示すが、このようにす
ることにより、目の照明を受ける領域に当たる照明の強
さを減少できる。この場合に適する位相差発生素子は図
３ｃに提案されている。
【００３９】さらに、本発明によれば、図４ｃに示すよ
うに、眼底上に環状の光源像（７０）を形成することも
可能である。極端な場合、この環状の一次光源像（７
０）を点状の光源像に変形させている。先に何度も示唆
した通り、この回転対称形の一次光源像（７０）に対し
ては、観察光路に相応して回転対称形の位相差発生素子
を挿入することが必要である。
うに、眼底上に環状の光源像（７０）を形成することも
可能である。極端な場合、この環状の一次光源像（７
０）を点状の光源像に変形させている。先に何度も示唆
した通り、この回転対称形の一次光源像（７０）に対し
ては、観察光路に相応して回転対称形の位相差発生素子
を挿入することが必要である。
【図１】 眼科手術の分野における概略的な結像プロセ
スを含めて、２つの観察光路並びに位相差発生素子の構
造と共に本発明による立体顕微鏡を概略的に示す正面
図。
スを含めて、２つの観察光路並びに位相差発生素子の構
造と共に本発明による立体顕微鏡を概略的に示す正面
図。
【図２】 照明光路の配置を含む図１の立体顕微鏡の側
面図。
面図。
【図３】 線状の一次光源像の場合に位相差発生素子に
ついて可能である３種類の構成を示す図。
ついて可能である３種類の構成を示す図。
【図４】 それぞれ可能な一次光源像を示す図。
２ａ，２ｂ…倍率切替え手段、４ａ，４ｂ…位相差発生
素子、９…照明光路、１１…光源ダイアフラム、２０…
エッジ、３０…位相板、４０ａ，４０ｂ…位相差発生素
子。
素子、９…照明光路、１１…光源ダイアフラム、２０…
エッジ、３０…位相板、４０ａ，４０ｂ…位相差発生素
子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｆ 9/007 (72)発明者 ペーター・シェーファー ドイツ連邦共和国 73447 オーバーコヒ エン・アインシュタインシュトラーセ・19
Claims (18)
- 【請求項１】 反射されて来る透過光で透明媒体を高コ
ントラストで可視化する特に眼科手術用の立体顕微鏡に
おいて、２つの観察光路に、透明媒質を振幅コントラス
トを伴なう位相物体として結像させる位相差発生素子
（４ａ，４ｂ；２０；３０；４０ａ，４０ｂ）が配置さ
れている立体顕微鏡。 - 【請求項２】 立体顕微鏡は照明光路（９）を有し、決
められた形及び／又は大きさの少なくとも１つの一次光
源像の結像はその照明光路を介して一次光源像平面で実
行され、反射された照明光路はこの一次光源像平面から
観察すべき透明位相物体を透過する請求項１記載の立体
顕微鏡。 - 【請求項３】 位相差発生素子（４ａ，４ｂ；２０；３
０；４０ａ，４０ｂ）は照明光路の光路に沿った二次光
源像平面の周囲の、一次光源像平面の像が位置している
領域にそれぞれ配置されている請求項２記載の立体顕微
鏡。 - 【請求項４】 二次光源像平面は観察光路の、倍率切替
え手段（２ａ，２ｂ）と立体顕微鏡の双眼鏡筒との間に
位置している請求項３記載の立体顕微鏡。 - 【請求項５】 実際の倍率と、位置が可変である位相差
発生素子との結合は、各々選択可能な倍率における位相
差発生素子が常に二次光源像平面に位置決めされている
ように設けられている請求項４記載の立体顕微鏡。 - 【請求項６】 位相差発生素子として、二次光源像平面
におけるある１つの次の回折の位相を変化させる位相板
（３０）が少なくとも１つ設けられている請求項１から
５の少なくとも１項に記載の立体顕微鏡。 - 【請求項７】 位相差発生素子として、二次光源像平面
における少なくとも１つの次の回折を非対称に遮蔽する
働きをするエッジ（２０）が少なくとも１つ設けられて
いる請求項１から５の少なくとも１項に記載の立体顕微
鏡。 - 【請求項８】 位相差発生素子として複数のエッジ（４
０ａ，４０ｂ）又は位相板が観察光路内に格子状に配置
されている請求項６又は７記載の立体顕微鏡。 - 【請求項９】 少なくとも１つの照明光路（９）が設け
られており、その照明光路は、一次光源像平面における
照明光路（９）の一次光源像の形状及び／又は大きさを
決めるための１つ又は複数の光源ダイアフラム（１１）
を含む請求項１から８の少なくとも１項に記載の立体顕
微鏡。 - 【請求項１０】 光源ダイアフラム（１１）は単一スリ
ットダイアフラム又は多重スリットダイアフラムとして
構成されている請求項９記載の立体顕微鏡。 - 【請求項１１】 光源ダイアフラム（１１）は回転対称
形の一次光源像を形成する請求項９記載の立体顕微鏡。 - 【請求項１２】 光源ダイアフラム（１１）及び／又は
位相差発生素子（４ａ，４ｂ；２０；３０；４０ａ，４
０ｂ）は形状及び／又は大きさが可変である選択的に切
替え自在の液晶ダイアフラムとして構成されている請求
項９記載の立体顕微鏡。 - 【請求項１３】 位相差発生素子（４ａ，４ｂ；２０；
３０；４０ａ，４０ｂ）は照明光路内に選択的に挿入自
在であるように配置されている請求項１から１１の少な
くとも１項に記載の立体顕微鏡。 - 【請求項１４】 眼科手術時に目の前部の透明媒体を振
幅コントラストを伴なって結像するための請求項１から
５の少なくとも１項に記載の立体顕微鏡の利用。 - 【請求項１５】 反射された透視光の中で透明媒体のコ
ントラストを改善する方法において、立体顕微鏡の２つ
の観察光路に、透明媒質を振幅コントラストを伴なって
位相物体として結像する位相差発生素子（４ａ，４ｂ；
２０；３０；４０ａ，４０ｂ）を配置する方法。 - 【請求項１６】 立体顕微鏡の照明光路（９）に、選択
自在の形状及び／又は大きさをもつ少なくとも１つの光
源ダイアフラム（１１）を配置し、その光源ダイアフラ
ムは一次光源像を形成し且つ一次光源像の形状と大きさ
に対応して、二次光源像平面で位相差発生素子（４ａ，
４ｂ；２０；３０；４０ａ，４０ｂ）が選択される請求
項７記載の方法。 - 【請求項１７】 眼科手術の中では、目の透明部分を眼
底で反射された透過光により振幅コントラストをもって
可視化する請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 人間の目の透明媒質を透過光によって
コントラストを向上させる方法において、立体顕微鏡の
２つの観察光路の中に、透明媒質を振幅コントラストを
伴なう位相物体として結像し且つ目の透明部分の照明を
接眼レンズ中に配置された光導体を介して実行する位相
差発生素子（４ａ，４ｂ；２０；３０；４０ａ，４０
ｂ）を配置する方法。
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