(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部保持手段を備えたシステムチューブと、該システムチューブ内において前記端部保持手段間に交互に重積された複数のスペーサ管（３，３’，３”，４，４’，13，18，19，21）及びロッドレンズ（２，２’）とを有し、該ロッドレンズは、システムチューブの内径より細い外径を有し、且つ前記スペーサ管の軸上の端部に接する凸型の端面を備えている内視鏡光学系において、前記スペーサ管を前記ロッドレンズと共に前記端部保持手段間において圧迫するスプリングを備え、前記スペーサ管（３，３’，３”，４，４’，13，18，19，21）中の少なくとも１個が、その軸上の端部の少なくとも一方にある角度で円周位置に偏心突出部を備え、それと隣接するロッドレンズ（２，２’）の凸面上に接触させ、それにより凸面をもつロッドレンズは前記システムチューブの同軸位置から横方向に圧迫されるように構成されていることを特徴とする前記内視鏡光学系。
【請求項２】
前記少なくとも１つのスペーサ管（４，４’，13，18，19，21）が、軸方向の両端部に突出部を備えていることを特徴とする請求項１に係る内視鏡光学系。
【請求項３】
前記内視鏡光学系の全てのスペーサ管（３，３’，３”，４，４’，13，18，19，21）が、突出部を備えていることを特徴とする請求項１に係る内視鏡光学系。
【請求項４】
前記少なくとも１つのスペーサ管（３，３’，３”，４，４’，19）の突出端面が、その長手方向軸に対して傾斜させた平面で形成されていることを特徴とする請求項１に係る内視鏡光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念による内視鏡光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記上位概念による一般的な内視鏡光学系は、ドイツ特許第 34 31 631号（DE 3431631 C2)の図２に示されていて、公知である。該特許の図２においては、ロッドレンズがシステムチューブ内において交互にスペーサ管で重積されている。この重積構成は、例えば、ドイツ特許出願公告第 11 27 112  号（DE-AS 1127112)でその原理は公知であって、システムチューブの端部止め具の間にバネ圧によって締め付け保持されている。
【０００３】
最初に挙げた資料に示してある構造は、ロッドレンズの外径がシステムチューブの内径より細くて、チューブを曲げてもロッドレンズが破損しにくくしてある。その際、スペーサ管の外径は同じくシステムチューブの内径より通常細く選んであり、スペーサ管がレンズ同様システムチューブ内を滑動でるようになっている。そのため取り付けは容易且つ安全であって、レンズとスペーサ管から形成されている重積構造は、バネの力で確実に軸方向に保持され、ロッドレンズはシステムチューブ内で遊びなく支承されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の内視鏡光学系においては、システムチューブとレンズとの間には、どうしても側方に遊びがあるので、（例えば内視鏡光学系を落としたときの震動などで）衝撃加速度を受けると、レンズが横方向に傾く。これを今後“飛び出し（スキップ）”と呼ぶことにする。この飛び出しは、思わぬ有害な光軸の動揺を惹起する。
【０００５】
ロッドレンズの傾きを避けるため、ロッドレンズの先に挙げた公知の構造では、それらロッドレンズはその末端において、スペーサ管の軸方向の端から全円周を周回するように設けた軸方向に突出するフランジで把持されている。ところで、このフランジとロッドレンズとの間にも一定の組立上の遊びを含めないわけにはいかないので、この公知の構造でも依然として僅かな飛び出しが起こり得る。周回するフランジを有するスペーサ管の最終的な形状では旋盤加工が必要であるから、更にスペーサ管の僅かな量の加工に直面すると、極めて高価につく。
【０００６】
本発明は、低価格でロッドレンズの飛び出し（スキップ）を確実に防げるようにした内視鏡光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分により解決される。
【０００８】
本発明による内視鏡光学系には、少なくとも一方の側で非対称に軸方向へ突出して形成されたスペーサ管が適用されている。重積レンズ群の末端に設けたスプリングの弾力によって、全重積レンズ群はそれらの間隙に配設されたスペーサ管と共に軸方向に圧迫される。その際、レンズの凸面がスペーサ管の突出部分で支承されるようになっている。それにより重積レンズ群へ軸方向に働くスプリングの弾力は２つの成分に分割される。一方の成分は更に軸方向への圧力として働き、第２の成分は、スペーサ管の突出部分がロッドレンズの凸面状の端面に偏心して配置されるため生じるのであって、ロッドレンズの軸方向に対して垂直に働き、ロッドレンズの隣接端をシステムチューブの方向へと横方向にこれと密着するに至るまで押圧する。こうして意識的に傾けることによって、いかなる方向にも動かず遊びのない安定なレンズの姿勢が得られる。それと共にレンズの姿勢の変化による光軸のスキップは完全に防げる。場合によってはスペーサ管とシステムチューブとの間に生じる遊びも、システムチューブの軸に対して垂直に働く力の成分によって防げる。光軸の横ずれは、この場合には意識的にレンズを傾けたために生じるものであるが、内視鏡光学系では通例の、例えば接眼レンズにある位置合わせ装置によって補償される。上記構成によって可能になる点は、製作容易な部品が使えることと、高価な特殊加工をせずにすませられることである。レンズとスペーサ管とをシステムチューブに“詰め込む”だけの簡易な組立方式も保有することができる。レンズの破損に対する安全性は、ほとんどの領域でレンズをシステムチューブに対して離隔することと、システムチューブが湾曲したときにスプリングができるだけ撓むこととによって、依然として保証される。
【０００９】
請求項２で提供される望ましい点は、該請求項２に従ってスペーサ管が両側で突出して形成されることである。このようにしてスペーサ管に隣接する２つのロッドレンズの各端部は、システムチューブの軸方向に対して横方向に傾けられる。この発明の実施の形態の別の長所は、システムチューブにレンズとスペーサ管とを普通に“詰め込む”とき、スペーサ管の整列に気をつかわないですむことである。
【００１０】
請求項３で提供される望ましい点は、システムチューブに用いられるスペーサ管全てについて突出する端部を設けることである。このように構成することによって、重積レンズ中にあるレンズ全てについて、衝撃加速度によりシステムチューブ中で起こりやすい姿勢変化が防げる。したがって、内視鏡光学系全体に対する光軸の飛び出し（スキップ）は防止される。
【００１１】
請求項４で提供される望ましい点は、該請求項４に従ってスペーサ管の突出面が平坦で且つその軸に対して斜めに形成されていることである。この発明の実施の形態は、スペーサ管の製作に当たって今までに述べた長所を持ちながらもっとも簡単であって、そのためもっとも廉価に製造できるものである。在来のスペーサ管あるいはその半加工変形体も製作に利用することができる。それには、ただスペーサ管の一方の面を斜めに切りさえすればよい。これに関して請求項２によって２つの斜めに切った面を有するものも好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を例示的且つ模式的に描示した図面に基づいて説明する。図１の（Ａ），（Ｂ）には、システムチューブ１を備えた本発明による内視鏡光学系が描示されている。システムチューブ１内には多数のロッドレンズ２が設けられており、それらはこの実施の形態では図を簡素化するため、全て同一且つ厚く模式化して描示している。
【００１３】
ロッドレンズ２はスペーサ管３，３’，３”及び４，４’によって分離されて保持され、スペーサ管が３，３’及び３”の場合には、それらの軸方向の端部においてそれぞれ１個の平らな側面と斜めの側面を有しており、スペーサ管４及び４’の場合には２個の向かい合う斜めの側面を有している。
【００１４】
スペーサ管３，３’及び３”は、それらの形状が同一である。スペーサ管３は、重積レンズ上に働くスプリング５の弾力によって、対物レンズ10を担持する内視鏡光学系の前側末端領域における突当て部６に押圧されている。
【００１５】
スペーサ管３’は２個のロッドレンズ２間にある。スペーサ管３”は最終的にスペーサ管３及び３’に対して、それぞれ軸方向にも径方向にも 180度だけ回転させてロッドレンズ２とスプリング５との間に配置されており、スプリング５自体は、内視鏡光学系の後側の末端領域でシステムチューブ１に捩込まれた保持環７を軸方向へ押圧している。
【００１６】
スペーサ管４及び４’は、形状及びタイプとしては同一である。スペーサ管４’はスペーサ管４に対して径方向に90度だけ回転して、システムチューブ１内に配置されている。
【００１７】
内視鏡光学系の後側の末端領域には、システムチューブ１と強固に結合したフランジ８が設けられており、その中に、ネジ９によってレンズ12を備えた接眼レンズ11が位置合わせ自在に支承されている。通常３個のネジ９を、径方向 120度の角度をおいてフランジ８の円周上に設け、接眼レンズ11を支承させている。
【００１８】
図１の（Ａ），（Ｂ）において、ロッドレンズ２がどのようにして、それらの端部でスペーサ管３，３’，３”，４及び４’の斜側面によりシステムチューブ１に対して側方へ押圧されているかを明らかにしている。このようにして、ロッドレンズ２は、衝撃加速度によっても変化せず、安定して遊びのない姿勢に位置決めされる。
【００１９】
ここで、ロッドレンズ２のシステムチューブ１中での傾きが図では甚だしく誇張されている点を指摘しておきたい。
【００２０】
ロッドレンズ２を意図的に傾けたことから生じる光軸のずれは、ネジ９によって自在に位置合わせできる接眼レンズ11を用いて補正することができる。
【００２１】
図２に示されている本発明による内視鏡光学系においては、システムチューブ１中に２個のロッドレンズ２を離隔させるスペーサ管13が設けられており、その軸方向の端面14，15は平坦（すなわち、システムチューブ１の軸に直角）且つ互いに平行に形成されている。そして軸方向の対向面から軸方向に平行に突出する突起16及び17が設けられており、それらは、ここでは図示していないスプリングの軸方向の力の働きによって、横方向の分力を生じさせ、それらの分力はロッドレンズ２の隣接端をシステムチューブ１に対して側方へ押圧する。図示した実施の形態では、突起16及び17が軸方向に見て心合わせした状態で設けられている。
【００２２】
図３にはスペーサ管18が示されており、このスペーサ管はその構造では、ここでは例えば90度だけ、互いに径方向をずらせて設けた突起16’及び17’においてのみ、図２に示したスペーサ管13と異なる。この実施の形態によれば、レンズ２を重積レンズ中で互いに異なる傾き方で配列することができる。
【００２３】
図４には、システムチューブ１内に配設されているスペーサ管19が示されており、その軸方向両端面は双方ともシステムチューブ軸に対してある角度で斜めに形成されている。図１の（Ａ），（Ｂ）に示した実施の形態と対照的に、ここでは両端面が互いに平行な斜面で形成されている。図１の（Ａ），（Ｂ）に図示のものに比べて、この実施の形態のものならば、面取り20を伴うロッドレンズ２’でも横方向に傾いて係合するスペーサ管と組合せて用いることができる。
【００２４】
図５には、本発明による光学系のスペーサ管の別の実施の形態を示している。システムチューブ１内で２個のロッドレンズ２を離隔するスペーサ管21は、スペーサ管21の軸方向の対向端面部22，23の軸方向延長部を越えてシステムチューブ軸に平行に延びている管状の延長部24及び25を有する。これら延長部24及び25の内径は、ここでは用いるロッドレンズ２の外径より大きい。
【００２５】
既述の横方向の分力は、このようにしてまずロッドレンズ２の端部をスペーサ管21の管状延長部24及び25の内壁に対して押圧する。レンズ２がこの延長部24及び25に支承された後で、横方向の分力によって更にスペーサ管21自体もシステムチューブ１に対して押圧され、遊びがなく支承される。
【００２６】
この実施の形態でも、ロッドレンズ２は安定且つ遊びがなく支承される。この実施の形態のスペーサ管21は、特に先に挙げた資料であるドイツ特許第 34 31 631号の図２で示されている構造のものと比べて著しく改良されている。
【００２７】
図示したスペーサ管は、予め規定された回転位置でも、さしあたり規定してない回転位置でも、システムチューブへ組み込むことができ、それでもロッドレンズを径方向の規定位置ないし未規定位置に対して、どちらでも案内する。
【００２８】
スペーサ管が規定された回転姿勢でシステムチューブに組み込まれると、例えば全てのスペーサ管の傾斜を一つの面に配列することが可能となる。スペーサ管の要求される予め規定された回転位置がロックされるのが理想的である。例えは、各スペーサ管の外周上のピンをシステムチューブ内の溝に係合させることができる。
【００２９】
しかしながら、これらのスペーサ管は、未規定の回転姿勢でもシステムチューブに組み込むことができる。
【００３０】
例えば、スペーサ管４又は13のような軸方向において対称なスペーサ管ならば、それらの軸方向に組み込む向きは必ずしも重要ではない。しかしながらスペーサ管３又は３’のような非対称スペーサ管では、軸方向の向きは重要である。例えば、スペーサ管３に対応するスペーサ管をのみを用いると、ロッドレンズはシステムチューブの軸に対して垂直なスペーサ管の端面によって両側が支承され、そのためこれらロッドレンズに対しては、ある程度の衝撃に耐える安定な傾きが得られない。こうなることを避けるため、軸方向に組み込む向きを予め選定した、スペーサ管の予め選定された配列順を優先させるべきであろう。
【００３１】
実際の試作テストでは、スペーサ管３に対応するスペーサ管群を用いた。これらのスペーサ管はそれらの軸上の向きに関して、及びそれらの回転の向きに関してさえランダムに組み込まれた。そうすると、明らかに衝撃加速度に対する光学系の感受性が減少した。
【００３２】
重積レンズを構成するに際し、多数の互いに異なる実施の形態のスペーサ管を用いることが可能であり、その際、スペーサ管がランダムに配列されることができ、また予め規定された位置で配列されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの実施の形態のスペーサ管をもつ本発明に係る内視鏡光学系の一方及び他方の末端領域を示す断面図である。
【図２】第３の実施の形態のスペーサ管をもつ内視鏡光学系の一部を示す断面図である。
【図３】図２に示した実施の形態のスペーサ管の変形例を示す斜視図である。
【図４】異なるタイプのロッドレンズと第４の実施の形態のスペーサ管を備えた、図２に対応する断面図である。
【図５】第５の実施の形態のスペーサ管を示す断面図である。
【符号の説明】
１  システムチューブ
２，２’  ロッドレンズ
３，３’，３”  スペーサ管
４，４’  スペーサ管
５  スプリング
６  突当て部
７  保持環
８  フランジ
９  ネジ
10  対物レンズ
11  接眼レンズ
12  レンズ
13  スペーサ管
14，15  端面
16，16’  突起
17，17’  突起
18  スペーサ管
19  スペーサ管
20  面取り
21  スペーサ管
22，23  スペーサ管21の対向端面
24，25  管状延長部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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