(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単眼視用内視鏡内に配置された一次光学系の瞳位置に配置され、前記一次光学系により観察される物体を異なる方向から観察できるよう前記瞳内の光束の少なくとも一部を２つの領域に分割する瞳分割手段と、
前記瞳分割手段により分割された光束により形成されるそれぞれの像を観察する一対の二次光学系と、
前記瞳分割手段及び二次光学系が配置された観察部と前記単眼視用内視鏡とを相互の位置関係を調節可能に接続する接続手段とを備えることを特徴とする内視鏡用立体視用アダプター。
【請求項２】
前記接続手段は、前記単眼視用内視鏡の接眼位置に設けられた外方フランジ状のフードに固定されるアタッチメントを有し、該アタッチメントには、前記観察部側に突出するボルトが少なくとも３本設けられ、前記観察部には、前記各ボルトが貫通する貫通孔が穿設され、前記接続手段は、前記各ボルト毎に該ボルトを前記貫通孔の表裏で固定する一対のナットを有することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用立体視用アダプター。
【請求項３】
前記接続手段は、前記瞳位置に対する前記瞳分割手段の位置を調節可能に前記単眼視用内視鏡と前記観察部とを接続することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用立体視アダプター。
【請求項４】
前記観察部は、前記瞳分割手段の位置、姿勢の少なくとも一つを調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用立体視アダプター。
【請求項５】
前記観察部には、前記一次光学系の瞳位置を前記瞳分割手段側に移動させる瞳位置変換光学素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡用立体視アダプター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、単眼視用内視鏡を用いて物体を立体的に観察する内視鏡用立体視アダプターに関する。
【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系、この像を伝達するリレーレンズ系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】
【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は一次光学系、瞳分割手段、二次光学系が全て一体に構成されているため、たとえユーザーが単眼視用の内視鏡を所有していたとしても、立体観察のためには新たに立体視内視鏡を入手しなければならないという問題がある。
【０００４】
【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、単眼視用内視鏡を利用して立体視を可能とする内視鏡用立体視アダプターを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる内視鏡用立体視用アダプターは、上記の目的を達成させるため、単眼視用内視鏡内に配置された一次光学系の瞳位置に配置され、一次光学系により観察される物体を異なる方向から観察できるよう瞳内の光束の少なくとも一部を２つの領域に分割する瞳分割手段と、瞳分割手段により分割された光束により形成されるそれぞれの像を観察する一対の二次光学系と、瞳分割手段及び二次光学系が配置された観察部と単眼視用内視鏡とを相互の位置関係を調節可能に接続する接続手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
以下、この発明にかかる内視鏡用立体視アダプターの実施例を説明する。
【０００７】
【実施例１】
実施例１の内視鏡用立体視アダプターは、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単眼視用内視鏡１に接続されて使用される。アダプターは、単眼視用内視鏡１の基端側に固定されたアタッチメント５０と、このアタッチメント５０を介して単眼視用内視鏡１に接続された観察部２とを備える。アタッチメント５０は、単眼視用内視鏡１と観察部２とを調整可能に接続する接続手段として機能する。
【０００８】
単眼視用内視鏡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。アタッチメント５０は、このフード１４に取り付けられて単眼視用内視鏡１に固定されている。
【０００９】
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５３とから構成される。
【００１０】
取り付け環５１は、中央に開口が形成されフード１４の周縁部に当接する円板部５１ａと、この円板部５１ａ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１４を取り付け環５１に当てつけている。
【００１１】
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、単眼視用内視鏡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貫通孔の表裏で調整ボルト５４に螺合する一対のナット５５，５６により外方フランジ２ｂに固定され、アタッチメント５０に取り付けられた単眼視用内視鏡１を観察部２に対して固定する。
【００１２】
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に固定された単眼視用内視鏡１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。
【００１３】
単眼視用内視鏡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系から構成される第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。
【００１４】
観察部２内には、瞳分割手段としての２枚の瞳分割ミラー２０，２１が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー２０，２１で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、ＣＣＤセンサのような撮像素子３４ａ，３４ｂから構成される。
【００１５】
立体視を可能とするためには、１つの物体を異なる方向から観察する必要があり、そのためには、左右の二次光学系３０ａ，３０ｂに対して瞳内の異なる領域を通過した光束を導く必要がある。そこで、瞳分割ミラー２０，２１は、一次光学系１０の瞳Ｅｐに到達した光束を立体視が可能なように左右の２成分に分割し、それぞれの成分を異なる方向に反射させるよう一次光学系１０の光軸に対して±４５°の角度で屋根型に配置されている。各瞳分割ミラー２０，２１は、その最も先端側、すなわち一次光学系１０側の先端が瞳Ｅｐに一致し、かつ、一次光学系１０の光軸Ａｘ１に対して対称となるように配置されている。
【００１６】
これにより、二次光学系３０ａ，３０ｂに入射する光束の中心軸Ａｘ２，Ａｘ３は、瞳Ｅｐ上で所定の間隔をなし、この間隔に応じた視差を二次光学系を介して観察する観察者に与えることができる。なお、二次光学系に入射する光束の中心軸は、分割された光束の断面の重心位置を通る軸として定義される。
【００１７】
各撮像素子３４ａ，３４ｂにより撮影された画像は、単一のＴＶモニタに交互に時系列的に表示される。観察者は、左右の視野部分にそれぞれ独立して制御可能な液晶シャッタ等の遮光手段を有する眼鏡をかけてＴＶモニタを観察する。眼鏡の遮光手段は、ＴＶモニタ上の表示の切換に応じて右画像が表示されているときには右眼のみ、左画像が表示されているときには左眼のみで視認できるように制御される。したがって、観察者は、この眼鏡をかけてＴＶモニタの画面を観察することにより、被観察物の像を立体画像として観察することができる。また、撮像手段により撮像した画像をＶＴＲ等により立体情報を保ったまま記録することもできる。
【００１８】
瞳分割ミラー２０，２１は、図示せぬガイド手段により光軸Ａｘ１に対する角度を一定に保ちつつ、光軸Ａｘ１と垂直な左右方向に平行移動が可能なように保持されており、調整手段４０を操作することにより、光軸Ａｘ１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。
【００１９】
調整手段４０は、図２に拡大して示すように、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４１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ミラー面の背面に一体に形成された保持部材２０ｂ，２１ｂの基端部が螺合している。
【００２０】
この構成により、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が回転して保持部材２０ｂ，２１ｂを移動させ、結果として瞳分割ミラー２０，２１が一次光学系の光軸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。そして、この操作により、二次光学系に入射する光束の中心軸Ａｘ２，Ａｘ３が瞳Ｅｐ上でなす間隔（入射軸間隔）を変更することができる。
【００２１】
二次光学系に入射する光束の入射軸間隔が大きくなると、二次光学系に入射する光量は低下するが、対物レンズ系から被観察物体までの距離が同一であれば、物体に対する見込み角度が大きくなるため、立体感（浮き上がり度）を増すことができる。したがって、物体距離がより遠い場合にも、立体感を得ることができる。反対に、入射軸間隔が小さくなると、立体感は減少するが光量は増大するため、比較的物体が近い場合の観察に適している。
【００２２】
実施例１の構成によれば瞳分割ミラー２０，２１の間隔を調整することにより、立体感を適宜変更することができるため、観察対象や作動距離に応じて適当な立体感を選択することができる。
【００２３】
なお、保持枠４１は、瞳分割ミラー２０，２１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、ミラー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。
【００２４】
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４４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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、瞳分割ミラー２０，２１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、瞳分割ミラー２０，２１の光軸Ａｘ１方向の位置を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、瞳分割ミラー２０，２１の先端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。
【００２７】
図３〜図１２は、この発明にかかる内視鏡用立体視アダプターの実施例２〜１１を示す説明図である。いずれの実施例も単眼視用内視鏡１の構成は実施例１と同一である。以下、各実施例をアダプター部分の構成を中心に順に説明する。
【００２８】
【実施例２】
図３は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例２を示す拡大図である。実施例２のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００２９】
観察部２内には、瞳分割手段としての２枚の瞳分割ミラー２０，２１が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー２０，２１で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、コンデンサレンズ系３２ｃ，３２ｄ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂから構成される。
【００３０】
この例では、実施例１の撮像素子に代えて接眼レンズ系３３ａ，３３ｂを設けることにより、肉眼での両眼視による立体観察を可能としている。観察部２内の調整手段４０の構成は実施例１と同一である。
【００３１】
【実施例３】
図４は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例３を示す拡大図である。実施例３のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００３２】
この実施例では、実施例２の構成に加え、結像レンズ系３２ａ，３２ｂとコンデンサレンズ系３２ｃ，３２ｄとの間にハーフミラー６０ａ，６０ｂが設けられると共に、このハーフミラーにより反射された光束を受光する位置に撮像素子３４ａ，３４ｂが配置されている。
【００３３】
すなわち、観察部２内には、瞳分割手段としての２枚の瞳分割ミラー２０，２１が配置されると共に、これらの瞳分割ミラー２０，２１で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、ハーフミラー６０ａ，６０ｂ、撮像素子３４ａ，３４ｂ、コンデンサレンズ系３２ｃ，３２ｄ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂから構成される。
【００３４】
瞳分割ミラー２０，２１により２つの領域に分割された各光束は、それぞれ光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂで偏向されて結像レンズ系３２ａ，３２ｂを透過し、一部はハーフミラー６０ａ，６０ｂで反射されて撮像素子３４ａ，３４ｂ上に結像する。各撮像素子３４ａ，３４ｂにより撮影された画像は、実施例１と同様にしてＴＶモニタに表示される。
【００３５】
一方、ハーフミラー６０ａ，６０ｂを透過した光束は、コンデンサレンズ系３２ｃ，３２ｄ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂを介して観察者の左右各々の眼に入射し、観察者は対象物を立体的に観察することができる。
【００３６】
上記実施例３の構成によれば、肉眼により直接的に立体視により観察すると同時に、撮像手段により撮影した画像を立体視可能に表示したり、記録したりすることができる。
【００３７】
【実施例４】
図５は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例４を示す拡大図である。実施例４のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００３８】
観察部２内には、瞳分割手段として２つのミラー面２０’ａ，２０’ｂを有する瞳分割ミラー２０’が配置されると共に、これらのミラー面２０’ａ，２０’ｂで分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、撮像素子３４ａ，３４ｂから構成される。
【００３９】
また、瞳分割ミラー２０’は、光軸Ａｘ１に対する角度を一定に保ちつつ、光軸Ａｘ１に沿った前後方向、これと垂直な左右方向に平行移動が可能なように保持されており、調整手段４０を操作することにより移動させることができる。
【００４０】
すなわち、瞳分割ミラー２０’の基端部側には保持枠４１が形成され、左右位置調整スクリュー４４がこの保持枠４１に対して回転可能に取り付けられると共に、このスクリュー４４には左右位置調整ギア４４ａが固定されている。また、瞳分割ミラー２０’の裏面には、左右位置調整ギア４４ａに噛合するピニオン８０ａが回転軸に接続された第１のマイクロモータ８０が取り付けられている。
【００４１】
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が回転不能、かつ、前後方向に進退可能に取り付けられている。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ギア４６が進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられている。また、この壁面内部には、前後位置調整ギア４６に噛合するピニオン８１ａが回転軸に接続された第２のマイクロモータ８１が取り付けられている。
【００４２】
この構成によれば、第１のマイクロモータ８０を回転制御することにより、左右位置調整スクリュー４４に固定された左右位置調整ギア４４ａを回動させ、瞳分割ミラー２０’の左右方向の位置を調整することができる。また、第２のマイクロモータ８１を回転制御することにより、前後位置調整ギア４６を回動させ、瞳分割ミラー２０’の前後方向の位置を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、瞳分割ミラー２０’の稜線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に一致するよう位置決めされる。
【００４３】
撮像素子３４ａ，３４ｂからの出力信号は、観察時には被観察物の像を立体画像として観察できるよう処理され、調整時には瞳分割ミラー２０’の位置を自動的に調整するために利用される。
【００４４】
観察時には、各撮像素子３４ａ，３４ｂの出力信号は、実施例１と同様にＴＶモニタに表示され、観察者は被観察物の像を立体画像として観察することができる。
【００４５】
調整時には、被観察物として白色面、拡散面を有する発光板を用い、撮像素子３４ａ，３４ｂから出力される信号を比較する。比較の結果、左右の画像の光量分布に偏りがある場合、あるいは左右の画像が均質であってもそれぞれの画像の光量分布が光軸を中心として対称でない場合には、これらの偏りをなくすようマイクロモータ８０，８１を制御して瞳分割ミラー２０’の位置を変更する。
【００４６】
【実施例５】
図６は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例５を示す拡大図である。実施例５のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００４７】
この例では、実施例４の撮像素子に代えて接眼レンズ系３３ａ，３３ｂを設けることにより、肉眼での両眼視による立体観察を可能としている。観察部２内の調整手段４０の構成は実施例４と同一である。
【００４８】
観察部２内には、瞳分割手段としての瞳分割ミラー２０’が配置されると共に、瞳分割ミラー２０’で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、コンデンサレンズ系３２ｃ，３２ｄ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂから構成される。
【００４９】
【実施例６】
図７は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例６を示す拡大図である。実施例６のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００５０】
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系３７ａ，３７ｂと、セパレータレンズ系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，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。
【００５１】
イメージガイドファイバー束３９ａ，３９ｂの入射側の端面は、セパレータレンズ系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、セパレータレンズ系３７ａ，３７ｂ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。
【００５２】
セパレータレンズ系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、セパレータレンズ系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。
【００５３】
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４１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。
【００５４】
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系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１０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。これにより、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。
【００５５】
なお、保持枠４１は、セパレータレンズ系３７ａ，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、レンズ系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。
【００５６】
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４４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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、セパレータレンズ系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、セパレータレンズ系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、セパレータレンズ系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。
【００５９】
なお、セパレータレンズ系の移動機構については、上記の例に限られず、一方のレンズ系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系を移動させてもよい。
【００６０】
セパレータレンズ系を利用した瞳分割方法では、瞳分割ミラーを利用した前述の実施例と異なり、セパレータレンズ系を移動させた場合にも、それぞれのセパレータレンズ系に取り込まれる光束の範囲は常に一定であり、立体感を変更した際の光量の変化を抑えることができる。
【００６１】
【実施例７】
図８は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例７を示す拡大図である。実施例７のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００６２】
実施例７のアダプターは、瞳分割手段として一次光学系側の第１面が瞳Ｅｐに一致して配置された一対のセパレータレンズ系３７ａ，３７ｂを備える。これらのセパレータレンズ系３７ａ，３７ｂは、瞳Ｅｐ中の一定領域の光束を取り込んでそれぞれ撮像素子３８ａ，３８ｂ上に結像させる作用を有している。
【００６３】
セパレータレンズ系３７ａと撮像素子３８ａとは一体的に支持部材４７ａに保持されており、同様にしてセパレータレンズ系３７ｂと撮像素子３８ｂは一体的に支持部材４７ｂに保持されている。支持部材４７ａ，４７ｂの基端部は、実施例１のミラーの保持部材２０ｂ，２１ｂと同様に間隔調整スクリュー４２に螺合しており、間隔調整つまみ４３を回動調整することにより、セパレータレンズ系３７ａ，３７ｂの間隔を撮像素子３８ａ，３８ｂと共に変化させることができる。
【００６４】
実施例７によれば、他の実施例と比較して二次光学系３０ａ，３０ｂを最もコンパクトに構成することができる。
【００６５】
【実施例８】
図９は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例８を示す拡大図である。実施例８のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。
【００６６】
観察部２内には、物体を異なる方向から観察できるよう瞳内の光束を２つの領域に分割し、かつ、分割された光束を異なる方向に屈折させる一対の楔型の瞳分割プリズム７０，７１が一次光学系１０の瞳位置に一致して配置されると共に、これらの瞳分割プリズム７０，７１で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。
【００６７】
瞳分割プリズム７０，７１は、色収差を低減するために材料の種類（分散値）が異なる２つのプリズムを貼り合わせてそれぞれ構成されている。
【００６８】
また、瞳分割プリズム７０，７１は、一次光学系１０の瞳に到達した光束を立体視が可能なように左右の２成分に分割し、それぞれの成分を一次光学系１０の光軸Ａｘ１から離れる方向に屈折させるよう楔の先端側を一次光学系１０の光軸Ａｘ１に向け、光軸Ａｘ１に対して対称に配置されている。
【００６９】
各二次光学系３０ａ，３０ｂは、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、撮像素子３４ａ，３４ｂから構成される。瞳分割プリズム７０，７１により２つの領域に分割された各光束は、それぞれ結像レンズ系３２ａ，３２ｂを透過し、撮像素子３４ａ，３４ｂ上に結像する。結像レンズ系３２ａ，３２ｂは、それぞれの光軸が瞳分割プリズム７０，７１で屈折された光路に対して平行になるように、一次光学系１０の光軸Ａｘ１に対して傾いて配置されており、撮像素子３４ａ，３４ｂは、それぞれの受光面が結像レンズ系３２ａ，３２ｂの光軸に対して垂直となるよう配置されている。
【００７０】
実施例８によれば、瞳分割素子としてプリズムを用いることにより、分割された光束のなす角度を瞳分割ミラーを用いた場合より小さく設定することができ、二次光学系の配置スペースをより小さく抑えることができる。特に、実施例８のように撮像素子を用いて像を撮影する場合には、肉眼による直接観察の場合と違って二次光学系の軸間隔を眼幅に合わせる必要がないため、結像レンズ系と撮像素子とのサイズに合わせて観察部２のサイズを最小限に抑えることができる。また、二次光学系の光軸が平行である必要もないため、上述した各実施例のような光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂも必要なく、二次光学系の構成を結像レンズ系と撮像素子のみに単純化することが可能となる。
【００７１】
なお、上記のようにプリズムを用いて光路を偏向すると、撮像素子上に形成される像に台形歪みが生じる。この実施例では、撮像素子により撮影された画像にアフィン変換等の画像処理を施すことにより、台形歪みを補正している。
【００７２】
【実施例９】
図１０は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例９を示す拡大図である。実施例９のアダプターは、観察部２とアタッチメント５０とから構成される。アタッチメント５０の構成は実施例１と同一である。この実施例では、各二次光学系３０ａ，３０ｂにより肉眼による観察が可能となるよう構成されている。
【００７３】
観察部２内には、瞳分割手段としての一対の瞳分割プリズム７０，７１が配置されると共に、これらの瞳分割プリズム７０，７１で分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向プリズム７２ａ，７２ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂから構成される。
【００７４】
瞳分割プリズム７０，７１により屈折されて光軸Ａｘ１から離れる方向に屈折された光束は、光路偏向プリズム７２ａ，７２ｂにより一次光学系１０の光軸Ａｘ１と平行な方向に屈折され、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂを介して観察者の左右各々の眼に入射し、観察者は対象物を立体的に観察することができる。
【００７５】
なお、瞳分割プリズム７０，７１と光路偏向プリズム７２ａ，７２ｂとは頂角が等しく、かつ、同一の材料により形成されており、一方で発生した色収差を他方で相殺することができるため、各プリズム単独では色収差補正のために貼り合わせとする必要はない。また、このようにプリズムを組み合わせて使用すれば台形歪みは発生しない。
【００７６】
また、実施例９の構成においても、接眼レンズ系３３ａ，３３ｂに代えて結像レンズ系３２ａ，３２ｂの像面位置に撮像素子を設けることにより、実施例８と同様に立体画像を映像信号として取り出すことも可能である。その場合には、台形歪みを補正するためのアフィン変換等の画像処理は不要である。
【００７７】
【実施例１０】
図１１は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例１０を示す拡大図である。実施例１１のアダプターは、実施例１と同様のアタッチメント５０と、観察部２とから構成される。
【００７８】
観察部２内には、一次光学系の瞳位置を瞳分割手段である瞳分割ミラー２０，２１側に移動させる瞳位置変換光学素子としての第３のリレーレンズ系１５と、ハーフミラー６０とが設けられており、ハーフミラー６０により分割された各光路中には、瞳分割ミラー２０，２１、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、撮像素子３４ａ，３４ｂがそれぞれ配置されている。
【００７９】
【実施例１１】
図１２は、この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例１１を示す拡大図である。実施例１１のアダプターは、実施例１と同様のアタッチメント５０と、観察部２とから構成される。
【００８０】
観察部２内の構成は先に示した実施例４と同様であり、瞳分割手段として２つのミラー面２０’ａ，２０’ｂを有する瞳分割ミラー２０’が配置されると共に、これらのミラー面２０’ａ，２０’ｂで分割された光束を受光する一対の二次光学系３０ａ，３０ｂが配置されている。各二次光学系３０ａ，３０ｂは、光路偏向ミラー３１ａ，３１ｂ、結像レンズ系３２ａ，３２ｂ、撮像素子３４ａ，３４ｂから構成される。
【００８１】
この実施例では、アタッチメント５０の取り付け環５１に、周方向の３カ所に観察部２側に突出する調整ボルト５４が設けられており、そのうちの少なくとも２カ所が中継板５７を介して観察部２に接続されている。中継板５７は、Ｌ字形の板材であり、外側に向けられた一片にアタッチメント５０の調整ボルト５４を貫通させる固定孔５７ａが穿設されると共に、観察部２側に向けられた他片に内側に突出して調整ボルト５７ｂが取り付けられている。
【００８２】
観察部２には、中継板５７の調整ボルト５７ｂを貫通させる支持板２ｄが設けられており、この調整ボルト５７ｂは支持板２ｄの両側で調整ナット５８，５９により固定されている。
【００８３】
この構成によれば、調整ボルト５７ｂに螺合する調整ナット５８，５９の位置を調整することにより、中継板５７の左右方向（瞳分割ミラー２０’の稜線に垂直な方向）の位置を変位させることができ、図中の上下に設けられた２カ所の中継板５７の位置を順次変更することにより、一次光学系の光軸Ａｘ１と瞳分割ミラー２０’との左右方向の位置関係を調整することができる。
【００８４】
また、調整ナット５５，５６を調整することにより、上記の各実施例と同様に単眼視用内視鏡１と観察部２との位置関係、主として傾きを三次元的に調整することができる。
【００８５】
図１３は、実施例１１の変形例を示す。この例では、調整ボルト５４に螺合する調整ギア５６’が中継板５７に対して進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられており、中継板５７の外側には、この調整ギア５６’に噛合するピニオン９０ａが回転軸に接続された第１のマイクロモータ９０が取り付けられている。
【００８６】
他方、観察部２には、調整ボルト５７ｂを貫通させる取付孔２ｅが穿設されており、観察部２内には、調整ボルト５７ｂに螺合する調整ギア５８’が観察部２に対して進退動不能、かつ、回転可能に取り付けられている。また、観察部内には、この調整ギア５８’に噛合するピニオン９１ａが回転軸に接続された第２のマイクロモータ９１が取り付けられている。
【００８７】
図１３の構成によれば、取り付け環５１の周方向の３カ所に設けられた第１のマイクロモータ９０を同時に、あるいは独立して制御することにより、単眼視用内視鏡１の観察部２に対する傾きを調整できる。また、２カ所に設けられた第２のマイクロモータ９１を同時に制御することにより、単眼視用内視鏡１の観察部２に対する左右方向の位置を調整することができる。
【００８８】
なお、実施例８〜１１の構成では、実施例１〜７と異なり瞳分割手段の位置を調整することができないため、単眼視用内視鏡１と観察部２との位置関係は、アタッチメント５０の調整により行われる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、単眼視用内視鏡に取り付けられる内視鏡用立体視アダプターを提供できるため、ユーザーが単眼視用内視鏡を利用している場合には、別個に立体視用内視鏡を入手することなく、アダプターを取り付けるのみで容易に立体視用内視鏡を構成することができる。また、接続手段を調整することにより、単眼視用内視鏡と立体視アダプターとの位置関係を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１にかかる内視鏡用立体視アダプターを単眼視用内視鏡と組み合わせた状態を示す平面図である。
【図２】実施例１の内視鏡用立体視アダプターの拡大図である。
【図３】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例２を示す平面図である。
【図４】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例３を示す平面図である。
【図５】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例４を示す平面図である。
【図６】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例５を示す平面図である。
【図７】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例６を示す平面図である。
【図８】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例７を示す平面図である。
【図９】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例８を示す平面図である。
【図１０】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例９を示す平面図である。
【図１１】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例１０を示す平面図である。
【図１２】この発明の内視鏡用立体視アダプターの実施例１１を示す平面図である。
【図１３】実施例１１の変形例を示す図１２と同様の平面図である。
【符号の説明】
１  単眼視用内視鏡
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
１５  第３のリレーレンズ系
２０，２１  瞳分割ミラー
２０ｂ，２１ｂ  保持部材
３０ａ，３０ｂ  二次光学系
３１ａ，３１ｂ  光路偏向ミラー
３２ａ，３２ｂ  結像レンズ系
３２ｃ，３２ｄ  コンデンサレンズ系
３３ａ，３３ｂ  接眼レンズ系
３４ａ，３４ｂ  撮像素子
３７ａ，３７ｂ  セパレータレンズ系
３８ａ，３８ｂ  撮像素子
３９ａ，３９ｂ  イメージファイバー束
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
５０  アタッチメント
５１  取り付け環
５１ａ  円板部
５１ｂ  円筒部
５１ｃ  フランジ部
５２  当て付け片
５３  固定ボルト
５４  調整ボルト
５５，５６  ナット
６０，６０ａ，６０ｂ  ハーフミラー
７０，７１  瞳分割プリズム
７２ａ，７２ｂ  光路偏向プリズム
【図１】
0003554398.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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