JPS63149620A - 電子内視鏡用光学系 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子内視鏡用光学系に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕内視
鏡においてイメージガイドファイバー束の代りにＣＯＤ
イメージセンサ等の固体撮像素子を用いて電子的に物体
を観察しようとする試みは以前から行われていたが、近
年漸く実用化の段階を迎えた。固体撮像素子を内視鏡先
端部に組込むに当たって大・きな問題となるのは、固体
撮像素子全体の大きさがイメージガイドファイバー束の
入射端面に比較して大きい（細長い）ことである、この
ため、イメージガイドファイバー束の入射端面と同等な
位置にそのまま固体撮像素子を配置しようとすると、内
視鏡先端部が著しく太くなり、使用対象が限定されてし
まうという問題があった。

そこで、この問題を解決するために、固体撮像素子を内
視鏡の中心軸上にその長手方向を軸方向に平行にして配
置する構成が案出された。第２図はその一例を示す図で
、内視鏡先端部ｌ内に設けられた対物レンズ２の後方に
プリズム３が配置され、このプリズム３の射出側におい
て固体描像素子４が内視鏡の中心軸Ｃ上にその長手方向
を軸方向に平行にして配置されている。この構成により
内視鏡先端部の大径化は避けることができるが、固体１
最像素子４の長手方向が内視鏡の中心軸に沿うため、内
視鏡前端から固体撮像素子４の後端までの距離ｌが非常
に長くなる。従って、内視鏡先端硬性部が長くなってし
まうので、屈曲した部位への挿入が困難になる外、医用
内視鏡にあっては患者に与える苦痛が大きくなる等重要
な問題を惹起している。

そこで、その問題を解決するために、本件出願人は固体
撮像素子を内視鏡の中心軸に対して傾斜して配置する構
成を案出した。即ち、第３図に示すように対物レンズ２
の後方のプリズムの形状をプリズム３′の如く変更して
、該プリズム３″に入射した光をその斜面で反射した後
その上面で反射させて該斜面から内視鏡の軸方向に対し
斜めに射出するようにし、この射出光軸上に固体撮像素
子４の受光面を配置する構成である。この構成によれば
、固体撮像素子４が傾斜した分だけ前述の距離ｌが短く
なるため、先端硬性部の全長を短縮することが可能であ
る。

しかしながら、第３図に示すようにプリズム３を用いた
光学系では、プリズム３″の光線が入射面に垂直に入射
し且つ射出面に垂直に射出する（このようにすることは
、プリズム３′における収差の発生量を最小に抑えるこ
とができるので非常に望まし、い配置と言える。）よう
にすると、プリズム３′からの射出位置が射出面の上面
側に寄ってしまう、このため、固体撮像素子４の一端が
レンズ径の外径よりも外側へ大きくはみ出すことになり
、レンズ系と固体撮像素子４とで内視鏡先端硬性部の径
方向に大きなスペースを占めることになる。その結果、
ライトガイド等を配置するスペースが著しく制限されて
しまい、内視鏡先端硬性部の外径を大にせざるを得なく
なる。

本発明は、上記問題点に鑑み、内視鏡先端硬性部を長さ
と太さの両方においてコンパクト化し得る電子内視鏡用
光学系を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用３本考案による
電子内視鏡用光学系は、内視鏡先端硬性部内に配置され
ていて、光軸が内視鏡長手方向と平行な対物レンズと受
光面が内視鏡内視鏡に対し斜交する固体撮像素子とを備
えた電子内視鏡用光学系において、対物レンズの入射面
から固体撮像素子の受光面までの間の光路中に、対物レ
ンズの光軸に垂直な入射面と固体撮像素子の受光面に対
し斜めの射出面とを有する光路変換プリズムと、該光路
変換プリズムの射出面に近接した入射面と固体撮像素子
の受光面に平行な射出面を有する補正プリズムとを配置
したことにより、補正プリズムからの射出位置か射出面
のほぼ中央になるようにし、斜めの固体撮像素子一端が
レンズ系の外径より大きく突出することがないようにし
たものである。

〔実施例〕

以下、図示した一実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

第１図は直視式の内視鏡用光学系を示しており、対物レ
ンズＯの光軸が内視鏡の中心軸と平行である。対物レン
ズ０は負屈折力の前群Ｆと正屈折率の後群Ｒとから成る
いわゆるレトロフォーカス型となっており、バックフォ
ーカスを長くして対物レンズＯと固体撮像素子Ｓとの間
にプリズム等を配置できるようにしている。向、後群Ｒ
中耕線部で表示した部分はフィルターである。

対物レノズ０の射出側にはフィルターＦＬ、光路変換プ
リズムＰ、及び補正プリズムＰ！が順に配置され、その
射出側には固体撮像素子ＳがカバーガラスＧを介して配
置されている。ここでフィルターＦＬは、いわゆる光学
的ローパスフィルターや不要のスペクトル成分を除去す
る赤外カットフィルター等である。又、光路変換プリズ
ムＰ。

及び補正プリズムＰ８との間にはごく僅かの隙間がある
。

光路変換プリズムＰ１の入射面は対物レンズ０の光軸に
垂直になっているが、該プリズムＰＩの斜面（射出面、
固体撮像素子Ｓの受光面に対して斜めである。）で全反
射し上面で反射して斜め下方に向けられた光の光軸は該
プリズムＰ、の斜面を射出する時該斜面に垂直でない。

従って、そこで収差が発生するが、隣接して設けられて
いる補正プリズムＰ２の入射面が同じく光軸に垂直でな
い（この例ではプリズムＰ１の射出面と平行であると共
に、屈折率ＮＰ、−ＮＰ２である。）ことにより逆符号
の収差が発生するので、両収差が打ち消し合って非常に
小さくなり、特に問題はない。

尚、補正プリズムＰ！の射出面は光軸と垂直即ち固体撮
像素子Ｓの受光面と平行である。

このように光路変換プリズムＰ１と補正プリズムＰ２と
を組み合わせると、光路変換プリズムＰ＋における二回
の反射の角度を自由にとれるため、補正プリズムＰ２か
らの射出点を該プリズムＰ２の射出面のほぼ中央即ち対
物レンズ０の光軸の延長線上に近い位置にすることがで
きる。従って、固体撮像素子Ｓの一端が対物レンズ系の
外径より大きく突出することがなく、光学系全体の径を
コンパクトにまとめることができる。而も、固体撮像素
子Ｓが傾斜していることから、光学系全体の長手方向の
長さも短くできることは言うまでもない。

又、径方向にバランスのとれた配置となるので、ライト
ガイド等を入れるスペースに余裕ができ、各部品を無理
なく配置できる。

次に数値例を示す。

「ｄ　　　　　　　　　　　　　　ｎ　　　　　　　　
　ν１　　　０ｏＯ，５１，８Ｂ３　　４０．８２　　
１．８０８　　　０．６３ ３　　３．２５３　　　１．４５　　　　１．７２８　
　２８．４４　−２．４３９　　　０．４　　　　　１
．７２９　　５４．６５　　６．６４５　　　０．２ ６　　　閃　　　　１．５　　　　　１．５１６　　６
４．１７ｅＩｏ（絞り）０．２ ８ｏｏＯ１？５　　　　１．５１６　　６４．１９　−
３．０４９　　　０．６５ １０　　６．２８９　　　１．１　　　　　１．５１６
　　６４．１１１　−３．４４７　　　０．６ １２　−２．９７８　　　０．４　　　　　１．８４６
　　２３．７１３　−６．４９４　　　０．６５ １４　　　　ｏｏ３．５　　　　　１．５４Ｂ　　　４
５．５１５　　　　ｏｏ６．３５５　　　　１．６８８
　　３１．０（光路変換プリズム） １６　　　　■　　　　０．００１〜０．０２ｒ　　　
　　　　　　　ｄ　　　　　　　　　　　　　　ｎ　　
　　　　　　　ν１７　　　　　■　　　　　　　２．
４４５　　　　　　１．６８８　　　　３１．０（補助
プリズム） １８６゜ 〔発明の効果〕 上述の如く、本発明による電子内視鏡用光学系は、内視
鏡先端硬性部を長さと太さの両方においてコンパクト化
し得るという実用上重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子内視鏡用光学系を示す図、第
２図は従来例の略断面図、第３図は他の従来例の略断面
図である。 ０、・・・対物レンズ、Ｆ・・・・前群、Ｒ・・・・後
群、ＦＬ・・・・フィルター、Ｐｌ・・・・光路変換プ
リズム、Ｐ８１．・、補助プリズム、Ｓ・・・・固体撮
像素子、Ｇ・・・・カバーガラス。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内視鏡先端硬性部内に配置されていて、光軸が内視鏡長
   手方向と平行な対物レンズと受光面が内視鏡長手方向に
   対し斜交する固体撮像素子とを備えた電子内視鏡用光学
   系において、対物レンズの入射面から固体撮像素子の受
   光面までの間の光路中に、対物レンズの光軸に垂直な入
   射面と固体撮像素子の受光面に対し斜めの射出面とを有
   する光路変換プリズムと、該光路変換プリズムの射出面
   に近接した入射面と固体撮像素子の受光面に平行な射出
   面を有する補正プリズムとを配置したことを特徴とする
   電子内視鏡用光学系。