JPH06167658A - 立体内視鏡 - Google Patents

立体内視鏡

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JPH06167658A
JPH06167658A JP5189843A JP18984393A JPH06167658A JP H06167658 A JPH06167658 A JP H06167658A JP 5189843 A JP5189843 A JP 5189843A JP 18984393 A JP18984393 A JP 18984393A JP H06167658 A JPH06167658 A JP H06167658A
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JP
Japan
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objective lens
lens
rod
stereoscopic endoscope
stereoscopic
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JP5189843A
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English (en)
Inventor
Fritz Straehle
シュトレーレ フリッツ
Ulrich Sander
ザンダー ウルリッヒ
Uwe Vry
フリ ウーヴェ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments 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
    • A61B1/00163Optical arrangements
    • A61B1/00193Optical arrangements adapted for stereoscopic vision
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments 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
    • A61B1/00163Optical arrangements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体内視鏡の棒状光学系の鏡筒直径をできる
だけ小さくし、良好な結像の質ならびに精細度および焦
点深度を有する良好な立体印象を保証する。 【構成】 棒状光学系(6)を用いて形成した中間像
を、対物レンズの焦点面内に結像する。対物レンズは手
術用顕微鏡の長焦点主対物レンズ(1)であるかまたは
他の実施形では、立体作図系の主対物レンズ(7)であ
ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の前提部によ
る立体内視鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】狭くて深い体腔内を顕微鏡観察ならびに
治療するために可撓性または剛性の内視鏡を使用するこ
とは既に公知である。
【0003】多くの場合、ステレオ観察光路は2つの光
導体によって表わされる。しかし、光導体による立体部
分像の伝送は、色の質および得られる精細度に関し重大
な欠点を有する。
【0004】剛性の内視鏡構成は、種々の全長および直
径を有する多数の系が既に公知であり、たとえばドイツ
国特許出願公開(DE−A)第1766803号、ドイ
ツ国実用新案(DE−U)第1996605号ならびに
米国特許(US−A)第4061135号によるステレ
オ系も公知である。これら公知の系は細長い基体中に、
ステレオ観察または撮影のため2つの平行な光学系を配
置してなる。
【0005】2つの別個の観察路によるステレオ観察
は、計器および照明路と合せて25〜30mmの鏡筒の
全直径を生じ、これがかかる内視鏡の適用範囲を著しく
制限する。
【0006】良好な立体的結像のためには、2つの観察
路を費用をかけて互いに調整しなければならない、即
ち: a) 像の位置に関して、その際双方の像の位置は与え
られた屈折率、濃淡および半径の許容範囲によって異な
るが、狭い範囲内でしか変えられない。
【0007】b) 両眼誤差に関して、その際2つの観
察路の光軸は数分の角度偏差で、厳密に互いに平行に整
列されていなければならない。
【0008】かかる系における必要な調整は、内視鏡鏡
筒内で行なわねばならないが、これは殆んど実施できな
い。それというのも内視鏡鏡筒は操作のためには容易に
は利用できないからである。
【0009】ヨーロッパ特許(EP−B)第19792
号には、変換可能なレンズ系を有する双眼の手術用顕微
鏡の補助対物レンズが記載されている。補助対物レンズ
は、剛性かつ棒状に構成されていて、長焦点距離の主対
物レンズの代りに手術用顕微鏡中へ挿入され、その際観
察系のステレオベースを内視鏡系のステレオベースに適
合させる従属プリズム系が設けられている。この公知系
における欠点は、けられの現象である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、棒状
光学系の鏡筒直径をできるだけ小さくし、それにも拘ら
ず良好な結像の質ならびに精細度および焦点深度を有す
る良好な立体印象を保証することであり、その際像の大
きさ、瞳孔の直径およびステレオベースは使用した鏡筒
の直径によって定められている。
【0011】
【課題を解決するための手段】この課題は、上記部類に
よる立体内視鏡において請求項1の特徴部に記載の構成
要件によって解決される。望ましい実施形は請求項2以
降に記載されている。本発明により構成された棒状光学
系の前方部材は、それと協同する対物レンズと共に準ケ
プラー型望遠鏡を形成する。
【0012】この準ケプラー型望遠鏡により、入射瞳孔
の直径はステレオベースと同じ割合で縮小される。
【0013】それにより、像の大きさならびに瞳孔の大
きさに関する必要な条件が満足される。それで、交錯し
た全光路を、像および瞳孔のけられなしに、棒状光学系
の細い鏡筒を通して伝送することができる。この場合、
幾つかの光路、たとえば主観察者のため2つの光路、共
同観察者のため2つの光路および別の作図光路を唯1つ
の鏡筒内で唯1つの光学系によって伝送することもでき
る。光路の交錯は不利に作用しない。幾つかの観察光路
のこのような伝送は、先行技術によれば従来不可能であ
った。
【0014】棒状光学系によって形成される中間像は、
焦点距離fの対物レンズによって立体部分像で無限遠に
結像される。この立体的結像は視覚観察の場合には光学
系を有する鏡筒の2つの観察路によって行なわれる。鏡
筒と対物レンズの間には、もう1つの拡大系(Gali
lei−Wechslerまたは望遠鏡パンクラート)
または別の観察およびドキュメンテーション装置(小型
カメラ、TV、3DTV)を接続するための光分割器も
存在しうる。
【0015】この立体的結像は、2つの空間的に分離さ
れているが、同じ構造の、立体TV作図系の結像路によ
って行なうこともできる。
【0016】双方の立体的結像路の距離a(ステレオベ
ース)対対物レンズの焦点距離fの比は、立体印象にと
り決定的な立体角を決定する。短い焦点距離fの場合で
も相応に短いステレオベースで同じ立体角、ひいては立
体印象が得られる。それにより、立体TV内視鏡の場
合、棒状光学系中への対物レンズ7の組込みを、それか
ら得られるコンパクト化および鏡筒延長の利点を有して
許す、対物レンズの寸法が達成される。
【0017】本発明による手段は、全結像系の最適な光
学的修正を可能にする。光学的結像特性(精細度、色分
散、焦点深度、立体印象)に関して、本発明による系
は、通常の手術用顕微鏡の結像特性と比較しうる。
【0018】次に、本発明を図面につき詳説する。
【0019】
【実施例】図1には、主対物レンズ1、拡大系2、鏡筒
3および接眼レンズ4からなる手術用顕微鏡の概略構造
が示されている。手術用顕微鏡とは接続部材5を介して
被検体側の対物レンズ6.5、後方の結像レンズ系6.
4、後方の視野レンズ系6.3、前方の結像レンズ系
6.2および前方の視野レンズ系6.1からなる棒状の
光学系6が結合されている。レンズ系間の空隙の代り
に、全長を延長するためのガラス棒11が設けられてい
る。
【0020】観察される被検体22は後方の視野レンズ
系6.3内に生成した最初の中間像21を経て、前方の
視野レンズ系6.1の前の、主対物レンズ1の焦点面内
に結像される。
【0021】図3には、棒状光学系の観察側の出口に、
光学要素6.1〜6.5に対し付加的に対物レンズ7が
設けられ、これに双方のステレオ光路用の2つの同じ部
分対物レンズ8.1および8.2が後続している。部分
対物レンズ8.1および8.2に、ステレオ光路を立体
的に分離するための転向プリズム9.1および9.2、
ならびに部分像を立体的に作図するためのCCD受光素
子が後続している。
【0022】対物レンズ7は鏡筒の直径に適合している
ので、有効な鏡筒延長が生じる。対物レンズ7の焦点距
離は図1における主対物レンズ1の焦点距離よりも短い
ので、この実施例ではステレオベースも焦点距離に比例
して縮小することができ、これにより立体印象が悪くな
ることもない。
【0023】EPはそれぞれの光学系の入射瞳を表わ
し、aはステレオベースを表わす。
【0024】さらに、主観察者のためのステレオ光路と
交錯している共同観察またはドキュメンテーションのた
めの付加的光路が設けられていてもよい。
【0025】2つの中間像20,21が形成される図2
および図4に図示した光学素子の配置の代りに、被検体
を上下および左右方向ならびに立体的に正しく観察する
ことができるようにするため、他の偶数個の中間結像も
可能である。その際、開示されたレンズ系6.1〜6.
5の部分を、有利には数回使用することもできる。列挙
したデータ組の個々のパラメーターの変更も、同様に比
較可能に良好な結像結果を生じうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】手術用顕微鏡によるステレオ観察のための本発
明による装置の断面図。
【図2】図1に示した装置の棒状光学系の断面図。
【図3】2つのCCD受像素子を有する立体TVカメラ
を使用する立体的結像のための本発明による装置の1実
施形の断面図。
【図4】図3に示した実施形の棒状光学系の断面図。
【符号の説明】
1 主対物レンズ 2 拡大系 3 鏡筒 4 接眼レンズ 5 接続部材 6 棒状光学系 6.1 前方の視野レンズ系 6.2 前方の結像レンズ系 6.3 後方の視野レンズ系 6.4 後方の結像レンズ系 6.5 物体側の対物レンズ 7 対物レンズ 8.1および8.2 部分対物レンズ 9.1および9.2 転向プリズム 10.1および10.2 CCD受光素子 11 ガラス棒 20,21 中間像 22 観察される被検体 EP 入射瞳孔 a ステレオベース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウーヴェ フリ ドイツ連邦共和国 アーレン アウフトヴ ィーゼンシュトラーセ 17

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのステレオ光路を伝送するための少
    なくとも1つのレンズ系を含有する棒状光学系からなる
    立体内視鏡において、棒状光学系(6)が2つのステレ
    オ光路を誘導し、対物レンズ(1,7)の焦点面内に、
    観察される被検体(22)の中間像(21)を画くこと
    を特徴とする立体内視鏡。
  2. 【請求項2】 対物レンズが、2つのステレオ光路が誘
    導される双眼の手術用顕微鏡の主対物レンズであり、手
    術用顕微鏡によって棒状対物レンズ(6)により形成さ
    れた中間像の観察が行なわれることを特徴とする請求項
    1記載の立体内視鏡。
  3. 【請求項3】 対物レンズ(7)が棒状光学系(6)の
    成分であり、観察方向で棒状対物レンズの光学部材
    (6.1〜6.5)の前方に配置されていることを特徴
    とする請求項1記載の立体内視鏡。
  4. 【請求項4】 棒状光学系(6)が、被検体側の対物レ
    ンズ(6.5)、後方の結像レンズ系(6.4)、後方
    の視野レンズ系(6.3)、前方の結像レンズ系(6.
    2)ならびに前方の視野レンズ系(6.1)からなるこ
    とを特徴とする立体内視鏡。
  5. 【請求項5】 互いに交錯した幾つかの光路が棒状光学
    系(6)により誘導されることを特徴とする立体内視
    鏡。
  6. 【請求項6】 対物レンズ(7)が作図系の主対物レン
    ズであることを特徴とする請求項1記載の立体内視鏡。
  7. 【請求項7】 ステレオ観察光路と作図光路の組合せを
    特徴とする請求項1から6までのいずれか1項記載の立
    体内視鏡。
  8. 【請求項8】 少なくとも付加的観察者のためのステレ
    オ光路が棒状光学系(6)により誘導されることを特徴
    とする請求項1から7までのいずれか1項記載の立体内
    視鏡。
  9. 【請求項9】 対物レンズ(7)の後方に部分対物レン
    ズ(8.1,8.2)、プリズム系(9.1,9.2)
    ならびにCCD受光素子(10.1,10.2)が配置
    されていることを特徴とする請求項1ならびに3から8
    までのいずれか1項記載の立体内視鏡。
  10. 【請求項10】 作図のためTVカメラが使用されるこ
    とを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項記載
    の立体内視鏡。
  11. 【請求項11】 対物レンズ(1)ならびにレンズ系
    (6.1〜6.5)がその厚さ(di)、曲率半径(r
    i)、それぞれの距離(di)ならびに使用したガラス
    材料に関し、光学的結像を得るために可能な偏差および
    変更を有して、下記条件を満足することを特徴とする請
    求項1から10までのいずれか1項記載の立体内視像: 【表1】
  12. 【請求項12】 部分対物レンズ(8.1,8.2)、
    対物レンズ(7)ならびにレンズ系(6.1〜6.5)
    が下記条件を満足することを特徴とする請求項1から1
    0までのいずれか1項記載の立体内視鏡。 【表2】
JP5189843A 1992-08-01 1993-07-30 立体内視鏡 Pending JPH06167658A (ja)

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DE19924225507 DE4225507C2 (de) 1992-08-01 1992-08-01 Stereoskopisches Endoskop
DE4225507.4 1992-08-01

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