JPS5856848B2 - シヤシヨウコウガクケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内視鏡のように細長い像伝送光学系等にて用
いられる観察方向が像伝送方向（長さ方向）に対し一定
の角度をなしている斜視用光学系に関するものである。

一般に細長い像伝送光学系の先端対物系は小型であるこ
とが要求され、特に外径方向に対しては長さ方向以上に
小型であることが要求される。

それは例えば内視鏡等においてその外径が犬であると、
患者にとって挿入時の苦痛が太きい等の理由によるもの
である。

更に観察すべき箇所によっては物理的に外径が制限され
ることになり、外径の大きさによっては挿入することが
不可能となることがある。

例えば膀胱鏡等においては外径が２〜３朋と非常に小さ
く制限されることになる。

このような制限された外径中に配置される光学系で直視
以外を目的としたもので、その観察方向が長さ方向に対
して９０°をなす側視や６０°の方向である斜視０ま、
４５°直角プリズムや３００直角プリズムを用いること
により実現できるが、それ以外の角度の斜視１例えば直
視方向に対し３０°の方向を観察する斜視の場合には第
１図Ａ及びＢに示すような構成にせざるを得ないために
、図面中ａにて示す長さが長く、上述の外径を小にする
との要求を満足させることができない。

また上述の要求通りに外径を小にした場合には、第１図
に示すような配置の光学系では入出射面での有効径を十
分にとることが不可能となる。

本発明は上記の事情に鑑みなされたものであって、斜視
のための視野方向を変換するために用いる視野方向変換
プリズムに屈折作用を持たせるようにして上記の各欠陥
を克服すると共に、上記視野方向変換プリズムに屈折作
用を持たせたことにより生ずる非点収差の発生を該プリ
ズムとは別に設けた補正プリズムにより取除くようにし
た斜視用光学系を提供するものである。

以下図面にもとづき本発明光学系の詳細な内容を説明す
ると、第２図にて本発明の一実施例が示されている。

この図で符号１にて示す部分は内視鏡等の先端部であり
、２は対物レンズ系である。

この対物レンズ系２の先の部分には補正プリズム３及び
視野方向変換プリズム４が配置されている。

また補正プリズム３の前方には凹レンズ５が配置され、
上記対物レンズ系２と共にレトロフオ一カス型の超広角
レンズ系を形成している。

補正プリズム３及び視野方向変換プリズム４は図示され
た通りの形状をなしており、補正プリズム３は斜視方向
からの入射光軸に対しほぼ垂直に位置する入射面３ａと
、上記入射光軸が屈折して射出するように配置された屈
折面３ｂとを有する。

また、視野方向変換プリズム４は、補正プリズム３の屈
折面３ｂに近接し、且つこの屈折面３ｂより射出した光
軸を屈折させるための屈折面４ａと、この屈折面４ａで
屈折した光軸を再び屈折面４ａへ向けて反射する反射面
４ｂと、屈折面４ａで反射されて直視方向を向けられた
光軸が射出する直視方向に対しほぼ垂直に位置する射出
面４Ｃを有する。

そして、補正プリズム３の屈折面３ｂの屈折の大きさと
視野方向変換プリズム４の屈折面４ａの屈折の大きさと
がほぼ等しくなるように、各プリズムを構成配置しであ
る。

ここで、補正プリズム３の屈折面３ｂの屈折の大きさと
視野方向変換プリズム４の屈折面４ａの屈折の大きさが
等しい、とは入射光軸が屈折面３ｂで屈折して補正プリ
ズム３から射出し、再度屈折面４ａで屈折して視野方面
恋橡フ０リズム４番と入射するとΔ−屈折面３ｂで本本
屈折する前の光軸と屈折面４ａで屈折した後の光軸とが
平行になるということである。

本発明の光学系は以上のような構成のもので、プリズム
４によって視野方向の変換を行なうと共に、このプリズ
ム４に屈折作用を持たせるようにして外径が小さくて済
むような構成にしである。

然るにこのように屈折作用を持たせた場合には非点収差
が発生して画質が極端に低下するため好ましくない。

特に本発明のように超広角のレンズ系を有する場合には
非点収差の発生が著しく、画質に及ぼす影響は極めて犬
であるため、実際上使用が不可能になる。

この非点収差を補正することを主目的として配置された
のが補正プリズム３である。

本発明の補正プリズム３と視野方向変侠プリズム４から
成る光学系は模式的に第３図のように表わすことができ
る。

この光学系において光の進行方向に沿って屈折率を０１
ないしｎ５１面間隔をｄ。

ないしｄ、の如く定め、第１面に対する光軸の入射角、
屈折角をθｉ、θｉ１とすると、この光学系において発
生する非点収差△Ｐは、 と表わされる。

但し、ＰＭｌは第１面即ち補正プリズム３の入射面から
物点までの距離である。

本発明光学系においては入射光軸と補正プリズム３の入
射面（第１面）３ａ及び視野方向変換プリズム４の射出
面（第４面）４Ｃと射出光軸とがほぼ直交しているので である。

また、補正プリズム３の屈折面３ｂ（第２面）の屈折の
大きさと視野方向変換プリズム４の屈折面４ａ（第３面
）の屈折の大きさとがほぼ等しいから、上記２つの面の
なす角をβとするとき の関係がある。

上記の関係式と第２面、第３面で の光の屈折にスネルの法則を適用して得られる関係式と
を用い、更に両プリズムの前後を空気としてｎ１＝ｎ５
＝１とおくと、（１）式は と簡略化される。

本発明においては補正プリズム３の屈折面３ｂと視野方
向変換プリズム４の屈折面４ａとを近接して配置してい
るので、ｄ２はきわめて小さい。

また、特殊なものを除けばプリズムとして用いられる物
質の屈折率差はそれ程大きくないからｎ ２ ／ｎ４二
１である。

よってぽ）式の第１項、第２項いずれも小さな値となる
。

即ち、本発明によれば非点収差の発生を小さく抑制する
ことができるわけである。

尚、本発明での補正プリズム３の入射面３ａと視野方向
変換プリズム４の射出面４Ｃを夫々光軸ほぼ垂直となる
ようにしているが、これは上述の非点収差の補正の外、
空気中で使用するときと水中で使用するときとで視野角
が異ならないためにも好ましいことである。

本発明においては親骨方向変換プリズム４と補正プリズ
ム３との間隔、つまり而４ａと３ｂとの間隔は小さい程
非点収差の発生が少ないので望ましい。

特にこの間隔が補正プリズム３と視野方向変換プリズム
４の硝路和の１／２以上になると非点収差の発生が著し
いと共に外径を充分小さくできなくなることもあって好
ましくない。

実際上は上記間隔が波長程度であっても面４ａを全反射
面として利用できる。

そして、この程度に間隔を小さくした場合には非点収差
の発生を非常に小さくすることができる。

また、実施例において視野方向変換プリズム４の屈折面
４ａのうち反射ｍｊ４ｂにて反射して来た光を反射させ
るのに必要な部分を鍍銀してもよい。

この場合、池の部分を接着剤にて埋めれは非点収差は全
く発生しない。

以上説明したように、本発明の光学系によれは側視や６
０°斜視以外θつ例えば３０°斜視の場合であっても斜
視用光学系の外径をきわめて小さく抑えることかでき、
しかも良好な画質での観察が可能である等の効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられている斜視用光学系を示す図、第
２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は非点収
差補正を説明するための図である。 ３・・・・・・補正プリズム、４・・・・・・視野方向
変換プリズム、５・・・・・・凹レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 斜視方向よりの入射光軸に対しほぼ垂直に位置する
   面と上記入射光軸が屈折して射出するように配置された
   屈折面とを有する補正プリズムと、上記補正プリズムの
   屈折面に近接し上記補正プリズムから射出した光軸を屈
   折させるための屈折面と上記屈折面で屈折した光を反射
   せしめる反射面と直視方向に対しほぼ垂直に位置する射
   出面とを有し、上記反射面にて反射した光軸が上記屈折
   面にて反射した後上記射出面より射出するような構成を
   なした視野方向変換プリズムと、上記補正プリズムの前
   方に配置した凹レンズとを具え、上記補正プリズムの屈
   折面の屈折の大きさと上記視野方向変換プリズムの屈折
   面の屈折の大きさとをほぼ等しくしたことを特徴とする
   斜視用光学系。