JP2001166223A

JP2001166223A - 内視鏡

Info

Publication number: JP2001166223A
Application number: JP34478599A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Koshikawa; 豊越川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2001-06-22
Also published as: US20010003142A1; US6569088B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広範囲を観察するために主にハレーションを
軽減し照明ムラを防止する手段を備えた照明光学系を有
する内視鏡。【解決手段】対物光学系と４つの照明光学系とを備
え、それら照明光学系の出射光量がそれぞれ異なる２種
類以上のものからなる内視鏡において、対物光学系１に
よる画面の略長辺方向の両側に対応する先端位置に、出
射光をより多く出射する照明光学系１１ａ、１１ａ’を
配置し、対物光学系１による画面の略短辺方向の両側に
対応する先端位置に、出射光をより少なく出射する照明
光学系１１ｂ、１１ｂ’を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内視鏡に関し、特
に、ハレーションを軽減した内視鏡に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】内視鏡は幅広い分野で使用され、医療分
野では体腔内の様子を無血的に、工業分野では機械内部
の様子を非破壊、非分解で観察、検査できるようにな
り、その役割は大きい。

【０００３】内視鏡は、体腔内や機械内部を観察するた
めの対物光学系と、照明するための照明光学系を一般に
備えている。照明光学系は、内視鏡先端まで光源から導
光するためのライトガイドに加え、配光を広げるための
照明レンズを有することが多い。また、照明レンズの代
わりに、拡散効果のあるスリガラスを有するものが知ら
れている。図２９（ａ）にライトガイド５１及びスリガ
ラス５２の場合、図２９（ｂ）にライトガイド５１及び
照明レンズ（凹レンズ）５３を有した場合の照明光学系
を示す。

【０００４】内視鏡観察において、主に管内等で入り組
んだ構造の被写体を観察する場合、ハレーション、つま
り、視野中に極端に明るさの差が生じ、この明るさの比
を対物光学系の撮像素子（ビデオスコープならＣＣＤ）
のダイナミックレンジが許容できない場合、画面（ビデ
オ内視鏡であればモニタ上）の一部が白く飛んでしまい
（白飛び）観察に支障を来すことがあった。

【０００５】このハレーションは、照明光が反射率の特
に高い場所で直接反射光となり、その強い直接反射光が
対物光学系に入射したときに生じる場合や、また、内視
鏡先端部（照明光学系）と被写体が極近接することで極
端な照明ムラが生じる場合、また、双方が同時に発生す
る場合等による。

【０００６】医療分野では、特に大腸のように管状であ
り、また、うねりを伴うような形状を観察するときは顕
著に生じる。すなわち、図３０に示すように、うねりの
ある管５４内に内視鏡先端５５を挿入した場合に、その
照明光学系５６に管５４のうねり部５７が極近接して位
置する場合が起こり、そのうねり部５７に照明光学系５
６からの照明光が反射して極端な照明ムラが生じること
によりハレーションが発生する。

【０００７】また、対物光学系の観察範囲が広い程、つ
まり、画角が大きい広角光学系程生じやすい。これは、
管内壁と内視鏡が近接したとき、つまり、照明光学系と
その直接反射をする範囲（例えば大腸のひだ等）が近接
したときに強い反射光を生じ、広角光学系程その反射光
を拾いやすいためである。

【０００８】広角対物光学系を有する内視鏡において、
ハレーションを防止するための技術として、例えば特開
平１０−２８８７４２号には、内視鏡長手方向と側方を
同時に観察できる対物光学系と、側方を照明する照明手
段を有し、その照明手段として拡散手段を含む内視鏡が
記載されている（図３１参照）。

【０００９】図３１（ａ）は内視鏡先端部視野に対して
水平方向の断面図、同図（ｂ）は鉛直方向の断面図をそ
れぞれ示すものであり、図３１（ａ）において、対物光
学系５９は、内視鏡先端部５８の略中心に位置するよう
に備えられており、また、正面を照明する正面照明光学
系であるライトガイド６０の出射端の光軸が対物光学系
５９の光軸と略平行になるように配置されていて正面視
野を照明すると共に、側方を照明する側方照明光学系で
あるライトガイド６１、６２を備えていて視野側面を照
明するようになっている。さらに、側方照明光学系であ
るライトガイド６１、６２の先端にスリガラス６３を設
けている。これにより、照明光の拡散効果が高くなり、
細径のパイプを観察した際でも、管内壁表面での照明光
によるハレーションが起き難くなり、また、照明光も均
一に照射できる。

【００１０】このように、特開平１０−２８８７４２号
において、側方照明光学系であるライトガイドの先端に
スリガラスを設けており、ライトガイドより出射される
照明光をスリガラスを透過させ、拡散効果を高めること
で、ハレーションを防止する旨が述べられている。

【００１１】しかしながら、上記技術では、図２９
（ａ）に示すように、ライトガイド５１先端に拡散板で
あるスリガラス５２を配置したのみなので、レンズを有
する照明光学系の出射光と比較し、照明光の配光が狭い
ために照明範囲が狭く、視野周辺なので照明ムラが生じ
やすく、不十分であった。

【００１２】また、図２９（ｂ）のようにく、凹レンズ
等の照明レンズ５３のみでは、照明配光は広くすること
はあるが、ハレーションがきつい等、課題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、広範囲を観察するために主にハレーションを軽減し
照明ムラを防止する手段を備えた照明光学系を有する内
視鏡を提供することである。

【００１４】

【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の内視鏡は、対物光学系と少なくとも２つ以上
の照明光学系を備えた内視鏡において、照明光学系は、
パワーを有するレンズ系とその出射側に配置された拡散
素子とからなることを特徴とするものである。

【００１５】本発明の第２の内視鏡は、対物光学系と４
つの照明光学系とを備え、それら照明光学系の出射光量
がそれぞれ異なる２種類以上のものからなる内視鏡にお
いて、前記対物光学系による画面の略長辺方向の両側に
対応する先端位置に、出射光をより多く出射する照明光
学系を配置し、前記対物光学系による画面の略短辺方向
の両側に対応する先端位置に、出射光をより少なく出射
する照明光学系を配置したことを特徴とするものであ
る。

【００１６】本発明の第３の内視鏡は、対物光学系と４
つの照明光学系とを備え、それら照明光学系の出射配光
がそれぞれ異なる２種類以上のものからなる内視鏡にお
いて、前記対物光学系による画面の略長辺方向の両側に
対応する先端位置に、広配光な照明光学系を配置し、前
記対物光学系による画面の略短辺方向の両側に対応する
先端位置に、狭配光な照明光学系を配置したことを特徴
とするものである。

【００１７】本発明の第４の内視鏡は、前記照明光学系
は、パワーを有するレンズ系とその出射側に配置された
拡散素子とからなることを特徴とする第２又は第３の内
視鏡である。

【００１８】本発明の第５の内視鏡は、前記拡散素子の
出射面有効面積が前記レンズ系の入射面有効面積よりも
大きいことを特徴とする第１から第４の何れか１項記載
の内視鏡である。

【００１９】本発明の第６の内視鏡は、先端が流線形を
なしている内視鏡において、前記流線形の面頂に対物光
学系を配すると共に、前記流線形の斜面方向にパワーを
有するレンズ系とその出射側に配置された拡散素子とか
らなる複数の照明光学系を配し、以下の条件を満たすこ
とを特徴とするものである。

【００２０】（１）１＜Ｓ_s／Ｓ_i＜８（２） θ_p＜θ_i＜θ₀−θ_p ただし、Ｓ_sは前記拡散素子の出射面有効面積、Ｓ_iは
前記照明レンズ系の入射面有効面積、θ_pは前記対物光
学系と前記照明光学系との光軸がなす角度、θ_iは前記
照明光学系からの出射光の配光角の半画角、θ₀は前記
対物光学系の半画角である。

【００２１】本発明の第７の内視鏡は、前記対物光学系
は１７０°を越える画角を有することを特徴とする第１
から第６の何れか１項記載の内視鏡である。

【００２２】本発明の作用効果については以下の実施例
と共に説明する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内視鏡の実施例に
ついて説明する。

【００２４】（実施例１）本発明は、上記課題を解決す
る手段として、対物光学系と少なくとも２つ以上の照明
光学系を備えた内視鏡において、照明光学系は、パワー
を有するレンズ系とその出射側に配置された拡散素子と
からなることを特徴とするものである。

【００２５】前述のように、ハレーションは、照明光学
系から出射される照明光が粘膜等で反射され、その強い
直接反射光が対物光学系に入射するために生じる。

【００２６】これを、図２に示す内視鏡で説明する。内
視鏡先端部１０内の照明レンズ２の前方に非常に高い反
射率を有する、つまり、鏡面に近い被写体Ｏｂがある場
合、対物光学系１は、内視鏡先端を観察するのと近い状
況となる。つまり、仮想面ＨＰを観察していることに相
当する。また、照明レンズ２として凹レンズ２’を有す
る場合は、図３に示すように、ライトガイド３の出射面
（瞳）の凹レンズ２’による像を２次光源ＩＭとして考
えれば、その２次光源ＩＭの像ＩＭ’を観ることに相当
する。したがって、図２の右側に光の強度分布を示すよ
うに、観察範囲上に非常に明るい部分が生じて、この大
きな明るさの差がＣＣＤのダイナミックレンジを越え、
ハレーションが生じることになる。

【００２７】また、観察距離が近い場合、つまり、図２
中のｚが短い場合は、観察範囲の大部分が白飛びしてし
まうことは容易に推測がつく。

【００２８】ここで、本実施例の一形態を図１に示す
が、この形態は、照明レンズ２の出射側に拡散素子４を
配置した照明光学系である。拡散素子４を配すること
で、図１に示すように、ライトガイドの出射面の虚像Ｉ
Ｍ’か仮想面ＨＰ上で拡散され、ピーク値が下がる。し
たがって、このようにＣＣＤのダイナミックレンジ内に
収まるように観察範囲上での明るさ差を小さくすること
で、ハレーションを防止することが可能となる。

【００２９】管腔内観察の場合、より観察状態等を考慮
する必要がある。これを、図４に示すような条件でハレ
ーションが生じたとする場合について説明する。図４は
うねりのある管５４内に内視鏡先端部１０を挿入した場
合に、そのうねり部５７でハレーションが生じる場合を
示す図であり、図中、斜線部ａはハレーションを引き起
こす光束を示し、この光束は、凹レンズからなる照明光
学系１１より出射される図中一点鎖線ｅで示す範囲の照
明光の一部であり、対物光学系１の視野範囲（図中、点
線ｂで示す範囲）に入る。

【００３０】照明光学系１１より出射される照明光の配
光分布を図６（ａ）に示す。上記図４の斜線部ａの光束
成分は、図６（ａ）の斜線部ｃの角度成分を有する照明
光に相当する。この観察条件においては、この角度成分
の光束の全体の照明光に対する割合を減じることでハレ
ーションが軽減できる。

【００３１】本発明の実施形態の１つである照明光学系
として、図５（ａ）に断面図、図５（ｂ）に斜視図を示
すように、照明用凹レンズ２’の出射側に、砂目面２０
を照明用凹レンズ２’側に向けたスリガラス４’を１枚
配置した照明光学系１１’に代えた場合、図６（ｂ）に
示すように、スリガラス４’の拡散効果により照明配光
が広がる。したがって、図４のような同じ観察条件の場
合、ハレーションを引き起こす照明光ｃ’の全照明光に
対する割合は、図４の凹レンズのみの照明光学系１１を
用いるよりも少ないので、ハレーションを軽減できる。

【００３２】広角対物光学系の場合、観察倍率が小さい
ために被写界深度が広く、極近点まで観察可能なことが
多い。したがって、内視鏡先端を被写体に近接させての
観察が多く、前述のようにハレーションが生じやすい。
照明光学系と被写体のハレーションを引き起こす反射部
が極近接する場合、照明光学系とハレーションの関係
は、配光のみならず、その照明光学系の出射面での光の
位置分布（輝度分布）も考慮する必要がある。

【００３３】図７に極近接観察時の様子を示す。斜線部
ａ’で示す反射光束が図示しない広角対物光学系に入射
してハレーションを引き起こすのは、図４の観察時と同
様である。図７からも分かるように、照明レンズ２の略
中央部からの出射光がハレーションを引き起こす要因で
ある。このような場合、照明光学系の配光分布と、さら
に、照明光学系の出射面の光の位置分布（輝度分布）を
均一化する必要がある。

【００３４】図８（ａ）に負のパワーを有する凹レンズ
１枚、（ｂ）正のパワーを有する凸レンズ１枚の場合
の、それぞれの平行光入射時の光線図を示す。図８か
ら、両光学系共に、レンズ出射面１２の中心部分が光線
の密度が高いこと、つまり、輝度が高く、輝度のムラが
あることが分かる。

【００３５】これも、同様に、上記のような照明光学系
１１’を用いることで解決できる。図９（ａ）に凹レン
ズのみからなる照明光学系１１の場合、（ｂ）に凹レン
ズにスリガラスを組み合わせた照明光学系１１’の場合
について、それぞれの照明光学系出射面（図中のそれぞ
れ１９、１９’）での輝度分布を示す。スリガラスを有
する図９（ｂ）の方が、光学系中心と周辺の差が狭ま
り、輝度分布が均一化される。また、好ましくはライト
ガイドの端面よりも大きな出射面を有するスリガラスを
配することで、より輝度分布を広げることが可能であ
る。したがって、図４に示す観察条件同様、ハレーショ
ンを軽減することが可能である。

【００３６】照明レンズ２は、図１に示すような球面平
凹レンズに限らず、より広配光を得るために、図１０
（ａ）や同図（ｃ）に示すような、少なくとも１面に非
球面１３を有するレンズや、多段曲率の面１４を有する
レンズでもよい。また、図１０（ｂ）に示すような両面
に凹面を有するタイプのレンズでもよい。一般に、水切
れ等の考慮から、内視鏡照明レンズ２は図２９（ｂ）に
示すような平凹タイプが用いられるが、拡散素子（上記
例の場合は、スリガラス）４の出射面を平面にすること
で、より負のパワーを強くできる両凹レンズが使用可能
となる。

【００３７】また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すような
ロッドレンズ１５のコア部分に球面１６、多段曲率の面
１４等の曲率を設けたレンズタイプも有効である。レン
ズ側面にロッド加工を施し、全反射を利用してレンズ側
面でケラレていた光を再度照明光へ戻すことも可能であ
る。このようなロッドレンズ１５は、照明周辺で色ムラ
等が生じやすいが、拡散素子４が前面に配置されていれ
ば、このようなムラは生じない。

【００３８】以上のように、照明レンズ２の出射側先端
に拡散素子４を有することで、使用が困難なレンズタイ
プの使用も可能となる。

【００３９】上記の説明のような負のパワーを有するレ
ンズ２’に限らず、図１２に示すような正のパワーを有
する凸レンズ２”でも効果は同様である。凸レンズ２”
は集光光学系のため、ライトガイド３端面の輝度分布が
被写体上に投影しやすくムラになりやすいが、拡散素子
４の拡散効果で結像関係が崩れるため、ムラ防止にな
る。

【００４０】以上述べた作用、つまり、照明レンズ２を
有することで配光を広め、加えて照明レンズ２の出射側
先端に拡散素子４を有し、ライトガイド３と照明レンズ
２から出射される光の瞳をぼかすことで、配光をより広
げるのみならず、照明光学系１１’出射面での輝度分布
を均一化することで、広い照明範囲を得つつ、ハレーシ
ョンを軽減することが可能となる。

【００４１】（実施例２）また、本発明は、前記課題を
解決する手段として、対物光学系と４つの照明光学系と
を備え、それら照明光学系の出射光量がそれぞれ異なる
２種類以上のものからなる内視鏡において、前記対物光
学系による画面の略長辺方向の両側に対応する先端位置
に、出射光をより多く出射する照明光学系を配置し、前
記対物光学系による画面の略短辺方向の両側に対応する
先端位置に、出射光をより少なく出射する照明光学系を
配置したことを特徴とするものである。

【００４２】ハレーション防止のためには、内視鏡先端
部での対物光学系と照明光学系との配置関係が重要であ
り、その構成を示すものである。

【００４３】一般に、医療用内視鏡の場合、対物光学
系、照明光学系に加え、処置を施すための鉗子等を体内
に挿入するためのチャンネルや、対物光学系の汚れを除
去するためのノズル等が内視鏡先端に配置されている。
図１３に、照明光学系が２つの場合の先端レイアウトの
１例を示す。図中、符号１１₁、１１₂が照明光学系で
あり、５は鉗子等のためのチャンネル、６が内視鏡先端
面を洗浄するためのノズルである。

【００４４】これに対して、本実施例の構成によれば、
図１４（ｂ）に示すように、観察に必要な照明光を４つ
の照明光学系１１₁〜１１₄により確保することで、そ
れぞれの照明光学系１１₁〜１１₄からの出射光量を分
散させている。そのため、仮にその照明光学系１１₁〜
１１₄の１つがハレーションを引き起こすような状態に
なっても、そのハレーションを引き起こす光量の他の３
つの照明光学系の出射光量に対する割合が小さいため、
図１４（ａ）のような２つ目の照明等に比較すると、ハ
レーションが小さくてすむ。

【００４５】図１５（ａ）に図１４（ａ）の２つ目照明
の場合、同図（ｂ）に図１４（ｂ）の４つ目照明の場合
のそれぞれの先端レイアウト時におけるハレーションの
状態図を示す。極近接観察時、図１５（ａ）のように、
２つ目照明では左右方向（ｇ方向）に大きなハレーショ
ンが生じ、画面の多くの部分が白く飛んでしまい、観察
が非常に困難となる。しかし、照明光学系を４つ１１₁
〜１１₄にすることで、図１５（ｂ）に示すように、小
さい白飛びが分散して生じるため、２つ目照明の場合に
比べ格段に観察しやすくなる。

【００４６】図１６に、画面の方向で視野範囲が異なる
場合の観察画面の１形状１７を示す。このような場合、
視野範囲の広い方向ｇに対して周辺までムラなく照明す
る必要があるため、照明光量を増やし、また、視野範囲
の狭い上下の方向ｈは広い視野範囲方向ｇよりも照明光
量が少ない方がよい。なぜならば、必要以上の周辺を照
明すると、ハレーションが生じやすくなるためである。

【００４７】図１７に示すように、視野範囲の広い方向
ｇに照明光量の多く出射する照明光学系１１ａ、１１
ａ’を配し、視野範囲の狭い方向ｈに照明光学系１１
ａ、１１ａ’よりも照明光量の少ない出射をする照明光
学系１１ｂ、１１ｂ’を配することで、観察に必要のな
い照明光によるハレーションを防止できる。なお、図
中、点線ｉは図１６の画面１７に相当する範囲を示す。

【００４８】また、このような照明光学系１１ａ、１１
ａ’、１１ｂ、１１ｂ’において実施例１で述べたよう
に照明レンズ出射側先端に拡散素子を配置すると、ハレ
ーション防止の効果はより向上することは明らかであ
る。

【００４９】（実施例３）また、本発明は前記課題を解
決する手段として、対物光学系と４つの照明光学系とを
備え、それら照明光学系の出射配光がそれぞれ異なる２
種類以上のものからなる内視鏡において、前記対物光学
系による画面の略長辺方向の両側に対応する先端位置
に、広配光な照明光学系を配置し、前記対物光学系によ
る画面の略短辺方向の両側に対応する先端位置に、狭配
光な照明光学系を配置したことを特徴とするものであ
る。

【００５０】図１８において、照明光学系１１ｃ、１１
ｃ’は広配光な照明光学系であり、１１ｄ、１１ｄ’は
その２つの照明光学系１１ｃ、１１ｃ’よりも狭配光な
照明光学系である。図１９にこの配置における照明光学
系１１ｃ、１１ｃ’、１１ｄ、１１ｄ’による全照明光
の配光分布を、図２０に内視鏡先端部１０の斜視図に示
すｇ方向（画面長手方向）について実線で、ｈ方向（画
面上下方向）は点線で示す。画面長手方向の視野範囲
ｇ’にはより広配光で照明する必要があり、画面上下方
向の視野範囲ｈ’は視野範囲ｇ’程の照明配光は必要な
い。実施例２と同様の作用でムラなく観察範囲を照明
し、かつ、ハレーションを軽減できる。

【００５１】図２１に、本実施形態におけるそれぞれ画
面短辺方向（ａ）と画面長辺方向（ｂ）の照明範囲（実
線）と視野範囲（点線）を示す。

【００５２】また、この照明光学系において実施例１で
述べたように照明レンズ出射側先端に拡散素子を配置す
ると、ハレーション防止の効果はより向上することは明
らかである。

【００５３】（実施例４）また、本発明は前記課題を解
決する手段として、先端が流線形をなしている内視鏡に
おいて、前記流線形の面頂に対物光学系を配すると共
に、前記流線形の斜面方向にパワーを有するレンズ系と
その出射側に配置された拡散素子とからなる複数の照明
光学系を配し、以下の条件を満たすことを特徴とするも
のである。

【００５４】（１）１＜Ｓ_s／Ｓ_i＜８（２） θ_p＜θ_i＜θ₀−θ_p ただし、Ｓ_sは前記拡散素子の出射面有効面積、Ｓ_iは
前記照明レンズ系の入射面有効面積、θ_pは前記対物光
学系と前記照明光学系との光軸がなす角度、θ_iは前記
照明光学系からの出射光の配光角の半画角、θ₀は前記
対物光学系の半画角である。

【００５５】図２２にこの内視鏡の形態の一例の先端部
１０の断面を示す。対物光学系１は半画角が９０°を越
えるタイプであり、そのために内視鏡先端が流線型に作
られ、対物光学系１は略流線形状の面頂（先端）に配置
する必要がある。また、照明光学系１１は、観察範囲に
入れないよう流線形状の側面に配置する。このような配
置関係を有する内視鏡において、ハレーションを軽減
し、かつ、良好な観察状態を得るためには、以下の条件
式を満たすことが好ましい。

【００５６】（１）１＜Ｓ_s／Ｓ_i＜８（２） θ_p＜θ_i＜θ₀−θ_p 条件式（１）は、拡散素子４の効果を規定するもので、
下限の１を越えると、ハレーション防止の効果が弱ま
り、本発明の目的を達し得ない。また、上限の８を越え
ると、内視鏡先端部１０が太くなりすき、内視鏡として
好ましくない。

【００５７】条件式（２）は、対物光学系１と照明光学
系１０との画角による配置関係を規定するもので、下限
を越えると、照明光が内視鏡長手方向に届かず、画面中
心が暗くなる等、観察に支障を来す。また、上限を越え
ると、照明光が直接広角対物系に入射し、フレアやハレ
ーションの原因となり、本発明の目的を達し得ない。

【００５８】（実施例５）以上の対物系光学系と照明光
学系の配置関係の説明においては、それぞれ照明レンズ
系の先端に拡散素子を設け、かつ、その拡散素子は照明
レンズ系の入射面よりも大きい出射面を持つことで、よ
りハレーション防止に効果がある。

【００５９】拡散素子の形状は特に照明レンズの形状と
相似形である必要はない。少なくとも照明レンズ系の入
射面よりも大きければよい。なぜなら、実施例１でも触
れたように、ライトガイドの出射面の照明レンズ系によ
る像（瞳）よりも大きければよく、言い換えれば、照明
レンズ系の入射面よりも大きい出射面を持つことで、そ
の像を拡散させてぼかすので、ハレーションが軽減され
るためである。

【００６０】したがって、拡散素子の形状は内視鏡先端
のレイアウトに合わせて様々な形態が可能となる。図２
３にレイアウトの例を示す。一般に、レンズの外径形状
は円形が多く、拡散素子４をそれと相似形、つまり、円
形にすると、直接的に内視鏡先端部の外径が太くなる。
そのため、図２４（ａ）〜（ｆ）に示すような様々な形
状にして先端レイアウト上のデッドスペースを有効に活
用することで、内視鏡先端外径を太くすることなく、拡
散素子４を配置することができる。なお、図２４（ａ）
〜（ｆ）において、点線で照明レンズ２出射面の外形、
実線で拡散素子４の出射面の外形を示す。

【００６１】また、拡散素子４を図２５に示すような楔
形に構成し、照明光学系の光軸を曲げることで配光方向
を変えることも可能である。また、このような楔形の拡
散素子４の加工も、レンズをこのように成形するよりも
容易である。

【００６２】したがって、本発明は、上記課題を解決す
る手段として、前記拡散素子の出射面有効面積が前記レ
ンズ系の入射面有効面積よりも大きいことを特徴とする
ことが好ましい。

【００６３】また、前記拡散素子の形状は前記照明レン
ズの外形形状とは相似形でないことが好ましい。

【００６４】（実施例６）一般に、医療用内視鏡の場
合、対物光学系、照明光学系に加え、処置を施すための
鉗子等を体内に挿入するためのチャンネルや、対物光学
系の汚れを除去するための洗浄ノズル等が内視鏡先端に
配置されている。したがって、前記実施例２、３の構成
は、主にハレーションを軽減する良好な照明光を得るに
は適しているが、対物光学系と照明光学系が十字状に配
置されるため、特に、チャンネルや洗浄ノズル等を先端
に有する内視鏡の場合は、デッドスペースが増し、外径
が太くなりやすい。よって、内視鏡外径をより細くした
い場合では、以下に示す本実施例のような形態がより好
ましい。

【００６５】図２６（ａ）に本実施例の内視鏡先端の正
面図を示す。また、同図（ｂ）は、同図（ａ）における
Ａ−Ａ’断面を示す。照明光学系１１ｅ、１１ｅ’の出
射光量は、照明光学系１１ｆ、１１ｆ’の出射光量より
も少なく、外径も小さい構成になっている。対物光学系
１（画面に相当する範囲を点線Ｓで示す。）の光軸Ｏ _ob
と内視鏡先端外周中心Ｏ_scとは偏心している。５は鉗子
等のためのチャンネル、６は内視鏡先端面を洗浄するた
めのノズルである。

【００６６】図２６から、本実施例の照明光学系１１
ｅ、１１ｅ’、１１ｆ、１１ｆ’の配置によれば、画面
短辺方向に比べ画面長辺方向の視野範囲に対して多くの
光量の照明光が出射されることは容易に理解される。よ
って、前記実施例２と同様の作用効果により、良好な照
明を得ることができる。また、対物光学系１の光軸Ｏ_ob
と内視鏡先端外周中心Ｏ_scとを偏心させることによっ
て、チャンネル５やノズル６を略画面短辺方向に配置
し、ノズル等による視野ケラレを防ぐような構成をとっ
ている。加えて、外径の小さい（出射光量の少ない）照
明光学系１１ｅ、１１ｅ’を、対物光学系１に対してチ
ャンネル５や洗浄ノズル６と略対向して配置すること
で、内視鏡先端部のスペースを有効に活用し、外径の太
径化を極力防いでいる。

【００６７】図２７に、前記実施例２の対物光学系と照
明光学系との配置において、さらにチャンネル５とノズ
ル６を配置した場合の一例を示す。図中、点線は図２６
（ａ）の内視鏡先端外周と同一の径を示している。図２
７の場合は比較的デッドスペースが生じやすく、これに
比べて本実施例６では太径化を防いでいることが分か
る。

【００６８】（実施例７）図２８（ａ）に本実施例の内
視鏡先端を示す。同図（ｂ）は、同図（ａ）におけるｈ
方向の断面を、同図（ｃ）は、同図（ａ）におけるｇ方
向の断面を示す。１１ｇ₁、１１ｇ₂、１１ｇ₃、１１
ｇ₄はそれぞれ出射光量が等しい照明光学系で、
Ｏ_il1、Ｏ_il2、Ｏ_il3、Ｏ_il4は各照明光学系の中心
を表す。１は対物光学系（画面に相当する範囲を点線Ｓ
で示す。）、５は鉗子等のためのチャンネル、６は内視
鏡先端面を洗浄するためのノズルである。

【００６９】本実施例の内視鏡の先端は流線形状をな
し、かつ、画面長辺方向（ｇ方向）に広がって照明光学
系を配置しているために、画面長辺方向と画面短辺方向
とで照明範囲（配光）が異なり、ｇ方向の配光が広いこ
とが分かる。具体的には、図示のように、対物光学系１
の光軸Ｏ_obと中心Ｏ_il2を結ぶ直線ｌと、光軸Ｏ_obと中
心Ｏ_il4を結ぶ直線ｍとがなす角度をθ_H、対物光学系
１の光軸Ｏ_obと中心Ｏ_il ₁を結ぶ直線ｎと直線ｌとがな
す角度をθ_Vとしたとき、θ_H＜θ_Vの関係を満足する
ような配置とすることによって、画面短辺方向に比べ画
面長辺方向の視野範囲に対して広範囲に照明光を出射す
ることができる。

【００７０】よって、前記実施例３と同様の作用効果に
より、良好な照明を得ることができる。加えて、本実施
例においても、実施例６と同様にチャンネルとノズルを
配置することによって外径を細く抑えている。

【００７１】また、本実施例では、それぞれ同じ構成の
４つの照明光学系を配置しているが、異なる照明光学系
であっても、本実施例のような配置とすることによって
同様の作用が得られる。

【００７２】上記説明のように、本発明は極広角な対物
光学系との組合せにおいて特に有効である。したがっ
て、広角対物光学系は１７０°を越える画角を有してい
る内視鏡が好ましい。

【００７３】なお、本発明においてはさらに次のように
構成することができる。

【００７４】〔１〕対物光学系と４つの照明光学系と
を備えた内視鏡において、前記対物光学系による画面の
略長辺方向に対する光量が、前記対物光学系による画面
の略短辺方向に対する光量よりも多くなるように前記４
つの照明光学系を配置したことを特徴とする内視鏡。

【００７５】〔２〕対物光学系と４つの照明光学系と
を備えた内視鏡において、前記対物光学系による画面の
略長辺方向に対する配光が、前記対物光学系による画面
の略短辺方向に対する配光よりも広配光になるように前
記４つの照明光学系を配置したことを特徴とする内視
鏡。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の内視鏡によると、照明光学系がパワーを有するレンズ
系とその出射側に配置された拡散素子とからなるので、
被写体に極近接して観察する場合あるいは高反射率の被
写体を観察する場合でもハレーションを軽減し、照明ム
ラを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の内視鏡の照明光学系の一形態を説明
するための図である。

【図２】内視鏡においてハレーションの発生を説明する
ための図である。

【図３】照明光学系が凹レンズを有する場合のライトガ
イド出射面の像を説明するための図である。

【図４】大腸観察時のうねり部でのハレーションの発生
の様子を示す図である。

【図５】実施例１の内視鏡の照明光学系の１つの実施形
態を示す断面図と斜視図である。

【図６】従来の場合と図５の場合の照明光の配光分布を
示す図である。

【図７】大腸観察時の極近接部でのハレーションの発生
の様子を示す図である。

【図８】凹レンズ及び凸レンズの平行光入射時の光線図
である。

【図９】凹レンズのみからなる場合と凹レンズにスリガ
ラスを組み合わせた場合の照明光学系出射面での輝度分
布を示す図である。

【図１０】照明レンズの変形例を示す図である。

【図１１】照明レンズの別の変形例を示す図である。

【図１２】照明レンズとして凸レンズを用いる場合を示
す図である。

【図１３】一般の内視鏡先端のレイアウトの１例を示す
図である。

【図１４】２つ目照明と４つ目照明の先端レイアウトの
１例を示す図である。

【図１５】図１４の場合のハレーションの状態図であ
る。

【図１６】画面の方向で視野範囲が異なる場合の観察画
面の１形状を示す図である。

【図１７】実施例２の内視鏡先端の照明光学系の配置を
示す図である。

【図１８】実施例３の内視鏡先端の照明光学系の配置を
示す図である。

【図１９】図１８の配置における照明光学系による全照
明光の配光分布を示す図である。

【図２０】実施例３の内視鏡先端部の斜視図である。

【図２１】実施例３の内視鏡の画面短辺方向と画面長辺
方向の照明範囲と視野範囲を示す図である。

【図２２】実施例４の内視鏡先端部の断面図である。

【図２３】実施例５による内視鏡先端の種々のレイアウ
トの例を示す図である。

【図２４】拡散素子のレンズ外径形状に対する様々な形
状を例示する図である。

【図２５】拡散素子を楔形に構成する場合を示す図であ
る。

【図２６】実施例６の内視鏡先端の照明光学系の配置を
示す図である。

【図２７】実施例２の内視鏡先端にチャンネルとノズル
を配置した場合の様子を示す図である。

【図２８】実施例７の内視鏡先端の照明光学系の配置を
示す図である。

【図２９】従来の内視鏡照明光学系の構成を説明するた
めの図である。

【図３０】うねりのある管内でハレーションが発生する
様子を示す図である。

【図３１】従来の１例の内視鏡のハレーションを防止す
るための技術を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｏｂ…被写体ＨＰ…仮想面ＩＭ…２次光源ＩＭ’…２次光源の像Ｏ_ob…対物光学系の光軸Ｏ_sc…内視鏡先端外周中心Ｏ_il1、Ｏ_il2、Ｏ_il3、Ｏ_il4…照明光学系の中心１…対物光学系２…照明レンズ２’…凹レンズ（照明レンズ）２”…凸レンズ（照明レンズ）３…ライトガイド４…拡散素子４’…スリガラス５…鉗子等のためのチャンネル６…ノズル１０…内視鏡先端部１１、１１’…照明光学系１１₁、１１₂、１１₃、１１₄…照明光学系１１ａ、１１ａ’…照明光学系（照明光量多）１１ｂ、１１ｂ’…照明光学系（照明光量少）１１ｃ、１１ｃ’…照明光学系（広配光）１１ｄ、１１ｄ’…照明光学系（狭配光）１１ｅ、１１ｅ’…照明光学系（照明光量少）１１ｆ、１１ｆ’…照明光学系（照明光量多）１１ｇ₁、１１ｇ₂、１１ｇ₃、１１ｇ₄…照明光学系
（同じ出射光量）１２…レンズ出射面１３…非球面１４…多段曲率の面１５…ロッドレンズ１６…球面１７…観察画面１９、１９’…照明光学系出射面２０…砂目面５４…うねりのある管５７…うねり部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物光学系と４つの照明光学系とを備
え、それら照明光学系の出射光量がそれぞれ異なる２種
類以上のものからなる内視鏡において、前記対物光学系による画面の略長辺方向の両側に対応す
る先端位置に、出射光をより多く出射する照明光学系を
配置し、前記対物光学系による画面の略短辺方向の両側
に対応する先端位置に、出射光をより少なく出射する照
明光学系を配置したことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】対物光学系と４つの照明光学系とを備
え、それら照明光学系の出射配光がそれぞれ異なる２種
類以上のものからなる内視鏡において、前記対物光学系による画面の略長辺方向の両側に対応す
る先端位置に、広配光な照明光学系を配置し、前記対物
光学系による画面の略短辺方向の両側に対応する先端位
置に、狭配光な照明光学系を配置したことを特徴とする
内視鏡。
【請求項３】前記照明光学系は、パワーを有するレン
ズ系とその出射側に配置された拡散素子とからなること
を特徴とする請求項１又は２記載の内視鏡。