JPH0248810Y2

JPH0248810Y2 -

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Publication number: JPH0248810Y2
Application number: JP1983057764U
Authority: JP
Priority date: 1983-04-18
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1990-12-21
Also published as: JPS59164022U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、内視鏡等に広く用いられているフア
イバスコープの観察像をスチル写真、映画、TV
画像等に撮影する際、接眼装置と撮影カメラの間
に介在させて用いる撮影装置に関する。

フアイバスコープは、周知のように直径がミク
ロンオーダの光学フアイバを多数束ね、その前端
部に対物レンズを、後端部に接眼レンズを配して
構成されており、対物レンズにより光学フアイバ
束の前端の入射端面に結像された観察像を、光学
フアイバ束を透過させて光学フアイバ後端の射出
端面に導き、その像を接眼レンズにより観察する
という光学機能を有している。第１図は内視鏡の
外観図であつて、１は光学フアイバ束を入れた可
撓性の体内挿入部でその先端部に対物レンズが設
けられ、またその後端部には該体内挿入部１の操
作部２、および光学フアイバ束の後端射出面の像
を観察する接眼装置３が設けられている。光学フ
アイバ束を構成する各光学フアイバ４は、それぞ
れ第２図に示すように光を透過させるコア部４ａ
とこのコア部４ａの外周を覆う実質的に光が透過
してこないクラツド部４ｂからなつており、この
ためこの光学フアイバ４を多数束ね、クラツド部
４ｂ間に接着材を入れて結束すると、多数のコア
部４ａはピツチｐで配列された形となつて、第３
図に拡大して示すように不連続となり、コア部４
ａ間に暗黒部分４ｃが生じる。この規則正しい配
列のコア部４ａと暗黒部分４ｃは、接眼装置３の
接眼レンズにより光学フアイバ束の出射端面を拡
大観察した場合、光学フアイバの配列ノイズとし
て観察される。５は接眼装置の視野枠である。第
４図はこのコア部４ａと暗黒部分４ｃとによつて
生じる光の強度分布を示すもので、コア部４ａに
対応する部分のみが一定の強度を呈し、暗黒部分
４ｃについては強度は零である。コア部４ａと暗
黒部分４ｃとの強度差はａで表されている。この
接眼装置３で観察される像を、接眼装置３とスチ
ル用カメラボデイ７との間撮影装置６を挿入して
スチル撮影すると、上記配列ノイズがそのまま写
し込まれたスチル写真となるため、接眼装置３に
より動的に直接像を観察している場合よりも見に
くい像となる。また撮影装置６にTVカメラ８を
接続してTV画像を得る場合には、上記配列パタ
ーンと、TV撮像素子、色分解フイルタ、TV水
平走査方向とが干渉してTV画面上にモワレ縞が
発生して像観察を阻害することがある。TV撮像
部や受像部にはモワレ縞対策としてローパスフイ
ルタ、櫛型フイルタ回路、トラツプ回路等が用い
られているが、内視鏡のような特別な配列パター
ンを有するものには、上記のようなモアレ縞対策
は効果きわめてが薄い。

本考案は、このような従来のフアイバスコープ
の撮影装置の問題点を除去できる撮影装置を目的
としたもので、撮影装置の内部に、各光学フアイ
バのコア部分に形成される観察像を複数の分離さ
せる光学低減フイルタとして、水晶単結晶板を配
設し、かつ、この水晶単結晶板による像分離量
を、分離されたコア分離像が隣接する光学フアイ
バのコア部にほぼ接する値に設定したことを特徴
としている。

このようにコア部の観察像を分離させ、その分
離量を上記のように設定すると、光学フアイバの
配列パターンが目立たない画像を撮影できる撮影
装置を得ることができる。

以下図示実施例について本考案を説明する。第
５図は本考案の撮影装置６の基本構成と、これに
接続した接眼装置３とカメラボデイ７または８と
の関係を示すもので、９，１０は接眼装置３内に
臨む光学フアイバ束と、この光学フアイバ束９の
後端射出面９ａに臨む接眼レンズ、１１はカメラ
ボデイ７または８内のフイルム面またはTV撮像
面（焦点面）である。撮影装置６内には、接眼装
置３によつて観察される像を焦点面１１に結像さ
せる撮影レンズ１２と、本考案の特徴とする複屈
折性を有する光学単結晶板１３が配設されてい
る。図示例では、この光学単結晶板１３は撮影レ
ンズ１２の後方に配設されているが、これの前
方、または中に配設することができる。なお図示
実施例では本撮影装置６をカメラボデイ７，８お
よび接眼装置３に対し着脱自在なアダプタタイプ
として説明するが、本装置は予めカメラボデイ
７，８と本撮影装置６を一体化した一体型として
構成することもできる。

光学単結晶板１３は、複屈折性、つまり入射す
る像を分離する性質を有するものを使用する。こ
のような性質を持つ光学結晶は通常単軸結晶と呼
ばれ、その代表的なものとして方解石や水晶、あ
るいは電気石や氷等が知られているが、価格、加
工性、耐候性等の要素を勘案すると、水晶が最も
好ましい。水晶からなる光学単結晶板１３は、第
６図Ｂに示すように、その光学軸ａ−ａと、入射
面ｂ−ｂとのなす角αが、最も好ましくは
44゜50′、好ましくは45゜±15゜となるように切り出
したものを用いる。上記角αの方向を第６図Ａ，
Ｂのようにとると、この水晶単結晶板１３に入射
する像は、この単結晶板１３を通過すると６図の
矢印Ａ方向に分離させられる。一般に単軸結晶の
像分離量Ｓは、結晶板の厚さをｄ、常光線の屈折
率をN₁、異常光線の屈折率をN₂とするとＳ＝ｄ×（N₂ ²−N₁ ²）tanα／N₂ ²tan²α＋N₁ ² で与えられ、上式はα＝44゜50′のとき最大値を
とり、その値はＳ＝5.9×ｄ×10^-3（mm）で与えられる。そして、上記計算式および実験
によれば、上記αが45゜±15゜の範囲では、本考案
の目的を効果的に達しうる分離量Ｓが得られる。

第７図は、このようにして単結晶板１３によつ
て分離させられる分離像１４の分離状態を摸式的
に示すもので、この場合分離された二つの分離像
１４の明るさは、それぞれ分離前の像の明るさの
二分の一となる。したがつて本撮影装置６を透過
したのちの分離像１４，１４の中心軸を通る強度
分布は、第７図Ｂに示すように両分離像の重なり
部分の強度が高く、その外側の強度が中央部の二
分の一の強度となる山形の分布となる。

いま水晶板１３の厚さｄ、および光学軸ａ−ａ
と入射面ｂ−ｂのなす角αを適当に選定すると、
分離された分離像１４を隣接する光学フアイバ４
のコア部４ａに接するようにすることができる。
第８図、第９図はそのようにした場合の実施例
で、この例では最大の強度と最低の強度の差は第
２図の水晶単結晶板１３を用いない場合における
これをａとすると1/2aになるので、水平方向に
は暗黒部分がなくなるためノイズとなる光学フア
イバのコアの配列パターンが目立たなくなる。

上記実施例では、第８図から明らかなように例
えば水平方向の一方向についてコアの配列ノイズ
を減ずることができるが、垂直方向には暗黒部分
を消失させることができない。この垂直方向につ
いても暗黒部分を無くすには、水晶単結晶板１３
を入射光軸方向に二枚または三枚重ね、その像分
離の方向を異ならせればよい。第１０図、第１１
図は二枚重ねたときの実施例を示すもので、水晶
単結晶板１３ａの像分離方向を矢印ｃで、同１３
ｂの像分離方向を矢印ｅで示している。この分離
方向が互いになす角θは、特に好ましくは60゜、
好ましくは30゜ないし70゜または120゜ないし160゜に
設定するとよい結果が得られる。角θが60゜の場
合、四つに分離する像15の明るさは、中央部の二
つの像１５ａの明るさを１とすると、外側の二つ
の像１５ｂの明るさはその1/3となる。したがつ
てこの角度θおよび水晶単結晶板１３ａ，１３ｂ
の厚さd₁，d₂を適当に設定することにより、像１
５ａ，１５ｂを隣接するコア部４ａに接しさせ、
あるいは一部オーバラツプさせることができ、暗
黒部分４ｃを完全に補完した理想的な写真を得る
ことができる。なお上記d₁＝d₂、θ＝45゜（135゜）
の場合には、各分離像１５ａおよび１５ｂの明る
さは等しくなる。またd₁＝d₂、θ＝55゜の場合は
分離像１５ｂの明るさは同１５ａのそれの1/2と
なる。

第１２図は同様にして水晶単結晶板１３を三枚
用いた場合の像の分離状態の一例を模式的に示す
ものである。この例は、三枚の水晶単結晶板１３
の像分離方向を60゜ずつ異ならせたもので、中央
の像１５の周囲に６個の分離像１５ｃが形成され
る。このように水晶単結晶板１３の数は多い程分
離像の数が多くなりコア部の配列パターンノイズ
を減らす上で効果があると考えられるが、実際は
四枚以上としても効果の差異は明瞭ではない。よ
つて効果とコストを勘案して二枚ないし三枚とす
るのが実際的である。

したがつて上記水晶単結晶板１３を有する撮影
装置６を第１図のように用いて写真撮影すれば、
コア部４ａの配列パターンが明瞭に写し込まれる
ことがなく、従来に比して配列パターンの目立た
ない、見かけ上の解像力の高い写真を得ることが
できる。なお配列パターンの抑制効果は、水晶単
結晶板１３によつて分離される像が、隣接するコ
ア部４ａに接するようにした場合に最も高くな
る。これは例えばソフトフオーカスレンズを用い
てコア部の像をぼけさせた場合と比べると顕著で
ある。すなわちコア部の像をソフトフオーカスレ
ンズを用いてぼけさせると、一つのコア部の像が
隣接するコア部やさらに次のコア部にオーバラツ
プして解像力の低下やフレアの増加が生じるが、
分離像が隣接するコア部に接するようにすれば、
解像力の低下やフレアの増加を防ぎながら配列パ
ターンを目立たなくすることができる。

第１３図ないし第１４図は、TVカメラ８を用
いてTV画像を得る場合に好適な実施例を示すも
のである。前述のように、通常のTVシステムに
はモワレ縞対策としてローパスフイルタやトラツ
プ回路、櫛型フイルタ等が挿入されているが、こ
れらの対策は内視鏡のコアの配列パターンに対し
てはあまり有効ではない。すなわち例えばローパ
スフイルタは空間周波数の高域側をカツトするも
のであるが、通常このローパスフイルタはTV撮
像素子の水平方向に対して働くように挿入されて
いる。このため本考案の水晶単結晶板１３の像分
離方向とこのローパスフイルタの方向とが一致し
たり、180゜逆である場合には、水晶単結晶板１３
による像の分離量がローパスフイルタにより増幅
されすぎて像がぼけてしまつたり、逆に水晶単結
晶板１３による像の分離がローパスフイルタによ
つて相殺されて効果が得られないという場合が生
じる。本考案は、この問題点にも対処するもの
で、撮影光学系の光軸方向に重ねられた二枚の水
晶単結晶板１３ａ，１３ｂを、両者の観察像分離
方向ｃ，ｅの成す角θの二等分線Ｅ−Ｅの方向
が、接眼装置３またはTVカメラ８に装着した状
態において、接眼装置３の視野枠５の水平線Ｆ−
ＦまたはTVカメラ８の水平走査方向方向Ｇ−Ｇ
と一定の角度φをなすようにしている。この角度
φは、像伝達用光学フアイバ束の配列とTV水平
走査方向とを考慮した場合、理論的には60゜
（120゜）である場合に最もよく上記問題点を解決
しうるが、実験によれば、これが22.5゜ないし90゜
の範囲で従来の撮影アダプタに比して解像力の優
れたTV画像を得ることができた。なお上記二等
分線Ｅ−Ｅが接眼装置３の視野枠５の水平線Ｆ−
Ｆに対して角度φをなすとしたのは、最近開発さ
れている小型TVカメラ８の水平走査方向は、
TVカメラが小型である為にフアイバスコープに
対して回転せず、視野枠５の水平線Ｆ−Ｆと水平
な状態で使用されることが多いからである。

以上のように本考案のフアイバスコープの撮影
装置は、光学低域フイルタとして、フアイバのコ
ア部の像を分離させる水晶単結晶板を用い、かつ
その像の分離量を、分離されたコア分離像が隣接
する光学フアイバのコア部にほぼ接する値に設定
したから、コア部の配列パターンによるノイズを
減少させたスチル写真またはTV画像を得ること
ができる。またTV撮影する際、または共覧スコ
ープで観察する際に、TV撮像管の色分解フイル
タや水平走査方向とコア部の配列パターンが干渉
することがなくなり、この効果は二枚重ねた水晶
単結晶板の像分離方向のなす角の二等分線が、接
眼装置の水平線、またはTVカメラの水平走査方
向と一定の角度をなすようにすることによりさら
に確実になるので、モワレ縞の発生のない、良好
なTV画像、あるいは観察画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は内視鏡、撮影装置、および内視鏡像の
撮影用カメラを分離して示す側面図、第２図は光
学フアイバの端面形状の拡大模式図、第３図は従
来のフアイバスコープによる接眼レンズの拡大像
を模式的に示す平面図、第４図は第３図の光学フ
アイバによる観察像の光の強度分布例を示すグラ
フ、第５図は本考案の撮影装置およびこれに接続
する接眼装置とカメラボデイの基本構成例を示す
光学系統図、第６図Ａ，Ｂは複屈折性を有する光
学単結晶板の光学軸の傾きと、像分離の方向を示
す正面図と右側面図、第７図Ａ，Ｂは分離した像
とその光の強度分布の例を示す平面図とグラフ、
第８図は本考案による観察像の例を摸式的に示す
平面図、第９図は同観察像の光の強度分布の例を
示すグラフ、第１０図Ａ，Ｂは本考案の他の実施
例を示す正面図と右側面図、第１１図は、第１０
図の実施例による像の分離状態の例を示す平面
図、第１２図は本考案による他の像分離状態の例
を示す平面図、第１３図は二枚の水晶単結晶板の
像分離方向の二等分線を説明する平面図、第１４
図は上記二等分線と接眼装置の視野枠の水平線と
のなす角を説明するための平面図、第１５図は上
記二等分線とTVカメラの水平走査方向とのなす
角を説明するための平面図である。１……体内挿入部、３……接眼装置、４……光
学フアイバ、４ａ……コア部、４ｂ……クラツド
部、４ｃ……暗黒部分、５……視野枠、６……撮
影装置、７……スチルカメラ、８……TVカメ
ラ、９……光学フアイバ束、９ａ……出射端面、
１０……接眼レンズ、１２……撮影レンズ、１
３，１３ａ，１３ｂ……水晶単結晶板、１４，１
５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ……分離像。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 像伝達用光学フアイバ束の後端射出面を観察
するための接眼装置と、この接眼装置によつて
観察される像を撮影すべきカメラとの間に介在
させる撮影装置において、その内部に、各光学フアイバのコア部分に形
成される観察像を複数に分離させる光学低域フ
イルタとして、水晶単結晶板を設け、この水晶単結晶板による像分離量を、水晶単
結晶板により分離されたコア分離像が、隣接す
る光学フアイバのコア部にほぼ接する値に設定
したことを特徴とするフアイバスコープの撮影
装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、水
晶結晶板は撮影装置の光軸方向に二枚重ねて設
けられ、その観察像分離方向は、互いに30゜な
いし70゜または120゜ないし160゜の角度を成してい
るフアイバスコープの撮影装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第２項において、二
枚の水晶単結晶板は、両者の観察像分離方向の
成す角の二等分線が、接眼装置に対する装着状
態において、該接眼装置の水平線と22.5゜ない
し90゜の角度を成すように設置されているフア
イバスコープの撮影装置。