CN116736517A - 目镜镜筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种目镜镜筒。在将显微镜的眼点维持在适当的高度的同时提供AR显示功能。目镜镜筒(200)是安装目镜透镜(103)的显微镜用的目镜镜筒。目镜镜筒(200)包括投影仪(210)，该投影仪(210)将辅助图像重叠在利用来自显微镜的光形成光学像的像面。

Description

目镜镜筒

技术领域

本说明书的公开涉及一种目镜镜筒。

背景技术

在由机器人等进行的作业的自动化得到发展的今天，要求用手工作业进行组装的产品也不少，例如医疗设备是其一例。就医疗设备这样的精密设备的组装而言，由于精细的作业也较多，因此大多在显微镜下进行，经常使用能够用双眼立体观察对象物的实体显微镜。

但是，为了在一边观察对象物一边进行组装作业的过程中确认操作指南，必须使眼睛暂且离开目镜透镜而将视线转移到显示操作指南的显示器等。而且，由于在确认之后会重新注视目镜透镜继续组装作业，因此作业效率难以上升。

与这样的课题相关联的技术例如在专利文献1中有所记载。在专利文献1所记载的显微镜系统中，通过将图像(以下将该图像称为AR图像。)投影于显微镜的中间像位置，从而能够在注视着目镜透镜的状态下获得所需的信息。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/042413号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，在专利文献1所记载的显微镜系统中，采用通过在目镜镜筒和显微镜主体部分之间安装包含投影仪的中间镜筒来投影AR图像的结构。但是，若对显微镜追加中间镜筒，则预先设计为良好的高度的眼点会升高与中间镜筒的高度相应的量。眼点的高度的变化有可能使系统的人体工学性劣化，也会对观察时的使用者的姿势产生不良影响。

根据以上那样的实际情况，本发明的一个方面的目的在于，在将显微镜的眼点维持在适当的高度的同时提供AR显示功能。

用于解决问题的方案

本发明的一个技术方案的目镜镜筒是安装目镜透镜的显微镜用的目镜镜筒，其包括重叠装置，该重叠装置将辅助图像重叠在利用来自显微镜的光形成光学像的像面。

发明的效果

根据上述的技术方案，能够在将显微镜的眼点维持在适当的高度的同时提供AR显示功能。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的显微镜系统的结构的图。

图2是表示本发明的一实施方式的显微镜的结构的图。

图3是用于说明形成于像面的图像的结构的图。

图4是从斜前方观察到的本发明的一实施方式的显微镜的立体图。

图5是从斜后方观察到的本发明的一实施方式的显微镜的立体图。

图6是本发明的一实施方式的目镜镜筒的立体图。

图7是本发明的一实施方式的目镜镜筒的主视图。

图8是本发明的一实施方式的目镜镜筒的俯视图。

图9是表示本发明的一实施方式的目镜镜筒的结构的图。

图10是表示从斜前方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光路的图。

图11是表示从斜前方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光学系统的图。

图12是表示从斜后方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光路的图。

图13是表示从斜后方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光学系统的图。

图14是表示将自实体显微镜的观察光路分支的光向摄像装置引导的结构的图。

图15是表示从斜上方观察到的将从投影仪210射出的光向实体显微镜的观察光路引导的结构的图。

图16是表示从上方观察到的将从投影仪210射出的光向实体显微镜的观察光路引导的结构的图。

附图标记说明

1、显微镜系统；100、显微镜；101、物镜透镜；102、102a、102b、变焦透镜；103、103a、103b、目镜透镜；130、支柱；200、目镜镜筒；201、202、圆榫接头；210、投影仪；211、投影透镜；212、214、调整机构；213、221、224、224a、224b、分束器；222、ND镜；223、225、225a、225b、成像透镜；226、226a、226b、折回光学系统；227、眼点高度调整机构；227a、转动部；227b、229、反射构件；228、眼宽调整机构；230、操作部；250、连接器；300、摄像装置。

具体实施方式

图1是表示本发明的一实施方式的显微镜系统的结构的图。图2是表示本发明的一实施方式的显微镜的结构的图。图3是用于说明形成于像面的图像的结构的图。图1所示的显微镜系统1在使用者注视着目镜透镜103的状态下进行的显微镜下的作业过程中向使用者提供所需的信息。参照图1～图3说明显微镜系统1的结构。

如图1所示，显微镜系统1包括显微镜100、多个输入装置400、监视器500、网络照相机600以及控制装置700。

显微镜100是能够应对使用目镜透镜103进行的视觉观察和使用摄像装置300进行的数字摄影这两者的实体显微镜。如图2所示，为了进行视觉观察，显微镜100独立地具有右眼用的光路和左眼用的光路，通过经由目镜透镜103(目镜透镜103a、目镜透镜103b)用各个眼睛观察分别形成于右眼用的光路和左眼用的光路的试样的光学像，从而能够立体地观察试样。因此，显微镜100例如适合精密设备的组装作业等用途。

显微镜100包括聚焦手柄110。通过操作聚焦手柄110，从而能够变更试样与物镜透镜101之间的距离而使焦点对准试样。

显微镜100包括能够用变焦手柄120操作的变焦透镜102(变焦透镜102a、变焦透镜102b)。通过操作变焦手柄120，从而能够一边注视目镜透镜103继续试样的观察一边变更观察倍率。

显微镜100包括装卸自如的目镜镜筒200。目镜镜筒200是安装于实体显微镜的显微镜用的目镜镜筒，在其内部具有上述的右眼用的光路和左眼用的光路。目镜镜筒200是安装目镜透镜103(目镜透镜103a、目镜透镜103b)和摄像装置300的三眼镜筒。

目镜镜筒200作为与显微镜100的装卸构造而具有圆榫接头(日文：丸アリ継手)201。圆榫接头201是将目镜镜筒200以能够装卸的方式连结于显微镜100的连结部。在圆榫接头201形成有供来自显微镜100的光射入的入射口。

目镜镜筒200作为与摄像装置300的装卸构造而具有圆榫接头202。圆榫接头202是将目镜镜筒200以能够装卸的方式连结于摄像装置300的连结部。在圆榫接头202形成有供来自目镜镜筒200的光向摄像装置300射出的出射口。

目镜镜筒200包括投影仪210。投影仪210将使用者需要的信息作为辅助图像投影于在目镜镜筒200安装于显微镜100的状态下利用来自显微镜100的光形成有试样的光学像的像面。投影仪210例如也可以由液晶器件、DMD(注册商标)器件、有机EL器件构成，既可以是单板式也可以是3板式。

投影仪210是将辅助图像投影于像面使其与光学像重叠的重叠装置。更具体而言，投影仪210将根据来自控制装置700的命令而指定的辅助图像投影于像面。由此，使用者通过注视目镜透镜103，从而例如观察如图3所示的形成于像面的、辅助图像B1重叠在光学像A1上的重叠图像。

使用者通过操作操作部230，从而能够切换投影仪210的投影功能的开启/关闭，指示辅助图像向像面的重叠的开始或停止。

另外，辅助图像相当于重叠在现实的试样的光学像上地显示的增强现实。因此，以后将辅助图像也称为AR图像，而且将把辅助图像投影于像面、也就是使用者能够视觉识别辅助图像的情形也称为AR显示。

来自投影仪210的光经由投影透镜211、分束器213及调整机构(调整机构212、调整机构214)被向右眼用的光路和左眼用的光路引导。调整机构212和调整机构214是调整像面上的辅助图像的位置的机构。

以后，将右眼用的光路和左眼用的光路也统称为观察光路。此外，将从投影仪210到合流于观察光路为止的光路称为AR光路。并且，将像后述那样从观察光路向摄像装置300分支的光路称为摄像光路。

设于目镜镜筒200的右眼用的光路和左眼用的光路基本上具有相同的结构。具体而言，目镜镜筒200在右眼用的光路和左眼用的光路分别包括分束器224(分束器224a、分束器224b)、成像透镜225(成像透镜225a、成像透镜225b)、折回光学系统226(折回光学系统226a、折回光学系统226b)。另外，分束器224是第1光学元件的一例。通过了这些光学系统的光之后经由眼点高度调整机构227和眼宽调整机构228被向目镜透镜103引导。

不过，右眼用的光路和左眼用的光路仅在其中一者设有用于向摄像光路引导光的分束器221，两者在这一点有所不同。另外，分束器221是第2光学元件的一例。此外，在右眼用的光路和左眼用的光路中的未设置分束器221的光路设有ND镜222而替代分束器221。

在右眼用的光路和左眼用的光路中的设有分束器221的光路中，射入到分束器221的光的一部分被向摄像光路引导。因此，到达目镜透镜103的光量相应地变少。ND镜222使入射光减少与由分束器221引导到摄像光路的光量相同的量，由此，起到将从右眼用的光路和左眼用的光路到达目镜透镜103的光量的差抑制得较小的作用。

显微镜100包括拍摄试样并获取试样的数字图像的摄像装置300。摄像装置300利用圆榫接头202安装于目镜镜筒200。在目镜镜筒200内的摄像光路设有相对于观察光路上的成像透镜225独立的成像透镜223。成像透镜223是第2成像透镜的一例，将从观察光路由分束器221引导到摄像光路的光会聚于摄像装置300的摄像面。

摄像装置300是具有二维图像传感器的数字照相机。图像传感器没有特别的限定，例如是CCD图像传感器、CMOS图像传感器等。摄像装置300获取的数字图像被向控制装置700输出。此外，数字图像也可以被向监视器500直接输出。

输入装置400和监视器500连接于控制装置700。输入装置400没有特别的限定，如图1所示，例如也可以包含鼠标401、键盘402、脚踏开关403、条形码读取器404等。监视器500例如是液晶显示器、有机EL显示器等。网络照相机600将拍摄的图像例如经由互联网等网络向控制装置700发送。网络照相机600例如拍摄使用显微镜系统1的使用者。

采用像以上那样构成的显微镜系统1，通过投影仪210将辅助图像投影于像面，从而使用者不将眼睛离开目镜透镜103就能够获得所需的信息。即，能够利用AR显示功能获取所需的信息。

并且，显微镜系统1通过在目镜镜筒200内收纳用于将辅助图像投影于像面的全套结构来实现对于现有的显微镜而言的拓展功能即上述的AR显示功能而替代使用功能拓展用的中间镜筒实现该功能。由此，避免使显微镜100的眼点的高度自现有的显微镜的眼点的高度变化较大程度的状况。即，采用目镜镜筒200和显微镜系统1，能够在将显微镜的眼点维持在适当的高度的同时提供AR显示功能。

以下，更详细地说明提供AR显示功能的目镜镜筒200。图4是从斜前方观察到的本发明的一实施方式的显微镜的立体图。图5是从斜后方观察到的本发明的一实施方式的显微镜的立体图。图6是本发明的一实施方式的目镜镜筒的立体图。图7是本发明的一实施方式的目镜镜筒的主视图。图8是本发明的一实施方式的目镜镜筒的俯视图。首先，参照图4～图8着眼于目镜镜筒200的外观形状来说明目镜镜筒200。

在目镜镜筒200中，如图4及图6～图8所示，在安装目镜透镜103的前表面设有用于输入对投影仪210进行的指示的操作部230。并且，在目镜镜筒200中，如图4～图8所示，在侧面设有带有AR显示功能的目镜镜筒200的主电源的开关240。

如图7所示，在操作部230设有切换AR显示功能的开启/关闭的开关231以及调整AR显示的亮度的开关232和开关233。开关232是用于使AR显示的亮度变亮的开关。通过按下开关232，从而从投影仪210射出的光量增加。另一方面，开关233是用于使AR显示的亮度变暗的开关。通过按下开关232，从而从投影仪210射出的光量减少。

如图7和图8所示，操作部230和开关240均以位于注视目镜透镜103的使用者的左侧的方式配置。通过这样将操作部230和开关240相对于使用者统一配置在相同的方向上，从而使用者能够用单手进行各种开关操作。

如图7所示，在从正面观察目镜镜筒200时，在通过双眼的目镜透镜103的中间的平面P上设有作为与显微镜100的连结部的圆榫接头201和作为与摄像装置300的连结部的圆榫接头202。也就是说，圆榫接头201的中心轴线和圆榫接头202的中心轴线均与平面P大致一致。

注视目镜透镜103的使用者的正中线大致位于平面P上。因此，通过将形成有供来自物镜101的光线射入的入射口的圆榫接头201设在平面P上，从而观察对象的试样会位于注视目镜透镜103的使用者的正面。这样的结构在让使用者一边注视目镜透镜103一边对试样进行的各种作业变容易的方面很重要，有助于确保具备目镜镜筒200的显微镜100较高的作业性。

目镜镜筒200将实现作为拓展功能的AR显示的结构相对于平面P而言收纳于单侧、更具体而言是从正面观察时的左侧。即，投影仪210设于自安装有目镜透镜103的两个目镜透镜(目镜透镜103a、目镜透镜103b)之间的中心线偏移的位置。因此，目镜镜筒200不是相对于平面P对称的形状，如图4～图8所示具有向左侧突出的形状。更详细而言，如图4～图6及图8所示具有如下形状：向左侧突出的部分也进而向后方伸长。

这样的形状能够在避免向单侧(左侧)的突出量变得过大的同时在目镜镜筒200内确保用于收纳提供AR显示功能的结构的空间。此外，由于能够在装卸构造(连结部)的后方确保较大的背面空间，因此如图4和图5所示能够将确保的背面空间用作配置架台的支柱的空间。由此，采用目镜镜筒200，能够在维持与其他的显微镜产品的较高的互换性的同时提供AR显示功能。

如图5所示，在目镜镜筒200的背面、更具体而言是向左侧突出且向后方伸长的部分的背面设有连接器250，该连接器250供用于与投影仪210交换信号的线缆插拔。投影仪210朝向正面地收纳于向左侧突出且向后方伸长的部分的最内部、也就是连接器250的附近。

具体而言，电源线缆、控制用线缆、影像输入用线缆相对于连接器250插拔，利用这些线缆向投影仪210供给电力、信号。另外，3根线缆中的控制用线缆、影像输入用线缆的另一端连接于控制装置700。

图9是表示本发明的一实施方式的目镜镜筒的结构的图。图10是表示从斜前方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光路的图。图11是表示从斜前方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光学系统的图。图12是表示从斜后方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光路的图。图13是表示从斜后方观察到的本发明的一实施方式的目镜镜筒内的光学系统的图。图14是表示将自实体显微镜的观察光路分支的光向摄像装置引导的结构的图。图15是表示从斜上方观察到的将从投影仪210射出的光向实体显微镜的观察光路引导的结构的图。图16是表示从上方观察到的将从投影仪210射出的光向实体显微镜的观察光路引导的结构的图。以下，参照图9～图16着眼于目镜镜筒200的内部结构说明目镜镜筒200。

如图9所示，经由物镜透镜101和变焦透镜102的光从形成于圆榫接头201的入射口201a作为平行光束向目镜镜筒200射入。

例如，如图9～图11等所示，从显微镜100射入到目镜镜筒200的光中的、在右眼用的光路和左眼用的光路中的一者(在该例中是左眼用的光路)中行进的光首先射入到分束器221。如图9所示，分束器221将来自显微镜100的光分割为朝向目镜透镜103的光(也就是在观察光路中行进的光)和朝向摄像装置300的光(也就是在摄像光路中行进的光)。

在将这样的自观察光路分支出摄像光路的分束器221配置于比使AR光路合流于观察光路的分束器224靠射入侧的位置的结构中，能够防止来自投影仪210的光向摄像装置300射入。由此，能够仅将来自试样的光向摄像装置300引导，因此能够利用摄像装置300获取未映入AR图像的试样的数字图像。通过在数字图像中不包含AR图像，从而例如在使用人工智能进行的数字图像的解析过程中AR图像不会成为图像解析的妨碍，能够正确地判断试样的状态。

在将分束器224配置于比分束器221靠射入侧的位置的结构中，也能够通过控制为曝光时机与投影时机不重合，从而利用摄像装置300获取未映入AR图像的试样的数字图像。不过，在该情况下，特别是在投影仪210采用场序方式的情况下，分别调整光学像的亮度和辅助图像的亮度的操作会变困难。因而，优选的是，分束器221配置于比分束器224靠射入侧的位置。另外，能够在控制装置700上任意地执行数字图像与AR图像的合成。

分束器221是对于入射光而言将透射光形成得比反射光多的分束器，构成为与作为反射光路的摄像光路相比向作为透射光路的观察光路引导更多的光。具体而言，分束器221没有特别的限定，例如具有将八成透射且将二成反射的透射优先的光学特性。由此，能够在利用摄像装置300获取数字图像的同时明亮地观察试样。

另一方面，如图14和图15所示，从显微镜100射入到目镜镜筒200的光中的、在右眼用的光路和左眼用的光路中的另一者(在该例中是右眼用的光路)中行进的光首先向ND镜222射入。

ND镜222是抑制光量的光学元件。由于ND镜222是为了抑制左右的光路中的光量差而设置的，因此按照与透射分束器221的光的比例将入射光透射即可。在分束器221具有八成透射的光学特性的情况下，优选ND镜222也具有20％的减光性能。

ND镜222也是为了抑制左右的光路中的光路长度差而使用的。通过使棱镜长度与分束器221匹配，从而右眼用的光路和左眼用的光路的光路长度也能够匹配，因此也能够抑制周边光量等光学性能的差别。

如图9和图14所示，在分束器221中反射并被引导到摄像光路的光向成像透镜223射入。成像透镜223配置于分束器221和摄像装置300之间。

配置于目镜镜筒内的成像透镜通常设于入射口附近。相对于此，在目镜镜筒200中，分束器221设于成像透镜223和圆榫接头201之间。由此，成像透镜223以不暴露在目镜镜筒200的壳体外部的方式设于壳体内，因此成像透镜223不易污损，不易发生光学性能的劣化。

射入到成像透镜223的光变换为收敛光束，并如图9、图12及图14所示被反射构件229朝向铅垂上方反射。之后，经由形成于圆榫接头202的出射口会聚在摄像装置300的摄像面上。

另外，向摄像光路引导光的分束器221以将入射光朝向目镜镜筒200的背面反射的方式配置。即，摄像光路从观察光路朝向目镜镜筒200的背面延伸，进而在圆榫接头202的下方改变方向，朝向安装在目镜镜筒200的上部的摄像装置300而朝向铅垂上方延伸。由此，如图8所示，在将圆榫接头201和圆榫接头202这两者配置在通过目镜透镜103的中心的平面P上的同时将到达摄像装置300的光线的折回次数抑制在最小限度。

将圆榫接头201和圆榫接头202配置在平面P上的结构在将由安装有摄像装置300的目镜镜筒200的重心的偏倚引起的不良影响抑制在最小限度的方面是优选的。例如，由于圆榫接头201和圆榫接头202共有的平面P与铅垂方向平行，因此能够减小固定于目镜镜筒200的上表面的作为比较重的构造物的摄像装置300的影响，其结果，例如能够避免对圆榫接头201施加过度的弯曲应力。

分别通过了分束器221和ND镜222的左右的光路的光之后如图9～图13及图15所示分别向分束器224a、分束器224b射入。另一方面，来自AR光路的光也如图9～图13、图15及图16所示向分束器224a和分束器224b射入。

更详细而言，来自投影仪210的光首先利用投影透镜211变换为平行光束。投影透镜211被设定为视场内所包含的投影仪210的投影元件(例如数字微镜器件的微镜)的数量、也就是像素数最多且投影仪210的像充满目镜透镜103的视场、也就是说投影仪210的像投影为视场数以上的大小这样的倍率。此外，投影透镜211具有能获得比像素尺寸细的分辨率这样的数值孔径(NA)，由此，能够将高精细的辅助图像投影于整个视场。

利用投影透镜211变换为平行光束的光之后在调整机构212中反射，然后向分束器213射入。分束器213将入射光分割为朝向在左眼用的光路中放置的分束器224a的光和朝向在右眼用的光路中放置的分束器224b的光。具体而言，分束器213是第3光学元件的一例，具有将五成透射且将五成反射的光学特性。由此，能够向右眼用的光路和左眼用的光路均等地引导光。

由分束器213分割的光中的朝向分束器224a的光直接向分束器224a射入。另一方面，朝向分束器224b的光在由调整机构214反射之后向分束器224b射入。

两个调整机构分别具有反射构件和相对于反射构件的反射面而言能够在双轴上调整反射构件所具有的反射面的法线方向的机构。调整机构212所包含的反射构件配置在投影仪210和分束器213之间的光路上。通过改变反射构件的方向而使由调整机构212反射的光的行进方向发生变化，由此能够调整像面中的左眼用的辅助图像的位置和右眼用的辅助图像的位置。另外，调整机构212主要是为了调整在左眼用的光路中形成的左眼用的辅助图像的位置而使用的。即，调整机构212是调整在左眼用的光路中形成的左眼用的辅助图像的位置的调整部。

另一方面，调整机构214所包含的反射构件配置在分束器213和分束器224b之间的光路上。通过改变反射构件的方向而使由调整机构214反射的光的行进方向发生变化，由此能够调整像面中的右眼用的辅助图像的位置。调整机构214是为了调整在右眼用的光路中形成的右眼用的辅助图像的位置而使用的。即，调整机构214是调整在右眼用的光路中形成的右眼用的辅助图像的位置的调整部。

在目镜镜筒200中，通过利用调整机构212和调整机构214分别调整像面中的辅助图像的位置，从而能够独立地调整左右的辅助图像相对于左右的光学像的位置。由此，能够单独调整光学像与辅助图像的相对的位置关系，因此能够改善光学像与辅助图像的同时融像性。

来自显微镜100的光和来自投影仪210的光向分束器224射入。如图9所示，分束器224使来自投影仪210的光合流于来自显微镜100的光的光路。更详细而言，如图15和图16所示，分束器224包含：分束器224a，其是配置于左眼用的光路，使来自投影仪210的光合流于左眼用的光路的第1左眼用光学元件；以及分束器224b，其是配置于右眼用的光路，使来自投影仪210的光合流于右眼用的光路的第1右眼用光学元件。

分束器224(分束器224a、分束器224b)是对于入射光而言将透射光形成得比反射光多的分束器，构成为在将来自显微镜100的光的损失抑制得较少的同时将其与来自投影仪210的光合成。具体而言，分束器224没有特别的限定，例如具有将八成透射且将二成反射的透射优先的光学特性。由此，能够将来自显微镜100的光不会减少较大程度地与来自投影仪210的光合成。

由分束器224合成的光之后向成像透镜225射入。由分束器224合成的光均是平行光束。因此，任一者的光(来自显微镜100的光和来自投影仪210的光)都利用成像透镜225变换为收敛光束，在相同的面上形成像。由此，在形成有光学像的像面上形成有辅助图像。更详细地讲，如图11所示，在左眼用的光路中行进的光利用成像透镜225a变换为收敛光束，在右眼用的光路中行进的光利用成像透镜225b变换为收敛光束。

利用成像透镜225变换为收敛光束的光之后如图9所示向折回光学系统226射入。折回光学系统226是将射入的光的行进方向折回的光学系统，在此，将朝向铅垂上方行进的来自投影仪210的光和来自显微镜100的光这两者的行进方向朝向下方折回。

如图2及图10～图13所示，折回光学系统226包含配置于左眼用的光路的折回光学系统226a和配置于右眼用光路的折回光学系统226b。折回光学系统226(折回光学系统226a和折回光学系统226b)例如可以采用保罗棱镜。通过利用折回光学系统226使光的行进方向朝向下方，从而能够防止眼点的高度变得过高而抑制眼点的高度。

在目镜镜筒200中，在分束器224和折回光学系统226之间配置有成像透镜225。由此，成像透镜225以不暴露在目镜镜筒200的壳体外部的方式设于壳体内，因此成像透镜225不易污损，不易发生光学性能的劣化。

此外，与在目镜镜筒中通常采用的、将成像透镜配置于入射口附近的结构相比较，在目镜镜筒200中，成像透镜225配置于目镜镜筒200内的更高的位置。通过这样将成像透镜225配置于较高的位置、也就是折回光学系统226的附近，从而与以往相比能够将从折回光学系统226朝向下方的光路确保得较长。由此，能够将眼点的高度设计得更低。

利用折回光学系统226朝向下方射出的光之后如图9所示通过眼点高度调整机构227和眼宽调整机构228向目镜透镜103射入。

眼点高度调整机构227是设于比折回光学系统226靠目镜透镜103侧的位置的、调整眼点的高度的高度调整部。如图9所示，眼点高度调整机构227包含：转动部227a，其与目镜透镜103一同绕水平方向的轴线向摆动方向转动；以及反射构件227b，其安装在转动部227a的轴线上，绕轴线旋转转动部227a的旋转量的1/2的量。

通过反射构件227b旋转转动部227a的旋转量的1/2的量，从而从折回光学系统226向反射构件227b射入的光的入射角和由反射构件227b反射的光的出射角分别变大(或变小)旋转量的1/2的量。也就是说，从折回光学系统226向反射构件227b射入的光利用反射构件227b偏转与旋转量相同的角度。

因而，无论转动部227a的方向如何，光向目镜透镜103的入射角度始终维持在恒定的角度，也维持相对于目镜透镜103而言的成像位置。因此，不会产生观察性能的劣化等，能够根据使用者的身高等利用眼点高度调整机构227自由地调整眼点的高度。

眼宽调整机构228例如采用西登托普夫型(Siedentopf型)。不过，也可以采用其他类型的构造。通过使用眼宽调整机构228，从而能够与使用者的瞳孔间距离相配合地调整目镜透镜103间的距离。

通过设置眼点高度调整机构227和眼宽调整机构228，从而能够与使用者的身体的特征(例如身高、座高、瞳孔间距离)相配合地调整眼点的高度、左右的眼点之间的距离。由此，能够实现较高的人体工学性而有助于减轻显微镜系统1的使用者的作业负担。

此外，通过在比AR光路与观察光路合流的位置靠后段的位置设有眼点高度调整机构227和眼宽调整机构228，从而在光学像和辅助图像中以相同的量产生由在这些调整机构中产生的机械的运动引起的微小的图像偏差。因此，能够在维持光学像与辅助图像的同时融像性的同时进行各种调整。

通过了眼点高度调整机构227和眼宽调整机构228的光向目镜透镜103射入。目镜透镜103例如也可以是凹透镜，显微镜100也可以是伽利略式的实体显微镜。也可以通过目镜透镜103使用凹透镜而紧凑地构成目镜镜筒200。使用者能够通过注视目镜透镜103来确认辅助图像重叠于光学像而成的图像。

在像以上那样构成的目镜镜筒200中，通过如上所述将成像透镜225靠近折回光学系统226地配置，从而能够将眼点高度抑制得较低。因此，通过在目镜镜筒200中收纳AR显示所需的结构，从而与使用中间镜筒的情况相比较，能够抑制眼点高度的上升，并且，对于目镜镜筒200单体也能够将眼点高度抑制得更低，因此能够在显微镜系统1整体中抑制由功能拓展引起的眼点高度的上升。

此外，在目镜镜筒200中，单独设置观察用的成像透镜225和摄像用的成像透镜223。因此，能够在两个成像透镜之间使焦距不同。具体而言，成像透镜225具有比成像透镜223的焦距短的焦距。通过使成像透镜225的焦距比成像透镜223的焦距短，从而能够利用摄像装置300获得比使用者注视目镜透镜103观察的试样的范围广阔的范围的图像。并且，通过成像透镜225的焦距较短，从而与以往相比能够将目镜镜筒200在高度方向上设计得较薄，能够紧凑地构成目镜镜筒200。并且，由于摄像装置300的设置高度也变低，因此也能够降低安装有摄像装置300的目镜镜筒200的重心。

此外，具有AR显示功能的目镜镜筒200在单一的壳体内具有观察光路、AR光路及摄像光路，这些光路的位置关系在壳体内始终恒定。因此，与利用中间镜筒拓展AR显示功能的情况相比较，能够大幅度地减少在利用AR显示功能进行观察时使用者应进行的调整作业。

上述的实施方式是为了使发明的理解变容易而示出的具体例，本发明并不限定于上述的实施方式。包含对上述的实施方式进行变形而成的变形形态和替代上述的实施方式的替代形态。也就是说，实施方式能够在不脱离其主旨和范围的范围内对构成要素进行变形。此外，通过将在一个以上实施方式中公开的多个结构要素适当地组合起来，从而能够实施新的实施方式。此外，既可以自各实施方式所示的构成要素删除几个构成要素，或者也可以对实施方式所示的构成要素追加几个构成要素。并且，各实施方式所示的处理步骤只要不矛盾就也可以调换顺序来进行。即，本发明的目镜镜筒能够在不脱离权利要求书的记载的范围内进行各种各样的变形、变更。

Claims (21)

1.一种目镜镜筒，其是显微镜用的目镜镜筒，用于安装目镜透镜，其特征在于，

该目镜镜筒包括重叠装置，该重叠装置将辅助图像重叠在利用来自显微镜的光形成光学像的像面。

2.根据权利要求1所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述重叠装置是将所述辅助图像投影于所述像面的投影仪，

所述目镜镜筒还包括：

第1光学元件，其使来自所述重叠装置的光合流于来自所述显微镜的光的光路；

折回光学系统，其将来自所述重叠装置的光和来自所述显微镜的光这两者的行进方向折回；以及

成像透镜，其配置于所述第1光学元件和所述折回光学系统之间。

3.根据权利要求2所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述目镜镜筒是安装数字照相机的三眼镜筒，

该目镜镜筒还包括第2光学元件，该第2光学元件将来自所述显微镜的光分割为朝向所述目镜透镜的光和朝向所述数字照相机的光。

4.根据权利要求3所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒还包括：

连结部，其形成有来自所述显微镜的光的入射口，将所述目镜镜筒连结于所述显微镜；以及

第2成像透镜，其配置于所述数字照相机和所述第2光学元件之间，

所述第2光学元件配置于所述成像透镜和所述连结部之间。

5.根据权利要求4所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述成像透镜具有与所述第2成像透镜的焦距不同的焦距。

6.根据权利要求4所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述第2成像透镜具有比所述成像透镜的焦距短的焦距。

7.根据权利要求4所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述第2成像透镜以不暴露在所述目镜镜筒的壳体外部的方式设于所述壳体内。

8.根据权利要求3或4所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述目镜镜筒是具有右眼用的光路和左眼用的光路的、安装于实体显微镜的目镜镜筒，

所述第2光学元件配置于所述右眼用的光路和所述左眼用的光路中的一者，

该目镜镜筒还包括抑制光量光学元件，该抑制光量光学元件配置于所述右眼用的光路和所述左眼用的光路中的另一者，用于抑制光量。

9.根据权利要求3或4所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述第2光学元件是对于入射光而言将透射光形成得比反射光多的分束器。

10.根据权利要求2～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述目镜镜筒是具有右眼用的光路和左眼用的光路的、安装于实体显微镜的目镜镜筒，

所述第1光学元件包含：

第1右眼用光学元件，其配置于所述右眼用的光路，使来自所述重叠装置的光合流于所述右眼用的光路；以及

第1左眼用光学元件，其配置于所述左眼用的光路，使来自所述重叠装置的光合流于所述左眼用的光路。

11.根据权利要求10所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒还包括：

第3光学元件，其将来自所述重叠装置的光分割为朝向所述第1右眼用光学元件的光和朝向所述第1左眼用光学元件的光；

第1调整部，其调整在所述右眼用的光路中形成的右眼用的辅助图像的位置；以及

第2调整部，其调整在所述左眼用的光路中形成的左眼用的辅助图像的位置，

所述第1调整部和所述第2调整部中的一者包含第1反射构件，该第1反射构件配置在所述重叠装置和所述第3光学元件之间的光路上，能够调整方向，

所述第1调整部和所述第2调整部中的另一者包含第2反射构件，该第2反射构件配置在所述第3光学元件与所述第1右眼用光学元件或所述第3光学元件与所述第1左眼用光学元件之间的光路上，能够调整方向。

12.根据权利要求2～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒包括高度调整部，该高度调整部设于比所述折回光学系统靠所述目镜透镜侧的位置，用于调整眼点的高度。

13.根据权利要求12所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述高度调整部包含：

转动部，所述目镜透镜安装于该转动部，该转动部绕水平方向的轴线向摆动方向转动；以及

反射构件，其安装在所述转动部的所述轴线上，绕所述轴线旋转所述转动部的旋转量的1/2的量。

14.根据权利要求2～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述第1光学元件是对于入射光而言将透射光形成得比反射光多的分束器。

15.根据权利要求2～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述成像透镜以不暴露在所述目镜镜筒的壳体外部的方式设于所述壳体内。

16.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒还包括所述目镜透镜，

所述目镜透镜是凹透镜。

17.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述目镜镜筒由单一的壳体构成。

18.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述重叠装置设于自安装于所述目镜镜筒的两个目镜透镜之间的中心线偏移的位置。

19.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒还在所述目镜镜筒的背面包括连接器，该连接器供用于与所述重叠装置交换信号的线缆插拔。

20.根据权利要求1～4中任一项所述的目镜镜筒，其特征在于，

该目镜镜筒还在所述目镜镜筒的安装所述目镜透镜的前表面包括操作部，该操作部用于输入对所述重叠装置进行的指示。

21.根据权利要求2所述的目镜镜筒，其特征在于，

所述成像透镜在所述第1光学元件和所述折回光学系统之间靠近所述折回光学系统地配置。