JPH026413Y2

JPH026413Y2 -

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Publication number: JPH026413Y2
Application number: JP1983057765U
Authority: JP
Priority date: 1983-04-18
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1990-02-16
Also published as: JPS59164023U

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
束の前端の入射面に結像された観察像を、光学フ
アイバ束を通過させてその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
に示すように光を通過させるコア部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
第３図に拡大して示すようにピツチｐで配列され
た形となつて不連続となり、コア部４ａ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
ては強度が零となる。コア部４ａと暗黒部分４ｃ
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走査線とが
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
ルタ回路等、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が薄
い。

本考案は、このような従来のフアイバスコープ
像の撮影上の問題点を除去しうる撮影装置を目的
になされたもので、複屈折性を有する光学単結晶
板によりコア部の観察像を複数に分離させるとい
う着想に基づき、この複屈折性光学単結晶板を二
枚重ねて用い、かつ両者間の相対的な像分離方
向、および（または）全体の像分離方向を調節可
能とすることによつて、フアインダ像を目視しな
がら最もコアの配列パターンが目立たず見かけ上
の解像力の高い複屈折性光学単結晶板の回動位置
が得られるようにしたことを特徴としている。

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二枚
の複屈折性を有する光学単結晶板１３，１３が配
設されている。この二枚の光学単結晶板１３，１
３は撮影光学系の光軸方向に重ねて接眼光学系内
に配設されていればよく、図示例のように撮影レ
ンズ１２の後方に配設する他、これの前方、また
は中に配設することができる。また両者を離して
配設してもよい。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
て着脱可能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に一体化した一
体型として構成することもできる。

上記二枚の光学単結晶板１３は、第６図に示す
ようにアダプタケーシング１４内に回動可能に配
設した環状の結晶板支持体１５にそれぞれ固定さ
れており、この結晶板支持体１５の互いに対向す
る環状部分にそれぞれ連続した歯１６が形成され
ている。他方この二枚の結晶板支持体１５，１５
の間には、ケーシング１４に回動可能に支持さ
れ、回動ノブ１７により回動操作できるピニオン
１８が挿入され、このピニオン１８が上記歯１
６，１６に同時に噛み合つている。このピニオン
１８はまたケーシング１４の周方向溝１９に沿つ
て移動することができる。したがつて回動ノブ１
７を介してピニオン１８を回動させ、または周方
向溝１９に沿つてピニオン１８を移動させると、
二枚の光学単結晶板１３，１３の相対的な光学軸
の方向またはケーシング１４に対する光学軸の方
向を変化し、像分離方向が変化する。そしてこの
ように二枚の光学単結晶板１３，１３の光学軸の
方向を変化させると、カメラ７または８のフアイ
ンダによりこの光学単結晶板１３，１３を透過し
た像をモニタしながら、光学フアイバ４のコア部
４ａの配列パターンノイズの最も目立たないとこ
ろと、TV撮影した場合にモアレ縞の発生しない
ところとを発見することができる。よつてその光
学単結晶板１３，１３の回動位置においてスチル
写真を撮影し、TV画像を撮影すれば、従来装置
の問題点を解消することができる。

次にその光学的な原理を説明する。光学単結晶
板１３の複屈折性は、入射する像を分離する性質
である。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７図Ｂに示すように、その光学軸
ａ−ａと光線入射面ｂ−ｂとなす角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と良好に像を分離させ
ることができる。すなわち上記角αの方向を第７
図Ａ，Ｂのようにとると、この光学単結晶板１３
に入射する像は、この単結晶板１３を通過すると
第７図の矢印Ａ方向に分離させられる。一般に短
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像分離量Ｓが得られる。

第８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２０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
２０の明るさは、それぞれ分離前の分離像の明る
さの二分の一となる。したがつて一枚の光学単結
晶板１３を透過したのちの分離像２０，２０の中
心軸を通る光の強度分布は、第８図Ｂに示すよう
に二つの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
と光の入射面ｂ−ｂのなす角αを適当に選定する
と、分離された分離像２０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９図、第１０図はそろようにした観察像の
摸式図および像の強度分布で、この例では最大の
強度と最低の強度の差は第２図の複屈折性光学単
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、一枚の光学単結晶板１３
により水平方向の暗黒部分４ｃを無くすことがで
きる。

本考案において複屈折性光学単結晶板１３を二
枚用いるのは、水平方向だけでなく、垂直方向に
も暗黒部分４ｃを無くすためである。第１１図、
第１２図ように、二枚重ねた光学単結晶板１３の
一方の像分離方向を矢印ｃで、他方の像分離方向
を矢印ｅで示すと、この分離方向が互いになす角
θが60゜（あるいは150゜）の場合四つに分離する分
離像２１の明るさは、中央部の二つの分離像２１
ａの明るさを１とすると、外側の二つの分離像２
１ｂの明るさはその1/3となる。また上記厚さd₁
＝d₂、θ＝45゜（135゜）の場合には、各分離スポツ
ト２１ａおよび２１ｂの明るさは等しくなる。さ
らに例えばd₁＝d₂、θ＝55゜の場合は分離像１５
ｂの明るさは同１５ａのそれの1/2となる。

したがつてこの角度θおよび光学単結晶板１
３，１３の厚さd₁，d₂を適当に設定することによ
り、分離像２１ａ，２１ｂ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。上記実施例によれ
ば、二枚の光学単結晶板１３，１３の像分離方向
を、操作ノブ１７によりピニオン１８を回動させ
ることによつて調節することができるので、撮影
画像をモニタしながら暗黒部分が最も少なくなる
写真を得ることができる。

第１３図ないし第１５図は、二枚の光学単結晶
板１３，１３を、互いに像方向分離は一定にした
まま、回動調節することによる利点を説明するた
めのものである。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。ころため複屈折性光学単結晶板１
３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、光学単結
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
光学単結晶板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。

ピニオン１８を回動ノブ１７とともに周方向に
移動させると、二枚の光学単結晶板１３，１３が
一緒に回動する上記実施例の撮影装置は、両光学
単結晶板１３，１３の観察像分離方向ｃ，ｅの成
す角θの二等分線Ｅ−Ｅの方向と、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
平走査線方向Ｇ−Ｇとのなす角Φを、調節するこ
とができるので、このTV撮影の際の問題点も解
消できる。この角度Φは、理論的には60゜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。したがつて実際の撮像の際に
は、フアインダやモニタテレビにより実際の画面
をモニタしながら光学単結晶板１３，１３を回動
させれば、最もモワレ縞が発生しないTV画面を
得ることができる。

上記実施例は、二枚の光学単結晶板１３，１３
を一体的のみならず、互いに回動できるように構
成したものであるが、TV撮影を前提としない場
合には原則として一体的な回動を可能とする必要
はなく、また光学フアイバのコア部の配列パター
ンは一般的に決まつているので、二枚の光学単結
晶板１３，１３の像分離方向を固定することもで
きる。第１６図、第１７図は後者の実施例で、二
枚の光学単結晶板１３，１３を単一の結晶板支持
体２２に相対回転不可に固定し、第１６図ではこ
の支持体２２から半径方向の操作ロツド２３を突
設してこのロツド２３をケーシング１４の周方向
溝２４から突出させ、第１７図ではこの支持体２
２の外周に歯車２５を形成してこの歯車２５に、
ケーシング１４に回動操作可能に支持したウオー
ム２６を噛み合わせている。操作ロツド２３を周
方向に移動させ、あるいはウオーム２６を回動ノ
ブ２７により回動させれば、上記二等分線Ｅ−Ｅ
とTVの水平走査線方向Ｇ−Ｇとのなす角Φを調
節できることは明らかである。

以上のように本考案のフアイバスコープの撮影
装置によれば、撮影される画像をモニタしなが
ら、二枚の複屈折性を有する光学単結晶板の回動
位置を調節することにより、各光学フアイバのコ
ア部の像が最もよくコア部間に存する暗黒部分に
分離する位置を探すことができる。したがつて、
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画像を容易かつ確実に得る
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
イルタや走査線とコア部の配列パターンが干渉す
ることによつて生じるモワレ縞も、同様に二枚の
光学単結晶板の回動位置を調節することにより、
生じなくすることができるので、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摸式図、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
の摸式的に示す平面図、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図は本考案の撮影装置の実施例
を示す要部の斜視図、第７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８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９図は本考案による観察像の例を摸式
的に示す平面図、第１０図は同観察像の光の強度
分布の例を示すグラフ、第１１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１２図
は、第１１図の実施例による像の分離状態の例を
示す平面図、第１３図は二枚の複屈折性光学単結
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カメラの走査線とのなす
角を説明するための平面図、第１６図、第１７図
はそれぞれ本考案に係る撮影装置の他の実施例を
示す要部の斜視図である。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、１３
……複屈折性光学単結晶板、１４……アダプタケ
ーシング、１５，２２……結晶板支持体、１６…
…歯、１７，２７……回動ノブ、１８，２６……
ピニオン、２０，２１ａ，２１ｂ……分離像、２
２３……操作ロツド、２４……周方向溝、２５…
…歯車。

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、複屈折
性を有し、その複屈折性により各光学フアイバ
のコア部分に形成される観察像を複数に分離さ
せる光学単結晶板を撮影光学系の光軸方向に二
枚重ねて配設し、かつこの二枚の複屈折性光学
単結晶板を撮影光学系の光軸を中心に回動調節
可能と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、二
枚の複屈折性光学単結晶板は環状の単一の結晶
板支持体に相対回転不可に固定され、この単一
の結晶支持体の外周部には歯車が形成され、こ
の歯車が、アダプタケーシングに回動調節可能
に支持した歯車に噛み合つ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１項において、二
枚の複屈折性光学単結晶板は環状の単一の結晶
板支持体に相対回転不可に固定され、この単一
の結晶支持体から半径方向に突出させた操作ロ
ツドがアダプタケーシングの周方向溝から外部
に突出して回動操作可能であるフアイバスコー
プの撮影装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項において、二
枚の複屈折性光学単結晶板を回動させる手段
は、両者を一体に回動させる一体回動手段と、
両者の間に相対回動を与える相対回動手段の両
者からなつているフアイバスコープの撮影用ア
ダプタ。 (5) 実用新案登録請求の範囲第４項において、二
枚の複屈折性光学単結晶板間の相対回動手段
は、該光学単結晶板をそれぞれ支持する、アダ
プタケーシングに回動可能に支持された環状の
結晶板支持体と、この二枚の結晶板支持体の互
いに対向する環状部分にそれぞれ形成された歯
と、この両者の歯に同時に噛み合い、回動操作
により二枚の結晶板支持体を互いに反対方向に
回動させる、アダプタケーシングに回動調節可
能に支持した歯車とから構成され、一体回動手
段は、上記歯車をアダプタケーシングの周方向
溝に沿い回動させることなく移動させる案内手
段から構成されているフアイバスコープの撮影
装置。