JPWO2018135192A1

JPWO2018135192A1 - 硬性鏡

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Publication number: JPWO2018135192A1
Application number: JP2018538661A
Authority: JP
Inventors: 井上　貴博; 貴博井上
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-01-24
Also published as: WO2018135192A1

Abstract

瞳近傍のレンズのシフト偏心およびチルト偏心を抑制して画質の劣化を防止する。長尺の筒状であり硬性のレンズ枠と、該レンズ枠内に該レンズ枠の長手方向に配列された複数のレンズを有し、レンズ枠の一側から他側へ物体像を略等倍で伝送するリレー光学系とを備え、該リレー光学系が、瞳の両側に配置され該瞳と隣接する一対のレンズ７１，７２を備え、レンズ枠が、長手方向に配列され瞳近傍で互いに連結された複数の筒体５１を備え、各筒体５１は、長手方向の最も外側に一対のレンズ７１，７２の一方を保持している硬性鏡を提供する。

Description

本発明は、硬性鏡に関するものである。

従来、先端側から順に対物光学系、リレー光学系および接眼光学系を備え、対物光学系によって形成された物体をリレー光学系によって接眼光学系までリレーする硬性鏡が知られている（例えば、特許文献１から３参照。）。

特開平９−２７４１４６号公報特表２００７−５２２５０６号公報特開２００７−１３３１７５号公報

硬性鏡のリレー光学系は、長尺で硬性のレンズ枠内にレンズを入れ込んで組み立てられるので、レンズとレンズ枠との間にクリアランスが確保される。このクリアランスが原因で、レンズ枠内のレンズには、レンズが光軸に対して直交する方向にずれるシフト偏心や、光軸に対して傾くチルト偏心が生じ得る。特に、瞳近傍のレンズのシフト偏心およびチルト偏心は、画質の劣化の大きな原因となるため、高画質を達成するためには瞳近傍のレンズの位置および傾きの調整が重要となる。しかしながら、レンズ枠の内側に配置されたレンズの位置および傾きをレンズ枠の外側からの操作によって調整することは難しい。

クリアランスを小さくすることでレンズのシフト偏心およびチルト偏心を抑制することは可能であるが、長いレンズ枠の内径を精密に制御することは製造上困難であり、クリアランスの低減によるレンズのシフト偏心およびチルト偏心の抑制には限界がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、瞳近傍のレンズのシフト偏心およびチルト偏心を抑制して画質の劣化を防止することができる硬性鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、長尺の筒状であり硬性のレンズ枠と、該レンズ枠内に該レンズ枠の長手方向に配列された複数のレンズを有し、前記レンズ枠の一側から他側へ物体像を略等倍で伝送するリレー光学系とを備え、該リレー光学系が、瞳の両側に配置され該瞳と隣接する一対のレンズを備え、前記レンズ枠が、前記長手方向に配列され前記瞳近傍で互いに連結された複数の筒体を備え、各前記筒体は、前記長手方向の最も外側に前記一対のレンズの一方を保持している硬性鏡である。

本態様によれば、対物光学系等によってレンズ枠の一側に形成された物体像を、レンズ枠内に配置されたリレー光学系によって、レンズ枠の他側まで伝送することができる。
この場合に、レンズ枠を構成する複数の筒体の連結位置はリレー光学系の瞳の近傍に設けられており、リレー光学系を構成するレンズの内、瞳よりも一側のレンズと瞳よりも他側のレンズは別々の筒体によって保持されている。すなわち、リレー光学系およびレンズ枠は、瞳よりも一側のレンズと筒体とからなるユニットと、瞳よりも他側のレンズと筒体とからなるユニットとが連結された構造を有している。

このように、瞳の直前および直後に配置されるレンズが筒体によって最も外側に保持されるように、リレー光学系およびレンズ枠を複数のユニットから構成することで、製造工程において、画質に大きな影響を与える瞳の直前および直後のレンズのシフト偏心およびチルト偏心の調整を容易に行うことができる。これにより、画質の劣化を防止することができるという利点がある。

上記態様においては、前記筒体が、該筒体の内周面から径方向内方に突出し、前記一対のレンズの一方と前記長手方向に突き当たるフランジを有していてもよい。
このようにすることで、製造工程において、瞳の直前または直後のレンズをフランジに突き当てて位置を安定させることで、当該レンズのシフト偏心およびチルト偏心の調整をより容易に行うことができる。

上記態様においては、各前記筒体の端部に、前記長手方向に形成され、隣接する他の筒体の端部と前記長手方向に嵌合する切欠きが設けられていてもよい。
このように、筒体同士の連結のための機構を筒体自身に設けることで、複数の筒体の外側に配置される長尺のチューブのような、複数の筒体の配列を維持するための他の部材を設ける必要がないので、細径な構造とすることができる。

上記態様においては、前記レンズ枠が、前記長手方向に隣接する２つの前記筒体の間に配置された筒状の中間部材を備えていてもよい。
上記態様においては、前記筒体の端部および前記中間部材の端部に、前記長手方向に形成され互いに前記長手方向に嵌合する切欠きが設けられていてもよい。
このように、筒体と中間部材との連結のための機構を筒体および中間部材自身に設けることで、複数の筒体および中間部材の外側に配置される長尺のチューブのような、複数の筒体および中間部材の配列を維持するための他の部材を設ける必要がないので、細径な構造とすることができる。

本発明によれば、瞳近傍のレンズのシフト偏心およびチルト偏心を抑制して画質の劣化を防止することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る硬性鏡の挿入部の全体構成図である。図１の挿入部におけるリレー光学系およびレンズ枠の分解図である。レンズ枠の筒体の変形例を示す図である。レンズ枠の筒体および中間部材の変形例を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る硬性鏡について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る硬性鏡は、図１に示されるように、先端側から順に対物光学系１、複数のリレー光学系２および接眼光学系３が設けられた、細長い直線状の挿入部１０を備えている。対物光学系１によって形成された像Ｉは、複数のリレー光学系２によって接眼光学系３へ伝送されるようになっている。符号４は、対物光学系１およびリレー光学系２と並列して設けられ挿入部１０の先端から照明光を射出する照明用の光ファイババンドルであり、符号１０ａは、挿入部１０の最も外側を被覆するアウタチューブである。

挿入部１０は、該挿入部１０の先端から基端まで直線状に延びる円筒状であり硬性のレンズ枠５と、該レンズ枠５の外側に配置され該レンズ枠５の外周面を支持する硬性のチューブ６とを備えている。対物光学系１、複数のリレー光学系２および接眼光学系３は、レンズ枠５内に配置されている。符号Ｐは、各リレー光学系２の瞳の位置を示している。

図２は、複数のリレー光学系２およびレンズ枠５の分解図である。各リレー光学系２は、図１および図２に示されるように、瞳Ｐの両側に該瞳Ｐと隣接して配置され正の屈折力を有する一対の正レンズ７１，７２と、該一対の正レンズ７１，７２の両側に配置された一対のロッドレンズ８１，８２とからなる。一対の正レンズ７１，７２は瞳Ｐに対して対称に配置され、一対のロッドレンズ８１，８２は瞳Ｐに対して対称に配置されている。各リレー光学系２は、直前の対物光学系１または他のリレー光学系２によって形成された物体像Ｉを略等倍で再結像することで物体像Ｉを伝送する。
なお、図２に示されるリレー光学系２のレンズ構成は一例であり、リレー光学系を構成するレンズの種類および数は適宜変更することができる。

レンズ枠５は、長手方向に一列に配列する円筒状の複数の筒体５１と、長手方向に隣接する２つの筒体５１の間に配置され該２つの筒体５１を連結する円筒状の中間部材５２とを備えている。各筒体５１は、長手方向に隣接する２つのリレー光学系２にまたがって延び、先端側の一のリレー光学系２の内、瞳Ｐよりも基端側（他側）に位置する第２の正レンズ７２および第２のロッドレンズ８２と、基端側の他の一のリレー光学系２の内、瞳Ｐよりも先端側（一側）に位置する第１の正レンズ７１および第１のロッドレンズ８１とを保持している。このように、複数の筒体５１の端部は、瞳Ｐの近傍において中間部材５２を介して互いに連結されており、各筒体５１は、瞳Ｐに隣接する正レンズ７１，７２が長手方向において最も外側に位置し長手方向の略中央に像Ｉが位置するように、レンズ７１，７２，８１，８２を保持している。

次に、本実施形態に係る硬性鏡の製造方法について説明する。
本実施形態に係る硬性鏡の製造方法は、図２に示されるように、筒体５１とレンズ７１，７２，８１，８２とからなるユニット２０を形成する第１の工程と、該第１の工程において形成されたユニット２０を連結する第２の工程とを含む。

第１の工程において、先端側から基端側に向かって、第２の正レンズ７２、間隔環９１、第２のロッドレンズ８２、間隔環９２、第１のロッドレンズ８１、間隔環９３、第１の正レンズ７１の順で配列するように、筒体５１内にレンズ７１，７２，８１，８２および間隔環９１，９２，９３を組み込む。間隔環９１，９２，９３は、隣接する２つのレンズ間に所定の距離を確保するための円環状の部材である。正レンズ７１，７２の周縁は、筒体５１の内周面に接着剤によって固定される。これにより、長手方向の両端に正レンズ７１，７２が位置し、像Ｉの形成位置が長手方向の中央に配されるユニット２０が形成される。

ここで、リレー光学系２を構成するレンズの内、瞳Ｐ近傍の正レンズ７１，７２のシフト偏心およびチルト偏心が、伝送される像Ｉの画質に大きく影響するので、高画質を達成するためには、正レンズ７１，７２の位置および傾きの調整が重要となる。そこで、第１の工程において、正レンズ７１，７２の少なくとも一方の位置および傾きが調整される。

次に、第２の工程において、図２に示されるように、複数のユニット２０の筒体５１同士を中間部材５２を介して連結することによって、複数のリレー光学系２を組み立てる。ユニット２０の連結は、長尺のチューブ６内にユニット２０と中間部材５２とを交互に挿入することによって行われる。

この場合に、本実施形態によれば、各リレー光学系２は瞳Ｐの位置で２つに分割され、調整対象の正レンズ７１，７２は、最も外側に位置するように筒体５１によって保持されているので、正レンズ７１，７２を器具で把持する等して直接操作して該正レンズ７１，７２のシフト偏心およびチルト偏心を正確にかつ容易に調整することができる。これにより、正レンズ７１，７２のシフト偏心およびチルト偏心を抑制し、画質の劣化を防止することができる。
また、リレー光学系２を導光する光が略平行光となる瞳Ｐの近傍でリレー光学系２およびレンズ枠５を分割することで、ユニット２０間の偏心による周辺画質の劣化を防ぐことができる。

本実施形態においては、図３に示されるように、筒体５１の内周面に、該内周面から径方向内方に突出し、正レンズ７２のレンズ面の内、筒体５１の内側に位置するレンズ面に長手方向に突き当たるフランジ５１ａが設けられていてもよい。
筒体５１内に配置された間隔環９１，９３の位置は不安定であるため、間隔環９１，９３に正レンズ７１，７２を突き当てることで該正レンズ７１，７２の位置を安定させることは難しい。本変形例によれば、筒体５１と一体に形成されたフランジ５１ａに正レンズ７２を突き当てることで、正レンズ７２の位置を安定させて当該正レンズ７１，７２の調整を容易に行うことができる。図３には、間隔環９１に代えてフランジ５１ａが設けられた例が示されているが、正レンズ７１と突き当たるフランジ５１ａを間隔環９３に代えて設けてもよい。

本実施形態においては、筒体５１の端部および中間部材５２の端部に、図４に示されるように、端面から長手方向に形成された少なくとも１つの切欠き１１，１２が設けられていてもよい。切欠き１１，１２は、互いに隣接する筒体５１の端部と中間部材５２の端部とが互いに相補的な形状を有するように形成され、筒体５１の端部と中間部材５２の端部とを長手方向の嵌合によって連結することができるように構成される。図４には、周方向に等間隔をあけて設けられた３つの切欠き１１，１２が示されている。

上記のように複数の筒体５１の連結にチューブ６を使用する場合には、全体の外径が増大するが、切欠き１１，１２の嵌合を利用することで、外径を増大することなく筒体５１と中間部材５２とを連結することができる。また、筒体５１と中間部材５２との嵌合部分が長くなるので、ユニット２０間のシフト偏心およびチルト偏心を抑制することができる。

本実施形態においては、中間部材５２を省略し、筒体５１の端部同士を直接連結してもよい。この場合、各筒体５１の両端部に図４に示されるような切欠き１１，１２を設け、筒体５１の端部同士を切欠き１１，１２の嵌合によって連結するように構成してもよい。

１対物光学系
２リレー光学系
３接眼光学系
４光ファイババンドル
５レンズ枠
５１筒体
５２中間部材
６チューブ
７１，７２正レンズ
８１，８２ロッドレンズ
９１，９２，９３間隔環
１１，１２切欠き
１０挿入部

上記態様においては、前記筒体が、該筒体の内周面から径方向内方に突出し、前記一対のレンズの一方の前記瞳から遠い側の面と前記長手方向に突き当たるフランジを有していてもよい。
このようにすることで、製造工程において、瞳の直前または直後のレンズの瞳から遠い側の面をフランジに突き当てて位置を安定させることで、当該レンズのシフト偏心およびチルト偏心の調整をより容易に行うことができる。

上記態様においては、前記レンズ枠が、前記長手方向に隣接する２つの前記筒体の間に配置された筒状の中間部材を備えていてもよい。
上記態様においては、前記筒体の端部および前記中間部材の端部に、前記長手方向に形成され互いに前記長手方向に嵌合する切欠きが設けられていてもよい。
このように、筒体と中間部材との連結のための機構を筒体および中間部材自身に設けることで、複数の筒体および中間部材の外側に配置される長尺のチューブのような、複数の筒体および中間部材の配列を維持するための他の部材を設ける必要がないので、細径な構造とすることができる。
上記態様においては、前記リレー光学系が、前記瞳の両側に該瞳と隣接して配置された一対の正レンズと、該一対の正レンズの両側に配置された一対のロッドレンズとからなってもよい。

Claims

長尺の筒状であり硬性のレンズ枠と、
該レンズ枠内に該レンズ枠の長手方向に配列された複数のレンズを有し、前記レンズ枠の一側から他側へ物体像を略等倍で伝送するリレー光学系とを備え、
該リレー光学系が、瞳の両側に配置され該瞳と隣接する一対のレンズを備え、
前記レンズ枠が、前記長手方向に配列され前記瞳近傍で互いに連結された複数の筒体を備え、
各前記筒体は、前記長手方向の最も外側に前記一対のレンズの一方を保持している硬性鏡。
前記筒体が、該筒体の内周面から径方向内方に突出し、前記一対のレンズの一方と前記長手方向に突き当たるフランジを有する請求項１に記載の硬性鏡。
各前記筒体の端部に、前記長手方向に形成され、隣接する他の筒体の端部と前記長手方向に嵌合する切欠きが設けられている請求項１または請求項２に記載の硬性鏡。
前記レンズ枠が、前記長手方向に隣接する２つの前記筒体の間に配置された筒状の中間部材を備える請求項１または請求項２に記載の硬性鏡。
前記筒体の端部および前記中間部材の端部に、前記長手方向に形成され互いに前記長手方向に嵌合する切欠きが設けられている請求項４に記載の硬性鏡。