JPH04253B2 - - Google Patents
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- JPH04253B2 JPH04253B2 JP57197401A JP19740182A JPH04253B2 JP H04253 B2 JPH04253 B2 JP H04253B2 JP 57197401 A JP57197401 A JP 57197401A JP 19740182 A JP19740182 A JP 19740182A JP H04253 B2 JPH04253 B2 JP H04253B2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
- G02B17/04—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using prisms only
-
- 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
- G02B23/2423—Optical details of the distal end
-
- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内視鏡、潜望鏡等の光学装置に用い
る視野方向変換光学系に関するものである。
る視野方向変換光学系に関するものである。
内視鏡、潜望鏡等の細長い像伝送系を有する光
学装置は、一般に装置の外径が制限されていてあ
る程度以上太くすることが出来ず、なかでも内視
鏡はその外径が太いものでも高々２cm程度であり
細いものに至つては２〜３mm程度と極めて細い径
に制限されている。そして、このような光学装置
では斜視、側視等を行う際に必要な視野方向変換
には一般にプリズムが用いられているが、上記の
ように外径が制限された状況下での視野方向変換
にはかなりの困難が伴うものである。例えば側視
のような場合は対物レンズの前方に直角プリズム
を一個配置すれば実現出来るから比較的容易であ
るが、斜視の場合には第１図にＡ又はＢに示した
如く対物レンズ２の前方に位置するプリズム１が
著しく大型にならざるを得ず、到底内視鏡等に組
込むことが不可能であつた。尚、３はイメージガ
イドである。そこで、この難点を解決するために
例えば特開昭50−91339号公報に記載の内視鏡は、
第２図に示した如く、プリズム１をプリズム１ａ
及び１ｂの二体に分けてプリズム１ｂの入射面S1
を全反射面として用いるようにし、プリズム１ｂ
に入射面S1から入射した光線が反射面S2で反射し
た後再び入射面S1で反射して像伝送系に向うよう
に構成されていたが、このような視野方向変換光
学系はプリズム部分を小型に出来るという利点が
ある反面、プリズム１ａとプリズム１ｂとの間の
空気間隔を光束が斜めに通過せざるを得ないこと
により非点収差が発生するため像が劣化するとい
う問題があつた。又、プリズム１ａの入射面S3に
対して出射面S4が傾いているため、プリズム１ａ
とプリズム１ｂの相対位置或は両プリズム１ａ及
び１ｂを内視鏡本体へ取付ける位置及び角度等の
狂いをなくすための調整に高精度が要求されて非
常に面倒であつた。即ち、良く知られているよう
に、光学系中の各要素の傾きや偏心が非点収差の
劣化をもたらすからである。
学装置は、一般に装置の外径が制限されていてあ
る程度以上太くすることが出来ず、なかでも内視
鏡はその外径が太いものでも高々２cm程度であり
細いものに至つては２〜３mm程度と極めて細い径
に制限されている。そして、このような光学装置
では斜視、側視等を行う際に必要な視野方向変換
には一般にプリズムが用いられているが、上記の
ように外径が制限された状況下での視野方向変換
にはかなりの困難が伴うものである。例えば側視
のような場合は対物レンズの前方に直角プリズム
を一個配置すれば実現出来るから比較的容易であ
るが、斜視の場合には第１図にＡ又はＢに示した
如く対物レンズ２の前方に位置するプリズム１が
著しく大型にならざるを得ず、到底内視鏡等に組
込むことが不可能であつた。尚、３はイメージガ
イドである。そこで、この難点を解決するために
例えば特開昭50−91339号公報に記載の内視鏡は、
第２図に示した如く、プリズム１をプリズム１ａ
及び１ｂの二体に分けてプリズム１ｂの入射面S1
を全反射面として用いるようにし、プリズム１ｂ
に入射面S1から入射した光線が反射面S2で反射し
た後再び入射面S1で反射して像伝送系に向うよう
に構成されていたが、このような視野方向変換光
学系はプリズム部分を小型に出来るという利点が
ある反面、プリズム１ａとプリズム１ｂとの間の
空気間隔を光束が斜めに通過せざるを得ないこと
により非点収差が発生するため像が劣化するとい
う問題があつた。又、プリズム１ａの入射面S3に
対して出射面S4が傾いているため、プリズム１ａ
とプリズム１ｂの相対位置或は両プリズム１ａ及
び１ｂを内視鏡本体へ取付ける位置及び角度等の
狂いをなくすための調整に高精度が要求されて非
常に面倒であつた。即ち、良く知られているよう
に、光学系中の各要素の傾きや偏心が非点収差の
劣化をもたらすからである。
本発明は、上記問題点に鑑み、像伝送系の光軸
とθの角度をなす斜視方向の光軸に直交する入射
面と、該入射面に対しθ／２の角度をなす第一反
射面と、前記入射面に平行又は一致する第二反射
面とを備えていることにより、非点収差が発生せ
ず且つ調整も容易にした視野方向変換光学系を提
供せんとするものであるが、以下第３図及び第４
図に示した一実施例に基づきこれを説明すれば、
L1は像伝送系の光軸Ｏとθ（斜視角）の角度をな
す斜方向の光軸O′に直交する入射面を有する平
凹レンズ、P1は光軸O′に直交する入出射面を有
する平行平面ガラス板、P2は光軸O′に直交する
入射面Ｉと該入射面Ｉに対してθ／２の角度をな
す第一反射面R1と該入射面Ｉに一致する第二反
射面R2とを有し且つレンズ枠Ｆに支持された視
野方向変換プリズム、L2はレンズ枠Ｆに支持さ
れた正−負接合正レンズであつて、これらは順次
光軸O′及びＯに沿つて配置されて対物光学系を
構成している。そして、以上の光学素子のうち平
凹レンズL1と視野方向変換プリズムP2と接合正
レンズL2が所謂レトロフオーカスタイプの対物
レンズを構成しているが、特に広角であることを
必要としない時は平凹レンズL1はなくても良い。
又、平行平面ガラス板P1は平凹レンズL1をその
入射面に貼付けて保持するために設けられてお
り、平凹レンズL1を保持する他の適当な方法が
あればなくても良い。尚、IGはイメージガイド
である。
とθの角度をなす斜視方向の光軸に直交する入射
面と、該入射面に対しθ／２の角度をなす第一反
射面と、前記入射面に平行又は一致する第二反射
面とを備えていることにより、非点収差が発生せ
ず且つ調整も容易にした視野方向変換光学系を提
供せんとするものであるが、以下第３図及び第４
図に示した一実施例に基づきこれを説明すれば、
L1は像伝送系の光軸Ｏとθ（斜視角）の角度をな
す斜方向の光軸O′に直交する入射面を有する平
凹レンズ、P1は光軸O′に直交する入出射面を有
する平行平面ガラス板、P2は光軸O′に直交する
入射面Ｉと該入射面Ｉに対してθ／２の角度をな
す第一反射面R1と該入射面Ｉに一致する第二反
射面R2とを有し且つレンズ枠Ｆに支持された視
野方向変換プリズム、L2はレンズ枠Ｆに支持さ
れた正−負接合正レンズであつて、これらは順次
光軸O′及びＯに沿つて配置されて対物光学系を
構成している。そして、以上の光学素子のうち平
凹レンズL1と視野方向変換プリズムP2と接合正
レンズL2が所謂レトロフオーカスタイプの対物
レンズを構成しているが、特に広角であることを
必要としない時は平凹レンズL1はなくても良い。
又、平行平面ガラス板P1は平凹レンズL1をその
入射面に貼付けて保持するために設けられてお
り、平凹レンズL1を保持する他の適当な方法が
あればなくても良い。尚、IGはイメージガイド
である。
本発明による視野方向変換光学系は上述の如く
構成されているから、図示しない物体を発した光
は平凹レンズL1，平行平面ガラス板P1を順次通
過した後入射面Ｉから視野方向変換プリズムP2
内に入射し、続いて第一反射面R1で反射した後
第二反射面R2で反射してから接合正レンズL2の
方へ向う。ここで、第一反射面R1と第二反射面
R2のなす角度がθ／２であるから、第二反射面
R2で反射した光と第二反射面R2のなす角度が90°
−θとなり、その結果該光の進光方向が像伝送系
の光軸Ｏと一致する（第４図）。尚、この場合、
第二反射面R2の入射側即ち視野方向変換プリズ
ムP2の屈折率をn2とし、該入射側と反対側即ち第
二反射面R2の外部の屈折率をn1とするとき、次
の条件 n1／n2＜sinθ を満足するように各部材の材質を選定すれば、第
二反射面R2での反射は全反射となる。全反射は
鏡面反射より反射率が高いので像の明るさを増す
点においてこの構成は望ましいものであるが、斜
視角θが若干の制限を受けることになる。例え
ば、第二反射面R2の外部が空気層である場合即
ち視野方向変換プリズムP2と平行平面ガラス板
P1との間に隙間を設けた場合、n1−＝１となると
共に、プリズムP2の材質をガラスにすればn2＝
1.4〜2.0程度が利用出来るから、斜視可能範囲が
30°＜θ＜90°となる。又、視野方向変換プリズム
P2に平行平面ガラス板P1が密着している場合で
も、両者の材質をガラスにすれば、斜視可能範囲
は45°＜θ＜90°となる。このように、斜視角θが
若干制限を受けることになるが、対物レンズをレ
トロフオーカスタイプで構成することにより、最
大画角の主光線と光軸とのなす角をプリズム中で
小さくできるので、実用上問題となることはな
い。
構成されているから、図示しない物体を発した光
は平凹レンズL1，平行平面ガラス板P1を順次通
過した後入射面Ｉから視野方向変換プリズムP2
内に入射し、続いて第一反射面R1で反射した後
第二反射面R2で反射してから接合正レンズL2の
方へ向う。ここで、第一反射面R1と第二反射面
R2のなす角度がθ／２であるから、第二反射面
R2で反射した光と第二反射面R2のなす角度が90°
−θとなり、その結果該光の進光方向が像伝送系
の光軸Ｏと一致する（第４図）。尚、この場合、
第二反射面R2の入射側即ち視野方向変換プリズ
ムP2の屈折率をn2とし、該入射側と反対側即ち第
二反射面R2の外部の屈折率をn1とするとき、次
の条件 n1／n2＜sinθ を満足するように各部材の材質を選定すれば、第
二反射面R2での反射は全反射となる。全反射は
鏡面反射より反射率が高いので像の明るさを増す
点においてこの構成は望ましいものであるが、斜
視角θが若干の制限を受けることになる。例え
ば、第二反射面R2の外部が空気層である場合即
ち視野方向変換プリズムP2と平行平面ガラス板
P1との間に隙間を設けた場合、n1−＝１となると
共に、プリズムP2の材質をガラスにすればn2＝
1.4〜2.0程度が利用出来るから、斜視可能範囲が
30°＜θ＜90°となる。又、視野方向変換プリズム
P2に平行平面ガラス板P1が密着している場合で
も、両者の材質をガラスにすれば、斜視可能範囲
は45°＜θ＜90°となる。このように、斜視角θが
若干制限を受けることになるが、対物レンズをレ
トロフオーカスタイプで構成することにより、最
大画角の主光線と光軸とのなす角をプリズム中で
小さくできるので、実用上問題となることはな
い。
又、第一反射面R1は通常鏡面反射となるよう
にしているが、全反射にし得る時は全反射の方が
最高の反射率を示すので好ましい。
にしているが、全反射にし得る時は全反射の方が
最高の反射率を示すので好ましい。
かくして、本光学系により視野方向の変換がな
されるが、本光学系は基本的には単一の視野方向
変換プリズムP2を用いて視野方向の変換を達成
すると共に、該プリズムP2の入射面Ｉに光が垂
直入射するようにしているので、非点収差は発生
しない。又、平凹レンズＬ１の保持を容易にする
ため或は第二反射面R2での全反射を利用する場
合の保護等のためにガラス板P1を使用する時も、
これが平行平面ガラス板として構成されているか
らガラス板P1とプリズムP3の相対位置合わせが
容易である。即ち、従来例のようにプリズム部分
が角度を持つた二体式の場合には光軸O′のまわ
りに相対的に回転させただけで非点収差が劣化す
るが、本光学系においてはそのおそれはない。
されるが、本光学系は基本的には単一の視野方向
変換プリズムP2を用いて視野方向の変換を達成
すると共に、該プリズムP2の入射面Ｉに光が垂
直入射するようにしているので、非点収差は発生
しない。又、平凹レンズＬ１の保持を容易にする
ため或は第二反射面R2での全反射を利用する場
合の保護等のためにガラス板P1を使用する時も、
これが平行平面ガラス板として構成されているか
らガラス板P1とプリズムP3の相対位置合わせが
容易である。即ち、従来例のようにプリズム部分
が角度を持つた二体式の場合には光軸O′のまわ
りに相対的に回転させただけで非点収差が劣化す
るが、本光学系においてはそのおそれはない。
尚、上記実施例とは異なり、第５図に示した如
く、入射面I′と第一反射面R1′とがθ／２の角度
をなし、第二反射面R2′が入射面I′と平行になつ
ている単一の視野方向変換プリズムP2′を、入射
面I′と斜視光軸O′とが直交するように配置しても
良い。この場合、二体式のような相対位置合せは
全く不要である。
く、入射面I′と第一反射面R1′とがθ／２の角度
をなし、第二反射面R2′が入射面I′と平行になつ
ている単一の視野方向変換プリズムP2′を、入射
面I′と斜視光軸O′とが直交するように配置しても
良い。この場合、二体式のような相対位置合せは
全く不要である。
上述の如く、本発明による視野方向変換光学系
は非点収差が発生せず且つ構成の簡素化、低コス
ト化及びコンパクト化によつて調整も容易である
という実用上重要な利点を有している。
は非点収差が発生せず且つ構成の簡素化、低コス
ト化及びコンパクト化によつて調整も容易である
という実用上重要な利点を有している。
第１図及び第２図は従来の視野方向変換光学系
を夫々示す図、第３図は本発明による視野方向変
換光学系の一実施例を示す図、第４図は上記実施
例の要部拡大図、第５図は他の実施例の要部拡大
図である。 L1……平凹レンズ、P1……平行平面ガラス板、
P2……視野方向変換プリズム、Ｉ……入射面、
R1……第一反射面、R2……第二反射面、L2……
正−負接合正レンズ、θ……斜視角。
を夫々示す図、第３図は本発明による視野方向変
換光学系の一実施例を示す図、第４図は上記実施
例の要部拡大図、第５図は他の実施例の要部拡大
図である。 L1……平凹レンズ、P1……平行平面ガラス板、
P2……視野方向変換プリズム、Ｉ……入射面、
R1……第一反射面、R2……第二反射面、L2……
正−負接合正レンズ、θ……斜視角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 像伝送系の光軸とθの角度をなす斜視方向の
光軸に直交する入射面と、該入射面に対しθ／２
の角度をなす第一反射面と、前記入射面に平行又
は一致する第二反射面とを備え、前記入射面と前
記第一反射面と前記第二反射面とが一体的に設け
られていることを特徴とする視野方向変換光学
系。 ２ 第二反射面の入射側の屈折率をn1とし、該入
射側と反射側の屈折率をn2とするとき、次の条件 n1／n2＜sinθ を満足することを特徴とする特許請求の範囲１に
記載の視野方向変換光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197401A JPS5987403A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 視野方向変換光学系 |
| US06/550,206 US4684224A (en) | 1982-11-10 | 1983-11-09 | Field view direction changing optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197401A JPS5987403A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 視野方向変換光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987403A JPS5987403A (ja) | 1984-05-21 |
| JPH04253B2 true JPH04253B2 (ja) | 1992-01-06 |
Family
ID=16373894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197401A Granted JPS5987403A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 視野方向変換光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4684224A (ja) |
| JP (1) | JPS5987403A (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3640186C3 (de) * | 1986-11-25 | 1994-08-11 | Wolf Gmbh Richard | Verfahren zur Herstellung eines Objektivs für Endoskope |
| US5117478A (en) * | 1991-02-19 | 1992-05-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Device for redirecting light through a hollow tubular light conduit |
| US5341240A (en) * | 1992-02-06 | 1994-08-23 | Linvatec Corporation | Disposable endoscope |
| US5892630A (en) * | 1992-02-10 | 1999-04-06 | Linvatec Corporation | Disposable endoscope |
| US5456245A (en) * | 1993-09-20 | 1995-10-10 | Sofamor Danek Properties, Inc. | Flexible endoscope probe and method of manufacture |
| US5573493A (en) * | 1993-10-08 | 1996-11-12 | United States Surgical Corporation | Endoscope attachment for changing angle of view |
| US5554100A (en) * | 1994-03-24 | 1996-09-10 | United States Surgical Corporation | Arthroscope with shim for angularly orienting illumination fibers |
| DE19881185C5 (de) | 1997-08-22 | 2008-07-10 | Karl Storz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Zertrümmerung von Konkrementen |
| DE19736617A1 (de) * | 1997-08-22 | 1999-03-11 | Storz Karl Gmbh & Co | Endoskopobjektiv |
| JP4274602B2 (ja) * | 1998-09-11 | 2009-06-10 | オリンパス株式会社 | 対物光学系 |
| DE19929045C1 (de) | 1999-06-25 | 2001-03-15 | Storz Karl Gmbh & Co Kg | Ablenksystem für ein Schrägblickendoskop sowie Schrägblickendoskop mit einem derartigen Ablenksystem |
| CN100368854C (zh) * | 2003-09-19 | 2008-02-13 | 苏州信达光电科技有限公司 | 可改变观测角度的转角镜 |
| US7708689B2 (en) * | 2004-05-12 | 2010-05-04 | Linvatec Corporation | Endoscope and related system |
| US7160247B2 (en) * | 2004-05-12 | 2007-01-09 | Linvatec Corporation | Endoscope with large diameter distal end |
| JP5021849B2 (ja) * | 2009-11-16 | 2012-09-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 照明光学系 |
| US9216068B2 (en) | 2012-06-27 | 2015-12-22 | Camplex, Inc. | Optics for video cameras on a surgical visualization system |
| US9642606B2 (en) | 2012-06-27 | 2017-05-09 | Camplex, Inc. | Surgical visualization system |
| EP2999414B1 (en) | 2013-05-21 | 2018-08-08 | Camplex, Inc. | Surgical visualization systems |
| WO2015042483A2 (en) | 2013-09-20 | 2015-03-26 | Camplex, Inc. | Surgical visualization systems |
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| EP3226799A4 (en) | 2014-12-05 | 2018-07-25 | Camplex, Inc. | Surgical visualization systems and displays |
| EP3277152A4 (en) | 2015-03-25 | 2018-12-26 | Camplex, Inc. | Surgical visualization systems and displays |
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| WO2017091704A1 (en) | 2015-11-25 | 2017-06-01 | Camplex, Inc. | Surgical visualization systems and displays |
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1983
- 1983-11-09 US US06/550,206 patent/US4684224A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4684224A (en) | 1987-08-04 |
| JPS5987403A (ja) | 1984-05-21 |
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