(57)【要約】  本発明は、内視鏡の光学系（１０）において、少なくとも１つの光学素子（２０、２０’、２０”）をセンタリングする方法と、光学素子（２０、２０’、２０”）と、光学系（１０）と、に関する。本発明によると、光学素子（２０）は光軸（２２）を有し、光学素子（２０）の光軸（２２）が光学系（１０）の光軸（１２）と一致するように光学系（１０）においてアライメントされる。  本発明はさらに、以下の特徴を有する。すなわち、光学素子（２０）の外周（２６）に少なくとも２つの凹部（２４、２４’、２４”）、特に溝が設けられ、光学素子（２０）の断面平面（２７）において、凹部（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、光学素子（２０）の光軸（２２）への最短距離となる最深点（２５、２５’、２５”）を備える。最深点（２５、２５’、２５”）は、光学素子（２０）の断面平面（２７）において円（２８）上に位置し、円（２８）の中心（２９）は光学素子（２０）の光軸（２２）上に位置する。センタリング素子（３２）は凹部（２４、２４’、２４”）に挿入され、光学素子（２０）は光学系（１０）において、センタリング素子（３２）によりアライメントされる。
2021517274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の光学系（１０）において、少なくとも１つの光学素子（２０、２０’、２０”）、特にレンズをセンタリングする方法であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光軸（２２）を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の光軸（１２）と一致するように前記光学系（１０）においてアライメントされる方法において、
前記光学素子（２０、２０’,２０”）の外周（２６）に少なくとも２つの凹部（２４、２４’、２４”）、特に溝が設けられ、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の断面平面（２７）において、前記凹部（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）への最短距離となる最深点（２５、２５’、２５”）を備え、
前記最深点（２５、２５’、２５”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において円（２８）上に位置し、
前記円（２８）の中心（２９）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）上に位置し、
センタリング素子（３２）が前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入され、
前記センタリング素子（３２）により前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてアライメントされることを特徴とする、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において略Ｕ字型の断面を有することを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光学的透明材料で製造され、前記凹部（２４、２４’、２４”）は前記光学的透明材料に直接設けられることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法であって、
３つの凹部（２４、２４’、２４”）が前記光学素子（２０、２０’、２０”）に設けられ、
特に、前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、前記凹部（２４、２４’、２４”）の互いの角距離は１２０度であることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法であって、
前記センタリング素子（３２）としてセンタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入され、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）と平行に延在することを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は形状記憶合金で製造され、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）はその原形において略円形の断面（３１）を有し、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）を前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入する前に、ロール加工により前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）の第１方向における直径を短くし、
前記第１方向は、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が挿入された状態における前記円（２８）の径方向に相当し、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は、挿入された状態で加熱され、特に前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）に電流を流すことで加熱され、再び原形に戻ることでクランプされ、これにより前記光学素子（２０、２０’、２０”）が前記光学系（１０）においてセンタリングされることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の方法であって、
少なくとも２つの前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてセンタリングされ、
全ての前記光学素子（２０、２０’、２０”）において前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、互いに同じ角距離を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は互いに前後に配置され、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が次に前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入され、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の前記光軸（１２）と一致するように、前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学系（１０）において、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）によりアライメントされることを特徴とする、方法。
【請求項８】
内視鏡の光学素子（２０、２０’、２０”）であって、前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光軸（２２）を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の外周（２６）に少なくとも２つの凹部（２４、２４’、２４”）が設けられ、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の断面平面（２７）において、前記凹部（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）への最短距離となる最深点（２５、２５’、２５”）を備え、
前記最深点（２５、２５’、２５”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において円（２８）上に位置し、
前記円（２８）の中心（２９）は前記光学素子（１０）の前記光軸（１２）上に位置することを特徴とする、光学素子。
【請求項９】
請求項８記載の光学素子であって、
前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において略Ｕ字型の断面を有することを特徴とする、光学素子。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の光学素子であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光学的透明材料で製造され、前記凹部（２４、２４’、２４”）は前記光学的透明材料に直接設けられることを特徴とする、光学素子。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の光学素子であって、
３つの前記凹部（２４、２４’、２４”）が前記光学素子（２０、２０’、２０”）に設けられ、
特に前記円（２８）の前記中心に対し、前記凹部（２４、２４’、２４”）の互いの角距離は１２０度であることを特徴とする、光学素子
【請求項１２】
内視鏡の光学系（１０）であって、
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の光学素子（２０、２０’、２０”）を少なくとも１つ備え、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入されたセンタリング素子（３２）により、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の光軸（１２）と一致するように前記光学系（１０）においてセンタリングされることを特徴とする、光学系。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学系（１０）であって、
前記センタリング素子（３２）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）と平行に延在するセンタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）であることを特徴とする、光学系。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光学系（１０）であって、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は略円形の断面（３１）を有し、形状記憶合金で製造され、加熱によりその原形に戻ることができることを特徴とする、光学系。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の光学系（１０）であって、少なくとも２つの前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてセンタリングされ、
全ての前記光学素子（２０、２０’、２０”）において前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、互いに同じ角距離を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）の方向に互いに前後に配置され、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入され、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の前記光軸（１２）と一致するように、前記光学系（１０）において前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）によりアライメントされることを特徴とする、光学系。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、内視鏡の光学系において、少なくとも１つの光学素子、特にレンズをセンタリング（心出し、中心合わせ）する方法に関し、光学素子は光軸を有し、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように光学系においてアライメント（整列、調整、位置決め）される。本発明はまた、内視鏡の光学素子と、内視鏡の光学系にも関する。
【０００２】
内視鏡を用いる際、例えば手術中の医師の術野を良くするためには、画質を良くする必要がある。ビデオ内視鏡においては、より解像度の高いイメージセンサを用いる必要がある。内視鏡において、このようにより高い解像度を利用するためには、レンズ等の光学素子だけでなく、内視鏡内における光学素子同士のアライメントも厳しい要件を満たす必要がある。すなわち、内視鏡の光学系内の全ての光学素子の光軸が、光学系の光軸と可能な限り正確に一致することが必要である。光学素子の光軸が光学系の光軸と過度にずれている場合は、内視鏡の画質が低下する。
【０００３】
光学素子の光軸を光学系の光軸上に配置するために、光学素子は通常、研削法により加工される。この方法により直径公差約２０μmの光学素子を提供することができる。これらの光学素子を、同様に高精度で製造された光学ホルダーに挿入することにより、光学素子は共通の光軸に沿ってアライメントされる。
【０００４】
しかし研削法では、高解像度のイメージセンサを用いる際に求められる公差を達成できない。この場合、従来技術によると、光学素子をブラススリーブに入れ、特殊なセンタリング旋盤で回転する。このようにすると、さらに小さな直径公差を達成できる。
【０００５】
回転によるセンタリングは時間がかかる工程である。また、光学素子をブラススリーブに入れることにより、光学素子の直径は約２００μmから３００μm増加する。このため、内視鏡の直径を大きくするか、光学素子の直径を小さくする必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、短時間で正確に、場所を取ることなく、光学系において光学素子をセンタリングすることを可能にする、内視鏡の光学系において少なくとも１つの光学素子をセンタリングする方法と、光学素子と、光学系とを提供することである。
【０００７】
この目的は以下の方法により達成される。すなわち、内視鏡の光学系において、少なくとも１つの光学素子、特にレンズをセンタリングする方法であって、光学素子は光軸を有し、光学素子は、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように光学系においてアライメントされ、光学素子の外周に少なくとも２つの凹部、特に溝が設けられ、光学素子の断面平面において、凹部は各々、光学素子の光軸への最短距離となる最深点を備え、最深点は、光学素子の断面平面において円上に位置し、円の中心は、光学素子の光軸上に位置し、センタリング素子が凹部に挿入され、センタリング素子により光学素子は光学系においてアライメントされることを特徴とする、方法である。
【０００８】
光学素子は、例えば凹レンズ又は凸レンズであり得る。本方法において、光学素子には凹部が設けられ、各凹部の形状は、光学素子の光軸と平行な方向に一定であるよう設けられる。この場合、各凹部は、光学素子の光軸と完全に平行に延在する。これにより、センタリングスリーブを省き得るのみならず、複数の光学素子を研削して光学素子の光軸と中心が一致する円形状にするという複雑な作業を省くことができる。
【０００９】
好ましくは、凹部は、超短パルスレーザーにより光学素子に設けられる。
【００１０】
センタリング素子を凹部へ挿入することにより、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように光学系内で光学素子をセンタリングすることができる。この目的のため、例えば、センタリング素子は凹部と光学系の光学ホルダーとの間にクランプ（締め付け固定）され得る。これにより、光学系において光学素子のセルフセンタリングアライメント（自己心出し調整）が可能となる。
【００１１】
凹部は、光学素子の断面平面において略Ｕ字型の断面を有することが好ましい。略Ｕ字型の断面とは、本文脈において、２本の脚部と湾曲部からなるＵ字形状のみではなく、脚部や、特に湾曲部を有さない形状であってもよいことが理解される。このため、部分円状の断面を有する凹部も含まれる。このような略Ｕ字型の断面の場合には、凹部の最深点を正確に決定できる利点がある。
【００１２】
さらに好ましくは、光学素子は光学的透明材料で製造され、凹部は光学的透明材料に直接設けられる。光学的透明材料は、例えば、光学ガラスである。
【００１３】
光学素子の光学的透明材料に直接凹部を設けることにより、スリーブを用いる必要がなく、このため内視鏡の直径の拡大や、光学素子の直径の縮小が回避される。凹部は、光学素子の外周から光学素子の光軸へ向かう方向に測定した場合の深さが、好ましくは１００μm〜３００μmである。そのように、凹部は、光学素子の断面の面積と比較して非常に小さいため、凹部が光学素子の光学特性に与える影響は無視できる。
【００１４】
有利な実施形態において、３つの凹部が光学素子に設けられ、特に、円の中心に対する、凹部の互いの角距離は１２０度である。本実施形態によれば、１本のセンタリング素子が各凹部へ挿入され、光学系の光学ホルダーにクランプされることで、光学素子をセンタリングする。３つの凹部と、３本のセンタリング素子を用いることにより、光学ホルダーとの接点が３個所でき、光学素子が滑るのを抑制できる。円の中心に対する凹部間の角距離が各々１２０度である場合、凹部は光学素子の外周に均等に配置され、このためセンタリング素子にかかる力を均等にすることができる。
【００１５】
好ましくは、センタリング素子としてセンタリングワイヤが凹部へ挿入され、センタリングワイヤは光学素子の光軸と平行に延在する。センタリングワイヤがそれぞれ光学素子の光軸に平行に延在、整列しているため、光学系において光学素子をアライメントしやすくなるという利点がある。センタリングワイヤの直径は、光学素子ではなくセンタリングワイヤのみが光学系の光学ホルダーに接触するよう選択されることが好ましい。全てのセンタリングワイヤが光学素子の光軸に対し厳密に平行に延在するため、対応する直径の光学系を選択した場合、光学素子は光学系内で自動的にセンタリングされる。
【００１６】
好適な実施形態において、センタリングワイヤは形状記憶合金で製造され、センタリングワイヤはその原形（元の形状）において略円形の断面を有し、センタリングワイヤを凹部へ挿入する前に、ロール加工によりセンタリングワイヤの第１方向における直径を短くし、第１方向は、センタリングワイヤが挿入された状態における円の径方向に相当し、センタリングワイヤは、挿入された状態で加熱され、特にセンタリングワイヤに電流を流すことで加熱され、再び原形に戻ることでクランプされ、これにより光学素子が光学系においてセンタリングされる。形状記憶合金を用いることで、センタリングワイヤはまず挿入前に、センタリングワイヤを備えた光学素子が光学系の光学ホルダー内へ容易に挿入され得る形状とすることができる。次にセンタリングワイヤを加熱することで、再び元の円形断面を有する形状へ戻り、その結果、光学素子の凹部と光学系の光学ホルダーとの間にクランプされることとなる。このように光学素子は、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように、光学系内で個々にセンタリングされる。
【００１７】
好ましくは、少なくとも２つの光学素子は光学系においてセンタリングされ、全ての光学素子において、凹部は、円の中心に対し、互いに同じ角距離を有し、光学素子は互いに前後に配置され、センタリングワイヤが次に凹部へ挿入され、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように、光学素子は、光学系において、センタリングワイヤによりアライメントされる。
【００１８】
センタリング素子をセンタリングワイヤとして設計することで、同じセンタリングワイヤにより複数の光学素子を光学系内でセンタリングすることが可能となり、全ての光学素子の光軸を光学系の光軸に一致させることができる。全ての光学素子において、凹部が円の中心に対し同じ角距離を有することで、ワイヤが全ての光学素子の凹部に均等に挿入される必要がある。好ましくは、挿入されたセンタリングワイヤを加熱することにより、全ての光学素子が光学系内で同時にセンタリングされることが好ましい。
【００１９】
本目的は以下の光学素子により達成される。すなわち、内視鏡の光学素子であって、光学素子は光軸を有し、光学素子の外周に少なくとも２つの凹部が設けられ、光学素子の断面平面において、各凹部は、光学素子の光軸への最短距離となる最深点を備え、最深点は、光学素子の断面平面において円上に位置し、円の中心は光学素子の光軸上に位置することを特徴とする、光学素子である。
【００２０】
凹部は、好ましくは、光学素子の断面平面において略Ｕ字型の断面を有する。
【００２１】
さらに好ましくは、光学素子は光学的透明材料で製造され、凹部は光学的透明材料に直接設けられる。
【００２２】
好適な実施形態において、３つの凹部が光学素子に設けられ、特に円の中心に対する凹部の互いの角距離は１２０度である。
【００２３】
最後に、本目的は以下の光学系により達成される。すなわち、内視鏡の光学系であって、上述の本発明による実施形態のいずれかの光学素子を少なくとも１つ備え、凹部に挿入されたセンタリング素子により、光学素子は、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように光学系においてセンタリングされる、光学系である。
【００２４】
好ましくは、センタリング素子は、光学素子の光軸と平行に延在するセンタリングワイヤである。
【００２５】
さらに好ましくは、センタリングワイヤは略円形の断面を有し、形状記憶合金で製造され、加熱により原形に戻ることができる。
【００２６】
好適な実施形態によれば、少なくとも２つの光学素子は光学系においてセンタリングされ、全ての光学素子において凹部は、円の中心に対し、互いに同じ角距離を有し、光学素子は光学素子の光軸の方向に互いに前後に配置され、センタリングワイヤは凹部に挿入され、光学素子は、光学素子の光軸が光学系の光軸と一致するように、光学系においてセンタリングワイヤによりアライメントされる。
【００２７】
光学素子及び光学系もまた、上述した方法と同じ利点や特徴、特性を実現するものである。
【００２８】
本発明の更なる特徴は、特許請求の範囲、及び添付の図面とともに、本発明の実施形態の詳細な説明からより明らかになる。本発明の実施形態は、個々の特徴又は複数の特徴の組み合わせを実現することができる。
【００２９】
図面を参照した例示的な実施形態により本発明の一般概念を限定することなく、本発明は以下に説明される。本文により詳細に説明されていない本発明に係る詳細の全てに関して図面を明確に参照するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術による、光学系における光学素子の概略図である。
【図２】本発明の方法を行う前の光学素子の概略図である。
【図３】凹部を有する光学素子の概略図である。
【図４】図４ａは原形のセンタリングワイヤの概略的な断面図である。図４ｂはロール加工した後のセンタリングワイヤの概略的な断面図である。図４ｃは加熱後のセンタリングワイヤの概略的な断面図である。
【図５】凹部にセンタリングワイヤを挿入した光学素子の概略図である。
【図６】凹部にセンタリングワイヤを挿入した光学素子を光学系の光学ホルダー内に入れた状態の概略図である。
【図７】センタリングワイヤを用いて光学系の光学ホルダー内でセンタリングした光学素子の概略図である。
【図８】センタリングワイヤを用いてセンタリングされた３つの光学素子を有する光学系の概略的な側面図である。
【００３１】
図面において、同一又は類似の素子及び／又は部品には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、従来技術の光学系１０の概略の断面図である。光学素子２０は、光学系１０の光学ホルダー１４に挿入されている。光学素子２０は、例えばブラススリーブ等のスリーブ１６に嵌め込まれている。しかし、ブラススリーブ１６の機械軸と光学素子２０の光軸２２とが一致していないため、光学系１０の光軸１２と光学素子２０の光軸２２とも一致しない。この問題を解決するため、従来技術では、光軸１２と光軸２２とが一致するように、回転によりブラススリーブ１６をセンタリングすることが一般的である。しかし、この回転によるセンタリング方法は作業負荷が大きい上に、スリーブ１６を用いる必要があるため、光学素子２０の最大径が制限されてしまうという問題があった。
【００３３】
図２は、光学素子２０の概略の断面図である。外周２６（実線）で示す光学素子２０の形状は、製造工程のため厳密には円形ではない。ここでは説明のため、円形状からの逸脱を極めて強調して描いている。光学素子２０の光学表面の湾曲の中心点としての光学素子２０の光軸２２は、製造工程により予め決められる。結果として、光学素子２０の断面平面２７内に描写可能な最大円である外円２１（一点鎖線）が得られ、その中心が光軸２２である。中心が光軸２２である真円の外周を有する光学素子２０を、例えば研削法等により得るためには、外周２６で囲まれた面と外円２１で囲まれた面との差を研削する必要があった。この作業は非常に複雑であり、割れ等により光学素子２０の破損を招く恐れがある。
【００３４】
図３は、本発明の方法に係る実施形態により、光学素子２０に略Ｕ字型の溝である凹部２４、２４’、２４”を設けた後の光学素子２０を示す。図３に示す例示的な実施形態によると、光学素子２０には、その外周２６に沿って均等に、つまり１２０度の角距離に配置された３つの溝２４、２４’、２４”が設けられる。凹部２４、２４’、２４”は、外周２６から光軸２２方向へ計測した深さが約１００μm〜３００μmである。凹部２４、２４’、２４”の最深点２５、２５’、２５”は、円２８（点線）上に位置する。円２８の中心２９は光軸２２上に位置する。円２８は外円２１よりも若干小さく、凹部２４、２４’、２４”が所望の深さを有するようになっている。
【００３５】
光学素子２０のすべての断面平面２７において、光軸２２に沿った凹部２４、２４’、２４”の形状は同じである。これは、センタリング素子又はセンタリングワイヤの挿入により光学素子を光軸２２に平行にアライメントするのに必要である。
【００３６】
図４ａ〜図４ｃは、センタリング素子３２、この場合はセンタリングワイヤ３０の断面図を概略的に示す。図４ａはセンタリングワイヤ３０の原形の断面３１を示すものであり、円形の断面３１となっている。凹部２４、２４’、２４”に挿入される前に、センタリングワイヤ３０にロール加工が施され、センタリングワイヤ３０が、１つの方向において直径が約１５％減少した形状を有するようにする（図４ｂ）。センタリングワイヤ３０は形状記憶合金で作られているため、加熱後、原形に戻る（図４ｃ）。
【００３７】
図５は図３の光学素子２０であって、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”が凹部２４、２４’、２４”に挿入された状態を概略的に示す。挿入前にセンタリングワイヤ３０、３０’、３０”にはロール加工が施され、第１方向、つまり光学素子２０の径方向において直径が縮小している。
【００３８】
図６は、図５の光学素子２０を示し、本発明の方法により、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”を有する光学素子２０が光学系１０の光学ホルダー１４に挿入された状態を示す。ロール加工によりセンタリングワイヤ３０、３０’、３０”の直径が縮小しているため、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”は凹部２４、２４’、２４”内で所定の遊びを有する。これによりセンタリングワイヤ３０、３０’、３０”を有する光学素子２０の光学ホルダー１４への導入が容易になる。
【００３９】
図７は、図６に示す光学系内の光学素子２０であって、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”が加熱された後を示す。加熱は例えば、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”に電流を流すこと等により行われる。図４ａ〜図４ｃを用いて説明した通り、センタリングワイヤ３０、３０’、３０”は再び円形状の原形に戻る。これによりセンタリングワイヤ３０、３０’、３０”が凹部２４、２４’、２４”と光学ホルダー１４との間にクランプされる。センタリングワイヤ３０、３０’、３０”は円２８上に直接置かれるため、円２８の中心２９は光学素子２０の光軸２２上に位置する。センタリングワイヤがクランプされることにより、光学素子２０の光軸２２が光学系１０の光軸１２と厳密に一致するように、光学系１０において光学素子２０をセンタリングすることができる。
【００４０】
図８は、本発明に係る光学系１０の実施形態を概略的に示す側面図である。２枚の凹レンズ２０、２０”と１枚の凸レンズ２０’が光学系１０の光学ホルダー１４内でセンタリングされている。当然ながら、本発明の方法により、光軸を有する任意の数の光学素子を光学系１０においてセンタリングできるものであり、図８の図は一例に過ぎない。
【００４１】
図８の図は、光軸２２が通る、図７の平面を直接通る側面図である。この図において、上部に位置するセンタリングワイヤ３０は光学ホルダー１４に直接接していることがわかる。図８において、センタリングワイヤ３０’も示されているが、図示された平面上には位置していない。センタリングワイヤ３０’が置かれる光学ホルダー１４の領域は図示されていない。
【００４２】
光学系１０の光学ホルダー１４においてセンタリングワイヤ３０、３０’、３０”がクランプされることにより、全ての光学素子２０、２０’、２０”の光軸２２が光学系の光軸１２に厳密に一致するように、光学系において全ての光学素子２０、２０’、２０”をセンタリングすることができる。
【００４３】
図面のみから看取できる特徴や、他の特徴と組み合わせて開示された個々の特徴を含む、全ての示された特徴は、単独、および組み合わせたものの両方が本発明の要点であると考えられる。本発明の実施形態は個々の特徴又は複数の特徴の組み合わせにより実現され得る。本発明の文脈において「特に」又は「好ましくは」と記された特徴は、選択的な特徴として理解されたい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  光学系
１２  光軸
１４  光学ホルダー
１６  スリーブ
２０、２０’、２０”  光学素子
２１  外円
２２  光軸
２４、２４’、２４”  凹部
２５、２５’、２５”  最深点
２６  外周
２７  断面平面
２８  円
２９  中心
３０、３０’、３０”  センタリングワイヤ
３１  断面
３２  センタリング素子
【図１】
2021517274.tif 000003
【図２】
2021517274.tif 000004
【図３】
2021517274.tif 000005
【図４ａ】
2021517274.tif 000006
【図４ｂ】
2021517274.tif 000007
【図４ｃ】
2021517274.tif 000008
【図５】
2021517274.tif 000009
【図６】
2021517274.tif 000010
【図７】
2021517274.tif 000011
【図８】
2021517274.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年11月6日(2020.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の光学系（１０）において、少なくとも１つの光学素子（２０、２０’、２０”）をセンタリングする方法であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光軸（２２）を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の光軸（１２）と一致するように前記光学系（１０）においてアライメントされる方法において、
前記光学素子（２０、２０’,２０”）の外周（２６）に少なくとも２つの凹部（２４、２４’、２４”）が設けられ、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の断面平面（２７）において、前記凹部（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）への最短距離となる最深点（２５、２５’、２５”）を備え、
前記最深点（２５、２５’、２５”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において円（２８）上に位置し、
前記円（２８）の中心（２９）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）上に位置し、
センタリング素子（３２）が前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入され、
前記センタリング素子（３２）により前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてアライメントされることを特徴とする、
方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において略Ｕ字型の断面を有することを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光学的透明材料で製造され、前記凹部（２４、２４’、２４”）は前記光学的透明材料に直接設けられることを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法であって、
３つの凹部（２４、２４’、２４”）が前記光学素子（２０、２０’、２０”）に設けられることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、前記凹部（２４、２４’、２４”）の互いの角距離は１２０度であることを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法であって、
前記センタリング素子（３２）としてセンタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入され、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）と平行に延在することを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は形状記憶合金で製造され、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）はその原形において略円形の断面（３１）を有し、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）を前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入する前に、ロール加工により前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）の第１方向における直径を短くし、
前記第１方向は、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が挿入された状態における前記円（２８）の径方向に相当し、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は、挿入された状態で加熱され、再び原形に戻ることでクランプされ、これにより前記光学素子（２０、２０’、２０”）が前記光学系（１０）においてセンタリングされることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）に電流を流すことで加熱されることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の方法であって、
少なくとも２つの前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてセンタリングされ、
全ての前記光学素子（２０、２０’、２０”）において前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、互いに同じ角距離を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は互いに前後に配置され、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）が次に前記凹部（２４、２４’、２４”）へ挿入され、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の前記光軸（１２）と一致するように、前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学系（１０）において、前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）によりアライメントされることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）はレンズであることを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の方法であって、
前記凹部（２４、２４’、２４”）は溝であることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
内視鏡の光学素子（２０、２０’、２０”）であって、前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光軸（２２）を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の外周（２６）に少なくとも２つの凹部（２４、２４’、２４”）が設けられ、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）の断面平面（２７）において、前記凹部（２４、２４’、２４”）はそれぞれ、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）への最短距離となる最深点（２５、２５’、２５”）を備え、
前記最深点（２５、２５’、２５”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において円（２８）上に位置し、
前記円（２８）の中心（２９）は前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）上に位置することを特徴とする、光学素子。
【請求項１３】
請求項１２記載の光学素子であって、
前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記断面平面（２７）において略Ｕ字型の断面を有することを特徴とする、光学素子。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の光学素子であって、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は光学的透明材料で製造され、前記凹部（２４、２４’、２４”）は前記光学的透明材料に直接設けられることを特徴とする、光学素子。
【請求項１５】
請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の光学素子であって、
３つの前記凹部（２４、２４’、２４”）が前記光学素子（２０、２０’、２０”）に設けられることを特徴とする、光学素子。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光学素子であって、
前記円（２８）の前記中心に対し、前記凹部（２４、２４’、２４”）の互いの角距離は１２０度であることを特徴とする、光学素子。
【請求項１７】
内視鏡の光学系（１０）であって、
請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の光学素子（２０、２０’、２０”）を少なくとも１つ備え、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入されたセンタリング素子（３２）により、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の光軸（１２）と一致するように前記光学系（１０）においてセンタリングされることを特徴とする、光学系。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学系（１０）であって、
前記センタリング素子（３２）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）と平行に延在するセンタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）であることを特徴とする、光学系。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光学系（１０）であって、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は略円形の断面（３１）を有し、形状記憶合金で製造され、加熱によりその原形に戻ることができることを特徴とする、光学系。
【請求項２０】
請求項１８又は請求項１９に記載の光学系（１０）であって、少なくとも２つの前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学系（１０）においてセンタリングされ、
全ての前記光学素子（２０、２０’、２０”）において前記凹部（２４、２４’、２４”）は、前記円（２８）の前記中心（２９）に対し、互いに同じ角距離を有し、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）の方向に互いに前後に配置され、
前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）は前記凹部（２４、２４’、２４”）に挿入され、
前記光学素子（２０、２０’、２０”）は、前記光学素子（２０、２０’、２０”）の前記光軸（２２）が前記光学系（１０）の前記光軸（１２）と一致するように、前記光学系（１０）において前記センタリングワイヤ（３０、３０’、３０”）によりアライメントされることを特徴とする、光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図８は、本発明に係る光学系１０の実施形態を概略的に示す側面図である。２枚の凸レンズ２０、２０”と１枚の凹レンズ２０’が光学系１０の光学ホルダー１４内でセンタリングされている。当然ながら、本発明の方法により、光軸を有する任意の数の光学素子を光学系１０においてセンタリングできるものであり、図８の図は一例に過ぎない。
【国際調査報告】
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2021517274.tif 000014
2021517274.tif 000015
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