JPH0836134A - Stereoscopic image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は立体撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image pickup device.
【0002】[0002]
【従来の技術】顕微外科においては、外科医は環視して
いる視野を手術用顕微鏡を介して観察する。関心視野を
手術用顕微鏡に配設した観察鏡筒を介して直接に観察す
る他に、立体観察光路から適切なビーム分割器素子によ
って観察光路の一部をビデオカメラへと取り出し、モニ
タに表示することも可能である。2. Description of the Related Art In microsurgery, a surgeon observes a field of view through a surgical microscope. In addition to directly observing the field of interest through an observation lens barrel arranged in a surgical microscope, a part of the observation light path is taken out from a stereoscopic observation light path to a video camera by an appropriate beam splitter element and displayed on a monitor. It is also possible.
【0003】ところが、その場合、ビデオカメラで使用
されるCCDアレイに対して十分な輝度を維持するため
に、観察光路における輝度の比を適切に分割することは
常に問題になることがわかっている。一方、直接観察光
路における輝度を手術中の外科医が見てもわからないと
の印象を受けるまで低下させてはならない。However, in that case, it has been found that it is always a problem to appropriately divide the ratio of the luminance in the observation optical path in order to maintain sufficient luminance for the CCD array used in the video camera. . On the other hand, the brightness in the direct observation light path should not be reduced until the surgeon during surgery has an impression that he does not understand it.
【0004】この問題を解決するために、米国特許第
4,987,488号には、手術用顕微鏡の代わりにビ
デオカメラ構造を使用することが既に提案されている。
しかしながら、この特許明細書で提案されている構造
は、手術中の外科医に対して観察視野の立体的、すなわ
ち、三次元的な印象を全く保証しないという重大な欠陥
を有する。顕微外科作業を必要な正確さをもって実行す
るためには、この立体視は絶対に必要なのである。To solve this problem, it has already been proposed in US Pat. No. 4,987,488 to use a video camera structure instead of a surgical microscope.
However, the structure proposed in this patent specification has the serious drawback of not guaranteeing a stereoscopic, ie three-dimensional, impression of the field of view to the surgeon during surgery. This stereoscopic vision is absolutely necessary in order to perform the microsurgical work with the required accuracy.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、できる限り融通性をもった使用を保証し且つ観察者
が観察視野の全体的な三次元印象を受けられるようにさ
らに保証する立体撮像装置に提供することである。The object of the present invention is therefore to ensure that the use is as flexible as possible and further ensures that the observer receives a general three-dimensional impression of the viewing field. It is to provide to an imaging device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この課題は、特許請求の
範囲第1項の特徴を有する立体撮像装置によって解決さ
れる。有利な実施形態は特許請求の範囲第2項から第1
2項に見出される。This problem is solved by a stereoscopic image pickup device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are claimed in claims 2 to 1.
Found in Section 2.
【0007】本発明による立体撮像装置は、物体側で交
差距離又は焦点距離が一定である対物レンズ構造群と、
この対物レンズ構造群の後ろの2本の別個の部分光路に
配置される光学素子とを含めた周知の光学系から構成さ
れている。それらの光学素子は、たとえば、倍率交換手
段として使用され、周知のガリレイ変換器又はズーム倍
率交換器として構成できる。光学素子の後ろの部分光路
には、それぞれ、少なくとも1つの電気光学撮像装置が
配置されている。A stereoscopic image pickup apparatus according to the present invention includes an objective lens structure group having a constant crossing distance or focal length on the object side,
It is composed of a known optical system including an optical element arranged in two separate partial optical paths behind the objective lens structure group. These optical elements are used, for example, as magnification changing means and can be configured as well-known Galilean converters or zoom magnification exchangers. At least one electro-optical imaging device is arranged in each of the partial optical paths behind the optical element.
【0008】本発明によれば、物体側で交差距離又は焦
点距離が一定である対物レンズ構造群の前に、物体側で
可変距離調整を可能にする別の対物レンズを配置する。
さらに、この対物レンズを観察される物体の倍率を可変
にするように構成することもできる。像側では、この対
物レンズにより形成される中間像の、対応する中間像平
面における位置を決め、固定することが必要である。こ
の中間像平面の像は後続して配置された対物レンズ構造
群を介して観察されるか、又は電気光学撮像装置にさら
に結像される。このように、対物レンズ構造群と、可変
距離調整のための対物レンズとは、位置を決め、固定し
た中間像平面に相互間中間結像を行う共通対物レンズ系
を形成する。本発明による立体撮像装置は、2本の部分
光路に共通する唯一つの対物レンズ光学系を介して所望
の視野平面への焦点合わせを行うことができるように保
証する。これは、たとえば、2台の収束形状に配置され
た立体カメラの焦点合わせを同期させなければならない
という負担のある立体カメラと比較して、大きな利点で
ある。この点に関して、たとえば、米国特許第4,99
9,713号を挙げておくが、この特許では、2台の立
体カメラのズームの複雑な同期を説明しており、さら
に、2台のカメラユニットは互いに唯一つの規定収束角
を成して配置されている。According to the invention, another objective lens, which allows variable distance adjustment on the object side, is arranged in front of the objective lens structure group whose crossing distance or focal length is constant on the object side.
Further, the objective lens may be configured to change the magnification of the observed object. On the image side, it is necessary to determine and fix the position of the intermediate image formed by this objective lens in the corresponding intermediate image plane. The image of this intermediate image plane is observed via a subsequently arranged objective lens structure group or is further imaged on an electro-optical imager. In this way, the objective lens structure group and the objective lens for variable distance adjustment form a common objective lens system that positions and determines mutual intermediate image formation on a fixed intermediate image plane. The stereoscopic imaging device according to the invention ensures that the desired field plane can be focused through the only objective lens optics common to the two partial optical paths. This is a great advantage, for example, compared to a stereoscopic camera which has a burden of synchronizing the focusing of two stereoscopic cameras arranged in a convergent shape. In this regard, for example, US Pat.
No. 9,713, the patent describes the complex synchronization of the zooms of two stereoscopic cameras, and the two camera units are arranged with one and only one specified convergence angle. Has been done.
【0009】可変距離調整のための対物レンズの後ろに
は、Grenough型又はテレスコープ型の実体顕微
鏡に符合する光学系を配置することができる。さらに、
この場合、さらに別の拡大段を選択的に中間に接続する
ことが可能である。要するに、本発明による立体撮像装
置は融通性をもって使用できるのである。Behind the objective lens for adjusting the variable distance, an optical system compatible with a Greenough type or telescope type stereomicroscope can be arranged. further,
In this case, it is possible to connect further expansion stages selectively in the middle. In short, the stereoscopic imaging device according to the present invention can be used flexibly.
【0010】別の有利な実施形態においては、本発明に
よる立体撮像装置の後ろに、多数の観察者に対して関心
視野の立体的な印象を与える撮影画像の三次元再生装置
が配置されている。In a further advantageous embodiment, behind the stereoscopic imaging device according to the invention is a three-dimensional reproduction device for the captured images, which gives a large number of observers a stereoscopic impression of the field of interest. .
【0011】また、可変距離調整のための対物レンズは
オートフォーカスシステムを具備していると有利である
ことがわかる。オートフォーカスシステムによって、関
心視野平面は、その都度、適切な表示装置に鮮鋭に焦点
合わせされた状態で確実に表示されるのである。このシ
ステムとしては、受動動作方式又は活性動作方式による
多様なオートフォーカスシステムが考えられる。It can also be seen that the objective lens for variable distance adjustment is advantageously equipped with an autofocus system. The autofocus system ensures that the field-of-view plane is displayed sharply focused on the appropriate display device each time. As this system, various autofocus systems based on a passive operation method or an active operation method can be considered.
【0012】2台のカメラユニットを互いに定められた
一定の収束角を成して配置する立体カメラ構造とは対照
的に、本発明による装置は、たとえば、出願人の実用新
案第9305447.5号に記載されており且つ本明細
書にも明らかに参考として取り入れている中間構造群を
使用して、ステレオベースの変化をさらに可能にする。
要するに、本発明による装置には様々な適用の可能性が
保証されているのである。本発明による立体撮像装置の
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。In contrast to a stereoscopic camera structure in which two camera units are arranged with a defined and constant convergence angle to each other, the device according to the invention is, for example, the applicant's utility model No. 93055447.5. The intermediate structure groups described in US Pat.
In short, the device according to the invention guarantees various possible applications. Other advantages and details of the stereoscopic imaging device according to the present invention will be apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
【0013】[0013]
【実施例】図1には、本発明による立体撮像装置の光学
系の第1の実施例を概略的に示す。図1において、図中
符号1は、物体側で使用者による可変距離調整が可能で
あり且つ倍率を変化させることもさらに可能である第1
の対物レンズを示す。この対物レンズ1の物体側におけ
る異なる距離の調整は、図1には、2本の物体側光路
(A)及び(B)により表わされている。この場合、可
変距離調整のために周知の様々な代替方法を適用するこ
とができる。すなわち、たとえば、周知の結像等式に対
応して対物レンズ1全体を像平面に対して摺動させるこ
とも可能である。さらに、対物レンズの個々のレンズの
うち1つ又はいくつかだけを摺動させることも可能であ
る。すなわち、必要な可変距離調整を保証するために、
周知の態様と方式による前部レンズ調整、あるいは、内
部焦点合わせも実現できるのである。1 schematically shows a first embodiment of an optical system of a stereoscopic image pickup apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates that the user can adjust the variable distance on the object side and can also change the magnification.
The objective lens of is shown. The adjustment of different distances on the object side of the objective lens 1 is represented in FIG. 1 by two object-side optical paths (A) and (B). In this case, various known alternative methods can be applied for the variable distance adjustment. That is, for example, the entire objective lens 1 can be slid with respect to the image plane in accordance with the well-known imaging equation. Furthermore, it is also possible to slide only one or some of the individual lenses of the objective lens. That is, to ensure the necessary variable distance adjustment,
Front lens adjustment or internal focusing can also be achieved in a known manner and manner.
【0014】上記の代替構成においてそれぞれ不可欠で
あるのは、後続する光学系によって結像される又はその
光学系を介して観察される生成中間像の像位置を規定通
りに固定させること、すなわち、像側交差距離を一定さ
せることのみである。様々な構成で、物体側交差距離及
び/又は物体側焦点距離はそれぞれ可変である。Indispensable in each of the above alternative arrangements is to fix the image position of the generated intermediate image imaged by or observed through the following optical system in a defined manner, ie: It is only to keep the image-side crossing distance constant. In various configurations, the object-side intersection distance and / or the object-side focal length are variable.
【0015】図示した実施例の対物レンズ1は、この場
合、焦点距離が一定の対物レンズとして構成されてお
り、物体側交差距離の〔∞;0.8m〕の間隔での変化
を可能にする。この−概略的に示された−対物レンズ1
は、たとえば、Zeiss Planar T* 、1:
2、f=110mmなどの従来の写真対物レンズのような
周知の構造を有する。図1による実施例では、1例とし
て、第1の対物レンズ1の中に3個の別々のレンズを示
してあり、物体側交差距離又は物体側焦点距離の変化を
可能にするために、それらのレンズのうち1つ又はいく
つかは規定の制御曲線に沿って摺動自在であるように構
成されている。1つ又は複数のレンズの摺動は、写真対
物レンズでも知られている通り、周知の態様と方法によ
り手動又は電動で実行可能である。In this case, the objective lens 1 of the illustrated embodiment is constructed as an objective lens with a constant focal length, and enables the change of the object-side crossing distance at intervals of [∞; 0.8 m]. . This-schematically shown-objective lens 1
Is, for example, Zeiss Planar T * , 1:
2. It has a well-known structure such as a conventional photographic objective lens with f = 110 mm . In the embodiment according to FIG. 1, as an example, three separate lenses are shown in the first objective lens 1 in order to allow a change of the object-side crossing distance or the object-side focal length. One or several of the lenses in is configured to be slidable along a defined control curve. Sliding of the lens or lenses can be performed manually or electrically by well-known aspects and methods, as is also known for photographic objectives.
【0016】既に述べたように、可変距離調整を保証す
るために、この対物レンズ1全体を摺動自在に構成する
ことも可能である。そこで、対物レンズ1は所望の視野
の結像を規定の中間像平面3へ送り出す。この場合、像
側中間像平面3の位置は一定である。すなわち、対物レ
ンズ1の像側交差距離は一定である。As already mentioned, in order to guarantee the variable distance adjustment, it is possible to make the whole objective lens 1 slidable. Then, the objective lens 1 sends out the image formation of a desired visual field to the prescribed intermediate image plane 3. In this case, the position of the image-side intermediate image plane 3 is constant. That is, the image-side crossing distance of the objective lens 1 is constant.
【0017】中間像平面3で生成された中間像はその後
に位置する対物レンズ構造群2により光学素子4a,4
bを経て、2本の別々の部分光路に沿って、それらの部
分光路に配置された2つの電気光学撮像装置5a,5b
に結像されてゆく。電気光学撮像装置5a,5bによっ
て記録した信号を、続いて、周知の態様と方式でさらに
処理することができる。適切な電気光学撮像装置5a,
5bとしては、たとえば、ビデオカメラ等で知られてい
るような周知のCCDアレイを利用する。The intermediate image generated on the intermediate image plane 3 is converted into optical elements 4a, 4a by the objective lens structure group 2 located thereafter.
Two electro-optical image pickup devices 5a and 5b arranged along the two separate partial optical paths through b.
Is imaged on. The signals recorded by the electro-optical imaging device 5a, 5b can subsequently be further processed in a known manner and manner. A suitable electro-optical imaging device 5a,
As 5b, for example, a well-known CCD array known as a video camera or the like is used.
【0018】部分光路内に2つの別個の電気光学撮像装
置を設けることが可能である他に、2本の立体部分光路
に対して、2本の部分光路から順次受光する唯一つの電
気光学撮像装置のみを使用することも可能である。後者
の場合には、その電気光学撮像装置の前に、電気光学撮
像装置の信号出力と同期される適切なシャッタ素子を配
置する。対応するシャッタ素子を伴う適切な装置は、た
とえば、本明細書にも明らかに参考として取り入れてい
る出願人の特許出願P4243452.1及びP424
3556.0の中に詳細に記載されている。In addition to the possibility of providing two separate electro-optical image pickup devices in the partial light path, only one electro-optical image pickup device for sequentially receiving light from the two partial light paths with respect to the two three-dimensional partial light paths. It is also possible to use only. In the latter case, an appropriate shutter element that is synchronized with the signal output of the electro-optical image pickup device is arranged in front of the electro-optical image pickup device. Suitable devices with corresponding shutter elements are, for example, the applicant's patent applications P4243452.1 and P424, which are also expressly incorporated herein by reference.
3556.0 in detail.
【0019】図1には、活性オートフォーカスシステム
17の発出光路も概略的な形で示されている。このオー
トフォーカスシステムは視野にマークを投影し、マーク
も同様に対物レンズ1を介して光検出器(図示せず)に
結像される。光検出器におけるマークの合焦点位置は明
確に規定されているので、このマークが外れる結果とな
った場合には、制御回路がそれに対応して対物レンズ1
を焦点合わせし直す。使用可能な信号処理方式を含めた
適切なオートフォーカスシステムの説明は、たとえば、
出願人の特許出願P4131737.8にある。概略図
で示した活性オートフォーカスシステムの代わりに、本
発明による装置と組合わせて別の周知のオートフォーカ
スシステムもそれぞれ使用可能である。The emission light path of the active autofocus system 17 is also shown in schematic form in FIG. This autofocus system projects a mark on the field of view, and the mark is similarly imaged on a photodetector (not shown) via the objective lens 1. Since the in-focus position of the mark on the photodetector is clearly defined, when this mark is out of alignment, the control circuit responds accordingly.
Refocus. A description of a suitable autofocus system, including the available signal processing schemes, can be found, for example,
It is in the applicant's patent application P4131737.8. Instead of the active autofocus system shown in the schematic diagram, other known autofocus systems can each be used in combination with the device according to the invention.
【0020】既に述べた通り、本発明による装置は、観
察される物体の倍率を希望に応じて調整する様々な可能
性を提供する。そこで、対物レンズ1を、可変距離調整
に加えて結像縮尺の変化能力をも与える周知のズームレ
ンズの態様と方法をもって構成することが可能である。
両側の交差距離、すなわち、中間像の規定位置は同様に
一定である。As already mentioned, the device according to the invention offers various possibilities for adjusting the magnification of the observed object as desired. Therefore, the objective lens 1 can be configured by a known zoom lens aspect and method that also provides the ability to change the imaging scale in addition to the variable distance adjustment.
The intersection distance on both sides, ie the defined position of the intermediate image, is likewise constant.
【0021】あるいは、前述のように、対物レンズ1を
像側交差距離を一定として、距離調整のみを行うように
構成し、可変倍率を立体部分光路内のガリレイ交換器又
はズーム倍率変換器などの周知の倍率変換器を介して実
現することも可能である。その場合、所望の(段階的
な)倍率は、たとえば、従来の実体顕微鏡から知られて
いるのと同じ態様と方式をもって調整される。さらに、
倍率を変化させるために、中間像平面と後続する対物レ
ンズ構造群との間に1つ又は複数の完全に別々の拡大段
を配置することも可能である。Alternatively, as described above, the objective lens 1 is configured so that the image-side crossing distance is constant and only the distance adjustment is performed, and the variable magnification is a Galilean exchanger or a zoom magnification converter in the three-dimensional partial optical path. It is also possible to realize it through a well-known magnification converter. In that case, the desired (stepwise) magnification is adjusted, for example, in the same manner and manner as known from conventional stereomicroscopes. further,
It is also possible to place one or more completely separate magnifying stages between the intermediate image plane and the subsequent objective lens structure group in order to vary the magnification.
【0022】図1の実施例では、第2の対物レンズ構造
群2は2本の部分光路に共通する光学素子として構成さ
れていた。これに代わる本発明による立体撮像装置の変
形例を図2に示す。図2の実施例の第1の対物レンズ1
0並びにそれに対応する光路A′,B′は図1の第1の
実施例の対物レンズと光路に符合する。すなわち、物体
側で対物レンズ10の可変距離調整を行うと同時に、観
察される視野の、規定された第1の中間像平面30への
結像を保証する。しかしながら、送り出されて来た中間
像を2本の部分光路にある2つの電気光学撮像装置50
a,50bに2つの別個の光学素子40a,40bを介
して結像する。その場合、2つの光学素子40a,40
b又はそれを通過して規定される部分光路は、既に、互
いに規定された立体角を成して位置している。この立体
角も適切な機構を介して可変となるように構成すること
ができる。この実施例においても、先に挙げた所望の倍
率の可変能力又は規定調整は実現可能である。In the embodiment of FIG. 1, the second objective lens structure group 2 is constructed as an optical element common to the two partial optical paths. FIG. 2 shows a modification of the stereoscopic image pickup device according to the present invention, which is an alternative thereto. First Objective Lens 1 of Example of FIG. 2
0 and the corresponding optical paths A'and B'correspond to the optical paths of the objective lens of the first embodiment shown in FIG. That is, the variable distance adjustment of the objective lens 10 is performed on the object side, and at the same time, the image formation of the observed field of view on the defined first intermediate image plane 30 is guaranteed. However, two electro-optical image pickup devices 50 in the two partial optical paths are provided for the sent intermediate image.
a and 50b are imaged via two separate optical elements 40a and 40b. In that case, the two optical elements 40a, 40
b or the partial optical paths defined therethrough are already situated at mutually defined solid angles. This solid angle can also be configured to be variable via an appropriate mechanism. Also in this embodiment, the variable ability or the prescribed adjustment of the desired magnification mentioned above can be realized.
【0023】図1の立体撮像装置の第1の実施例では、
対物レンズ1の後ろに配置された光学系は実体顕微鏡の
伸縮システムに類似しているが、本発明による撮像装置
の第2の実施例においては、いわゆるGreenoug
hシステムを設けている。In the first embodiment of the stereoscopic image pickup apparatus shown in FIG.
The optical system arranged behind the objective lens 1 is similar to the telescopic system of a stereomicroscope, but in the second embodiment of the imaging device according to the invention, the so-called Greenoug.
H system is provided.
【0024】本発明による立体撮像装置と、その後に配
置されている三次元画像表示装置とから構成される構造
全体の概略のブロック接続図を図3に示す。電気光学撮
像装置105a,105bの信号はその後ろに位置する
処理装置110に結合する。処理装置110は順次立体
像を適切な表示装置120に供給することができ、表示
装置120には、2つの電気光学撮像装置105a,1
05bにより撮影した2つの立体部分像を交番する半画
像として提示する。観察者は、適切に同期されるシャッ
タ付き眼鏡130を経てそれらの画像を三次元認知でき
る。FIG. 3 shows a schematic block connection diagram of the entire structure including the stereoscopic image pickup device according to the present invention and the three-dimensional image display device arranged thereafter. The signals of the electro-optical image pickup devices 105a and 105b are coupled to the processing device 110 located behind them. The processing device 110 can sequentially provide the stereoscopic image to a suitable display device 120, which includes two electro-optical imaging devices 105a, 1a.
The two stereoscopic partial images captured by 05b are presented as alternating half images. The viewer is able to perceive their images in three dimensions through the properly synchronized shuttered glasses 130.
【0025】三次元画像を表示するのに適する装置、す
なわち、電気光学撮像装置から供給される信号を処理す
るのに適する装置は、たとえば、出願人の国際特許出願
WO93/08665に明示されている。A device suitable for displaying a three-dimensional image, ie a device suitable for processing a signal supplied by an electro-optical imaging device, is for example specified in the applicant's international patent application WO 93/08665. .
【0026】本発明による立体撮像装置は手術室で使用
するのに適しているという利点を有する。手術室では、
たとえば、本発明による装置を手術室の天井に装着し、
手術状況の画像を供給して、助手などのスタッフが適切
な表示装置でその状況を監視することができる。そのよ
うな構造の場合、関心視野を必要な輝度をもって照明す
る照明手段がさらに設けられている。The stereoscopic imaging device according to the invention has the advantage that it is suitable for use in the operating room. In the operating room,
For example, mounting the device according to the invention on the ceiling of an operating room,
An image of the surgical situation can be provided and staff such as an assistant can monitor the situation with an appropriate display device. In the case of such a structure, an illumination means for illuminating the field of interest with the required brightness is further provided.
【0027】そこで、利用する装置をコンパクトにまと
めるために、本発明による装置を手術室の天井の手術用
照明器具と一体化して構成すると特に有利であることが
わかる。そのように単一のハウジングの中に組合わせる
と、照明器具と本発明による撮像装置の相対調節が必要
になることによるユーザーの調節の問題は回避される。
ただし、手術室内での利用の他にも、本発明による立体
撮像装置の別の多様な適用用途を実現することができ
る。It has therefore proved to be particularly advantageous to integrate the device according to the invention with the surgical luminaire on the ceiling of the operating room in order to make the device to be used compact. Such combination in a single housing avoids user adjustment problems due to the need for relative adjustment of the luminaire and the imaging device according to the invention.
However, in addition to the use in the operating room, it is possible to realize various other application uses of the stereoscopic imaging device according to the present invention.
【図1】 2本の部分光路に対して共通の定焦点距離対
物レンズを有する本発明による立体撮像装置の光学系の
第1の実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical system of a stereoscopic image pickup device according to the present invention, which has a constant focal length objective lens common to two partial optical paths.
【図2】 2本の部分光路に対して2つの別個の部分対
物レンズを有する本発明による立体撮像装置の光学系の
第2の実施例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the optical system of the stereoscopic image pickup apparatus according to the present invention, which has two separate partial objective lenses for two partial optical paths.
【図3】 本発明による立体撮像装置と、その後に配置
された三次元画像表示装置とから構成される構造全体の
概略ブロック接続図。FIG. 3 is a schematic block connection diagram of the entire structure including a stereoscopic image pickup device according to the present invention and a three-dimensional image display device arranged thereafter.
1,10…第1の対物レンズ、2…対物レンズ構造群、
3,30…中間像平面、4a,4b,40a,40b…
光学素子、5a,5b,50a,50b…電気光学撮像
装置、17…オートフォーカスシステム、120…表示
装置。1, 10 ... First objective lens, 2 ... Objective lens structure group,
3, 30 ... Intermediate image plane, 4a, 4b, 40a, 40b ...
Optical elements, 5a, 5b, 50a, 50b ... Electro-optical imaging device, 17 ... Autofocus system, 120 ... Display device.
Claims (12)
れた第1の中間像平面(3,30)に像を結像させる第
1の対物レンズ(1,10)と、 前記第1の対物レンズ(1,10)の後ろに配置され
て、物体側で交差距離は一定しており、第1の中間像平
面(3,30)の像から無限遠結像を生じさせる第2の
対物レンズ構造群(2,40a,40b)と、 前記第2の対物レンズ構造群(2,40a,40b)の
後ろに配置されて、2本の別個の部分光路内にあり、規
定された像平面の立体部分像を送り出す光学素子(4
a,4b)と、 前記2本の部分光路の像平面に配置された電気光学撮像
装置(5a,5b,50a,50b)とから構成される
立体撮像装置。1. A first objective lens (1, 10), on which a variable distance adjustment is performed on the object side to form an image on a defined first intermediate image plane (3, 30), Second objective lens (1, 10), which has a constant crossing distance on the object side and produces an image at infinity from the image of the first intermediate image plane (3, 30). The objective lens structure group (2, 40a, 40b) and the second objective lens structure group (2, 40a, 40b) are arranged behind the second objective lens structure group (2, 40a, 40b) in two separate partial optical paths and define a defined image. An optical element (4
a, 4b) and an electro-optical imaging device (5a, 5b, 50a, 50b) arranged in the image plane of the two partial optical paths.
にする請求項1記載の立体撮像装置。2. The stereoscopic imaging device according to claim 1, wherein the first objective lens enables variable magnification adjustment.
(1,10)全体が光軸に沿って摺動自在である請求項
1又は2記載の立体撮像装置。3. The stereoscopic imaging device according to claim 1, wherein the entire first objective lens (1, 10) is slidable along the optical axis for adjusting the distance.
(1,10)の1つ又は複数の個別の素子が光軸に沿っ
て摺動自在である請求項1又は2記載の立体撮像装置。4. Stereoscopic imaging device according to claim 1, wherein one or more individual elements of the first objective lens (1, 10) are slidable along the optical axis for distance adjustment. .
いる請求項1記載の立体撮像装置。5. The stereoscopic image pickup apparatus according to claim 1, wherein a magnification conversion means is arranged in the partial optical path.
a,50b)の後ろに、少なくとも1つの表示装置(1
20)を含む撮影画像の三次元表示装置が配置されてい
る請求項1記載の立体撮像装置。6. An electro-optical image pickup device (5a, 5b, 50)
a, 50b) behind at least one display device (1
20. The stereoscopic imaging device according to claim 1, wherein a three-dimensional display device for a captured image including 20) is arranged.
像を表示装置(120)に順次表示し、三次元表示装置
は、立体部分画像を観察者の片方ずつの目にそれぞれ対
応させるように接続されている少なくとも1つの切替え
自在のダイアフラムをさらに含む請求項6記載の立体撮
像装置。7. A three-dimensional display device for photographed images sequentially displays three-dimensional partial images on a display device (120), and the three-dimensional display device associates the three-dimensional partial images with each eye of an observer. 7. The stereoscopic imager according to claim 6, further comprising at least one switchable diaphragm connected thereto.
部分光路に対して唯一つの一体の又は複数の部分から成
る定焦点距離対物レンズから構成されており且つ交差距
離は第1の中間像平面(3)の位置に合わされている請
求項1記載の立体撮像装置。8. A second objective lens structure group (2) is composed of a fixed focal length objective lens consisting of only one integral part or a plurality of parts with respect to two partial optical paths, and the crossing distance is the first. The stereoscopic imaging device according to claim 1, which is aligned with the position of the intermediate image plane (3).
路に対応する2つの別個の一体の又は複数の部分から成
る、それぞれ焦点距離が一定である部分対物レンズ(4
0a,40b)から構成されている請求項1記載の立体
撮像装置。9. The second objective lens structure group consists of two separate integral or multiple parts corresponding to two partial optical paths, each of which has a constant focal length.
0a, 40b).
調整は電動で行われ、この第1の対物レンズにオートフ
ォーカス手段(17)が付随している請求項1記載の立
体撮像装置。10. The stereoscopic image pickup apparatus according to claim 1, wherein the distance adjustment of the first objective lens (1, 10) is performed electrically, and an autofocus means (17) is attached to the first objective lens. .
立体撮像装置と共に単一のハウジングの中に配置される
照明手段がさらに設けられている請求項1から10の少
なくとも1項に記載の立体撮像装置。11. Stereoscopic according to at least one of claims 1 to 10, further comprising illumination means for sufficiently brightening the field of view to be observed and arranged with the stereoscopic imager in a single housing. Imaging device.
ている請求項11記載の立体撮像装置。12. The stereoscopic imaging device according to claim 11, wherein the housing is arranged on a ceiling of the operating room.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4340461A DE4340461B4 (en) | 1993-11-27 | 1993-11-27 | Stereoscopic image capture device |
| DE4340461.8 | 1993-11-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836134A true JPH0836134A (en) | 1996-02-06 |
Family
ID=6503603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6314256A Pending JPH0836134A (en) | 1993-11-27 | 1994-11-25 | Stereoscopic image pickup device |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0836134A (en) |
| CH (1) | CH689406A5 (en) |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006122232A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Olympus Corp | Surgical microscope |
| JP2006247399A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Carl Zeiss Surgical Gmbh | Ophthalmic surgical microscope having focus offset |
| US7136521B2 (en) * | 2000-08-04 | 2006-11-14 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Optical arrangement for producing stereoscopic images |
| CN102650818A (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 索尼公司 | Stereoscopic image capturing apparatus |
| KR101448018B1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-10-08 | 숭실대학교산학협력단 | Apparatus for obtaining 3 dimention and enhancing sharpness |
| JP2017003810A (en) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | Electrical lens, optical unit, and imaging apparatus |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10101624A1 (en) * | 2001-01-16 | 2002-07-18 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Arrangement for focusing for microscopes |
| DE202004021612U1 (en) * | 2004-04-19 | 2009-07-02 | Spi Scientific Precision Instruments Gmbh | Optical arrangement comprising a compact microscope |
| WO2015089677A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Benedikt Schmalz | Object magnification device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2423136C3 (en) * | 1974-05-13 | 1982-07-29 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Device for automatic focusing of stereo microscopes |
| US4601550A (en) * | 1983-08-08 | 1986-07-22 | Tokyo Kogaku Kikai Kabushiki Kaisha | Stereo-microscope with a common objective lens system |
| DE3808969C1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-10-19 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe, De | Device for reproducing three-dimensional pictures |
| DE4116385A1 (en) * | 1991-05-18 | 1992-11-19 | Oculus Optikgeraete Gmbh | STEREOSCOPIC MICROSCOPE |
| DE9205870U1 (en) * | 1992-05-06 | 1992-09-17 | J.D. Möller Optische Werke GmbH, 2000 Wedel | Microscope for microsurgery |
| DE9301434U1 (en) * | 1993-02-03 | 1993-05-19 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Video stereo microscope |
-
1993
- 1993-11-27 DE DE4340461A patent/DE4340461B4/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-12 CH CH03050/94A patent/CH689406A5/en not_active IP Right Cessation
- 1994-11-25 JP JP6314256A patent/JPH0836134A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7136521B2 (en) * | 2000-08-04 | 2006-11-14 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Optical arrangement for producing stereoscopic images |
| JP2006122232A (en) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Olympus Corp | Surgical microscope |
| JP2006247399A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Carl Zeiss Surgical Gmbh | Ophthalmic surgical microscope having focus offset |
| CN102650818A (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-29 | 索尼公司 | Stereoscopic image capturing apparatus |
| KR101448018B1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-10-08 | 숭실대학교산학협력단 | Apparatus for obtaining 3 dimention and enhancing sharpness |
| JP2017003810A (en) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | Electrical lens, optical unit, and imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4340461A1 (en) | 1995-06-01 |
| DE4340461B4 (en) | 2008-05-15 |
| CH689406A5 (en) | 1999-03-31 |
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