(57)【要約】【課題】  像面湾曲が低コストで補正された硬性内視鏡の光学系用リレーセットを提供する。【解決手段】  硬性内視鏡の光学系用リレーセット（４，４′）において、前記光学系は、遠位端における対物レンズ（１）と、近位端における接眼レンズ（５）と、それらの間の数個のリレーセット（２，３，４）からなるリレーレンズ系とを有し、前記リレーセット（４，４′）は、該リレーセット（４，４′）の中心（１０）に関して対称に配列された同じレンズユニット（11.1，12.1，13.1；11.2，12.2，13.2）を有する２個のハーフセット（４.1，４.2）からなり、各ハーフセット（４.1，４.2）は、両端の２個の正の度のレンズユニット（11.1，13.1；11.2，13.2）と中央の１個の負の度のレンズユニット（12.1；12.2）とからなり、各ハーフセットがトリプレット構成のものであることを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬性内視鏡の光学系用リレーセット（４，４′）において、前記光学系は、遠位端における対物レンズ（１）と、近位端における接眼レンズ（５）と、それらの間の数個のリレーセット（２，３，４）からなるリレーレンズ系とを有し、前記リレーセット（４，４′）は、該リレーセット（４，４′）の中心（１０）に関して対称に配列された同じレンズユニット（11.1，12.1，13.1；11.2，12.2，13.2）を有する２個のハーフセット（４.1，４.2）からなり、各ハーフセット（４.1，４.2）は、両端の２個の正の度のレンズユニット（11.1，13.1；11.2，13.2）と中央の１個の負の度のレンズユニット（12.1；12.2）とからなり、各ハーフセットがトリプレット構成のものであることを特徴とするリレーセット。
【請求項２】
中央のレンズユニット（12.1；12.2）の負の度は、少なくとも１個の他のリレーセット（２，３）に対しても像面湾曲収差を補償する強さのものであることを特徴とする請求項１に係るリレーセット。
【請求項３】
外側端のレンズユニット（11.1，11.2）は平面−凸面形状であり、中央のレンズユニット（12.1；12.2）は平面−凹面形状であり、前記レンズユニット（11.1，12.1；11.2；12.2）は、その平面側において互いに一体に接合されていることを特徴とする請求項１に係るリレーセット。
【請求項４】
内側端のレンズユニット（13.1，13.2）は、接合型ダブレットであることを特徴とする請求項１に係るリレーセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クレームの包括部分において記載されている種類のリレーセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、硬性内視鏡は、対物レンズと、接眼レンズと、それらの間の数個のリレーセットからなるリレーレンズ系とを有する光学系を備えている。対物レンズ及び各リレーセットは、それぞれ上下方向に倒置された像を生成させるものであり、また標準の内視鏡は正立像を生じさせる必要があるから、リレーセットは通常は奇数個を用いて、光学系によって生じる像が正立するようにしている。
【０００３】
内視鏡の光学系は、画質を良好にするために、レンズの主要な収差をよく補正しなければならない。これらの収差のほとんどは、リレーセットの対称性を有する設計によって補正される。しかし像面湾曲の収差を補正することは特に難しい。
【０００４】
米国特許第4,693,568 号明細書には、各ハーフセットにおいて２個の正の度のレンズユニットを有する簡単な構成の低コストのリレーセットが示されている。この構成においては、像面湾曲の収差を補正できないという問題点がある。
【０００５】
また米国特許第4,676,606 号明細書によって、一般的なタイプのリレーセットが知られている。その各ハーフセットにおいては、負の度のレンズユニットを備えている。この負の度のエレメントが、像面湾曲の補正をしている。正の度のエレメントによって生じた収差が負の度のエレメントによって補正されている。この構成の利点は、そのリレーセットがもたらす像面湾曲の補正によって、像面湾曲の収差が良好に補正されたリレーセットを得ることができるということである。また補正の度合いを強めて、このリレーセットがそれ自体の像面湾曲収差だけでなく、光学系の他の光学エレメントの収差を補正することもできる。上記米国特許第4,693,568 号明細書に示されているような異なるタイプのリレーセットと合わせて用いて、光学系の全体的な補正をすることができる。
【特許文献１】米国特許第4,693,568 号明細書
【特許文献２】米国特許第4,676,606 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記米国特許第4,676,606 号明細書開示のシステムには、その負の度のエレメントが公知のガウスタイプのものであるという問題点がある。この光学設計は、とても複雑で極めて高価なものであり、したがって大量生産される内視鏡には適していない。
【０００７】
本発明は、像面湾曲が低コストで補正されたリレーセットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１の特徴によって達成される。
【０００９】
本発明によれば、リレーセットの各ハーフセットはトリプレット形態として構成されている。トリプレットは、カメラの光学系に使用される公知のレンズ構成である。当業者にとって意外なことに、内視鏡の光学系のリレーセットにトリプレット構成を使用できることが判明した。トリプレット構成の最大の利点は、各ハーフセットに正、負、正の度のレンズユニットからなる極めて単純なレンズを用いていることである。この公知の単純なトリプレット構成は、計算及び製造が容易で、極めて経済的な構成となる。
【００１０】
請求項２によれば、リレーセットが像面湾曲の収差について過補償され、それ自体の収差だけでなく、像面湾曲の補正が全くなされていない簡単な構成である１個以上の他のリレーセットの収差も補償するという利点がある。これは、例えば、２個のリレーセットを追加し、一方を像面湾曲の補正がなされていない従来のリレーセットとし、他方を、追加された両方のリレーセットに対して像面湾曲の補正をする本発明にしたがったリレーセットとすることによって、既存の像面湾曲の補正済みの光学系を、より長いものにできるという利点を生じる。
【００１１】
請求項３によれば、外側及び中央のレンズユニットは、有利に互いに接合される。これによって、衝撃を受けた場合の、これら２個のレンズ間における傾きの可能性を全くなくした強固な構成とすることができる。
【００１２】
請求項４によれば、各ハーフセットの内側のレンズは、有利には接合型ダブレットである。これにより、曲面を増やし、ダブレットの二つの素子を異なるガラスから作ることを可能にしている。その結果、収差を抑制するパラメータが増える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明に係る内視鏡リレーセットの実施例を、概略的に示す図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、硬性内視鏡の光学系の典型的な構成を示している。図示しない硬性管の内部において、遠位端（図１では左側）の対物レンズ１で始まる光学系が配置されている。図１の概略的な図示においては、全てのレンズユニットは単レンズとして示されている。対物レンズ１から近位端方向に向かって第１のリレーセット２，第２のリレーセット３，及び第３のリレーセット４が続いている。近位端には接眼レンズ５が配置されている。
【００１６】
対物レンズ１は像面６に像を生成し、これがリレーセット２によって像面７に、同じようにしてそこから像面８に、そして最終的に接眼レンズ５でその像が観察される像面９に送られるものであり、その代わりにカメラを配置することも可能である。対物レンズ１，並びにリレーセット２，３，及び４も像を上下に倒置しており、最終像面９上に正立した像を得るために、奇数個のリレーセット、図示した実施例においては３個のリレーセットが用いられている。
【００１７】
図示した実施例において、第１及び第２のリレーセット２及び３は従来の構成のもので、それぞれが例えば２個の平面−凸面ロッドレンズと、それらの間の両面が凸面のより短いレンズとで構成されている。内視鏡光学系の標準構成においては、全てのリレーセットの倍率が１である。
【００１８】
本発明に係る第３のリレーセット４は、図２の実施例１に示したように構成されている。
【００１９】
図２は、第３のリレーセット４を示している。このリレーセットが２個のハーフセット４.1及び４.2で構成されていることがわかる。各ハーフセット４.1，４.2は、同じ３個のレンズユニットからなり、それらがリレーセットの中心10に関して対称に配置されている。
【００２０】
ハーフセット４.1の外側端部（左側）には、正の度のレンズユニット11.1が置かれている。それに続いて、中央には負の度のレンズユニット12.1，そして内側端部には正の度のレンズユニット13.1が置かれている。ハーフセット４.2においては、符号11.2，12.2及び13.2で示す同じレンズが対称に配置されている。
【００２１】
したがって、ハーフセット４.1及び４.2は、それぞれが、トリプレット、すなわち両端において正の度のレンズユニット、そして中央に負の度のレンズユニットを有する形態で構成されている。
【００２２】
ハーフセット４.1及び４.2の負の度のレンズユニット12.1及び12.2は、正の度のレンズユニットによって生じた像面湾曲収差の補正を行っている。中央のレンズユニット12.1及び12.2の負の度の適正な選択により、リレーセット４を像面湾曲の収差について正しく補正する像面湾曲の補正とすることができる。この場合、像面湾曲の収差に関して、第３のリレーセット４がそれ自体で補正されるならば、エレメント１，２及び３からなる光学系の残りの部分も、像面湾曲の収差をそれら自体で補正しなければならない。従来構成のリレーセット２及び３は収差を生じるものであり、それは対物レンズ１によって補正可能であるが、より複雑な構成において、この目的のために負の度のレンズユニットを含まなければならなくなる。
【００２３】
第３のリレーセット４は、図２に示すように、レンズユニット12.1及び12.2の負の度を適正に選択することによって、像面湾曲の収差を過補正することが可能であり、それをリレーセット２及び３の一方又は両方の補正に寄与させることができる。この場合、対物レンズ１側からの補正は必要ない。
【００２４】
図１に示したような光学系の像面湾曲の収差が補正されていて、且つその長さを伸ばす必要がある場合には、更に２個のリレーセットを追加することができる。それらの一方は従来構成のものとすることができ、他方は図２に従って構成され、追加された両方のリレーセットの像面湾曲の補正に寄与する。
【００２５】
図３は、本発明に係るリレーセットの構成の変形例を示している。図３に示したリレーセット４′は、基本的には図２に示したものと同じ構成である。比較を容易にするために、各レンズユニットを同じ符号で示す。
【００２６】
中央のレンズユニット13.1及び13.2は変更されていないことがわかる。また、レンズユニット11.1及び12.1は、図２に示したものと同じ構成のものである。最も外側のレンズユニット11.1のみを反転させて、レンズユニット11.1と12.1とが、それらの平坦な端面で互いに向き合うように配置されている。これらは、図３に示すような形状で一体に接合されている。これは光学的特性を全く変えないまま、特にこれら二つのレンズユニットが互いに対して傾かないようにするための安定性を増している。
【００２７】
レンズユニット13.1及び13.2は、単純な正の度のレンズとしてもよい。図２及び図３に示した実施例においては、それらは収差を補正する可能性を高めるために接合型ダブレット構造のものとしている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】硬性内視鏡の光学系の一般的な構成を示す図である。
【図２】本発明に係るリレーセットを示す図である。
【図３】リレーセットの他の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  対物レンズ
２  第１のリレーセット
３  第２のリレーセット
４  第３のリレーセット
４.1，４.2  ハーフセット
５  接眼レンズ
６，７，８，９  像面
10  リレーセットの中心
11.1，11.2，12.1，12.2，13.1，13.2  レンズユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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