特許 6959306 光学系及び該光学系を有する外科用器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6959306

(24)【登録日】2021年10月11日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】光学系及び該光学系を有する外科用器具

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20211021BHJP

   G02B 23/24 20060101ALI20211021BHJP

   G02B 5/04 20060101ALI20211021BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20211021BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/00

   G02B23/24 B

   G02B5/04 A

   A61B1/00 731

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-164486(P2019-164486)

(22)【出願日】2019年9月10日

(62)【分割の表示】特願2017-144573(P2017-144573)の分割

【原出願日】2017年7月26日

(65)【公開番号】特開2020-13146(P2020-13146A)

(43)【公開日】2020年1月23日

【審査請求日】2019年12月5日

(31)【優先権主張番号】10 2016 214 025.6

(32)【優先日】2016年7月29日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591228476

【氏名又は名称】オリンパス ビンテル ウント イーベーエー ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ＯＬＹＭＰＵＳ ＷＩＮＴＥＲ ＆ ＩＢＥ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】チェンシン ジャオ

(72)【発明者】

【氏名】マリオ ボック

【審査官】 堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０９８２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１７９７１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１６／１３２６３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０１８４７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０８１３４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００−１７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２−２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００−２５／０４

Ｇ０２Ｂ ２３／２４

Ｇ０２Ｂ ５／０４

Ａ６１Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠位側光学アセンブリ（１０）と、近位側光学アセンブリ（１２）と、画像センサ（１８）とを備える光学系（２）であって、前記遠位側及び近位側光学アセンブリ（１０，１２）は光路（１４）を規定しており、前記遠位側光学アセンブリ（１０）は、対象物の空間（４）内に位置する視野（２０）からの入射光ビーム（６，６’）を、前記近位側光学アセンブリ（１２）内へとつなぎ、前記近位側光学アセンブリ（１２）は、前記光ビーム（６，６’）を前記画像センサ（１８）の感光面（１９）上に導く、光学系（２）において、前記光路（１４）内に配置されている、少なくとも１つのプリズム（３０，３２，３４）を有するプリズム群（２４）を特徴とし、前記プリズム群（２４）は、少なくとも１つの側で前記光学系（２）の前記視野（２０）を制限しており、前記少なくとも１つのプリズム（３０，３２，３４）は、前記視野（２０）の範囲外からの入射光ビーム（６’’，６’’’）を全反射により前記光路（１４）の外に反射する境界面（３６，３８）を有しており、前記プリズム群（２４）の前記少なくとも１つのプリズム（３０，３２，３４）は、鋭角αを成す２つの光学有効プリズム面（５４，５４’）と、前記鋭角αの対辺にある光学非有効面（５６）とを備えた直角柱形状のプリズム（３０，３２，３４）であり、第１光学有効プリズム面（５４）がある第１平面（Ｅ１）と、第２光学有効プリズム面（５４’）がある第２平面（Ｅ２）と、前記面（５６）がある第３平面（Ｅ３）とが共に、少なくとも一領域において前記プリズムの底面である三角形を成し、前記少なくとも１つのプリズム（３０，３２，３４）は、入射側から順に第１プリズム（３０）及び第２プリズム（３２）を有し、視野（２０）範囲内の入射光ビーム（６，６’）は、前記第１及び第２プリズム（３０，３２）のいずれの面にも全反射されることなく、前記第１及び第２プリズム（３０，３２）を通過することを特徴とする、光学系（２）。

【請求項2】

外へと反射された光ビーム（４０，４２）は、前記プリズム群（２４）が前記視野（２０）を制限している前記視野（２０）の側で、前記遠位側光学アセンブリ（１０）に入射することを特徴とする、請求項１に記載の光学系（２）。

【請求項3】

前記プリズム群（２４）は少なくとも第１及び第２プリズム（３０，３２）を備え、前記第１プリズム（３０）は全反射が生じる前記境界面（３６）を備え、前記第２プリズム（３２）は、前記境界面（３６）に隣接して配置され、前記第１プリズム（３０）と前記第２プリズム（３２）との間には第１空隙（４６）が存在していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光学系（２）。

【請求項4】

前記プリズム群（２４）は少なくとも第１プリズム（３０）及び第２プリズム（３２）を備え、前記第１及び第２プリズム（３０，３２）は、前記第１プリズム（３０）の第１鋭角α及び前記第２プリズム（３２）の第２鋭角βが前記プリズム群（２４）の互いに対向する両側にあるように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学系（２）。

【請求項5】

前記第１及び第２プリズム（３０，３２）は、光が入射する方向において順に配置されており、前記第１プリズム（３０）は直角プリズムであることを特徴とする、請求項４に記載の光学系（２）。

【請求項6】

前記プリズム群（２４）は前記遠位側光学アセンブリ（１０）の一部であり、前記遠位側光学アセンブリ（１０）は特に入射レンズ（２６）を備え、前記プリズム群（２４）は光が入射する方向において前記入射レンズ（２６）の直後に配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学系（２）。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学系（２）を有している、特に内視鏡である外科用器具。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

本発明は、遠位側光学アセンブリと、近位側光学アセンブリと、画像センサとを備える光学系であって、遠位側及び近位側光学アセンブリが光路を規定し、遠位側光学アセンブリが、対象物の空間に位置する視野からの入射光ビームを、近位側光学アセンブリ内へとつなぎ、近位側光学アセンブリが、これらの光ビームを画像センサの感光面上に導く、光学系に関する。本発明はまた、このような光学系を有する外科用器具に関する。

【0002】

光学系の光学素子、通例では１つ以上のレンズは、視野からの入射光ビームを画像センサの感光面上に写像する。これらの光ビームは、光学系の光学アセンブリ、より正確にはその光学素子によって規定された光路内に生ずる。

【0003】

光学系の視野とは、光学系を用いて対象物の空間の事象又は変化を感知できる、視野角の領域又は間隔を指す。視野からの入射光ビームは、画像センサの感光面上に写像される。矩形の画像センサを用いた場合、視野は水平視野角と垂直視野角によって画定される。水平視野角及び垂直視野角は画像化形式の境界により制限されるが、画像化形式の境界は画像センサの寸法や形状に依存する。矩形の画像センサを用いると、通常、垂直視野角は水平視野角よりも小さくなる（横長形式）。よって、水平視野角及び垂直視野角は、光ビームが光学系に入射可能であり、かつ画像センサの感光面上に写像可能である最大入射角である。

【0004】

光ビームが光学系に入射する角度が大きい場合、光学素子で反射が生じる。これらの光ビームはまた、光学系の光学素子が収容されている筒又は鏡筒上で、散漫散乱又は反射も引き起こしてしまう。これらの反射は、“フレア”や“レンズフレア”とも称されることも多いが、光学系の画質に悪影響を及ぼす。

【0005】

従来より、このような光ビームの入射は、光学系の機械的な遮蔽物や開口により低減される。しかしながら、遮蔽物や開口は、強烈な口径食を生じさせる、つまり画像の周縁が暗くなることが多い。また、このような遮蔽物は、光学系について非常に厳しい製造公差を必要とする。

【0006】

本発明の目的は、改良された光学系、及び、このような光学系を有する改良された外科用器具を提供することであり、該光学系は、視野の範囲外からの入射光ビームに対して特に感度が低くなるようにされている。

【0007】

本発明の目的は、遠位側光学アセンブリと、近位側光学アセンブリと、画像センサとを備えた光学系によって実現され、該光学系において、遠位側及び近位側光学アセンブリは光路を規定しており、遠位側光学アセンブリは、対象物の空間に位置する視野からの入射光ビームを、近位側光学アセンブリ内へとつなぎ、近位側光学アセンブリは、これらの光ビームを画像センサの感光面上に導き、本光学系は、光路内に配置される少なくとも１つのプリズムを有するプリズム群によって発展させられており、該プリズム群は、少なくとも１つの側で光学系の視野を制限している。

【0008】

有利なことに、プリズム群が、視野の範囲外から光学系に入射する入射光ビームを光路の外側に反射する角度依存性光学フィルタを提供する。口径食は起こらず、光学系のプリズム群の心合わせや調整について、特に厳しい要件も課されない。さらに、プリズム群は製造にそれほど費用がかからず、設計に多大な労力をかけずに光学系に組み込むことができる。

【0009】

特に、プリズム群は回転可能に光学系に組み込まれる。例えば、光学系のプリズム群は、光学系の光軸、特に光学系の遠位側光学アセンブリの光軸に少なくともほぼ対応する軸を中心に回転可能である。有利なことに、プリズム群の回転によって、視野を、プリズム群を利用して様々な側において可変に制限することができる。

【0010】

別の効果的な実施形態によれば、少なくとも１つのプリズムは、視野の範囲外からの入射光ビームを全反射で光路の外に反射する境界面を有している。この境界面は、光学濃度がより高い媒質の、光学濃度がより低い媒質との境界面であり、例えばガラス／空気境界面である。

【0011】

ここで、特に、外へと反射された光ビームは、プリズム群が視野を制限する視野の側で、遠位側光学アセンブリに入射する。
１つの境界面での全反射を利用するプリズム群の特に有効な実施形態は、プリズム群が少なくとも第１及び第２プリズムを備え、第１プリズムは全反射が生じる境界面を備え、第２プリズムはこの境界面に隣接して配置され、第１プリズムと第２プリズムとの間には第１空隙が存在しているという、さらなる例示的実施形態に従って得られる。

【0012】

このため、換言すれば、第１プリズムと第２プリズムは互いに直接隣接して配置されている。第１プリズムと第２プリズムとの間に空隙を設ける代わりに、全反射が生じる境界面に、２つのプリズムの接続部が設けられ、２つのプリズムを接続するために、第１プリズムの材料よりも光学濃度が低い材料が使用されている。

【0013】

全反射は、光学濃度がより高い媒質と光学濃度がより低い媒質との間にある境界面に光が当たった時に生じる。この過程において、全反射された光は、所与の２つの材料に関する臨界角よりも大きな角度で境界面に当たる。この角度は、境界面において垂直な垂線を基準にして測定される。全反射されたビームは常に、光学濃度がより高い媒質内で広がっていく。ガラス／空気境界面は、光ビームが全反射されるこの状況が非常に簡単に得られる代表例である。

【0014】

別の実施形態によれば、光学系は、第３プリズムも有するプリズム群によって発展させられており、第１〜第３プリズムは、プリズム群の光軸に垂直な垂直面に対して鏡面対称となるように設計されている。

【0015】

効果的な鏡面対称系は、光が入射する方向において順に、第１プリズムとしての第１直角プリズムと、第２プリズムとしての二等辺三角形のプリズムと、第３プリズムとしての第２直角プリズムとを有しているプリズム群を備えている。第２プリズムは全反射が生じる第２境界面を備えている。第３プリズムはこの第２境界面に隣接して配置されており、第２プリズムと第３プリズムとの間には第２空隙が存在している。

【0016】

また、第２空隙に代えて、第２プリズムの材料よりも光学濃度が低い材料を設けることもできる。
視野は、好適には、第１境界面及び第２境界面上での反射によって、２つの側で制限される。さらなる例示的実施形態に従って、別のプリズムを追加することにより、さらに別の側で同様に視野を制限することができる。

【0017】

具体的には、第１及び第２境界面は互いに異なる方向に傾斜しており、これによって、光路の外に反射された光ビームは、それぞれが異なる方向に向かって光路から出る。
ここで、第１及び第２境界面は特に、第１軸と第２軸を基準に傾斜している。第１軸及び第２軸は、互いに対して少なくともほぼ平行であるか、又は、向きが互いに対して垂直
である。全反射が生じる境界面は、例えば、第２プリズムとして機能する二等辺三角形のプリズムの辺に平行な向きとなっている。ここで、第１境界面は第１プリズムの表面によって提供され、一方、第２境界面は第２プリズムの表面によって提供される。

【0018】

別の実施形態によれば、光学系は、直角柱形状のプリズムである、プリズム群の少なくとも１つのプリズムによって発展させられる。少なくとも１つのプリズムは、鋭角を成す２つの光学有効プリズム面と、鋭角の対辺にある光学非有効面とを備える。第１光学有効プリズム面がある第１平面と、第２光学有効プリズム面がある第２平面と、表面がある第３平面とが共に、少なくとも一領域においてプリズムの底面である三角形を成す。

【0019】

このため、換言すれば、第１〜第３平面は三角形を形成する。光学有効境界面とは、光路内にある境界面であると理解される。プリズムの底面領域は必ずしも三角形である必要はない。例えば、くさび形や切頭の三角形であってもよい。

【0020】

さらなる効果的な実施形態によれば、プリズム群は少なくとも第１プリズム及び第２プリズムを備え、第１及び第２プリズムは、第１プリズムの第１鋭角及び第２プリズムの第２鋭角がプリズム群の互いに対向する両側にあるように配置される。

【0021】

換言すれば、第１鋭角及び第２鋭角は、互いに対向する向きには広がってはいない。
ここで、第１及び第２プリズムは、光が入射する方向において順に配置されており、第１プリズムは直角プリズムである。このプリズム群の実施形態は実施するのが特に簡単であり、同時に光学的に非常に有効である。

【0022】

別の効果的な実施形態では、光学系は、プリズム群が遠位側光学アセンブリの一部であり、遠位側光学アセンブリが特に入射レンズを備え、プリズム群は光が入射する方向において入射レンズの直後に配置されることにより発展させられる。

【0023】

プリズム群のこの構成は、光学系内で光散乱現象を発生させる、視野の範囲外からの入射光ビームが、光学系の先頭部分で既に光路から取り除かれているため、特に効果的である。このことは、光学系の画質を向上させるのに大いに役立つ。

【0024】

さらに、このような構成は、近位側光学アセンブリが、画質向上のために採られる手段による影響を全く受けないため、有利である。したがって、本光学系は、近位側光学アセンブリの設計に対して非常に順応性がある。

【0025】

本光学系は特に、少なくとも１つの画像センサを備える。さらに、本光学系は特に、立体画像データを記録するための光学系である。
このため、別の例示的実施形態によれば、近位側光学アセンブリは、左側光軸を有する左側レンズ系チャネルと、右側光軸を有する右側レンズ系チャネルとを備える。左側及び右側の各レンズ系チャネルは同じように設計されており、左側及び右側の各光軸は互いに平行に延びている。遠位側光学アセンブリは、対象物の空間からの入射光が近位側光学アセンブリの左側レンズ系チャネルと右側レンズ系チャネルの両方へとつながれるように構成される。

【0026】

このような光学系は、立体ビデオ内視鏡内で使用するのに特に適している。
本発明の目的はさらに、上述の実施形態のうちの１つ以上に係る光学系を有している外科用器具、特に内視鏡、さらに具体的には立体ビデオ内視鏡によって実現される。

【0027】

本光学系は、特に外科用器具の光学系、さらに具体的には、立体ビデオ内視鏡の光学系である。
光学系自体に関して既に言及したものと同様又は類似の効果は、外科用器具、特に内視鏡にも当てはまる。光散乱に対する感受性が非常に低い、特に好適な光学系を特定することが可能であり、これはさらに、製造が簡単で効率的である。

【0028】

本発明のさらなる特徴は、本願に含まれる特許請求の範囲及び図面とともに、本発明に係る各実施形態の説明から明らかになるであろう。本発明に係る実施形態は、個々の特徴や、いくつかの特徴の組み合わせを満たし得るものである。

【0029】

本発明を、各図面を参照して例示的実施形態を用いて、本発明の概念を限定することなく、以下に説明する。文面では詳しくは説明されていない、本発明に係る全詳細の開示に関しても、各図面にて明確に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】従来技術に係る光学系を模式的に簡素化した縦断面図で示したものである。

【図2】一例示的実施形態に係る光学系を模式的に簡素化した縦断面図で示したものである。

【図3】図２の光学系のプリズム群を模式的に簡素化した縦断面図で示したものである。

【図4】図３のプリズム群の別の描写を模式的に簡素化した縦断面図で示したものである。

【図5】従来技術に係る別の光学系を模式的に簡素化した縦断面図で示したものであり、近位側光学アセンブリの左側のレンズ系チャネルのみが示されている。

【図6】プリズム群を備えた、一例示的実施形態に係る立体ビデオ内視鏡の光学系を示したものであり、近位側光学アセンブリの左側のレンズ系チャネルのみが示されている。

【発明を実施するための形態】

【0031】

各図面において、それぞれの場合で冗長な説明を行う必要を省くために、同一又は類似する種類の要素又は部分には同じ参照符号を付している。
図１は、従来技術に係る光学系２を模式的に簡素化した縦断面図で示している。対象物の空間４からの入射光ビーム６（分かりやすくするために、そのうちの１つだけに参照符号を付している）は、まず、入射窓８に当たる。光学系２は、例えば外科用器具の構成要素、さらには例えば内視鏡の光学系２である。内視鏡内部では、入射窓８は、内視鏡シャフトの内部空間を外部空間、つまり対象物の空間４に対して、シャフトの遠位端において気密的に密閉している。光ビーム６が入射窓８を通過すると、光ビーム６は遠位側光学アセンブリ１０に入り、その後近位側光学アセンブリ１２に到達する。遠位側光学アセンブリ１０及び近位側光学アセンブリ１２は、光学系２において光路１４を規定する。

【0032】

視野２０は、対象物の空間４に位置しており、水平視野角と垂直視野角によって画定される。図１に示されている縦断面図は、例えば垂直面に沿った断面を示している。よって、垂直視野角が示されていることになり、光学系２の光軸１６と、画像センサ１８の感光面１９にちょうど当たる光ビーム６との間の角度となる。視野２０は図１に矢印で模式的に示されている。遠位側光学アセンブリ１０及び近位側光学アセンブリ１２は、視野２０からの入射光ビーム６，６’を、画像センサ１８の感光面１９上で画像化する。

【0033】

しかしながら、視野２０の範囲外からの光ビーム６’’が光学系２に入射した場合には、光ビーム６’’により光学系２内で散漫散乱や反射が発生する。例えば散漫散乱は、光学系２の筒又は鏡筒の内壁上で生じる。これは図１に星形印で示されており、星形印は散乱中心２２を表そうとしている。この反射や散乱が、光学系２の画質に悪影響を及ぼす現象である“フレア”又は“レンズフレア”を引き起こしてしまう。

【0034】

図２は、一例示的実施形態に係る光学系２を、こちらも垂直断面に沿って模式的に簡素化した縦断面図で示している。光学系２は、遠位側光学アセンブリ１０及び近位側光学アセンブリ１２を備える。遠位側光学アセンブリ１０及び近位側光学アセンブリ１２は、光学系２において光路１４を規定している。対象物の空間４から光学系２に入射する、視野２０内の光ビーム６（そのうちの１つだけを例として示している）は、画像センサ１８の感光面１９上で画像化される。

【0035】

示されている例示的実施形態に係る光学系２は、光路１４に配置されるプリズム群２４を備える。プリズム群２４は少なくとも１つのプリズム３０，３２，３４を備えており、少なくとも１つの側で光学系２の視野２０を制限している。プリズム群２４に加えて、遠位側光学アセンブリ１０は、入射レンズ２６及び出射レンズ２８も有している。プリズム群２４の少なくとも１つのプリズム３０，３２，３４は、視野２０の範囲外から光学系２に入射する入射光ビーム６’’を全反射で光路１４の外に反射する境界面３６，３８を備える。

【0036】

図２に示されているプリズム群２４は、例えば第１プリズム３０，第２プリズム３２，及び第３プリズム３４を備えている。第１プリズム３０は、第１光ビーム４０（矢印で示される）を光路１４の外に反射する第１境界面３６を提供する。第２プリズム３２は、第２光ビーム４２（矢印で示される）を別の方向で光路１４の外に反射する第２境界面３８を提供する。

【0037】

光路１４の外に反射される光ビームは、視野２０の範囲外からの光ビーム６’’及び光ビーム６’’’として光学系２に入射する。図２では、光学系２の下側における視野２０の範囲外からの入射光ビーム６’’’は、第１境界面３６上で第１光ビーム４０として全反射され、光路１４から排除されている。光学系２の上側における視野２０の範囲外からの入射光ビーム６’’は、第２境界面３８上で第２光ビーム４２として全反射され、このようにして光路１４から外れるように反射される。

【0038】

プリズム群２４は、互いに対向する２つの側、例えば視野２０の上側及び下側の水平方向境界において、視野２０を制限している。視野２０の範囲外から入射する光学系２内の入射光ビーム６’’，６’’’は、視野２０の上側及び下側において光路１４の外に反射される。同様に、プリズム群２４を光軸１６を中心に回転させることによって、例えば視野２０の垂直方向境界において、視野２０の左側又は右側に同様に制限がもたらされる。このためには、プリズム群２４を、光軸１６を中心に９０°回転しなければならず、さらに、要求される水平視野角（おそらく垂直視野角よりも大きい）に適合させなければならない。このように適合させるためには、例えば、光軸１６に対する境界面３６，３８の傾斜を適切に選定する。

【0039】

図２には図示されていない別のプリズム群２４を加えることも同様に可能である。このような例示的実施形態を用いると、第１プリズム群２４は図２に示されているプリズム群２４のように構成され、そして第２プリズム群は、光が入射する方向においてその後に続き、光軸１６を中心に９０°回転させて配置されると考えられる。このため、視野２０の水平方向及び垂直方向の両方の境界において、視野２０の制限が実現され得るであろう。

【0040】

図３は、図２によって既知のプリズム群２４を、こちらも模式的に簡素化した縦断面図で示している。プリズム群２４は、部分的に示された垂直面５２に対して鏡面対称で具現化されている。垂直面５２は、光軸１６に垂直である。プリズム群２４のプリズム３０，３２，３４は直角柱形状のプリズムであることが好ましい。

【0041】

プリズム群２４の第１プリズム３０、そして第３プリズム３４も、直角プリズムである。第２プリズム３２は二等辺三角形のプリズムである。第１プリズム３０は、全反射が生じる第１境界面３６を有している。この第１境界面３６と第２プリズム３２の入射面４４との間には、第１空隙４６が存在している。第２プリズム３２の出射領域である第２境界面３８と第３プリズム３４の入射面４８との間には、第２空隙５０が存在している。第１境界面３６上でも第２境界面３８上でも、それぞれの場合で遷移は、光学濃度がより高い媒質、つまり、例えばガラスである第１プリズム３０の材料又は第２プリズム３２の材料から、光学濃度がより低い媒質、つまりそれぞれの空隙４６，５０の空気へ至るところで生じる。光ビーム４０，４２（図２を参照）は、第１境界面３６及び第２境界面３８で全反射される。

【0042】

プリズム３０，３２，３４は互いに隣接して配置されている。このため、プリズム３０，３２，３４のそれぞれの間に追加の光学素子は存在しておらず、したがって、プリズム群２４はさらなる光学素子を備えてはいない。特に、第２プリズム３２の入射面４４は、第１プリズム３０の第１境界面３６に隣接して配置されている。これら２つの境界面３６，４４の間にあるのは第１空隙４６のみである。同じことが第２プリズム３２と第３プリズム３４の配置にも当てはまる。ここでも、第３プリズム３４の別の入射面４８は第２境界面３８に隣接して配置されている。これら２つの境界面３８，４８の間にあるのは第２空隙５０のみである。別の例示的実施形態によれば、空隙４６，５０の代わりに、隙間には光学濃度がより低い媒質が充填される。重要なのは、この媒質の光学濃度が、第１空隙４６の場合には第１プリズム３０の材料の光学濃度よりも低く、第２空隙５０の場合には第２プリズム３２の材料の光学濃度よりも低いことである。プリズム３０，３２，３４は、例えば互いに接合することも可能である。

【0043】

第１境界面３６及び第２境界面３８は、異なる方向に傾斜している。これにより、光路１４の外に反射された光ビーム４０，４２が、そこから別々の方向に反射される。プリズム群２４が対称的に設計されているために、境界面３６，３８が傾斜している角度は等しい。さらに、これらの傾斜面は、互いに平行な軸上にある。

【0044】

図４はプリズム群２４の別の概略図を示している。第１プリズム３０は、鋭角αを成す２つの光学有効プリズム面５４，５４’を備える。さらに、第１プリズム３０は、鋭角αの対辺に光学非有効面５６を備える。第１光学有効プリズム面５４は第１平面Ｅ１（鎖線で示されている）上にある。第２光学有効プリズム面５４’は第２平面Ｅ２上にある。面５６は第３平面Ｅ３上にある。第１〜３平面Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は、少なくとも一部が直角柱形状の第１プリズム３０の底面領域である三角形の辺を成す。プリズム３２の実際の底面領域は、頂部が切頭された三角形である。これに相当する設計は、第２プリズム３２及び第３プリズム３４でも見られる。それぞれの２つの光学有効プリズム面は同様に鋭角を成しているが、この鋭角は、光学的に有効でないプリズム３２，３４の別の面の反対側にある。これらの表面は、一部がプリズムの底面領域を形成する三角形を形成する平面上にある。例えば、第１プリズム３０に加えて、プリズム群２４は、この意味では第１プリズム３０のように設計されている第２プリズム３２を有している。第２プリズム３２もまた、光学有効プリズム面５４’’，５４’’’を有しており、これらの面は面５６’と対向しており、鋭角βを成す。

【0045】

第１プリズム３０及び第２プリズム３２は、第１プリズム３０の第１鋭角α及び第２プリズム３２の第２鋭角βがプリズム群２４の互いに対向する両側にあるように配置されている。よって鋭角α，βは互いに反対側にある。

【0046】

上述した設計方針は、図６の例示的実施形態のプリズム群２４にも適用されるが、図６の例示的実施形態の詳細は以降において説明する。
まず、図５は、従来技術に係る別の光学系２を示している。光学系２は、例えば水平方向視線を有する立体ビデオ内視鏡内で使用される。光学系２は、内視鏡シャフト内において入射窓８の後方に位置しており、この入射窓８を通って、光ビーム６が視野２０から光学系２内に入射する。光ビーム６はまず、入射レンズ２６と、偏向プリズム群５８と、出射レンズ２８とを有する遠位側光学アセンブリ１０に入射する。ここで示されている光学系２の近位側光学アセンブリ１２は、左右の各レンズ系チャネルを有している。図５では、左側レンズ系チャネル６０のみを例として示している。左側画像センサ１８Ｌは左側レンズ系チャネル６０内に位置している。視野２０から光学系２に入射する入射光ビーム６は、左側画像センサ１８Ｌ上と、図示されていない右側画像センサ上で、光路１４内にある遠位側光学アセンブリ１０及び近位側光学アセンブリ１２によって画像化される。視野２０の範囲外からの入射光ビーム６’’は、多重反射により、光学系２内にゴースト像を発生させる。この光ビームは、偏向プリズム群５８の第２偏向プリズム６１の後ろ側５７で２度、前側５９で２度反射される。

【0047】

図６は、一例示的実施形態に係る別の光学系２を示している。光学系２は、例えば立体ビデオ内視鏡の光学系２である。光学系２は、偏向プリズム群５８の一部として、プリズム群２４を有しており、プリズム群２４は、視野２０の範囲外からの入射光ビーム６’’を第１光ビーム４０として光路１４の外に反射する境界面３６を有している。このために、プリズム群２４は第１プリズム３０と第２プリズム３２を有している。ここでも、第１プリズム３０の第１境界面３６の間には、境界面３６で全反射が生じるように、第１空隙が設けられていることが好ましい。第１プリズム３０及び第２プリズム３２は、特に偏向プリズム群５８の第１偏向プリズム６２と置き換わるように、すなわち、（視野２０から入射したのではない光ビーム６’’の全反射に加えて）同等の光学的効果をもたらすように設計されている。

【0048】

プリズム群２４が入射レンズ２６に直接隣接して配置されていることは、特に効果的である。これは図２及び図６の例示的実施形態にもあてはまる。プリズム群２４は、いずれの場合も遠位側光学アセンブリ１０の一部であり、光学系２の先頭部分において望ましくない散乱光を直接除去する。これにより、光学系２の画像化品質が向上する。

【0049】

図面のみに示されているものを含む、言及された全ての特徴、及び、他の特徴と組み合わせて開示されている個々の特徴も、単独で、及び組み合わされた状態で、本発明において重要であるとみなされる。個々の特徴、又はいくつかの特徴の組み合わせは、本発明に係る各実施形態によって実現可能である。本発明の範囲において、「特に」又は「好ましくは」のような語を用いて表された特徴は、任意で用いられる特徴として理解されるものである。

【符号の説明】

【0050】

２…光学系、４…対象物の空間、６，６’，６’’，６’’’…光ビーム、８…入射窓、１０…遠位側光学アセンブリ、１２…近位側光学アセンブリ、１４…光路、１６…光軸、１８…画像センサ、１９…感光面、２０…視野、２２…散乱中心、２４…プリズム群、２６…入射レンズ、２８…出射レンズ、３０…第１プリズム、３２…第２プリズム、３４…第３プリズム、３６…第１境界面、３８…第２境界面、４０…第１光ビーム、４２…第２光ビーム、４４…入射領域、４６…第１空隙、４８…別の入射領域、５０…第２空隙、５２…垂直面、５４，５４’…光学有効プリズム面、５６…面、５７…後ろ側、５８…偏向プリズム群、５９…前側、６０…左側レンズ系チャネル、６１…第２偏向プリズム、６２…第１偏向プリズム、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…平面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】