JPH06509425A

JPH06509425A - ステレオビデオ内視鏡の対物レンズ装置

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Publication number: JPH06509425A
Application number: JP4510652A
Authority: JP
Inventors: マキンリー，ハリー　アール．
Original assignee: マキンリー　オプティクス　インコーポレイテッド
Priority date: 1991-04-18
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: AU1920092A; CA2102236C; ATE183334T1; US5191203A; WO1992019008A1; DE69229778D1; EP0580772A1; EP0580772B1; JP3037428B2; CA2102236A1; EP0580772A4; DE69229778T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ステレオビデオ　金の・　レンズ免肚皇１遣本発明は一般的には光学レンズ装置に関するものであり、詳述するとステレオビデオ内視鏡における使用に適した立体視対物レンズの設計に関する。

医療用内視鏡は、診断や手術およびその他の医療処置中に人体の内部領域を視認するのに幅広く使用されている。内視鏡は標準的には、観察機構に固定される、長くて薄くそして硬質または半硬質の光学シリンダを具備する。シリンダは、生来のまたは手術に起因する人体の小さな開口を挿通するのに十分な程度に細い、内視鏡が使用のために挿入および位置決めされるとき、視認される対象物の像が対物レンズにより内視鏡の挿入端部に形成される。偉は一連のリレーレンズを通じてシリンダーから内視鏡の観察端部の対眼レンズへ向う。

最近になって、研究者らは立体視ビデオ内視鏡を開発することにより内視鏡を通じて得られる像を改善することを企図している。これらの内視鏡はビデオモニタ上に見かけ上の三次元的な像を呈示する。立体視効果は、内視鏡を通じて、左像および左像という２つの光学像を発生することにより生成される。左光学像および右光学像は内視鏡により、電荷結合素子（ＣＯＤ）カメラまたはその他の像感知素子とし得る左像センサおよび右像センサに提供される。感知素子は左光学像および右光学像を左ビデオ像および右ビデオ像に変換し、しかして左ビデオ像および右ビデオ像は順次、人間の目のフリッカ感知限界よりも高い切替え速度でモニタ上での交互する左−右偉として提供され、観察される像はフリッカがないように見える。

像は、たとえば左像は左側偏りを有しそして左像は右側偏りを有するよう、左側偏りモードから右側偏りモードへ交互に切り替えられる。彼の例に従えば、観察者は、左レンズは左側偏りを有しそして右レンズは右側偏りを有する偏向眼鏡を装着する。こうして、左目は内視鏡の左チャンネルからの像だけを見、そして右目は右チャンネルからの像だけを見、立体視観察を生ずる。

以下の米国特許および外国特許は、ステレオ内視鏡の例を開示しており、そのうちのいくつかはビデオ撮像およびディスプレイ要素を利用する。

米国特許第４．０６１．１３５号米国特許第４．６１５．３３２号米国特許第４．６５１．２０１号米国特許第４．８６２．８７３号米国特許第４．８７３．５７２号米国特許第４．８９５．４３１号ヨーロッパ特許第２１１，７８３号詳述すると、米国特許第４．０６１．１３５号は像が被観察対象物から、回転効果を補償するためダブ（ｄｏｖｅ）プリズムおよび機械的結合部を使用する光学系を通じて観察ステーションへ送られる双眼内視鏡を開示する。

米国特許第４．６１５．３３２号は、可撓性の光案内部材および双眼アイピースを有する双眼内視鏡を開示する。

米国特許第４．６５１．２０１号は、２つの像案内部材および照射光案内部材を具備する立体視ビデオ内視鏡を開示する。像案内部材は三次元観察を行うために立体視ビューアに光学的に結合される。ビューアは頭部装着型立体視ビデオディスプレイへ接続できる小型のビデオカメラを装着するための結合手段を有する。

米国特許第４．８６２．８７３号は、対象物像を電気−光学式撮像アッセンブリへ搬送するための２つの光ガイド部材を具備するステレオ内視鏡を開示する。レンズ系は対象物からの光を光ガイド部材の対物側端部に誘導する。照射光は一方の光ガイド部材の対向端部から対象物に送信され、それにより対象物を照射する。同時に、他方の光ガイド部材中を送信される像は撮像アッセンブリへ伝達される。

米国特許第４．８７３．５７２号は２つの対象物像を形成する２つの像形成レンズ系とＣＣＤカメラモジュールとをステレオ内視鏡を開示する。対象物像は統合化されそしてＣＣＤカメラへ差し向けられ、立体視出力を提供する。

レンズ系はカメラ撮像面に配置された赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタを具備する。

米国特許第４．８９５．４３１号は、カメラにより記録される一部重複する像から対象物の三次元像を発生する内視装置を開示する。内視装置はある角度だけ湾曲できる可動端部セクションと挿入モジュールとを具備する。第１の像は端部セクションが第１の角度場所に位置決めされた状態で記録される。第１の像と一部重複する第２の像は、端部セクションを第２の角度場所に移動した後に記録される。可動端部セクションの相対的位置はマイクロプロセッサへの入力のため位置信号を発生する符合器により検出され、しかしてこのマイクロプロセッサは位置信号を使用し対象物の三次元像を発生する。

ヨーロッパ特許第２１１．７８３号が、２つの光管が同じ対象物の２つの像を供給するステレオビデオ内視鏡を開示する。これらの像は双眼装置により使用者の眼に賦与され標的の三次元像を表示する。装置は２つのテレビカメラと像を記録するための記録装置とを具備する。記録像は個別のスクリーン上に表示できそして双眼観察装置により観察される。

従来のステレオ内視鏡のほとんどが、それらの対物レンズ系に関連付けられる複数の欠陥を有する。これらの問題は、かさばったそして扱いにくい構成と、対物レンズ装置製造の高コストおよび複雑さと、従来の対物レンズ装置により提供される月並みな光学的性能を含む。従来のステレオビデオ内視鏡の対物レンズに関連付けられる追加の問題が、左／左像それぞれの全ての部分がビデオビクセルの分数内で互いにマツプないし写像されることという要求を含む。このビクセルマツピング条件はは有意な光学設計上の制約である。なぜなら、レンズ系を通る対象物−像光線は、ある共通対象物点に関連付けられる左像点および右像点について非常に異なるからである。

従って、本発明の包括的な目的は、従来設計に関連付けられる問題を除去する改善されたステレオ内視鏡対物レンズ系を提供することである。

さらに特定の目的が、装置の組み立てを助長する光学要素を具備する改善されたステレオ内視鏡対物レンズ系を提供することである。

本発明の他の目的が、従来装置の要素よりも製造費用が相当に廉価な要素を具備する改善されたステレオ内視鏡対物レンズ装置を提供することである。

別途の目的が従来装置の性能特性よりも相当に良好な光学性能特性を有する改善された内視鏡対物レンズ装置を提供することである。

本発明の別の目的がビクセルマツブト像を提供するステレオ対物レンズ装置を提供することである。

本発明の上述の目的およびその他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより容易に理解されよう。

及朋（７）［天前記目的は、本発明により提供される医療用内視鏡及び工業用ボアスコープでのビデオ撮影のための改良立体内視鏡の対物レンズ系により解決される。

本発明はその一様相に於て、全直径寸法の２つの二重レンズ系と半径寸法の２組の同一の二重レンズ系とを含む。全直径寸法の二重レンズ系は対象物の複数の位置を実質的に規準、即ち対象物の複数の位置を無限大に結像する。

本発明のこの様相に従えば、この規準を達成するために必要な光学的倍率の大部分を第１の、即ち外側の二重レンズ系が提供し、第２の、即ち内側の二重レンズ系の光学的倍率は低い。

本発明の更に他の様相に於ては、半径寸法の二重レンズ系は同一とされ、その大量生産での製造が最も経済的に為され得る。このことは、そうした小型レンズは製造がどうしても困難となりがちであるが故に有益である。

本発明の他の様相に於ては全直径寸法の二重レンズ系が、対象物の対称配置された各位置の等角度での映像対を半径寸法の二重レンズ系に提示する。この等角度での映像対が、最終的な立体映像対における対象物／映像マツピングを正確化する。この設計形状では大型の、従って作製の容易な二重レンズ系に補正負担を持たせるので小型の、製造のずっと困難な二重レンズ系の作製が可能な限り単純化可能となる。

本発明の更に他の様相では、単−及び二重レンズ系を組み合わせて二重レンズ系が形成され得る。

ある具体例では二重レンズ系の何れか或は両方を傾斜屈折率（ＧＲＩＮ）レンズで代替可能である。この傾斜屈折率レンズは製造が一段と経済的でありしかも光線の屈折が、従って光学的倍率が二重レンズ系と同一となるような構造と為し得る。

本発明が特定の例示具体例に関連して説明されるが、当業者には請求の範囲の精神から離れることなく種々の改変、付加及び省略を為し得ることを銘記されたい。

１１立ｌ皇皇１１図１は本発明に従う対物レンズ系を使用する立体ビデオ内視鏡を示す概略ダイヤグラムである。

図２は本発明に従う対物レンズ系を示す光学的概略ダイヤグラムであり、対物レンズ系を通しての光線の移行状況が示される。

図３は図２の対物レンズ系を、光学的映像を送るためのリレーレンズと組み合わせた状態で示す光学的概略ダイヤグラムである。

図４は表Ａに明記した表面の位置を例示す、図２の対物レンズ系の光学的概略ダイヤグラムである。

図５は二重レンズ系に代えて傾斜屈折率レンズを組み込んだ、図２の対物レンズ系の光学的概略ダイヤグラムである。

図６は本発明に従う対物レンズ系を示す光学的概略ダイヤグラムであり、ここでは二重レンズ系が単−及び二重の各レンズを組み合わせて形成されている。

図７は本発明に従う対物レンズ系を示す光学的概略ダイヤグラムであり、ここでも二重レンズ系が単−及び二重の各レンズを組み合わせて形成されている。

の　ｔ　″　日図１には本発明の内視鏡の対物レンズ系１００が示され、対象物１２の立体映像を創出するための立体ビデオ内視鏡システムｌが使用されている。立体ビデオ内視鏡システムｌは立体内視鏡１０を含んでいる。この立体内視鏡１０は対物レンズ系１００と、光検知モジュール１５２．１５４と、ビデオ切り替えモジュール１５６と、ビデオモニター１５８とを内蔵している。対物レンズ系ｌＯＯに加え、立体内視鏡１０はこの対物レンズ系１００の集めた光線を光検知モジュール１５２．１５４に送るための、従来からのリレーレンズ或は光学ファイバーを含む。

対物レンズ系１００は対象物１２の左右の光学的映像を作り出し、これらの光学的映像が光検知モジュール１５２．１５４並びにビデオ切り替えモジュール１５６により既知の様式でプロセス処理され、ビデオモニター１５８に対象物１２の明瞭な三次元映像として表示される。

立体視効果は２つの光学的映像、つまり左右の各映像を対物レンズ系ｌＯＯを通して創生ずることにより得られる。対物レンズ系の創出する左右の光学的映像は、リレーレンズ或は光学ファイバー系１５０により左右の光検知モジュール１５２．１５４に提示される。光検知モジュール１５２．１５４は従来からのチャージカップルドデバイス（ＣＣＤ）カメラその他の映倫検知デバイスであり得る。

ＣＣＤ素子は既知の様式で作動し、対物レンズ系が集束しリレーレンズ或は光学ファイバー系１５０により送られる光線を対象物１２の左右の光学的映像を表す電気信号に変換する。

従来からのビデオ切り替え回路１５６が、左右のビデオ映像を表す電気信号を交互する左右の映像としてビデオモニター１５８上に送出する。既知のビデオプラクティスに従えば、こうした交互する映像はちらつきを無くすために人間の目のちらつき検出の限界を越える高い切り替え速度で提示される。

更に、映像は左側偏光モードから右側偏光モードへと交互に切り替えられ、例えば左側の映像が左側偏光され右側の映像が右側偏光される。映像を見るには左側偏光レンズと右側偏光レンズとを有する偏光めがねを使用する。かくして、この偏光メガネを使用してビデオモニター１５８を見ると、左側の目は内視鏡システムの左側チャンネルからの映像のみを、右側の目は右側チャンネルからの映像のみを見ることとなり立体映像が出現する。この形式のビデオ切替及び表示装備はカリフォルニア州サンラフアニルのステレオグラフィック社並びにオレゴン州ビーヴアートンのテクトロニクス社から市販入手可能である。

ビデオモニター１５８に表示される映像の精度及び質は、本発明の要旨とするところの内視鏡の対物レンズ系１００の能力により管理される０図２及び３には本発明に従い構成された対物レンズ系１００が示され、この対物レンズ系を通る光線の移行状況が表される。図２及び３は同一の対物レンズ系を示し、図３では明瞭化のために２つの要素が省略されている。

図２に示すように、対物レンズ系１００の１具体例には全直径寸法の２つの二重レンズ系１１０．１１２と半径寸法の２組の同一の二重レンズ系１１４．１１５．１１８．１２０とが含まれる。全直径寸法の二重レンズ系は対象物の複数の位置を規準、即ち無限大に結像する。

本発明に従えば、この規準を実現するために必要な大部分の光学的倍率が対象物１２に最も近い第１の二重レンズ系１１０により提供され、第２の二重レンズ系１１２の光学的倍率は極めて小さい。

当業者には、図２に示される対物レンズ系１００の各レンズが連続する１６の光学的表面を画定することを認識されよう。対物レンズ系１００のための一組のレンズの実用例が以下の表Ａに記載される。

表Ａ表面　半径　厚さ　口径　ガラス１　−　−４．００２６０８　０．２２５０００　ＡｌＲ８−１，９００００００，４６４０７４ＡＩＲ表Ａにおいて、「半径」及び「厚さ」の欄の数値はｍｍ単位で呈示されている。「ガラス」の表示は、スコツトガラスカンパニー（ドイツ連邦共和国）の製品カタログに見られるような標準的な光学ガラス特性表示である。

「厚さ」の欄は次の光学表面までの距離を言及している。例λば、表面３と関連して、数値１．５０００は表面４まで１．５ｍｍであることを意味している。表の欄の「半径」は、それぞれの湾曲表面の曲率半径を意味している。この実施例において、レンズ直径は、大きな二重レンズに対しては６ｍｍでありそして小さな二重レンズに対しては３ｍｍである。１４個からなる対象物−像全体距離は２８．３ｍｍである。像直径は２．５ｍｍである。

表Ａにおいて、表面は第４図において表示された表面に相当する。１．８．１５及び１６のように番号付けられた表における表面は実際の表面に対応せず、この表を作るのに使用した特定のプログラムにより導入された概念上のものである。

明示のため、表Ａからの番号付けされた表面を番号の後にＳをつけて第４図に示しである。

例えば、第４図に２３として表示された表面は表Ａにおける表面２に相当する。

システム１００は、各左／左像のすべての部分が立体感のある像品質が維持されるように相互の選択された距離内にマツプされるように設定されている。ビデオ用途に対しては、この選択された距離は代表的にビデオ画素の成る分率である。

これは満足させることが困難な条件である。何となれば、レンズ系を通しての対象物−像光路が共通の対象物点の左及び右の像点に対して大きく異なっているからである。第２図はこの光路差を明瞭に示す。第２図に示される光路は、対象物点が左及び左像に対してレンズ要素を通してどのように異なって結像されるかを示している。

第２図に示された対物レンズシステム１００は、左／左像の各々のすべての部分を互いにビデオ画素の成る分率以内にマツプすることができる。その理由は、大きなコリメータ二重レンズが、対称的に配置された対象物点から小さなステレオ二重レンズ対まで等角度の対を与えるからである。

この精確な等角度による解決策は最終ステレオ像対上に精確な対象物／像マツピングをもたらす。精度はまた、第１の高性能コリメータ二重レンズ１１０と第２のもっと性能の低いコリメータ二重レンズ１１２との組み合わせによっても向上される。この第２の二重レンズ１１２は像マツピング問題に対する光学的解決に強い影響を与える。

小さな二重レンズ組１１４．１１６．１１８及び１２０は同等であるので、それらを大量生産において最も経済的に制作しつる点でまた別の効果が与えられる。

この特徴は、小さなレンズを作製するにあたっての固有の困難さを充分に補いつる。大きいほうの、従って作製の容易な二重レンズは修正可能であるので、小さな作製の難しいレンズはなるだけ簡単なものとなしつる。

第５図は、レンズ系が二重レンズの代わりに傾斜屈折率レンズ（ＧＲＩＮ）から形成される対物レンズシステム１００を例示する。これらレンズは二重レンズの性能と同じ性能を有するように作製することができる。第５図において、全円ＧＲＩＮコリメータレンズ２１０がコリメータの作用を為し、そしてＧＲＩＮ半円ステレオレンズ２１４及び２１６の組み合わせ対が対物レンズ組立体を完結する。ステレオレンズ対は、結像面に左右の像２２６及び２２８を創り出す。（一対の開口絞り２２０及び２２２が瞳孔を定義するのに使用されつる。）もちろん、開口絞りは設計者の目的に従って対物レンズ系の別の部位に置くことができる。

第６及び７図は、コリメータレンズ系が単一レンズ及び二重レンズの組み合わせから形成される対物レンズ系を例示する。第６図に例示した対物レンズ系の具体例はコリメータレンズ系３０６、即ち単一レンズ３１０と、それに結合する二重レンズ３１２と、それに更に結合する別の単一レンズ３１３を含んでいる。ステレオレンズ対果３０８は一対の二重レンズ３１４及び３１６とそれと結合する第２の二重レンズ対３１６及び３２０とにより第２図におけるようにして形成される。全円レンズ系は対象物点を平行化する。必須の要件は、コリメータ系が対称的に配置された対象物点から小さなステレオレンズ対まで等角度の対を与えることである。これは、第２図に例示したような二重レンズ系、第５図に例示したよりなＧＲＩＮレンズ、第６図或いは７図に例示したような単一レンズと二重レンズとの組み合わせ、三重レンズ或いはこれらの組み合わせを使用して達成することができる。もちろん、ステレオレンズ系はＧＲＩＮレンズからでも形成されつる。

第６図に例示した対物レンズ系１００の実施のための一組のレンズの実施例が表Ｂに呈示される０表Ａにおけるように、曲率半径及び厚さの欄の数値はｍｍ単位である。「ガラス」の表示は、スコツトガラスカンパニー（ドイツ連邦共和国）の製品カタログに見られるような標準的な光学ガラス特性表示である。「厚さ」の欄は次の光学表面までの距離を言及している。例えば、表面３と関連して、数字１．５０００は表面４まで１．５ｍｍであることを意味している。欄「半径」は、それぞれの湾曲表面の曲率半径を意味している。

表Ｂにおいて、レンズの表面ｌ、２．９．１６及び１７は、実際のレンズ表面と一致しない。

瓦−１ステレオ対物レンズ、タイプ３ＳＲＦ　半径　厚さ　開口　ガラス　ＳＰＥ］　−−−３，２２２７２８０，１８００００Ａ　ＡｌＲ２−−２，００００００３，０００００Ｏ５１０２Ｇ３　３．００００００　１．１３００００　２．００００００　ＡｌＲ４−６，９１７３３９１，５０００００２，００００００３ＦＩ５　９．００００００　２．２０００００　３．００００００　ＬＡにＮ１２６　−８．００００００　０．５０５０００　３．００００００　ＡＩＲ？　−３，２０００００２，５０００００２，１０００００Ｆ１ａ　−３，４２２２３９−１，４０００００３，００００００ＡｌＲ９−−２，２０００００１，００００００ＡｌＲ１０４４，７０１０００２，５０００００＋、５０００００　ＬＡに８１１　−２．１０００００　２．００００００　１．５０００００　ＳＦＩ＋２　−８．９２００００　０．５０００００　１．５０００００　ＡＩＲ＋３　８．９２００００　２．００００００　＋、５０００００　ＳＦＩ＋４　２．１０００００　２．５０００００　１．５０００００　ＬＡに８１５−４４．７０１０００　２．３９５１４４　１．５０００００　ＡＩＲ＋６　−０．００１０００　１．２５００００　８に７＋７　−１．２５００００　Ａ１８図７は、二重レンズ３２３が後に続く連続する二つの単−レンズ３２０及び３２２を採用する別のコリメータのレンズの組合わせを図示する。

この連結の物理特性は、表Ｃに示される。

表Ｃにおいて、レンズ表面１．２．９．１６及び１７は、物理レンズ表面と一致しない。

１−ニステレオビデオシステムＳＲＦ　半径　厚さ　開口　ガラス　５ＰＥ１　−−　−３．０９５０７０　０．１６００００Ａ　ＡｌＲ２−−２，００００００３，０００００Ｏ５Ｉ０２　Ｃ３３，００００００１，２４５０００２，００００００ＡｌＲ４−４，４０００００２，２０００００２，００００００Ｆ４５　３．５２２７０２　０．２４４０００　３．００００００　ＡｌＲ６−２，８５６４４３２，００００００２，１０００００ＬＡにＮ１２７　−９．００００００　２．００００００　３．００００００　５ＦＩ８　−４．３８７３４３−１．４０００００　３．００００００　ＡｌＲ９−２，２０００００１，００００００ＡＩＲ＋０　４４．７０１０００　２．５０００００　１．５０００００　ＬＡに８！１　−２．１０００００　２．００００００　＋、５０００００　３Ｆ１１２　−８．９２００００　０．５０００００　１．５０００００　ＡＩＲ＋３　８．９２００００　２．００００００　１．５０００００　ＳＦＩ＋４　２．１０００００　２．５０００００　１．５０００００　ＬＡに８＋５−４４．７０１０００　２．６６９０７４　１．５０００００　’　ＡｌＲ１６−０，００１０００１，２５００００８に７＋７　−−　１．２５００００　Ａ１８図１に図示されるように、内視鏡の対物系１００は、光フアイバ要素あるいは一組のリレーレンズ１５０で結合して使用できて対物系から感知素子１５２．１５４へ光を伝達する。対物系１００と共に使用されるリレーレンズシステム１５０の例が、図３に図示される。

図３のリレーレンズシステムは、対物系１００で結合して使用される複数の棒状のリレーレンズ１６０．１６２．１６４を含んでいる。当該技術分野の専門家であれば、広範囲のリレーレンズ系が本発明によって構成される対物系と共に使用できることを理解するだろう。

別法として、本発明に従って構成される内視鏡は、対物系と同様のハウジング内に取付けられる従来のＣＣＤ配列を使用できる０図２に図示するように、ＣＣＤ配列は、ダブレットレンズ１１８及び１２０の出口で発生される光学像を受像するように図示される左右の感知要素１５２．１５４を含むことができる。一体になったパッケージ内に一つ以上の感光性領域をもつＣＣＤ要素の設計及び構成は、当該技術分野では良く知られている。

ＣＣＤ配列によって発生される電気信号は、ハウジングから従来の導線によって伝導できる。この形状がリレーレンズ系もしくは光ファイバの必要性を除去する。

図２及び３に図示される系１００は、医療用内視鏡及び工業用のボアスコープにおいて使用する場合にいくつかの利点を提供する。この形状は、３ｍｍと同じくらい小さい小さな円筒の直径と結合できる利点を提供する。

また、この設計は、診断及び外科での使用と高精度の工業用測定での使用に対して高い分解能と低い歪みを提供する。

かくして、本発明が、上の記述から明らかにされるものの間で上述の目的を効果的に達成することが理解されるだろう。

本発明の範囲から逸脱することなしに上の構成及び連続の動作に変更を加えることができることは理解されるだろう、したがって、上の記述に含まれるあるいは添付図面に図示される全ての問題は制限を意味するものでなく例示的に説明することを意図したつもりである。

また、後述の請求項が以上記述した本発明の全体的及び具体的特徴の全てを意図するものであることは理解されるべきである。

Ｓ　＠国際調査報告ｌＨ＋軒１１１１啼ｇ１１＠−ト・−岬・　ＰＣＴ／ＵＳ９：２／＋１１１６５フロントページの続き（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、　ＳＥ）、　ＡＵ、　ＣＡ、ＪＰ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対物系の対物端部に生成される対象物の光学像を対物系の像平面におけるピクセルマップ左・右光学像に変換する、ステレオビデオ内視鏡用の立体対物レンズ装置であって、Ａ．対物端部近傍にあって、対象物上の点から発する光を収集するための屈折率分布型コリメータレンズ要素であって、第１光学軸線、選択された直径および選択された光パワーを有し、対象物点から屈折率分布型レンズにより伝達される光が実質的に平行化されるように、対象物点を実質的に無限大に結像する屈折率分布型コリメータレンズと、Ｂ．前記屈折率分布型コリメータレンズに隣接して位置づけられ、前記屈折率分布型コリメータレンズから出た光を収集するための左／右１対のステレオ屈折率分布型レンズとを備え、該第１の左／右１対のステレオ屈折率分布型レンズが、右勾配レンズと左勾配レンズとを含み、前記右ステレオレンズの光学軸線と前記左ステレオレンズの光学軸線が、コリメータレンズの光学軸線に実質的に平行であり、前記コリメータレンズと前記左／右１対のステレオレンズとが、コリメータレンズが対称に配置された対象物点からの等角度光線対を左／右１対のステレオレンズに与えるように協働し、前記右ステレオレンズが、前記コリメータレンズからの光を収集して、像平面に右像を生成し、前記左ステレオレンズが前記コリメータレンズからの光を収集して、像平面に左像を生成し、左／右像の対応する部分が、相互に選択された距離内にマップされることを特徴とする立体対物レンズ装置。
（２）前記右ステレオレンズと前記左ステレオレンズとが、実質的に同一である請求の範囲第１項記載のレンズ装置。
（３）前記右ステレオレンズおよび左ステレオレンズの直径が、前記コリメータレンズの直径の約１／２である請求の範囲第１項記載のレンズ装置。
（４）対象物の立体像を表示するための立体内視鏡装置であって、対物系の対物端部に生成される対象物の光学像を対物系の像平面におけるピクセルマップ左・右光学像に変換する、立体対物鏡レンズ系を備え、該対物レンズ系が、（ｉ）対物端部の近傍にあって、対象物上の点からの光を収集するためのコリメータレンズ系であって、対象物点を実質的に無限大に結像して、対象物点から当該コリメータレンズ系により伝達される光が実質的に平行化されるように、限定された光学軸線と、選択された直径と、選択された光パワーを有するコリメータレンズ系と、（ｉｉ）該コリメータレンズ系に隣接して位置づけられ、該コリメータレンズ系から出た光を収集するための左／右１対のステレオレンズ系とを備え、該左／右１対のステレオレンズ系が、限定された光学軸線と選択された直径を有する右ステレオレンズ系と、限定された光学軸線と、前記右ステレオレンズ系の直径に等しい選択された直径を有する左ステレオレンズ系を有し、前記右レンズ系の光学軸線と前記左レンズ系の光学軸線とが、前記コリメータレンズ系の限定された光学軸線に実質的に平行であり、前記コリメータレンズ系と前記左／右１対のステレオレンズ系とが、コリメータレンズ系が対称に配置された対象物点からの等角度光線対を前記左／右１対のステレオレンズ系に与えるように協働することを特徴とする立体内視鏡装置。
（５）前記コリメータレンズ系または前記左／右１対のステレオレンズ系の少なくとも一つが、屈折率分布型レンズから構成され、各左／右像の対応する部分が、相互に選択された距離内にあり、前記コリメータレンズ系または前記左／右１対のステレオレンズ系の少なくとも一つが、屈折率分布型レンズより形成される請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（６）前記左および右ステレオレンズ系の各々の直径が、前記コリメータレンズ系の直径の実質的に１／２である請求の範囲第４または５項記載の立体内視鏡装置。
（７）像平面の右および左領域に各々位置づけられ、前記右および左光学像にそれぞれ応答して、前記右および左光学像を右および左ビデオ信号を表わす電気信号に変換するための右および左光学感知手段を備える請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（８）像平面の右および左領域に各々位置づけられ、前記右および左光学像にそれぞれ応答して、前記右および左光学像を右および左ビデオ信号を表わす電気信号に変換するための右および左光学感知手段を備える請求の範囲第５項記載の立体内視鏡装置。
（９）前記コリメータおよび前記右・左１対のステレオレンズ系間にアパーチャストップを有する請求の範囲第４または５項記載の立体内視鏡装置。
（１０）前記第１および第２光学感知手段と電気的に接続しており、前記第１および第２感知手段により生成される前記電気信号に応答して、右および左ビデオ像を表示するためのビデオモニタ手段を備える請求の範囲第７または８項記載の立体内視鏡装置。
（１１）前記右および左光学感知装置が少なくとも１つのＣＣＤ要素を含む請求の範囲第７項記載の立体内視鏡装置。
（１２）前記右および左光学感知装置が少なくとも１つのＣＣＤ要素を含む請求の範囲第８項記載の立体内視鏡装置。
（１３）前記対物レンズ系がくウジング内にあり、前記少なくとも一つのＣＣＤ要素が、前記対物レンズ系に近接するハウジング内に配置されおり、前記対物レンズ系により生成される光学像が前記少なくとも一つのＣＣＤ要素に伝達される請求の範囲第１１項記載の立体内視鏡装置。
（１４）前記コリメータレンズ系が、Ａ．対物端部に近接して存し、第１の光学軸線と、選択された直径と、選択された光パワーとを有する、対象物上の点をからの光を収集するための第１のコリメータダブレットレンズと、Ｂ．該第１コリメータダブレットレンズからの光を収集するための第２のコリメータダブレットレンズであって、当該第２コリメータダブレットレンズの光学軸線が、前記第１コリメータダブレットレンズの光学軸線と実質的に同一直線上にあるように、前記第１コリメータダブレットレンズに隣接して位置付けられ、かつ選択された直径と選択された光パワーを有するコリメータダブレットレンズとを備え、前記対象物点から前記第２のコリメータダブレットレンズにより伝達される光が実質的に平行化されるように、前記第１および第２コリメータダブレットレンズが協働して、対象物点を実質的に無限大に結像する請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（１５）前記コリメータレンズ系が、対象物点を実質的に無限大に結像するに際して、ダブレットレンズと実質的に同じ光学的出力を提供する屈折率分布型レンズを備える請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（１６）前記コリメータレンズ系が、対物端部に近接し、対象物上の点からの光を収集するための第１のコリメータシングレットレンズと、該第１コリメータシングレットレンズからの光を収集するための第１のコリメータダブレットレンズと、前記第１コリメータダブレットレンズに近接し、前記第１コリメータタブレットレンズからの光を収集するための第２のコリメータシングレットレンズと、を備え、前記コリメータシングレットレンズと前記コリメータダブレットレンズがすべて、同一直線上の光学軸線を有し、前記第１および第２コリメータシングレットレンズおよび前記第１コリメータダブレットレンズが協働して、対象物点を実質的に無限大に結像する請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（１７）前記コリメータレンズ系が、対物端部に近接し、対象物上の点からの光を収集するための第１のコリメータシングレットレンズと、該第１コリメータシングレットレンズからの光を収集するための第２のコリメータダブレットレンズと、前記第２コリメータシングレットレンズに近接し、前記第２コリメータシングレットレンズからの光を収集するための第２のコリメータシングレットレンズとを備え、前記第１および第２コリメータシングレットレンズおよび前記第１コリメータダブレットレンズが協働して、対象物点を実質的に無限大に結像する請求の範囲第４項記載の立体内視鏡装置。
（１８）ステレオ（立体視）ビデオ内視鏡のためのステレオ対物レンズ装置において、対物レンズが前記対物レンズ系の対物端において発生された対物光学像を、対物レンズ系の像平面端で画素マップで表した左右の光学像に変換するものであり、前記対物レンズ装置は、Ａ．対物端に近接して配置されて対象物体の諸点からの光を集光する第１コリメータ２重レンズであって、第１光学軸と、選択された直径と、選択された光学倍率とを有するもの、Ｂ．前記第１コリメータ２重レンズに近接配置されてから該２重レンズからの光を集光するために第２コリメータ２重レンズであって、その光学軸が前記第１コリメータ２重レンズの光学軸とほぼ直線状になっており、かつ選択された直径と選択された光学倍率とを有するものであり、前記第１及び第２コリメータ２重レンズは共同して物体の諸点の像を実質的に無限遠に結像させるようになっており、それにより第２コリメータ２重レンズにより伝達される光が実質的に平行化されているもの、Ｃ．前記第２コリメータ２重レンズに近接して配置され前記第２コリメータ２重レンズからの光を集光する第１左右ステレオ２重レンズ対であって、第１右２重レンズと、第１左２重レンズとを有し、前記第１右２重レンズの光学軸及び前記第１左２重レンズの光学軸が前記第２コリメータ２重レンズの光学軸と実質的に平行であり、前記第１及び第２コリメータ２重レンズ並びに前記第１左右２重レンズ対とは共同していて、前記の前記第１及び第２コリメータ２重レンズが前記第１左右２重レンズヘ、対象配置された物体点からの等角光線対を与えるようになっているもの、Ｄ．前記第１左右ステレオ２重レンズに近接して配置されかつ対物系の像平面端に近接している第２左右ステレオ２重レンズ対であって、前記第２右２重レンズの光学軸が前記第１右２重レンズの光学軸と実質的に直線をなし、また前記第２左２重レンズの光学軸が前記第１左２重レンズの光学軸と実質的に直線をなし、前記第２右２重レンズは前記第１右２重レンズからの光を集光して前記像平面に右像を形成するようになっており、前記第２左２重レンズは前記第１左２重レンズからの光を集光して前記像平面に左像を形成するようになっており、前記右及び左像の互いに対応した点は互いに選択された距離範囲内にマップされている、ことよりなるステレオビデオ内視鏡のためのステレオ対物レンズ装置。
（１９）前記第２コリメータ２重レンズの直径は前記第１コリメータ２重レンズの直径にほぼ等しい請求の範囲第１８項記載のステレオ対物レンズ装置。
（２０）前記第１右２重レンズ、前記第１左２重レンズ、前記第２右２重レンズ、前記第２左２重レンズ、は同一の構造を有する請求の範囲第１９項記載のステレオ対物レンズ装置。
（２１）前記第１右２重レンズ、前記第１左２重レンズ、前記第２右２重レンズ、前記第２左２重レンズの直径は、前記第１コリメータ２重レンズの直径のほぼ半分の直径を有する請求の範囲第２０項記載のステレオ対物レンズ装置。
（２２）前記第１コリメータ２重レンズは前記第２コリメータ２重レンズよりも大きい倍率を有する請求の範囲第２１項記載のステレオ対物レンズ装置。
（２３）対象物体のステレオビデオ像を表示するためのステレオビデオ内視鏡装置において、Ａ．対物レンズが前記対物レンズ装置の対物端において発生された対物光学像を、対物レンズ系の像平面端で画素マップで表した左右の光学像に変換するステレオビデオ対物レンズ装置であって、前記ステレオビデオ対物レンズ装置は、（ｉ）対物端に近接して配置されて物体の諸点からの光を集光する第１コリメータ２重レンズであって、第１光学軸と、選択された直径と、選択された光学倍率とを有するもの、（ｉｉ）前記第１コリメータ２重レンズに近接配置されてから該２重レンズからの光を集光するために第２コリメータ２重レンズであって、その光学軸が前記第１コリメータ２重レンズの光学軸とほぼ直線になっており、かつ選択された直径と選択された光学倍率とを有するものであり、前記第１及び第２コリメータ２重レンズは共同して対象物体の諸点の像を実質的に無限遠に結像させるようになっており、それにより第２コリメータ２重レンズにより伝達される光が実質的に平行化されているもの、（ｉｉｉ）前記第２コリメータ２重レンズに近接して配置されて前記第２コリメータレンズからの光を集光する第１左右ステレオ２重レンズ対であって、第１右２重レンズと、第１左２重レンズとを有し、前記第１右２重レンズの光学軸及び前記第１左２重レンズの光学軸が前記第２コリメータ２重レンズの光学軸と実質的に平行であり、前記第１及び第２コリメータ２重レンズ並びに前記第１左右２重レンズ対とは共同していて前記の前記第１及び第２コリメータ２重レンズが前記第１左右２重レンズヘ、対象配置された物体点からの等角光線対を与えるようになっているもの、（ｉｖ）前記第１左右ステレオ２重レンズに近接して配置されかつ対物系の像平面端に近接している第２左右ステレオ２重レンズ対であって、前記第２右２重レンズの光学軸が前記第１右２重レンズの光学軸と実質的に直線をなし、また前記第２左２重レンズの光学軸が前記第１左２重レンズの光学軸と実質的に直線をなし、前記第２右２重レンズは前記第１右２重レンズからの光を集光して前記像平面に石像を形成するようになっており、前記第２左２重レンズは前記第１左２重レンズからの光を集光して前記像平面に左像を形成するようになっており、前記右及び左像の互いに対応した点は互いに選択された距離範囲内にマップされている、ステレオ対物レンズ装置、及びＢ．前記像平面の左右領域にそれぞれ配置されていて、前記左右光学像を、左右ビデオ信号を表示する電気信号に変換する左右光学感知手段とよりなる、対象物体のステレオビデオ像を表示するためのステレオビデオ内視鏡装置。
（２４）前記左右光学感知手段に結合していて、前記電気信号に応じて左右ビデオ像を表示するビデオモニタを有する請求の範囲第２３項記載のステレオビデオ内視鏡装置。
（２５）前記左右光学感知手段は少なくとも１つのＣＣＤ素子を有する請求の範囲第２３項記載のステレオビデオ内視鏡装置。
（２６）前記対物レンズ装置はハウジング内に装入され、前記少なくとも１つのＣＣＤ素子は前記対物レンズ系に近接して前記ハウジング内に配置され、それにより対物レンズ系により発生される光学像が前記少なくとも１つのＣＣＤ素子に伝達されるようになっている請求の範囲第２５項記載のステレオビデオ内視鏡装置。