JP2000155269A

JP2000155269A - 内視鏡用先端照明レンズの製造方法

Info

Publication number: JP2000155269A
Application number: JP10331234A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Tanaka; 宏和田中
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】内視鏡先端部の小型化を図ることができ、か
つ製造が容易な内視鏡用先端照明レンズの製造方法を提
供する。【解決手段】内視鏡用先端照明レンズの製造方法にお
いて、所定の深さに形成された凹部３ａの底面２ａ上に
該底面２ａを覆うように複数のガラス球１を供給する工
程と、ガラス球１を底面２ａに対し垂直方向に重ねるこ
となく底面２ａ上に均一に整列配置するとともに底面２
ａ上でガラス球１を互いに接着剤４で一体化させて先端
照明レンズを得る工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広角化内視鏡の照
明光学系に係わり、詳しくはライトガイドの先端に配置
される内視鏡用先端レンズの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、広角化内視鏡の照明光学系に関し
ては、「内視鏡用拡散照明光学系」として、特開平６−
２７３６７８号公報所載の技術が開示されている。図１
１〜図１５を用いて、この従来技術を説明する。図１１
において、ライトガイド１０１は、光学繊維束からな
り、先端面である出射端面は光軸ＣＬに対して垂直に形
成されている。このライトガイド１０１の先端部と近接
し、且つ対向して、光学素子である平凹レンズ１０２が
配置されている。平凹レンズ１０２は、ライトガイド１
０１に対向する入射面１０２ａが凹面に、先端光学面１
０２ｂが平坦面に形成されている。入射面１０２ａの曲
率は、以下に述べるように設定される。すなわち、光軸
ＣＬ側である中央部分が、第１曲率部１０３ａをなし、
曲率半径ｒ₁に形成されている。その周辺部分は、第２
曲率部１０３ｂをなし、曲率半径ｒ₂に形成されてい
る。特に、第２曲率部１０３ｂの周端部は、ライトガイ
ド１０１の直径よりも大きく形成すると、照明光がさら
に拡散されて良い。

【０００３】また、図１２に示すように、平凹レンズ１
０２に替えて、平凹レンズ１０２Ａを用いてもよい。こ
れは、ライトガイド１０１の先端部を積極的に受け入れ
て、この出射端面から導かれる光のロスを無くして有効
化する第２曲率部１０３ｃを備えている。また、図１３
に示すように、平凹レンズ１０２Ｂを用いてもよい。こ
れは、第１曲率部１０３ｄの光軸対向部分を砂目部１０
４として、ここに導かれる光を乱反射させる。光は光軸
ＣＬ部分に集まる傾向があり、この光を乱反射させるの
であるから、相対的には光量は落ちるが、周辺部に導か
れる光が増大して、配光特性が向上する。

【０００４】また、図１４に示すように、平凹レンズ１
０２Ｃを用いてもよい。これは、ライトガイド１０１の
先端出射面と対向する面が、無理のない程度の曲率に形
成される凹面であり、先端光学面が凸状に形成される第
１のレンズ１０５と、この第１のレンズ１０５の光学面
に張り合わせられる凹面を有し、先端光学面を平坦面と
した第２のレンズ１０６とからなる。この場合、第１の
レンズ１０５における凹面が曲率半径ｒ₁の第１曲率部
１０５ａに形成される。そして、第１レンズ１０５の凸
面と第２のレンズ１０６の凹面の曲率を曲率半径ｒ₂に
一致させて、第２曲率部１０６ａとする。やはり、同様
の作用効果が得られる。また、図１５に示すように、光
学素子として、多重焦点が得られるグレーティングレン
ズ１０２Ｄを用いても同様な作用効果が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術には、つぎのような問題点があった。すなわち、上述
の拡散化を図った照明レンズは、第１曲率部や第２曲率
部を光学系の光軸方向にそれぞれ形成するため、照明レ
ンズの厚さが大きくなる。また、２つのレンズを貼り合
わせても照明レンズの厚さが大きくなる。そして、これ
らの第１曲率部、第２曲率部のそれぞれの曲率中心を、
照明光学系の光軸上に一致させて各球面を創成すること
は、曲率半径が小さいために、その製造が困難であっ
た。また、グレーティングレンズの場合は、レンズ径が
小さいことにより、グレーティング面の製造が難しかっ
た。一方、内視鏡には、操作性、挿入性の観点から、内
視鏡先端部の小型化が求められており、先端照明レンズ
の小型化が望まれている。しかし、照明レンズの厚さが
大きくなることは、小型化を困難にしていた。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１、２、３または４に係る発明の課
題は、内視鏡先端部の小型化を図ることができ、かつ製
造が容易な内視鏡用先端照明レンズの製造方法を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１、３または４に係る発明は、内視鏡用先端
照明レンズの製造方法において、所定の深さに形成され
た凹部の底面上に該底面を覆うように複数のガラス球を
供給する工程と、前記ガラス球を前記底面に対し垂直方
向に重ねることなく前記底面上に均一に整列配置すると
ともに前記底面上で前記ガラス球を互いに接着剤で一体
化させて先端照明レンズを得る工程とを有する。

【０００８】請求項２、３または４に係る発明は、内視
鏡用先端照明レンズの製造方法において、所定の深さに
形成された凹部の平坦な底面上に該底面を覆い且つ前記
凹部からはみ出るように複数の乾燥状態のガラス球を供
給する工程と、前記供給された複数の乾燥状態のガラス
球に接着剤を供給して各ガラス球間に接着剤を浸透させ
る工程と、接着剤の完全硬化前に前記凹部からはみ出し
たガラス球を摺り切る工程と、前記凹部内で接着剤が硬
化し前記ガラス球が互いに一体化した後に先端照明レン
ズを取り出す工程とを有する。

【０００９】請求項１、３または４に係る発明の内視鏡
用先端照明レンズの製造方法では、所定の深さに形成さ
れた凹部の底面上に該底面を覆うように複数のガラス球
を供給し、前記ガラス球を前記底面に対し垂直方向に重
ねることなく前記底面上に均一に整列配置するとともに
前記底面上で前記ガラス球を互いに接着剤で一体化させ
て、先端照明レンズを得る。

【００１０】請求項２、３または４に係る発明の内視鏡
用先端照明レンズの製造方法では、所定の深さに形成さ
れた凹部の平坦な底面上に該底面を覆い且つ前記凹部か
らはみ出るように複数の乾燥状態のガラス球を供給し、
前記供給された複数の乾燥状態のガラス球に接着剤を供
給して各ガラス球間に接着剤を浸透させ、接着剤の完全
硬化前に前記凹部からはみ出したガラス球を摺り切り、
前記凹部内で接着剤が硬化し前記ガラス球が互いに一体
化した後に先端照明レンズを取り出す。

【００１１】請求項３に係る発明の内視鏡用先端照明レ
ンズの製造方法では、上記作用に加え、底面がカバーガ
ラスで形成され、カバーガラスとガラス球とが一体化さ
れることにより、先端照明レンズは、カバーガラスの厚
さとガラス球の直径との和とほぼ同一の厚さを有し、カ
バーガラスの平坦度をそのまま保持する。

【００１２】請求項４に係る発明の内視鏡用先端照明レ
ンズの製造方法では、上記作用に加え、ガラス球が接着
剤で互いに一体化され、一層に形成されることにより、
先端照明レンズはガラス球の直径とほぼ同一の厚さを有
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】先端構成部に観察光学系と照明光
学系とが配置された内視鏡において、照明光学系に用い
る光学部品に、本発明に実施の形態による製造方法によ
り製造された先端照明レンズを用いる。この先端照明レ
ンズは、整列配置した微小なガラス球からなる円板状の
先端照明レンズである。この様な光学部品を用いること
により、内視鏡の照明光の照射角度を広角に維持し、視
野周辺部まで境界線を生じない均一な照度で照明するこ
とができる。また、先端照明レンズは、好ましくは、微
小なガラス球を、平面上に一層に均一に整列配置した
後、接着剤等により凝固させて製造したものを用いる。
これにより、偏平な厚さの先端照明レンズが実現し、こ
の先端照明レンズをコンパクトにすることにより、先端
部本体の端部を小型化して、内視鏡の挿入性、操作性を
向上させることができる。

【００１４】なお、本発明の実施の形態において、実施
の形態１および２では、所定の深さに形成された凹部の
平坦な底面上に、この底面を覆い且つ凹部からはみ出る
ように微小な乾燥状態のガラス球を供給した後に接着剤
を供給し、その後、余分なガラス球を摺り切るようにし
たが、この製造方法に限らず、微小なガラス球を凹部の
底面に対し垂直方向に重なることなく一層で均一に整列
配置した後に、接着剤等により凝固させて製造すること
もできる。以下、具体的な実施の形態について説明す
る。

【００１５】（実施の形態１）図１〜図５は実施の形態
１を示し、図１は製造装置の凹部にガラス球を供給した
工程図、図２はガラス球に接着剤を供給した工程図、図
３は余分なガラス球を摺り切る工程図、図４は成形した
先端照明レンズを取り出す工程図、図５はライトガイド
と先端照明レンズとの配置図である。

【００１６】まず、内視鏡用先端照明レンズについて説
明する。図５において、先端照明レンズ６は、光学繊維
束からなるライトガイド８の出射端面に対向し、且つそ
の光軸ｍがライトガイド８の光軸と同心になるように配
置されている。先端照明レンズ６は、球体レンズの機能
を有する微小なガラス球１が複数個、カバーガラス２の
平坦面２ａ上に配列され、接着剤４により固着されて構
成されている。

【００１７】つぎに、先端照明レンズ６の製造方法に用
いる製造装置について説明する。図１〜図４において、
ホルダー３には、カバーガラス２および複数のガラス球
１を収納するための凹部としての段付き穴３ａが形成さ
れており、段付き穴３ａの深さは、カバーガラス２の厚
さ（例えば、０．１ｍｍ）とガラス球１の直径（例え
ば、０．１ｍｍ）との和より僅かに大きい程度のほぼ同
一に設定されている。また、段付き穴３ａの直径は、カ
バーガラス２を挿脱できるように、カバーガラス２の直
径（例えば、１．２ｍｍ）よりやや大きく設定されてい
る。

【００１８】ホルダー３には、凝固後の接着剤４の剥離
性がよい材料が用いられ、例えば、フッ素系樹脂を用い
るか、ステンレス鋼、黄銅などの表面を鏡面仕上げして
用いる。ホルダー３に余儀なく離型性が良くない材料を
用いた場合には、離型剤（例えば、フッ素含有のスプレ
ー、シリコン含有のスプレーなど）を予め塗布しておく
など、凝固後の接着剤４の離型性を高める工夫を施す必
要がある。段付き穴３ａの底面中央には、貫通孔３ｂが
穿設され、成形された先端照明レンズ６を取り出すため
の取り出し棒７が上下動自在に嵌装されている。また、
ホルダー３の上面には、摺り切り板５が水平方向に摺動
自在に配設され、その先端５ａは鋭利な刃物状に形成さ
れている。

【００１９】つぎに、上記構成の製造装置を用いた先端
照明レンズ６の製造方法を説明する。図１において、ホ
ルダー３の段付け穴３ａに、カバーガラス２が挿入さ
れ、その平坦面２ａは、凹部の底面を形成する。カバー
ガラス２の平坦面２ａ上に、乾燥状態の微小なガラス球
１を適量供給すると、凹部には、ガラス球１が１段に互
いに密接して整列配置され、余分なガラス球１はその上
に盛り上がって積載される。つぎに、図２に示しよう
に、盛り上がって積載されたガラス球１の上に、図示し
ないディスペンサーや注射器などを用いて、ガラス球１
の結合手段としての接着剤４を適量注入する。接着剤４
には、例えば紫外線硬化型接着剤が用いられ、硬化時に
透明になるものである。

【００２０】つぎに、図３に示すように、接着剤４が半
凝固状態になって、流動性が落ちたとき、摺り切り板５
をホルダー３上面に密着させ、滑らすように水平移動さ
せて、余分なガラス球１を摺り切る。摺り切った接着剤
４の上面は平滑状態となっている。この状態で放置する
と、接着剤４中のガラス球１はカバーガラス２上で、上
下方向に重なることなく整列配置された状態のままカバ
ーガラス２とともに硬化していく。接着剤４の硬化によ
り、カバーガラス２とカバーガラス２上に整列配置され
たガラス球１とが先端照明レンズ６となる。つぎに、図
４に示すように、取り出し棒７を上方に突き出して、先
端照明レンズ６を取り出す。

【００２１】本実施の形態によれば、薄いカバーガラス
の厚さと微小なガラス球の直径との和とほぼ同一の厚さ
を有する先端照明レンズを容易に得ることができる。こ
の先端照明レンズを内視鏡のライトガイドの先端照明レ
ンズに用いることにより、照明光の照射角度を広角に維
持でき、視野周辺部まで境界線を生じない均一な照度で
照明することができる。また、先端照明レンズがコンパ
クトになって、先端部本体の端部を細径化し、内視鏡の
挿入性、操作性を向上させ、内視鏡先端部の小型化を図
ることができる。

【００２２】本実施の形態では、微小なガラス球１とし
ては、直径０．１ｍｍに限らず、０．２ｍｍ以下のガラ
ス球も使用することができる。また、カバーガラス２の
形状としては、円板に限らず、ライトガイドの断面形状
に対応させてもよく、例えば、正方形や長方形にしても
よい。また、接着剤４は、温度硬化型の接着剤（樹脂）
でもよい。

【００２３】（実施の形態２）図６〜図１０は実施の形
態２を示し、図６は製造装置の凹部にガラス球を供給し
た工程図、図７はガラス球に接着剤を供給した工程図、
図８は余分なガラス球を摺り切る工程図、図９は成形し
た先端照明レンズを取り出す工程図、図１０はライトガ
イドと先端照明レンズとの配置図である。本実施の形態
は実施の形態１と製造装置の凹部の構成が異なり、他の
部分は実施の形態１と同一のため、異なる部分のみ説明
し、同一の部材には同一の符号を付し説明を省略する。

【００２４】まず、内視鏡用先端照明レンズについて説
明する。図１０において、先端照明レンズ１１は、光学
繊維束からなるライトガイド８の出射端面に対向し、且
つその光軸ｍがライトガイド８の光軸と同心になるよう
に配置されている。先端照明レンズ１１は、球体レンズ
の機能を有する微小なガラス球１が複数個、一層に平坦
状に配列され、接着剤４により固着されて構成されてい
る。

【００２５】つぎに、先端照明レンズ１１の製造方法に
用いる製造装置について説明する。図６〜図９におい
て、ベース板９は、その上面９ａが円滑な平面に形成さ
れている。上面９ａ上に密着するように、左レンズ成形
板１０Ａ、右レンズ成形板１０Ｂが水平方向に移動自在
に配設されている。左レンズ成形板１０Ａ、右レンズ成
形板１０Ｂの互いに対向する側面には、それぞれ半円状
の切欠き部１０ａ、１０ｂが形成され、両者の側面が当
接したときに、円形の凹部が構成される。また、凹部の
底面は、ベース板９の上面９ａとなっている。凹部の深
さは、左レンズ成形板１０Ａ、右レンズ成形板１０Ｂの
厚さと同一であり、ガラス球１の直径（例えば、０．１
ｍｍ）より僅かに大きい程度のほぼ同一に設定されてい
る。凹部の直径は、成形される先端照明レンズ１１の直
径によって設定される。ベース板９、左レンズ成形板１
０Ａおよび右レンズ成形板１０Ｂの材料、離型剤につい
ては、実施の形態１と同様であり、その他の部材も実施
の形態１と同様である。

【００２６】つぎに、上記構成の製造装置を用いた先端
照明レンズ１１の製造方法を説明する。図６において、
ベース板９上の左レンズ成形板１０Ａ、右レンズ成形板
１０Ｂを閉じた状態にし、ここで形成された凹部に乾燥
状態のガラス球１を適量供給すると、凹部には、ガラス
球１が１段に互いに密接して整列配置され、余分なガラ
ス球１はその上に盛り上がって積載される。つぎに、図
７に示すように、盛り上がって積載されたガラス球１の
上に、図示しないディスペンサーや注射器などを用い
て、ガラス球１の結合手段としての接着剤４を適量注入
する。

【００２７】つぎに、図８に示すように、接着剤４が半
凝固状態になって流動性が落ちたとき、摺り切り板５を
左レンズ成形板１０Ａ、右レンズ成形板１０Ｂの上面に
密着させ、滑らすように水平移動させて、余分なガラス
球１を摺り切る。摺り切った接着剤４の上面は平滑状態
となっている。この状態で放置すると、接着剤４中のガ
ラス球１はベース板９上で、上下方向に重なることなく
整列配置された状態のまま硬化していく。接着剤４の硬
化により、ベース板９上に整列配置されたガラス球１が
一体化され、一層に形成された先端照明レンズ１１とな
る。つぎに、図９に示すように、左レンズ成形板１０
Ａ、右レンズ成形板１０Ｂを左右に開いて、先端照明レ
ンズ１１を取り出す。

【００２８】本実施の形態によれば、微小なガラス球の
直径とほぼ等しい厚さの先端照明レンズを容易に得るこ
とができる。この先端照明レンズを内視鏡のライトガイ
ドの先端照明レンズに用いることにより、照明光の照射
角度を広角に維持でき、視野周辺部まで境界線を生じな
い均一な照度で照明することができる。また、先端照明
レンズがより偏平になって、先端部本体の端部を細径化
し、内視鏡の挿入性、操作性を向上させ、内視鏡先端部
の小型化をより促進させることができる。

【００２９】本発明の具体的な実施の形態から、つぎの
ような技術的思想を導き出すことができる。（付記）（１）所定の深さに形成された凹部の平坦な底面上に
該底面を覆うように複数の乾燥状態のガラス球を供給す
る工程と、前記ガラス球を前記底面に対し垂直方向に重
ねることなく前記底面上に一層で均一に整列配置すると
ともに前記底面上で前記ガラス球を互いに接着剤で一体
化させて先端照明レンズを得る工程とを有することを特
徴とする内視鏡用先端照明レンズの製造方法。

【００３０】付記（１）によれば、内視鏡先端部の小型
化を図ることができ、かつ製造が容易な内視鏡用先端照
明レンズの製造方法を提供することができる。また、ガ
ラス球が乾燥状態のために、ガラス球の供給が円滑に行
われる。さらに、ほぼガラス球の直径とほぼ同一の厚さ
を有する極めて偏平な先端照明レンズを得ることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】請求項１、３または４に係る発明によれ
ば、内視鏡先端部の小型化を図ることができ、かつ製造
が容易な内視鏡用先端照明レンズの製造方法を提供する
ことができる。請求項２、３または４に係る発明によれ
ば、内視鏡先端部の小型化を図ることができ、かつ製造
が容易な内視鏡用先端照明レンズの製造方法を提供する
ことができる。また、ガラス球が乾燥状態のために、ガ
ラス球の供給が円滑に行われる。さらに、はみ出したガ
ラス球を摺り切るので、先端照明レンズの凹部の底面と
は接しない面も平滑に成形される。請求項３に係る発明
によれば、上記効果に加え、カバーガラスの厚さとガラ
ス球の直径との和とほぼ同一の厚さを有し、カバーガラ
スの平坦度をそのまま保持する高精度の先端照明レンズ
を得ることができる。請求項４に係る発明によれば、上
記効果に加え、ガラス球の直径とほぼ同一の厚さを有す
る極めて偏平な先端照明レンズを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の製造装置の凹部にガラス球を供
給した工程図である。

【図２】実施の形態１のガラス球に接着剤を供給した工
程図である。

【図３】実施の形態１の余分なガラス球を摺り切る工程
図である。

【図４】実施の形態１の成形した先端照明レンズを取り
出す工程図である。

【図５】実施の形態１のライトガイドと先端照明レンズ
との配置図である。

【図６】実施の形態２の製造装置の凹部にガラス球を供
給した工程図である。

【図７】実施の形態２のガラス球に接着剤を供給した工
程図である。

【図８】実施の形態２の余分なガラス球を摺り切る工程
図である。

【図９】実施の形態２の成形した先端照明レンズを取り
出す工程図である。

【図１０】実施の形態２のライトガイドと先端照明レン
ズとの配置図である。

【図１１】従来技術の内視鏡用拡散照明光学系の縦断面
図である。

【図１２】従来技術の他の例の内視鏡用拡散照明光学系
の縦断面図である。

【図１３】従来技術の他の例の内視鏡用拡散照明光学系
の縦断面図である。

【図１４】従来技術の他の例の内視鏡用拡散照明光学系
の縦断面図である。

【図１５】従来技術の他の例の内視鏡用拡散照明光学系
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ガラス球２カバーガラス２ａ平坦面３ホルダー３ａ段付き穴４接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の深さに形成された凹部の底面上に
該底面を覆うように複数のガラス球を供給する工程と、
前記ガラス球を前記底面に対し垂直方向に重ねることな
く前記底面上に均一に整列配置するとともに前記底面上
で前記ガラス球を互いに接着剤で一体化させて先端照明
レンズを得る工程とを有することを特徴とする内視鏡用
先端照明レンズの製造方法。
【請求項２】所定の深さに形成された凹部の平坦な底
面上に該底面を覆い且つ前記凹部からはみ出るように複
数の乾燥状態のガラス球を供給する工程と、前記供給さ
れた複数の乾燥状態のガラス球に接着剤を供給して各ガ
ラス球間に接着剤を浸透させる工程と、接着剤の完全硬
化前に前記凹部からはみ出したガラス球を摺り切る工程
と、前記凹部内で接着剤が硬化し前記ガラス球が互いに
一体化した後に先端照明レンズを取り出す工程とを有す
ることを特徴とする内視鏡用先端照明レンズの製造方
法。
【請求項３】前記底面がカバーガラスで形成され、カ
バーガラスとガラス球とが一体化されることを特徴とす
る請求項１または２記載の内視鏡用先端照明レンズの製
造方法。
【請求項４】前記ガラス球が接着剤で互いに一体化さ
れ、一層に形成されることを特徴とする請求項１または
２記載の内視鏡用先端照明レンズの製造方法。