JP3577176B2

JP3577176B2 - Rigid endoscope optics

Info

Publication number: JP3577176B2
Application number: JP26838396A
Authority: JP
Inventors: 勉五十嵐
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH10108823A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硬性鏡の観察光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
硬性鏡は通常、図３に示すように、生体内等の空洞内に挿入するための細長い硬性の挿入部１と、使用時に前記空洞の外に位置し術者の手や硬性鏡保持具で支えるための把持部２とからなる。空洞内の物体の像を取得する観察光学系は挿入部１内から把持部２内にかけて配置されている。挿入部１内の観察光学系は、先端側に配置され物体の実像を形成する対物光学系３と、該対物光学系３で形成された像を把持部２内に伝送するリレー光学系４とからなる。対物光学系３とリレー光学系４は挿入部１内にある保持チューブ５内に同軸に配置される。把持部２内の観察光学系はリレー光学系４で伝送された物体像の眼視観察を可能とする接眼光学系６からなる。内視鏡下外科手術に硬性鏡を用いる場合はビデオ観察が必須となるため、把持部２の接眼マウントに硬性鏡用テレビカメラ７を取り付けてテレビモニタ８での観察をおこなう。特に、腹腔鏡分野においてテレビ観察は必須となっている。なお、符号９は撮像光学系、符号１０は固体撮像素子、符号１１はカメラコントロールユニットをそれぞれ示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
硬性鏡での大きな間題として、製品の画質が設計性能に対して大きく劣化することが挙げられる。また、製品の画質が衝撃等の外乱により変化するという問題もある。上記の原因として、挿入部内の保持チューブの中でのレンズユニットの偏芯、特にレンズユニットの傾きが考えられる。
【０００４】
硬性鏡の観察光学系は細長い挿入部内で像を伝送するため非常に多数のレンズユニットを必要とする。なお、本発明でのレンズユニットとは組立時に一体化されているレンズすべてを指し、接合レンズを一つのレンズユニットとして扱い、また、単レンズも一つのレンズユニットとして扱う。
図４はこれらのレンズユニットを保持した状態の説明図である。図において、保持チューブ５の一端部には側面に小孔２２が設けられている。他端には、レンズ保持部材２４が取り付けられている。レンズ保持部材２４は、保持チューブ５に取り付けるために保持チューブ５の外径に嵌合する部分とそれより太い内径を有する大径部とからなっている。
【０００５】
多数のレンズユニットのうち、対物レンズの先端部のレンズユニット１２が保持チューブ５の一端部から若干突出した状態で嵌合され、上記小孔２２から注入された接着剤により接着固定される。他のレンズユニットはレンズユニットどうしの間隔を保持するためのスペーサ１３とともに保持チューブ５の他端から順次挿入される。最後のレンズユニットは保持チューブ５の他端から若干はみ出た状態となる。保持チューブ５とレンズ保持部材２４の大径部との間にレンズ押さえ部材２５を嵌め、その鍔部を最後のレンズのはみ出た後端部に当てる。そして、レンズ押さえ部材２５の薄肉部分とレンズ保持部材２４の大径部との間にレンズ押さえバネ１４を挟み、レンズ保持部材２４の大径部にバネ押さえ部材２６を螺合させてバネの弾性力によりレンズユニットとスペーサ１３を先端部のレンズユニット１２に向けて押しつけ、各レンズユニットを位置決めする。
【０００６】
なお、保持チューブ５には、対物光学系３とリレー光学系４とを一本の保持チューブ５におさめるものと、後記するように対物光学系用の保持チューブとリレー光学系用の保持チューブとが別体になったものがある。
通常、組立時にレンズユニットをスムーズに保持チューブに入れるために、保持チューブの内径とレンズユニット外径の間に０．０１〜０．０５ｍｍ程度のクリアランスを設けるが、これによって保持チューブ内でレンズユニットの偏芯が生じる。
【０００７】
偏芯で特に問題となるのがレンズユニットの傾きである。像もしくは物体に近い位置でのレンズユニットの傾きは像面の傾きを生じるため、ピントの合ったシャープな画像は視野の一部でしか得られなくなる。瞳に近い位置でのレンズユニットの傾きは偏芯によるコマ収差を発生させるため、視野の全面でコントラストが低下する。
【０００８】
また、衝撃等の外乱によってもレンズユニットの傾き状態が変化する。また、多数のレンズユニットはそれぞれ、偏芯したとき画像に与える影響の大小が互いに異なり、その影響の大きいレンズすなわち偏芯に関する感度の高いレンズが保持チューブ内で傾きを生じると大幅な画質劣化が生じる。
上記問題点のうち、特に衝撃等の外乱に対する対策を施した先行例として特開平７−１９１２６７号公報に記載のものが挙げられる。しかし、この先行例は保持チューブ内のほとんどすべてのレンズユニットを接着剤や半田付けによって固定するというものであり、組立性が悪くコストアップも生じる。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、レンズユニットの保持チューブ内での傾きを減少させ、製作時の画質劣化が少なく、かつ、衝撃等の外乱による画質劣化が少なく、また組立性が良好な硬性鏡光学系を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の硬性鏡光学系は、挿入部内に観察光学系を形成する複数のレンズユニットを有し、前記レンズユニットの少なくとも一部を挿入部内の保持チューブで保持する構成の硬性鏡光学系において、
前記保持チューブで外周を保持されるレンズユニットの少なくとも一つは曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径以下の屈折面を含むレンズユニットであり、前記屈折面を含むレンズユニットのすべてが以下の条件（１），（２）を満足することを特徴とするものである。
【００１１】
Ｔ＞１．４３ｍｍ・・・（１）
Ｔ／Ｄ＞０．５・・・（２）
ただし、Ｔは保持チューブで外周を保持されるレンズユニットの縁肉厚、Ｄは前記レンズユニットの外径である。
本発明の第２の硬性鏡光学系は、挿入部内に観察光学系を形成する複数のレンズユニットを有し、前記レンズユニットの少なくとも一部を挿入部内の保持チューブで保持する構成の硬性鏡光学系において、
前記保持チューブで外周を保持されるすべてのレンズユニットが前記の条件（１），（２）を満足することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第３の硬性鏡光学系は、挿入部内に観察光学系を形成する複数のレンズユニットを有し、前記レンズユニットの少なくとも一部を挿入部内の保持チューブで保持する構成の硬性鏡光学系において、
前記保持チューブで外周を保持されるレンズユニットの少なくとも一つは曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径以下の屈折面を含むレンズユニットであり、前記屈折面を含むレンズユニットのすべてが以下の条件（３），（４）を満足することを特徴とするものである。
【００１３】
Ｔ＞２．８６ｍｍ・・・（３）
Ｔ／Ｄ＞１・・・（４）
本発明の第４の硬性鏡光学系は、挿入部内に観察光学系を形成する複数のレンズユニットを有し、前記レンズユニットの少なくとも一部を挿入部内の保持チューブで保持する構成の硬性鏡光学系において、
前記保持チューブで外周を保持されるすべてのレンズユニットが前記の条件（３），（４）を満足することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第５の硬性鏡光学系は、上記の第１または第３の硬性鏡光学系において、
曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径以下の屈折面を含むレンズユニットの少なくとも一つを保持チューブに対して接着固定したことを特徴とするものである。
【００１５】
以下に、本発明において上記構成をとる理由について説明する。
本発明の第１の硬性鏡光学系の構成は、挿入部内の観察光学系の中で偏芯に関する感度の高いレンズユニットの傾きを抑制するためのものである。
図５はレンズユニットの傾き状態を示す図であり、この図から、レンズユニット１５の傾き角度εは下式で示される。
【００１６】
ε＝ｓｉｎ^−１（Ｃ／Ｔ）
ただし、Ｃは保持チューブ５の内径とレンズユニット１５の外径との間のクリアランス、Ｔはレンズユニット１５の縁肉厚である。
クリアランスＣが小さすぎると保持チューブ５にレンズユニット１５を挿入しづらくなり組立に支障を生じる。また、クリアランスＣの最大値を減らすために保持チューブの内径とレンズユニットの外径との間の公差を厳しくすることは部品コストが増大するため望ましくない。ゆえに、クリアランスＣを改善してレンズユニット１５の傾きを減少させるのは困難である。なお、通常のクリアランスＣは０．０１〜０．０５ｍｍ程度である。
【００１７】
傾き角度εを減少させるには縁肉厚Ｔを大きくするようにレンズ設計時に配慮する必要がある。傾き角度εは絶対値として２°以下であることが望ましい。クリアランスＣが最大値の０．０５ｍｍの場合、傾き角度εを２°以下にするには縁肉厚Ｔを１．４３ｍｍ（＝０．０５ｍｍ／ｓｉｎ２°）以上とすればよい。すなわち前記の条件（１）を満足させればよい。条件（１）を満足させるようにレンズ設計をおこなえば、保持チューブ内でのレンズユニットの傾き角度を２°以下に抑えられる。
【００１８】
さらに、硬性鏡の太さによる要求性能の違いを考慮して前記の条件（２）を満足させる必要がある。硬性鏡は挿入部の外径が太いものほど高画質が要求される傾向にある。挿入部の外径と挿入部内の観察光学系のレンズユニットの外径とは相関関係にあり、挿入部の外径が太いものほどレンズユニットの外径も大きくなる。このため、高画質が要求される、レンズユニットの外径の大きいものほどレンズユニットの傾き角度εを小さくする必要がある。ゆえに条件（２）を満足させるように、そのレンズユニットの（縁肉厚Ｔ／外径Ｄ）の値を大きくとって設計すればよい。条件（２）を満足させないとレンズユニットの傾きの抑制が不十分であり、要求性能を満足させられない。
【００１９】
また通常、曲率の強い屈折面を有するレンズユニットほど傾きに関する感度が高い。屈折面に与え得る曲率はレンズユニットの外径Ｄと相関があり、屈折面の曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径Ｄより小さい屈折面は非常に強い曲率を有するといえる。この場合、レンズユニットの外周部において屈折面の法線は光軸に対して３０°以上傾く。上記のような曲率の強い屈折面を有するレンズユニットが保持チューブ内で傾くと、偏芯収差が多量に発生し画質が大幅に劣化する。このため、曲率の強い屈折面を持たせないレンズ設計が望まれるが、要求仕様の実現やレンズ枚数削減のためには上記のような曲率の強い屈折面を導入せざるを得ない。
【００２０】
そこで、曲率の強い屈折面を有するレンズユニットの外周を保持チューブで保持する場合は、傾きを抑えるために前記の条件（１），（２）を満足させればよい。曲率の強い屈折面を有するレンズユニットが条件（１），（２）を満足しないと、組立時の画質劣化、または組立後の衝撃等の外乱による画質劣化が大幅に発生し、高画質の硬性鏡をユーザに提供できない。
【００２１】
なお、上記のような曲率の強い屈折面を有するレンズユニットを含む光学系では、曲率の強い屈折面を有するレンズユニットが製造時の画質劣化を支配するため、相対的に偏芯感度の弱いレンズユニットの傾きを抑えてもほとんど画質劣化の低減に寄与せず、単なるコストアップにつながりかねない。このため、曲率の強い屈折面を有するレンズユニットのすべてが条件（１），（２）を満足していれば、その他の曲率の強い屈折面を含まないレンズユニットについては傾きに対して寛容であってよい。
【００２２】
本発明の第２の硬性鏡光学系の構成は、挿入部内の観察光学系のすべてのレンズユニットの傾きを抑制するためのものである。
前記の条件（１），（２）を、保持チューブで外周を保持するすべてのレンズユニットに適用することで、組立時および製品出荷後も良好な画質を維持できる。なお、保持チューブで外周を受けないレンズユニット、例えば先端カバーカラスや図４に示すような先端の平凹レンズ１８などは除外して考えてよい。
【００２３】
本発明の第３および第４の硬性鏡光学系の構成は、第１および第２の硬性鏡光学系の構成において、レンズユニットの傾きをさらに抑制するためのものである。
硬性鏡の仕様によっては、レンズユニットの傾きをさらに抑えねばならない場合がある。近年の硬性鏡用テレビカメラの普及と画質向上にともない、硬性鏡にはさらなる明るさ向上と画質向上が求められている。このため、最近の硬性鏡の観察光学系の一部では、ＮＡ（開口数）を増大させながら従来以上の画質を確保せねばならないという厳しい課題を抱えている。
【００２４】
このため、本発明の第１および第２の硬性鏡光学系の構成において、前記の条件（３），（４）を満足すると一層好ましい。条件（３），（４）を満足させれば、条件（１），（２）を満足する場合に対しレンズユニットの傾き角度を半減でき、高仕様・高画質の要求される硬性鏡の画質を維持できる。条件（３），（４）を満足させないと、硬性鏡の仕様によってはレンズユニットの傾きによって許容しがたい画質劣化が生じるため好ましくない。
【００２５】
また、本発明の第５の硬性鏡光学系の構成は、特に高画質を要求される硬性鏡において、組立後の外乱による画質劣化を防止するためのものである。
本発明の第１または第３の硬性鏡光学系の構成によって曲率の強い屈折面を含むレンズユニットの傾きを減らせるが、傾きを完全になくすことは不可能である。このため傾きによる画質劣化を実質的に除去するには、偏芯に関する感度の高い、曲率の強い屈折面を有するレンズユニットが保持チューブの中でまったく動かないようにすればよい。そのためには、前記曲率の強い屈折面を有するレンズユニットを保持チューブに対して接着固定すればよい。ただし、接着工程を増やすことは組立のリードタイム増加とコストアップにつながる。したがって、前記曲率の強い屈折面を有するレンズユニットの中で最も偏芯に関する感度の高いものを少なくとも一つ選んで接着固定すれば、傾きによる画質劣化を大幅に軽減でき、しかも接着固定するレンズユニットの数を最小限にするので、組立性は良好である。上記構成を満足させないと、要求品質の特に厳しい硬性鏡において、レンズユニットの傾きによる画質劣化によって、ユーザを満足させる画質を維持できず好ましくない。
【００２６】
なお、前記レンズユニットを接着固定する際は、保持チューブの側面に接着穴をあけて、そこから接着剤を流し込みレンズユニットの外周を固定する。この際、事前にレンズユニットの傾きをなくすために、画像を見ながら接着穴から針等で中のレンズユニットをゆらして良好な画像が得られるように調整してから接着固定するとよい。
【００２７】
ここで、本発明におけるレンズユニットの縁肉厚Ｔと外径Ｄの定義について第６図を用いて説明する。レンズユニットがそれぞれ、（ａ）は単レンズの場合、（ｂ）は同一外径接合レンズの場合、（ｃ）は外径差付き接合レンズの場合、（ｄ）はプリズムユニットの場合を示す。
外径Ｄは第６図に示すように常に保持チューブで外周を受ける部分で定義する。このため、（ｃ）のように外径差がある場合は、大きい方のレンズの外径を用いる。
【００２８】
縁肉厚Ｔも第６図に示すように保持チューブで外周を受ける部分で定義する。実際のレンズには通常バリ防止のための面取りを設けるが、面取りの大きさは十分に小さいため無視してよい。（ｃ）では外周を受ける右側のレンズの値とする。（ｄ）では非軸対称となるため最も縁肉厚Ｔが小さい部分とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の硬性鏡光学系の実施例１および２について図面を参照して説明する。
実施例１および２の光軸を含むレンズ断面図をそれぞれ図１および図２に示す。各実施例の数値データは後記する。
【００３０】
実施例１においては、図１の（ａ）は対物部、（ｂ）はリレー部の一部を示す。この実施例１は挿入部外径Φ１２ｍｍの腹腔鏡を想定したもので、内径Φ９．５ｍｍの保持チューブ５に対物光学系の一部とリレー光学系のレンズユニットを保持する。なお、符号２３は外装チューブを示す。
第１面（ｒ_１）〜第２０面（ｒ_２０）が対物光学系である。第２１面（ｒ_２１）以降がリレー光学系である。リレー回数は２回であり、像を１回リレーする左右対称の単位リレー光学系を２組使用している。２組目のリレー光学系は１組目のリレー光学系の繰り返しであるので、図１の（ｂ）では１組目のみを示し、２組目は省略してある。
【００３１】
第１面（ｒ_１）〜第２面（ｒ_２）のカバーガラス１６はサファイヤ素材からなり、外装チューブ２３の先端に取付けたカバーガラス固定部材１７に半田付けで固定し、保持チューブ５では保持しない。第３面（ｒ_３）〜第４面（ｒ_４）の平凹レンズ１８は、第５面（ｒ_５）上に接着固定し、保持チューブ５では外周を保持しない。
【００３２】
第５面（ｒ_５）以降が内径Φ９．５ｍｍの保持チューブ５で外周を保持するレンズユニットである。したがって第５面以降のレンズユニットの外径ＤはΦ９．５ｍｍである。第５面（ｒ_５）〜第７面（ｒ_７）で構成するレンズユニットは小孔２２から注入された接着剤により、保持チューブ５に対して外周を接着固定される。第８面（ｒ_８）以降のレンズユニットは保持チューブ５に接着固定せずに、スペーサ１３と、図４のごとくバネ力で押さえる。
【００３３】
後記する数値データに示すように、第５面以降で曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径以下である屈折面は第１４面（ｒ_１４）と第１７面（ｒ_１７）と第１９面（ｒ_１９）であり、これらの面を含むレンズユニットは条件（１），（２）を満足している。また、第５面（ｒ_５）以降のすべてのレンズユニットは条件（１），（２）を満足している。このため、保持チューブ５内で大きく傾くことがなく、製造時および製造後の画質劣化が少ない。また、第１４面（ｒ_１４）または第１７面（ｒ_１７）または第１９面（ｒ_１９）を含むレンズユニットを保持チューブ５に対して接着固定してもよい。
【００３４】
実施例２においては、図２の（ａ）は対物部、（ｂ）はリレー部の非対称単位リレー部を示す。（ｃ）はリレー部の対称単位リレー部を示す。この実施例２は挿入部外怪Φ３ｍｍの膀胱鏡、子宮鏡、関節鏡を想定したもので、内径Φ１．６５ｍｍの対物光学系用保持チューブ１９で対物光学系の一部を、内径Φ１．９ｍｍのリレー光学系用保持チューブ２０でリレー光学系のレンズユニットを保持する。対物光学系用保持チューブ１９とリレー光学系用保持チューブ２０とは別体となっている。
【００３５】
第１面（ｒ_１）〜第９面（ｒ_９）が対物光学系である。第１０面（ｒ_１０）以降がリレー光学系である。リレー回数は７回であり、像を１回リレーする左右非対称の単位リレー光学系（第１０面（ｒ_１０）〜第１７面（ｒ_１７））を１組と、左右対称の単位リレー光学系（たとえば第１８面（ｒ_１８）〜第２５面（ｒ_２５））を６組使用している。２組目〜６組目の左右対称の単位リレー光学系は１組目の繰り返しであるので、図２の（ｃ）では１組目のみを示し、２組目〜６組目は省略してある。
【００３６】
第１面（ｒ_１）〜第２面（ｒ_２）の平凹レンズ２１はサファイヤ素材からなり、カバーガラス固定部材１７に半田付けで固定し、保持チューブでは保持しない。第３面（ｒ_３）〜第４面（ｒ_４）の平凹レンズ１８は、第５面（ｒ_５）上に接着固定し、保持チューブでは外周を保持しない。
第５面（ｒ_５）〜第９面（ｒ_９）のレンズユニットは内径Φ１．６５ｍｍの対物光学系用保持チューブ１９で外周を保持する。したがって第５面〜第９面のレンズユニットの外径ＤはΦ１．６５ｍｍである。第５面（ｒ_５）〜第６面（ｒ_６）のレンズユニットは小孔２２から注入された接着剤により、保持チューブ１９に対して外周を接着固定される。第７面（ｒ_７）以降のレンズユニットは保持チューブに接着固定せずに、スペーサ１３と、図４のごとくバネ力で押さえる。
【００３７】
第１０面（ｒ_１０）以降のレンズユニットは内径Φ１．９ｍｍのリレー光学系用保持チューブ２０で外周を保持する。したがって第１０面（ｒ_１０）以降のレンズユニットの外径ＤはΦ１．９ｍｍである。対物光学系の最後の面ｒ_９とリレー光学系の最初の面ｒ_１０との間のスペーサ１３ａは、一端が対物光学系用保持チューブ１９の内側に、他端がリレー光学系用保持チューブ２０の内側に、それぞれほぼ嵌合する段差のついた構造になっている。
【００３８】
後記する数値データに示すように、第５面以降で曲率半径の絶対値がレンズユニットの外径以下である屈折面は第８面（ｒ_８）であり、この面を含むレンズユニットは条件（３），（４）を満足している。また、第５面（ｒ_５）以降のすべてのレンズユニットは条件（３），（４）を満足する。このため、保持チューブ内で大きく傾くことがなく、製造時および製造後の画質劣化が少ない。また、第８面（ｒ_８）を含むレンズユニットを保持チューブ１９に対して接着固定してもよい。
【００３９】
以下に、上記各実施例の数値データを示す。ｒ_１，ｒ_２，・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ_１，ｄ_２，・・・は各レンズ面間の間隔、ｎ_１，ｎ_３，・・・は各レンズの屈折率、ν_１，ν_３，・・・は各レンズのアッベ数である。
なお、非球面形状は、ｚを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００４０】
ｚ＝（ｙ^２／ｒ）／［１＋｛１−（ｋ＋１）（ｙ／ｒ）^２｝^１／２］＋Ｅｙ^４＋Ｆｙ^６＋Ｇｙ^８
ただし、ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐係数、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。

以下に各レンズユニットの縁肉厚と外径のデータを示す。縁肉厚の符号Ｔ_５，Ｔ_８，・・・および、外径の符号Ｄ_５，Ｄ_８，・・・はそれぞれ以下の各レンズユニットに対応する。

第３４面（ｒ_３４）以降のレンズユニットについては、第２１面（ｒ_２１）〜第３３面（ｒ_３３）の３つのレンズユニットの繰り返しであるので、省略する。

以下に各レンズユニットの縁肉厚と外径のデータを示す。縁肉厚の符号Ｔ_５，Ｔ_７，・・・および、外径の符号Ｄ_５，Ｄ_７，・・・はそれぞれ以下の各レンズユニットに対応する。

第２６面（ｒ_２６）以降のレンズユニットについては、第１８面（ｒ_１８）〜第２５面（ｒ_２５）の３つのレンズユニットの繰り返しであるので、省略する。

【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、レンズユニットの保持チューブ内での傾きを減少でき、製作時の画質劣化が少なく、また衝撃等の外乱による画質劣化が少なく、かつ組立性の良好な硬性鏡光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の硬性鏡光学系の断面図である。
【図２】本発明の実施例２の硬性鏡光学系の断面図である。
【図３】硬性鏡システムの観察系の基本構成を示す断面図である。
【図４】保持チューブ内でのレンズユニットの保持状態を示す断面図である。
【図５】保持チューブ内でのレンズユニットの傾き状態を示す断面図である。
【図６】レンズユニットの縁肉厚Ｔと外径Ｄの定義を示す断面図である。
【符号の説明】
１挿入部
２把持部
３対物光学系
４リレー光学系
５保持チューブ
６接眼光学系
７硬性鏡用テレビカメラ
８テレビモニタ
９撮像光学系
１０固体撮像素子
１１カメラコントロールユニット
１２先端部のレンズユニット
１３，１３ａスペーサ
１４レンズ押さえバネ
１５レンズユニット
１６カバーガラス
１７カバーガラス固定部材
１８，２１平凹レンズ
１９対物光学系用保持チューブ
２０リレー光学系用保持チューブ
２２小孔
２３外装チューブ
２４レンズ保持部材
２５レンズ押さえ部材
２６バネ押さえ部材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an observation optical system for a rigid endoscope.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, a rigid endoscope is usually provided with an elongated rigid insertion portion 1 for insertion into a cavity such as a living body, and a hand of an operator or a rigid mirror holder which is located outside the cavity at the time of use. And a holding portion 2 for supporting. An observation optical system for acquiring an image of an object in the cavity is disposed from the inside of the insertion section 1 to the inside of the grip section 2. The observation optical system in the insertion unit 1 includes an objective optical system 3 disposed on the distal end side to form a real image of an object, and a relay optical system 4 that transmits an image formed by the objective optical system 3 to the inside of the holding unit 2. Consists of The objective optical system 3 and the relay optical system 4 are coaxially arranged in a holding tube 5 in the insertion section 1. The observation optical system in the grip unit 2 includes an eyepiece optical system 6 that enables visual observation of the object image transmitted by the relay optical system 4. When a rigid endoscope is used for endoscopic surgery, video observation is essential. Therefore, a television camera 7 for a rigid endoscope is attached to an eyepiece mount of the gripper 2 and observation is performed on a television monitor 8. In particular, television observation is indispensable in the laparoscopic field. Reference numeral 9 denotes an imaging optical system, reference numeral 10 denotes a solid-state imaging device, and reference numeral 11 denotes a camera control unit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A major problem with rigid endoscopes is that the image quality of the product is significantly degraded with respect to design performance. There is also a problem that the image quality of the product changes due to a disturbance such as an impact. The conceivable cause may be eccentricity of the lens unit in the holding tube in the insertion portion, particularly inclination of the lens unit.
[0004]
The observation optical system of the rigid endoscope requires a very large number of lens units to transmit an image within the elongated insertion portion. Note that the lens unit in the present invention refers to all lenses integrated at the time of assembly, a cemented lens is treated as one lens unit, and a single lens is treated as one lens unit.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a state in which these lens units are held. In the drawing, a small hole 22 is provided on a side surface at one end of the holding tube 5. The lens holding member 24 is attached to the other end. The lens holding member 24 includes a portion fitted to the outer diameter of the holding tube 5 to be attached to the holding tube 5, and a large diameter portion having an inner diameter larger than that.
[0005]
Of the many lens units, the lens unit 12 at the distal end of the objective lens is fitted in a state that it slightly protrudes from one end of the holding tube 5, and is fixedly adhered by the adhesive injected from the small hole 22. The other lens units are sequentially inserted from the other end of the holding tube 5 together with the spacers 13 for maintaining the distance between the lens units. The last lens unit slightly protrudes from the other end of the holding tube 5. The lens holding member 25 is fitted between the holding tube 5 and the large diameter portion of the lens holding member 24, and its flange is applied to the rear end of the last lens that protrudes. The lens holding spring 14 is sandwiched between the thin portion of the lens holding member 25 and the large-diameter portion of the lens holding member 24, and the spring holding member 26 is screwed into the large-diameter portion of the lens holding member 24 to resilient the spring. The lens unit and the spacer 13 are pressed against the lens unit 12 at the tip by force, and each lens unit is positioned.
[0006]
The holding tube 5 includes the objective optical system 3 and the relay optical system 4 in one holding tube 5, and the holding tube for the objective optical system and the holding tube for the relay optical system as described later. Some are separate.
Usually, a clearance of about 0.01 to 0.05 mm is provided between the inner diameter of the holding tube and the outer diameter of the lens unit in order to smoothly insert the lens unit into the holding tube during assembly. Eccentricity occurs.
[0007]
One particular problem with eccentricity is the inclination of the lens unit. Since the tilt of the lens unit at a position close to the image or the object causes the tilt of the image plane, a sharp focused image can be obtained only in a part of the visual field. The tilt of the lens unit near the pupil causes coma due to eccentricity, so that the contrast is reduced over the entire field of view.
[0008]
Also, the tilt state of the lens unit changes due to disturbance such as impact. In addition, a large number of lens units have different magnitudes of influence on an image when decentered, and if a lens having a large influence, that is, a lens having high sensitivity to decentering, is tilted in the holding tube, a significant deterioration in image quality occurs. Occurs.
Among the above-mentioned problems, a prior example in which measures against disturbance such as impact are taken is disclosed in JP-A-7-191267. However, in this prior example, almost all the lens units in the holding tube are fixed by an adhesive or soldering, so that the assemblability is poor and the cost is increased.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention reduces the inclination of a lens unit in a holding tube, reduces image quality degradation during manufacturing, and reduces image quality degradation due to external disturbances such as impacts, and is a hard mirror with good assemblability. It is to provide an optical system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A first rigid endoscope optical system of the present invention that achieves the above object has a plurality of lens units that form an observation optical system in an insertion section, and holds at least a part of the lens units with a holding tube in the insertion section. In the rigid optical system of the configuration,
At least one of the lens units whose outer circumference is held by the holding tube is a lens unit including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or less than the outer diameter of the lens unit, and all of the lens units including the refractive surface are as follows. It is characterized by satisfying the conditions (1) and (2).
[0011]
T> 1.43 mm (1)
T / D> 0.5 (2)
Here, T is the edge thickness of the lens unit whose outer periphery is held by the holding tube, and D is the outer diameter of the lens unit.
A second rigid mirror optical system according to the present invention has a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion, and has a configuration in which at least a part of the lens unit is held by a holding tube in the insertion portion. In the system,
All the lens units whose outer circumference is held by the holding tube satisfy the above-mentioned conditions (1) and (2).
[0012]
A third rigid mirror optical system according to the present invention has a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion, and has a configuration in which at least a part of the lens unit is held by a holding tube in the insertion portion. In the system,
At least one of the lens units whose outer circumference is held by the holding tube is a lens unit including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or less than the outer diameter of the lens unit, and all of the lens units including the refractive surface are as follows. It is characterized by satisfying the conditions (3) and (4).
[0013]
T> 2.86 mm (3)
T / D> 1 (4)
A fourth rigid mirror optical system according to the present invention has a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion, and has a configuration in which at least a part of the lens unit is held by a holding tube in the insertion portion. In the system,
All the lens units whose outer periphery is held by the holding tube satisfy the above-mentioned conditions (3) and (4).
[0014]
The fifth rigid endoscope optical system according to the present invention is the first or third hard end end optical system,
At least one of the lens units including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or smaller than the outer diameter of the lens unit is bonded and fixed to the holding tube.
[0015]
Hereinafter, the reason for adopting the above configuration in the present invention will be described.
The configuration of the first rigid endoscope optical system according to the present invention is to suppress the inclination of the lens unit having high sensitivity to eccentricity in the observation optical system in the insertion section.
FIG. 5 is a diagram showing the tilt state of the lens unit. From this figure, the tilt angle ε of the lens unit 15 is expressed by the following equation.
[0016]
ε = sin ⁻¹ (C / T)
Here, C is the clearance between the inner diameter of the holding tube 5 and the outer diameter of the lens unit 15, and T is the edge thickness of the lens unit 15.
If the clearance C is too small, it becomes difficult to insert the lens unit 15 into the holding tube 5, and there is a problem in assembly. Further, it is not desirable to tighten the tolerance between the inner diameter of the holding tube and the outer diameter of the lens unit in order to reduce the maximum value of the clearance C because the cost of parts increases. Therefore, it is difficult to reduce the inclination of the lens unit 15 by improving the clearance C. In addition, the normal clearance C is about 0.01 to 0.05 mm.
[0017]
In order to reduce the tilt angle ε, it is necessary to consider the lens design so as to increase the edge thickness T. It is desirable that the inclination angle ε be 2 ° or less as an absolute value. When the clearance C is the maximum value of 0.05 mm, the edge thickness T may be set to 1.43 mm (= 0.05 mm / sin2 °) or more to make the inclination angle ε 2 ° or less. That is, the condition (1) should be satisfied. If the lens is designed so as to satisfy the condition (1), the tilt angle of the lens unit in the holding tube can be suppressed to 2 ° or less.
[0018]
Furthermore, it is necessary to satisfy the above condition (2) in consideration of the difference in required performance depending on the thickness of the rigid endoscope. The rigid endoscope tends to require higher image quality as the insertion portion has a larger outer diameter. There is a correlation between the outer diameter of the insertion section and the outer diameter of the lens unit of the observation optical system in the insertion section, and the larger the outer diameter of the insertion section, the larger the outer diameter of the lens unit. For this reason, it is necessary to reduce the tilt angle ε of the lens unit as the outer diameter of the lens unit increases, for which high image quality is required. Therefore, the lens unit may be designed with a large value of (edge thickness T / outer diameter D) so as to satisfy the condition (2). If the condition (2) is not satisfied, the suppression of the tilt of the lens unit is insufficient, and the required performance cannot be satisfied.
[0019]
In general, a lens unit having a refracting surface with a higher curvature has a higher sensitivity with respect to tilt. The curvature that can be given to the refraction surface has a correlation with the outer diameter D of the lens unit, and it can be said that a refraction surface whose absolute value of the radius of curvature of the refraction surface is smaller than the outer diameter D of the lens unit has a very strong curvature. In this case, the normal line of the refraction surface at the outer peripheral portion of the lens unit is inclined by 30 ° or more with respect to the optical axis. When a lens unit having a refracting surface having a strong curvature as described above is tilted in the holding tube, a large amount of eccentric aberration occurs, and the image quality is significantly deteriorated. For this reason, a lens design that does not have a refractive surface having a strong curvature is desired. However, in order to achieve the required specifications and reduce the number of lenses, a refractive surface having a strong curvature as described above must be introduced.
[0020]
Therefore, when holding the outer periphery of the lens unit having a refracting surface with a strong curvature with the holding tube, the above conditions (1) and (2) may be satisfied in order to suppress the inclination. If the lens unit having a refracting surface having a strong curvature does not satisfy the conditions (1) and (2), the image quality is degraded at the time of assembling, or the image quality is significantly degraded due to disturbances such as impact after assembling, and high image quality hardness The mirror cannot be provided to the user.
[0021]
In an optical system including a lens unit having a refractive surface with a strong curvature as described above, since a lens unit having a refractive surface with a strong curvature governs image quality deterioration during manufacturing, a lens having a relatively weak eccentric sensitivity is used. Even if the inclination of the unit is suppressed, it hardly contributes to the reduction of the image quality deterioration, and may simply lead to an increase in cost. Therefore, if all of the lens units having a refractive surface with a strong curvature satisfy the conditions (1) and (2), the other lens units that do not include a refractive surface with a strong curvature are tolerant to inclination. May be.
[0022]
The configuration of the second rigid endoscope optical system of the present invention is for suppressing the inclination of all lens units of the observation optical system in the insertion section.
By applying the above conditions (1) and (2) to all the lens units whose outer circumference is held by the holding tube, it is possible to maintain good image quality at the time of assembly and after shipping the product. Note that a lens unit that does not receive the outer periphery with the holding tube, such as a front cover crow or a plano-concave lens 18 at the front end as shown in FIG. 4, may be excluded.
[0023]
The configurations of the third and fourth rigid mirror optical systems of the present invention are for further suppressing the inclination of the lens unit in the configurations of the first and second rigid mirror optical systems.
Depending on the specification of the rigid endoscope, the inclination of the lens unit may need to be further suppressed. With the widespread use of television cameras for rigid mirrors and the improvement of image quality in recent years, there is a demand for further improvement in brightness and image quality of rigid mirrors. For this reason, some of the observation optical systems of recent hard endoscopes have a severe problem that it is necessary to secure higher image quality than before while increasing NA (numerical aperture).
[0024]
For this reason, it is more preferable that the first and second rigid mirror optical systems of the present invention satisfy the conditions (3) and (4). If the conditions (3) and (4) are satisfied, the tilt angle of the lens unit can be reduced by half compared to the case where the conditions (1) and (2) are satisfied, and the image quality of the rigid mirror required to have high specifications and high image quality Can be maintained. Unless the conditions (3) and (4) are satisfied, it is not preferable because the image quality is unacceptably deteriorated due to the inclination of the lens unit depending on the specification of the rigid endoscope.
[0025]
Further, the configuration of the fifth rigid mirror optical system according to the present invention is to prevent image quality deterioration due to disturbance after assembling, especially in a hard mirror requiring high image quality.
Although the configuration of the first or third rigid mirror optical system of the present invention can reduce the tilt of the lens unit including the refracting surface having a strong curvature, it is impossible to completely eliminate the tilt. Therefore, in order to substantially eliminate the image quality deterioration due to the inclination, the lens unit having the refraction surface with high sensitivity to eccentricity and having a high curvature should not move at all in the holding tube. For this purpose, the lens unit having the refracting surface having a strong curvature may be fixedly adhered to the holding tube. However, increasing the number of bonding steps leads to an increase in assembly lead time and cost. Therefore, if at least one lens unit having the highest eccentric sensitivity among the lens units having a refracting surface with a strong curvature is selected and fixed by bonding, the image quality deterioration due to the inclination can be significantly reduced, and the lens unit to be bonded and fixed. Are minimized, so that the assemblability is good. If the above configuration is not satisfied, it is not preferable that the image quality that satisfies the user cannot be maintained due to the image quality deterioration due to the inclination of the lens unit in the rigid mirror with particularly required quality.
[0026]
When the lens unit is fixed by bonding, an adhesive hole is made in the side surface of the holding tube, and an adhesive is poured from the hole to fix the outer periphery of the lens unit. At this time, in order to eliminate the inclination of the lens unit in advance, it is preferable to shake the middle lens unit with a needle or the like from the adhesive hole while viewing the image so as to adjust so as to obtain a good image, and then fix the adhesive.
[0027]
Here, the definition of the edge thickness T and the outer diameter D of the lens unit in the present invention will be described with reference to FIG. (A) shows the case of a single lens, (b) shows the case of a cemented lens with the same outer diameter, (c) shows the case of a cemented lens with an outer diameter difference, and (d) shows the case of a prism unit.
The outer diameter D is defined by a portion that always receives the outer periphery of the holding tube as shown in FIG. Therefore, when there is a difference in outer diameter as in (c), the outer diameter of the larger lens is used.
[0028]
The edge thickness T is also defined by the portion that receives the outer circumference with the holding tube as shown in FIG. An actual lens is usually provided with a chamfer to prevent burrs, but the size of the chamfer is sufficiently small to be neglected. In (c), the value of the right lens receiving the outer circumference is used. In (d), since it is non-axially symmetric, it is a portion where the edge thickness T is the smallest.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter,

Embodiments

1 and 2 of the rigid mirror optical system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 show sectional views of the lenses including the optical axis of Examples 1 and 2, respectively. Numerical data of each embodiment will be described later.
[0030]
In the first embodiment, FIG. 1A illustrates an objective unit, and FIG. 1B illustrates a part of a relay unit. In the first embodiment, a laparoscope having an insertion portion having an outer diameter of Φ12 mm is assumed. A holding tube 5 having an inner diameter of 9.5 mm holds a part of an objective optical system and a lens unit of a relay optical system. Reference numeral 23 denotes an outer tube.
The first surface (r ₁ ) to the twentieth surface (r ₂₀ ) are the objective optical system. The relay optical system is provided after the twenty-first surface (r ₂₁ ). The number of relays is two, and two sets of symmetrical unit relay optical systems for relaying an image once are used. Since the second set of relay optical systems is a repetition of the first set of relay optical systems, only the first set is shown in FIG. 1B, and the second set is omitted.
[0031]
The cover glass 16 on the first surface (r ₁ ) to the second surface (r ₂ ) is made of a sapphire material, and is fixed to the cover glass fixing member 17 attached to the tip of the outer tube 23 by soldering, and is held by the holding tube 5. do not do. The plano-concave lenses 18 on the third surface (r ₃ ) to the fourth surface (r ₄ ) are adhered and fixed on the fifth surface (r ₅ ), and the outer periphery is not held by the holding tube 5.
[0032]
The lens unit that holds the outer periphery with the holding tube 5 having an inner diameter of 9.5 mm on and after the fifth surface (r ₅ ). Therefore, the outer diameter D of the lens units on the fifth and subsequent surfaces is 9.5 mm. The outer periphery of the lens unit constituted by the fifth surface (r ₅ ) to the seventh surface (r ₇ ) is fixed to the holding tube 5 by the adhesive injected from the small hole 22. The lens units on and after the eighth surface (r ₈ ) are not fixed to the holding tube 5 by adhesive, but are pressed against the spacer 13 by a spring force as shown in FIG.
[0033]
As shown in the numerical data described later, the refracting surfaces whose absolute value of the radius of curvature is equal to or smaller than the outer diameter of the lens unit after the fifth surface are the fourteenth surface (r ₁₄ ), the seventeenth surface (r ₁₇ ), and the nineteenth surface. (R ₁₉ ), and the lens unit including these surfaces satisfies the conditions (1) and (2). In addition, all lens units after the fifth surface (r ₅ ) satisfy the conditions (1) and (2). For this reason, there is no large inclination in the holding tube 5, and there is little deterioration in image quality during and after manufacturing. Further, a lens unit including the fourteenth surface (r ₁₄ ), the seventeenth surface (r ₁₇ ), or the nineteenth surface (r ₁₉ ) may be bonded and fixed to the holding tube 5.
[0034]
In the second embodiment, FIG. 2 (a) shows the objective unit, and FIG. 2 (b) shows the asymmetric unit relay unit of the relay unit. (C) shows a symmetrical unit relay unit of the relay unit. The second embodiment assumes a cystoscope, a hysteroscope, and an arthroscope having a diameter of Φ3 mm outside the insertion part. The relay optical system holding tube 20 holds the lens unit of the relay optical system. The holding tube 19 for the objective optical system and the holding tube 20 for the relay optical system are separate bodies.
[0035]
The first surface (r ₁ ) to the ninth surface (r ₉ ) are the objective optical system. The surface after the tenth surface (r ₁₀ ) is a relay optical system. A relay number seven, the unit relay optical system asymmetrical relaying once an image (surface No. 10 (r _{10) ~} seventeenth surface (r ₁₇₎₎ a set and the unit relay optical system symmetric (e.g. eighteenth surface _{(r 18)} ~ 25 surface _{(r 25))} using the six pairs. Since the second to sixth sets of symmetrical unit relay optical systems are repetitions of the first set, only the first set is shown in FIG. 2C, and the second to sixth sets are omitted. is there.
[0036]
The plano-concave lenses 21 on the first surface (r ₁ ) and the second surface (r ₂ ) are made of a sapphire material, are fixed to the cover glass fixing member 17 by soldering, and are not held by the holding tube. The plano-concave lenses 18 on the third surface (r ₃ ) to the fourth surface (r ₄ ) are adhered and fixed on the fifth surface (r ₅ ), and the outer periphery is not held by the holding tube.
The outer periphery of the lens units on the fifth surface (r ₅ ) to the ninth surface (r ₉ ) is held by an objective optical system holding tube 19 having an inner diameter of 1.65 mm. Therefore, the outer diameter D of the lens units on the fifth to ninth surfaces is 1.65 mm. The outer peripheries of the lens units on the fifth surface (r ₅ ) to the sixth surface (r ₆ ) are fixed to the holding tube 19 by the adhesive injected from the small holes 22. The lens units on and after the seventh surface (r ₇ ) are pressed by the spring 13 as shown in FIG.
[0037]
The lens units after the tenth surface (r ₁₀ ) are held on the outer circumference by a relay optical system holding tube 20 having an inner diameter of 1.9 mm. Therefore, the outer diameter D of the lens unit after the tenth surface (r ₁₀ ) is Φ1.9 mm. Spacer 13a between the last surface r ₉ and the first surface r ₁₀ of the relay optical system of the objective optical system has one end on the inside of the objective optical system for holding the tube 19, the other end holding tube relay optical system 20 , Each of which has a structure with a step which is substantially fitted.
[0038]
As shown in the numerical data described later, the refracting surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or smaller than the outer diameter of the lens unit after the fifth surface is the eighth surface (r ₈ ), and the lens unit including this surface has the condition ( 3) and (4) are satisfied. In addition, all the lens units on and after the fifth surface (r ₅ ) satisfy the conditions (3) and (4). For this reason, there is no large inclination in the holding tube, and there is little deterioration in image quality during and after manufacturing. Further, a lens unit including the eighth surface (r ₈ ) may be bonded and fixed to the holding tube 19.
[0039]
Hereinafter, numerical data of each of the above embodiments is shown. r _1, _r 2, · · · is the radius of curvature of each lens _surface, d _{1, d} 2, · · · the interval between the lens _surfaces, n _{1, n} 3, · · · is the refractive index of each lens, ν ₁ , ν ₃ ,... are Abbe numbers of the respective lenses.
The aspherical shape is represented by the following equation, where z is an optical axis where the traveling direction of light is positive, and y is a direction orthogonal to the optical axis.
[0040]
^{z = (y 2 / r)} / [1+ {1- (k + 1) (y / r) 2} 1/2] + Ey 4 + Fy 6 + Gy 8
Here, r is a paraxial radius of curvature, k is a conical coefficient, and E, F, and G are fourth-, sixth-, and eighth-order aspherical coefficients, respectively.

The data of the edge thickness and the outer diameter of each lens unit are shown below. The symbols T ₅ , T ₈ ,... Of the edge thickness and the symbols D ₅ , D ₈ ,... Of the outer diameter correspond to the following lens units, respectively.

The lens unit 34 side _{(r 34)} and later, because it is repeated three lens units of surface No. _{21 (r} 21) ~ 33 surface _{(r 33),} omitted.

The data of the edge thickness and the outer diameter of each lens unit are shown below. The symbols T ₅ , T ₇ ,... Of the edge thickness and the symbols D ₅ , D ₇ ,... Of the outer diameter correspond to the following lens units, respectively.

The lens units on the twenty-sixth surface (r ₂₆ ) and thereafter will not be described because the three lens units from the eighteenth surface (r ₁₈ ) to the twenty-fifth surface (r ₂₅ ) are repeated.

[0041]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the inclination of the lens unit in the holding tube can be reduced, the image quality is less deteriorated at the time of manufacture, the image quality is less deteriorated by disturbances such as impact, and the assemblability is reduced. An excellent hard mirror optical system can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a rigid mirror optical system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a rigid endoscope optical system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing a basic configuration of an observation system of the rigid endoscope system.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a holding state of a lens unit in a holding tube.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a tilted state of a lens unit in a holding tube.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating definitions of an edge thickness T and an outer diameter D of the lens unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insertion part 2 Grasping part 3 Objective optical system 4 Relay optical system 5 Holding tube 6 Eyepiece optical system 7 TV camera 8 for rigid endoscope 8 Television monitor 9 Imaging optical system 10 Solid-state imaging device 11 Camera control unit 12 Lens unit 13 at the tip 13a Spacer 14 Lens press spring 15 Lens unit 16 Cover glass 17 Cover

glass fixing member

18, 21 Plano-concave lens 19 Objective optical system holding tube 20 Relay optical system holding tube 22 Small hole 23 Outer tube 24 Lens holding member 25 Lens holding member 26 Spring holding member

Claims

In a rigid endoscope optical system having a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion and holding at least a part of the lens unit with a holding tube in the insertion portion,
At least one of the lens units whose outer circumference is held by the holding tube is a lens unit including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or less than the outer diameter of the lens unit, and all of the lens units including the refractive surface are as follows. A rigid endoscope optical system satisfying the conditions (1) and (2).
T> 1.43 mm (1)
T / D> 0.5 (2)
Here, T is the edge thickness of the lens unit whose outer periphery is held by the holding tube, and D is the outer diameter of the lens unit.

In a rigid endoscope optical system having a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion and holding at least a part of the lens unit with a holding tube in the insertion portion,
A rigid mirror optical system wherein all lens units whose outer circumference is held by the holding tube satisfy the following conditions (1) and (2).
T> 1.43 mm (1)
T / D> 0.5 (2)
Here, T is the edge thickness of the lens unit whose outer periphery is held by the holding tube, and D is the outer diameter of the lens unit.

In a rigid endoscope optical system having a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion and holding at least a part of the lens unit with a holding tube in the insertion portion,
At least one of the lens units whose outer circumference is held by the holding tube is a lens unit including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or less than the outer diameter of the lens unit, and all of the lens units including the refractive surface are as follows. A rigid endoscope optical system satisfying the conditions (3) and (4).
T> 2.86 mm (3)
T / D> 1 (4)
Here, T is the edge thickness of the lens unit whose outer periphery is held by the holding tube, and D is the outer diameter of the lens unit.

In a rigid endoscope optical system having a plurality of lens units forming an observation optical system in an insertion portion and holding at least a part of the lens unit with a holding tube in the insertion portion,
A rigid mirror optical system, wherein all lens units whose outer circumference is held by the holding tube satisfy the following conditions (3) and (4).
T> 2.86 mm (3)
T / D> 1 (4)
Here, T is the edge thickness of the lens unit whose outer periphery is held by the holding tube, and D is the outer diameter of the lens unit.

The rigid mirror optical system according to claim 1 or 3,
A rigid mirror optical system, wherein at least one of the lens units including a refractive surface whose absolute value of the radius of curvature is equal to or less than the outer diameter of the lens unit is adhered and fixed to a holding tube.