JPH0238926B2 - - Google Patents
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- JPH0238926B2 JPH0238926B2 JP53056518A JP5651878A JPH0238926B2 JP H0238926 B2 JPH0238926 B2 JP H0238926B2 JP 53056518 A JP53056518 A JP 53056518A JP 5651878 A JP5651878 A JP 5651878A JP H0238926 B2 JPH0238926 B2 JP H0238926B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/002—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor having rod-lens arrangements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2407—Optical details
- G02B23/2446—Optical details of the image relay
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Lenses (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
本発明は硬性内視鏡で、その光学系中の複数組
のリレーレンズのうちの最も物体側のリレーレン
ズを変倍系とした硬性内視鏡に関するものであ
る。 硬性内視鏡を用いての検診において観察部位を
拡大して見たいとの要望がある。 従来このような要望を満足させるために硬性鏡
を通常の位置よりも物体に近づけると共にこれに
よつて生じたピントずれを光学系中の接眼レンズ
を移動させて補正すると云う方法がとられてい
た。しかしこの方法では次の理由により充分拡大
された像での観察ができない欠点があつた。(1)光
学系中の対物レンズの前側焦点位置は対物レンズ
内部にあるために該前側焦点位置を物体の充分近
づけることが出来ない。(2)接眼レンズの移動範囲
が制限されるために対物レンズを物体に充分近づ
けた場合、その時生じたピントずれを補正するこ
とが出来ない。 又内視鏡による観察を通常の観察とこれより拡
大した像での観察の両方を可能とする他の第2の
方法として、倍率の異なる対物レンズを用意し、
これを交換して使用する方法がある。しかしこの
方法も次の欠点を有する。(1)異なる対物レンズを
更に用意する必要がある。(2)対物レンズの交換の
際、硬性鏡を体外に出さねばならないため操作が
面倒であり、その上再び体内に挿入した際に観察
部位を見失うことがある。(3)このように内視鏡を
何度も出し入れしなければならないので患者にと
つて大きな苦痛となる。 更に第3の方法として接眼レンズに変倍系を使
用する方法がある。この方法では対物レンズ、リ
レーレンズを通つて来た光を拡大するため、拡大
前と後で明るさが異なる。特に詳細な観察を必要
とする高倍時に暗くなる欠点を有する。 以上の方法のほか対物レンズをズーム系にする
ことも考えられるが、機械補正式のズームでは複
雑な移動機構を必要とするため出来る限り小さく
しなければならない内視鏡先端に移動機構を設け
ることは不可能である。その上内視鏡対物レンズ
は極めて小さいレンズ系であるためズーミングの
ため特定レンズを移動させる空間が実際上存在し
ない。したがつて光学補正方式を採用しても実際
上は不可能である。 本発明の目的は、通常の倍率での観察と、それ
より拡大された倍率での観察とを行ない、しかも
明るい像を得るようにした硬性内視鏡を提供する
ことにある。 即ち、変倍は、対物レンズ、リレーレンズ、接
眼レンズにて構成される光学系のうちの最も物体
側のリレーレンズの全体又はその一部のレンズを
光軸に沿つて移動させることにより行なつてお
り、明るい像は、対物レンズの開口数を大きくす
ることによつて成つている。これは、リレーレン
ズの特性として、1回のリレー長を所定の距離以
上にとらなければならないため、リレーレンズの
開口数を大きくして明るい像を得ようとすると、
焦点距離が短くなつてしまい、リレー長を所定の
長さ以上にできなくなつてしまうからである。ま
た、リレーレンズの後ろに変倍系を配置してしま
うと拡大時に射出側開口数が小さくなつて像が著
しく暗くなつてしまうためである。よつて、開口
数制限するような要因がない対物レンズの開口数
を大きくして、その後ろに変倍系を配置すること
によつて、拡大縮小によらず明るい像を得ること
ができる硬性内視鏡を提供することができるので
ある。 以下本発明硬性内視鏡を一実施例にもとづき説
明する。図面は硬性内視鏡の光学系を示す図で、
Oは対物レンズ、F1,F2は視野レンズ、R1,R2
……はいずれもリレーレンズ、Eは接眼レンズで
ある。そしてこの実施例では各リレーレンズのう
ち対物レンズOに最も近く配置されたリレーレン
ズR1を変倍系としたものである。つまりリレー
レンズR1を移動レンズR′1と固定レンズR″1とに
わけ、移動レンズR′1を光軸に沿つて移動させて
実線にて示す位置と鎖線にて示す位置とに変え得
るようにし、これによつて光学系の倍率を変える
ようにしたものである。 今実線位置に移動レンズR′1がある時、対物レ
ンズOにより結像されたこの移動レンズR′1のピ
ントが合つていて、その時の移動レンズの倍率が
β1であるとする。そしてこの時更にリレーレンズ
R1中の固定レンズR″2によつて倍率β2でリレーレ
ンズR2の前方の所定の位置(図面で視野レンズ
F2の中)に結像されるようにしてある。そして
このリレーレンズによる像を更にリレーレンズ
R2,R3……により順次結像させ伝送するように
してある。次に移動レンズによる倍率が1/β1に
なるように移動レンズを鎖線位置まで移動する。
この時の移動レンズR′1の物体位置と像位置との
距離は倍率がβの時と同じ状態にある。したがつ
て固定レンズR″1による結像位置は移動レンズR′1
が実線位置にある時と同じである。この場合移動
レンズR1が実線位置にある時は対物レンズの像
がリレーレンズR1によりβ1×β2倍にて結像され
る。しかし移動レンズR′1が鎖線位置の時にはリ
レーレンズR1により1/β1×β2倍に変化する。後に 述べる数値例においてはβ1=2、β2=2.0である
ので、変倍比4の変倍系を構成することになる。 以上のようにこの実施例ではリレーレンズR1
のうちの移動レンズを動かして実線位置と鎖線位
置に変えることによつてリレーレンズR1を変倍
系とし、これによつて硬性内視鏡の倍率を変化さ
せ、観察部位を拡大して観察することが出来るよ
うにしてある。尚この実施例ではリレーレンズ
R1を移動レンズR′1と固定レンズR″1とに分け、
両レンズにて所定の倍率をもたせて結像し、これ
をリレーレンズR2,R3……にて等倍にてリレー
させている。しかし固定レンズを除いてリレーレ
ンズR2以後のリレーレンズに倍率をもたせて所
定の倍率にすることも出来るし、移動レンズのみ
で所定の倍率とすることも出来る。 尚、本発明の効果は、実施例のような変倍方式
に限らず、変倍系がズームレンズ等の場合にも全
く同様に成り立つものである。 次に図示した光学系の数値例を示す。
のリレーレンズのうちの最も物体側のリレーレン
ズを変倍系とした硬性内視鏡に関するものであ
る。 硬性内視鏡を用いての検診において観察部位を
拡大して見たいとの要望がある。 従来このような要望を満足させるために硬性鏡
を通常の位置よりも物体に近づけると共にこれに
よつて生じたピントずれを光学系中の接眼レンズ
を移動させて補正すると云う方法がとられてい
た。しかしこの方法では次の理由により充分拡大
された像での観察ができない欠点があつた。(1)光
学系中の対物レンズの前側焦点位置は対物レンズ
内部にあるために該前側焦点位置を物体の充分近
づけることが出来ない。(2)接眼レンズの移動範囲
が制限されるために対物レンズを物体に充分近づ
けた場合、その時生じたピントずれを補正するこ
とが出来ない。 又内視鏡による観察を通常の観察とこれより拡
大した像での観察の両方を可能とする他の第2の
方法として、倍率の異なる対物レンズを用意し、
これを交換して使用する方法がある。しかしこの
方法も次の欠点を有する。(1)異なる対物レンズを
更に用意する必要がある。(2)対物レンズの交換の
際、硬性鏡を体外に出さねばならないため操作が
面倒であり、その上再び体内に挿入した際に観察
部位を見失うことがある。(3)このように内視鏡を
何度も出し入れしなければならないので患者にと
つて大きな苦痛となる。 更に第3の方法として接眼レンズに変倍系を使
用する方法がある。この方法では対物レンズ、リ
レーレンズを通つて来た光を拡大するため、拡大
前と後で明るさが異なる。特に詳細な観察を必要
とする高倍時に暗くなる欠点を有する。 以上の方法のほか対物レンズをズーム系にする
ことも考えられるが、機械補正式のズームでは複
雑な移動機構を必要とするため出来る限り小さく
しなければならない内視鏡先端に移動機構を設け
ることは不可能である。その上内視鏡対物レンズ
は極めて小さいレンズ系であるためズーミングの
ため特定レンズを移動させる空間が実際上存在し
ない。したがつて光学補正方式を採用しても実際
上は不可能である。 本発明の目的は、通常の倍率での観察と、それ
より拡大された倍率での観察とを行ない、しかも
明るい像を得るようにした硬性内視鏡を提供する
ことにある。 即ち、変倍は、対物レンズ、リレーレンズ、接
眼レンズにて構成される光学系のうちの最も物体
側のリレーレンズの全体又はその一部のレンズを
光軸に沿つて移動させることにより行なつてお
り、明るい像は、対物レンズの開口数を大きくす
ることによつて成つている。これは、リレーレン
ズの特性として、1回のリレー長を所定の距離以
上にとらなければならないため、リレーレンズの
開口数を大きくして明るい像を得ようとすると、
焦点距離が短くなつてしまい、リレー長を所定の
長さ以上にできなくなつてしまうからである。ま
た、リレーレンズの後ろに変倍系を配置してしま
うと拡大時に射出側開口数が小さくなつて像が著
しく暗くなつてしまうためである。よつて、開口
数制限するような要因がない対物レンズの開口数
を大きくして、その後ろに変倍系を配置すること
によつて、拡大縮小によらず明るい像を得ること
ができる硬性内視鏡を提供することができるので
ある。 以下本発明硬性内視鏡を一実施例にもとづき説
明する。図面は硬性内視鏡の光学系を示す図で、
Oは対物レンズ、F1,F2は視野レンズ、R1,R2
……はいずれもリレーレンズ、Eは接眼レンズで
ある。そしてこの実施例では各リレーレンズのう
ち対物レンズOに最も近く配置されたリレーレン
ズR1を変倍系としたものである。つまりリレー
レンズR1を移動レンズR′1と固定レンズR″1とに
わけ、移動レンズR′1を光軸に沿つて移動させて
実線にて示す位置と鎖線にて示す位置とに変え得
るようにし、これによつて光学系の倍率を変える
ようにしたものである。 今実線位置に移動レンズR′1がある時、対物レ
ンズOにより結像されたこの移動レンズR′1のピ
ントが合つていて、その時の移動レンズの倍率が
β1であるとする。そしてこの時更にリレーレンズ
R1中の固定レンズR″2によつて倍率β2でリレーレ
ンズR2の前方の所定の位置(図面で視野レンズ
F2の中)に結像されるようにしてある。そして
このリレーレンズによる像を更にリレーレンズ
R2,R3……により順次結像させ伝送するように
してある。次に移動レンズによる倍率が1/β1に
なるように移動レンズを鎖線位置まで移動する。
この時の移動レンズR′1の物体位置と像位置との
距離は倍率がβの時と同じ状態にある。したがつ
て固定レンズR″1による結像位置は移動レンズR′1
が実線位置にある時と同じである。この場合移動
レンズR1が実線位置にある時は対物レンズの像
がリレーレンズR1によりβ1×β2倍にて結像され
る。しかし移動レンズR′1が鎖線位置の時にはリ
レーレンズR1により1/β1×β2倍に変化する。後に 述べる数値例においてはβ1=2、β2=2.0である
ので、変倍比4の変倍系を構成することになる。 以上のようにこの実施例ではリレーレンズR1
のうちの移動レンズを動かして実線位置と鎖線位
置に変えることによつてリレーレンズR1を変倍
系とし、これによつて硬性内視鏡の倍率を変化さ
せ、観察部位を拡大して観察することが出来るよ
うにしてある。尚この実施例ではリレーレンズ
R1を移動レンズR′1と固定レンズR″1とに分け、
両レンズにて所定の倍率をもたせて結像し、これ
をリレーレンズR2,R3……にて等倍にてリレー
させている。しかし固定レンズを除いてリレーレ
ンズR2以後のリレーレンズに倍率をもたせて所
定の倍率にすることも出来るし、移動レンズのみ
で所定の倍率とすることも出来る。 尚、本発明の効果は、実施例のような変倍方式
に限らず、変倍系がズームレンズ等の場合にも全
く同様に成り立つものである。 次に図示した光学系の数値例を示す。
【表】
【表】
ただしfはリレーレンズR1の焦点距離、r1,r2
……はリレーレンズR1の各面の曲率半径、d1,
d2……はリレーレンズR1の各レンズの肉厚およ
び空気間隔、n1,n2……はリレーレンズR1の各
レンズの屈折率、ν1,ν2……はリレーレンズR1の
各レンズのアツベ数である。 上述の数値例でd0は視野レンズF1とリレーレン
ズR1との間の空気間隔で移動レンズR′1が実線位
置の場合を示してある。そして移動レンズR′1を
鎖線位置に移動した場合のd0,d10は夫々2.40、
0.48になる。 以上説明した本発明硬性内視鏡を観察時にその
先端から物体までの距離を変えることによつて倍
率を変化させても良い。そのように使用すれば移
動レンズの位置を変化させることによる倍率変化
より大きな倍率変化にすることが出来、又ズーム
系と同様の効果をもたせることが出来る。上述の
数値例の変倍系を有する内視鏡で物体位置までの
距離を変化させた場合の培率の変化を次に示す。
……はリレーレンズR1の各面の曲率半径、d1,
d2……はリレーレンズR1の各レンズの肉厚およ
び空気間隔、n1,n2……はリレーレンズR1の各
レンズの屈折率、ν1,ν2……はリレーレンズR1の
各レンズのアツベ数である。 上述の数値例でd0は視野レンズF1とリレーレン
ズR1との間の空気間隔で移動レンズR′1が実線位
置の場合を示してある。そして移動レンズR′1を
鎖線位置に移動した場合のd0,d10は夫々2.40、
0.48になる。 以上説明した本発明硬性内視鏡を観察時にその
先端から物体までの距離を変えることによつて倍
率を変化させても良い。そのように使用すれば移
動レンズの位置を変化させることによる倍率変化
より大きな倍率変化にすることが出来、又ズーム
系と同様の効果をもたせることが出来る。上述の
数値例の変倍系を有する内視鏡で物体位置までの
距離を変化させた場合の培率の変化を次に示す。
【表】
【表】
0.128(物体距離が1.61である設計基準値の場合)
10.41である。 以上説明したように本発明の硬性内視鏡は各リ
レーレンズのうちの最も物体側のリレーレンズを
変倍系とし、しかもその変倍系を実施例のような
構成或は光学補正方式のズーム系とすることによ
り上記の変倍系としたリレーレンズを全体として
光軸に沿つて移動させるか或は変倍系としたリレ
ーレンズのうちの一部のレンズを光軸に沿つて直
線的に移動することにより倍率を変えるようにし
たものである。したがつて変倍系を採用しても細
い硬性内視鏡を構成し得ると共に十分に拡大され
た像での観察への切換えが簡単に行ない得るもの
である。 また、最も物体側のリレーレンズを変倍系とし
たので明るい像を得るために対物レンズの開口数
を多きくしていてもそれに判つて他のリレーレン
ズの焦点距離が短くなつてしまうと問題は生じな
いのである。
10.41である。 以上説明したように本発明の硬性内視鏡は各リ
レーレンズのうちの最も物体側のリレーレンズを
変倍系とし、しかもその変倍系を実施例のような
構成或は光学補正方式のズーム系とすることによ
り上記の変倍系としたリレーレンズを全体として
光軸に沿つて移動させるか或は変倍系としたリレ
ーレンズのうちの一部のレンズを光軸に沿つて直
線的に移動することにより倍率を変えるようにし
たものである。したがつて変倍系を採用しても細
い硬性内視鏡を構成し得ると共に十分に拡大され
た像での観察への切換えが簡単に行ない得るもの
である。 また、最も物体側のリレーレンズを変倍系とし
たので明るい像を得るために対物レンズの開口数
を多きくしていてもそれに判つて他のリレーレン
ズの焦点距離が短くなつてしまうと問題は生じな
いのである。
図面は本発明の硬性内視鏡の光学系を示す図で
ある。 O……対物レンズ、F1,F2……視野レンズ、
R1,R2……リレーレンズ、E……接眼レンズ。
ある。 O……対物レンズ、F1,F2……視野レンズ、
R1,R2……リレーレンズ、E……接眼レンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 対物レンズにより形成された像を複数のリレ
ーレンズにより順次結像していくことにより、伝
送するようにした硬性内視鏡において、 上記複数のリレーレンズのうち最も物体側のリ
レーレンズ全体もしくは該1つのリレーレンズを
構成する1部のレンズ群が一体となつて移動系を
成し、該移動系の最も物体側のレンズ面から最も
像側のレンズ面の間にある各レンズのレンズ間隔
を変化させることなく光軸に沿い移動自在である
ことを特徴とした変倍系を有する硬性内視鏡。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5651878A JPS54149291A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Hard endoscope provided with variable power system |
US06/037,214 US4300812A (en) | 1978-05-15 | 1979-05-08 | Optical system for endoscopes |
DE2919205A DE2919205C2 (de) | 1978-05-15 | 1979-05-12 | Optisches System für harte Endoskope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5651878A JPS54149291A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Hard endoscope provided with variable power system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54149291A JPS54149291A (en) | 1979-11-22 |
JPH0238926B2 true JPH0238926B2 (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=13029330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5651878A Granted JPS54149291A (en) | 1978-05-15 | 1978-05-15 | Hard endoscope provided with variable power system |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4300812A (ja) |
JP (1) | JPS54149291A (ja) |
DE (1) | DE2919205C2 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2437194A1 (fr) * | 1979-02-19 | 1980-04-25 | Hamou Jacques | Endoscopie et micro-endoscopie de contact |
DE2919677C2 (de) * | 1979-05-16 | 1982-12-09 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Optisches System hoher Vergrößerung für Endoskope |
US4664486A (en) * | 1980-03-25 | 1987-05-12 | Landre John K | Variable magnification endoscope |
US4704007A (en) * | 1980-03-25 | 1987-11-03 | Landre John K | Variable magnification endoscope |
FR2489135A1 (fr) * | 1980-09-03 | 1982-03-05 | Metallisations Traitements Opt | Systeme endoscopique a champ variable pour observation distale ou non distale |
JPS59228223A (ja) * | 1983-06-09 | 1984-12-21 | Olympus Optical Co Ltd | アダプタ−レンズ |
DE3329785A1 (de) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Richard Wolf Gmbh, 7134 Knittlingen | Endoskopoptik |
US4735491A (en) * | 1983-12-28 | 1988-04-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical system for endoscopes |
US5212710A (en) * | 1990-07-19 | 1993-05-18 | Sony Corporation | Laser light beam synthesizing apparatus |
WO1993017362A1 (en) * | 1992-02-19 | 1993-09-02 | United States Surgical Corporation | Optical viewing device |
DE4217889A1 (de) * | 1992-05-29 | 1993-12-02 | Wolf Gmbh Richard | Endoskopoptik |
US5575757A (en) * | 1992-10-09 | 1996-11-19 | Smith & Nephew Endoscopy Inc. | Endoscope with focusing mechanism |
EP0628843B1 (de) * | 1993-06-03 | 1995-04-05 | Dr. CANZEK ENDOSKOPIE AG | Modulares optisches Bildübertragungssystem |
US5539971A (en) * | 1993-09-13 | 1996-07-30 | United States Surgical Corporation | Method of manufacturing an endoscope |
US5412504A (en) * | 1993-10-05 | 1995-05-02 | United States Surgical Corporation | Optical system for an endoscope |
US5684629A (en) * | 1993-10-05 | 1997-11-04 | Monadnock Optics, Inc. | Optical system for endoscope |
US5554100A (en) * | 1994-03-24 | 1996-09-10 | United States Surgical Corporation | Arthroscope with shim for angularly orienting illumination fibers |
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US5633754A (en) * | 1994-12-06 | 1997-05-27 | Hoogland; Jan | Integrated optical system for endoscopes and the like |
US6853485B2 (en) | 1994-12-06 | 2005-02-08 | Jan Hoogland | Integrated optical system for endoscopes and the like |
WO2001063334A1 (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-30 | Jan Hoogland | Integrated optical system for endoscopes and the like |
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US6530882B1 (en) | 2000-06-30 | 2003-03-11 | Inner Vision Imaging, L.L.C. | Endoscope having microscopic and macroscopic magnification |
JP2007522506A (ja) * | 2004-02-13 | 2007-08-09 | オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハー | 硬性内視鏡用リレーセット |
US8054558B2 (en) * | 2009-02-11 | 2011-11-08 | Omniprobe, Inc. | Multiple magnification optical system with single objective lens |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DD100627A1 (ja) * | 1972-04-26 | 1973-10-05 |
-
1978
- 1978-05-15 JP JP5651878A patent/JPS54149291A/ja active Granted
-
1979
- 1979-05-08 US US06/037,214 patent/US4300812A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-05-12 DE DE2919205A patent/DE2919205C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4300812A (en) | 1981-11-17 |
DE2919205C2 (de) | 1981-10-01 |
DE2919205A1 (de) | 1979-11-22 |
JPS54149291A (en) | 1979-11-22 |
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