JPH1090607A

JPH1090607A - 手術用顕微鏡

Info

Publication number: JPH1090607A
Application number: JP8239283A
Authority: JP
Inventors: Toyohiro Kondo; 豊浩近藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3930073B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検面位置の変化に対応し得る照明光を供給
し、且つ観察倍率に連動させて照明範囲とその照度を設
定すると共に、被検面上において観察光軸と照明光軸と
を一致させるためのビームスプッリタに工夫を施すこと
によってゴースト，フレアのない良好な観察が可能な手
術用顕微鏡を提供する。【解決手段】本発明の手術用顕微鏡は、鏡体１，鏡筒
光学系２，接眼光学系３からなっている。鏡体１は、変
倍光学系４及び対物光学系５を光軸に沿って移動させる
ことにより被検面側の焦点位置の移動が可能で且つ観察
倍率の変更が可能な観察光学系と、この観察光学系を介
さずに前記被検面上に照明光を導く照明光学系６とを備
えている。照明光学系６内には、前記観察光学系の焦点
位置の移動及び観察倍率の変化に伴って移動し得るレン
ズ系が夫々備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手術用顕微鏡に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、手術用顕微鏡は、比較的狭い範
囲の術部を観察するために用いられ、特に、患部の奥，
凹凸の大きな物体の凹部を良好に観察できることが要求
される。このためには、患部の奥や凹部を良好に照明で
き、かかる患部に影を生じることのない照明光学系が必
要であり、且つ、照明位置と物点位置とのずれをなくす
ことも必要である。この２つの要求を満足するために
は、顕微鏡における観察光軸と照明光軸とのなす角度を
できるだけ小さくすることによって解決できる。このよ
うな目的により提案された顕微鏡としては、特開昭６３
−９７９１３号及び特開平８−５９２３号の各公報に開
示された実体顕微鏡がある。

【０００３】これらの顕微鏡を用いることにより、ある
程度良好な術部の観察が可能となったが、更に術部を良
好に観察するためには、被検面上における観察光軸と照
明光軸とが一致するように構成されることが望まれる。
このような観点から提案されたものとしては、特開平７
−１４８１７９号及び特開平７−１５５３３６号の各公
報に開示された手術用顕微鏡等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、手術中には
一部分ではなく複数の術部を観察しなければならない場
合が多い。そこで、術者は観察部位毎に顕微鏡における
観察光学系の観察位置や観察倍率の調整を行う必要が生
じる。又、これに伴い照明光学系においても、照明位置
や照明範囲の調整を行う必要が生じてくる。而も、効率
のよい観察を行うためには、かかる手術用顕微鏡の調整
は、観察光学系に追従させて照明光学系の調整が行われ
なければならない。尚、高倍観察では細部の観察が行わ
れるため明るい照明光が必要であるが、照明範囲は狭く
てもよい。一方、低倍観察では比較的広い部分を観察す
るので広い照明範囲が必要であるが、照明光の照度は高
倍観察時程必要ではない。

【０００５】例えば、前記特開平８−５９２３号公報に
開示された実体顕微鏡では、観察光学系内の可動レンズ
の往復動に伴う物点位置の変化に追従させて、照明位置
変更手段により照明光束の照明位置を変更している。こ
の構成からは、観察位置及び照明位置の変更は容易に行
えるが、観察倍率及び照明範囲の変更は行えない。一
方、特開昭６３−９７９１３号公報に記載の手術用顕微
鏡においては、対物レンズが観察系及び照明系において
共用されているため、この対物レンズを交換することに
より、観察位置や照明位置を変更することはできる。し
かしながら、照明範囲を変えることはできない。

【０００６】又、特開平７−１５５３３６号公報に開示
されている手術用顕微鏡では、被検面（術部）の変化に
伴う観察光学系の焦点位置の移動に連動して照明光学系
内の光学部材を移動させ、被検面の変位に対して最適な
照明を供給できる。しかし、この手術用顕微鏡では、観
察光学系の変倍に伴う照明範囲の設定は、専ら絞りを制
御することによって行われることになる。よって、観察
倍率に最適な大きさの照明範囲を設定することはできる
が、その照度を最適化することはできない。即ち、図１
０はかかる手術用顕微鏡における照明範囲（照野径）の
大きさとその照度との関係を示すグラフであるが、照野
径の大きさにかかわらずその照度は常に一定で変更する
ことはできないのである。従って、この手術用顕微鏡で
は、ある観察倍率に最適な照度は得られても、他の観察
倍率に適応し得る照度を得ることはできない。

【０００７】一方、特開昭５３−１７３５２号公報に開
示されている顕微鏡では、照明光学系にも変倍系が設け
られ、対物レンズ系の変倍系と照明光学系の変倍系とを
連動させて操作することにより、照明範囲とその照度を
調整することができる。

【０００８】図１１は、このような従来の顕微鏡に備え
られた照明光学系の原理を説明するための概念図であ
る。この照明光学系４０は、光源４１，集光光学系４
２，絞り４３，ズームレンズ群４４，及び開口部４５か
らなっており、各光学系を介して光源４１と開口部４５
との位置、絞り４３と被検面４６との位置が互いに共役
になるように配置されている。又、図中、開口部４５近
傍に〜で示されている像（実際には開口部４５内に
結像されるものである）は、ズームレンズ群４４の倍率
を上げていくにつれて開口部４５内に順に形成される光
源４１の像の大きさを夫々表わしている。又、被検面４
６上に〜で示された照明範囲は夫々開口部４５内に
形成される像〜が被検面４６上に投影された場合に
夫々形成される照明範囲を示している。開口部４５内に
形成される像と被検面４６上に形成される照明範囲の大
きさとの関係は、例えば開口部４５内に形成される像が
ズームレンズ群４４によりからに拡大されると、被
検面４６上に形成される照明範囲の大きさはからに
縮小されるようになっている。即ち、開口部４５内に最
小の像が形成された場合には照明範囲は最大となり
（照明範囲）、最大の像が形成された場合には照明
範囲は最小となる（照明範囲）。尚、照明光学系４０
から被検面４６に向けて射出される光量は一定であるの
で、被検面４６上に形成される照明範囲の大きさが小さ
くなる程照度は向上する。

【０００９】次に、図１２は図１１に示された照明光学
系４０による照明範囲（照野径）の大きさとその照度と
の関係を示すグラフである。このグラフから、照明範囲
が最大の場合（照明範囲）は照度は最小となり（観察
光学系の低倍に対応）、照明範囲が中間の大きさの場合
（照明範囲）は照度は中間となる（観察光学系の中間
倍率に対応）ことが分かる。又、照明範囲が最小の場合
（照明範囲）は照度は最大となるが、このとき照明範
囲の外周部の明るさはその中心付近よりも低下してい
ることが分かる。この原因は、最大となる像は開口部
４５の大きさ以上に形成されるため、開口部４５を通過
しない光が生じるためである。而も、照明光学系４０の
変倍はズームレンズ群４４のみにて行われるため、倍率
を大きくした場合どうしても光学性能の劣化を招くため
でもある。このような不具合を解決するためには、開口
部４５の大きさを更に大きくしたり、照明光学系４０に
用いられるレンズの枚数を増やしたりすることが必要に
なる。しかし、結果として鏡体が大型化し、更に照明光
学系４０の構成も複雑になり、大幅な製造コストの増加
が見込まれるため、実用的とは云えない。

【００１０】更に、前記特願平７−１４８１７９号及び
特開平７−１５５３３６号の各公報に記載の手術用顕微
鏡では、ハーフミラーを用いて被検面上における照明光
軸と観察光軸との一致を図っている。しかし、前記ハー
フミラーは平行平板により構成されており、このような
平行平板のハーフミラーを用いた場合には、ゴースト光
を生じ易いという問題がある。即ち、図１３に示すよう
に、通常、被検面からの光はハーフミラー５０の第１面
５０ａで反射されて観察光学系に導かれ観察像が形成さ
れる。しかし、被検面からの光のうち、かかる第１面５
０ａにより反射されず透過する光も一部存在する。この
透過光が更に第２面５０ｂによって反射されて観察光学
系にゴースト光として侵入し、観察像が二重になるとい
う不具合を生じるのである。

【００１１】一方、実開昭５６−１２０５０９号公報に
は、ビームスプリッタの近傍に配置されゴースト光を除
去し得る部材が開示されている。しかしながら、ここに
示されたようなゴースト光除去部材の配置では、このゴ
ースト光除去部材により反射された光が装置の内部に侵
入してしまうことになる。結果として、装置のホルダ等
に当たってゴースト光となって観察光学系内に侵入して
しまう虞を拭いきれない。よって、完全にゴースト光の
発生を抑制することはできない。

【００１２】そこで、本発明は上記のような従来技術の
有する各問題点に鑑みなされたものであり、その目的と
するところは、被検面位置の変化に対応し得る照明光を
供給し、且つ観察倍率に連動させて照明範囲とその照度
を設定すると共に、被検面上において観察光軸と照明光
軸とを一致させるためのビームスプッリタに工夫を施す
ことによってゴースト，フレアのない良好な観察が可能
な手術用顕微鏡を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による手術用顕微鏡は、以下に示すような特
徴を備えている。

【００１４】請求項１にかかる発明は、特定のレンズ系
を移動することにより被検面側の焦点位置の移動が可能
で且つ観察倍率の変更が可能な観察光学系と、この観察
光学系を介さずに前記被検面上に照明光を導く照明光学
系とを有する手術用顕微鏡において、前記照明光学系内
には、前記観察光学系の焦点位置の移動及び観察倍率の
変化に伴って移動し得るレンズ系が夫々備えられている
手術用顕微鏡に関するものである。

【００１５】請求項２にかかる発明は、観察光学系とこ
の観察光学系を介さずに被検面上に照明光を導く照明光
学系とを有し、観察光軸と照明光軸とがビームスプリッ
タによって合成されて前記被検面上に導かれる手術用顕
微鏡において、前記ビームスプリッタが楔型に構成され
ている手術用顕微鏡に関するものである。

【００１６】請求項３にかかる発明は、観察光学系とこ
の観察光学系を介さずに被検面上に照明光を導く照明光
学系とを有し、観察光軸と照明光軸とがビームスプリッ
タによって合成されて前記被検面上に導かれる手術用顕
微鏡において、前記ビームスプリッタの近傍に、そのビ
ームスプリッタにより反射される前記照明光学系からの
光が到達する位置に曲面に構成された光吸収板が設けら
れている手術用顕微鏡に関するものである。

【００１７】請求項４にかかる発明は、観察光学系とこ
の観察光学系を介さずに被検面上に照明光を導く照明光
学系とを有し、観察光軸と照明光軸とがビームスプリッ
タによって合成されて前記被検面上に導かれる手術用顕
微鏡において、前記ビームスプリッタと被検面との間に
平滑な透明板が前記手術用顕微鏡鏡体の底面と平行にな
るように配置されている手術用顕微鏡に関するものであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による手術用顕微
鏡の概略構成を示す光軸に沿う断面図（側面方向から見
た状態を示す）である。本発明の手術用顕微鏡は、鏡体
１と、鏡筒光学系２と、接眼光学系３とにより構成され
ている。鏡体１は、被観察物の観察倍率を変えるための
変倍光学系４と焦点位置を変えるための対物光学系５と
を含む観察光学系、及び照明光学系６を備えている。
又、鏡体１内において、前記観察光学系の光軸と照明光
学系６の光軸とが交わる位置には、これらの光軸を被検
面上において一致させるためのビームスプリッタ７が設
けられ、更にこのビームスプリッタ７の近傍には、ゴー
スト，フレアの発生を防止するための光吸収板８が設け
られている。又、鏡体１の底面部には透明板９がその底
面と平行になるように配置されている。

【００１９】図２は、本発明の手術用顕微鏡に備えられ
る照明光学系６の構成を説明するための図である。又、
図３は照明光学系６により得られる照明範囲（照野径）
の大きさとその照度との関係を示すグラフである。以
下、図２及び３に基づき照明光学系６の原理を説明す
る。

【００２０】照明光学系６は、光源１１，集光光学系１
２，可変絞り１３，ズームレンズ群１４，フォーカスレ
ンズ１５，及び開口部１６により構成され、この照明光
学系６による照明光が被検面１７に導かれるようになっ
ている。又、各光学系を介して光源１１と開口部１６と
の位置、可変絞り１３と被検面１７との位置は互いに共
役となるように配置されている。フォーカスレンズ１５
は、前記観察光学系に備えられた焦点位置を決定する対
物光学系５に連動して光軸上を移動し前記焦点位置に照
明位置を合わせるためのものである。又、可変絞り１３
及びズームレンズ群１４は、前記観察光学系の観察倍率
（観察範囲）を定める変倍光学系４と連動して前記観察
範囲に最適な照明範囲とその照度を設定するためのもの
である。尚、図２中、開口部１６近傍に〜で示され
ている像（実際には開口部１６内に形成される）は、ズ
ームレンズ群１４の倍率を上げていくにつれて開口部１
６内に順に形成される光源１１の像の大きさを夫々表わ
している。又、被検面１７上に〜で示された照明範
囲は、開口部１６内に形成される像〜が被検面１７
上に投影された場合に夫々形成される照明範囲を示して
いる。又、図３中、〜は前記各照明範囲と対応して
いる。

【００２１】本発明の手術用顕微鏡において、被検面１
７を低倍で観察する場合には、まず、前記観察光学系の
観察倍率が最小に設定される。このような低倍での観察
においては大きな照明範囲が必要となる。よって、照明
光学系６において、ズームレンズ群１４の倍率を最小に
設定する。このとき、開口部１６内には最小の像が形
成され、被検面１７上には最大の照明範囲が形成され
る。又、本発明の手術用顕微鏡においても、照明光学系
６により被検面１７上に導かれる光量は一定であるの
で、ズームレンズ群１４の変倍のみにより照明範囲が設
定される場合には、照明範囲の大きさが小さくなる程そ
の照度は増す。よって、照明範囲の照度は最小とな
る。次に、被検面１７を中間倍率で観察する場合には、
前記観察光学系の倍率も中間に設定される。この場合の
被検面１７上の観察範囲は低倍時よりも縮小されるた
め、照明範囲も中間の大きさでよい。よって、ズームレ
ンズ群１４の倍率を上げ、開口部１６の径と同じ大きさ
の像を形成することによって、中間の大きさの照明範
囲を得ることができる。この照明範囲の照度は照明
範囲よりも向上している。

【００２２】更に、最大の倍率で観察する場合には、前
記観察光学系の倍率は最大に設定される。最大倍率での
観察時には中間倍率の場合よりも更に観察範囲は縮小さ
れるうえ、低倍観察と比較してかなり細部の詳細な観察
がなされるため、照明範囲も更に小さく設定しその照度
を向上させることが必要となる。しかし、前述のよう
に、ズームレンズ群１４のみにより照明範囲を縮小しよ
うとすれば、その照度は向上するが、照明範囲の外周部
がその中心部よりも暗くなるため、詳細な観察に支障を
きたすことになりかねない。又、これを回避しようとす
れば、鏡体の大型化や光学系の複雑化，製造コストの上
昇につながる。

【００２３】ところで、高倍観察において殊更に照明範
囲の照度を向上させなくとも、ある程度の照度を確保で
きれば十分に詳細な観察が可能であり、中間倍率での観
察が十分可能な照度の確保ができれば十分である。そこ
で、本発明の手術用顕微鏡では、照明光学系６のズーム
レンズ群１４の倍率は前記中間倍率での観察の場合と同
じに設定することによって開口部１６の径と同じ大きさ
の像を確保し、更に可変絞り１３を絞り込むことによ
り最小の照明範囲を得ている。このようにすることに
より、得られる照度は前記照明範囲の場合と同様であ
るが、開口部１６を通過せずフレア，ゴーストの原因と
なるような光が生じるのを防止できるうえ、光学性能の
劣化を回避することができ照明範囲の外周部にその中
心部と同等の明るさを得ることが可能になる。

【００２４】以上のような原理の基に構成された照明光
学系６の具体的構成を図４に示す。図４は照明光学系６
の構成を示す光軸に沿う断面図（本発明の手術用顕微鏡
の上側から見た状態を示す）である。照明光学系６は、
図示しない光源からの光を伝達するライトガイドファイ
バ２１，集光光学系２２，可変絞り２３，プリズム２
４，赤外光除去フィルタ２５，光学的フィルタ２６，ズ
ームレンズ群２７，フォーカスレンズ２８，リレーレン
ズ２９，及び照明光を被検面へ向けるためのプリズム
（開口部）３０により構成されている。

【００２５】ここで、ズームレンズ群２７は２枚の正レ
ンズと１枚の負レンズとからなり、光軸に沿って移動し
得るように構成されている。又、フォーカスレンズ２８
は１枚の正レンズからなり、ズームレンズ群２７と同様
に光軸に沿って移動し得るようになっている。可変絞り
２３及びズームレンズ群２７は前記観察光学系の観察倍
率を変える変倍光学系４の変倍に連動して、観察範囲を
良好に照明し得る照明範囲とその照度を設定するための
ものである。又、フォーカスレンズ２８は、前記観察光
学系の焦点位置を被検面に合わせる対物光学系５に連動
して、前記被検面に最適な照明光を提供するためのもの
である。尚、各光学系を介して、ライトガイドファイバ
２１の射出端面とプリズム３０のファイバ端面結像位
置、及び可変絞り２３と図示しない被検面の位置は共に
共役になっている。

【００２６】又、図５は照明光が照明光学系６を介して
被検面へ導かれる様子を示す図であり、（ａ）は低倍観
察時のズームレンズ群２７の位置を示す図、（ｂ）は中
間倍率及び高倍観察時のズームレンズ群２７の位置を示
す図である。ここに示すように、本発明の手術用顕微鏡
において、照明光学系６の下部に楔型に形成されたビー
ムスプリッタ７が配置され、照明光学系６から射出され
た照明光を図示しない被検面へ導き、この被検面からの
観察光を図示しない観察光学系へ導くことができるよう
になっている。又、ビームスプリッタ７を配置すること
により、被検面上における照明光軸と観察光軸との一致
を図っている。更に、図示しない手術用顕微鏡の鏡体底
面と平行になるように透明板９が設けられている。この
透明板９は、顕微鏡鏡体内部にゴミ等の侵入を防ぐため
のものである。又、ビームスプリッタ７の近傍には、ビ
ームスプリッタ７によって反射された照明光学系６から
の光がゴースト光となって観察光学系への侵入を防止す
るための光吸収板８が設けられている。

【００２７】以下、図４及び図５に示した照明光学系６
を構成する各光学部材及びその周辺に配置される各部材
の数値データを示す。尚、下記の各数値データにおい
て、ｒ ₁，ｒ₂，・・・・は各レンズ又はプリズム面等
の近軸曲率半径を、ｄ₁，ｄ₂，・・・・は各レンズ又
はプリズム等の肉厚又はそれらの間隔を示している。

【００２８】ｒ₁＝17.722 ｄ₁＝3 ｒ₂＝-9.111 ｄ₂＝1 ｒ₃＝-16.446 ｄ₃＝3.6 ｒ₄＝-9.701 ｄ₄＝0.3 ｒ₅＝8.702 ｄ₅＝2.8

【００２９】ｒ₆＝38.687 ｄ₆＝2.6 ｒ₇＝∞ (可変絞り２３) ｄ₇＝4 ｒ₈＝∞ ｄ₈＝21.448 ｒ₉＝∞ ｄ₉＝1 ｒ₁₀＝∞ ｄ₁₀＝2

【００３０】ｒ₁₁＝∞ ｄ₁₁＝1 ｒ₁₂＝∞ ｄ₁₂＝3 ｒ₁₃＝∞ ｄ₁₃＝Ｄ₁ ｒ₁₄＝∞ ｄ₁₄＝8 ｒ₁₅＝-33.393 ｄ₁₅＝1.9

【００３１】ｒ₁₆＝25.201 ｄ₁₆＝11 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝10 ｒ₁₈＝-29.305 ｄ₁₈＝5 ｒ₁₉＝29.305 ｄ₁₉＝Ｄ₂ ｒ₂₀＝128.186 ｄ₂₀＝6.5

【００３２】ｒ₂₁＝91.865 ｄ₂₁＝Ｄ₃ ｒ₂₂＝382.992 ｄ₂₂＝15 ｒ₂₃＝-42.562 ｄ₂₃＝4.86 ｒ₂₄＝∞ ｄ₂₄＝38.46 ｒ₂₅＝∞ ｄ₂₅＝31.55

【００３３】ｒ₂₆＝∞ ｄ₂₆＝8.78 ｒ₂₇＝∞ ｄ₂₇＝32.98 ｒ₂₈＝∞ ｄ₂₈＝1.5

【００３４】又、上記数値データ中、Ｄ₁〜Ｄ₃は図４
及び５に示されたズームレンズ群２７の各変倍時のレン
ズ間隔のデータ、及び前記照明光学系５の照明位置を決
定する作動距離（working distance：以下、ＷＤと称す
る）毎のフォーカスレンズ２８のレンズ間隔を表してい
る。そこで、以下の表にＷＤ毎の値を示す。

【００３５】

【００３６】更に、前述のように、本発明の手術用顕微
鏡において、照明光学系６の下部には楔型に構成された
ビームスプリッタ７が設けられているが、このビームス
プリッタ７はその両側面により形成された頂点が被検面
側に向けて配置されている。以下、図６に基づきこのビ
ームスプリッタ７の作用を説明する。

【００３７】図６に示すように、まず、照明光学系から
の照明光がビームスプリッタ７を透過し被検面上に到達
する。そして、この照明光は被検査面で反射され再度ビ
ームスプリッタ７の第１面７ａで反射されて観察光学系
に導かれ観察像を形成する。しかし、第１面７ａを通過
する光も一部存在する。このような光が第２面７ｂで反
射され観察光学系に浸入することがゴーストを生じる原
因となる。しかし、本発明の手術用顕微鏡に用いられる
ビームスプリッタ７は楔型に構成され更にその両側面に
より形成された頂点が被検面側（図の下側）に向くよう
に配置されているため、図示したようにゴースト光を鏡
体の斜め下方に逃がすことができる。よって、かかるゴ
ースト光が観察光学系内及び被検面上の照明範囲内に侵
入することを防止できる。尚、ビームスプリッタ７を透
過した照明光学系からの光は、被検面に対して垂直では
なく、観察に支障のない程度でやや斜めに入射するよう
になっている。

【００３８】又、ビームスプリッタ７は楔型になってい
るため、このビームスプリッタ７を透過する際照明光は
屈折してその光軸とビームスプリッタ７により偏向され
る観察光軸とにずれを生じてしまう虞がある。そこで、
本発明の手術用顕微鏡では、照明光学系６を構成してい
るプリズム３０に屈折力を備え、被検面上において照明
光軸と観察光軸とが一致するように構成されている。

【００３９】加えて、楔型のビームスプリッタ７を透過
した照明光の被検面上における照明範囲の形状は円形に
はならない。しかし、観察範囲の形状は円形であるた
め、照明範囲の形状も円形であることが好ましい。そこ
で、ここでも前記照明光学系６を構成しているプリズム
３０に備えられた屈折力により、プリズム３０を経た照
明光がビームスプリッタ７を介して被検面上に達した場
合に、その照明範囲の形状が円形になるように補正して
いる。よって、楔型のビームスプリッタ７を用いても不
具合はない。

【００４０】更に、本発明の手術用顕微鏡においては、
光吸収板８がビームスプリッタ７の近傍に設けられてい
る。この光吸収板８は、照明光学系から射出された照明
光のうちビームスプリッタ７を透過せずに反射されるも
のを吸収及び反射させ、ゴーストを生じる原因となる光
が観察光学系内へ侵入するのを防ぐためのものである。
即ち、図７に示すように，光吸収板８は、ビームスプリ
ッタ７の近傍にやや斜め下に向けて配置され、ビームス
プリッタ７により反射された照明光学系からの光を、吸
収若しくは反射して観察光学系及び被検面に到達しない
ように、顕微鏡鏡体の斜め下方へ逃がす作用を有してい
る。

【００４１】ここで、更に詳しくビームスプリッタ７に
より反射される照明光の光吸収板８への入射角について
述べる。図８（ａ）に示すように、本発明の手術用顕微
鏡では、照明光学系からの照明光１０のうち、ビームス
プリッタ７の第２面７ｂを透過し第１面７ａにより反射
され再度ビームスプリッタ７の第２面７ｂを透過する光
１０ａが発生し得る。この光１０ａは当然に光吸収板８
へ到達する。もし、このとき、光１０ａの光吸収板８へ
の入射角が９０°であれば、光吸収板８により反射され
た光１０ａのうち、ビームスプリッタ７を透過して観察
光学系へ向かう光１０ａ’が生じてしまう。特に、本発
明の手術用顕微鏡では、照明光軸と観察光軸とが同軸に
なるように構成されているため、前記光１０ａ’は観察
光軸と平行となって観察光学系内に侵入して有害なフレ
ア光となる。このような不具合を解消するためには、フ
レア光となり得る前記光１０ａ’と観察光軸とが平行に
ならないように構成することが必要となる。

【００４２】そこで、本発明では、図８（ｂ）に示すよ
うに、前記光１０ａの光吸収板８への入射角θが９０°
未満となるように光吸収板８を配置することにより、前
述のような不具合を解消している。更に、フレア光とな
り得る光１０ａ’が観察光学系に入射することを完全に
防止するためには、図８（ｃ）に示すように、光１０ａ
の光吸収板８への入角度が６８．５°となるように光吸
収板８を配置することが望ましい。

【００４３】又、光吸収板８を配置するにあたり、この
光吸収板８を平滑な面で構成してもよいが、平面でなく
曲面に構成したほうが、ゴースト光除去効果を高めると
共に顕微鏡鏡体の小型化を図ることができるので、より
好ましい。

【００４４】最後に、本発明の手術用顕微鏡は厳格な清
潔が要求される手術に用いられるものであって、使用前
には高温による滅菌がなされることを想定して高温耐久
性を有する透明板９を顕微鏡鏡体の底面と平行になるよ
うに配置して顕微鏡鏡体の内部を密封している。又、こ
の透明板９はかかる鏡体内の防塵のためのものでもあ
る。ここで、前述のように、ビームスプリッタ７を透過
した照明光は被検面に対してやや斜めに入射する。従っ
て、透明板９を前記鏡体の底面と平行になるように配置
すれば、図９に示すように、照明光は透明板９に対して
もやや斜めに入射することになる。すると、この透明板
９上においても前記照明光は反射光を生じることになる
が、やはり図９に示したように、かかる反射光はビーム
スプリッタ７により再度反射されて顕微鏡鏡体の斜め下
方に逃がされることになるため、観察光学系及び照明範
囲に対して悪影響を及ぼすようなことはない。

【００４５】以上説明したように、本発明による手術用
顕微鏡は冒頭の特許請求の範囲に記載された特徴と合わ
せ、以下の（１）〜（９）に示すような特徴も備えてい
る。

【００４６】（１）前記観察光学系の観察倍率の変化に
伴い、被検面の照明範囲を変更するための可変絞りが設
けられていることを特徴とする請求項１に記載の手術用
顕微鏡。

【００４７】（２）前記観察光学系の変倍範囲の低倍域
に対応する照明範囲の設定を前記照明光学系に備えられ
たレンズ群の移動によって行い、高倍域に対応する照明
範囲の設定を前記照明光学系に備えられた可変絞りの可
変によって行うようにしたことを特徴とする請求項１に
記載の手術用顕微鏡。

【００４８】（３）観察倍率が可変の観察光学系と、こ
の観察光学系を介さずに被検面上に照明光を導く照明光
学系とを有する手術用顕微鏡において、前記観察光学系
の変倍範囲の低倍域に対応する照明範囲の設定を前記照
明光学系に備えられたレンズ群によって行い、高倍域に
対応する照明範囲の設定を前記照明光学系の前記可変絞
りによって行うようにしたことを特徴とする手術用顕微
鏡。

【００４９】（４）観察光学系とこの観察光学系を介さ
ずに被検面上に照明光を導く照明光学系とを有し、前記
被検面上における観察光軸と照明光軸とをビームスプリ
ッタを用いて合成する手術用顕微鏡において、前記ビー
ムスプリッタで反射され偏向された観察光軸と前記ビー
ムスプリッタを透過した照明光軸とが一致するように前
記照明光学系内に光軸を補正するプリズムを配置したこ
とを特徴とする請求項２に記載の手術用顕微鏡。

【００５０】（５）観察光学系とこの観察光学系を介さ
ずに被検面上に照明光を導く照明光学系とを有し、前記
被検面上において観察光軸と照明光軸とがビームスプリ
ッタによって合成される手術用顕微鏡において、前記照
明光学系には、前記ビームスプリッタで反射され偏向さ
れた観察光軸と前記ビームスプリッタを透過した照明光
軸とを一致させ且つ前記被検面上に投影される照明光束
の形状がほぼ円形になるよう補正するプリズムが備えら
れていることを特徴とする請求項２に記載の手術用顕微
鏡。

【００５１】（６）前記ビームスプリッタの両側面によ
り形成される頂点は被検面側に向けられていることを特
徴とする請求項２に記載の手術用顕微鏡。

【００５２】（７）前記光吸収板は平滑な面になってお
り、前記ビームスプリッタからの光を吸収若しくは前記
手術用顕微鏡鏡体の斜め下方の方向へ逃がすことが可能
になっていることを特徴とする請求項３に記載の手術用
顕微鏡。

【００５３】（８）前記ビームスプリッタにより反射さ
れる照明光の前記光吸収板への入射角が９０°未満にな
るようにしたことを特徴とする請求項３又は前記（７）
に記載の手術用顕微鏡。

【００５４】（９）観察光学系とこの観察光学系を介さ
ずに被検面上に照明光学系とを有する手術用顕微鏡にお
いて、この顕微鏡鏡体の被検面側に配置された透明板は
前記鏡体の底面に対してほぼ平行に配置されており、前
記ビームスプリッタで反射され偏向された観察光軸とそ
のビームスプリッタを透過した照明光軸とが前記透明板
に対して傾きを有していることを特徴とする手術用顕微
鏡。

【００５５】

【発明の効果】上述のように、本発明の手術用顕微鏡
は、観察光学系の焦点位置の変動と連動させて照明光学
系の照明位置を変化させ得ると共に、観察倍率の変動と
共に照明範囲を変更することができ、被検面の観察位置
及び観察範囲に最適な照明光を供給することが可能なた
め、最適な被検面の観察ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による手術用顕微鏡の概略構成を示す図
である。

【図２】本発明の手術用顕微鏡に備えられる照明光学系
６の構成を説明するための概念図である。

【図３】図２に示された照明光学系６により得られる照
明範囲（照野系）の大きさとその照度との関係を示すグ
ラフである。

【図４】照明光学系６の構成を示す光軸に沿う断面図
（本発明の手術用顕微鏡の上側から見た状態を示す）で
ある。

【図５】照明光が照明光学系６を介して被検面へ導かれ
る様子を示す図であり、（ａ）は低倍観察時のズームレ
ンズ群２７の位置を示す図、（ｂ）は中間倍率及び高倍
観察時のズームレンズ群２７の位置を示す図である。

【図６】ビームスプリッタ７の作用を説明するための図
である。

【図７】光吸収板８の作用を説明するための図である。

【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は光吸収板８に入射す
る光の具体的な入射角の大きさについて説明するための
図である。

【図９】透明板９の作用を説明するための図である。

【図１０】従来の手術用顕微鏡における照明範囲（照野
径）の大きさとその照度との関係を示すグラフである。

【図１１】従来の顕微鏡に備えられた照明光学系の原理
を説明するための概念図である。

【図１２】図１１に示された照明光学系４０による照明
範囲（照野径）の大きさとその照度との関係を示すグラ
フである。

【図１３】従来の手術用顕微鏡に備えられている被検面
上で観察光軸と照明光軸とを一致させるためのハーフミ
ラーの作用を説明するための図である。

【符号の説明】

１鏡体部２鏡筒光学系３接眼光学系４変倍光学系５対物光学系６，４０照明光学系７ビームスプリッタ７ａズームスプリッタ７の第１面７ｂズームスプリッタ７の第２面８光吸収板９透明板１０照明光１０ａ，１０ａ’ 反射光１１，４１光源１２，２２，４２集光光学系１３，２３可変絞り１４，２７，４４ズームレンズ群１５，２８フォーカスレンズ１６，４５開口部１７，４６被検面２１ライトガイドファイバ２４プリズム２５赤外光除去フィルタ２６光学的フィルタ２９リレーレンズ３０プリズム（開口部）４３絞り５０ハーフミラー５０ａハーフミラー５０の第１面５０ｂハーフミラー５０の第２面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定のレンズ系を移動することにより被
検面側の焦点位置の移動が可能で且つ観察倍率の変更が
可能な観察光学系と、該観察光学系を介さずに前記被検
面上に照明光を導く照明光学系とを有する手術用顕微鏡
において、前記照明光学系内には、前記観察光学系の焦点位置の移
動及び観察倍率の変化に伴って移動し得るレンズ系が夫
々備えられていることを特徴とする手術用顕微鏡。
【請求項２】観察光学系と該観察光学系を介さずに被
検面上に照明光を導く照明光学系とを有し、観察光軸と
照明光軸とがビームスプリッタによって合成されて前記
被検面上に導かれる手術用顕微鏡において、前記ビームスプリッタは楔型に構成されていることを特
徴とする手術用顕微鏡。
【請求項３】観察光学系と該観察光学系を介さずに被
検面上に照明光を導く照明光学系とを有し、観察光軸と
照明光軸とがビームスプリッタによって合成されて前記
被検面上に導かれる手術用顕微鏡において、前記ビームスプリッタの近傍に、該ビームスプリッタに
より反射される前記照明光学系からの光が到達する位置
に曲面に構成された光吸収板が設けられていることを特
徴とする手術用顕微鏡。
【請求項４】前記ビームスプリッタと被検面との間に
平滑な透明板が前記手術用顕微鏡鏡体の底面と平行にな
るように配置されていることを特徴とする請求項２又は
３に記載の手術用顕微鏡。