JPH08184767A - 立体視内視鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 瞳分割手段から接眼レンズ系、あるいは撮像
素子等の観察位置までの光路に反射部材を用いずに構成
することができる立体視内視鏡の提供を目的とする。 【構成】 管状の挿入部１と、挿入部１の基端側に接続
された観察部２とを備える。挿入部１の内部には、対物
レンズ系１１、第１、第２のリレーレンズ系１２，１３
から構成される一次光学系１０が配置されている。観察
部２内には、一次光学系１０の瞳Ｅｐに一致して左右に
並列して配置された一対のセパレータレンズ３７ａ，３
７ｂと、セパレータレンズ３７ａ，３７ｂにより形成さ
れた像を導くイメージガイドファイバー束３９ａ，３９
ｂと、これらのファイバー束により導かれた像を観察す
る二次接眼レンズ系３３ａ，３３ｂとから成る二次光学
系３０ａ，３０ｂが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、物体を立体的に観察
する立体視内視鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体視内視鏡は、物体像を形成する対物
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
の種の立体視内視鏡は、例えば特開平６−１９４５８１
号公報に開示されている。

【０００３】従来の立体視内視鏡は、瞳分割手段として
プリズム、ミラー等の反射部材を用い、かつ、分離され
た光束を接眼レンズ系、あるいは撮像素子に導くために
二次光学系内でも反射部材を用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
立体視内視鏡のように反射部材を用いると、光束を接眼
レンズ系、あるいは撮像素子に正確に入射させるため
に、反射部材の組み付け位置、角度等に高い精度が要求
され、組み付け作業に手間がかかるという問題がある。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、瞳分割手段から接眼レンズ
系、あるいは撮像素子等の観察位置までの光路に反射部
材を用いずに構成することができる立体視内視鏡の提供
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる立体視
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、一次光学系の瞳内の異なる領域を通過し
た光束を取り込む一対の二次光学系とを有し、二次光学
系は、一次光学系の瞳内に左右に並列して配置された一
対のセパレータレンズと、セパレータレンズによる結像
位置にそれぞれ入射端面を位置させて設けられた一対の
イメージガイドファイバー束とを有し、これらのイメー
ジガイドファイバー束により伝達されるそれぞれの像を
観察することを特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、この発明にかかる立体視内視鏡の実施
例を説明する。実施例１の立体視内視鏡は、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。

【０００８】挿入部１の内部には、物体の像を形成する
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。

【０００９】観察部２内には、一次光学系１０の瞳Ｅｐ
に一致して左右に並列して配置された一対のセパレータ
レンズ３７ａ，３７ｂと、セパレータレンズ３７ａ，３
７ｂにより形成された像を導くイメージガイドファイバ
ー束３９ａ，３９ｂと、これらのファイバー束により導
かれた像を観察する接眼レンズ系３３ａ，３３ｂとから
成る二次光学系３０ａ，３０ｂが設けられている。

【００１０】イメージガイドファイバー束３９ａ，３９
ｂの入射側の端面は、セパレータレンズ３７ａ，３７ｂ
の結像位置に一致して設けられ、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
られている。これにより、セパレータレンズ３７ａ，３
７ｂにより入射端面に形成された像は、ファイバーを通
して射出側の端面に伝達され、この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。

【００１１】セパレータレンズ３７ａは、イメージガイ
ドファイバー束３９ａの入射側の端部と一体に支持部材
４７ａに保持されており、セパレータレンズ３７ｂはイ
メージガイドファイバー束３９ｂの入射側端部と一体に
支持部材４７ｂに保持されている。一方、イメージガイ
ドファイバー束３９ａ，３９ｂの射出側の端部は、観察
部２に固定されている。なお、接眼レンズの眼幅を変更
できるよう構成してもよい。

【００１２】支持部材４７ａ，４７ｂは、調整手段４０
によりセパレータレンズの並列方向に沿って左右方向に
平行に移動される。イメージガイドファイバー束３９
ａ，３９ｂは可撓性を有するため、調整手段４０を操作
することによりファイバーは変形しつつ移動し、セパレ
ータレンズ３７ａ，３７ｂが一次光学系１０の光軸Ａｘ
1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。

【００１３】したがって、調整手段４０を操作すること
により、二次光学系に入射する光束の中心軸の間隔(入
射軸間隔)を変更することができ、観察視野の立体感を
変更することができる。

【００１４】調整手段４０は、この例では観察部２の中
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。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支持部
材４７ａ，４７ｂの基端部が螺合している。

【００１５】この構成によれば、間隔調整つまみ４３を
回転調整することにより、間隔調整スクリュー４２が回
転して支持部材４７ａ，４７ｂを移動させ、結果として
セパレータレンズ３７ａ，３７ｂとイメージガイドファ
イバー束３９ａ，３９ｂの入射側端部とが一次光学系１
０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。

【００１６】なお、保持枠４１は、セパレータレンズ３
７ａ，３７ｂ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、レンズの移動方向に沿
う左右方向に位置調整できるよう構成されている。

【００１７】すなわち、保持枠４１の基端側には、間隔
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。

【００１８】前後位置調整ボルト４５の先端には、左右
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。

【００１９】この構成によれば、左右位置調整スクリュ
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、セパレータレンズ３７ａ，３７ｂ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、セパレータ
レンズ３７ａ，３７ｂの光軸Ａｘ1方向の位置を全体的
に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、セパレータレンズ３７ａ，３７ｂの物体側の面が
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。

【００２０】なお、セパレータレンズの移動機構につい
ては、上記の例に限られず、一方のレンズのみを移動さ
せてもよいし、光軸に対して非対称に両方のレンズを移
動させてもよい。

【００２１】この実施例のようにセパレータレンズとイ
メージガイドファイバー束を用いた場合には、反射部材
を利用した場合と比較して組み付け時に高い精度が要求
される部位を少なくすることができる。特に、入射軸間
隔を変更するために二次光学系の一部を移動させる場合
には、ミラーを用いると移動時のガタにより反射光束の
方向が変化する可能性があるが、実施例の構成ではファ
イバーを用いているために移動により光束の方向が変化
することはない。

【００２２】なお、実施例１では、各調整スクリューを
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。

【００２３】図２は、実施例１における調整手段４０の
作用を示す説明図であり、(Ａ)はセパレータレンズ３７
ａ，３７ｂが離間した状態を示し、(Ｂ)は最も近接して
左右のセパレータレンズ３７ａ，３７ｂが隣接する状態
を示す。

【００２４】図２(Ａ)の状態では、二次光学系に入射す
る光束の中心軸Ａｘ2，Ａｘ3との間隔(入射軸間隔)は標
準値ｄ1に設定され、(Ｂ)の状態では標準値ｄ1より小さ
い値ｄ2に設定される。立体感は、物体距離が小さいほ
ど、入射軸間隔が大きいほど大きくなるため、例えば、
比較的遠方の物体を観察する際には(Ａ)の状態、近距離
の物体を観察する際には(Ｂ)の状態に設定することによ
り、物体距離に応じた適切な立体感を得ることができ
る。

【００２５】図３は、入射軸間隔を変更するための他の
構成例を示す説明図である。この例では、セパレータレ
ンズ３７ａ，３７ｂを相互の間隔が変化しないように一
体的に設け、両レンズの境界ラインに沿って矩形の遮光
板２２を選択的に挿入できるよう配置している。

【００２６】遮光板２２が挿入されない場合には、図３
(Ａ)に示すように二次光学系に入射する光束の中心軸Ａ
ｘ2，Ａｘ3の間隔(入射軸間隔)は基準値ｄ3に設定され
る。遮光板２２が挿入された場合には、図３(Ｂ)に示さ
れるように瞳Ｅｐの中央部を遮光して入射軸間隔が基準
値より大きい値ｄ4に設定される。なお、遮光板２２の
幅は、設定したい入射軸間隔に応じて適宜設定すること
ができる。二次光学系に入射する光束の中心軸は、セパ
レータレンズの有効部分の重心位置となる。

【００２７】図４(Ａ)(Ｂ)は、それぞれ遮光板の変形例
を示しており、セパレータレンズより一次光学系側に、
セパレータレンズの瞳を限定する開口が形成されてい
る。図４(Ａ)に示される遮光板２３は、一次光学系の光
軸Ａｘ1に対して対称に形成された２つの開口２３ａ，
２３ｂを有する。各二次光学系に入射する光束の中心軸
は、開口２３ａ，２３ｂの中心に一致する。図４(Ｂ)に
示される遮光板２４は、各セパレータレンズの同一側の
領域を通過した光束のみを観察に利用するよう一次光学
系の光軸Ａｘ1に対して非対称に形成された開口２４
ａ，２４ｂを備えている。

【００２８】図５に示す実施例２の立体視内視鏡は、一
次光学系１０が設けられた挿入部１のみで単眼視用の内
視鏡を構成しており、この内視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１に示す実施例１と同一であ
る。

【００２９】挿入部１の基端側には、単眼での観察時に
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。

【００３０】アタッチメント５０は、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５
３とから構成される。

【００３１】取り付け環５１は、フード１４に当接する
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。

【００３２】また、取り付け環５１の観察部２側の面の
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。

【００３３】なお、この実施例では、３本の調整ボルト
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。

【００３４】図６は、この発明にかかる立体視内視鏡の
実施例３を示す断面図である。この例では、挿入部１が
硬性の先端部１ａと可撓性を有する接続部１ｂとに分割
されている。先端部１ａには、一次光学系１０を構成す
る対物レンズ１１、リレーレンズ系１２が設けられると
共に、その瞳Ｅｐに一致して二次光学系を構成するセパ
レータレンズ３７ａ，３７ｂが配置されている。

【００３５】接続部１ｂには、セパレータレンズ３７
ａ，３７ｂの結像面に端面を一致させて設けられたイメ
ージガイドファイバー束３９ａ，３９ｂが挿通されてい
る。イメージガイドファイバー束３９ａ，３９ｂは観察
部２内に導かれ、ファイバーにより伝達された像は接眼
レンズ系３３ａ，３３ｂを介して観察される。

【００３６】実施例３の構成によれば、接続部１ｂを湾
曲させることができるため、実施例１の硬性鏡では見る
ことができない体腔内等の部位を観察することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、セパレータレンズにより分割された光束をイメージ
ガイドファイバーを用いて伝達する構成とすることによ
り、高い組み付け精度が要求される反射部材を用いるこ
となく立体視が可能となり、組み付け作業を容易にする
ことができる。

【００３８】特に、立体感を変更するために二次光学系
の入射軸間隔を変更する場合には、反射部材を移動させ
る場合と比較して、移動の際のガタ等による影響を受け
難く、移動機構に求められる精度をも緩和することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の立体視内視鏡の実施例１を示す全
体の断面図である。

【図２】 実施例１の立体視内視鏡の作用を示す説明図
である。

【図３】 実施例１の変形例の作用を示す説明図であ
る。

【図４】 遮光板の変形例を示す説明図である。

【図５】 実施例２の立体視内視鏡を示す観察部の拡大
図である。

【図６】 この発明の立体視内視鏡の実施例３を示す全
体の断面図である。

【符号の説明】

１ 挿入部 ２ 観察部 １０ 一次光学系 １１ 対物レンズ系 １２ 第１のリレーレンズ系 １３ 第２のリレーレンズ系 １４ フード ２２ 遮光板 ３０ａ，３０ｂ 二次光学系 ３３ａ，３３ｂ 接眼レンズ系 ３７ａ，３７ｂ セパレータレンズ ３９ａ，３９ｂ イメージガイドファイバー束 ４０ 調整手段 ４１ 保持枠 ４２ 間隔調整スクリュー ４４ 左右位置調整スクリュー ４５ 前後位置調整ボルト ４５ａ ナット部 ４７ａ，４７ｂ 支持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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、該一次光学系
   の瞳内の異なる領域を通過した光束を取り込む一対の二
   次光学系とを有し、 該二次光学系は、前記一次光学系の瞳内に左右に並列し
   て配置された一対のセパレータレンズと、該セパレータ
   レンズによる結像位置にそれぞれ入射端面を位置させて
   設けられた一対のイメージガイドファイバー束とを有
   し、該イメージガイドファイバー束により伝達されるそ
   れぞれの像を観察することを特徴とする立体視内視鏡。
2. 【請求項２】前記セパレータレンズは、前記一次光学系
   の光軸に対して互いに対称な位置に設けられたことを特
   徴とする請求項１に記載の立体視内視鏡。
3. 【請求項３】前記セパレータレンズは、相対的に離反、
   接近する方向に移動可能であることを特徴とする請求項
   １または２のいずれかに記載の立体視内視鏡。
4. 【請求項４】前記二次光学系は、前記イメージガイドフ
   ァイバー束の射出側端面に焦点を一致させて設けられた
   一対の接眼レンズ系を備えることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載の立体視内視鏡。