JP2006521585A - レンズを位置決めする光学装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学要素を正確に位置決めする光学装置及びそのような光学装置を生成する方法。各光学要素は、光学要素の面の中間周囲面に隣接した部分の上に重なるように塑性変形した部分を有する支持体により軸線上で担持される。この構成は、光学要素を支持体内で軸線方向に固定し、各光学要素に対する能動的な剛性保持構造を生成する。
Description
必要とされるのは、支持構造体を貫く必要が全くなく個々の光学要素を能動的に位置決めする光学装置、及び光学装置を製造する方法である。
本発明の別の目的は、加圧滅菌中であっても光学要素の軸線方向位置決めを保証する光学装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、光学要素が精密に軸線方向に固定された光学装置を製造する方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、組立中及び使用中のハウジング内の光学要素の正確な位置決めを保証する光学装置を製造する方法を提供することである。
本発明の様々な目的、利点、及び新規な特徴は、同じ参照番号が同じ部分を意味する添付図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、より完全に明らかになるであろう。
光学対物レンズ31は、窓22から僅かに離して軸線18に沿って置かれる。公知のように、光学対物レンズ31は、軸線18の延長線上にある対象物の像を形成する。光学対物レンズ31は、様々な実施形態のいずれかを有することができる。
この工程中に、所定の油圧に対する周方向又はフープ圧縮応力及び半径方向たわみの弾性成分を用いて、特定の材料及び材料厚に対して塑性変形が生じる圧力を評価して予測することができる。直径3mmの316ステンレス鋼管の適正な塑性変形をもたらすために、1450から2250PSIの圧力が利用されている。他の材料、材料厚、及び直径に対して塑性変形を生じさせることになる圧力を確立又は予測するための段階は、当業者の知識の範囲内である。
各圧着作業は、圧着部分がレンズ面84のようなレンズ面の一部分の上に確実に重なるある一定の深さを有する圧着部を生成するように制御される。しかし、圧着部は、いずれの密封構造体の一体性をも保つべく材料を破断しないように制限されるべきである。それはまた、構造体が視野内に張り出さないように制限されるべきである。構成がどのようであっても、圧着部は、二重レンズ83を軸線18に沿って固定するために、各二重レンズ83の周囲面に隣接したハウジング又は管状被覆を面84及び97のような第1及び第2の面の幾何学形状に適合させる。
段階115において、レンズ要素116のようなレンズ要素は、通常はレンズ位置決め工具を用いて管状被覆内に挿入される。レンズ要素は、遠位レンズ面117が圧着ハウジング部分120と接触するまで前進させられる。
本実施形態によれば、上述の作業は、各レンズ面において管状被覆21の周囲の周りに等角度に離間した4つの圧着部を生成する。図14は、レンズ127の遠位面128と係合した第1の直径方向に対向する圧着部133を具体的に示している。第2の圧着作業は、直径方向に対向する圧着部136を直角に生成する。
図17から19は、内視鏡、特に加圧滅菌可能な内視鏡に容易に適応される本発明を組み込んだ光学装置の更に別の形態を示している。これらの図に示すように、光学モジュール150は、この特定的な実施形態では光軸である装置軸線18に沿って延びる。モジュール150は、光学要素151と光学要素151を位置決めする適合管152とを含む。説明の便宜上、図17から19の光学要素151は、レンズ151A及び151Bを備えた二重レンズとする。適合管152は、2つのシェル152A及び152Bを含む。
上述の内容は、光学要素が正確な軸線方向位置決めと共に配置される光学装置を形成するための代替方法である。これらの様々な構造体は、光学要素を支持体内に捕捉するための光学要素の各面の一部分の上に重なる支持体の圧着又は変形部分を有することによって特徴付けられる。本発明では、油圧工程、従来の圧着及び機械加工作業を使用する工程の例が開示されている。
20 光学装置
21 管状被覆
43 レンズ要素
44 スペーサ
66、67 覆い
Claims (21)
- 軸線によって特徴付けられた光学装置であって、
A)第1及び第2の面と中間周囲面とを含む、軸線上に位置する光学要素と、
B)前記光学要素に対する能動的台座を形成するための光学要素支持手段と、
を含み、
前記支持手段は、前記周囲面に係合するための第1の支持手段と、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の各々の少なくとも一方に係合するための第2に形成された支持手段とを含み、それによって前記光学要素は、前記軸線に沿った運動が制限されるように光学装置内に固定される、
ことを特徴とする装置。 - 前記第1及び第2の支持手段は、前記第1及び第2の面の一部分に隣接する前記周囲面の幾何学形状に適合することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 前記第1の支持手段は、前記周囲面に係合するためのハウジング手段の中間部分を含み、該ハウジング手段は、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の幾何学形状に該ハウジングを適合させるための離間した圧着部分を有することを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
- 支持手段は、前記周囲面に係合するためのハウジング手段の中間部分を含み、該ハウジング手段は、該周囲面に隣接しかつその周りの前記第1及び第2の面の幾何学形状に該ハウジングを適合させるための第1及び第2の変形部分を有することを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
- 前記手段は、軸線方向に延びる第1及び第2のシェルを含み、各シェルは、前記周囲面に係合するための中間部分と、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の上に重なって相反する方向に延びる部分と、該周囲面に隣接した該第1及び第2の面の幾何学形状に適合する、該中間部分と該相反する方向に延びる部分の各々との間の塑性変形した移行部分とを有することを特徴とする請求項2に記載の光学装置。
- 前記第1及び第2のシェルを捕捉するための手段を含むことを特徴とする請求項5に記載の光学装置。
- 軸線によって特徴付けられた光学装置であって、
A)第1及び第2の面と中間周囲面とを有して軸線上に位置した少なくとも1つのレンズ要素を含むレンズセットと、
B)前記レンズセットに対する能動的台座を形成するためのレンズセット支持手段と、
を含み、
前記支持手段は、前記周囲面に係合するための第1の支持手段と、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の各々の少なくとも一方に係合するための第2の塑性変形した支持手段とを含み、それによって前記レンズセットは、前記軸線に沿った運動が制限されるように光学装置内に固定される、
ことを特徴とする装置。 - 前記第1及び第2の支持手段は、前記周囲面と前記第1及び第2の面の一方の隣接部分との幾何学形状に適合することを特徴とする請求項7に記載の光学装置。
- 前記レンズセットは、円筒形周囲面を有し、該周囲面と同じ広がりを有する前記第1の支持手段の部分は、該周囲面に係合することを特徴とする請求項8に記載の光学装置。
- 前記第1の支持手段は、前記周囲面に係合するための円筒形ハウジングの中間部分を含み、前記第2の支持手段は、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の部分の上に重なる該ハウジングの角度的に離間した圧着部を含むことを特徴とする請求項9に記載の光学装置。
- 第1の支持手段は、前記周囲面に係合するための円筒形ハウジングの中間部分を含み、前記第2の支持手段は、該周囲面に隣接しかつその周りの前記第1及び第2の面の幾何学形状に該ハウジングを適合させるための塑性変形して周方向に延びる該ハウジングの部分を含むことを特徴とする請求項9に記載の光学装置。
- 前記レンズ支持手段は、軸線方向に延びる第1及び第2のシェルを含み、各シェルは、前記周囲面に係合するための第1の半径を有する中間部分と、該第1の半径よりも小さい第2の半径を有し、それによって該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の上に重なった相反する方向に延びる部分と、該周囲面に隣接した該第1及び第2の面の幾何学形状に適合する、該中間部分と該相反する方向に延びる部分の各々との間の塑性変形した移行部分とを有することを特徴とする請求項9に記載の光学装置。
- 前記第1及び第2のシェルを捕捉するための外側ハウジングを含むことを特徴とする請求項12に記載の光学装置。
- 光学モジュールとして形成された複数の光学要素を含む内視鏡であって、
光学モジュールの各々が、
A)軸線上に位置するレンズ、スペーサ、窓、及びプリズムの群から取られ、第1及び第2の面と中間周囲面とを含む少なくとも1つの光学要素の組と、
B)前記光学要素に対する能動的台座を形成するための前記軸線に沿って延びる光学要素支持手段と、
を含み、
前記支持手段は、前記周囲面に係合するための第1の支持手段と、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面に係合するための第2の塑性変形した支持手段とを含み、それによって前記光学要素は、前記軸線に沿った運動が制限されるように光学装置内に固定される、
ことを特徴とする内視鏡。 - 前記第1及び第2の支持手段は、前記周囲面と前記第1及び第2の面の隣接部分との幾何学形状に適合することを特徴とする請求項14に記載の内視鏡。
- 前記光学要素は、円筒形周囲面を有し、該周囲面と同じ広がりを有する前記第1の支持手段の部分は、該周囲面に係合することを特徴とする請求項15に記載の内視鏡。
- 前記第1の支持手段は、前記周囲面に係合するための円筒形ハウジングの中間部分を含み、前記第2の支持手段は、該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の部分の上に重なる該ハウジングの角度的に離間した圧着部を含むことを特徴とする請求項16に記載の内視鏡。
- 第1の支持手段は、前記周囲面に係合するための円筒形ハウジングの中間部分を含み、前記第2の支持手段は、該周囲面に隣接しかつその周りの前記第1及び第2の面の幾何学形状に該ハウジングを適合させるための塑性変形して周方向に延びる該ハウジングの部分を含むことを特徴とする請求項16に記載の内視鏡。
- 前記光学要素支持手段は、軸線方向に延びる第1及び第2のシェルを含み、各シェルは、前記周囲面に係合するための第1の半径を有する中間部分と、該第1の半径よりも小さい第2の半径を有し、それによって該周囲面に隣接した前記第1及び第2の面の上に重なった相反する方向に延びる部分と、該周囲面に隣接した該第1及び第2の面の幾何学形状に適合する、該中間部分と該相反する方向に延びる部分の各々との間の塑性変形した移行部分とを有することを特徴とする請求項16に記載の内視鏡。
- 前記第1及び第2のシェルを捕捉するための外側ハウジングを含むことを特徴とする請求項19に記載の内視鏡。
- 円筒形被覆と、像を形成するための遠位端の対物レンズ手段と、該対物レンズ手段から近位端に向けて像を送るための中継レンズ手段と、見るための像を提供するための該近位端の接眼レンズ手段とを含む内視鏡であって、
対物レンズ手段、中継レンズ手段、及び接眼レンズ手段のうちの少なくとも1つは、被覆内に位置するために光学モジュールを含み、
前記光学モジュールの各々は、
A)円筒形周囲面と軸線に対して横方向に配向された2つの面とにより特徴付けられた、像を該軸線に沿って向けるための少なくとも1つのレンズ要素のレンズセットと、
B)円筒形周囲面に係合するための第1の支持部分と、該周囲面に隣接した前記レンズ要素面に適合する塑性変形した部分を含む該第1の支持部分から延びる第2の支持部分とを有し、それによって該第2の支持部分が、前記レンズセットを固定してその軸線方向の運動を制限する、該軸線に沿って延びる支持手段と、
を含む、
ことを特徴とする内視鏡。
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