JPH0618789A - 内視鏡光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、簡単な構成を加えるのみで、通常の
対物レンズ系の設計をそのまま生かし、内視鏡の細径を
保持したまま、高倍と低倍の両像を同時に観察すること
が可能な内視鏡光学系を提供することを目的としてい
る。 【構成】対物レンズ系と、該対物レンズ系によって結像
された被写体像を観察する観察手段とから成る内視鏡光
学系において、上記内視鏡光学系中を通過する被写体光
束が径方向領域で光軸を含む中央領域とその他の周辺領
域とで各々の像倍率が異なって観察される光学部材を設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療用，工業用等の内
視鏡の観察光学系に関するものである。

【０００２】

【従来技術】内視鏡は一般に直接眼で見ることのできな
い被写体を、細い孔を通して観察するためのものであ
る。しかし被写体を直視できないため、観察には遠点よ
りの被写体全体観察系と近点よりの被写体局部観察系と
が必要であった。

【０００３】近年、カメラ等に使用されている対物レン
ズ系では、固定焦点レンズから２倍から３倍のズームレ
ンズが主流となって来ている。しかし、内視鏡はその特
徴とする細径化の効果を維持するために、カメラレンズ
のようなズームレンズ機能を持たせることには制約があ
った。

【０００４】そこで第７図に示すような、液晶等の可変
絞り１０１と、光軸周辺の中間領域と周辺領域とで屈折
力の異なった２つの焦点距離を有するレンズ１０２と、
撮像素子１０３とによって構成された高倍機能と低倍機
能とを切り換えることによって、遠点での被写体全体観
察と近点での被写体局部観察とを実現した変倍レンズ機
構が特開昭６３−７８１１９号公報等によって提唱され
た。

【０００５】また同様に、第８図に示すような構成のも
のが特開平１−１９７７１６号公報によって示された。
その構成は、被写体にて反射された光は、光学窓１０４
を通過して対物レンズ系１０５に達する。対物レンズ系
１０５を通過した被写体の光学像は、ハーフミラー１０
６を略半分だけ通過するとともに、残りが反射されて、
被写体の光学像を撮像素子１０７の表面上に集束・結像
させ、この撮像素子１０７により広角画像を撮像する。
一方、ハーフミラー１０６を通過した略半分の光線は、
その後部の長焦点レンズ１０８に入射され、ミラー１０
９を介して撮像素子１１０の表面上に集束・結像させ、
この撮像素子１１０により拡大画像を撮像するというも
のである。この広角画像と拡大画像とを切換えることに
よって遠点での被写体全体観察と近点での被写体局部観
察とを実現した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし精密機器を扱う
工業用内視鏡や、手術等を行う医療用内視鏡等では、術
者の他に照明や補助的な処置等を行う補助者が存在する
場合が多い。そのため、被写体全体を低倍で観察すると
きには術者が、被写体局部を高倍で観察するときは補助
者が夫々の患部を見失なってしまうため大変不便であ
り、両方を同時に観察できる方法が必要であった。

【０００７】猶、第９図（Ａ）に示すように、子側内視
鏡１１１を挿脱する孔を有した親側内視鏡１１２が構成
され、この親側内視鏡１１２を遠点での被写体全体観察
用にし広角画像を、子側内視鏡１１１を被写体局部に
接近させ拡大画像を夫々図９（Ｂ）に示すように、テ
レビ１１３に同時に写すものが特開昭６１−２３４８３
４号公報にによって開示されてはいた。しかし、これは
単純に広角用の内視鏡と望遠用の内視鏡とを２本合わせ
た構成であるため、鉗子チャンネルを含めると外径が太
くなってしまい、一部の用途にしか使えなくなる。その
ため、この鉗子チャンネルを備えつつ、細径化のニーズ
に答えることはできない。

【０００８】本発明は上記課題に鑑み、簡単な構成を加
えるのみで、通常の対物レンズ系の設計をそのまま生か
し、内視鏡の細径を保持したまま、高倍と低倍の両像を
同時に観察することが可能な内視鏡光学系を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の内視鏡光学系
は、対物レンズ系と該対物レンズ系によって結像された
被写体像を観察する観察手段とから成る内視鏡光学系に
おいて、上記内視鏡光学系中を通過する被写体光束が径
方向領域で光軸を含む中央領域とその他の周辺領域とで
各々の像倍率が異なって観察される光学部材を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記構成によって、１つの視野内にお
いて少なくとも中央領域とその周辺領域とによって、遠
点での被写体全体観察と近点での被写体局部観察とを実
現している。

【００１１】また、一般に被写体局部を中央にして観察
することが多いので、視野内の中央は拡大画像を、その
周辺は広角画像を配置したほうが手術に用いる場合等に
有効である。即ち、術者は視野中央の拡大された被写体
局部を観察しながら処置が施せ、補助者は視野周辺の広
角な被写体全体を観察しながら処置の補助を行なうこと
が可能となるからである。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例を示す。

【００１３】図１は、本発明の実施例１の構成を記した
ものである。本実施例は電子内視鏡の対物光学系に本発
明を適用したものであり、同一光軸上に対物レンズ系１
と、上記対物レンズ系１によって形成された被写体像を
結像させる撮像素子２と、上記対物レンズ系１と上記撮
像素子２との間に設けられ且つ有効径が上記対物レンズ
系１よりも小さい望遠レンズ３とから構成されている。

【００１４】本実施例は、上記対物レンズ系１から射出
される光束の内、中央領域の光束４ｉは上記望遠レンズ
３によって拡大される。その他の周辺領域の光束４ｏは
上記対物レンズ系１によって結像が成される。よって、
周辺領域は上記対物レンズ系１によって被写体全体を観
察でき、中央領域は上記望遠レンズ３によって被写体局
部の拡大観察が行なえる。

【００１５】図２は、本発明の実施例２の構成を記した
ものである。本実施例は、同一光軸上に対物レンズ系１
と、上記対物レンズ系１によって形成された被写体像を
伝送させるイメージガイド５から成る軟性内視鏡の対物
光学系に本発明を適用したものである。

【００１６】その構成は、上記実施例１同様の望遠レン
ズ３を中央専用のイメージガイド６の前方に配置し、上
記望遠レンズ３と上記イメージガイド６との側面をおお
う境界筒７によって中央領域と周辺領域とに区分されて
いる。よって本実施例は、中央領域と周辺領域の境界付
近において被写体像の重なり等によって生ずる２重像を
防止できる。

【００１７】図３は、本発明の実施例３の構成を記した
ものである。本実施例は、図３（Ａ）に記載のように、
対物レンズ系１と、イメージガイドファイバー８と、接
眼レンズ９とから成る軟性内視鏡において、その像伝達
系であるイメージガイドファイバー８に本発明を適用し
たものである。

【００１８】その構成を以下に記す。上記イメージガイ
ドファイバー８の入射面１０は図３（Ｂ）に示されるよ
うに、中央領域１０ｉと周辺領域１０ｏにおいて、イメ
ージガイドを形成する単位ファイバーの径がすべて等し
く構成されている。

【００１９】これに対して、上記イメージガイドファイ
バー８の射出面１１は図３（Ｃ）に示されるように、中
央領域１１ｉの単位ファイバーの径が入射面における中
央領域１０ｉでの有効径よりも大きく且つ周辺領域１１
ｏの単位ファイバーの径が入射面における周辺領域１０
ｏでの有効径と等しくなるように構成されている。

【００２０】猶、イメージガイドファイバー８の中央領
域における単位ファイバーの構成は、入射面１０ｉから
射出面１１ｉにかけてその有効径が徐々に大きくなるも
のであるが、段階的に大きくなるものでも構わない。

【００２１】この構成によれば、既存の内視鏡において
イメージガイドのみを交換するという簡単な組み替えで
本発明の効果を奏することができるため、低コストで実
現することが可能である。

【００２２】また、図３は本発明の理解を深める為に単
位ファイバーの数を極端に少なくしたもので、通常は数
千本以上のイメージガイドファイバーを用いるので解像
は実用上問題ない。

【００２３】図４は、本発明の実施例４の構成を記した
ものである。本実施例は、イメージガイド５の射出面に
伝送された被写体像を接眼レンズ１１で観察する軟性内
視鏡の接眼レンズ系に本発明を適用したものである。そ
の構成は、上記イメージガイド５の射出面と上記接眼レ
ンズ１１との間に上記接眼レンズ１１よりも有効径の小
さい拡大レンズ１２を配設して成る。

【００２４】上記構成によれば本発明の効果の他に、他
の実施例のように中央領域を拡大する光学部材が内視鏡
の先端や中央部に設けられておらず、手元に近く常に外
部に位置する場所なので必要なときだけ挿入するように
挿脱可能に設けることも可能である。

【００２５】また、拡大レンズ１２を液晶から成る可変
焦点レンズにて構成すれば、挿脱操作も不要となるので
良い。

【００２６】更に、上記中央領域を拡大する光学部材の
挿脱を簡単な構成で実現できるのが図５に記載した実施
例５である。本実施例は、イメージガイド５と接眼レン
ズ１１とから成る内視鏡の接眼レンズ系において、その
射出面に挿脱可能なアダプターに本発明を適用したもの
である。その構成は、アダプターレンズ１３の後方に上
記アダプターレンズ１３よりも有効径が小さい拡大レン
ズ１２を複数設けたターレット１４を設けて成り、上記
ターレット１４によって中央領域の拡大観察を任意の倍
率に選択することが可能である。また、アダプターに構
成しているため既存の内視鏡は一切いじらずに本発明の
内視鏡光学系を実現できる。

【００２７】図６は、本発明の実施例６の構成を記した
ものである。本実施例は、対物レンズ系１とプリズム１
５とイメージガイド５からなる側視内視鏡の対物レンズ
系に本発明を適用したものである。その構成は、上記プ
リズム１５の中央領域の屈折率ｎ２が周辺領域の屈折率
ｎ１よりも大きく構成したものである。この構成によっ
て中央領域の屈折力は周辺領域の屈折力よりも大きくな
り本発明の効果を有することができる。

【００２８】更に、他の実施例において、上記実施例６
のように、媒質の屈折力を変化させた屈折力分布型レン
ズを対物レンズ１に用いても構わない。また中央領域と
周辺領域とで屈折力の異なるフレネルレンズやホログラ
フィック光学素子を応用しても良いことは言うまでもな
い。

【００２９】

【発明の効果】本発明の内視鏡光学系は、簡単な構成を
加えるのみで、通常の対物レンズ系の設計をそのまま生
かし、内視鏡の細径を保持したまま、高倍と低倍の両像
を同時に観察することが可能である効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示す図

【図２】本発明の実施例２の構成を示す図

【図３】本発明の実施例３の構成を示す図

【図４】本発明の実施例４の構成を示す図

【図５】本発明の実施例５の構成を示す図

【図６】本発明の実施例６の構成を示す図

【図７】従来の高倍と低倍の両像を観察する内視鏡光学
系

【図８】従来の高倍と低倍の両像を観察する内視鏡光学
系

【図９】従来の高倍と低倍の両像を観察する内視鏡光学
系

【符号の説明】 １ 対物レンズ系 ２ 撮像素子 ３ 望遠レンズ ４ｉ 中央領域光束 ４ｏ 周辺領域光束 ５ イメージガイド ６ イメージガイド ７ 境界筒 ８ イメージガイドの入射面 ９ イメージガイドの射出面 １０ 中央拡大イメージガイド １１ 接眼レンズ １２ 拡大レンズ １３ アダプターレンズ １４ ターレット １５ プリズム

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西垣 晋一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 高橋 進 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 榛澤 豊治 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 押切 稔 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 定綱 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズ系と、該対物レンズ系によって
   結像された被写体像を観察する観察手段とから成る内視
   鏡光学系において、 上記内視鏡光学系中を通過する被写体光束が、径方向領
   域で光軸を含む中央領域とその他の周辺領域とで各々の
   像倍率が異なって観察される光学部材を設けたことを特
   徴とする内視鏡光学系。
2. 【請求項２】対物レンズ系と、該対物レンズ系によって
   結像された被写体像を観察する観察手段とから成る内視
   鏡光学系において、 上記内視鏡光学系中を通過する被写体光束が、少なくと
   も径方向領域で光軸を含む中央領域とその他の周辺領域
   とに区分され、上記中央領域の像倍率が上記周辺領域に
   像倍率よりも高くなる光学部材を設けたことを特徴とす
   る内視鏡光学系。