JPS5987403A - 視野方向変換光学系 - Google Patents

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】 本発明は、内視鏡、潜望鏡等の光学装置に用いる視野方
向変換光学系に関するものである。

内視鏡７潜望鏡的の細長い像伝送系を有する光学装置は
、　Ｉｉ’Ｚに装置の外径が制限されていである程度以
上太くすることが出来ず、なかでも内視鏡はその外径が
太いものでも高々２　ａｎ程度であり細いものに至って
は２〜３　ｍｍ程度と極めて細い径に制限されている。

そして、このような光ｑ′装置でｉｆ、　６：１視、側
１（１１等を行う際に必要な視野方向変換にＶＩ−般に
プリズムが用いられているが、」二記のよりに外径が制
限された状況下での視野方向変換ににｊ−かなりの困姉
が伴うものである。例えば側視のような」動台ｅ、Ｙ対
物レンズの前方に直角プリズムをｍ個配置−ｉｔ”ｙｌ
、ば実現出来るから比較的容易であるブノ；、可視の味
１合には第１図にい）又は（＋３）に示した如く対物レ
ンズ２の前方に位置するプリズム１が著しく大４１ｉ！
！にノｊ−らざるを得ず、到底内視鏡等に絹込むことが
不ｉｉｊ能であった。面、３はイメージガイドである。

合こで、この姉′点を解決するために例えば肋間昭！”
＋　Ｏ−９１３３９号公報に冷コ載の内視鏡は、第２図
に示した如く、プリズム１をプリズム１ａ及び１１〕の
二体に分けてプリズム１１）の入射面Ｓ１を全反射面と
して用いるようにし、プリズム１１）に入射面Ｓ、から
入射した光線が反射面Ｓ２で反射しだ後再び入射面ＳＩ
で反射して像伝送系に向うように構成されていたが、こ
のような視野方向変換光学系はプリズム部分を小型に出
来るという利点がある反面、プリズム１ａとプリズムｌ
　ｌ）との間の空気間隔を光束が斜めに通過せざるを得
ないことにより非点収差が発生するため像が劣化すると
いう問題があった。又、プリズム１；］の入射血Ｓ３に
対して出射面Ｓ４が傾いているだめ、プリズＡ　］ａと
プリズム１ｂの相夕・］位置或は両プリズム１ａ及び１
１）を内祝鏡本体へ取イ」ける位１［−及び角度等の狂
いをなくすだめの調！１′ｒ′：に高精度が要求されて
非常に面倒であった。即ち、良く知られているように、
光学系中の各要素の傾きや偏心が非点収差の劣化をもた
らすからである。

本発明は、上記問題点に父、にみ、像伝送系の光軸とθ
の角度をなす斜視方向の光軸に直交する入射面と、該入
射面に対しθ／２の角度をなす第一反射面と、前記入射
面に平行又は一致する第二反射面とを」（えていること
により、非点収差が発生せず」１つ調整もイｉ′易にし
た視野方向変換光学系を提供せんとするものであるが、
以下第３図及び第４図に示した一実施例に基つきこハ、
を説明すれに１、■１．は像伝送系の光軸０とθ（３［
Ｙｆｌ、角）の角度をなす斜方向の）′（、：ｌｌ＋　
ｏ′に直交する入射）（１１をイアする″″１′凹レン
ズ、１゛１は光軸０′に直交する入出射面を有する平行
−１ＦＩ自１ガラス板、１）２は光軸０′に直交する入
１１１＋ｆｒ　Ｉ　、！：：！に入射面Ｊに対してθ／
２の角１８−をなず？４１．−反射１ｉＩｊ’　Ｉｉ、
　１　と該入射面■に一致する第二反射面１（５２とを
イ１し旧つレンズ枠Ｆに立長された視野方向変換プリズ
ム、Ｌ　２はレンズ枠１・′に支持さ７ｊ／・二止−負
１）（−合止レンズであって、これらは順次光’１１１
１０／及び０に？′１〉つで配置されて対物光学系を（
１′へ成している。イしで、以」二の光学素イのうり平
凹レンズ１月　と視野方向変換プリズムＰ２と接合正レ
ンズＬ　２が１９１階胃シミ・ロフォーカスクイフ゛′
の文；Ｊ！１勿レンズを構成しているが、特に広角であ
るととを必要としないｌ）、ｌ、は平凹レンズＬＨは々
〈ても良い。

又、平行平面ガラス板Ｊ〕１は平凹レンズＬ　Ｉ　をそ
の入射面に貼利けて保持するために設けられておす、平
凹レンズＬ１を保持する他の適当な方法があればなくて
も良い。尚、Ｉ　（）はイメージガイドである。

本発明に°よる視ｌＪ！Ｊ、方向変換光学系は」二連の
如く構成されているから、図示しない物体を発した光は
平凹レンズＬ　１　　平行Ｘｔ２面ガラス板■〕１　を
順次ジ 通過した後入射面■から視野方向変換プリズム部分内に
入射し、続いて第一反射面１％　、で反身１した後第二
反射面１１２で反射してから接合正レンズＬ２の方へ向
う。ここで、第一反射面Ｒ、と第二反射面１（，２のな
す角度がθ／２であるから、第二反射面１（，２て反射
した光と第二反射面ＩＬ２のなす角度が９００−θとな
り、ぞの結果眩光の進光方向が像伝送系の＞ｉ’；　１
＋ｌ＋　Ｏと一致する（第４図）。尚、この場合、第二
反射面＋１２の入射側即ち視野方向変換プリズム１゛２
の屈折率を１１□とし、該入射側と反対側即ち第二反身
１面Ｒ２の外部の屈折率を１１７　とするとき、次の条
件 云＜　Ｓｔｎθ を／１ｉｌｌｉ足するように各部材の拐質を選定すｉｔ
ば、第二反射面ＩＬ　２での反射は全反射となる。全反
射は鏡面反射より反射率が高いので像の明るさを増す点
においてこの構成は望捷しいものであるが、斜視角θが
若干の制限を受けることになる。例えば、第二反射面■
（，２の外部が空気層である場合即ち視野方向変換）′
リズムＩ）　２と平行平面ガラス板Ｐ１との間に隙間を
設けた場合、ｎ　）　＝　１となると共に、プリズム１
〕２の材質をガラスにすれば＋＋２−１・１〜２．　（
１４”１：度が利用出来るから、余１視可能範囲／バ；
１０°〈θ〈９０°となる。又、視野方向変換ブリノ：
、／ｘ　］’　２に牢１ｊ平面ガラス板１−＋　、が密
シ１”１している場合でも、両にの月質をガラスにすれ
ば、示１祝可ｌ’ｌ：（ｉｊ・１１．囲は／１５°〈θ
＜９０°となる。このように、ｊ、［視角Ｏが若干制限
を受けることに々るが、近イ「対物レンズ自体がかなり
広角になっているので、実用１−問題と／Ｃることばな
い。

又、第一反射面１モ１は通常鋭面反射となるようにして
いるが、全反射にし得る時は全反射の方が最高の反射率
を示すので奸才しい。

かくして、本光学系により礼（野方向の変４Ｑがなさ）
するが、木＞’Ｌ学系（ｌＳ１）１（本的には？１′Ｌ
−の祝り゛１方向変俟プリスノ・Ｊ゛、を用いて祝！ｌ
’ｌ’力向の変換を達成すると共に、１灸プリズム１゛
２の入射面１に’）’（、か１１１直人射するよつ＋／
（：　Ｌ、−Ｃいるので、非点収す、−（」、発生しな
い。又、平凹レンズＩ、１　の保持を容易にするため或
１ｒＪ−５！二反射而Ｉ１．２での全反射を利月１する
場合の程％（Ｉｊ等のためにガラス板１）１　を使用す
るｕ：ｊも、これ４が３１′イ一］平面ガラス板として
構成さｉしているからガラス板ｐ　、　　とプリズムＰ
２の相対イ）ン置合わせが容易である。即ち、従来例の
ようにプリズノ・部分が角ルーを１、Ｊつブこ二体式の
場合には光軸０′の１わりに相対的（′ζ回転させたた
けて非点収差が劣化するが、本光学系ＶＣ＊−いてはそ
のおそれ回、乃、い。

尚、土１．１１実ｊｆＶ例とは異なり、第５図に示しだ
如く、入射面１′と第−反射面Ｉｔ、′とがθ／２の角
度をなし、り３二反射面１１２’が入射面■′と平行に
なっている即−のネ（１，野方向変換プリズムＰ２′を
、入射面１′と斜視光ｔｌＩｌｌｌ（ン′とが直交する
ように配置しても良い。この場１合、二体式のような相
対位１６°合萌は全く不敗て４す″る。

−Ｉ・Ｉトの如く、本発明によるわ■；ｆ力向褒換光学
系ｔｒｉ男点収ダ（−がゝｉｉ’、’ｌ−ぜず且つ調整
もネや易であＺ）といつ二戸用土１１１′妓／１利点を
有している。

７１．１ンｌ）白１０丁八＋へｌ’ｌ’乙ｉ、＋ｅ　’
ＪＪＦ、４ｒ１図及び卯、２図は従来の視野力向変ｊカ
光学系を夫々小す１ン１、第３図は本発明による視ｊｌ
Ｉｆ方向変換光学系の一実施例を示す図、第４１ス１は
上記実施例の゛ルｊ７１１〜拡大図、第５図は他の実力
ｉｌｊ例の“枝’ｌ’＋、ｌ（拡大Ｉス１である。

Ｌ＋３１′凹レンズ、Ｐｌ　平行平面）ｊラス板、Ｐ２
イ１１！　！ｌ’１方向亀４ｒ・’！プリズム、１　人
年１面、Ｉ（５１−第一反射面、１（，２第二反射面、
Ｌ２　・・正−負」と合７ルンズ、θ　才（視角。

・、）、、゛ 代ｊ１［・人　篠　原　誉　司　：：１５、（い′に１
− ３′に図 ：３．２図 、４−３図 １′４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像伝送系の光１１１１とθの角度をなす斜視方向
   の光軸に直交する入射面と、該入射面に対しθ／２の角
   度をなす第−反則面と、前記−入射面に平行又は一致す
   る第二反射面とを見えた視野方向変換光学系。
2. （２）　　第二反射面の入射（ｔｌｌｌのＭＪ’、　４
   ）１甲を０１とし、該入射側と反対側のＨ＋’、折率を
   １１２　とするとき、次の条件 二（ｓｉｎθ ＋１２ を満足することを特徴とする特許請求の範［Ｊ［ｌ　（
   ］）に１記載の祝ＩＪｊｆ方向変換光学系。