JPH08160316A - 立体視硬性内視鏡 - Google Patents
立体視硬性内視鏡Info
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- JPH08160316A JPH08160316A JP6331229A JP33122994A JPH08160316A JP H08160316 A JPH08160316 A JP H08160316A JP 6331229 A JP6331229 A JP 6331229A JP 33122994 A JP33122994 A JP 33122994A JP H08160316 A JPH08160316 A JP H08160316A
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Abstract
更することにより、観察視野の立体感を変更することが
できる立体視硬性内視鏡の提供を目的とする。 【構成】 一次光学系10が配置された挿入部1と、2
枚の瞳分割ミラー20,21と二次光学系30a,30
bが配置された観察部2とから構成される。瞳分割ミラ
ー20,21は、一次光学系10の瞳Epに到達した光
束を左右の2成分に分割してそれぞれの成分を異なる方
向に反射させるよう一次光学系10の光軸に対して±4
5°の角度で屋根型に配置されている。瞳分割ミラー2
0,21は、光軸Ax1に対する角度を一定に保ちつ
つ、瞳Ep内で各分割ライン20a,21aと垂直な左
右方向に平行移動が可能なように保持されており、調整
手段40を操作することにより、光軸Ax1を中心とし
て互いに離反し、あるいは互いに接近するよう駆動され
る。
Description
を立体的に観察、撮影する立体視硬性内視鏡に関する。
対物レンズ、この像を伝達するリレーレンズから成る一
次光学系と、この一次光学系により伝達された像を左右
に分割する瞳分割手段と、分割された2つの像をそれぞ
れ観察、あるいは撮像する二次光学系とを備え、体腔内
の部位を観察するための医療用、あるいはエンジン等の
機械内部を観察するための工業用の用途等に用いられ
る。この種の立体視硬性内視鏡は、例えば特開平6−1
94581号公報に開示されている。
を異なる方向から観察する必要があり、そのためには、
左右の二次光学系に対して瞳内の異なる領域を通過した
光束を導く必要がある。そこで、一次光学系の瞳位置に
ダハミラー等の瞳分割手段を配置して一次光学系の瞳を
左右に分割すると共に、二次光学系に入射する一対の光
束の中心軸が瞳上で一定の間隔(入射軸間隔)を有するよ
う配置する。
立体視硬性内視鏡は、瞳分割手段が固定的に設けられて
いるため、二次光学系の入射軸間隔も固定されており、
例えば作動距離や観察対象に応じて立体感(浮上り度)を
変更したい場合にも、そのようなような要望に応じるこ
とはできなかった。
鑑みてなされたものであり、二次光学系の入射軸間隔を
変更することにより、観察視野の立体感を変更すること
ができる立体視硬性内視鏡の提供を目的とする。
硬性内視鏡は、上記の目的を達成させるため、物体側か
ら順に配置された対物レンズ系とリレーレンズ系とを有
する一次光学系と、一次光学系の瞳位置に配置され、物
体を異なる方向から観察できるよう瞳内の光束の少なく
とも一部を2つの領域に分割する瞳分割手段と、瞳分割
手段により分割された光束により形成されるそれぞれの
像を観察する一対の二次光学系と、一方の二次光学系に
入射する光束の中心軸と他方の二次光学系に入射する光
束の中心軸とが瞳上でなす間隔を調整する調整手段とを
備えることを特徴とする。
実施例を説明する。実施例1の立体視硬性内視鏡は、図
1に示されるように、体腔内等の狭い空間内部に挿入さ
れる管状の挿入部1と、この挿入部1の基端側に接続さ
れた観察部2とを備える。
3群4枚構成の対物レンズ系11と、対物レンズ系11
により形成された像を伝達する複数のレンズから構成さ
れる第1のリレーレンズ系12と、射出瞳を形成する第
2のリレーレンズ系13とが物体側から順に配置され、
これらのレンズ系により一次光学系10が構成されてい
る。
の瞳分割ミラー20,21が配置されると共に、これら
の瞳分割ミラー20,21で分割された光束を受光する
一対の二次光学系30a,30bが配置されている。各
二次光学系30a,30bは、ミラー31a,31b、
結像レンズ系32a,32b、接眼レンズ系33a,3
3bから構成される。
を異なる方向から観察する必要があり、そのためには、
左右の二次光学系に対して瞳内の異なる領域を通過した
光束を導く必要がある。そこで、瞳分割ミラー20,2
1は、一次光学系10の瞳Epに到達した光束を立体視
が可能なように左右の2成分に分割し、それぞれの成分
を異なる方向に反射させるよう一次光学系10の光軸に
対して±45°の角度で屋根型に配置されている。各ミ
ラー20,21は、その最も先端側、すなわち一次光学
系10側に位置する分割ライン20a,21aが瞳Ep
に一致し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に対して
対称となるよう配置される。
入射する光束の中心軸Ax2,Ax3は、瞳Ep上で所定
の間隔をなし、この間隔に応じた視差を二次光学系を介
して観察する観察者に与えることができる。なお、二次
光学系に入射する光束の中心軸Ax1,Ax2は、分割さ
れた光束の断面の重心位置を通る軸として定義され、図
1に示した状態では二次光学系30a,30bの機械的
な光軸(レンズ系の光軸)とも一致している。
ぬガイド手段により光軸Ax1に対する角度を一定に保
ちつつ、瞳Ep内で各分割ライン20a,21aと垂直
な左右方向に平行移動が可能なように保持されており、
調整手段40を操作することにより、光軸Ax1を中心
として互いに離反し、あるいは互いに接近するよう駆動
される。
心に位置する取り付け部2aに取り付けられた保持枠4
1と、この保持枠41の一次光学系10側となる先端側
に架設され、両側を保持枠41により回転自在に支持さ
れた間隔調整スクリュー42と、この間隔調整スクリュ
ー42の中央に一体に固定された間隔調整つまみ43と
から構成されている。図2に拡大して示すように、間隔
調整スクリュー42には、間隔調整つまみ43を境とし
て互いに螺旋の向きが逆巻のネジ溝が形成されており、
このネジ溝にそれぞれミラー面の背面に一体に形成され
た保持部材20b,21bの基端部が螺合している。
転調整することにより、間隔調整スクリュー42が回転
して保持部材20b,21bを移動させ、結果として瞳
分割ミラー20,21が一次光学系の光軸Ax1を中心
として対称となるよう互いに離反し、あるいは互いに接
近するよう移動する。
21を含めて全体として一次光学系10の光軸Ax1に
沿う前後方向、および、ミラーの移動方向に沿う左右方
向に位置調整できるよう構成されている。
調整スクリュー42と平行に左右位置調整スクリュー4
4が保持枠41に対して回転可能に取り付けられ、他
方、取り付け部2aには左右位置調整スクリュー44を
保持して保持枠41を支持する前後位置調整ボルト45
が光軸Ax1方向に進退可能に取り付けられている。
位置調整スクリュー44に螺合するナット部45aが固
定され、かつ、取り付け部2aの壁面内部には、前後位
置調整ボルト45に螺合する前後位置調整つまみ46が
回転可能に取り付けられている。
ー44に固定された左右位置調整つまみ44aを回動調
整することにより、瞳分割ミラー20,21の左右の位
置を全体的に調整することができ、かつ、前後位置調整
つまみ46を調整することにより、瞳分割ミラー20,
21の光軸Ax1方向の位置を調整することができる。
これらの2次元方向の調整により、瞳分割ミラー20,
21の各分割ラインが正確に一次光学系10の瞳Ep内
に位置し、かつ、一次光学系10の光軸Ax1に対して
対称となるよう位置決めされる。
調整つまみにより手動で回動させることにより調整する
機構を採用しているが、これらをステッピングモータ等
の駆動手段を用いて動力により調整する機構を採用する
こともできる。
接して各ミラーの分割ライン20a,21aが光軸Ax
1と交差する位置で一致した状態を示し、(A)は図1と
同一の平面図、(B)は一次光学系側から見た正面図であ
る。二次光学系に入射する光束の中心軸Ax2,Ax3の
間隔(入射軸間隔)は基準値d0に設定される。この状態
では、入射軸間隔が狭いために観察視野の立体感は比較
的小さくなり、近距離の物体を観察する際に適する。た
だし、光量は最大となるため、明るい視野を確保するこ
とができる。
最も離反した状態を示し、二次光学系に入射する光束L
2,L3の中心軸Ax2,Ax3の間隔(入射軸間隔)は、基
準値d0より大きな値d1に設定される。二次光学系に入
射する光束の中心軸間隔が大きくなると、二次光学系に
入射する光量は低下するが、対物レンズから被観察物体
までの距離が同一であれば、物体に対する見込み角度が
大きくなるため、立体感(浮き上がり度)を増すことがで
きる。したがって、物体距離がより遠い場合にも、立体
感を得ることができる。
0,21の間隔を調整することにより、二次光学系に入
射する光束の中心軸Ax2,Ax3が瞳Ep上でなす間隔
を変更することができ、これにより立体感を適宜変更す
ることができるため、観察対象や作動距離に応じて適当
な立体感を選択することができる。
分割手段部分を拡大して示す光路図であり、(A)が図1
と同様の平面図、(B)が一次光学系側からみた正面図で
ある。この実施例2では、瞳分割ミラー20,21を相
互の間隔が変化しないように一体的に設け、両ミラーの
境界ラインに沿って矩形の遮光板22を配置している。
これにより、瞳Epの中央部を遮光し、二次光学系に入
射する光束L2,L3の中心軸Ax2,Ax3の間隔(入射
軸間隔)d2を、遮光板22が設けられていない場合の基
準値d0と比較して大きく設定することができる。
に応じて適宜設定することができる。例えば、図6に示
すように、瞳Epに一致する位置に回転可能な円盤状の
ターレット23を設け、このターレット23上に幅が異
なる複数の遮光部22a,22b,22c,22d,2
2eを形成し、所望の立体感に応じていずれかの遮光部
を瞳分割ミラー20,21の左右方向の中央部に配置す
るよう構成してもよい。
分割ミラー20,21が移動しないため、光路長が変化
せず、入射軸間隔を変更した際にもピントの再調整を必
要としない。
分割手段部分を拡大して示す説明図であり、(A)が図1
と同様の平面図、(B)が一方の瞳分割ミラー側から見た
側面図である。実施例3では、瞳分割ミラー20,21
は相互の間隔が変化しないように一体的に設けられ、第
2のリレーレンズ系13と瞳分割ミラー20,21との
間に、瞳分割ミラー20,21の境界ラインと平行な回
転軸24a回りに回転可能な遮光板24が設けられてい
る。
る光束L2,L3の中心軸Ax2,Ax3の間隔(入射軸間
隔)d3を、遮光板22が設けられていない場合の間隔d
0と比較して大きく設定することができる。また、遮光
板24を回調整することにより遮光される光束の幅を変
更することができ、これにより観察視野の立体感を調整
することが可能となる。
分割手段部分を拡大して示す説明図であり、(A)が図1
と同様の平面図、(B)が一次光学系側からみた正面図で
ある。上述の各実施例は、瞳の中央部分の光束の二次光
学系への入射を阻止することにより、入射軸間隔を標準
値d0より広くして立体感を向上させるよう構成されて
いるが、実施例4では、瞳分割ミラー20,21に入射
する光束の周辺部を光軸Ax1に対して両側に斜めに配
置された外側遮光板25a,25bにより規制すること
により、入射軸間隔d4を標準値d0より小さく設定する
ことができる。これにより、立体感を標準より小さくす
る方向への調整が可能となる。
x1にする角度は、図中破線で示した下側から瞳に入射
して下側の瞳分割ミラー21で反射された光束、あいる
は逆に図中上側から入射して上側の瞳分割ミラー20で
反射された光束(図示せず)にケラレを生じない程度の値
に定める必要がある。
構とを組み合わせることにより、入射軸間隔を標準値d
0に対して増加する方向と減少する方向との両方向に調
整可能な装置を構成することもできる。
視鏡の実施例5〜9を示す全体の平面図である。いずれ
の実施例も一次光学系10の構成は実施例1と同一であ
る。以下、順に説明する。
は、二次光学系30a,30bがミラー31a,31
b、結像レンズ32a,32b、観察手段としてCCD
センサのような撮像素子34a,34bを有する。瞳分
割ミラー20,21、調整手段40の構成は実施例1と
同様である。瞳分割ミラー20,21で左右に分割され
た光束は、ミラー31a,31bで反射され、結像レン
ズ32a,32bによりそれぞれ撮像素子34a,34
b上に左右の像を形成する。
4bにより撮影された画像をそれぞれ別個のディスプレ
イに表示し、各ディスプレイを右眼、左目で別個に観察
することにより、立体画像を得ることができる。
様の調整手段40により互いに離反し、あいるは接近す
る方向に調整可能であり、これにより立体感(浮き上が
り感)を変更することができる。また、実施例5によれ
ば、左右の各画像をビデオテープ等の記録媒体に保存す
ることにより、撮影後にも被検物の立体視による確認が
可能となる。
は、前述の実施例1の構成に加え、瞳分割ミラー20,
21の内側に結像レンズ35と撮像素子36とを配置し
て構成されている。瞳分割ミラー20,21が互いに離
反した際には、これらのミラーの間に間隙が形成され、
かつ、この間隙に入射した光束は立体視のためには利用
されない。
0,21の間隙に入射した光束を電子映像の撮影に利用
している。すなわち、ミラーの間隙から入射した瞳中心
部の光束は、結像レンズ35により撮像素子36上に結
像する。撮像素子の出力信号は、図示せぬ画像処理回路
を介してディスプレイ上に表示され、直接内視鏡を使用
している観察者以外の者も観察者と同時に被検物を観察
することができる。
は、瞳分割手段として一次光学系側の第1面が瞳Epに
一致して配置された一対のセパレータレンズ37a,3
7bを備える。これらのセパレータレンズ37a,37
bは、瞳Ep中の一定領域の光束を取り込んでそれぞれ
撮像素子38a,38b上に結像させる作用を有してい
る。
とは一体的に支持部材47aに保持されており、同様に
してセパレータレンズ37bと撮像素子38bは一体的
に支持部材47bに保持されている。支持部材47a,
47bの基端部は、実施例1のミラーの保持部材20
b,21bと同様に間隔調整スクリュー42に螺合して
おり、間隔調整つまみ43を回動調整することにより、
セパレータレンズ37a,37bの間隔を撮像素子38
a,38bと共に変化させることができる。
は、上記のようにセパレータレンズを移動させることに
より入射軸間隔を調整することができ、これにより視野
の立体感を変更することができる。また、瞳分割ミラー
を利用した前述の実施例と異なり、それぞれのセパレー
タレンズに取り込まれる光束の範囲は常に一定であり、
立体感を変更した際の光量の変化を抑えることができ
る。
は、実施例7と同様に瞳分割手段としてセパレータレン
ズ37a,37bを用いると共に、これらのセパレータ
レンズ37a,37bにより形成された像をイメージフ
ァイバー束39a,39bにより接眼レンズ系33a,
33bに導くよう構成されている。
射側の端面は、セパレータレンズ37a,37bの結像
位置に一致して設けられ、その射出側の端面は、接眼レ
ンズ系33a,33bの焦点位置にほぼ一致して設けら
れており、射出側の端面に伝達された像を接眼レンズ系
33a,33bを介して観察することができる。
射側の端部は、支持部材47a,47bによりセパレー
タレンズと一体に保持されており、各支持部材の基端は
間隔調整スクリュー42に螺合している。イメージファ
イバー束39a,39bは可撓性を有するため、間隔調
整つまみ43を回動調整して支持部材を移動させると、
ファイバーは変形しつつ移動して入射軸間隔が変化し、
これにより立体感を変更することができる。
は、一次光学系10が設けられた挿入部1のみで単眼視
用の硬性鏡を構成しており、この硬性鏡に瞳分割手段と
二次光学系とが設けられた観察部2を両眼視用アダプタ
ーとして取り付けて構成されている。光学的な構成、お
よび調整手段40の構成は、図9に示す実施例5と同一
である。
観察者の目の周囲に接触して周辺光を遮断するつば状の
フード14が取り付けられている。観察部2は、このフ
ード14に取り付けられたアタッチメント50を介して
挿入部1に固定されている。
示したように、フード14に観察部2側から当てつけら
れてフード14を外側から囲み込む取り付け環51と、
このフード14に物体側から当接して取り付け環51に
当てつける当てつけ片52と、当てつけ片52を取り付
け環51に固定する固定ボルト53とから構成される。
中央に開口が形成された円板部51aと、この円板部5
1aの周縁部から物体側に向けて立ち上げられてフード
14の外周を囲む円筒部51bと、この円筒部の物体側
先端から内周に向けて形成されたフランジ部51cとか
ら一体に構成されている。当てつけ片52は、断面L字
状の小片であり、周方向の少なくとも3カ所でフード1
4を取り付け環51に当てつけている。
外周部には、周方向の3カ所に観察部2側に向けて突出
する調整ボルト54が固定されている。観察部2には、
挿入部1側の周辺部に外方フランジ2bが形成されると
共に、この外方フランジ2bには調整ボルト54が挿通
される貫通孔2cが穿設されている。調整ボルト54
は、貫通孔2cに挿通された状態で外方フランジ2bの
両側に位置するナット55,56により外方フランジ2
bに固定され、アタッチメント50に取り付けられた挿
入部1を観察部2に対して固定する。
54に螺合するそれぞれのナット55,56の位置を調
整することにより、アタッチメント50と観察部2との
位置関係を三次元的に調整することができる。
ば、調整手段を操作することにより、二次光学系に入射
する光束の一次光学系の瞳上での中心軸の間隔(入射軸
間隔)を変更することができ、両眼で観察する際の観察
視野の立体感を変更することができる。したがって、観
察対象、あいるは物体距離に応じて観察者が所望する立
体感で観察することが可能となる。
す全体の平面図である。
分を拡大して示す説明図である。
瞳分割手段近傍の光路図であり、(A)が図1と同様の平
面図、(B)が一次光学系側からみた正面図である。
瞳分割手段近傍の光路図であり、(A)が図1と同様の平
面図、(B)が一次光学系側からみた正面図である。
分を拡大して示す光路図であり、(A)が図1と同様の平
面図、(B)が一次光学系側からみた正面図である。
と同様の正面図である。
分を拡大して示す説明図であり、(A)が図1と同様の平
面図、(B)が一方の瞳分割ミラー側から見た側面図であ
る。
分を拡大して示す説明図であり、(A)が図1と同様の平
面図、(B)が一次光学系側からみた正面図である。
す全体の平面図である。
示す全体の平面図である。
示す全体の平面図である。
示す全体の平面図である。
示す全体の平面図である。
大図である。
Claims (7)
- 【請求項1】物体側から順に配置された対物レンズ系と
リレーレンズ系とを有する一次光学系と、 前記一次光学系の瞳位置に配置され、前記物体を異なる
方向から観察できるよう前記瞳内の光束の少なくとも一
部を2つの領域に分割する瞳分割手段と、 前記瞳分割手段により分割された光束により形成される
それぞれの像を観察する一対の二次光学系と、 前記二次光学系の一方に入射する光束の中心軸と前記二
次光学系の他方に入射する光束の中心軸とが前記瞳上で
なす間隔を調整する調整手段とを備えることを特徴とす
る立体視硬性内視鏡。 - 【請求項2】前記瞳分割手段は、前記一次光学系からの
射出光の少なくとも一部を互いに異なる方向に反射させ
る2枚のミラーから構成され、前記調整手段は、前記瞳
面内での前記ミラー間の間隔を調整することを特徴とす
る請求項1に記載の立体視硬性内視鏡。 - 【請求項3】前記瞳分割手段は、前記一次光学系からの
射出光を互いに異なる方向に反射させる2枚のミラーか
ら構成され、前記調整手段は、前記ミラーより前記一次
光学系側に配置され、前記ミラーの境界に沿って前記射
出光の中央部分を遮光する遮光板を有することを特徴と
する請求項1に記載の立体視硬性内視鏡。 - 【請求項4】前記調整手段は、幅が異なる複数の遮光板
を有することを特徴とする請求項3に記載の立体視硬性
内視鏡。 - 【請求項5】前記複数の遮光板は、前記瞳にほぼ一致し
て設けられた円盤状のターレット上に形成され、該ター
レットを回動させることにより1つの遮光板を選択的に
前記射出光の中央部に配置させることを特徴とする請求
項4に記載の立体視硬性内視鏡。 - 【請求項6】前記調整手段は、前記ミラーの境界線と平
行な軸回りに回動可能に設けられた遮光板を有すること
を特徴とする請求項3に記載の立体視硬性内視鏡。 - 【請求項7】前記瞳分割手段は、前記瞳内に並列する一
対のセパレータレンズから構成され、前記調整手段は、
前記セパレータレンズを相対的に離反、接近する方向に
移動させることを特徴とする請求項1に記載の立体視硬
性内視鏡。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP33122994A JP3590425B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 立体視硬性内視鏡 |
US08/564,537 US5976071A (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Stereoscopic endoscope |
US09/309,889 US6338711B1 (en) | 1994-11-29 | 1999-05-11 | Stereoscopic endoscope |
US09/309,552 US6517479B1 (en) | 1994-11-29 | 1999-05-11 | Stereoscopic endoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33122994A JP3590425B2 (ja) | 1994-12-08 | 1994-12-08 | 立体視硬性内視鏡 |
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JP3590425B2 JP3590425B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
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JP33122994A Expired - Fee Related JP3590425B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-12-08 | 立体視硬性内視鏡 |
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WO2019026929A1 (ja) | 2017-08-03 | 2019-02-07 | ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 | 医療用観察装置 |
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1994
- 1994-12-08 JP JP33122994A patent/JP3590425B2/ja not_active Expired - Fee Related
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