JPS6198316A - 斜視用光学系 - 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、硬性内視鏡の斜視用光学系に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来の斜視用光学系としては１例えば特開昭５０−９１
３３３号に開示されたものがある。

第３図はこの光学系の対物レンズ部分を示したもので、
対物レンズＬｕは傾斜凹レンズ１と第一プリズム２と第
ニブリズム３と凸レンズ４とを組み合わせて成る前群レ
ンズＬ１　と、後群レンズＬ２とから構成されており、
硬性内視録の長手方向に対して斜めに入射した元は、第
一プリズム２と第ニブリズム３との境界を一旦透過した
後、第ニブリズム３の第一反射面５及び第二反射面６で
順久反射し℃、硬性内視鏡の長手方向と一致する方向に
射出されるようになっている。ところがこの斜視用光学
系の場合、第ニブリズム３の第一反射面５が硬性内視鏡
の長手方向とかなり大きな角度？為しているため、第ニ
ブリズム３の外径が小さくなり、径の細い内視鏡の先端
内部に配置することを考慮すると、第ニブリズム３の加
工や対物レンズＬｏの粗み立てが非常に面倒になるとい
う問題があった。また第ニブリズム３の長さが短かくな
るので、傾いて視野方向のずれが太き（なり易いとい５
問題があった。更に、第ニブリズム３の後端面７の働が
小さくならざるを得ないので一光束の幅の広い（明るい
）光学系の場合、光束がクラして光量損失が大きいとい
う問題があった。更にまた、この斜視用光学系の場合、
第一プリズム２と第二プリズム３との境界に空気ｆ；’
３Ｂを設けてこの空気層８と各プリズム２．３との屈折
藁葺を利用してこの境界において透過と反射が行われる
ようにしているが、極小の対物レンズＬ。

の前群レンズＬ１に空気層を設けることは困難を伴い、
その結果対物レンズＬｏの組み立てが一層面倒になると
いつ問題があった。

このような欠点を解決したものとして１本出願人は特願
昭５８−２４５５４９号に以下のようなものを開示して
いる。これは、第４図に示ｊ した如（、対物レンズ春の前群ＬＩを、傾斜凹レンズ１
と入射ｆｆ１１ｋｌ野方向と直角にした第一セ 、ｇ　　　　　　　　　−ｊＵｉｂ９と８−反射“１°
′硬性内睨鋭０長手方向と平行にした第ニブリズム１１
とから匠る視野変換プリズム系と凸レンズ４とで構成し
たものである。ここで、これより後方の光学系（リレー
レンズ系、接眼レンズ等）により定まる硬性鏡光学系全
体としての明るさ絞りの像が仮想絞り１２として考えら
れろ。そして瀉−プリズム９と第二プリズム１１との境
界面な硬性内視鏡の長手方向と鋭角を為すようにすると
共に、これ？第ニブリズム１１の第二反射面１３とし、
この境界面を接着剤で接合するようにしたもので、それ
と同時に次の条件 ３　　　　　　　　　α Ｉｃｏｓ（−α）　ｌ　＜　−＜　ｌ　ｃｏｓ　（１）
　ｌ。

２　　　　　　　ｎＧ （αは視野方向角−ｎｃは接着剤の屈折率、ｆｌＧは両
プリズムの屈折率） を満足するようにし、入射光線が第一反射面１０で反射
し、吠いて第二反射面１３で反射して硬性内視鏡の長手
方向へ進むようにし、かつ第ニブリズム１１の長大化及
び第一プリズム９と第ニブリズム１１との接着により簡
単な構成で組　　　　　１□ み立ても容易にし、上述の従来の欠点を解決したもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの斜視用光学系では、第５図に示すよう
にゴーストの原因となる光線口が第一プリズム９と第ニ
ブリズム１１との境界面の３点を透過後、第ニブリズム
１１の第一反射面ＩＯのｂ点で全反射した後、第ニブリ
ズム１１と接着剤との境界面Ｃ点で反射し、正常光線イ
の経路に重なってしまい、良い画質が得られないという
欠点があった。

本ａ発ＢＡは、このような問題点に着目してなされたも
のであり、細径で１部品加工及び組み立てが容易で、更
にゴーストがなく画質の優れた斜視用光学系を提供する
こと？目的とする。

Ｃ問題点ｆＪｔ解決するだめの手段〕 この斜視用光学系では、第１図に示すように一斜滉方向
か°ら入射する光イ？第一の反射面１０及び第二の反射
面１３で反射して内視鏡の長手方向に向ける伐野女換プ
リズム１１があり、このプリズム１１の第一反射面１０
の外側にこのプリズム１１より屈折率の低い層１４が設
けられている。

また、更にこの低屈折率層１４の外側に吸収層１５が設
けられている。

〔作用〕

この構成によれば、視野変換プリズム１１の第一反射面
１０の外側に低屈折率層１４を設けることで、観察され
るべき正常光線イな第一反射面１０で全反射させた後見
に第二反射面１３で反射させて図示しない接眼系に導き
、ゴーストとなる光線口％［−反射面ｌＯで透過させ接
眼系へ向かわせない。

また、更にこの低屈折４層１４の外側に吸収１→１５を
設げることで、第一反射面１０で透過させたゴーストと
なる光線口を吸収させ、この透過した光線口が低屈折率
層１４の外側の面で反射してゴースト光線となるのを防
ぐ。また、この吸収層１５は外部より侵入してくる７し
７−光線を遮る役割りも果たしている。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本願発明の一実施例を示す図で、
対物レンズの先端の睨野変換ブリズム系の部外のみを拡
大して示したものであり、図示しない部分の構成は第４
図のものと同様である。この実施例の視野変換プリズム
系は、第１図に示した如（、入射面をｍ野方向と直角に
した第一プリズム９と、第一反射面１０を硬性内視鏡の
長手方向と平行にした第二プリスム１１とで構成し、第
一プリズム９と第ニブリズム１１との境界面な硬性内視
鏡の長手方向と鋭角を為すようにすると共に、これを第
ニブリズム１１の第二反射面１３とし、この境界面を接
着剤で接合するようにしたもので、それと同時に次の条
件 （αは視野方向角、ｎ（は接層剤の屈折率、ｎ（Ｈは両
プリズムの屈折率） を満足するようにしたものになっている。そして、上記
第一反射面１０の外側に上記第ニブリズム１１より屈折
率の低いＭｇＦｚの透過層１４が設けられ℃おり、更に
その外側にカーボン等の黒い塗料でできた吸収層１５が
設けられている。

また、視野方向角αと第ニブリズム１１の屈折＊　ｎＧ
と透過Ｎ１４の屈折ｉ　ｎｕとの間に以下の関係が満た
されているとよい。

この関係′Ｌ２ｆ′Ｉ４た丁こと罠より、視野方向角α
に平行に入射する光即ち第二プリスム１１の湧−反射面
１０に入射角９０″−αで入射する光は全反射し、この
光の経路にゴーストとなって重なる入射光即ち第二プリ
スム１１の第一反射面１゜に入射角９０°−２αで入射
する光は透過する。

更に、透過層１４の膜厚な （透過／？！１４の膜厚）×（透過層１４の屈ＦＴ″４
ｎＭ）　　の僅が使用波長（この場合可視光であるから
最大波長で７００ｎｍ）　　の１．２倍以上にな季 るようにするとよい。膜厚ケこのように設定することで
、光の漏れをほぼ防ぐことができ、光ｉロスにより像が
暗（なるのを防止する。

次に上記６［に基づく作用？第２図を用いて説明する。

観察されるべき正常光線イは、傾斜凹レンズｌ及び第一
プリズム９を介して第ニブリズム１１に入射し、縞−反
射面ｌＯで全反射した後見に第二反射面１３で反射し１
図示しない絞りを通って接眼系に導かれろ。一方、上記
正常光線イの経路に重なってゴーストとなる光線口は、
同様に傾斜凹レンズｌ及び第一プリズム９を介して第ニ
ブリズム１１に入射てるが。

第一反射面１０でＭｇＦ２Ｒ１４かあるためにこの面の
臨界角が太き（なっているので反射せずに透過する。そ
して更に吸収層１５に到って吸収され、ゴースト光とな
らない。

以下、プリズムの屈折率と具体的形状の関係について述
べる。−例として３０ｊＭｉＪ２のものを示す。具体的
データは次のとおりである。

第一プリズム９の屈折率ｎＧ：１．７８５９第ニブリズ
ム１１の屈折率ｎＱ＝１．７８５９接着剤の屈折率ｎＣ
＝　１．５６ 透過層１４の屈折率ｎＢ４　＝　１．３８透過／！１４
の膜厚ｄ　＝　０．７μｍ使用波長の最大炎λ中７００
ｎｍ 第一プリズム９の傾斜凹レンズ１と第ニブリズム１１と
の挟角θ１＝４５゜ 第ニブリズム１１の第一プリズム９と透過層１４との挟
角θｚ＝１５’ 上記データより、接着剤と第ニブリズム１１との全反射
角は！、８”であり、透過層１４と第ニブリズム１１と
の全反射角は５０．６°である。

この構成により、視野方向に平行な光約についンズ１を
通過後、接層剤と各プリズム９，１１との境界面Ｃ点で
は入射角θ３＝４５°であるので透過し、ＭｇＦｚの蒸
着膜１４と第ニブリズム１１との境界面ｄ点ではθ４＝
６０°　であるので全反射し、接着剤と第ニブリズム１
１との境界面ｅ点ではθ５＝７５°　で全反射し一内４
現内を通って１″！Ｊ示しない接眼レンズを・白して観
察されろ。

一方、上記つ光線と重なる実ニブリズム１１内で４回反
射するゴーストと７Ｌる光線は、傾斜凹し／ス２を通過
後、逆沼剤と各プリズム９゜１１との境界面ａ点では入
射角θ６＝１５°　であるので＆Ｌ過し、ＩＶｉｇＦ２
の蒸着膜１４とメニプリズム１１との境界面す、４では
入射角θｙ＝３０’となる。このため、ＭｇＦｚの蒸着
膜の内部に透過し−ＩＪ！ｉ収ノー’＋　１５にて吸収
され、ゴーストとならない。

また、この実施例では、 となっており、光′ＦＩｋロスも十分に抑え得ている。

ここで、この実施例においてＲＩｇＦｚの蒸着膜１４及
び吸収層１５ｙつけない状態、即ち第ニブリズム１１Ｏ
）第−反射餅１０が空気に接触している場合を考えると
、空気と第ニブリズム１１との間の臨界角はθ＝３４’
であるので、上述したゴーストとなる元椋は、第ニブリ
ズム１１が空気と接触している第一反射面１０で第ニブ
リズム１１外に透過して抜（するため、ここではゴース
ト光線とならない。しかしながら、実際の観察光は、ガ
ラスの中で視野方向よりさらに両側にそれぞれ８°程度
の開き幅があるため、この光線については第ニブリズム
１１１１）第一反射面１０で全反射してゴーストとなる
光線がある。また、第ニブリズム１１１１）！−反射面
１０の外から７レアー光線が入ってしまう恐れがある。

更に、組み立て時にこの面に接着剤がつき・易く、つい
℃しまうと正常光線がこの面で全反射せずに抜けてしま
う。

このため、第ニブリズム１１を空気に接触させないよう
に、正常光線が通る部分にだけアルミ蒸着を施し、それ
以外の部分に吸収層となる塗料を塗る方法も考えられる
が、この方法が適用できるのは、正常光線とゴースト光
線が通る反射面での位置が全く異なる場合だけに限られ
るため、この実施例には不適である。また、適号 用できる場合でも、アルミ蒸ｆｆｔ？ある限られた場所
に施すことは、プリズムが微小であるため、困難を伴う
。

次に上記テークを持つ実施例における蒸着物質の屈折率
の好適条件について述べる。

正常光線の第ニブリズム１１ｆ）第一反射面ｌＯへの入
射角？考えると、視野方向に平行に入射する元は、入射
角θｃ＝６０°　で入射する。ここで観察光の拡がり幅
８＠を考えると、入射角は５２°〜６８″　　の幅を持
つことになる。一方、第ニブリズム１１内ｖ４回反射す
る、上記正常光線に重なるゴーストとなる元の第一反射
面ｌＯへの最初の入射角はθ４　＝　３０’となるため
、２２６〜３８°の幅を持つことになる。以上のことか
ら、臨界角が３８＠〜５２＠の間に来るように蒸着物質
の屈折率を定めると、特によい。よって。

プリズムの屈折率はｔｌＧ＝１．７８５９　　であるの
で。

蒸着物質の屈折率はＨＭ＝１．ｌ〜１．４０７の間であ
ると特によいことがわかる。

〔発明の効果〕　　゛ 上述の如（、本願発明による斜視用光学系は、睨野変換
プリズムの第一反射面の外側に低屈折率層を設けること
により、正常な光線は反射して接眼系に導き、ゴースト
となる光線は透過してゴーストを発生させないようにし
た画質の優れた光学系を、簡単な４成で組み立ても容易
に精度もよく実現したものである。

また更に、この低屈折ＮＡ屑の外側に吸収層を′ｅ！け
ることにより、ゴースト光のより完全な除去及び外部か
らの７レアー光の入射防止を可能ならしめたものである
。

一笑施例を示す図、第３図、ご４図は従来の内視まの斜
視用光学系を示す図、第５図は第４図の要部拡大図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）斜視方向から入射する光を第一の反射面及び第二
   の反射面で反射して内視鏡の長手方向に向ける視野変換
   プリズムを備えた斜視用光学系において、前記プリズム
   の第一反射面の外側に前記プリズムより屈折率の低い層
   を設けたことを特徴とする斜視用光学系。
2. （２）前記低屈折率層の外側に吸収層を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の斜視用光学系。