JP3554398B2 - 内視鏡用立体視アダプター - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、単眼視用内視鏡を用いて物体を立体的に観察する内視鏡用立体視アダプターに関する。
【0002】
【従来の技術】
立体視内視鏡は、物体像を形成する対物レンズ系、この像を伝達するリレーレンズ系から成る一次光学系と、この一次光学系により伝達された像を左右に分割する瞳分割手段と、分割された2つの像をそれぞれ観察、あるいは撮像する二次光学系とを備え、体腔内の部位を観察するための医療用、あるいはエンジン等の機械内部を観察するための工業用の用途等に用いられる。この種の立体視内視鏡は、例えば特開平6−194581号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の立体視内視鏡は一次光学系、瞳分割手段、二次光学系が全て一体に構成されているため、たとえユーザーが単眼視用の内視鏡を所有していたとしても、立体観察のためには新たに立体視内視鏡を入手しなければならないという問題がある。
【0004】
【発明の目的】
この発明は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、単眼視用内視鏡を利用して立体視を可能とする内視鏡用立体視アダプターを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる内視鏡用立体視用アダプターは、上記の目的を達成させるため、単眼視用内視鏡内に配置された一次光学系の瞳位置に配置され、一次光学系により観察される物体を異なる方向から観察できるよう瞳内の光束の少なくとも一部を2つの領域に分割する瞳分割手段と、瞳分割手段により分割された光束により形成されるそれぞれの像を観察する一対の二次光学系と、瞳分割手段及び二次光学系が配置された観察部と単眼視用内視鏡とを相互の位置関係を調節可能に接続する接続手段とを備えることを特徴とする。
【0006】
【実施例】
以下、この発明にかかる内視鏡用立体視アダプターの実施例を説明する。
【0007】
【実施例1】
実施例1の内視鏡用立体視アダプターは、図1に示されるように、体腔内等の狭い空間内部に挿入される管状の単眼視用内視鏡1に接続されて使用される。アダプターは、単眼視用内視鏡1の基端側に固定されたアタッチメント50と、このアタッチメント50を介して単眼視用内視鏡1に接続された観察部2とを備える。アタッチメント50は、単眼視用内視鏡1と観察部2とを調整可能に接続する接続手段として機能する。
【0008】
単眼視用内視鏡1の基端側には、単眼での観察時に観察者の目の周囲に接触して周辺光を遮断するつば状のフード14が取り付けられている。アタッチメント50は、このフード14に取り付けられて単眼視用内視鏡1に固定されている。
【0009】
アタッチメント50は、フード14に観察部2側から当てつけられてフード14を外側から囲み込む取り付け環51と、このフード14に物体側から当接して取り付け環51に当てつける当てつけ片52と、当てつけ片52を取り付け環51に固定する固定ボルト53とから構成される。
【0010】
取り付け環51は、中央に開口が形成されフード14の周縁部に当接する円板部51aと、この円板部51aの周縁部から物体側に向けて立ち上げられてフード14の外周を囲む円筒部51bと、この円筒部の物体側先端から内周に向けて形成されたフランジ部51cとから一体に構成されている。当てつけ片52は、断面L字状の小片であり、周方向の少なくとも3カ所でフード14を取り付け環51に当てつけている。
【0011】
また、取り付け環51の観察部2側の面の外周部には、周方向の3カ所に観察部2側に向けて突出する調整ボルト54が固定されている。観察部2には、単眼視用内視鏡1側の周辺部に外方フランジ2bが形成されると共に、この外方フランジ2bには調整ボルト54が挿通される貫通孔2cが穿設されている。調整ボルト54は、貫通孔2cに挿通された状態で貫通孔の表裏で調整ボルト54に螺合する一対のナット55,56により外方フランジ2bに固定され、アタッチメント50に取り付けられた単眼視用内視鏡1を観察部2に対して固定する。
【0012】
なお、この実施例では、3本の調整ボルト54に螺合するそれぞれのナット55,56の位置を調整することにより、アタッチメント50に固定された単眼視用内視鏡1と観察部2との位置関係を三次元的に調整することができる。
【0013】
単眼視用内視鏡1の内部には、物体の像を形成する3群4枚構成の対物レンズ系11と、対物レンズ系11により形成された像を伝達する複数のレンズ系から構成される第1のリレーレンズ系12と、射出瞳を形成する第2のリレーレンズ系13とが物体側から順に配置され、これらのレンズ系により一次光学系10が構成されている。
【0014】
観察部2内には、瞳分割手段としての2枚の瞳分割ミラー20,21が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー20,21で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、CCDセンサのような撮像素子34a,34bから構成される。
【0015】
立体視を可能とするためには、1つの物体を異なる方向から観察する必要があり、そのためには、左右の二次光学系30a,30bに対して瞳内の異なる領域を通過した光束を導く必要がある。そこで、瞳分割ミラー20,21は、一次光学系10の瞳Epに到達した光束を立体視が可能なように左右の2成分に分割し、それぞれの成分を異なる方向に反射させるよう一次光学系10の光軸に対して±45°の角度で屋根型に配置されている。各瞳分割ミラー20,21は、その最も先端側、すなわち一次光学系10側の先端が瞳Epに一致し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に対して対称となるように配置されている。
【0016】
これにより、二次光学系30a,30bに入射する光束の中心軸Ax2,Ax3は、瞳Ep上で所定の間隔をなし、この間隔に応じた視差を二次光学系を介して観察する観察者に与えることができる。なお、二次光学系に入射する光束の中心軸は、分割された光束の断面の重心位置を通る軸として定義される。
【0017】
各撮像素子34a,34bにより撮影された画像は、単一のTVモニタに交互に時系列的に表示される。観察者は、左右の視野部分にそれぞれ独立して制御可能な液晶シャッタ等の遮光手段を有する眼鏡をかけてTVモニタを観察する。眼鏡の遮光手段は、TVモニタ上の表示の切換に応じて右画像が表示されているときには右眼のみ、左画像が表示されているときには左眼のみで視認できるように制御される。したがって、観察者は、この眼鏡をかけてTVモニタの画面を観察することにより、被観察物の像を立体画像として観察することができる。また、撮像手段により撮像した画像をVTR等により立体情報を保ったまま記録することもできる。
【0018】
瞳分割ミラー20,21は、図示せぬガイド手段により光軸Ax1に対する角度を一定に保ちつつ、光軸Ax1と垂直な左右方向に平行移動が可能なように保持されており、調整手段40を操作することにより、光軸Ax1を中心として互いに離反し、あるいは互いに接近するよう駆動される。
【0019】
調整手段40は、図2に拡大して示すように、観察部2の中心に位置する取り付け部2aに取り付けられた保持枠41と、この保持枠41の一次光学系10側となる先端側に架設され、両側を保持枠41により回転自在に支持された間隔調整スクリュー42と、この間隔調整スクリュー42の中央に一体に固定された間隔調整つまみ43とから構成されている。間隔調整スクリュー42には、間隔調整つまみ43を境として互いに螺旋の向きが逆巻のネジ溝が形成されており、このネジ溝にそれぞれミラー面の背面に一体に形成された保持部材20b,21bの基端部が螺合している。
【0020】
この構成により、間隔調整つまみ43を回転調整することにより、間隔調整スクリュー42が回転して保持部材20b,21bを移動させ、結果として瞳分割ミラー20,21が一次光学系の光軸Ax1を中心として対称となるよう互いに離反し、あるいは互いに接近するよう移動する。そして、この操作により、二次光学系に入射する光束の中心軸Ax2,Ax3が瞳Ep上でなす間隔(入射軸間隔)を変更することができる。
【0021】
二次光学系に入射する光束の入射軸間隔が大きくなると、二次光学系に入射する光量は低下するが、対物レンズ系から被観察物体までの距離が同一であれば、物体に対する見込み角度が大きくなるため、立体感(浮き上がり度)を増すことができる。したがって、物体距離がより遠い場合にも、立体感を得ることができる。反対に、入射軸間隔が小さくなると、立体感は減少するが光量は増大するため、比較的物体が近い場合の観察に適している。
【0022】
実施例1の構成によれば瞳分割ミラー20,21の間隔を調整することにより、立体感を適宜変更することができるため、観察対象や作動距離に応じて適当な立体感を選択することができる。
【0023】
なお、保持枠41は、瞳分割ミラー20,21を含めて全体として一次光学系10の光軸Ax1に沿う前後方向、および、ミラーの移動方向に沿う左右方向に位置調整できるよう構成されている。
【0024】
すなわち、保持枠41の基端側には、間隔調整スクリュー42と平行に左右位置調整スクリュー44が保持枠41に対して回転可能に取り付けられ、他方、取り付け部2aには左右位置調整スクリュー44を保持して保持枠41を支持する前後位置調整ボルト45が光軸Ax1方向に進退可能に取り付けられている。
【0025】
前後位置調整ボルト45の先端には、左右位置調整スクリュー44に螺合するナット部45aが固定され、かつ、取り付け部2aの壁面内部には、前後位置調整ボルト45に螺合する前後位置調整つまみ46が回転可能に取り付けられている。
【0026】
この構成によれば、左右位置調整スクリュー44に固定された左右位置調整つまみ44aを回動調整することにより、瞳分割ミラー20,21の左右の位置を全体的に調整することができ、かつ、前後位置調整つまみ46を調整することにより、瞳分割ミラー20,21の光軸Ax1方向の位置を調整することができる。これらの2次元方向の調整により、瞳分割ミラー20,21の先端が正確に一次光学系10の瞳Ep内に位置し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に対して対称となるよう位置決めされる。
【0027】
図3〜図12は、この発明にかかる内視鏡用立体視アダプターの実施例2〜11を示す説明図である。いずれの実施例も単眼視用内視鏡1の構成は実施例1と同一である。以下、各実施例をアダプター部分の構成を中心に順に説明する。
【0028】
【実施例2】
図3は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例2を示す拡大図である。実施例2のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0029】
観察部2内には、瞳分割手段としての2枚の瞳分割ミラー20,21が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー20,21で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、コンデンサレンズ系32c,32d、接眼レンズ系33a,33bから構成される。
【0030】
この例では、実施例1の撮像素子に代えて接眼レンズ系33a,33bを設けることにより、肉眼での両眼視による立体観察を可能としている。観察部2内の調整手段40の構成は実施例1と同一である。
【0031】
【実施例3】
図4は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例3を示す拡大図である。実施例3のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0032】
この実施例では、実施例2の構成に加え、結像レンズ系32a,32bとコンデンサレンズ系32c,32dとの間にハーフミラー60a,60bが設けられると共に、このハーフミラーにより反射された光束を受光する位置に撮像素子34a,34bが配置されている。
【0033】
すなわち、観察部2内には、瞳分割手段としての2枚の瞳分割ミラー20,21が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー20,21で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、ハーフミラー60a,60b、撮像素子34a,34b、コンデンサレンズ系32c,32d、接眼レンズ系33a,33bから構成される。
【0034】
瞳分割ミラー20,21により2つの領域に分割された各光束は、それぞれ光路偏向ミラー31a,31bで偏向されて結像レンズ系32a,32bを透過し、一部はハーフミラー60a,60bで反射されて撮像素子34a,34b上に結像する。各撮像素子34a,34bにより撮影された画像は、実施例1と同様にしてTVモニタに表示される。
【0035】
一方、ハーフミラー60a,60bを透過した光束は、コンデンサレンズ系32c,32d、接眼レンズ系33a,33bを介して観察者の左右各々の眼に入射し、観察者は対象物を立体的に観察することができる。
【0036】
上記実施例3の構成によれば、肉眼により直接的に立体視により観察すると同時に、撮像手段により撮影した画像を立体視可能に表示したり、記録したりすることができる。
【0037】
【実施例4】
図5は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例4を示す拡大図である。実施例4のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0038】
観察部2内には、瞳分割手段として2つのミラー面20’a,20’bを有する瞳分割ミラー20’が配置されると共に、これらのミラー面20’a,20’bで分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、撮像素子34a,34bから構成される。
【0039】
また、瞳分割ミラー20’は、光軸Ax1に対する角度を一定に保ちつつ、光軸Ax1に沿った前後方向、これと垂直な左右方向に平行移動が可能なように保持されており、調整手段40を操作することにより移動させることができる。
【0040】
すなわち、瞳分割ミラー20’の基端部側には保持枠41が形成され、左右位置調整スクリュー44がこの保持枠41に対して回転可能に取り付けられると共に、このスクリュー44には左右位置調整ギア44aが固定されている。また、瞳分割ミラー20’の裏面には、左右位置調整ギア44aに噛合するピニオン80aが回転軸に接続された第1のマイクロモータ80が取り付けられている。
【0041】
他方、取り付け部2aには、左右位置調整スクリュー44を保持して保持枠41を支持する前後位置調整ボルト45が回転不能、かつ、前後方向に進退可能に取り付けられている。前後位置調整ボルト45の先端には、左右位置調整スクリュー44に螺合するナット部45aが固定され、かつ、取り付け部2aの壁面内部には、前後位置調整ボルト45に螺合する前後位置調整ギア46が進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられている。また、この壁面内部には、前後位置調整ギア46に噛合するピニオン81aが回転軸に接続された第2のマイクロモータ81が取り付けられている。
【0042】
この構成によれば、第1のマイクロモータ80を回転制御することにより、左右位置調整スクリュー44に固定された左右位置調整ギア44aを回動させ、瞳分割ミラー20’の左右方向の位置を調整することができる。また、第2のマイクロモータ81を回転制御することにより、前後位置調整ギア46を回動させ、瞳分割ミラー20’の前後方向の位置を調整することができる。これらの2次元方向の調整により、瞳分割ミラー20’の稜線が正確に一次光学系10の瞳Ep内に位置し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に一致するよう位置決めされる。
【0043】
撮像素子34a,34bからの出力信号は、観察時には被観察物の像を立体画像として観察できるよう処理され、調整時には瞳分割ミラー20’の位置を自動的に調整するために利用される。
【0044】
観察時には、各撮像素子34a,34bの出力信号は、実施例1と同様にTVモニタに表示され、観察者は被観察物の像を立体画像として観察することができる。
【0045】
調整時には、被観察物として白色面、拡散面を有する発光板を用い、撮像素子34a,34bから出力される信号を比較する。比較の結果、左右の画像の光量分布に偏りがある場合、あるいは左右の画像が均質であってもそれぞれの画像の光量分布が光軸を中心として対称でない場合には、これらの偏りをなくすようマイクロモータ80,81を制御して瞳分割ミラー20’の位置を変更する。
【0046】
【実施例5】
図6は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例5を示す拡大図である。実施例5のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0047】
この例では、実施例4の撮像素子に代えて接眼レンズ系33a,33bを設けることにより、肉眼での両眼視による立体観察を可能としている。観察部2内の調整手段40の構成は実施例4と同一である。
【0048】
観察部2内には、瞳分割手段としての瞳分割ミラー20’が配置されると共に、瞳分割ミラー20’で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、コンデンサレンズ系32c,32d、接眼レンズ系33a,33bから構成される。
【0049】
【実施例6】
図7は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例6を示す拡大図である。実施例6のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0050】
観察部2内には、一次光学系10の瞳Epに一致して左右に並列して配置された一対のセパレータレンズ系37a,37bと、セパレータレンズ系37a,37bにより形成された像を導くイメージガイドファイバー束39a,39bと、これらのファイバー束により導かれた像を観察する接眼レンズ系33a,33bとから成る二次光学系30a,30bが設けられている。
【0051】
イメージガイドファイバー束39a,39bの入射側の端面は、セパレータレンズ系37a,37bの結像位置に一致して設けられ、射出側の端面は、接眼レンズ系33a,33bの焦点位置にほぼ一致して設けられている。これにより、セパレータレンズ系37a,37bにより入射端面に形成された像は、ファイバーを通して射出側の端面に伝達され、この伝達された像を接眼レンズ系33a,33bを介して観察することができる。
【0052】
セパレータレンズ系37aは、イメージガイドファイバー束39aの入射側の端部と一体に支持部材47aに保持されており、セパレータレンズ系37bはイメージガイドファイバー束39bの入射側端部と一体に支持部材47bに保持されている。一方、イメージガイドファイバー束39a,39bの射出側の端部は、観察部2に固定されている。
【0053】
調整手段40は、この例では観察部2の中心に位置する取り付け部2aに取り付けられた保持枠41と、この保持枠41の一次光学系10側となる先端側に架設され、両側を保持枠41により回転自在に支持された間隔調整スクリュー42と、この間隔調整スクリュー42の中央に一体に固定された間隔調整つまみ43とから構成されている。間隔調整スクリュー42には、間隔調整つまみ43を境として互いに螺旋の向きが逆巻のネジ溝が形成されており、このネジ溝にそれぞれ支持部材47a,47bの基端部が螺合している。
【0054】
この構成によれば、間隔調整つまみ43を回転調整することにより、間隔調整スクリュー42が回転して支持部材47a,47bを移動させ、結果としてセパレータレンズ系37a,37bとイメージガイドファイバー束39a,39bの入射側端部とが一次光学系10の光軸Ax1を中心として対称となるよう互いに離反し、あるいは互いに接近するよう移動する。これにより、二次光学系に入射する光束の中心軸の間隔(入射軸間隔)を変更することができ、観察視野の立体感を変更することができる。
【0055】
なお、保持枠41は、セパレータレンズ系37a,37bを含めて全体として一次光学系10の光軸Ax1に沿う前後方向、および、レンズ系の移動方向に沿う左右方向に位置調整できるよう構成されている。
【0056】
すなわち、保持枠41の基端側には、間隔調整スクリュー42と平行に左右位置調整スクリュー44が保持枠41に対して回転可能に取り付けられ、他方、取り付け部2aには左右位置調整スクリュー44を保持して保持枠41を支持する前後位置調整ボルト45が光軸Ax1方向に進退可能に取り付けられている。
【0057】
前後位置調整ボルト45の先端には、左右位置調整スクリュー44に螺合するナット部45aが固定され、かつ、取り付け部2aの壁面内部には、前後位置調整ボルト45に螺合する前後位置調整つまみ46が回転可能に取り付けられている。
【0058】
この構成によれば、左右位置調整スクリュー44に固定された左右位置調整つまみ44aを回動調整することにより、セパレータレンズ系37a,37bの左右の位置を全体的に調整することができ、かつ、前後位置調整つまみ46を調整することにより、セパレータレンズ系37a,37bの光軸Ax1方向の位置を全体的に調整することができる。これらの2次元方向の調整により、セパレータレンズ系37a,37bの物体側の面が正確に一次光学系10の瞳Ep内に位置し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に対して対称となるよう位置決めされる。
【0059】
なお、セパレータレンズ系の移動機構については、上記の例に限られず、一方のレンズ系のみを移動させてもよいし、光軸に対して非対称に両方のレンズ系を移動させてもよい。
【0060】
セパレータレンズ系を利用した瞳分割方法では、瞳分割ミラーを利用した前述の実施例と異なり、セパレータレンズ系を移動させた場合にも、それぞれのセパレータレンズ系に取り込まれる光束の範囲は常に一定であり、立体感を変更した際の光量の変化を抑えることができる。
【0061】
【実施例7】
図8は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例7を示す拡大図である。実施例7のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0062】
実施例7のアダプターは、瞳分割手段として一次光学系側の第1面が瞳Epに一致して配置された一対のセパレータレンズ系37a,37bを備える。これらのセパレータレンズ系37a,37bは、瞳Ep中の一定領域の光束を取り込んでそれぞれ撮像素子38a,38b上に結像させる作用を有している。
【0063】
セパレータレンズ系37aと撮像素子38aとは一体的に支持部材47aに保持されており、同様にしてセパレータレンズ系37bと撮像素子38bは一体的に支持部材47bに保持されている。支持部材47a,47bの基端部は、実施例1のミラーの保持部材20b,21bと同様に間隔調整スクリュー42に螺合しており、間隔調整つまみ43を回動調整することにより、セパレータレンズ系37a,37bの間隔を撮像素子38a,38bと共に変化させることができる。
【0064】
実施例7によれば、他の実施例と比較して二次光学系30a,30bを最もコンパクトに構成することができる。
【0065】
【実施例8】
図9は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例8を示す拡大図である。実施例8のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。
【0066】
観察部2内には、物体を異なる方向から観察できるよう瞳内の光束を2つの領域に分割し、かつ、分割された光束を異なる方向に屈折させる一対の楔型の瞳分割プリズム70,71が一次光学系10の瞳位置に一致して配置されると共に、これらの瞳分割プリズム70,71で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。
【0067】
瞳分割プリズム70,71は、色収差を低減するために材料の種類(分散値)が異なる2つのプリズムを貼り合わせてそれぞれ構成されている。
【0068】
また、瞳分割プリズム70,71は、一次光学系10の瞳に到達した光束を立体視が可能なように左右の2成分に分割し、それぞれの成分を一次光学系10の光軸Ax1から離れる方向に屈折させるよう楔の先端側を一次光学系10の光軸Ax1に向け、光軸Ax1に対して対称に配置されている。
【0069】
各二次光学系30a,30bは、結像レンズ系32a,32b、撮像素子34a,34bから構成される。瞳分割プリズム70,71により2つの領域に分割された各光束は、それぞれ結像レンズ系32a,32bを透過し、撮像素子34a,34b上に結像する。結像レンズ系32a,32bは、それぞれの光軸が瞳分割プリズム70,71で屈折された光路に対して平行になるように、一次光学系10の光軸Ax1に対して傾いて配置されており、撮像素子34a,34bは、それぞれの受光面が結像レンズ系32a,32bの光軸に対して垂直となるよう配置されている。
【0070】
実施例8によれば、瞳分割素子としてプリズムを用いることにより、分割された光束のなす角度を瞳分割ミラーを用いた場合より小さく設定することができ、二次光学系の配置スペースをより小さく抑えることができる。特に、実施例8のように撮像素子を用いて像を撮影する場合には、肉眼による直接観察の場合と違って二次光学系の軸間隔を眼幅に合わせる必要がないため、結像レンズ系と撮像素子とのサイズに合わせて観察部2のサイズを最小限に抑えることができる。また、二次光学系の光軸が平行である必要もないため、上述した各実施例のような光路偏向ミラー31a,31bも必要なく、二次光学系の構成を結像レンズ系と撮像素子のみに単純化することが可能となる。
【0071】
なお、上記のようにプリズムを用いて光路を偏向すると、撮像素子上に形成される像に台形歪みが生じる。この実施例では、撮像素子により撮影された画像にアフィン変換等の画像処理を施すことにより、台形歪みを補正している。
【0072】
【実施例9】
図10は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例9を示す拡大図である。実施例9のアダプターは、観察部2とアタッチメント50とから構成される。アタッチメント50の構成は実施例1と同一である。この実施例では、各二次光学系30a,30bにより肉眼による観察が可能となるよう構成されている。
【0073】
観察部2内には、瞳分割手段としての一対の瞳分割プリズム70,71が配置されると共に、これらの瞳分割プリズム70,71で分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向プリズム72a,72b、結像レンズ系32a,32b、接眼レンズ系33a,33bから構成される。
【0074】
瞳分割プリズム70,71により屈折されて光軸Ax1から離れる方向に屈折された光束は、光路偏向プリズム72a,72bにより一次光学系10の光軸Ax1と平行な方向に屈折され、結像レンズ系32a,32b、接眼レンズ系33a,33bを介して観察者の左右各々の眼に入射し、観察者は対象物を立体的に観察することができる。
【0075】
なお、瞳分割プリズム70,71と光路偏向プリズム72a,72bとは頂角が等しく、かつ、同一の材料により形成されており、一方で発生した色収差を他方で相殺することができるため、各プリズム単独では色収差補正のために貼り合わせとする必要はない。また、このようにプリズムを組み合わせて使用すれば台形歪みは発生しない。
【0076】
また、実施例9の構成においても、接眼レンズ系33a,33bに代えて結像レンズ系32a,32bの像面位置に撮像素子を設けることにより、実施例8と同様に立体画像を映像信号として取り出すことも可能である。その場合には、台形歪みを補正するためのアフィン変換等の画像処理は不要である。
【0077】
【実施例10】
図11は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例10を示す拡大図である。実施例11のアダプターは、実施例1と同様のアタッチメント50と、観察部2とから構成される。
【0078】
観察部2内には、一次光学系の瞳位置を瞳分割手段である瞳分割ミラー20,21側に移動させる瞳位置変換光学素子としての第3のリレーレンズ系15と、ハーフミラー60とが設けられており、ハーフミラー60により分割された各光路中には、瞳分割ミラー20,21、結像レンズ系32a,32b、撮像素子34a,34bがそれぞれ配置されている。
【0079】
【実施例11】
図12は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例11を示す拡大図である。実施例11のアダプターは、実施例1と同様のアタッチメント50と、観察部2とから構成される。
【0080】
観察部2内の構成は先に示した実施例4と同様であり、瞳分割手段として2つのミラー面20’a,20’bを有する瞳分割ミラー20’が配置されると共に、これらのミラー面20’a,20’bで分割された光束を受光する一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各二次光学系30a,30bは、光路偏向ミラー31a,31b、結像レンズ系32a,32b、撮像素子34a,34bから構成される。
【0081】
この実施例では、アタッチメント50の取り付け環51に、周方向の3カ所に観察部2側に突出する調整ボルト54が設けられており、そのうちの少なくとも2カ所が中継板57を介して観察部2に接続されている。中継板57は、L字形の板材であり、外側に向けられた一片にアタッチメント50の調整ボルト54を貫通させる固定孔57aが穿設されると共に、観察部2側に向けられた他片に内側に突出して調整ボルト57bが取り付けられている。
【0082】
観察部2には、中継板57の調整ボルト57bを貫通させる支持板2dが設けられており、この調整ボルト57bは支持板2dの両側で調整ナット58,59により固定されている。
【0083】
この構成によれば、調整ボルト57bに螺合する調整ナット58,59の位置を調整することにより、中継板57の左右方向(瞳分割ミラー20’の稜線に垂直な方向)の位置を変位させることができ、図中の上下に設けられた2カ所の中継板57の位置を順次変更することにより、一次光学系の光軸Ax1と瞳分割ミラー20’との左右方向の位置関係を調整することができる。
【0084】
また、調整ナット55,56を調整することにより、上記の各実施例と同様に単眼視用内視鏡1と観察部2との位置関係、主として傾きを三次元的に調整することができる。
【0085】
図13は、実施例11の変形例を示す。この例では、調整ボルト54に螺合する調整ギア56’が中継板57に対して進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられており、中継板57の外側には、この調整ギア56’に噛合するピニオン90aが回転軸に接続された第1のマイクロモータ90が取り付けられている。
【0086】
他方、観察部2には、調整ボルト57bを貫通させる取付孔2eが穿設されており、観察部2内には、調整ボルト57bに螺合する調整ギア58’が観察部2に対して進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられている。また、観察部内には、この調整ギア58’に噛合するピニオン91aが回転軸に接続された第2のマイクロモータ91が取り付けられている。
【0087】
図13の構成によれば、取り付け環51の周方向の3カ所に設けられた第1のマイクロモータ90を同時に、あるいは独立して制御することにより、単眼視用内視鏡1の観察部2に対する傾きを調整できる。また、2カ所に設けられた第2のマイクロモータ91を同時に制御することにより、単眼視用内視鏡1の観察部2に対する左右方向の位置を調整することができる。
【0088】
なお、実施例8〜11の構成では、実施例1〜7と異なり瞳分割手段の位置を調整することができないため、単眼視用内視鏡1と観察部2との位置関係は、アタッチメント50の調整により行われる。
【0089】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、単眼視用内視鏡に取り付けられる内視鏡用立体視アダプターを提供できるため、ユーザーが単眼視用内視鏡を利用している場合には、別個に立体視用内視鏡を入手することなく、アダプターを取り付けるのみで容易に立体視用内視鏡を構成することができる。また、接続手段を調整することにより、単眼視用内視鏡と立体視アダプターとの位置関係を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1にかかる内視鏡用立体視アダプターを単眼視用内視鏡と組み合わせた状態を示す平面図である。
【図2】実施例1の内視鏡用立体視アダプターの拡大図である。
【図3】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例2を示す平面図である。
【図4】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例3を示す平面図である。
【図5】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例4を示す平面図である。
【図6】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例5を示す平面図である。
【図7】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例6を示す平面図である。
【図8】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例7を示す平面図である。
【図9】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例8を示す平面図である。
【図10】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例9を示す平面図である。
【図11】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例10を示す平面図である。
【図12】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例11を示す平面図である。
【図13】実施例11の変形例を示す図12と同様の平面図である。
【符号の説明】
1 単眼視用内視鏡
2 観察部
10 一次光学系
11 対物レンズ系
12 第1のリレーレンズ系
13 第2のリレーレンズ系
14 フード
15 第3のリレーレンズ系
20,21 瞳分割ミラー
20b,21b 保持部材
30a,30b 二次光学系
31a,31b 光路偏向ミラー
32a,32b 結像レンズ系
32c,32d コンデンサレンズ系
33a,33b 接眼レンズ系
34a,34b 撮像素子
37a,37b セパレータレンズ系
38a,38b 撮像素子
39a,39b イメージファイバー束
40 調整手段
41 保持枠
42 間隔調整スクリュー
44 左右位置調整スクリュー
45 前後位置調整ボルト
45a ナット部
47a,47b 支持部材
50 アタッチメント
51 取り付け環
51a 円板部
51b 円筒部
51c フランジ部
52 当て付け片
53 固定ボルト
54 調整ボルト
55,56 ナット
60,60a,60b ハーフミラー
70,71 瞳分割プリズム
72a,72b 光路偏向プリズム

Claims (5)

  1. 単眼視用内視鏡内に配置された一次光学系の瞳位置に配置され、前記一次光学系により観察される物体を異なる方向から観察できるよう前記瞳内の光束の少なくとも一部を2つの領域に分割する瞳分割手段と、
    前記瞳分割手段により分割された光束により形成されるそれぞれの像を観察する一対の二次光学系と、
    前記瞳分割手段及び二次光学系が配置された観察部と前記単眼視用内視鏡とを相互の位置関係を調節可能に接続する接続手段とを備えることを特徴とする内視鏡用立体視用アダプター。
  2. 前記接続手段は、前記単眼視用内視鏡の接眼位置に設けられた外方フランジ状のフードに固定されるアタッチメントを有し、該アタッチメントには、前記観察部側に突出するボルトが少なくとも3本設けられ、前記観察部には、前記各ボルトが貫通する貫通孔が穿設され、前記接続手段は、前記各ボルト毎に該ボルトを前記貫通孔の表裏で固定する一対のナットを有することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用立体視用アダプター。
  3. 前記接続手段は、前記瞳位置に対する前記瞳分割手段の位置を調節可能に前記単眼視用内視鏡と前記観察部とを接続することを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用立体視アダプター。
  4. 前記観察部は、前記瞳分割手段の位置、姿勢の少なくとも一つを調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用立体視アダプター。
  5. 前記観察部には、前記一次光学系の瞳位置を前記瞳分割手段側に移動させる瞳位置変換光学素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡用立体視アダプター。
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