JPH0411211A

JPH0411211A - 内視鏡光学系

Info

Publication number: JPH0411211A
Application number: JP2114190A
Authority: JP
Inventors: Susumu Takahashi; 進高橋
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-01-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、内視鏡光学系特に絞り部材を備えた内視鏡光
学系に関する。

〔従来の技術〕

現在、製品化されている内視鏡においては、手術中の繁
雑さをなくすために、光学系のピント。

絞り、焦点距離等を一切変えないで用いるものが主流と
なっている。そのため、最低必要な遠点物点（数十Ｍ）
と近点物点が観察出来るように、明るさ絞りを予め絞っ
てかなりの被写界深度を確保し、実用となるようにして
いる。しかしながら、明るさと被写界深度とは相反する
関係にあり、今以上の深度を得ようとすると明るさが減
少し、明るさを増せば深度が不足となるという問題があ
る。

又、従来から要求があり、近年も要望の高い近接拡大を
実現するため、或は内視鏡の細径化に伴うライトガイド
径の細径化による光量域を補うために、新たな技術的進
展が望まれている。

これを実現する手段としてオートアイリス（自動絞り）
がある。内視鏡は独自の特徴である自己照明を用いて被
写体像を得ているため、観察距離が近くなればなるほど
被写体像が明るくなる。そこで、光源の光量を調整する
のでなく対物レンズの絞り径を入射光量に応じて調整し
て適正な明るさを得ようというのがこの方式であり、こ
の方式を用いれば、近接物体観察時には絞りが絞られて
被写界深度が増すため、オートアイリスのないものに比
べより近接物体に対してもピントの合った像が得られる
という利点がある。

そして、従来のオートアイリスとしては、絞り羽根を開
閉して絞り径を変化させる機械式のものや、特開昭６２
−１５５２４号公報に記載の如く、多重リング状の複数
の液晶セルから成っていて各セルの透過、不透過を制御
して絞り径を変化させる液晶式のものが知られている。

しかし、前者は、機械的動作によるため、長期信頼性に
問題があり、特に摩耗等の問題や耐衝撃性が劣っている
問題がある他、オートアイリスを構成するモータ等の駆
動源を併用せざるを得す、同様の問題が発生する。而も
、モータ等の駆動源を駆動するための電気エネルギーの
消費が大きいため、省エネルギー上の問題は勿論のこと
、内視鏡としての安全性に問題があり、更に何よりも内
視鏡先端部のスペース上の制約のため実装が困難である
という問題がある。

又、後者は、実際には絞り径を連続的に変化させるよう
な機構を内視鏡先端に組み込むのが難しいため、二段と
か三段程度の絞り径の変更を不連続に行わざるを得ない
という問題がある。又、偏光板を用いているために、光
透過率を最大にする時に於いても、光透過率が１／３以
乍となり、低照度下における撮影、撮像に支障をきたす
ほか光透過量を最小にする場合においては、十分な光量
制限が行われず、１／２０〜１１５０程度の光透過率に
とどまり、実用上必要とされる１／１００〜１／１００
０という光透過率は実現できないという問題がある。又
、液晶がその温度特性により常温の領域でしか動作しな
いという問題がある。

又、液晶分子が基本的に常にゆらぎを持っているため、
該液晶分子による光の散乱により画像のシャープさが劣
化してしまうという問題がある。更に、液晶の光透過率
が入射角度に依存するために、明るさむらを生じるとい
う問題もある。

そこで、従来の機械式や液晶式のオートアイリス機構の
問題点をある程度解決したものとして、例えば特開昭６
２−１０５１２５号公報に記載の磁性流体絞りがある。

これは、環状の磁石により、磁性流体が環状に固定され
るように構成し、軸方向に磁界を印加することにより磁
性流体が軸中心に向って一様に幅を広げる現象を用いる
ことを特徴としており、その構成によれば、軸方向の磁
界の強さを増減することにより、絞りの中央を中心とす
るほぼ円形の光透過領域の面積が増減し、絞りの効果が
得られるようにしたものである。

以下、これについて説明する。

第１６図はその一例の断面図である。この例はｘ−ｘ’
を軸とする回転体の形態を有するものである。第１６図
に於いて、磁性流体１と透明液体２が透明容器３に封入
され、透明容器３の中央部に透明のセパレータ４が構成
されている。セパレータ４及び透明容器３は同材質若し
くは同等の光学特性を有する材料若しくは同一構成体で
ある。

そして、軸方向に着磁した環状の磁石５が容器３に同軸
で近接され、容器３の外周部に環状のコイル６が同軸で
配置されている。

コイル６に通電しない時、磁性流体１１は磁石１５の磁
場により外周部下端に環状に固定されている。いまコイ
ル６に直流電流を流すと、軸方向に磁界が発生し、環状
に固定されていた磁性流体１が形状変化し、軸中心に向
って延びて１′のようになり、絞り効果をなす。

第１７図は他の例の断面図である。この実施例も、ｘ−
ｘ’を軸とする回転体の形態を有する。

第１７図に於いて、磁性流体１と透明液体２はガラス板
７及び８と、着磁が可能な材質を用いた環状の部材１０
と、接着剤１１との間に密封されており、部材１０は径
方向に着磁されている。９はガラス板７及び８の間で中
央部に設けられた透明のセパレータである。前記と同様
に、コイル６に直流電流を流すことにより、ｘ−ｘ’力
方向磁場が発生し、磁性流体１が１′のように形状変化
するため、同様な絞り効果が得られる。

磁性流体１は、フェライト等の強磁性体を材質とする直
径５００Å以下の粒子を界面活性体を用いて溶媒中に分
散させた液体である。透明液体２は、該溶媒と親和しな
い材質であって磁性流体ｌとほぼ同じ比重のものである
。該溶媒として、流動パラフィンを用いた場合、この比
重は１．２〜１゜４程度となり、透明液体２としてはハ
ロゲン塩の水溶液等が適切な材料となる。比重をほぼ等
しくする理由は、重力等の加速度が加わった場合に、磁
性流体ｌが形成する環状形状が歪むことを防ぐためであ
る。セパレータ４及び９の存在理由は、軸方向の磁界を
強めて行った場合、環状の磁性流体ｌの中心部即ち開口
部の穴径がＯにまで減少することを防ぐためである。即
ち、開口部がなくなった場合、軸方向の磁界を弱めても
磁性流体ｌの表面張力により開口部が再び発生しなくな
る場合があるからである。又、セパレータ４，９及び透
明容器３．ガラス板７，８を形成する材質の屈折率は、
透明液体２の屈折率とほぼ等しくする必要がある。その
理由は、両者の界面において、光の屈折１反射が発生し
画像に歪みや不要像を発せしめることになるのを防ぐた
めである。

この絞りは、モータ、歯車、遮光板の移動等の機械的動
作を伴うものがないため、長期信頼性が高く、８０℃以
下の環境下では半永久的に安定動作する。透明液体２の
選択によっては、磁性流体１の分離が生ずる２００℃ま
での温度範囲まで動作させることが可能である。

又、この絞りを駆動するためのコイル６に供給する電力
は、電流計程度の消費量であり、最大でも１Ｏ−２Ｗと
非常に少なく、従来の絞りに比べて低電力のものが実現
でき、特に電池駆動の携帯機器に適している。

機械的動作を伴わない絞りとして従来からある液晶を用
いた絞りは、光透過率の最大値が３０％前後であるのに
対し、この絞りの同最大値は９０％以上となり、透明容
器３の光透過部に反射防止膜を形成することにより９８
％程度にまで上げることも可能である。また光透過率の
最小値は、セパレータ４，９の径で決まり、最小値は０
．１　＋ｉｍ以下にすることが可能であるため１０−′
程度までは充分実現可能である。

又、上記オートアイリスにおいては、絞りが絞られるの
は近接物体の観察時であるので、遠点側の深度が伸びて
も何ら利点は生ぜず、又近点側の深度の延びは全く不十
分なものであるので、実用観察範囲が飛躍的に伸びたと
は言い難い。そこで、遠点側に伸びた深度を無駄にしな
いように、絞り込むと同時にピントの位置を近点に合わ
せることにより実用観察範囲を飛躍的に広げることが考
えられた。

その場合の移動については、従来より幾つかの方式が考
案されてきている。その一つは、近接物体の観察時に、
絞りの開度を小とすると共に対物レンズの焦点を近点に
合わせるべくレンズの位置を変える方式である。これは
、電磁力や圧電素子を用いてレンズを駆動する方式であ
る。或は、固体撮像素子を移動したり、イメージガイド
端面位置を移動したりする方式についても、同様に考え
られてきた。

しかしながら、内視鏡等の細径部の中にそれら機構を収
めることは難しく、又駆動部を持つものは、信頼性が低
いという欠点もある。

これらの問題点を解決する方式のものとしては、例えば
特開昭６３−７８１１９号公報に記載の内視鏡光学系が
知られている。

これは、複数の開口状態を選択的にとり得る可変絞りと
、該絞りの位置若しくはそれと共役な位置又は夫々の近
傍に配置され、光軸からの距離に応じて段階的又は連続
的に複数の焦点距離を有するように構成された対物レン
ズとを具備していることにより、オートアイリス機構と
連動しつつ、レンズ、受光面の位置を変えることなく焦
点位置が変えられるようにしたものである。

具体的には、第１８図に示した如く、常時光が遮光され
る部分（イ）と少なくとも一個以上の透明状態及び遮光
状態のどちらかに切替えられる部分（ロ）、（ハ）とを
有している絞り１２と、該絞り１２の位置の近傍に配置
された少なくとも二つ以上の異なった焦点距離を持つレ
ンズ面１３とを有していることを特徴としている。尚、
１４は固体撮像素子である。

第１９図はこの内視鏡光学系の動作状態を示している。

状態（Ｉ）は、通常の内視鏡対物レンズ系と同じ焦点距
離とＦナンバーを有し、被写界深度も同様の値となって
いる。又、可変絞り１２は部分（ロ）のみが透過状態に
なっており、この部分を通った光線束がレンズ１３の周
辺部の焦点距離ｆの長い部分を通って固体撮像素子１４
上に結像している。状態（ＩＩ）は、観察物体が近づい
て被写体が明るくなった時に相当し、この時オートアイ
リス機構が作動して可変絞り１の部分（）＼）が透過と
なり且つそれまで透明であった部分（ロ）は遮光される
。この時部分（ロ）の面積に比べて部分（ハ）の面積の
ほうが十分小さく設定しであるので状態（ＩＩ）におけ
る光量を十分に落とすことができ、近接による光量過剰
を防止できる。

それと同時に、絞り込んでいるのでＦナンバーが大きく
なり、被写界深度が深くなる。ここまでは、前述のオー
トアイリスとあまり変わらないが、可変絞り１２が切り
換えられるのに伴いレンズ１３を通る光路が変わって焦
点距離が短（なり、ピント位置が近接物点に合うように
なる。これにより焦点位置が近点になると同時にＦナン
バーが大きくなって深度が深くなるので、近接物体を深
い深度で観察できる。同時に明るさ調整も行われるので
、適切な明るさになる。

以上のように、この内視鏡光学系は、近接時には光量を
適切に減光すると同時に絞り効果により被写界深度を増
加せしめながら焦点位置を近点にするようにしているの
で、実用的な明るさを確保しつつも従来に比べて広い実
用的観察範囲を確保できる。又、遠点状態と近点状態の
被写界深度の遠点側を揃えることにより、実用的観察範
囲を確保しつつも従来より明るい像が得られる。而も、
オートアイリス機構と連動しつつ、レンズ、受光面の光
軸上での位置を変えることなく焦点位置を変えるように
なっているので、内視鏡等の細径部の中に収納するのが
容易で信頼性も高い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記磁性流体絞りは、光軸に沿って環状の磁
石５や環状の部材を配置しているので、光軸方向のスペ
ースが必要である。又、磁性流体１自身が伸縮できるよ
うにある程度光軸方向の厚みが必要であり、且つこれを
封入する容器もある程度光軸方向の厚みが必要である。

そして、これら光軸方向のスペース、厚みは、全体とし
て内視鏡的には無視できない厚みである。従って、ただ
単にこの磁性流体絞りを内視鏡光学系に組み入れると光
学系の全長が伸びてしまい、内視鏡の使い勝手が悪くな
る。又、光学系の全長が伸びるとどうしてもその周囲の
支持枠等の構成部材の径が太くなるので、最近の内視鏡
の細径化の要望に対しても好ましくない。

又、上述の如く、磁性流体１を封入した容器の周囲には
、絞り駆動用のコイル６が配置され、これに電流を流す
ことで駆動するようになっているので、コイル６のため
の径方向のスペース及び電流を送る配線等のスペースが
必要である。従って、内視鏡の径が太くなってしまい易
いという問題がある。

又、上記のオートアイリスに多焦点レンズを組み合わせ
たものは、絞り１２と多焦点レンズ１３とが離れている
ため夫々の近点観察用部分と遠点観察用部分との一致の
度合が不十分となり、それ故近点観察時に絞り１２の中
央部分（）＼）のみを透過状態にしてもそこを通過した
光束の一部が多焦点レンズ１３の周辺部を通ったり又遠
点観察時に絞り１２の周辺部分（ロ）のみを透過状態に
してもそこを通過した光束の一部が多焦点レンズ１３の
中央部を通ったりして像の歪みが発生してしまう。又、
上記一致の度合の不十分により、多焦点レンズ１３の焦
点距離の異なる部分の境界部分での光の散乱も発生する
。更に、絞り１２と多焦点レンズ１３が離れていると、
絞り１２を通過した主光線が近点観察時と遠点観察時と
で多焦点レンズ１３の焦点距離の異なる部分を通ったり
して画角が変化してしまい易い。そして、上記像の歪み
や画角の変化等で高画質化が困難であり、像の歪み等を
防ぐために多焦点レンズ１３の焦点距離の異なる部分の
境界部分に遮光部分を設けたりすると、光学素子として
の構造が複雑化してしまう。

本発明は、上記問題点に鑑み、省エネルギーであり、安
全性が高く、耐熱性に優れ、構造が簡単であり、省スペ
ースであり、明るさむらがなく、明るくて高画質の像が
得られ、近点撮影時に充分な被写界深度が得られる内視
鏡光学系を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による内視鏡光学系の一つは、前後の壁が透明な物質から成る空室を備えた光学部材の
該空室内に透明流体と磁性流体とを封入し、外部から印
加される磁界により前記空室内における前記磁性流体の
形状を変化させて前記空室を透過する光量を制御する絞
り部材を備えた内視鏡光学系において、前記前後の壁の少なくとも一方が有限の焦点距離を有す
る屈折部材から成ることを特徴としている。

又、他の一つは、上記構成において、前記屈折力を有す
る壁の屈折力が光軸を含む中心部とその外周部とで異な
ることを特徴としている。

〔作　用〕

上記構成によれば、磁性流体絞りの壁自体をレンズとし
て構成しているので、光学系の光軸方向の長さを短くで
きる。又、光学系の光軸方向の長さが短くなることから
、その周囲の支持枠等の構成部材の径も細くなり、全体
として省スペースな内視鏡光学系を構成できる。又、レ
ンズ枚数が少なくなるので、構造も簡単になる。又、磁
性流体絞りを用いているので、省略エネルギーであり、
安全性が高く、明るさむらもない。

更に、磁性流体絞りの壁自体を多焦点レンズとして構成
しているので、絞り面と多焦点レンズ面が一致し、その
結果像の歪み、光の散乱９画角の変化等が生じず高画質
の像が得られると共に、多焦点レンズに遮光部を設ける
必要もなく構造が一層簡単になる。又、オートアイリス
と多焦点レンズとの組合せにより近点撮影時に十分な被
写界深度が得られ且つ明るい像も得られる。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき上記従来例と同一の部材
には同一符号を付して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による内視鏡光学系の第１実施例を示し
ており、１５はカバーガラスを兼ねた凹レンズ、１６は
壁自体をレンズとして構成して成る磁性流体絞り、１７
は正レンズ、１８は接合正レンズであって、これらが対
物レンズを構成している。１９はフィールドレンズ、２
０はイメージガイドファイバ束の入射端である。

第２図は磁性流体絞り１６の拡大断面図であって、これ
は軸方向着磁タイプのものの透明容器３の後壁３ｂに後
面が曲面の正レンズ２１を貼り付けて成るものである。

軸ｘ−ｘ’は第１図に示した光学系の光軸と一致してい
る。又、透明容器３の前壁３ａ、透明液体２．セパレー
タ４．透明容器３の後壁３ｂ、正レンズ２１の各屈折率
を夫々ｒｌ＋＋　　ｎｚ＋　　ｎ３＋　　ｎ＋＋　　ｎ
ｓ　とする時λｎ２：ｎ　ｓ　”　ｎ　＊である０本実施例は上述の如く構成されており、磁性流体絞り１
６の後壁３ｂに正レンズ２１を貼り付けているので、光
学系の光軸方向の長さを短くできる。又、光学系の光軸
方向の長さが短くなるので、その周囲の支持枠等の構成
部材の径も細くなり、全体として省スペースな内視鏡光
学系を構成できる。又、レンズ枚数が少なくなるので、
構造も簡単になる。又、磁性流体絞り１６を用いている
ので、省エネルギーであり、安全性が高く、明るさむら
もない。

第３図は第２実施例の７磁性流体絞り１６の拡大断面図
であって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガラ
ス板８に後面が曲面の正レンズ２１を貼り付けて成るも
のである。前側のガラス板７゜透明液体２．セパレータ
９．後側のガラス板８゜正レンズ２１の各屈折率を夫々
ｎ＋　！　ｎｔ　＋　ｎａ　＋ｎ　１　＋　　ｎ　Ｉ　
とする時、ｎ　２　＝　ｎ　＋である。この場合、第１
実施例と同じ効果を有する。

第４図は第３実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガラス
板８に屈折率分布がラジアル分布（２乗分布）の不均質
媒質レンズ２２を貼り付けて成るものである。前側のガ
ラス板７．透明液体２、セパレータ９．後側のガラス板
８の屈折率を夫々ｎ＋　＋　ｎ２＋　ｎｓ　、ｎ４とす
る時、ｎ２＝ｎ３である。又、不均質媒質レンズ２２の
屈折率分布はラジアル分布の場合次の式で表わされる。

ｎ　（ｒ）＝ｎ、−ａｒ２但し、ｎｏは中心での屈折率、ｒは半径である。

この場合、絞り１６の後面が平面になるので、その周囲
の支持枠等の構成部材の構造が一層簡略化でき、実装上
有利である。

第５図は第４実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガラス
板の代わりに不均質媒質レンズ２２を用い、不均質媒質
レンズ２２自体に磁性流体１及び透明液体２を封入する
役割をもたせて成るものである。前側のガラス板７．透
明液体２．セパレータ９の屈折率を夫々ｎ１ｒ　　ｎ２
＋　　ｎｓとする時、ｎ２　＝ｎ、である。

この場合、更に光軸方向の厚みが薄くなるので、−層省
スペースな内視鏡光学系を構成できる。

第６図は第５実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器３の
後壁の代わりに内側の面（前面）が曲面の正レンズ２３
を用い、正レンズ２３自体に磁性流体１及び透明液体２
を封入する役割を持たせて成るものである。透明容器３
の前壁３ａ。

透明液体２．セパレータ４．正レンズ２３の屈折率を夫
々ｎｌ＋　ｎ！＋　ｎａ＋　ｎｉとする時、ｎ２”　ｎ
　ｓ≠ｎ４である。

この場合、第３実施例と第４実施例の両方の効果を有す
る。

第７図は第６実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガラス
板の代わりに内側の面（前面）が曲面の正レンズ２３を
用い、正レンズ２３自体に磁性流体１及び透明液体２を
封入する役割を持たせて成るものである。前側のガラス
板７．透明液体２．セパレータ９．正レンズ２３の屈折
率を夫々ｎ１　　ｎ２＋　　ｎｉ　＋　　ｎｉ　とする
時％　ｎ　２”　ｎ　ｈ≠ｎ、である。

この場合、第５実施例と同じ効果を有する。

第８図は第７実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器３の
前壁の代わりに内側の面（後面）が曲面の正レンズ２１
を用い、正レンズ２１自体に磁性流体１及び透明液体２
を封入する役割を持たせて成るものである。正レンズ２
１．透明液体２、セパレータ９．透明容器３の後壁３ｂ
の屈折率を夫々ｎｌ＋　　ｎ２＋　ｎｉ＋　ｎｌとする
時、ｎ≠ｎ２＝ｎ＊＝ｎ４である。

この場合、第５実施例と同じ効果を有する。

第９図は第８実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図で
あって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器３の
後壁の代わりに内側の面（前面）が曲面の正レンズ２３
を用い、正レンズ２３自体に磁性流体１及び透明液体２
を封入する役割を持たせると共に、正レンズ２３とセパ
レータ４の屈折率差を正レンズ２３と透明液体２の屈折
差より大きくして正レンズ２３の中央部の屈折力が周辺
部の屈折力よりも大きい所謂多焦点レンズとして作用す
るようにしたものである。透明容器３の前壁３ａ、透明
液体２．セパレータ４．正レンズ２３の屈折率を夫々ｎ
１＋　ｎ２＋　　ｒｌ＋　＋　　ｎｉとする時、ｎｉ　
＞１２＞ｎ３である。

本実施例は上述の如く構成されており、磁性流体絞り１
６の壁自体を多焦点レンズとして構成しているので、絞
り面と多焦点レンズ面が一致し、その結果像の歪み、光
の散乱９画角の変化等が生じず高画質の像が得られると
共に、多焦点レンズに遮光部を設ける必要もなく構造が
一層簡単になる。又、オートアイリスと多焦点レンズと
の組み合わせにより近点観察時に十分な被写界深度が得
られ且つ明るい像が得られる。勿論、第５実施例と同じ
効果も有する。

第１０図は第９実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面図
であって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器３
の後壁の代わりに内側の面（前面）が曲面の正レンズ２
４を用い、正レンズ２４自体に磁性流体１及び透明液体
２を封入する役割を持たせると共に、正レンズ２４の曲
面の中央部の曲率が一定であり且つ周辺に向う程曲率が
緩くなるようにして正レンズ２４の中央部の屈折力が周
辺部の屈折力よりも大きい所謂多焦点レンズとして作用
するようにしたものである。透明容器３の前壁３ａ、透
明液体２．セパレータ４．正レンズ２４の屈折率を夫々
ｎ１＋　ｎ２＋　　ｎｓ＋　ｎ、とする時、ｎ　＜　＞
　ｎ’　ｔ　＝　ｎ　２　＝　ｎ　＠である。

この場合、第８実施例と同じ効果を有する。

第１１図は第１０実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面
図であって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガ
ラス板の代わりに後面が曲面の正レンズ２５を用い、正
レンズ２５自体に磁性流体１及び透明液体２を封入する
役割を持たせると共に、正レンズ２５の曲面の中央部の
曲率が一定であり且つ周辺に向う程曲率が緩くなるよう
にして正レンズ２５の中央部の屈折力が周辺部の屈折力
よりも大きい所謂多焦点レンズとして作用するようにし
たものである。前側のガラス板７．透明液体２．セパレ
ータ９．正レンズ２５の屈折率を夫々ｎ＋　Ｉ　ｎ２＋
　　ｎ３＋　　ｎ４　とする時、ｎ２＝ｎ、である。

この場合、第８実施例と同じ効果を有する。

第１２図は第１１実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面
図であって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器
３の前壁３ａの前面のセパレータ４に対応した部分即ち
中央部のみを曲面にして、該前壁３ａが中央部に屈折力
を有する所謂多焦点レンズとして作用するようにしたも
のである。透明容器３の前壁３ａ、透明液体２．セパレ
ータ４の屈折率を夫々ｒｌ＋　＋　　ｎ２＋　ｎｓとす
る時、ｎ＝ｎ２＝ｎａである。

この場合、第８実施例と同じ効果を有する。

第１３図は第１２実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面
図であって、これは径方向着磁タイプのものの後側のガ
ラス板の代わりに屈折率分布がラジアル分布（２乗分布
）の不均質媒質レンズ２６を用い、不均質媒質レンズ２
６自体に磁性流体１及び透明液体２を封入する役割をも
たせると共に、不均質媒質レンズ２６の屈折率分布を、
第１４図に示した如く、中央部での変化の度合が周辺部
での変化の度合よりも大きくなるようにして、不均質媒
質レンズ２６の中央部の屈折力が周辺部の屈折力よりも
大きい所謂多焦点レンズとして作用するようにしたもの
である。前側のガラス板７．透明液体２．セパレータ９
の屈折率を夫々ｎｎ　！　＋　ｎ　Ｉとする時、ｎ　ｘ
　＝　ｎ　ｓである。又、不均質媒質レンズ２６の屈折
率分布は次の式で表わされる。

ｒ　］＜ｒ、　　　ｎ　（ｒ）＝ｎｏ　　　ａＩ　ｒ”
ｒ　ｌ　＞ｒ＋　　　ｎ　（ｒ）　＝ｉｌｏ’　−ａ２
　　ｒ２ｒ　　　　＝　ｒ　　Ｉ　　　Ｉｌ＋−ａｌ　
ｒ　＝Ｉｌ＋　　−８＋ｒｎｏ　＞ｎｏ　、ａ＋　　＞
８２但し、ｎＯ＋ｎｏ′は中心での屈折率、ｒは半径、ａｌ
ｇａ）は屈折率分布の変化の度合を示している。

この場合、第８実施例と同じ効果を有する。

第１５図は第１３実施例の磁性流体絞り１６の拡大断面
図であって、これは軸方向着磁タイプのものの透明容器
３の後壁の代わりに屈折率分布がアキシャル分布の不均
質媒質レンズ２７を用い、不均質媒質レンズ２７自体に
磁性流体ｌ及び透明液体２を封入する役割を持たせると
共に、不均質媒質レンズ２７の内側の面（前面）を曲面
にして、該曲面の周辺部の屈折力が中央部の屈折力より
も小さくなるように連続的に変化する所謂多焦点レンズ
として作用するようにして成るものである。

透明容器３の前壁３ａ、透明液体２．セパレータ４、不
均質媒質レンズ２７の屈折率を夫々ｎｎｔ　＋　ｎａ　
＋　　ｎｔとする時、ｎ　２　＝　１１≠ｎ４である。

但し、ｎ、は軸方向に変化する。

この場合、第８実施例と同じ効果に加えて、絞り径が連
続的に変化する絞りと組み合わせられるという利点もあ
る。

〔発明の効果〕

本発明による内視鏡光学系は、省エネルギーであり、安
全性が高く、耐熱性に優れ、構造が簡単であり、省スペ
ースであり、明るさむらがなく、明るくて高画質の像が
得られ、近点撮影時に充分な被写界深度が得られるとい
う実用上重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内視鏡光学系の第１実施例を示す
図、第２図は第１実施例の磁性流体絞りの拡大断面図、
第３図乃至第１２図は夫々第２乃至第１１実施例の磁性
流体絞りの拡大断面図、第１３図及び第１４図は夫々第
１２実施例の磁性流体絞りの拡大断面図及びそれに用い
られる不均質媒質レンズの屈折率分布を示す図、第１５
図は第１３実施例の磁性流体絞りの拡大断面図、第１６
図及び第１７図は夫々従来の磁性流体絞りの断面図、第
１８図及び第１９図は夫々従来例の基本構成及び動作状
態を示す図である。１・・・・磁性流体、２・・・・透明液体、３・・・・
透明容器、４，９・・・・セパレータ、５・・・・磁石
、６・・・・コイル、７，８・・・・ガラス板、１０・
・・・環状の部材、１１・・・・接着剤、１５・・・・
凹レンズ、１６−・・・磁性流体絞り、１７，２１，２
３，２４．２５・・・・正レンズ、１８・・・・接合正
レンズ、１９・・・・フィールドレンズ、２０・・・・
イメージガイドファイバ束の入射端、２２，２６．２７
・・・・不均質媒質レンズ。１Ｆ１３図１−１４図第１５図１′ １′ １］Ｕ５Ｉ＃ｉｓ図（ａ）（ｂ）１−１９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）前後の壁が透明な物質から成る空室を備えた光学
部材の該空室内に透明流体と磁性流体とを封入し、外部
から印加される磁界により前記空室内における前記磁性
流体の形状を変化させて前記空室を透過する光量を制御
する絞り部材を備えた内視鏡光学系において、前記前後の壁の少なくとも一方が有限の焦点距離を有す
る屈折部材から成ることを特徴とする内視鏡。
（２）前記屈折力を有する壁の屈折力が光軸を含む中心
部とその外周部とで異なることを特徴とする請求項（１
）に記載の内視鏡光学系。