JPH08122666A - 立体視内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体視内視鏡において、内向角を大きくして
必要十分な立体感を得る。 【構成】 筒状の細長い挿入部８と、挿入部８先端内に
配置した対物光学系１８と、挿入部８内に配置され、対
物光学系１８で結像した物体像１９を伝送するリレー光
学系２０と、リレー光学系２０で形成された物体像１９
からの光束を複数に分離する瞳分割絞り２４と、瞳分割
絞り２４からの光束を受け取り、互いに視差のある複数
の物体像を結像する結像光学系２５と、結像光学系２５
で結像された物体像を撮像する撮像素子２６ａ．２６ｂ
とを有している立体視内視鏡２で、リレー光学系２０が
条件（φ² ／Ｌ＞０．４３：ただし、φはリレーレンズ
系の外径、Ｌは前記リレー光学系のリレー長）を満足す
るリレーレンズ系を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体を立体視観察でき
る立体視内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、外科手術の手技の発達に伴い従来
の開復手術に換えて内視鏡を使って腹部に小さな穴をあ
けて腹腔内を観察したり、手術を行う内視鏡下の外科手
術が普及してきている。

【０００３】これまでは、内視鏡とＴＶカメラを組み合
わせた装置で観察を行っていたが、奥行き情報がないた
め手術に時間がかかっていた。しかし、最近になって、
奥行き情報を併せ持った立体視内視鏡が開発されてい
る。

【０００４】従来の立体視可能な内視鏡光学系として、
図１０に示す特願平５−２８２７８号のものがある。こ
れは、対物光学系１００とリレー光学系１０１が軸対称
な１本の光学系により構成されている。対物光学系１０
０で結像した像はリレー光学系１０１によって所定の距
離だけ伝送され、リレー光学系１０１の後端にはプリズ
ム１０２が配置されており、これにより瞳を空間的に２
つに分割することにより視差のある左右一対の像をＣＣ
Ｄ等の撮像手段１０３，１０４によって撮像される。撮
像された左右一対の像は電気信号に変換され、図示しな
いＴＶモニタに表示される。この時、表示される左右像
を高速で切り換えると同時にこれと同期したシャッタメ
ガネを用いることにより、右眼用画像は右眼で、左眼用
画像は左眼で観察することになり立体視することができ
る。

【０００５】このタイプの対物光学系とリレー光学系は
立体視ではない従来の内視鏡と構成が同じであり、左右
光路共通の部品が多く、部品点数が少ないため製造誤差
が少なく、組立性もよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の立体視
内視鏡の場合、視差の大きさが小さく十分な立体感が得
られないという問題がある。この点を図１１を用いて説
明する。

【０００７】対物光学系１００によって結像した像Ｉ′
はリレー光学系１０１によって伝送された後、瞳分割手
段１０６で光束が二分され、左右それぞれの結像光学系
１０７ａ，１０７ｂにより撮像素子１０８ａ，１０８ｂ
上に結像する。瞳分割手段１０６は、リレー光学系最終
像Ｉｅからの光束を受け取り無限遠に結像する瞳結像レ
ンズ１１０と、光束を制限しかつ二分するための瞳分割
絞り１１１と、左右の光束間隔を大きくするためのプリ
ズム１１２ａ，１１２ｂとからなる。

【０００８】瞳分割絞り１１１は略瞳位置に置いてあ
り、リレー光学系１０１の光軸に対しほぼ対称な位置に
開口部１１１ａ，１１１ｂが設けてある。この開口部１
１１ａ，１１１ｂを通る光束（斜線部）のみが結像に関
与し、対物光学系１００に２つの入射瞳を形成する。

【０００９】リレー光学系１０１は、１つまたは複数の
リレーレンズ系から構成され、リレーレンズ系は焦点距
離及び構成がほぼ同じレンズ系を互いに焦点位置でつな
げた、等倍のアフォーカル光学系である。

【００１０】さて、立体感の主要因である視差の大きさ
は、内向角αにより表せる。

【００１１】対物光学系１００とリレー光学系１０１で
決まる物体側開口数をＮＡｏ、入射瞳径をａ、瞳分割絞
り１１１によって形成された２つの入射瞳の重心位置間
隔をｂとすると内向角αは次のようになる。

【００１２】

【数１】 α＝２ｋ・ＮＡｏ（ｒａｄ） （１） ただし、ｋは瞳分割比で、ｋ＝ｂ／ａ、また、ＮＡｏ＝
ｓｉｎθ＝θ、とした。また、対物光学系１００の近軸
倍率をβ、リレー光学系の開口数をＮＡｒとすると、

【数２】 ＮＡｏ＝β・ＮＡｒ （２） である。

【００１３】近軸倍率βは対物光学系の歪曲収差を無視
すると、ほぼ次のようになる。

【００１４】

【数３】 ここで、Ｉは物体高、Ｉ′は像高、Ｓは物体距離、ωは
半画角である。

【００１５】リレー光学系１０１のＮＡ，ＮＡｒはリレ
ーレンズ系の片側のレンズ系の焦点距離をｆ、外径をφ
とすると、

【数４】 となる。なお、片側のレンズ系の焦点距離とは、リレー
レンズ系（のリレー単位となるレンズ系）を瞳位置を境
に前後に分けたときの、前側または後側のレンズ系の焦
点距離であって、前側の焦点距離≒後側の焦点距離であ
る。

【００１６】さらに、像高Ｉ′をリレー光学系の外径φ
に対する比で書き表すと、

【数５】Ｉ′＝ｎφ であり、ｎは外径φに対する像高比である。

【００１７】また、リレーレンズ系の片側の焦点距離ｆ
をリレー長Ｌに対する比で書き表すと、

【数６】ｆ＝ｍＬ となる。ｍはリレー長Ｌに対する焦点距離比である。

【００１８】以上をまとめると、内向角αは次のように
書き換えられる。

【００１９】

【数７】 表１に従来の立体視内視鏡の仕様及び上記（３）式から
計算した内向角αを示す。従来例１，２の仕様はドイツ
実用新案公報、Ｇ９３０２８９８．２記載の実施例のも
のである。ただし、瞳分割比ｋは０．７５とした。

【００２０】

【表１】 一方、必要かつ十分な立体感を得るための内向角の大き
さは２°〜７°程度である。１°〜２°では多少立体感
不足となり、１°以下では立体感をほとんど感じない。
７°より大きいと立体感過剰あるいは立体視ができなく
なり疲労を感じる。

【００２１】表１より従来例１の立体視内視鏡の内向角
αは、物体距離ベスト位置で１．６°で多少立体感はあ
るが、十分ではない。また、画角が４５°と小さく、内
視鏡下外科手術に使用するには不適切である。

【００２２】さらに、従来例２の立体視内視鏡は画角が
６０°となっているが、内向角は物体距離ベスト位置で
１．１°と小であり、この大きさでは実用上ほとんど物
体を立体的に視認することはできない。

【００２３】また、図１２は物体距離に対する内向角を
（３）式により計算したものであり、図中に、（φ² ／
Ｌ）＝０．４２とした上記従来例２の場合と共に、上記
従来例２で（φ² ／Ｌ）を０．８２とした場合について
も併せて示す。立体感を多少でも感じることのできる内
向角の範囲を１°以上、立体感過剰でない内向角の範囲
を７°以下とすると、立体視できる物体距離範囲は、従
来例２の場合１０〜５０mmとなり、狭い範囲しか立体視
観察ができない。また、従来例２の物体距離ベスト位置
４６mmでの内向角は、１°程度であり、ほとんど立体感
を得ることができない。（３）式より画角ωを小とする
と、内向角αを大とすることができるが、画角４５°で
は実使用上不足である。

【００２４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、画角を小さくせずに内向角を大きくして広い範
囲に渡って必要十分な立体感を得ることのできる立体視
内視鏡を提供することを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の請求項
１の立体視内視鏡は、筒状の細長い挿入部と、前記挿入
部先端内に配置した対物光学系と、前記挿入部内に配置
され、前記対物光学系で結像した物体像を伝送するリレ
ー光学系と、前記リレー光学系で形成された物体像から
の光束を複数に分離する瞳分割手段と、前記瞳分割手段
からの光束を受け取り、互いに視差のある複数の物体像
を結像する結像光学系と、前記結像光学系で結像された
物体像を撮像する撮像手段とを有している立体視内視鏡
において、前記リレー光学系が条件 φ² ／Ｌ＞０．４３ （ただし、φはリレーレンズ系の外径、Ｌは前記リレー
光学系のリレー長）を満足するリレーレンズ系を有する
ことで、画角を小さくせずに内向角を大きくして必要十
分な立体感を得ることを可能とする。

【００２６】請求項２の立体視内視鏡は、前記挿入部先
端内に配置した対物光学系と、前記挿入部内に配置さ
れ、前記対物光学系で結像した物体像を伝送するリレー
光学系と、前記挿入部内に配置された照明光伝送手段
と、前記リレー光学系で形成された物体像からの光束を
複数に分離する瞳分割手段と、前記瞳分割手段からの光
束を受け取り、互いに視差のある複数の物体像を結像す
る結像光学系と、前記結像光学系で結像された物体像を
撮像する撮像手段とを有している立体視内視鏡におい
て、前記リレー光学系が条件 φ／Φ＞０．７１ （ただし、φはリレーレンズ系の外径、Φは前記挿入部
の外径）を満足するリレーレンズ系を有することで、外
径を極力細くしたまま、必要な明るさ及び画角を確保し
て従来よりも内向角を大きくして必要十分な立体感を得
ることを可能とする。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を具体的に説明
する。

【００２８】図１ないし図７は本発明の第１実施例に係
わり、図１は第１実施例の立体視内視鏡を備えた立体視
内視鏡装置の全体構成を示す構成図、図２は図１の立体
視内視鏡における撮像光学系の構成を示す構成図、図３
は図２の挿入部内のリレーレンズ系の瞳位置での断面を
示す断面図、図４は図３における内向角の比（α₂ ／α
₁ ）とリレーレンズ系の外径比との関係を示すグラフ、
図５は図２の瞳分割絞りの第１の変形例を説明する説明
図、図６は図２の瞳分割絞りの第２の変形例を説明する
説明図、図７は図１の立体視内視鏡における撮像光学系
の変形例の構成を示す構成図である。

【００２９】図１に示すように、立体視内視鏡装置１は
立体視するための撮像光学系を内蔵した第１実施例の立
体視内視鏡２と、この立体視内視鏡２に設けられた照明
光を伝送する照明光伝送手段に照明光を供給する光源装
置３と、この立体視内視鏡２に内蔵された撮像手段に対
する信号処理を行うカメラコントロールユニット４（以
下、ＣＣＵと略記する）と、このＣＣＵ４から出力され
る信号を映像信号に変換するスキャンコンバータ５と、
このスキャンコンバータ５から出力される映像信号を表
示するカラーモニタ６と、このカラーモニタ６に表示さ
れる画像を立体的に視認するためのシャッター機能を有
するシャッタメガネ７とから構成される。

【００３０】上記立体視内視鏡２は体腔内等に挿入され
る細長の挿入部８と、この挿入部８の後端に大径に形成
され、術者により把持される把持部９とを有する。この
挿入部８は円管形状でステンレス等の金属等からなる硬
質の外套管で形成されている。つまり、この立体視内視
鏡２は硬性の挿入部８を有する硬性内視鏡である。

【００３１】この立体視内視鏡２は通常の内視鏡と同様
に光源装置３から供給される照明光を伝送する照明光伝
送手段と、この伝送した照明光を照明窓から出射して対
象物側を照射する照明光学系とを有すると共に、この照
明光学系で照明された対象物を立体視できるように視差
のある２つの観察像を得る観察光学系（撮像光学系）を
有する。

【００３２】なお、本実施例ではこの観察光学系として
光電変換する機能を備えた撮像素子に視差のある２つの
像を結ぶ作用を行う立体視内視鏡で主に説明しているの
で、観察光学系を撮像光学系ともいう。

【００３３】上記把持部９にはライトガイド口金１０が
設けてあり、このライトガイド口金１０にライトガイド
ケーブル１１の一端が着脱自在で接続され、ライトガイ
ドケーブル１１の他端のライトガイトコネクタ１２は光
源装置３に着脱自在で接続される。

【００３４】光源装置３内には白色光の照明光を発生す
るランプ１３と、この白色光を集光するレンズ１４とが
配置され、このレンズ１４で集光された照明光はライト
ガイドコネクタ１２の端面に照射され、この端面に照射
された照明光はライトガイドケーブル１１内のライトガ
イドにより伝送され、ライトガイド口金１０から立体視
内視鏡２内のライトガイド１５側に伝送した照明光を供
給する。

【００３５】照明光伝送手段としてのライトガイド１５
は把持部９内で屈曲され、挿入部８内を挿通されてい
る。このライトガイド１５は供給された照明光を伝送
し、挿入部８の先端部１６に固定された先端面から前方
に照明光を出射する。

【００３６】撮像光学系では、照明光で照明された物体
（図１において矢印で示す）１７は、先端部１６内にお
ける照明窓に隣接して配置した観察窓に取り付けた対物
光学系１８によって、図２に示すように、結像位置に光
学像１９を結ぶ。この像１９はリレー光学系２０により
後方側に伝送される。リレー光学系２０の最終像２１は
瞳分割絞り２４（瞳分割手段）によって光束が二分さ
れ、結像レンズ２５によって最終的には把持部９内に配
置した撮像素子２６ａ，２６ｂ（撮像手段）の光電変換
面（撮像面）に結ぶ。

【００３７】本発明の構成では、リレー最終像２１の中
心から出射し瞳分割絞り２４の２つの開口部２７ａ，２
７ｂの中心を通る結像レンズ２５の主光線を斜めに出射
させることにより、リレー最終像２１から撮像面までの
距離を極力短くし手元側の小型化を図っている。結像レ
ンズ２５は、左右それぞれ独立した光軸を持つ結像レン
ズ２５ａ，２５ｂから構成されている。なお、瞳分割絞
り２４は、光束を２分すると共に開口（明るさ）を制限
する機能を併せ持っているので、明るさ絞りともいう。

【００３８】図１に戻り、撮像素子２６ａ，２６ｂは例
えば正方形状の撮像面を有し、この撮像面の縦あるいは
横方向は、図２における瞳分割絞り２４の２つの開口部
２７ａ，２７ｂの離間して配置される左右方向と一致し
ている。

【００３９】上記把持部９は結像光学系２５と撮像素子
２６ａ，２６ｂを含む出力部２８と、その前方側の入力
部２９とで着脱自在で分離できるようにしている。入力
部２９は対物光学系１８とリレー光学系２０とを含む。

【００４０】上記出力部２８を分離できる構造にするこ
とにより、撮像素子２６ａ，２６ｂが故障した場合の修
理が容易になると共に、感度の高い撮像素子とか画素数
の多い撮像素子等を取り替えて性能を向上するとか、視
野方向や視野角の異なる入力部を交換して使用すること
も可能にできるフレキシビリティのある構造にしてい
る。また、入力部と出力部とは互いに装着した状態でリ
レー光学系光軸のまわりに回転可能とし、像の向きの補
正ができるようにしてある。

【００４１】撮像素子２６ａ，２６ｂは出力部２８の後
端から延出されて信号ケーブル３０によってＣＣＵ４と
接続され、撮像素子２６ａ，２６ｂで光電変換された撮
像信号に対する信号処理が行われる。このＣＣＵ４で信
号処理された画像信号はさらにスキャンタコンバータ５
入力され映像信号に変換された後、カラーモニタ６に出
力され、このカラーモニタ６には瞳分割絞り２４の２つ
の開口部２７ａ，２７ｂを通って別々に結像した互いに
視差のある画像が交互に表示され、シャッタメガネ７に
よりカラーモニタ６の画像を観察することによって術者
は立体的に視認することができる。

【００４２】図２に示すように、第１実施例の立体視内
視鏡における撮像光学系は、物体側から順に対物光学系
１８、リレー光学系２０、瞳分割絞り２４、結像光学系
２５、撮像素子２６ａ，２６ｂから構成される。上述し
たように、対物光学系１８によって像１９が結像され
る。像１９は互いに光軸Ｏが一致するように直列配置さ
れたリレー光学系２０を構成するリレーレンズ系２０
ａ，２０ｂ，２０ｃによって複数の像１９ａ，１９ｂを
結像しながら等倍リレーされ、伝送された最終像２１か
らの光束は瞳分割絞り２４によって分離され、それぞれ
結像レンズ２５ａ，２５ｂによって視差のある２つの像
３１ａ，３１ｂが撮像素子２６ａ，２６ｂ上に結像され
る。

【００４３】対物光学系１８は仮想絞り４１をはさんで
物体側の凹レンズ群４２と像側の凸レンズ群４３から構
成され、凸レンズ群４３はメニスカスレンズ４４、４５
を有している。メニスカスレンズ４４は物体側に凹面を
向けることで仮想絞り４１の位置での光線高を小にし、
また、主光線角度を小にして周辺光量を増加させること
に効果をもっている。この構成は後に述べる斜視プリズ
ムを使用した変形例の場合たいへん有効である。メニス
カスレンズ４５は対物光学系１８の像画湾曲収差を正に
発生させ、リレー光学系２０で発生する像面湾曲収差を
キャンセルする効果がある。

【００４４】また、対物光学系１８の第４面には非球面
を用い、対物光学系１８で発生する歪曲収差を補正して
いる。通常、非球面は歪曲収差の補正を目的として、主
光線高が最も高くなる対物光学系先端凹レンズの物体側
凸面（第３面）に用いることが多いが、本実施例におい
ては先端凹レンズの物体側の面（第３面）は平面とし、
像側の凹面（第４面の非球面データ：Ｒ＝5.0、Ｐ＝1.
0、Ａ₄＝-0.53376*10^-3、Ａ₆＝-0.80576*10^-4、Ａ₈＝0.
19333*10^-5；’*’は乗算を示す）に非球面を用いてい
る。第４面は光軸から周辺に向かうに従って曲率が緩く
なっており、この結果、第３面における周辺の光線高が
減少し、非球面レンズ４６の外径を小さくすることがで
きる。これは本実施例のように明るい対物光学系（Ｆｎ
ｏ．２．７）で、後述の変形例のように視野方向を斜視
にした場合特に重要である。

【００４５】なお、本実施例の場合、リレー回数は３回
であるが、挿入部８の長さや径、光学系の明るさ等の仕
様により、１回から十数回まで多様に設定できる。

【００４６】また、図２において、符号４７ａ，４７ｂ
は瞳分割絞り２４によって設定された対物光学系１８の
入射瞳の位置を示し、各入射瞳４７ａ，４７ｂを通って
入射された光で撮像素子２６ａ，２６ｂ上に左右の像３
１ａ，３１ｂが形成される。各入射瞳４７ａ，４７ｂと
瞳分割絞り２４とは互いに共役である。

【００４７】一方、本実施例の立体視内視鏡２では、挿
入部の外径を極力細くしたまま、リレー光学系２０の外
径を大とし、明るさを保ちつつ、画角を小さくせずに内
向角を大にして、立体感を大きくしている。以下、この
ことを図３及び図４を用いて説明する。

【００４８】図３は挿入部８内のリレーレンズ系２０
ａ，２０ｂの瞳位置での断面を表し、挿入部外套管５１
ａ，５１ｂの外径をΦ、リレーレンズ系２０ａ，２０ｂ
の外径をそれぞれφ₁ ，φ₂ 、瞳分割絞りの開口部で決
まる左右の瞳５３ａ，５３ｂの径をそれぞれＢ₁ ，Ｂ₂
とする。リレー光学系の瞳はリレーレンズ系の外径で制
限されている。リレーレンズ系２０ａ，２０ｂと外套管
５１ａ，５１ｂの間５４ａ，５４ｂにはライトガイドが
通っている。なお、説明を簡単にするために外套管の肉
厚やその他の部品については省略してある。図３（ａ）
は従来の場合で、挿入部外径に占めるリレーレンズ系の
割合（占有率）が小さく、ライトガイドを多くしてい
る。図３（ｂ）は本実施例の場合で、図３（ａ）と挿入
部外径は同じでリレーレンズ系の占有率を大にしライト
ガイドを減らしている。ライトガイドが減って暗くなっ
た分は瞳分割絞りの開口部を大にし、左右の瞳径Ｂ₂ を
Ｂ₁ より大にすること、及びリレーレンズ系の外径が大
になった分像高Ｉ₂ ′（Ｉ₂ ′＞Ｉ₁′）を大にするこ
とで補っている。

【００４９】次に、図３（ａ）及び（ｂ）の両者の場合
で、照明系と観察系とを含めたトータルの明るさを同じ
にした時、本実施例の場合が従来よりも内向角を大にし
得ることを具体的に説明する。

【００５０】まず、照明光量はライトガイドの面積に比
例することから、図３（ａ）に対する図３（ｂ）の光量
比は次のようになる。

【００５１】

【数８】 ただし、φ₂ ＝κ・φ₁ である。

【００５２】ライトガイドで暗くなった分を左右の瞳径
を大とすることと、像高を大にすることで補うとする。
また、観察光学系の明るさは左右の瞳径の面積及び像面
積に比例し、像高はリレーレンズ系の外径に比例するこ
とから、次の式を得る。

【００５３】

【数９】 この時、瞳分割比ｋはそれぞれ次のようになる。

【００５４】

【数１０】 ｋ₁ ＝１−Ｂ₁ ／φ₁ ｋ₂ ＝１−Ｂ₂ ／φ₂ ＝１−Ｂ₂ ／（κφ₁ ） （３）式より内向角αは瞳分割比ｋとリレーレンズ系の
外径φの自乗に比例することから、図３（ａ）に対する
図３（ｂ）の内向角の比は次のようになる。

【００５５】

【数１１】 ここで、従来のリレーレンズ系の占有率φ₁ ／Φ＝０．
７、瞳分割比ｋ₁ ＝１−Ｂ₁ ／φ₁ ＝０．７５とする
と、

【数１２】 となる。

【００５６】図４は上記内向角の比（α₂ ／α₁ ）をグ
ラフにしたものであって、従来（κ＝１）よりも本実施
例（κ＞１）の方が同じトータルの明るさでも内向角を
大にし得ることがわかる。図４の場合、κ＝１．３〜
１．３５で内向角を最大にできることがわかるが、計算
上無視した外套管の肉厚等を考慮すると、κは１．３よ
り小で１〜１．３の間で内向角は最大になる。したがっ
て、本実施例では、占有率を従来の０．７より大にする
ことで、挿入部外径がそのままでも明るさを保って、内
向角を大にすることができる。

【００５７】ここで、第１実施例の立体視内視鏡２の仕
様を表２に、レンズデータを表３に示す（表３−１は対
物光学系１８及びリレー光学系２０のレンズデータを示
し、表３−２は結像光学系２５のレンズデータを示
す）。なお、表３及び以下の他の表において、Ｋは面番
号、Ｒは各面の曲率半径、Ｄは面間隔、Ｎは各レンズの
屈折率、νは各レンズのアッベ数を表す。

【００５８】

【表２】

【表３】 表３−１（対物光学系１８及びリレー光学系２０のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 0.4 1.7682 71.79 2 ∝ 0.2 3 ∝ 0.8 1.78472 25.76 4 5.0A 1.4 5 ∝ 21.57 1.883 40.78 6 ∝（瞳） 5.6 1.883 40.78 7 -8.314 1.1 8 -6.259 1.0 1.57501 41.49 9 9.438 3.5 1.883 40.78 10 -28.64 0.7 11 ∝ 11.5 1.883 40.78 12 -14.132 1.3 13 -12.955 1.7 1.80518 25.43 14 5.883 5.3 1.48749 70.21 15 -13.34 0.3 16 27.136 10.2 1.883 40.78 17 -13.798 1.2 1.80518 25.43 18 -90.667 5.0 19 ∝（像） 5.0 （←像１９） 20 18.75 34.02 1.62004 36.25 21 -7.783 1.98 1.80518 25.43 22 -24.364 0.5 23 26.158 20.0 1.62004 36.25 24 -26.158 0.5 25 24.364 1.98 1.80518 25.43 26 7.783 34.02 1.62004 36.25 27 -18.75 10.0 28 18.75 34.02 1.62004 36.25 29 -7.783 1.98 1.80518 25.43 30 -24.364 0.5 31 26.158 20.0 1.62004 36.25 32 -26.258 0.5 33 24.364 1.98 1.80518 25.43 34 7.783 34.02 1.62004 36.25 35 -18.75 10.0 36 18.75 34.02 1.62004 36.25 37 -7.783 1.98 1.80518 25.43 38 -24.364 0.5 39 26.158 20.0 1.62004 36.25 40 -26.158 0.5 41 19.375 3.0 1.883 40.78 42 ∝ 1.5 1.72825 28.46 43 8.682 6.12 44 12.42 3.0 1.7725 49.6 45 19.072 20.78 46 16.619 4.0 1.883 40.78 47 135.138 6.0 48 ∝ （←像２１） 表３−２（結像光学系２５のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 25.3 （←像２１） 2 ∝ 3.0 1.7682 71.79 3 ∝ 5.0 4 ∝（絞り） 10.0 5 ∝ 1.0 1.51633 64.15 6 ∝ 2.0 7 -75.495 1.5 1.78472 25.71 8 18.75 9.71 1.7725 49.6 9 -27.981 5.0 10 45.284 4.0 1.7725 49.6 11 -45.284 12.97 12 -19.179 1.5 1.6668 33.04 13 -112.735 内向角の大きさは各入射瞳４７ａ，４７ｂの重心位置間
隔と物体距離で決まる。つまり、内向角は式（３）で決
まるが、物体距離Ｓ、画角ωは使用目的から決まる仕様
値であり、内向角の増大に実質上寄与できない。瞳分割
比ｋを大きくすると内向角は大きくなるが、ｋを大きく
するほど瞳分割絞りの開口部が小さくなって光量が減少
し、撮像手段で撮像できなくなることから実用上制限さ
れる。像高比ｎはあまり大きくすると周辺光量が減少す
ることから、だいたい０．３５〜０．４の範囲である。
焦点距離比ｍも小さくし過ぎると伝送光量が減少するこ
とからだいたい０．２〜０．３であることが望ましい。
したがって、内向角を大にするには（φ² ／Ｌ）を大と
すればよい。

【００５９】上記従来例１，２の場合、リレー長Ｌに対
する外径の自乗比（φ² ／Ｌ）は、０．４２程度であ
る。本実施例では、これを０．４３以上とすることによ
り、従来に比べて画角が大きくなっているにもかかわら
ず、内向角は２°と大とすることができ、必要な立体感
を得ることができる。

【００６０】また、内視鏡を使用する場合、物体距離の
大きい広い空間を観察する場合は外径の太いものを、物
体距離の小さい狭い範囲を観察する場合は外径の細いも
のを使用するのが通常である。従って、仕様値である物
体距離Ｓとリレー光学系の外径φとは相関があり、大体
φ／Ｓ＝０．１５〜０．３程度である。よって、内向角
の式（３）で（φ／Ｓ）を定数とすると、内向角を大き
くするには（φ／Ｌ）を大とすればよい。上記従来例
１、２の場合、（φ／Ｌ）は０．０６程度である。本実
施例ではこれを０．０７以上とすることにより、従来に
比べ内向角を大とすることができる。

【００６１】また、挿入部の外径Φを大きくすればリレ
ー光学系の外径φを大きくし得るが、患者の負担軽減の
ためには挿入部の外径Φは極力細いことが望ましい。一
方、挿入部には観察光学系の他に照明光を導光するＬＧ
（ラインガイド）が並列に内包されている。従来の立体
視内視鏡の場合、挿入部外径Φに対するリレー光学系の
外径φの占有率（φ／Φ）は０．７程度であったが、図
３及び図４で説明したように、これを本実施例では、
０．７１より大とすることにより外径を極力細くしたま
ま立体感を大としている。なお、より好ましくは、０．
７２以上とすることにより、その効果を十分に発揮する
ことができる。

【００６２】なお、術者の好みあるいは術式に最適な立
体感を得るように構成するようにしてもよく、この場合
には内向角の大きさを可変とするように瞳分割絞り２４
の２つの開口部２７ａ，２７ｂの間隔を可変とすればよ
い。この際、小型化のためには図５（ａ）のように２つ
の開口部２７ａ，２７ｂの間隔をリレー光学系２０の光
軸に対して垂直に互いに反対方向に移動可能とするのが
よい。また、図５（ｂ）のように２つの開口部２７ａ，
２７ｂを近づけると同時に開口部の径を大きくするよう
にすれば、明るさを増大することができる。この場合の
瞳分割絞り２４の構造としては図６に示したものや、液
晶光学素子等の電気光学素子が採用できる。

【００６３】図６（ａ）は２枚の板状の絞り５５と５６
とからなり互いに軸５７のまわりに回転する（図６
（ｂ）は図６（ａ）の側面を示す）。絞り５５には螺旋
状の開口部５８ａ，５８ｂがあり、絞り５６には直線状
の開口部５９がある。２枚の絞り５５、５６の開口部が
重なった部分のみ光が通り、絞りを回転することで開口
部の位置を変えることができる。

【００６４】ここで、分割比ｋを大にすると内向角が大
となる一方、瞳分割絞り２４の開口部が小となり明るさ
が減少する。しかし、図６（ｃ）のように開口部２７
ａ，２７ｂの形状を瞳分割絞り２４の半径方向より円周
方向を大とすることで、開口部の面積を大とし明るさを
増大できる。この場合，分割比ｋ＝ｂ／ａのｂは，開口
部２７ａ，２７ｂの重心位置間隔である。

【００６５】図７は本発明の第１実施例の変形例であっ
て、図２の第１実施例の第５面と第６面で構成される厚
い平行平面版を同じ光路長を持つ斜視プリズム６０で置
き換えたものである。

【００６６】斜視プリズム６０は物体側から順に第１プ
リズム６１と第２プリズム６２とから構成され、第１プ
リズム６１は第１面６３と第２面６４ａを有し、第２プ
リズム６２は第１面６４ｂと第２面６５及び第３面６６
とを有し、第２プリズム６２の第２面６５はリレー光学
系２０の光軸と略平行であり、第１プリズム６１の第２
面６４ａと第２プリズム６２の第１面６４ｂは互いに接
着剤で接合してあり、物体からの光は第１プリズム６１
の第１面６３を通過後第２面６４ａから射出した後第２
プリズム６２の第１面６４ｂへ入射し、第２面６５で全
反射し、第１面６４ｂで全反射し、第３面６６から射出
する。この変形例の場合、視野方向３５°である。

【００６７】第１プリズム６１の第２面６４ａから接着
剤を通って第２プリズム６２の第１面６４ｂに入射する
光線は各面での入射角が小さく、全反射しないようにな
っている。一方、第２プリズム６２の第２面６５から第
１面６４ｂへ進む光線の第１面６４ｂでの入射角は大き
く、ガラスと接着剤との屈折率の差によって全反射する
ようになっている。なお、接着剤の屈折率はガラスの屈
折率より小である。

【００６８】図７のような斜視対物光学系の場合、先端
凹レンズは視野方向にその光軸を合わせるために、挿入
部長手方向に対し斜めに配置される。そのため、挿入部
８の外套管に装填可能とするためには、対物光学系の他
のレンズやリレーレンズ等よりも外径が小さくなければ
ならない。

【００６９】さらに、非球面レンズ４６の片方の面を平
面にしたことにより、両面間の光軸ズレ誤差による画質
の劣化がない。なお、非球面は対物光学系に限らず、他
の部分に用いてもよい。

【００７０】図７においては、挿入部の外径Φに対する
対物光学系及びリレー光学系の外径φの比を０．７２と
している。ライトガイドをもつ従来の立体視内視鏡では
この比は０．７程度であるから、本発明では外径を従来
と同じにしたままリレー光学系の外径を大とし立体感を
大にできる。さらにこの効果を大にするならば、この比
を０．７５〜０．８５程度にするとよい。この程度なら
照明光量を確保しつつ立体感を極大にできる。リレー光
学系の外径の占有率を大にすると相対的にライトガイド
の占有率が小となり照明伝送光量が減少するが、観察光
学系の明るさを増すことやあるいはライトガイドの開口
数や光源の輝度を大とすることでカバーできるし、ま
た、感度のよい撮像素子を使用することでもカバーでき
る。

【００７１】次に第２実施例について説明する。

【００７２】図８は本発明の第２実施例の立体視内視鏡
における撮像光学系である。物体側から順に、対物光学
系１８、リレー光学系２０、瞳分割手段７１、結像光学
系２５、撮像素子２６ａ，２６ｂとからなる。瞳分割手
段７１は瞳結像光学系７２と瞳分割絞り２４とから構成
されている。瞳結像光学系７２はリレー光学系の最終像
２１からの光束を受け取り無限遠に結像する。

【００７３】その他の構成は第１実施例と同じである。

【００７４】この種の立体内視鏡として従来、ドイツ実
用新案公報、Ｇ９２１７９８０．０やＧ９３０２８９
８．２記載の実施例が提案されているが、瞳結像光学系
としては、いずれも接合レンズ１枚から構成されてい
る。しかし、本実施例のように開口数の大きな明るい光
学系であって、さらに把持部を極力小型化しようとする
と、従来の接合レンズ１枚という単純な構成では収差が
補正しきれず画質が劣化する。

【００７５】そこで本実施例においては、図８に示した
ような接合レンズを含む２群以上からなる瞳結像光学系
を用いている。その他の作用及び効果は第１実施例と同
じである。

【００７６】なお、第２実施例の仕様は第１実施例で示
した表２、レンズデータは以下の表４の通りである。

【００７７】

【表４】表４ Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 1.0 1.51633 64.1 2 ∝ 0.3 3 ∝ 1.5 1.72916 54.7 4 4.456 2.5 5 ∝ 22.02 1.883 40.8 6 ∝ 5.39 1.883 40.8 7 -10.399 1.02 8 -8.619 2.0 1.62004 36.3 9 ∝ 3.5 1.788 47.4 10 -14.168 2.28 11 24.181 6.14 12 -11.747 3.0 1.78472 25.7 13 ∝ 8.65 14 38.289 3.0 1.59551 39.2 15 11.422 6.0 1.51633 64.1 16 -19.272 10.0 17 17.756 32.5 1.51633 64.1 18 -9.403 1.5 1.801 35.0 19 -18.636 0.5 20 36.09 2.0 1.72916 54.7 21 ∝ 22.0 1.51633 64.1 22 ∝ 2.0 1.72916 54.7 23 -36.09 0.5 24 18.636 1.5 1.801 35.0 25 9.403 32.5 1.51633 64.1 26 -17.756 10.0 27 17.756 32.5 1.51633 64.1 28 -9.403 1.5 1.801 35.0 29 -18.636 0.5 30 36.09 2.0 1.72916 54.7 31 ∝ 22.0 1.51633 64.1 32 ∝ 2.0 1.72916 54.7 33 -36.09 0.5 34 18.636 1.5 1.801 35.0 35 9.403 32.5 1.51633 64.1 36 -17.756 20.95 37 51.24 4.9 1.72916 54.7 38 -30.808 0.35 39 15.166 4.93 1.617 62.8 40 47.26 1.65 1.5927 35.3 41 10.61 7.0 42 -8.871 2.07 1.7552 27.5 43 -42.795 7.38 1.6968 56.5 44 -13.948 0.48 45 ∝ 4.7 1.804 46.6 46 -45.751 8.66 47 ∝ 31.26 48 47.104 3.5 1.51633 64.1 49 -22.015 1.5 1.78472 25.7 50 -48.137 1.0 51 79.158 3.0 1.5725 57.8 52 -79.158 32.174 53 ∝ 次に第３実施例について説明する。

【００７８】図９は本発明の第３実施例の立体視内視鏡
における撮像光学系である。物体側から順に、対物光学
系１８、リレー光学系２０、瞳分割手段７１、結像光学
系２５、撮像素子２６ａ，２６ｂとからなる。瞳分割手
段７１は瞳結像光学系７２と瞳分割絞り２４とから構成
されている。瞳結像光学系７２はリレー光学系の最終像
２１からの光束を受け取り無限遠に結像する。

【００７９】その他の構成は第１実施例と同じである。

【００８０】第３実施例では、リレー光学系２０の外径
は３．１ｍｍと細径であり、他の実施例よりも挿入部の
外径が細い。また、リレー光学系２０でのリレー回数は
５回とし、十分な挿入部長さを確保している。画角は９
５゜で、他の実施例及び従来例に比べて広角である。こ
の細径の立体視内視鏡は、脳や関節等の狭い空間の処置
等に使われる。仕様である物体距離、細い挿入部外径、
広い画角という条件の中で、本実施例では必要な立体感
（内向角）を十分確保している。その他の作用及び効果
は第１実施例と同じである。

【００８１】なお、第３実施例の仕様は第１実施例で示
した表２、レンズデータは以下の表５及び表６の通りで
ある。

【００８２】

【表５】 表５ Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 0.3 1.51633 64.15 2 ∝ 0.1 3 ∝ 0.2 1.64769 33.80 4 0.6637 0.3 5 ∝ 3.1135 1.883 40.78 6 -1.6884 0.3 7 -1.8348 0.4 1.59551 39.21 8 3.6295 1.0 1.788 47.38 9 -5.0327 0.2 10 3.4858 1.7 1.7725 49.60 11 -6.4317 0.5 12 -1.7123 0.45 1.80518 25.43 13 ∝ 1.3 1.51633 64.15 14 -1.993 1.5 （ここまで対物光学系） 15 ∝ 2.7 （←像１９） 16 8.3956 9.6653 1.7725 49.6 17 -2.2510 1.0 1.834 37.17 18 -11.2786 3.1347 19 16.6510 3.0 1.7725 49.6 20 -16.6510 3.1347 21 11.2786 1.0 1.834 37.17 22 2.510 9.6653 1.7725 49.6 23 -8.3956 2.7 24 ∝ 2.7 （←像１９ａ） 25 8.3956 9.6653 1.7725 49.6 26 -2.2510 1.0 1.834 37.17 27 -11.2786 3.1347 28 16.6510 3.0 1.7725 49.6 29 -16.6510 3.1347 30 11.2786 1.0 1.834 37.17 31 2.510 9.6653 1.7725 49.6 32 -8.3956 2.7 33 ∝ 2.7 （←像１９ｂ） 34 8.3956 9.6653 1.7725 49.6 35 -2.2510 1.0 1.834 37.17 36 -11.2786 3.1347 37 16.6510 3.0 1.7725 49.6 38 -16.6510 3.1347 39 11.2786 1.0 1.834 37.17 40 2.510 9.6653 1.7725 49.6 41 -8.3956 2.7 42 ∝ 2.7 （←像１９ｃ） 43 8.3956 9.6653 1.7725 49.6 44 -2.2510 1.0 1.834 37.17 45 -11.2786 3.1347 46 16.6510 3.0 1.7725 49.6 47 -16.6510 3.1347 48 11.2786 1.0 1.834 37.17 49 2.510 9.6653 1.7725 49.6 50 -8.3956 2.7 51 ∝ 2.7 （←像１９ｄ） 52 8.3956 9.6653 1.7725 49.6 53 -2.2510 1.0 1.834 37.17 54 -11.2786 3.1347 55 16.6510 3.0 1.7725 49.6 56 -16.6510 3.1347 57 11.2786 1.0 1.834 37.17 58 2.510 9.6653 1.7725 49.6 59 -8.3956 2.7 60 ∝ （ここまでリレー光学系 ）

【表６】 表６ Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 5.9557 （←像２１） 2 -30.7373 1.0 1.84666 23.78 3 31.1886 3.0 1.51633 64.15 4 -8.0907 29.4142 5 -781.9691 1.5 1.801 34.97 6 27.5115 3.0 1.6516 58.52 7 -23.5275 2.0 （ここまで瞳結像光学系） 8 ∝ 2.0 （←瞳分割絞り） 9 35.0928 2.1 1.57099 50.8 10 -23.8555 1.1 1.71736 29.51 11 -83.9153 2.5 12 ∝ 14.65 1.8061 40.95 （←プリズム） 13 ∝ 25.1325 14 19.6977 2.8 1.6968 55.53 15 -15.8987 1.0 1.76182 26.52 16 1274.6855 8.6 17 ∝ 16.25 （←像２２） 18 21.218 0.9 1.78472 25.71 19 8.175 2.6 1.66672 48.32 20 -18.796 2.0 21 ∝ 1.0 1.51633 64.15 22 ∝ 0.5 23 ∝ 1.0 1.51633 64.15 24 ∝ 3.1 25 13.710 1.37 1.71999 50.25 26 -13.710 1.0 1.78472 25.71 27 ∝ 6.71 28 -6.812 1.5 1.84666 23.78 29 -3.705 0.8 1.62374 47.05 30 8.719 4.526 31 18.929 2.76 1.62041 60.26 32 -13.442 0.2 33 9.197 4.71 1.51633 64.15 34 -9.197 0.8 1.85026 32.29 35 23.081 3.596 36 ∝ 1.0 1.51633 64.15 37 ∝ （ここまで結像光学系） なお、上記第１ないし第３実施例においてリレーレンズ
系の片側の焦点距離比ｍ（＝ｆ／Ｌ）は上記従来例に比
べて小であり、この点同じ外径φで比較するとリレー光
学系のＮＡ，ＮＡｒを大きくし得る。ｍを小にしすぎる
と伝送光量が減少し像が暗くなる。伝送光量を最適にす
るｍの範囲は次のように求められる。

【００８３】特開平４−９３９０９号公報において、ホ
プキンスタイプのリレーレンズ系におけるパワー配置と
伝達光量の最適化について示されている。上記公報の図
１における薄肉レンズＬ１，Ｌ２の合成焦点距離ｆを求
めると次のようになる。

【００８４】

【数１３】 ここで、視野周辺のけられをなくし、かつ伝送光量を多
くするための条件として次の条件式（上記公報の条件式
（４），（５））を用いると焦点距離比ｍは表５のよう
になる。

【００８５】

【数１４】 条件式： ０．３＞ｄ１／（Ｌ／２）＞０．１ ０．２＞ｄ３／（Ｌ／２）≧０ また、次に示す表７より、ホプキンスタイプのリレーレ
ンズ系における伝送光量最適化時の焦点距離比ｍは０．
２〜０．３であることが分かる。ｍが０．２より小さい
と、あるいは０．３より大きいと伝送光量が減少し画像
が暗くなり、また画像の周辺がけられたりするようにな
り好ましくない。

【００８６】

【表７】 上記公報のｍが０．３程度であるから、これを０．２に
近づけることでもリレー光学系の開口数を大にし、内向
角を大にすることができる。

【００８７】また、図１０に上記第１、第２実施例に適
用できる他のリレー光学系を示す。そして、図１０に示
す各リレーレンズ系の仕様を表８、レンズデータを表９
から表１２に示す。

【００８８】

【表８】

【表９】表９（図１０（ａ）のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 4.0 2 26.4959 57.0 1.6968 55.53 3 -52.6793 1.0 4 44.2526 4.0 1.80518 25.43 5 17.7268 6.0 1.6516 58.52 6 -40.4198 1.0 7 52.6793 57.0 1.6968 55.53 8 -26.4959 4.0 9 ∝

【表１０】表１０（図１０（ｂ）のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 4.0 2 21.1895 43.7 1.62004 36.25 3 -834.4062 2.0 4 32.2884 1.57 1.8061 40.95 5 14.563 3.93 1.60311 60.7 6 -34.7147 1.3 7 ∝ 1.3 8 34.7147 3.93 1.60311 60.7 9 -14.563 1.57 1.8061 40.95 10 -32.2884 2.0 11 834.4062 43.7 1.62004 36.25 12 -21.1895 4.0 13 ∝

【表１１】表１１（図１０（ｃ）のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 2.0 2 8.4956 19.34 1.58913 61.18 3 -3.8709 1.16 1.72342 37.95 4 -7.4633 2.0 5 7.4633 1.16 1.72342 37.95 6 3.8709 19.34 1.58913 61.18 7 -8.4956 2.0 8 ∝

【表１２】表１２（図１０（ｄ）のレンズデータ） Ｋ Ｒ Ｄ Ｎ ν 1 ∝ 2.0 2 11.9575 15.0 1.801 34.97 3 4.767 13.36 1.618 63.39 4 -9.7709 2.1 5 9.7709 13.36 1.618 63.39 6 -4.767 15.0 1.801 34.97 7 -11.9575 2.0 8 ∝ なお、上記第１ないし第３実施例においては、撮像素子
２６ａ，２６ｂとしては、各種の固体撮像素子（ＣＣ
Ｄ，ＰＣＤ，ＣＭＤ，ＡＭＩ，ＳＩＴの名称で一般に知
られているもの）とか、撮像管（サチコン、ビジコン、
ＨＡＲＰ管の名称で一般に知られているもの）でもよ
い。

【００８９】また、イメージインテンシファイヤ等を利
用して感度を向上するようにしてもよい。

【００９０】また、撮像素子２６ａ，２６ｂは単板式で
カラー撮像を行うものでもよいし、２板あるいは３板カ
メラとして構成することでカラー化してもよい。

【００９１】なお、図１では白色光の照明のもとで、モ
ザイクフィルタ等の色分離フィルタを配置した撮像素子
２６ａ，２６ｂを用いてカラー撮像を行う同時式の照明
及び撮像方式を採用しているが、これに限定されるもの
でなく赤、緑、青等の波長域の照明光を順次対象物側に
出射する面順次照明のもとで、色分離フィルタを有しな
い撮像素子２６ａ，２６ｂで撮像して３原色等の色成分
が像を得ることによりカラー撮像を行う面順次撮像方式
でもよい。

【００９２】［付記］ （１）筒状の細長い挿入部と、前記挿入部先端内に配置
した対物光学系と、前記挿入部内に配置され、前記対物
光学系で結像した物体像を伝送するリレー光学系と、前
記挿入部内に配置された照明光伝送手段と、前記リレー
光学系で形成された物体像からの光束を複数に分離する
瞳分割手段と、前記瞳分割手段からの光束を受け取り、
互いに視差のある複数の物体像を結像する結像光学系
と、前記結像光学系で結像された物体像を撮像する撮像
手段とを有している立体視内視鏡において、前記リレー
光学系が次の条件（Ａ１）ないし（Ａ４）の少なくとも
１つを満足するリレーレンズ系を有することを特徴とす
る立体視内視鏡。

【００９３】 （Ａ１） φ²／Ｌ＞０．４３ （Ａ２） φ ／Φ＞０．７１ （Ａ３） φ ／Φ≧０．７２ （Ａ４） φ／Ｌ＞０．０７ ただし、φは前記リレーレンズ系の外径、Ｌは前記リレ
ーレンズ系のリレー長、Φは前記挿入部の外径である。

【００９４】（２）リレー光学系が次の条件式（Ａ５）
を満足するリレーレンズ系を有することを特徴とする請
求項１記載の立体視内視鏡。

【００９５】 （Ａ５） ｆ ／Ｌ≦０．２８ ただし、ｆは前記リレーレンズ系の片側の焦点距離、Ｌ
は前記リレー光学系のリレー長である。

【００９６】（３）対物光学系の先端凹レンズの像側の
凹面に非球面を用いたことを特徴とする請求項１記載の
立体視内視鏡。

【００９７】（４）対物光学系は仮想絞りをはさんで物
体側に凹レンズ群、像側に凸レンズ群を有し、凸レンズ
群は少なくとも２つのメニスカスレンズを有し、凸レン
ズ群の最も物体側のメニスカスレンズは物体側に凹であ
ることを特徴とする請求項１記載の立体視内視鏡。

【００９８】（５）対物光学系が斜視プリズムを有する
ことを特徴とする請求項１記載の立体視内視鏡。

【００９９】（６）斜視プリズムは物体側から順に第１
プリズムと第２プリズムから構成され、第１プリズムは
第１面と第２面を有し、第２プリズムは第１面と第２面
及び第３面を有し、第２プリズムの第２面はリレー光学
系光軸と略平行であり、第１プリズムの第２面と第２プ
リズムの第１面は互いに接着剤で接合してあり、物体か
らの光は第１プリズムの第１面を通過後第２面から射出
した後第２プリズムの第１面へ入射し、第２プリズムの
第２面で全反射し、第２プリズムの第１面で全反射し、
第３面から射出する、視野方向が２５°から４０°であ
ることを特徴とする付記（５）記載の立体視内視鏡。

【０１００】（７）瞳分割手段は接合レンズを含む２群
以上のレンズ群を含むことを特徴とする請求項１記載の
立体視内視鏡。

【０１０１】（８）瞳分割手段が複数の開口部を有する
瞳分割絞りを有することを特徴とする請求項１または請
求項２または付記（７）記載の立体視内視鏡。

【０１０２】（９）瞳分割絞りの複数の開口部の径ある
いは重心位置が可変であることを特徴とする付記（８）
記載の立体視内視鏡。

【０１０３】（１０）瞳分割絞りの複数の開口部の形状
が絞りの半径方向より円周方向に大であることを特徴と
する付記（８）記載の立体視内視鏡。

【０１０４】（１１）観察される物体の中間像を、それ
ぞれその前方に明るさ絞りを配置した２つの結像レンズ
によって２つの撮像素子のそれぞれの撮像面に結像させ
たことを特徴とする立体視内視鏡。

【０１０５】（１２）筒状の細長い挿入部と、前記挿入
部先端内に配置した対物光学系と、前記対物光学系で結
像した物体像を伝送するリレー光学系と、２つの光軸を
有しかつ前記リレー光学系で伝送された物体像からの光
束を２つに分離し互いに視差のある２つの左右物体像を
結像する結像光学系と、前記結像光学系で結像された前
記左右物体像を撮像する２つの撮像素子とを備えたこと
を特徴とする立体視内視鏡。

【０１０６】（１３）前記対物光学系及び前記リレー光
学系を含む入力部と、前記結像光学系と前記撮像素子を
含む出力部とから構成されることを特徴とする付記（１
２）記載の立体視内視鏡。

【０１０７】（１４）前記入力部が前記出力部に対して
前記リレー光学系の光軸を回転軸として回転可能である
ことを特徴とする付記（１３）記載の立体視内視鏡。

【０１０８】（１５）前記入力部が前記出力部との接続
付近に明るさ絞り（瞳分割絞り）を有し、前記入力と部
前記出力部を接続した際に前記明るさ絞り（瞳分割絞
り）は、前記出力部の回転に対し同期して固定され、前
記入力部の回転には同期しないことを特徴とする付記
（１４）記載の立体視内視鏡。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の立体視内視
鏡によれば、リレー光学系の開口数を従来よりも大きく
することによって内向角を大きくすることができ、必要
な明るさ及び画角を確保しつつ広い範囲に渡って十分な
立体感が得られると共に、質のよい画像が得られ、手元
部を小型に形成することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る立体視内視鏡を備え
た立体視内視鏡装置の全体構成を示す構成図

【図２】図１の立体視内視鏡における撮像光学系の構成
を示す構成図

【図３】図２の挿入部内のリレーレンズ系の瞳位置での
断面を示す断面図

【図４】図３における内向角の比（α₂ ／α₁ ）とリレ
ーレンズ系の外径比との関係を示すグラフ

【図５】図２の瞳分割絞りの第１の変形例を説明する説
明図

【図６】図２の瞳分割絞りの第２の変形例を説明する説
明図

【図７】図１の立体視内視鏡における撮像光学系の変形
例の構成を示す構成図

【図８】本発明の第２実施例に係る立体視内視鏡におけ
る撮像光学系の構成を示す構成図

【図９】本発明の第３実施例に係る立体視内視鏡におけ
る撮像光学系の構成を示す構成図

【図１０】本発明の各実施例に適用可能なリレー光学系
を示す構成図

【図１１】従来例に係る立体視内視鏡の構成を示す構成
図

【図１２】従来例に係る立体視内視鏡の撮像光学系の構
成を示す構成図

【図１３】従来例に係る物体距離と内向角との関係を示
すグラフ

【符号の説明】

１…立体視内視鏡装置 ２…立体視内視鏡 ３…光源装置 ４…ＣＣＵ ５…スキャンコンバータ ６…カラーモニタ ７…シャッタメガネ ８…挿入部 ９…把持部 １８…対物光学系 ２０…リレー光学系 ２４…瞳分割絞り ２５…結像レンズ ２６ａ，２６ｂ…撮像素子 ２７ａ，２７ｂ…開口部 ２８…出力部 ２９…入力部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の細長い挿入部と、 前記挿入部先端内に配置した対物光学系と、 前記挿入部内に配置され、前記対物光学系で結像した物
   体像を伝送するリレー光学系と、 前記リレー光学系で形成された物体像からの光束を複数
   に分離する瞳分割手段と、 前記瞳分割手段からの光束を受け取り、互いに視差のあ
   る複数の物体像を結像する結像光学系と、 前記結像光学系で結像された物体像を撮像する撮像手段
   とを有している立体視内視鏡において、 前記リレー光学系が次の条件（１）を満足するリレーレ
   ンズ系を有することを特徴とする立体視内視鏡。 条件（１）： φ² ／Ｌ＞０．４３ ただし、φは前記リレーレンズ系の外径、Ｌは前記リレ
   ーレンズ系のリレー長である。
2. 【請求項２】 筒状の細長い挿入部と、 前記挿入部先端内に配置した対物光学系と、 前記挿入部内に配置され、前記対物光学系で結像した物
   体像を伝送するリレー光学系と、 前記挿入部内に配置された照明光伝送手段と、 前記リレー光学系で形成された物体像からの光束を複数
   に分離する瞳分割手段と、 前記瞳分割手段からの光束を受け取り、互いに視差のあ
   る複数の物体像を結像する結像光学系と、 前記結像光学系で結像された物体像を撮像する撮像手段
   とを有している立体視内視鏡において、 前記リレー光学系が次の条件（２）を満足するリレーレ
   ンズ系を有することを特徴とする立体視内視鏡。 条件（２）： φ／Φ＞０．７１ ただし、φは前記リレーレンズ系の外径、Φは前記挿入
   部の外径である。
3. 【請求項３】 筒状の細長い挿入部と、 前記挿入部先端内に配置した対物光学系と、 前記挿入部内に配置され、前記対物光学系で結像した物
   体像を伝送するリレー光学系と、 前記リレー光学系で形成された物体像からの光束を複数
   に分離する瞳分割手段と、 前記瞳分割手段からの光束を受け取り、互いに視差のあ
   る複数の物体像を結像する結像光学系と、 前記結像光学系で結像された物体像を撮像する撮像手段
   とを有している立体視内視鏡において、 前記リレー光学系が次の条件（３）を満足するリレーレ
   ンズ系を有することを特徴とする立体視内視鏡。 条件（３）： φ／Ｌ＞０．０７ ただし、φは前記リレーレンズ系の外径、Ｌは前記リレ
   ーレンズ系のリレー長である。